2020.08.11

RAID 磁碟陣列完整介紹解析:Raid 0、1、5、10

RAID 是將多台硬碟堆疊成一台高容量使用的『虛擬磁碟』,而 RAID 核心技術就是『虛擬架構』。本章將解析仿間極少討論的『虛擬架構』原理。RAID 內儲存企業重要資料,且幾乎 24H 全年不關機,夜間假日也無人看守,一定會擔心發生故障資料損毀。凌威科技有30年和數千組故障RAID 資料救援實務經驗,將一步一步帶您避開資料損毀的風險。


這30多年來因深感多數RAID 故障需資料救援案例,其實只因使用者不知RAID 就是『虛擬磁碟 Virtual Disk』或不熟悉其原理技術,因而選購了不適用的機種或只是輕微故障或遭外人不當處理,導至受損更加嚴重資料損毀的不幸事件。

文章會自RAID 的基本原理開始說起,並以最簡單易懂的文字 + 圖片解說『虛擬架構』,希望對使用者有幫助。

 


此篇文章共區分兩個單元,共有:
 
 

重要提醒:RAID磁碟陣列內有容錯機制,容錯機制的用意是『故障時發出警告,提醒使用者趕快備份重要資料』,而非因還可『正常讀取』,而忽視備份資料。

市面上的高階RAID 系統,雖擁有容錯的功能 (Fault Tolerant),但當其中1台硬碟損壞時,還是有機會正常讀寫,但絕不是當作備份資料的設備,平常還是要養成按時資料備份的習慣。萬一不幸遭遇RAID 硬碟損毀資料無法讀取時,要注意此時RAID 已是故障狀況,也許輕微也許嚴重,但因還有重要資料在裡面,不建議做任何有『風險』的動作,一不小心極可能破壞硬碟資料。

建議先諮詢專業的RAID 資料救援廠商,如損毀狀況輕微,工程師會帶您一步一步解除危機,且不見得會收費。



RAID磁碟陣列的由來

在RAID 還沒發明前,都是單台單台硬碟使用,當第1台硬碟存滿後,必須再加裝第2台、第3台⋯⋯來儲存資料,這個時候因為每台硬碟當中存放了不同的資料,就必須在各硬碟之間切換找資料,非常不方便。

例如每個人電腦裡都會有不同的硬碟,像是:D::D: 、E: ….,Volume1:、Volume2:、Volume3: …



RAID磁碟陣列的優點:高容量、讀取速度快、容錯機制
  • 資料方便存取
雖然是多台硬碟,但已整合成一台高容量的『虛擬儲存空間』使用,不必在各硬碟間 C: D: ...來回切換。
 
  • 【高容量】
因 RAID 利用多個硬碟組合而成,其資料的存取容量與處理量通常比單一硬碟來的優良。而市面上容量大、處理性能優異的硬碟,通常價格也十分昂貴,所以許多人會轉而運用RAID作為優化的方法。

RAID 的總容量計算公式是 N=1+1+1+..........,例如串接共 4 台 1TB 硬碟建構成 RAID5 後,使用者在Windows, Mac, Linux 看到的是一個 3TB 的高容量儲存設備。

 
  • 【讀寫快速】
多台硬碟內的所有讀寫磁頭同步動作,檔案的讀寫時間能夠更快速。例如:同1隻檔案被單台 硬碟讀寫時間如是 “1”,3台硬碟同時讀寫時間 就變為“1/3”。但這只是理論,因 RAID Console 讀寫時需多一道 Parity 運算時間(同位檢查),加上現在新型硬碟存取速度極快, 實務上使用者應該已分辨不出來。
 
  • 【容錯功能 Fault Tolerant】
以往硬碟毀損通常也宣告內部資料的喪失,儘管現今有許多方法可以進行資料救援,但也未必都能百分之百復原。而不同的RAID原理機制,不僅能增加硬碟內資料的安全性,還能提昇操作時的容錯率,即便其中一台硬碟發生故障,也還有其他硬碟能夠持續支援作業。

RAID1 與 RAID5 等級當其中1台硬碟故障時,還可正常讀寫資料,所以能夠事先預警。避免第2台硬碟突然受損,資料來不及備份的悲劇。

 

RAID磁碟陣列是虛擬磁碟 Virtual Disk

RAID 是將多台硬碟堆疊起來構成一個高容量『虛擬磁碟 Virtual Disk』,建構技術分為硬體磁碟陣列(Hardware Controller Array)和軟體磁碟陣列(Software Controller Array)兩種。而這兩種建構技術有極大差異,效能也不同,適用客群也不同。
 
  • 【硬體磁碟陣列 Hardware Controller Array】
如照片所示,是一片 RAID Controller Card 或主機板內建 Array 晶片,主要控制元件就是 Array Controller Chip ,知名廠牌有 IBM、HP、Dell、LSI、Intel.......
這晶片功能就是可以將多台硬碟『堆疊成一台高容量的虛擬磁碟』並控制所有磁頭組同步讀寫。

 

Hardware Controller 的特性:
● 以『硬碟』為單位,多台『實體硬碟』組合,這層是實體非虛擬。(後註)
● 運作穩定,讀寫快速。
● 擁有獨立讀寫通道、晶片獨立運算,獨立記憶體,擴充性高。● 因為是由 RAID 介面卡控制,不受作業系統影響。
● 需另購,操作有一點難度。

 
  • 【軟體磁碟陣列 Software Controller Array】
如照片所示,Software Controller Array是經由 Windows Server, Linux, MacOS...作業系統內提供 Array console 將多台硬碟內多個分割區 Partition『堆疊成一台高容量的虛擬磁碟』並控制所有磁頭組同步讀寫。

實作上在 Windows Server 的「磁碟管理工具」中,就有提供先把現有多台硬碟內數個分割區 Partition 改成「動態磁碟 Dynamic Disks」,再建構成各種等級 Array 。
時下流行的 NAS 系統,就是由 Linux 系統建立而成的。
圖片就是 Windows 和 Linux 所建立的 RAID 。


磁碟管理硬碟狀態
 

Software Controller 的特性:

● 因屬作業系統內建 RAID 工具,免費易操作。
● 因是作業系統內建,所以運算時會加重作業系統負擔,存取速度慢。
● 基層底部是硬碟分割區 Partition (已是虛擬),非實體硬碟。
● 當作業系統受損當機時,控制 RAID 的組態設定 (Array Configuration) 也同時遭破壞,導致資料無法讀取。
● 虛擬架構一層又一層,當其中任何一層虛擬架構遭破壞,Array 即無法讀寫。受損風險較高。

 

RAID 磁碟陣列是虛擬架構的解析:

使用RAID 一定要了解『虛擬架構』。因為RAID 本身就是『虛擬 Virtual or Logical』非『實體 Physical 』的儲存設備。

過去使用硬碟的方式很簡單也很直覺,共安裝幾台硬碟清清楚楚,順序也不容易錯亂,也不必學習『虛擬架構』。但是後來資料量愈來愈大,開始使用RAID 來儲存大量資料時。常常因對RAID 這種巨大的虛擬架構不熟悉傷透腦筋。

此單元以簡潔易懂方式說明。


『實體硬碟 Physical Drive 是可以拿在手上,虛擬磁碟 Virtual Disk 雖然可用但是手卻摸不到抓不到』。

實體硬碟 Physical Drive 是一台一台的儲存產品。

RAID 是將多台實體硬碟堆疊成一個高容量的虛擬磁碟 Logical Drive。

新購硬碟一定先用作業系統 Windows Linux MacOS....磁碟工具(Disk Manage)分割1 or 數個不同容量的分割磁區(Partition)> 再對各分割區一一做格式化 ( Format)後才會產生 C:、D:、E:、Volume1:、Volume2:、Volume3:........供儲存檔案。

1台1Tb硬碟可分割成:
● 1個1Tb Partition
● 2個分割區 300Gb+700Gb Partition
● 3個分割區 100GB+400GB+500GB Partition
更可以分割成 4、5、6....數個分割區。


不論分割區數量,容量如何改變,這台硬碟的實體容量1Tb是無法改變的。
所以硬碟是『實體 Physical』的,分割區 Partiiton 就是『虛擬 Logical』出來的。

再舉例:一間50坪辦公司,使用屏風隔間可以隔成2個區或3個區或 45...個區,供業務部行政部主管...使用。
辦公室50坪是無法改變的,是『實體』。但隔間數量坪數是可以任意改變,隔間就是『虛擬』。
50坪辦公室等於『實體硬碟 Physical Drive』,每一區等於『分割磁區 Logical Partition』。

所以『分割區』就是儲存裝置的第一層『虛擬架構』分割區易遭破壞,隨便不明或人為刪除即可輕易就破壞分割區,內部資料也無法讀取。
但實體硬碟,除非硬體機件or電路元件故障,或人為碰撞才會破壞資料。

既然已知『虛擬架構』如此脆弱,實務上當然是愈少層愈安全。
但也不知道什麼時候開始,市面上出現一大堆「多層虛擬架構」的RAID。
 


RAID 磁碟陣列Controller Card 原理

接下來介紹傳統用實體的 Array Controller Card 建立的 RAID,也稱 Hardware Controller RAID。
這也是凌威科技最推薦使用,理由:

1. Array Controller Card 在市場已行銷 30年,都是知名廠牌 IBM HP Dell LSI Intel .....,穩定性極高。

2. Array 晶片獨立運算,有獨立的讀寫Channel,memory...因不加重作業系統負擔,讀寫速度極快。

3. 雖然也是『虛擬架構』,但通常只有一層,故較安全穩定。

 

  
Array Controller Card 是多台硬碟接上後,由原廠提供的 Array Configuration Utility 操作,畫面非常詳細,建立、管理、故障維護.....各項功能齊全。



1. [實體層Physical]列出現有實體Controller Card,各硬碟、廠牌、型號....細項。

2. [邏輯層Logical ]列出已建構的 RAID 的所有細項。

 

  
另一極令人稱道的特性,雖然 RAID 這層也是虛擬架構,但因其建構的架構 RAID configuration 是寫入 RAID Controller 和各台硬碟內,而且 RAID Controller Card 和 Hard Disk 內有很多地方可隱藏保護不易破壞,所以理論上較安全。

除非 Array Controller Card 故障,其『虛擬架構』才會被破壞,真的非常穩定。
如遇到RAID Controller受損,換上同廠牌系列Controller後,執行Restore RAID configuration即可復原 Array 。

因為這種『實體RAID』非常穩定,讀寫速度又快,所以都屬於『高階機種』,Google、FB、Amazon、中華電信、台灣大哥大、遠傳......大型機房一定都是用這種高階 RAID 運作。

一般企業如資料量大且要求 24h 全年不關機,建議採用這種高階 RAID,且內部搭配企業級規格的 SAS 硬碟,非 SATA 硬碟。
 

RAID 磁碟陣列還需要備份資料嗎?會故障嗎?有風險嗎?

當然要備份!RAID 只是單純的儲存裝置並非備份方案,且幾乎 24 小時不關機,硬碟耗損更嚴重。
主要會因以下2個原因造成故障風險:

● 每台硬碟都會故障。若 1 台硬碟故障機率是 1,如 RAID 裡面安裝 3 台硬碟,機率就是 3 倍,因為任一台硬碟故障,RAID 就不正常。

● RAID有多層的虛擬架構,任一層虛擬受損,RAID就受損資料也無法存取。

 

RAID 磁碟陣列硬碟一定需相同廠牌?型號?容量?

RAID 新購時,原廠通常都是用相同廠牌、型號的硬碟。但不同廠牌、型號、容量,也可用嗎?

答案是:『可以』

RAID Controller 只認 SAS、SATA ....BUS,不管廠牌、型號、容量。

Software RAID Controller 一定可用不同廠牌硬碟,主機板上不就常安裝數台不同廠牌硬碟?
甚至 SATA HDD,USB HDD 同時使用。

Hardware RAID controller 也是可用不同廠牌硬碟,只要相同界面 SAS、SATA BUS。

另試問:RAID 通常可以使用數年,且長年不關機,硬碟操的很兇,如3年後其中一台硬碟故障時,去哪裡購3年前同款硬碟?就算買到了也是3年前製造的中古硬碟,還敢用嗎?但如不幸遇到 RAID Failed 時,

建議您:
1. 硬碟全部換新,穩定可靠。其它未故障硬碟也換新。
2. 購新款硬碟代用時,只要相同 BUS,容量大於故障硬碟即可。

 

RAID Level 磁碟陣列等級、種類:

RAID 已有 0、1、5、5+spare、6,.....等級,未來還有可能繼續推出其它新等級,現有等級要完全暸解選出適用等級,已很頭痛。但凌威認為現有等級足以滿足各型企業需求,只是礙於對 RAID 認知程度不足,時常選購不適用等級。
建議重點放在 3-5年內『夠用』、『適用』、『有能力管理』即可,不必特意追求,可能一輩子都用不完的高容量,或一輩子都用不到的功能。
3-5年限到期後,汰舊換新時,廠商還會有新機種供選購。


以下是簡單的比較表:

RAID容錯表

 

RAID0 磁碟陣列技術原理、架構

● RAID0 當其中任何1台硬碟受損,RAID0 資料即無法讀取。風險極高,不推薦使用。

RAID0 Configuration 架構原理:需2台硬碟 Physical Drives 1TB + 1TB = 2TB Logical Drive(Array)。

RAID0 讀寫原理:檔案先寫入 2TB RAID0 再經由 Array Console 分段同步寫入各台硬碟內,等於是檔案 1st Block 寫入 1st Physical Drive,2nd Block 寫入 2nd Physical Drive。所以檔案是1/2 存在第1台硬碟,另1/2存在第2台硬碟。

RAID0 優點:讀寫速度比單台硬碟快速。理論上因檔案是被2台以上硬碟同步讀寫,存取速度加倍(其實硬碟速度已快到使用者無法分辨,不必太計較測試數字)。
舉例:1檔案被1台硬碟讀寫時間是1,如被2台硬碟同步讀寫時則時間變 1/2。

RAID0 缺點:受損機率加倍,資料損毀風險高。每台硬碟都會受損,硬碟運轉時就會耗損,壽命到時也一定會故障,如1台硬碟故障機率是1,2台硬碟故障機率就是2倍。
只要當任何一台硬碟故障,RAID0 即受損,出現 RAID Failure、Offline....資料無法正常讀寫。

RAID0 只要任何1台硬碟故障,因無容錯功能,RAID0 即刻損毀,內部資料無法讀取。
這時 RAID Status 直接顯示 RAID Failed(offline),不是 RAID Degraded。

建議:如有2台硬碟時,寧可當成1台1台使用,勿冒險用 RAID0,因故障風險是2倍,易資料損毀。  
 

 

HDD Online, RAID Status OK

 

 

HDD Offline, RAID Status Failed

 

 

HDD Offline, RAID Status Failed

 



RAID1(Mirror)技術原理、架構
 
● RAID1 就是容許1台硬碟故障,RAID 資料還可正常讀取。

RAID1 Configuration 架構原理:需2台硬碟 Physical Drives 1TB + 1TB = 1TB Logical Drive(Array)。所以也稱鏡射 Mirror。
RAID1 讀寫原理:檔案先寫入 1TB RAID1 再經由 Array Console 分段同步寫入各台硬碟內等於是檔案每一 Block 同步寫入 1st Physical Drive & 2nd Physical Drive。所以檔案是 100%存在第1台硬碟第2台硬碟也有100%存入資料共有2份。

RAID1 優點:類似備份因資料同步寫入2台硬碟。理論上資料有2份所以當1台故障時另1台還有資料(但實務上2台硬碟同時故障機率也很高)。

RAID1 缺點:雖實際上有2台硬碟卻只有一台容量可用。但現在硬碟便宜應該不會計較。

建議:RAID1 資料雖然是同步存入2台硬碟,但絕不可當成已有2份資料了,而無備份。這是RAID1 常犯錯誤當2台硬碟同時故障時2份資料都遭損毀。
那2台硬碟同時故障機率有多高當然不會比只用單台時高但絕不是除以2 (1/2)。

實務上RAID1 內2台硬碟一定都是相同廠牌、型號....所以品質、壽命也相同而 RAID1 是2台硬碟同步運轉耗損是相同的。
可用『雙胞胎』比喻2人基本體質相同相同環境同時生長如一個感冒另一個也極易同時感冒。

強烈建議:RAID 只可當資料儲存設備勿因有容錯功能就無備份資料。且 RAID 因都是 24h 不關機耗損更嚴重故障率高一定要另作資料備份。

RAID1 status

 

RAID5 磁碟陣列技術原理、架構

● RAID5 就是容許1台硬碟故障,RAID5 資料還可正常讀取。


RAID5 是最常見最廣為使用的架構,且企業級規格 Server 一定都採用 RAID5 等級。
但RAID5 因銷售上標榜容錯功能(Fault tolerance)導致使用者誤以為『容許RAID故障、錯誤』而忽略做資料備份不可不慎。

此章節盡可能詳細說明 RAID5 架構運作、運算原理、優缺點、使用注意事項。提供給使用者一個正確使用RAID 的觀念。

RAID5 Configuration 架構原理:
需3台硬碟 Physical Drives 1TB + 1TB+1TB = 2TB Logical Drive (Array)。

其中有1TB 容量被當作 Parity Blocks,非單獨一台硬碟而是平均分散在各硬碟內。
而 Parity 就是 RAID5 的容錯機制運算非常艱深後續會嘗試用簡單易懂方式說明。

RAID5 實際上是安裝 3台硬碟但 Array size 卻只有2台硬碟容量可使用少了1台硬碟容量這就是被當作 Parity Blocks。

RAID5 status


上圖說明,無論是哪一台硬碟受損,RAID5 容量還是沒減少,都是維持原來2台硬碟容量,這就表示 RAID5 標榜的『容錯功能』容許任何1台硬碟故障,RAID5 還可正常讀寫。

注意:
當發生只有1台硬碟故障時,RAID Status 會顯示『RAID Degraded』, 這時 RAID5 還是可讀取資料,但最重要最急著處理的動作,『不是立刻更換正常硬碟做重建 Rebuild』,正確安全的做法是『趁 RAID5 還可正常讀取資料時,趕快將資料備份出來,再去做重建 Rebuild』。

千萬勿慌張,冷靜下來思考第一最重要問題?判斷最優先最重要是『搶救資料』or『Rebuild 』?
當然是『搶救資料重要』。

所以當不幸發生 RAID5 Degraded 時,切記先『備份資料』出來存放,而非急著重建『Rebuild』。
通常 RAID5 內的硬碟都是相同廠牌型號,所以品質相同,RAID5 習慣上都是 24H 不關機,又是多人多部門使用,所以操得很兇,所有硬碟耗損也一定相同,當已發生有1台硬碟受損 Offline,其它硬碟因為品質,耗損都相同,應該也撐不了多久,極可能一台接一台故障。

這時千萬避免去做耗時危險的重建 Rebuild,因爲萬一中途又有1台硬碟故障?RAID5 Failed 損毀時,資料即無法讀取。

如現場有人,建議先將重要資料備份出來存放,只限搶救重要資料 Folders,不要急著備份其它不重要資料,因為備份資料很耗時,RAID 已受損 Degraded 情況是很危險,不要再去操 RAID 硬碟。

RAID5 degreded copy data at first time

 



RAID5 + Spare 架構
上一單元提到 RAID5 同時 2 台硬碟故障的可能性也高,那還有其它更安全可靠的 RAID?

● RAID5 + Spare 就是已事先安裝1台空白硬碟當備用,萬一發生有1台硬碟故障時,可以立刻在第一時間『自動』作資料重建 『Online Rebuild』,不會延誤搶救寶貴時間。建議使用此架構。

當出現問題時,科技界就會有一批熱心又聰明的工程師設法解決問題此單元介紹 RAID5 + Spare的原理和架構。

RAID5 + Spare Configuration 原理:
需 4台硬碟 Physical Drives 1TB + 1TB+1TB+1TB = 2TB Logical Drive (Array)。
其中有1TB 容量被當作 Parity Blocks非單獨一台硬碟而是平均分散在各硬碟內。
另一台1TB 則是先暫不使用是空白的備用的是當作萬一有1台故障時可立刻作重建 Rebuild。

RAID5 +spare status


『 Rebuild』原理是取自其它2台正常硬碟全部 Blocks,再經 Parity 運算將結果寫入此空白硬碟。內容和原受損硬碟是 100% 完全相同,這是一種蠻聰明的機制,後續會介紹『Parity 運算原理』。

試想,如只是 RAID5,無 Spare 空白備用硬碟的架構,當發生1台硬碟故障時,會出現下列風險:

風險一:為了重建 Rebuild RAID5 Configuration 必須先花時間人工去找台一模一樣相同廠牌型號的舊型硬碟(事實上不需要相同廠牌型號,只需介面都相同 SAS or SATA,容量須大於故障硬碟即可)就可能耗費多日還不見得找的到。
且萬一是發生在夜間 or 假日公司沒人時?雖然 Server RAID 一直出現警告,但卻無人可即刻處理設法排除故障,那是很容易發生更嚴重的損害。

所以已事先有插上一台 Spare 空白硬碟當備用,可以立刻在第一時間『自動』作重建 『Online Rebuild』,不必浪費時間再等人發現和處理。

風險二:因為已發生有一台硬碟故障,其它硬碟又都是相同廠牌型號,品質一定相同,使用中耗損也相同,極易接著發生另一台硬碟受損,為了搶時間,這時 RAID5 Spare 可以立刻自動重建Rebuild,降低資料遺失風險(如現場有人,建議先將重要資料備份出來存放,只限重要 Folders,不要急著備份其它不重要資料,因為備份資料很耗時,RAID 已受損 Degraded 很危險,不要再去操 RAID。
 

RAID6 ( Spare)架構

● RAID6 簡單形容就是容許同時故障2台硬碟還可正常讀寫。但凌威寧可提醒使用者勤做資料備份,也不建議追求容許故障2、3、4台硬碟....甚至半數硬碟的 RAID1E。

上一單元提到 RAID5+Spare 優點是,當故障一台硬碟時,可以立刻 Online Rebuild 至 Spare 空白硬碟,但因 Rebuild 時的內部運作是,先自數台正常硬碟讀出所需 Blocks 再將 Parity 運算的結果寫入 Spare 空白硬碟內,Read -> Parity Check-> Write。

這種邊做 Parity 運算邊寫入的過程,是非常耗時且如這時又故障第2台硬碟時(實務上同時故障2台硬碟機率不算低),RAID5 就毀了,即顯示 RAID5 State Failed。

那是否有可以容許同時故障2台硬碟的 RAID 組合?

老話一句!當出現問題時,科技界就會有一批熱心又聰明的工程師設法解決問題,此單元介紹RAID6 的原理和架構。

RAID6原理:

最少需 4 台硬碟,例如共有 1TB x 4台硬碟,但 RAID6 的容量只有 2TB。
(Physical Drives 1TB + 1TB+1TB+1TB = 2TB Logical Drive ,Array )
其中有 2TB 容量被當作容錯運算用( Parity Blocks),非單獨2台硬碟,而是平均分散在各硬碟內。

RAID6 有2份相同的 Parity Blocks,比 RAID5 多一份,每次 RAID 讀寫一個 Blocks 時都需 Parity check 一次,所以系統的 Loading 會很重,如是用 Software RAID Controller (Linux RAID)當大量讀寫時,會明顯感受出讀寫速度降低,但如只是一般小檔案讀寫是不會太大差別。

RAID6 + Spare 原理:
就是容許故障2台硬碟還可正常讀寫,且已有一台備用空白硬碟,當故障一台時可立即做重建Online Rebuilding。

優點:比 RAID5 多一層保障,RAID6 容許同時故障2台硬碟還可正常讀寫。

缺點:因共有2份相同 Parity Blocks,運算複雜 Loading 加重,建議用 Hardware Controller Card,相關廠牌有HP、Dell、LSI....

RAID6 status


各位看圖不知道是否會有另一種想法?純粹『討論』而已,沒別的意思。

假如手上已經共有 5台硬碟,非要規劃成 RAID 嗎?提供2種架構可思考:
1:全部當單台使用,第 1、2 台都當傳統單台使用,各自儲存不同資料,其它 3 台當個別備份資料硬碟,每份資料最少有2份備份,架構簡單,易使用易管理,又有資料備份,遺失風險低。

2:為了 Create RAID6 + Spare 也只可使用2台硬碟容量,必須先購一片高性能 RAID6 controller card,再 Create 複雜的 RAID6 + Spare ,架構複雜,管理維護難度高。
接下來資料備份怎麼辦?還需另加多台硬碟備份資料。

如是我,我會選擇第一種傳統架構,簡單,易用易操作。任何人都可交接使用管理。

● 提醒 RAID 使用者,任何 RAID 架構都不是完美的,不要太依賴 RAID 的容錯機制。
● 寧可勤做資料備份,資料多做幾份備份,才安心。開裝甲車也要綁安全帶。

凌威科技在 RAID 的實務經驗上,始終提醒 RAID 使用者,任何 RAID 架構都不是完美的,不要太依賴 RAID 的容錯機制,不要有錯覺認為 RAID 售價高,相對品質性能就一定高,使用時就較疏忽做『資料備份』,無論是何種 RAID 架構,都要勤做資料備份。

這就好像開百萬名車還是要綁安全帶道理相同。

凌威科技寧可多花時間介紹『備份機制』給RAID 使用者,並不是很喜歡常推薦市面又出現號稱更新更強的 RAID,所以至於傳說中 RAID1E 號稱容許故障半數硬碟還可正常讀寫的機制,凌威科技不願浪費時間介紹。因為那就好像,駕駛一台8輪大卡車,只因號稱容許多個輪胎爆胎還可正常行駛,就教駕駛員,當只有一個爆胎時先不必停車處理,繼續開再說.....。
凌威科技寧願教,當發生一個輪胎爆胎時,立刻停車換新胎,並檢查其它輪胎是否正常。

RAID 是虛擬架構磁碟,簡單比喻:
共有3 噸貨物,有2種運載方式,
1. 寧可出動 3 台小貨車,1車載1噸,各自行駛,各自有各自的駕駛,有各自的輪胎,風險可分散。
2. 將 3 台小貨車『串連結』成一台大列車行駛,變數多,風險高。
 

RAID10 磁碟陣列原理架構
 
  • RAID10 架構有2種組合,就是共有 4 台硬碟。
  • 組合1:先做2組 RAID0 後,再將 2組 RAID0 建成1組 RAID1。
  • 組合2:先做2組 RAID1 後,再將 2組 RAID1 建成1組 RAID0。
  • 理論上容許故障2台硬碟(非任何2台),RAID10 還可正常讀寫資料。
  • 不建議使用,既然已有4台硬碟,建議改 Crate RAID5+Spare。

RAID10 Configuration 原理:Physical Drives 1TB + 1TB + 1TB + 1TB = 2TB Logical Drive。
其架構就是共4台硬碟,先取2台硬碟 Create RAID0(Array A),再取另 2台硬碟也是 Create RAID0(Array B ),再將這 2組RAID0 ( Array A+B ) 互相建成一組 RAID1(Array C)。

所以 RAID10 (Array C) Logical Driver 容量只有2台硬碟容量。

RAID 10 不是很聰明的架構,甚至有風險,實在不建議使用。

RAID10 讀寫原理:檔案先寫入 2TB RAID1 再經由 Array Controller 分段同步寫入2組 RAID0,等於2組 RAID0 都有相同資料,共有2份資料,理論是『彼此備份』。

用意是,當一組 RAID0 故障時,另外一組 RAID0 還可正常讀取。
但其實並非容許任何2台硬碟故障,下列會詳解。

RAID10 優點:類似備份,因資料同步寫入2組 RAID0。理論上資料有2份,所以當1組 RAID0 故障時,另1組 RAID0 還有資料。

RAID10 缺點:雖實際上有2組 RAID0,容許故障2台硬碟,RAID1 還可正常運作,但非容許任何2台硬碟故障。

建議:既然已有4台硬碟,建議改 Crate RAID5+Spare。

RAID10 status OK-1

RAID10 status degraded-1

RAID10 status degraded and failed-1

RAID10 status degraded and failed-2

RAID10 status failed-1

RAID10 status failed-2
 

相關文章分享

  • 2015.04.30

    RAID 0 運作原理

    安全☆☆☆☆☆ 速度★★★★★ 容量使用率100%

  • 2015.04.30

    RAID 5 運作原理

    安全★★★★☆ 速度★★★★☆ 容量使用率75%

  • 2015.08.30

    RAID 受損程度詳細說明

    RAID是以一組為單位來計價,檢查整組的狀受損況來去計價。
    RAID發生故障,立即來電了解RAID救援流程費用‎。
    有時只是RAID設定值關係導致無法連線,只要恢復設定值即可恢復正常。
    若不熟悉RAID操作可能導致狀況越來越糟。建議將電源關閉立即送至我們專業診斷
    大部分故障第一時間處理都能順利將資料恢復!

top