NAS存储的背后磁盘阵列前世今生

　　随着互联网的发展，相信每个人都对自己存储的数据越来越重视，毕竟储存数据包含着很多个人隐私。基于此，对于那些比较重视隐私的小消费者来说，往往会选择一台NAS来保存一些照片、视频、音频等自己的数据，而不使用云盘。但在选择NAS的时候，介绍页中会经常会看到磁盘阵列(RAID)这一名词，不少人表示疑惑，什么是磁盘阵列(RAID)呢?

　　在计算机欠发达的年代，电脑往往只能通过单块磁盘进行数据的存储和读写，但寻址和读写的时间非常慢，这会让数据的读写性能变得很低，一旦磁盘因碰撞受到损坏，磁盘里面的数据会存在消失而无法恢复的隐患，这很容易造成非常严重的后果。

　　为了解决这一问题，储存界想出了将多块独立的磁盘结合在一起的方案来避免这些问题，从而提高数据的可靠性和数据读写性能。后来随之RAID技术就应运而生，也就是磁盘阵列。

　　值得注意的是，磁盘阵列适用范围仅限于多块硬盘，而电脑只有一块硬盘是没有办法组成磁盘阵列的。如果没有磁盘阵列，即使有多块硬盘，在正常情况下也是每个磁盘相互独立工作互不干涉，这往往会出现一块硬盘疯狂工作，剩下硬盘纹丝不动的情况，等于磁盘的利用率得不到完全的发挥。但当多个硬盘组成磁盘阵列时，每一块硬盘的性能就能发挥到极致，这就是磁盘阵列。

　　目前RAID方案可以分为以下几个：

　　RAID 0

　　RAID 1

　　RAID 5

　　RAID 6

　　RAID 10

　　RAID 0你了解吗?工作方式类似于双通道内存

　　RAID 0是最简单磁盘阵列的方式，工作方式类似于双通道内存，它将多块磁盘组合在一起形成一个大容量的存储空间。当数据要写入时，会将数据分为若干个小数据，以独立的方式实现多块磁盘的读写，这些被分开的小数据会同时写入磁盘中，大大提高了读写的速度，因此执行性能非常高。

　　不过这种方案存在明显的缺点，首先不提供数据校验和冗余备份，一旦其中一块硬盘损坏了，数据就直接丢失无法恢复了。这种方案不会应用在数据安全要求比较高的情况中，但对于可靠性要求不高，提升读写性能的场景还是不错的。那有没有什么办法能让数据的可靠性变高呢?RAID 1便出现了。

　　RAID 1镜像模式：最安全的RAID模式

　　RAID 1又称镜像模式，这是目前最安全的RAID模式，它的原理是在往磁盘写数据的时候，将同一份数据无差别的写两份到磁盘，分别写到工作磁盘和镜像磁盘，那么它的实际空间使用率只有50%了，两块磁盘当做一块用，自然这种方案比较昂贵。

　　这好比有两块硬盘，里面的数据都是一样的，如果一块硬盘出现了问题，另一块硬盘保证数据的安全。所以数据的可靠性非常强，但也就牺牲了性能。

　　RAID 5与RAID 3之间：有哪些少为人知的秘密?

　　上面的两种方案都优缺点，为了弥补这一不足，RAID 5应运而生。RAID 5是目前使用最多的一种方案，这一方案在读写性能、数据安全和成本等多个方面非常平衡。RAID 5的工作原理是由RAID 3演变而来的，不过RAID 3目前使用的非常少，所以可以忽略。

　　RAID 3的方式是将数据按照RAID 0的形式，分成多份同时写入多块磁盘，还会另外再留出一块磁盘用于写“奇偶校验码”。例如总共有N块磁盘，那么就会让其中额度N-1块用来并发的写数据，第N块磁盘用记录校验码数据。一旦某一块磁盘坏掉了，就可以利用其它的N-1块磁盘去恢复数据。

　　而RAID 5其实就是对RAID 3进行了改进。RAID 3方案中第N块磁盘是校验码磁盘，因此有任何数据的写入都会要去更新这块磁盘，导致这块磁盘的读写是最频繁的，而这非常容易损坏。

　　不过在RAID 5方案中，不再需要用单独的磁盘写校验码了。它把校验码信息分布到各个磁盘上。这就意味着，如果其中一块硬盘损坏了，还可以通过剩余的两块硬盘将损坏硬盘中的数据恢复出来。等于就是一块硬盘中存着数据，同时还存着其他两块硬盘的备份。

　　但这也会存在缺点的，首先是要组成RAID 5，最少需要3块硬盘，其次，RAID 5最多只能允许其中一块硬盘损坏，如果同时损坏2块硬盘，完整的数据也是无法恢复的。

　　RAID 6：双重校验，保障数据可恢复

　　为了照顾应对上述的磁盘阵列的缺点，RAID 6出现了。RAID 6可以在有两块磁盘同时损坏的情况下，也能保障数据可恢复。

　　因为RAID 6在RAID 5的基础上再次改进，引入了双重校验的概念。RAID 6除了每块磁盘上都有同级数据XOR校验区以外，还有针对每个数据块的XOR校验区，这样的话，相当于每个数据块有两个校验保护措施，因此数据的冗余性更高了。

　　其实说白了，RAID 6就是在RAID 5的基础上特意增加一块容灾硬盘，来避免出现两块硬盘同时损坏而导致数据丢失的问题。另一方面，它也存在一些不足，虽然数据冗余性好，读取的效率也比较高，但是写数据的性能就很差，这导致RAID 6在实际环境中的应用比较少。

　　RAID 10：RAID 0和RAID 1的结合体

　　RAID10兼备了RAID 1和RAID 0的有优点。首先基于RAID 1模式将磁盘分为2份，当要写入数据的时候，将所有的数据在两份磁盘上同时写入，相当于写了双份数据，起到了数据保障的作用。

　　在每一份磁盘上又会基于RAID 0技术讲数据分为N份并发的读写，这样也保障了数据的效率，不过RAID 10也有着很多的问题，在RAID 10模式下，有一半的空间都存着备份的数据，浪费非常严重。可看出除非资金充足的情况下，大多数人一般是不会使用RAID 10。