隨著單塊磁盤在數(shù)據(jù)安全、性能、容量上呈現(xiàn)出的局限，磁盤陣列（Redundant Arrays of Inexpensive/Independent Disks，RAID）出現(xiàn)了，RAID把多塊獨立的磁盤按不同的方式組合起來，形成一個磁盤組，以獲得比單塊磁盤更高的數(shù)據(jù)安全、性能、容量。
一.常見的RAID級別
RAID有RAID0~RAID7幾種級別，另外還有一些復合的RAID模式，比如：RAID10、RAID01、RAID50、RAID53。
常用的RAID模式有RAID0、RAID1、RAID5、RAID10。
1.RAID0
RAID0也就是常說的數(shù)據(jù)條帶化(Data Stripping)，數(shù)據(jù)被分散存放在陣列中的各個物理磁盤上，需要2塊及以上的硬盤，成本低，性能和容量隨硬盤數(shù)遞增，在所有的RAID級別中，RAID 0的速度是最快的，但是RAID 0沒有提供冗余或錯誤修復能力，如果一個磁盤（物理）損壞，則所有的數(shù)據(jù)都無法使用。
對于有容災模式的RAID陣列，某塊磁盤損壞時，只要換上新的硬盤即可，陣列系統(tǒng)會自動同步數(shù)據(jù)到新的硬盤。(不支持熱插拔的話，需要先關機再開機)
2.RAID1
RAID1也就是常說的數(shù)據(jù)鏡像(Data Mirroring)，2塊及以上的硬盤(偶數(shù)個)，被分為2組，數(shù)據(jù)在每組磁盤中各有一份，若其中一組有磁盤損壞，另一組可以保證數(shù)據(jù)訪問不會中斷。RAID1同RAID0一樣，有很好的讀取速度，但是寫的速度，有所下降。
3.RAID5
RAID 5是一種數(shù)據(jù)安全、性能、容量、成本、可行性都相對兼顧的解決方案，正因此，類似的RAID2、RAID3、RAID4、RAID6很少得以實際應用。
RAID5需要3塊及以上的硬盤，它不是對存儲的數(shù)據(jù)直接進行備份，而是把數(shù)據(jù)和相對應的奇偶校驗信息存儲到組成陣列的各個磁盤上，簡單來說就是：任意壞掉一塊盤時，另外的N-1塊盤可以利用奇偶校驗信息，把這塊壞掉的磁盤上的數(shù)據(jù)恢復出來。
RAID 5可以理解為是RAID 0和RAID 1的折衷方案，有和RAID 0相近似的數(shù)據(jù)讀取速度，有比RAID1低的容災能力(RAID5只允許一塊磁盤損壞)，因為多了奇偶校驗信息，寫入數(shù)據(jù)的速度比RAID1慢。
4.RAID10
RAID10，名稱上便可以看出是RAID0與RAID1的結合體，顯然需要至少4塊磁盤。不過，先RAID0后RAID1，還是先RAID1后RAID0，是不一樣的。
RAID01，是先做RAID0，然后對2組RAID0再做RAID1，假設此時某個RAID0壞掉一塊磁盤，這個RAID0隨即不可用，所有的IO全部指向剩下的那個RAID0；
RAID10，是先做RAID1，然后對2組RAID1再做RAID0，假設此時某個RAID1壞掉一塊磁盤，當前RAID1仍然能提供服務，并且另一個RAID1也同時可以壞掉一塊磁盤。
所以，我們通常選擇RAID10，而不是RAID01。
5.不同RAID級別的讀寫性能
假設都用4塊磁盤，RAID0，RAID1，RAID5，RAID10在多線程/多CPU情況下，都可以同時讀取多塊磁盤，讀的性能都很不錯；
寫的性能(IOPS)依次遞減，大致是：RAID0>RAID10>RAID1>RAID5。
二.RAID的空間計算
在做RAID時，通常選擇統(tǒng)一規(guī)格的磁盤，如果真的有不同空間大小、不同讀寫速度的磁盤，陣列系統(tǒng)會以空間小、速度低的為標準，空間大、速度高的磁盤向下兼容。比如：100G，50G的2塊磁盤做RAID0，得到的空間為50G*2=100G。
RAID的空間計算公式：
RAID0的空間：Disk Size*N
RAID1的空間：(Disk Size*N)/2
RAID5的空間：((N-1)/N)*(Disk Size*N)=(N-1)*Disk Size
RAID10的空間：(Disk Size*N/2)/2+(Disk Size*N/2)/2=(Disk Size*N)/2
假設都用4塊磁盤，每塊磁盤都為100G
RAID0的空間：100G*4=400G
RAID1的空間：(100G*4)/2=200G
RAID5的空間：(4-1)*100G=300G
RAID10的空間：(100G*4)/2=200G
三.RAID的IOPS計算
1.單塊硬盤的IOPS是固定的
關于單塊磁盤IOPS的計算，在”0.磁盤讀寫與數(shù)據(jù)庫的關系”中有詳細的方法，但通常這個值是相對固定的，不需要重復計算，參考如下：
可以發(fā)現(xiàn)，同樣轉(zhuǎn)數(shù)，不同型號的單塊磁盤，IOPS都維持在一個類似的數(shù)量級。
2.RAID的IOPS計算
有了單塊磁盤的IOPS，那么多塊磁盤的IOPS計算就很簡單了，比如，對于RAID0或者單純串聯(lián)磁盤(JBOD:just a bunch of disks)的存儲來說，10塊175 IOPS的磁盤的總IOPS就是10*175=1750 IOPS。
但是對于其他RAID級別并不是這樣，因為RAID有多次寫IO的開銷存在，簡單來說就是：對RAID發(fā)起一次寫IO，RAID內(nèi)部會有不止一次的寫IO發(fā)生，RAID內(nèi)部的IO開銷如下：
從圖中得到公式：用戶讀IO+N*用戶寫IO=總IOPS(N就是RAID內(nèi)部的IO開銷次數(shù))
假設用戶讀寫請求各一半(50%)，同樣還是以10塊175 IOPS的磁盤為例：
50%*用戶總IO請求數(shù)+N*(50%*用戶總IO請求數(shù))=175 IOPS*10
以RAID1為例，那么N=2，上式變?yōu)椋?.5*用戶總IO請求數(shù)=1750 IOPS
用戶總IO請求數(shù)=1167 IOPS
這就是10塊175 IOPS的磁盤做了RAID1，所能提供的IOPS。
3.RAID的IOPS計算在現(xiàn)實中的應用
在實際使用中，我們通常不是計算現(xiàn)有RAID的IOPS，而是反過來：選擇好磁盤規(guī)格，RAID模式，測試出系統(tǒng)的讀寫比例，系統(tǒng)需要達到的IOPS，然后看看，需要多少塊硬盤來完成陣列，才能達到這樣的IOPS需求？
假設：選擇了175 IOPS的磁盤，做RAID1，系統(tǒng)讀寫比例為60%:40%，系統(tǒng)需要達到2000 IOPS
問：要配置多少塊這樣規(guī)格的硬盤？
把上面的公式改為通用公式：
reads*Workload_IOPS+writes_impact*(writes*Workload_IOPS)=175*M
60%*2000+2*(40%*2000)=175*M
M=16(也就是說，要達到指定的2000 IOPS，RAID1需要配置16塊175 IOPS的磁盤)
可能有人會覺得，系統(tǒng)的讀寫請求比例，系統(tǒng)需要達到多少IOPS，并不知道，如果沒有前期測試的話，那么只能根據(jù)經(jīng)驗來估測了。
四.RAID在數(shù)據(jù)庫存儲上的應用
以SQL Server數(shù)據(jù)庫為例，看下不同的RAID級別適用于什么場景：
RAID0，由于沒有容災機制，很少被單獨使用。
有人提到過tempdb可以放在RAID0，因為tempdb不用擔心丟數(shù)據(jù)，事實上tempdb故障了，SQL Server是不能正常運行的，所以這么做是不推薦的，建議把tempdb當成用戶數(shù)據(jù)庫來對待；
RAID1，操作系統(tǒng)、SQL Server實例、日志文件；
RAID5，數(shù)據(jù)文件，備份文件；
RAID10，所有類型都適用，不過考慮成本，通常不會全部使用RAID10。
