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陣列技術
2021.06.23

RAID5是什麼?簡單瞭解原理就看這篇

RAID5是常用於工業機台或Server(伺服器)、NAS(網路儲存硬碟)使用的磁碟陣列架構之一。至少需要「3顆」硬碟才能組成,往往許多使用者誤會RAID5是「資料備份」的架構,但其實是擁有「容錯機制」的磁碟陣列架構之一,睿卡科技利用這篇文章說明RAID5的原理架構和常用於的地方。

 

RAID5詳細的解析


RAID5是需要「三顆硬碟以上」的磁碟陣列,儲存容量的計算方式是「硬碟的數量N-1」乘以「硬碟單顆的容量」捨棄一顆硬碟儲存容量空間用於運算,運算效能小幅的增加,儲存容量不像是RAID1(鏡像Mirror)完全捨去,網路上有人會說RAID5是「RAID0」「RAID1」的折衷方案。

簡單來說RAID5是當一顆「硬碟故障」後,邏輯磁碟區內的資料還可以正常的讀取。RAID5因為擁有「容錯的功能(Fault tolerance)」使用者以為因為容許硬碟故障、離線(Offline)的情況,忽略了異地資料備份的重要性,但就算使用RAID5的架構還是需要做好異地備份分散資料儲存的風險。
 

RAID5運作原理:


RAID5的磁碟陣列架構需要至少三顆硬碟,組合成為一個虛擬的邏輯磁碟區空間。資料是平均分散在各硬碟內,每一顆硬碟釋放出「三分之一」容量用於運算,這是RAID5的儲存原理,當其中一顆硬碟有異常時,進行運算然後重建(Rebuild)。

RAID5儲存資料時候,是將資料分散儲存在磁碟陣列中,在讀寫時候利用捨去的容量進行運算,這就是RAID5的容錯機制(Fault tolerance)。

容量計算方式:

三顆「1TB」硬碟組成RAID5的磁碟陣列架構,(1TB+1TB+1TB-1TB)就是「2TB」的儲存空間,其中的1TB的容量用於運算。
讀寫資料同時於不同的硬碟上,當RAID5其中一顆「硬碟讀不到」或異常後,RAID磁碟陣列可以透過剩餘的硬碟資料校驗資訊運算,資料一樣可以正常使用。

RAID5磁碟陣列架構示意圖容許一顆硬碟故障
(RAID5磁碟陣列架構示意圖容許一顆硬碟故障)
 

RAID5使用的優點和缺點

 

RAID5的優點:


RAID5磁碟陣列的優點,如果使用者資料量龐大可以使用此架構,RAID5會捨棄三分之一的硬碟容量組成一個磁碟陣列,並且因為資料是分散儲存在RAID5的磁碟陣列中,具備容錯機制(Fault tolerance)有一定的安全性但「不是一個資料備份的機制」所以重要的資料還是需要做好異地的備份,RAID5的效率和沒有磁碟陣列單顆硬碟(Single)和RAID1(鏡像Mirror)比較下效率較高。
 

RAID5的缺點:


因為容許其中一顆硬碟故障、Server(伺服器)、NAS(網路儲存硬碟)亮警示紅燈就需要盡快將資料備份並且重建(Rebuild),因為RAID5磁碟陣列的效能會變較差。
 

RAID5的硬碟故障兩顆以上該怎麼辦?


RAID5磁碟陣列的硬碟故障壞兩顆甚至兩顆以上時,磁碟陣列內就會呈現離線(Offline)、找不到此磁碟區的狀態。因為RAID5是數顆硬碟組成並不是一般硬碟、外接式硬碟,無法用網路上的軟體自行救援,需要有專業工程師修補RAID5 Config的技術,如果當RAID5有異常及硬碟故障兩顆以上,建議不要再測試以及嘗試重建...等人為操作,避免後續導致「RAID資料救援」上增加困難度。
 

RAID5 的迷思


根據上文說明就會知道原來RAID5磁碟陣列中是可以容許故障其中一顆硬碟,使用者就很放心的繼續使用,但平時一定要做好「異地備份」才是保全資料的上策。

使用者對於資料的安全性和效能都有一定的需求,RAID5磁碟陣列的架構可以選擇,現在市面上販售的伺服器(Server)和NAS(網路儲存硬碟)大多是使用RAID5磁碟陣列的架構,但也有常見的:RAID6、RAID10...等,RAID5與RAID6、RAID10磁碟陣列架構相比較下,建置的成本沒有那麼高。

因為RAID5磁碟陣列容許故障其中一個硬碟,但常見是因為建置時都是用相同廠牌、型號、同一批的硬碟(HDD)所以有可能其他顆硬碟也於「垂死邊緣」所以「首先要做的不是重建(Rebuild)」而是先將重要的資料備份再進行重建,尤其是公司的伺服器(Server)每天都在運作,如果在重建(Rebuild)過程中,也有可能其他原本正常的硬碟也跟著一併故障,這是使用者時常使用RAID5磁碟陣列認為安全不做資料備份的迷思。
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