RAID技術精簡學習筆記

RAID的本質思維

想像你要保存珍貴書籍，你可能影印多份分放，或將每頁拆開分別保存。RAID正是這種思維在資料儲存的體現，透過組合多個硬碟創造更快、更安全或更大的儲存系統。

RAID核心圍繞三個目標：效能提升（如多人同時工作）、資料保護（如保險機制）、容量擴展（如合併空間）。不同RAID級別就像不同策略組合，各有優缺點。

RAID 0如同將高速公路拓寬成多線道，讓資料並行通過。檔案被切成小塊同時寫入不同硬碟，就像拼圖分給多人同時拼裝。兩顆硬碟理論上可達近兩倍傳輸速度。

致命弱點是零冗餘保護。如同雞蛋放在用繩綁一起的不同籃子，任一籃子掉落全部遺失。一顆硬碟故障，整個陣列資料完全遺失。

RAID 1如同雇用完美影子，你做什麼影子就複製什麼。所有資料同時寫入兩顆硬碟，建立相同鏡像。即使一顆硬碟故障，另一顆保有完整副本，系統立即切換繼續運作。

代價是空間使用效率僅50%。兩顆1TB硬碟組成RAID 1，實際可用空間只有1TB，如同雇保鑣需付兩人薪水但只一人工作。

RAID 5展現巧妙平衡，運用數學智慧創造「聰明備份」。如同三人小組記重要數字，每人記部分加上檢查碼，一人忘記也能透過其他人資訊重建。

使用「同位元檢查」機制。三顆硬碟中，資料分兩塊寫入兩顆，第三顆寫入檢查碼（前兩塊資料的「指紋」）。檢查碼輪流分散各硬碟。任一硬碟故障時，利用剩餘資料和檢查碼數學運算重建遺失資料。

RAID 5在效能、安全性和容量間達到平衡。三顆硬碟可獲得兩顆容量（66.7%利用率），同時擁有容錯和良好效能。

RAID 6是RAID 5進化版，如同更謹慎的人用兩把不同鎖保護資料。使用兩種不同同位元演算法，產生兩組獨立檢查碼。即使兩顆硬碟同時故障，仍能重建所有資料。

適合大容量、多硬碟環境。代價是需至少四顆硬碟，兩顆容量儲存檢查碼，空間利用率較RAID 5低，寫入效能受影響。

RAID 10結合RAID 1鏡像保護和RAID 0效能提升。四顆硬碟兩兩配對做RAID 1，再將兩組鏡像組成RAID 0條帶。

同時獲得兩種優點：優秀資料保護和出色讀寫效能。如同多個專業工作組，每組都有主力替補，既並行工作又能立即切換。可容忍多顆硬碟故障（不同鏡像組）。

代價是50%空間利用率，需偶數顆硬碟，最少四顆，成本較高。

每種RAID都是效能、安全性、成本間的不同權衡，理解本質原理就能做出最適選擇。