Raid 0+1 & 1+0 有什麼不同?

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所謂的「RAID」，是「Redundant Array of Independent Disks 」的縮寫，也就是「獨立磁碟備援陣列」的意思。也有人將它說成「Redundant Array of Inexpensive Drives」﹙低價硬碟備援陣列﹚，當初RAID技術發表時用的是這個全名，不過現在則是前者的說法較多人採用。

其中「Redundant」是「過多、多餘」的意思，要組成一部磁碟機通常只需一顆硬碟，甚至一顆硬碟還能分割成許多磁碟區。但是在組RAID磁碟機時，要用上的硬碟比一顆還要「多」，也就是要用上2顆以上的硬碟。

因此RAID在實體上是多顆硬碟，在系統中被當作一顆硬碟使用，而在作業系統底下，也還是可以將它分割為單一或多個分割區。因此建立好的RAID， 使用起來跟單一硬碟是完全相同的，只是依組成方式的不同，RAID可以提供更大的容量、更高的讀寫效能，或是額外的「安全性」。﹙這裡所說的「安全性」， 是指硬碟損毀之後資料重建、回復的能力，與加密防駭等功能無關﹚

而且RAID的「容量、速度、安全性」加成之後的CP值，能夠遠遠高於相同效能表現的超高階硬碟，這才是許多玩家樂於採用的主因。RAID的組成方式很多，在進入我們的測試之前，先帶大家看看RAID的各種類別。

0+1 跟 1+0 差異?

RAID 0+1 是先 RAID 0(stripe)再 RAID 1(mirror), 如下圖:

RAID 1+0 是先 RAID 1(mirror)再 RAID 0(stripe), 如下圖:

這兩種 RAID 技術主要的差異在於 performance 及 reliability 的差別. 以下分幾種 disk failure 的 case 來討論. 每一[]表示一顆硬碟.

Case 1. 任何一顆硬碟損壞
RAID 0+1 : 另一個 stripe 可繼續運作, 但本身成為 SPOF.
RAID 1+0 : 兩個 segments 均可繼續運作, 所以無 SPOF 的 concern. (勝)

Case 2. 兩個 stripe/segment 各損壞一顆硬碟
RAID 0+1 : 兩個 stripes 都無法繼續運作.
RAID 1+0 : 兩個 segments 均可繼續運作, 所以無 SPOF 的 concern. (勝)

Case 3. 同一個 stripe/segment 損壞兩顆硬碟
RAID 0+1 : 另一個 stripe 可繼續運作, 但本身成為 SPOF.
RAID 1+0 : 若損壞的兩顆,屬於同一 mirror set, 則無法繼續運作(敗);若屬於不同 mirror set, 則兩個 segments 均可繼續運作, 所以無 SPOF 的 concern. (勝)

綜合以上分析, RAID 1+0 不是在所有的情況下, 它的 reliability 都優於 RAID 0+1, 但是在大部分的情況, RAID 1+0 的 reliability 是優於 RAID 0+1 的. 所以 RAID 0+1 適用於對 performance 的需求高於 reliability 的環境；RAID 1+0 則相反.

另外在 recovery 的情況, RAID 0+1 要重新 mirror 整個 stripe; 而 RAID 1+0 只要重新 mirror 一顆硬碟即可.

除了 performance 和 reliability 上的差異, 兩者在 poor scalability 和 high cost 的特性均相同.

JBOD (Just Bunch of Disks)

這種組成方式嚴格來說不算RAID，因為它的功能就跟它的全名一樣，「只是將多顆磁碟湊在一起」， 當作一顆超大硬碟來用。假設是4顆250GB的大硬碟，在JBOD模式下就成了一顆1TB﹙=1000GB﹚的超高容量硬碟，但是除了容量提升之外，它的 速度還是跟單一硬碟相同，也沒有額外的安全性。

RAID 0 (Striped)

這是最簡單也最猛的一種磁碟陣列，它的功能是在資料寫入時，將資料分割成幾個小區塊，分別存到各顆硬碟裡，因此可以提升寫入速度。當需要讀取時，再分別由所有硬碟裡將小區塊抓出來，所以也有較高的讀取速度。

但它的缺點是只要其中一顆硬碟壞掉，或只是小小的出點問題，都可能因為一小部分資料的不完整，就造成整個磁碟陣列無法正常讀取，全部的資料就這樣毀 於一旦，完全沒有安全性可言。儘管如此，RAID 0存取效能隨著組成硬碟數目增加而提升的特性，對於「效能至上」的玩家們還是有不小的吸引力。

RAID 1 (Mirrored)

這種磁碟陣列是將單一磁碟作「鏡射」(Mirror)的動作，也就是資料寫入時將相同的資料同時丟進兩顆硬碟，確保所有的資料都隨時存在另一個備 份。因為對單一硬碟寫入的資料量不變，所以寫入速度跟非RAID磁碟機沒有差別，不過在讀取時能同時由兩顆硬碟抓取資料，所以速度還是有所提升。

RAID 10 / 01 (Striped & Mirrored)

這是將RAID 0與RAID 1的架構作結合用的磁碟陣列，10與01的差別僅是先鏡射再分割資料，或是先分割再將資料鏡射到兩組硬碟，但功能是相同的，而且都需由4顆硬碟組成。這種 組法同時具備效能提升與資料備份的優點，只要不是「同組鏡射」的兩顆硬碟同時毀損，資料都可以救得回來。

RAID 2.3.4

這幾種RAID一直都沒有成為主流，也很少有硬體支援這幾種組法。它們都是由RAID 0改良而來，RAID 2是以位元為單位將資料分割寫入，並加入位元檢查用的錯誤修正碼(ECC)，並以「漢明碼」來作資料編碼，單一磁碟毀損時可以藉此將故障硬碟的所有資料還原回來。

RAID 3則是改用的方式作資料編碼，並獨立使用一顆硬碟來存放同位檢查用的資料。而RAID 4同樣是以「同位元檢查」編碼、獨立硬碟存放檢查碼，但是資料的分割改回用資料區塊為單位。這兩種方式都至少需要3顆硬碟。

RAID 5 (Parity RAID)

RAID 5是由RAID 2.3.4改良而來，終於成為比較普及的一種架構。 它先將原始資料與同位檢查位元作組合，再以位元為單位分散存放在所有硬碟中，因此不需多用一部硬碟來存放檢查碼。但RAID 5實際上仍需一顆硬碟的容量來存放同位檢查碼，所以RAID整體的可用容量會等於總容量減去單顆硬碟容量，只是這個浪費的空間是分散在各顆硬碟中。RAID 5因為是分散的存取架構，因此效能提升明顯，而且任何一顆硬碟毀損，都還可以救得回來。 雖有浪費一顆硬碟容量的缺點，但是跟RAID 10 / 01一半的容量浪費相比，RAID 5單顆容量換得的安全性可說是相當划算。

各種RAID架構比較表

RAID方案	硬碟數	可用容量	效能	安全性	主要應用
JBOD	大於2	全部	不變	幾乎等於0	容量至上
RAID 0	大於2	全部	最高	危險	追求效能的狂熱玩家
RAID 1	2	總容量的50%	稍有提升	最高	完全不能出錯的資料備份
RAID 0+1	4以上的偶數	總容量的50%	高	極高	同時需要備份和效能，且預算無上限
RAID 5	3以上	N-1顆	讀快寫慢	好	同RAID 0+1但預算限制