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陣列技術
2021.07.08

RAID磁碟陣列是什麼?利用這篇瞭解

「RAID磁碟陣列」於現代生活中越來越多企業及使用者使用,舉凡:應用於企業的伺服器(Server)及日益常見網路硬碟(NAS),甚至一般電腦(PC)內建的功能就可以建立RAID功能,但是為什麼它會受歡迎?它擁有什麼功能以及怎麼建立呢?睿卡科技透過這篇文章說明RAID磁碟陣列是什麼。具備「容錯的功能」,所以當有RAID磁碟陣列其中的「硬碟故障」,RAID磁碟陣列的資料還可以使用、讀取,但是一定要盡快將「資料備份」,不能有僥倖的心態讓RAID磁碟陣列繼續使用。

 

RAID磁碟陣列是什麼?

 

一、RAID磁碟陣列的運作原理


使用者在使用電腦(PC)儲存資料時,當一顆硬碟的資料容量用滿後,需要再繼續購買使用第二顆、第三顆、第四顆...往上加裝才有多餘的容量空間可以使用,但是這樣子除了在不同顆的硬碟(HDD)中存放資料並且在尋找資料變的比較複雜並較不方便,而且容量可能之後也容易不敷使用,這時候就有RAID磁碟陣列的誕生,需要透過「至少兩顆以上建立」,透過特殊的演算方式將數顆的硬碟組合成一個「大容量的儲存空間(Logical Disk)」,並將RAID磁碟陣列的資料分散儲存到各個硬碟當中。
 

RAID磁碟陣列具備的三項常見功能

不只企業公司可以使用RAID磁碟陣列,一般使用者也可以購買NAS(網路硬碟)並建立RAID磁碟陣列,重要的資料也可以利用RAID的模式進行存放和保護。

  • 具備大容量
  • 容錯的機制
  • 讀寫資料較快速
RAID是許多硬碟組成一個大容量儲存空間           

二、RAID磁碟陣列具備大容量儲存空間


RAID磁碟陣列是透過「數顆硬碟」建立成「大容量的儲存空間」,但因為有容錯的機制關係,就會有硬碟的儲存空間被犧牲掉。

常見RAID的容量計算方式:
 
  • 「RAID1」:「1TB」+「1TB」=「1TB」
  • 「RAID0」:「1TB」+「1TB」=「2TB」
  • 「RAID5」:「1TB」+「1TB」+「1TB」=「2TB」(N-1)
  • RAID6:「1TB」+「1TB」+「1TB」+「1TB」=「3TB」(N-2)
 

三、RAID磁碟陣列擁有容錯的機制

 

RAID磁碟陣列具備「容錯的機制」意思是:容許這組「RAID磁碟陣列的硬碟」可以Offline(離線)、故障,但這一個「儲存的空間」還是可以正常讀取裡面的資料,但是當RAID磁碟陣列的硬碟有異常甚至故障,最重要第一件事就是盡快將重要的資料備份再執行Rebuild(重建)。
 

  • RAID1:容許故障一顆
  • RAID0:不容許故障
  • RAID5:容許故障一顆
  • RAID6:容許故障兩顆
RAID擁有容錯機制

四、RAID磁碟陣列擁有較快的讀取寫入速度


如果只有單顆硬碟(Single)透過「共用資料區(File Server)」方式給予公司眾多使用者讀取、使用,讀取的速度一定會較慢,而且只要硬碟故障後共用資料區的資料就無法正常的使用。

如果使用RAID磁碟陣列建立邏輯磁碟區會將資料分散儲存至建立RAID的數顆硬碟當中,同時會有數顆硬碟同時運作、讀取、寫入,相較下速度會比只有一顆硬碟來得迅速。
 

RAID磁碟陣列的形式


RAID組建的方式主要分成「硬體控制(Hardware Controller)」「軟體控制(Software Controller)」除了方式的不同外還有效能也有所差異。
 

一、硬體控制(Hardware Controller)

 

透過「磁碟陣列卡(RAID Card)」來控制數顆硬碟建立RAID磁碟陣列,不同於用一般電腦主機(PC)運算,不會拖慢資料運作使用的速度。
並且是透過磁碟陣列卡(RAID Card)的晶片去運算,不太會去消耗作業系統(OS)的效能,穩定性和速度上較高,企業使用的伺服器(Server)大多是使用Hardware Controller。
 

  • 購買價格較高
  • 獨立運算,效能較快
RAID卡

二、軟體控制(Software Controller)

 
NAS內建RAID功能

透過作業系統(OS)內建的功能建立的RAID磁碟陣列,舉凡: Windows、Linux、Mac都可以建立,而且不單是透過硬碟(HDD)去建立,也可以透過「邏輯磁碟區(Partition)」,也就是說可以將一顆硬碟分成數個磁碟區建立磁碟陣列RAID,但這樣建立會失去讀取效能以及容錯的機制。

常見的NAS(網路硬碟)使用LinuxOS建立RAID,並且因為 NAS也是獨立的硬體設備,速度上雖與Hardware Controller的 RAID磁碟陣列較不一樣,但NAS對於眾多使用者來說已經足夠使用。
 

  • 價格較親民
  • 一般Windows電腦也可以建立

RAID磁碟陣列的等級


RAID磁碟陣列的等級有不同類型,睿卡科技列出一般使用者常見的等級共有四種「RAID0」「RAID1」「RAID5」「RAID6」,比較不常見的「RAID1+0」、「RAID5E」、「JBOD」...等,每一種RAID磁碟陣列等級都適用於不同的需求。
 
磁碟陣列的等級 RAID0 RAID1 RAID5 RAID6
允許容錯硬碟 不容許 容許故障一顆 容許故障一顆 容許故障兩顆
需要硬碟數量 兩顆以上(含) 兩顆 三顆以上(含) 三顆以上(含)
儲存空間容量計算方式 硬碟的容量加總 硬碟容量/2 (硬碟數-1)*單顆容量 (硬碟數-2)*單顆容量
常見需求及風險 追求速度快、大容量、風險高 資料備份 企業常用、容錯一顆 企業常用、容錯兩顆
 

RAID磁碟陣列故障資料讀不到該怎麼辦?


RAID磁碟陣列雖然具備容錯的機制,但只要「RAID磁碟陣列的硬碟一但達到故障上限」,這一組RAID磁碟陣列資料就無法正常讀取。

時常因為使用者RAID磁碟陣列可以容許故障硬碟,就沒有理會或檢查確認「硬碟故障問題」,以至於整組RAID磁碟陣列讀取不到,所以當使用者發現硬碟已經異常甚至Offline,還可以讀取到RAID內的資料,建議先將重要資料額外備份,再執行重建(Rebuild),相對於直接執行重建(Rebuild)來得安全和保險,原因是擔心直接重建(Rebuild)過程中可能其他顆硬碟也會陸續跟著異常甚至是故障。
 

一、RAID磁碟陣列遇到硬碟故障


如果RAID磁碟陣列的硬碟還在容錯的範圍內(例:RAID5容許一顆硬碟Offline、RAID6容許兩顆硬碟Offline),建議先將重要資料進行備份再更換硬碟進行重建(Rebuild)。

RAID磁碟陣列中的硬碟故障數量已經超出容錯的範圍,建議先不要自行嘗試甚至直接更換硬碟重建(Rebuild)、降級...人為操作等,先前遇到客戶整組RAID磁碟陣列的資料已經無法讀取,並確認硬碟異常的數量超出容錯的範圍,自行操作降級、重建(Rebuild)...等操作,導致後續進行「RAID資料救援」困難度提高以至於交給我們搶救很困難救援難度提高。
 

二、RAID磁碟陣列使用的作業系統異常


通常硬體控制(Hardware Controller)建立的伺服器(Server)RAID磁碟陣列作業系統OS與資料磁碟區會以不同的硬碟分開,並且作業系統(OS)會建立RAID1,如果不幸是作業系統(OS)異常導致無法讀取RAID磁碟陣列的資料,需要注意不要更動到這台RAID磁碟陣列的設定資訊(例:RAID Config、設定...等)。
 

三、RAID磁碟陣列使用的主機硬體故障


RAID磁碟陣列使用的主機,有不同的硬體設備(例:磁碟陣列卡(RAID Card)、電源供應器(Power)、快閃記憶體(RAM)...等)可能這些硬體的設備異常甚至故障,導致無法正常開機或讀取資料,建議不要自行操作或更換,可以先諮詢主機的原廠協助,如果是需要將RAID磁碟陣列的資料救援,睿卡科技提供「RAID 資料救援專業服務」
 

RAID磁碟陣列適合資料備份嗎?


公司、使用者既然會使用到RAID磁碟陣列,表示資料非常重要並且資料量也較多,但部分使用者「誤以為有建立RAID磁碟陣列就是備份」但這一個觀念是錯誤的,「RAID磁碟陣列是擁有容錯的機制」,但也不能不去擔心資料讀不到、遺失...等情況,我們會建議使用者一定要做好「資料異地備份」,資料如果非常重要,除了RAID磁碟陣列一份備份,必需在其他裝置也要有一份備份(例:Backup RAID Server、外接硬碟、NAS...等)才可以得到最安全的保障。

如果RAID磁碟陣列的容量、資料較大,通常建議將File Server、Mail Server建立額外的Backup Server,這樣兩個RAID磁碟陣列裝置的備份,良好備份觀念就是異地備份才是最有保障,除了有RAID磁碟陣列的容錯的機制也有額外的資料備份。亦或是可以將RAID磁碟陣列的儲存空間「分成不同的磁碟區、資料夾」由各個工作的部門各別用單顆硬碟、外接硬碟自行備份,就算有使用RAID磁碟陣列也是需要做好備份,避免資料讀不到的困擾。

使用者如果不幸沒有備份,並且RAID磁碟陣列故障無法讀取資料,睿卡科技提供專業「RAID資料救援服務」「公開透明價目表」協助救援並盡快讓工作步上軌道。

睿卡科技協助將資料救援回來

一、來電諮詢
瞭解RAID磁碟陣列讀不到資料後需救援問題並協助簡易障礙排除;瞭解完整流程及可能收費範圍。

二、送件檢測
可以透過「快遞收件免運費」「可只收取硬碟但需要標記順序及提供主機型號」;親臨現場工程師接待收件。

三、報價救援
工程師檢測RAID磁碟陣列後透過電話或LINE方式說明狀況及報價;同意報價費用後立即進行搶修。

四、確認檔案
完成搶救後請您確認檔案是否成功救出並可否開啟使用;成功救出指定資料才會收費。

五、備份付款
將RAID磁碟陣列救援出的資料交付;最後才需進行付款。
02-27199059