RAID技术

🌟 一、什么是 RAID？为什么要用 RAID？
🔹 RAID 全称：Redundant Array of Independent Disks
独立磁盘冗余阵列

简单说：把多个物理硬盘组合成一个逻辑硬盘，以提升性能、可靠性或两者兼顾。

💡 为什么需要 RAID？
性能问题：单个磁盘 I/O 速度慢 → RAID 0 可并行读写提速。
可靠性问题：磁盘会坏 → RAID 1/5/6 提供冗余备份，允许坏盘后数据不丢。
容量扩展：RAID 可将多个小盘合并为大容量逻辑盘。

✅ RAID 0 —— 条带化（Striping），无冗余
🔧 工作原理：
数据被切成“条带（stripes）”，轮流写入多个磁盘。
例如：4 块盘，数据 A,B,C,D,E,F,G,H → A→盘1, B→盘2, C→盘3, D→盘4, E→盘1, …
✅ 优点：
读写性能极高（并行访问）
100% 空间利用率
❌ 缺点：
无冗余！任何一块盘坏了，所有数据丢失！
📊 容量计算：
总容量 = 单盘容量 × 盘数

✅ RAID 1 —— 镜像（Mirroring）
🔧 工作原理：
数据完全复制到另一块盘上（镜像）。
至少需要 2 块盘。
例如：写入数据 A → 同时写入盘1 和 盘2。
✅ 优点：
容错性好（坏一块盘，另一块还能工作）
读性能好（可从任一盘读取）
❌ 缺点：
空间利用率低（50%）
写性能略低（需写两份）
📊 容量计算：
总可用容量 = 单盘容量（因为一半是镜像）

例如：2 块 100GB 盘 → 可用 100GB

✅ RAID 5 —— 分布式奇偶校验（Distributed Parity）
🔧 工作原理：
数据条带化 + 奇偶校验信息（Parity）分散存储在各盘上。
至少需要 3 块盘。
奇偶校验不是集中在一个盘，而是轮换分布在不同盘上（避免单点瓶颈）。
举例：3 块盘，数据 A,B,C → A→盘1, B→盘2, P(A⊕B)→盘3；下一条带：D→盘2, E→盘3, P(D⊕E)→盘1…

✅ 优点：
容错性好（可容忍 1 块盘故障）
空间利用率高（N-1)/N，N 为盘数）
读性能好（条带化）
❌ 缺点：
写性能较低（需计算和写入奇偶校验）
重建数据耗时长（坏盘后需重算校验）
📊 容量计算：
总可用容量 = (盘数 - 1) × 单盘容量

例如：4 块 100GB 盘 → 可用 300GB（1 块用于存校验）
✅ RAID 6 —— 双重奇偶校验（Double Parity）
🔧 工作原理：
类似 RAID 5，但有两个独立的奇偶校验块（P 和 Q），可容忍 2 块盘同时故障。
至少需要 4 块盘。
✅ 优点：
更高可靠性（容忍 2 块盘坏）
适合重要数据
❌ 缺点：
空间利用率更低（(n-2)/n）
写性能更差（需计算两个校验）
📊 容量计算：
总可用容量 = (盘数 - 2) × 单盘容量

例如：6 块 100GB 盘 → 可用 400GB