2020.04.20

RAID是什麼?一篇弄懂各種RAID的運作原理與效能比較

  RAID是什麼?或許你在聽到「RAID」時,腦中也有這樣的疑問句,然而RAID可是比想像的更貼近你我生活。在數據資訊龐大的今日,RAID不僅協助許多企業維護資料安全,一般民眾在使用電腦時也會利用RAID技術作為備份重要資料的方法,那到底RAID運作原理是什麼?哪種版本的RAID比較好呢?本篇就帶你一起來了解吧!

RAID是什麼?

  RAID 是 Redundant Array of Independent Disks 的縮寫,又稱為磁碟陣列。簡單來說就是將許多小硬碟組合連接,形成一個大型的硬碟組,用以強化硬碟的運作效能以及強化資料的安全性等性能。而 RAID 主要可分為2種形式:
  • Software RAID(軟體磁碟陣列)

    原理:RAID 主要透過電腦內建建立,或由主機板進行內部支援。
    優點:建立方式簡單且費用較低。
    缺點:會耗損較多CPU資源來進行RAID的資料運算。
  • Hardware RAID(硬體磁碟陣列)

    原理:利用RAID卡上內建的處理器進行資料運算。
    優點:不佔用電腦的CPU資源,且讀寫效能優良,適用作業系統廣泛。
    缺點:價格相對Software RAID昂貴許多。

RAID有什麼好處?

  依照RAID原理類型與運作差異,可為使用者帶來以下三種好處:
  • 加強資料的讀寫速率

    若多人同時進行資料的讀寫作業時,往往會造成單一硬碟負擔過重,導致速度變慢等現象,而利用 RAID 讓多個硬碟同時工作,便能增加資料的讀寫效能與速率。
  • 增加硬碟容量與處理量

    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作為優化的方法喔!
  • 提昇資料安全性(容錯性

    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。

RAID原理差異:常見版本的運作比較

  RAID 隨著其硬碟排列方式、內部運作原理不同,衍伸出許多版本,而各版本間的優缺點也不太一樣,較常見的的RAID類型有以下四種: RAID 0 為效能速度取向,是將原始資料數據分割(如圖示即將一個資料分割為A~O的小數據)並列存入(或讀取)多個硬碟中。

RAID0
(RAID0)

優勢:
資料處理速度為RAID版本中最快,且因分割資料存取,可讓硬碟容量使用率整體提升。
劣勢:
因將資料分割存取,故每個硬碟內均為部分資料,若其中一台硬碟故障,RAID即無法正常使用,資料毀損的風險高,容錯性低。
RAID 1 原理運作是將一樣的資料數據存於兩個硬碟中,藉此提升資料的容錯率,當其中一個硬碟毀損時,RAID 仍可正常運作。在利用RAID 1 時,建議使用不同廠牌或是型號的硬碟,因同一廠牌型號,同時讀寫時一起故障的機率會較大。

RAID1
(RAID1)


優勢:
RAID 1 中硬碟皆是存取相同的數據資料,單一硬碟毀損造成的危害較小,資料安全性較高。
劣勢:
也因各硬碟存取資料相同,硬碟容量的利用率為各版本中最低,造成硬碟空間的浪費。
RAID 5 應用原理兼顧了讀取速度、資料安全性、存取容量等三項性能,執行RAID 5 至少需要三個硬碟,主要是將資料分割存取外,還會在不同硬碟中分散存入該分割資料的數據(如下圖所示),藉以提升容錯率,為現階段較多人運用的 RAID 模式。

RAID5

優勢:
RAID 5 利用多個硬碟同時作業,具有一定的速度效率,且分散數據存取,有效提升資料安全性。故當其中一個硬碟故障時 RAID 仍可維持運作,其硬碟的容量利用率也較RAID 1來的高。而在更換故障硬碟後,RAID 5 可利用原有硬碟資料進行復原。
劣勢:
因 RAID 5 至少需要三個以上硬碟才能運作,建置成本較高。

RAID 10 運作至少需要四個硬碟,先將資料分割後再進行鏡像處理(如下圖所示),可兼具 RAID 0 的讀寫速度與 RAID 1的資料安全性。

RAID10
(RAID10)

優勢:
其中一個硬碟故障仍可運作,不僅容錯率高,運用 RAID 0 分割資料的存取方式,也能提高作業效率。
劣勢:
硬碟容量利用率低,若利用四個硬碟則會浪費二台硬碟的容量,且建置成本較高。

 

RAID比較表

如果想快速了解上述四種RAID的各項比較,可以參考下方表格:
 
RAID 版本 資料安全性 讀寫速度性 單一硬碟容量利用率
RAID0 ☆☆☆☆☆ ★★★★★ 100%
RAID1 ★★★★☆ ★★☆☆☆ 50%
RAID5 ★★★★☆ ★★★★☆ 75%
RAID10 ★★★★★ ★★★★☆ 50%

RAID迷思破解:使用RAID就等於將資料備份?

  RAID 在電腦作業上提供許多便利性,但也產生了一些迷思,最常見的莫過於許多人覺得 RAID 是資料備份的萬靈丹,實際上 RAID 主要是在完善容錯機制(或是提升工作效能,如RAID 0),若將 RAID 視為資料備份的工具仍有一定風險,仍要定期為電腦資料進行備份作業才是上策喔!
看完上述介紹,想必對RAID有了一些初步的認識,然而再完善的硬碟機制,都可能遇上難以預料的突發狀況,若對資料救援有任何疑問或是尋求專業協助,都歡迎與我們聯繫喔!

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