七种RAID技术

想把好多硬盘组在一起使用的基本方式为：连接所有硬盘，先向第一个硬盘中写数据，满了之后，再向第二个硬盘上写数据，如此只是简单的连通了多个硬盘。
再此基础上发展了RAID技术：由独立磁盘组成的具有冗余特性的阵列

1.RAID0技术

假设有4块硬盘，把每块硬盘根据硬盘中的扇区来分割成同样大小的块，因为硬盘中的扇区是真实存在的，块是我们抽象出来的，如此每个硬盘都被分为好几个块
此时存储方式是并行的将数据存入所有磁盘，即将数据同时写入所有磁盘的第一块。然后再同时写入所有磁盘的第二块

方法：数据被分成多块，同时并行的写入多个磁盘，而不是顺序写入
优点：并发IO操作。大大提供的IO速度，阵列的容量是整个磁盘的总和
缺点：只要有一块磁盘坏掉，整个数据就全部丢失

2.RAID1技术

RAID0是并行IO操作，但是有个问题，当整个阵列中有一个硬盘出现了问题，整个阵列就不行再使用了。为了解决这个问题，就有了RDIA1，增加镜像盘

方法：每次写数据，将同样一份数据写入两个硬盘里。其中一个做备份，每次写入都要写成功两块盘才算成功，数据块以位为单位打散在多块磁盘上存储
优点：提供了备份功能，当一个数据出现损坏，可以读取第二份
缺点：短板效应，速度取决于最慢的盘，容量取决于最小的盘，总容量是所有磁盘的1/2

3.RAID2技术

RAID1虽然有了备份，但是写入太慢，以及极大的浪费了硬盘容量。在此基础上通过设置校验盘，以减少冗余盘就有了RAID2

方法：采用汉明码进行数据校验，具有一位校验能力，每次读写之前先进行校验。每次IO的数据被以位为单位平均打散在所有数据盘上。
缺点：校验盘数量太多，开销太大，成本昂贵，比较初期的一种校验方式，现在已经不用了

4.RAID3技术

RAID2使用汉明码校验，造成很大的校验盘浪费，对校验方法进行改进，使用逻辑运算XOR，只需要一块校验盘，就有了RAID3，RAID2是用位计算写入，RAID3使用固定大小IO

方法：使用逻辑运算“亦或XOPR“来进行计算校验。每次IO的大小是4kb，而一个扇区固定大小是512B，这样根据多少盘就可以算出每次IO时对每个硬盘写入多少。一次IO尽量让每块磁盘的都参与
优点：校验效率较高，成本减少
缺点：不支持IO并发，一次IO是4KB，在同次IO下要操作所有的硬盘。对随机小块读写时，一个很小的IO（小于4KB）会占用所有盘

5.RAID4技术

RAID3的原理是每次写4KB，分散到每次磁盘。但是实际应用中的读写数据都要远远小于4KB，这样即使数据很小，但是还是每个磁盘都参与了，一次都能有一个IO操作，就会有很多磁盘闲置了。针对RAID3中IO不能并行的问题进行改善，就有了RAID4

方法：通过增大“条带深度”，如果一次IO操作，这个IO块小于条带深度，那么这次IO就被完全禁锢在一个磁盘上了，此时其他磁盘空闲就可以共存一个IO对空闲的磁盘进行操作
缺点：校验盘是瓶颈，每个IO不管目标在哪个数据盘，但是一定要读写校验盘。此时，虽然数据IO是并发，但是操作校验盘的时候依旧是一个一个来。所以在RAID3的基础上性能并没有提升

6.RAID5技术

RAID4只实现了数据盘上的并行IO操作，但是忘记了每次校验的时候IO都会霸占所有的校验盘。针对校验盘不能实现并行IO的问题，推出了RAID5

方法：把校验盘分割，打散在数据盘上。这样每次磁盘保存的有数据部分和校验部分
优点：实现了并发IO，随机读性能高。
缺点：写的性能差，因为每写一扇区的数据就要产生其校验扇区，一并写入校验盘。这个是有校验功能的通病。连续性不如RAID3

RAID5EE：RAID5使用的校验方法是逻辑XOR运算，只有一个硬盘损坏时，如果是读可以逆运算得到，但是却没办法写入了。此时可以在每个磁盘中分出一部分空间，如果有磁盘损坏，就把损坏磁盘上的数据分开保存在每次磁盘上。提供一个备份盘的作用。

7.RAID6技术

RAID5中还有一个问题就是：当只有一个校验盘时，如果是损坏一块盘还可以算出之前存的数据，但是如果损坏了两块盘就无法得到之前写入的数据了，为了解决这个问题，就有了RAID6

方法：增加校验码，通过组成方程组求解多个未知数
缺点：因为要多读写一个校验数据，写性能更差了