一文搞懂：“世界备份日“聊聊不同RAID有什么区别？
极客
如果你接触电脑的时间足够久，一定会遇到在某次大扫除中从犄角旮旯里翻出光盘，甚至一张3.5寸软盘的有趣经历。这些早已淘汰不用的或方或圆的存储介质中，一定还保存着“人类早期驯服数据”的有趣纪录。没错，数据需要及时备份也是颠扑不破的话题。美国网络社区Reddit甚至发起倡议活动，建议将愚人节前一天3月31日作为“世界备份日”，提醒大家只有傻瓜才会忘记备份数据。
生活在信息时代的我们，其实每天都在跟海量的数据打交道，至少运营商每天都在发短信提醒我套餐剩余流量。也许你会说，数据不就在电脑和手机里摆着么？但是只需一杯不小心倾倒的奶茶，你平时不在意的重要文件资料，就会迅速毁于一旦。而我们逃避这种焦虑的最好方式，不是忽略它，而是及时对数据做备份。
简单的数据备份，我们平时都会用到。小到一颗U盘，就能够让你家庭电子相册的安全系数加倍。但是随着我们需要存储的文件越来越多，又或者是在工作中要随时保存和读取重要文件，相信很多人都选择了云盘、NAS、甚至小型服务器的方式。当然还有更适合中小型企业直连的DAS（直连式存储）。但其实说到底，他们用到的存储备份技术大同小异，至少这个词你应该不陌生——RAID。
1988年美国加州大学的D. A. Patterson教授首次提出了RAID的概念，起先，RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks）的官方说法是“便宜的冗余磁盘阵列”。这样一个怪称呼诞生，主要是因为在当时，大容量磁盘价格非常昂贵。因此如何利用好多块容量小、成本易控制的磁盘组合，获得与大容量硬盘相当的容量、性能以及可靠性，成为了一个非常关键的课题。
RAID这种新思路一经推出，就被业界吸纳，快发展出一批高性能、高可靠性的新存储技术，并且时至今日都一直在广泛应用。如今RAID中“I”的含义已经不再是“Inexpensive便宜的”，而变成“Independent独立的”；RAID天团也已经从当初D. A. Patterson教授论文中定义的RAID 1到RAID 5“五小强”，扩展出了RAID 0、RAID 6、RAID 7，甚至是RAID 10/01、RAID 50、RAID 53、RAID 100。那这些听起来好像在不断“升级”的RAID，彼此之间有什么关系？不同的RAID对我们到底有哪些帮助？
首先我们厘清一下概念。RAID其实是对一类“多磁盘管理技术”的统称，我们一般简称为“磁盘阵列“。磁盘阵列利用物理存储空间区隔的方式，为我们备份数据的冗余信息。一旦某个磁盘或访问路径出现故障，冗余信息就可以快速帮助用户恢复已故障存储中保存的数据。这也就是RAID最常见的用处——日常备份与恢复数据。而不同的RAID等级，彼此之间更多的是方式不同，而非优劣之差。通常RAID 0到RAID 6这七个等级，被默认是标准的RAID等级，因为他们中包含了最基本也是最常用的RAID配置。
RAID 0和RAID 1
首先RAID家族里有一个著名的混子——RAID 0，甚至RAID 0都不算是一种真正的RAID方式。RAID 0实现起来最简单，因为它其实是把不同硬盘组合成了一个“大硬盘”，例如一块2TB硬盘和4TB硬盘组了RAID 0会怎样？答案是会变成了一块6TB“大硬盘”，这块硬盘容量增大了，但是本身不具备任何备份功能。适用于同性能级别硬盘混用且对数据安全性要求不高的应用场景。至于为什么RAID 0能够成功混入其中，这还要归功于它可以提升硬盘阵列的读写速度，理论上可以实现直接×N的效果。因此RAID 0也成为一种很常见的RAID方式。
RAID 1也很简单，数据在RAID 1中是以“1+1”的方式存在，两块硬盘此时就互为备份，一块出了问题，另一块可以随时顶上，此时我们只需要更换故障盘就可以了。RAID 1的好处是组阵列的方式简单，缺点是对容量不友好。因为两款1TB的硬盘组成RAID 1，实际的可用空间也仅有1TB。看起来十分不科学，但其实RAID 1确实非常保险的备份方式，适合服务器、数据库这类对安全性要求很高的应用场景。但相比RAID 0，RAID 1的缺点则是并不能提升磁盘阵列的读写性能。
RAID 2
RAID 2相较两位兄长，就来的高级了一些。它使用了“海明码”实现数据校验冗余。海明码的优点是具备纠错能力，复杂程度不算高。缺点是这种纠错方式本身并不算高明，因为数据在RAID 2中是按位存储，4位数据需要4个数据硬盘，16位数据就需要16个数据硬盘。很显然，这种组合方式非常不灵活，因此在日常使用中我们很少见到RAID 2这种形式的磁盘阵列。
RAID 3、RAID 5
相比RAID 2“一是一，二是二”的磁盘阵列方式，RAID 3和RAID 5显然就更灵活了，因为无论是何种数据，他们都仅需要最少3块硬盘就能实现了。其中RAID 3中有一块专门的硬盘作为校验盘（RAID 2也用到了校验盘），用来存放单独的奇偶校验信息。当其中某块硬盘出问题，可以通过另一块正常工作的数据盘，加上校验盘的计算重构，恢复故障盘中所有数据。因此理论上RAID 3非常适合对存储介质价格比较敏感的家庭应用场景，日常可以用来存放一些视频素材、流媒体素材等等，素材量巨大的视频和其他视觉创意工作者，都建议直接选择RAID 3做日常数据的备份。
RAID 5和RAID 3的区别在于，RAID 5这种阵列方式，没有专用的校验硬盘。RAID 5阵列的校验数据是随机分布在所有磁盘中的。RAID 5的优缺点都很突出，优点在于它具备非常好的灵活性和扩展性——RAID 5中可以随时增加阵列硬盘的数量，甚至RAID 5还可以模拟RAID 3方式运行，而且理论上RAID 5可以实现（N-1）的读取速度提升，因此非常适合作为高码率流媒体播放使用的存储阵列；缺点则是RAID 5是一种介于RAID 0和RAID 1之间的折中方案，对硬盘的利用率和RAID 3相当，都是N-1。
RAID 4
RAID 4原理上面和RAID 3一脉相承，只不过校验方式略有不同。但就是这说大不大说小不小的区别，却让RAID 4相比前两者应用限制更多。RAID 4采用了统计数据块使用相同XOR校验的形式。在读取时可以实现即使校验，也就是不影响读取性能。但是写入时只能单盘进行，而且要同时写入校验数据，因此校验盘的写入速度，就很容易成为整个阵列的性能瓶颈（这也是RAID 3存在的问题，但RAID 3的组合方式更加灵活，因此应用场景更广泛）。目前主流存储产品中很少见到RAID 4这种备份方式。
RAID?6
看到这里的小伙伴可能有个大大的疑惑，前面提到的RAID等级，貌似只能保护单块硬盘出现故障的情况。因为一旦两块数据盘同时发生故障，整个阵列依然会数据崩溃。那么这时候就轮到RAID 6出场了。RAID 6首次引入了双重校验的概念，也就是阵列中畸变发生两个数据盘同时失效的情况，整个阵列依然可以保障数据安全。同时RAID 6也是在RAID 5思路基础上出现的一种“加强级”方案，可以看作RAID 5的等级扩展。当然代价是，RAID 6至少需要4块硬盘组合（N-2构成备份），往往适合对数据安全等级要求极高的应用场景。
RAID?10
除了以上的RAID“七兄弟”，还有一种非常常见的RAID方式——RAID 10，也有人把它称作RAID 01。因为RAID 10其实是RAID 0和RAID 1的组合。先将硬盘两两构建RAID 1备份，再通过RAID 0的方式构建扩展。因此使用效率和安全性方面。RAID 10结合了RAID 0和RAID 1的优缺点，安全的同时硬盘使用率仅有一半，但由于组合方式比较简单，因此适合安全和效率需折中的应用场合，比如金融业、电影创作等领域。同理，之前提到的RAID 50、RAID 53、RAID 100这些大数字RAID，同样是以上七种常用RAID方式的有机组合。但除了RAID 10外，其它几种RAID等级实现起来成本更高，因此也就并不常见了。
下面也为大家总结一个无脑选择法：
追求大容量，不考虑数据安全=RAID 0；
不追求大容量，考虑数据安全=RAID 1；
即要大容量，又要数据安全，大文件存储为主=RAID 3;
即要大容量，又要数据安全，小文件存储为主=RAID 5；
数据安全性要求更高=RAID 6。
了解了以上的RAID等级，你也就明白了为什么常见的NAS分成了双盘位、四盘位和六盘位三种。双盘位只适合散装以及RAID 0、RAID 1，四盘位则在RAID 0、RAID 1之外，增加了对RAID 3和RAID 5的支持，扩展性和RAID灵活性，相比双盘位就提升了一个等级。至于六盘位，那显然是为更高安全性的RAID 6和更大容量而设计的。
众所周知，高性能和高可靠性的西部数据WD Red系列，一直是NAS用户的极佳选择。此前我们也评测了WD Red SN700 NVMe SSD这款高性能SSD，但对大量I/O密集型工作负载的用户，大容量、高性能、高安全性的WD Red SN700，无疑是构建NAS高速缓存的极佳选择。详见这篇文章https://mp.weixin.qq.com/s/oprHO9nZu7XgJivuuWju4A（微信公众号文章链接）。
WD Red SN700 NVMe SSD
最近，针对单盘大容量存储需求，西部数据又推出了WD Red Pro 20TB HDD，借助9个ePMR（能量辅助垂直磁记录）盘片，在3.5英寸体积内塞入了夸张的20TB容量。并且西部数据 WD Red Pro 20TB采用了西部数据的 OptiNAND 技术，通过 iNAND UFS 嵌入式闪存驱动器 (EFD) 提供更高的性能、可靠性和容量。参数方面，西部数据 WD Red Pro 20TB采用 SATA 接口，标配512MB缓存，转速为7200RPM，拥有快至268 MB/s的优秀读取性能。对于追求极限单盘容量的小伙伴，WD Red Pro 20TB显然是很好的选择。
WD Red Pro 20TB HDD
