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【NAS 怎麼玩】RAID 架構-資料的保險箱

  在了解了什麼是 NAS 後 ,接下來要面臨的就是開始使用 NAS 了,在使用前,我們必需先來了解一個專有名詞「RAID」,RAID 俗稱「磁碟陣列」它就像上面這張圖一樣,讓我們把很多很多的硬碟,集合起來使用,還記得在 【NAS 怎麼玩】NAS 是什麼東西呢 ? 中有提到「NAS 可以做到裡面的硬碟壞掉一顆了,所有的資料都還在,不會消失」這段回答吧 !? 沒錯 !! RAID 就是讓 NAS 上,就算壞了一顆硬碟,資料都不會不見的祕密喔!!!!

  RAID 的種類有非常多種,從 RAID 0 到 RAID 7=, 還有混合型的 RAID 10/01,RAID 50, RAID 53,不過在這篇文章中,耶魯熊只會講幾種在 NAS 上最常出現的喔,如果你對 RAID 有異常的興趣,感覺上和它一見鐘情了,相要更深入,更親蜜(?),更全面的了解它,那可以到「RAID 的維基百科」做更親蜜的接觸喔 XDD

  在市售家庭用的 NAS 裡,最常用到的是 JBOD / RAID 0 / RAID 1 / RAID 5 / RAID 6 / RAID 10,不過每種 RAID 的設定,都需要不同數量的硬碟喔,所以在只能裝二顆硬碟的 NAS 上,就只有 JBOD / RAID 0 / RAID 1 這三種 RAID 可以使用了  

  而可以安裝三顆以上硬碟的家用型 NAS,除了JBOD / RAID 0 / RAID 1 這三種 RAID 可以使用外,還硬生生的多了 RAID 5 / RAID 6 / RAID 10 可以使用喔,所以在採購 NAS 時,知道要買可以裝幾個硬碟的 NAS 了對吧 !!!

  看到這裡,大家可能產生了二個疑點.........第一個疑點是,奇怪耶你 !! 前面不是還有講過什麼 RAID 50, RAID 53, RAID 01 的,怎麼都沒看耶魯熊講到呢!?,其實這幾種 RAID,在企業用的 NAS,或是 SAN ( 另一種網路儲存設備 ) 上,都能看到這幾種 RAID 的出沒喔,但在一般家用 NAS 上,就很少看到了,因為它們必需使用比較多顆的硬諜才有辦法做設定囉,說完了第一個疑點後,第二個疑點應該是........耶魯熊 !!! 講了半天 !! 你倒底要不要和我們講這些 RAID 加一堆數字的,是哪裡不同啦 !!!!!!!!........... XDDD ,好啦,好啦.....接下來耶魯熊就要來解釋一下,這幾種 RAID 不同的地方,不過耶魯熊會用很簡單的用詞讓大家看得懂,當然了....簡單的用詞,就是說給普羅大眾看的,專業的 IT 同鞋們,請不要砲耶魯熊 XDDD

 

JBOD:

  嚴格上來講,JBOD 應該不能算在 RAID 等級中,因為它只是一個很單純的把所有的硬碟,全部合併成一個大磁碟的設定方式,它沒有任何的保護機制,只要壞了其中一顆硬碟,整個合併起來的磁碟就會無法使用,裡面的資料就會上天堂了 ( 先排除民間的硬碟救援公司介入,在這裡耶魯熊只以一個不俱備高深技能的一般人來設想 XD ),不過因為使用 JBOD 時,硬碟的寫入方式是先用完第一顆硬碟的空間後,再開始使用第二顆硬碟,所以在速度上,並沒有任何的優勢,就跟單獨使用一顆硬碟的感覺一樣

JBOD 設定時硬碟容量計算法:所有硬碟的總容量

例:共有四顆硬碟,容量分別為:1TB,1.5TB,3TB,2TB,使用 JBOD 後,則會產生一個 1+1.5+3+2= 7.5 TB 容量的磁碟

最少硬碟使用量:1

最多硬碟使用量:無限

可損壞硬碟數:0

 

RAID 0:

  這也是一個把所有硬碟合併成一個磁碟的設定,一但一顆硬碟損壞了,整個合併起來的磁碟就會無法使用,裡面的資料也一樣會先去天堂了等我們......但它和 JBOD 不同的是,在寫入資料時,是會把要寫入的檔案,切分成很多區塊,然後分散的寫在各顆硬碟上,這樣的好處是,寫入和讀取都很快,因為一個檔案,是同時從很多顆硬碟中同時讀取出來,再組合起來使用的,是所有 RAID 中最快的,有些 NAS 支援設定 RAID 0 的硬碟容量每顆都不一樣,但有些 NAS 則不支援不同容量的硬碟組成 RAID 0,如果碰上這種情況,那就會變成眾多硬碟中,用容量最小的一顆來做標準容量,其他大於這個標準容量的硬碟,也都只會用到標準容量的空間

RAID 0 設定時硬碟容量計算法:所有硬碟的總容量

例:共有四顆硬碟,容量分別為:1TB,1.5TB,3TB,2TB,使用 RAID 0 後,則會產生二種情況,如果 NAS 有支援使用不同容量硬碟組合成 RAID 0 時,那麼此時會產生一個 1+1.5+3+2= 7.5 TB 容量的磁碟,但如果 NAS 不支援使用不同容量硬碟組合成 RAID 0 時,則會產生一個 1+1+1+1 = 4TB 容量的磁碟 ( 用容量最小的一顆來做標準容量,其他大於這個標準容量的硬碟,也都只會用到標準容量的空間 ),而其他未用到的容量,就不能使用了

最少硬碟使用量:1

最多硬碟使用量:無限

可損壞硬碟數:0

 

RAID 1:

  RAID 1 又稱做 Mirror ( 鏡像 ),它是一種把一顆以上的硬碟,做資料同時寫入的運作方式,一份資料會同時存放在所有的硬碟上,不管壞多少顆硬碟,只要還有一顆是好的,資料就不會消失,它的資料保護性是最好的,但硬碟容量的使用率是最差的,因為不管你用多少顆硬碟做 RAID 1,最出來的磁碟容量,就是以這些硬碟中最小容量為標準容量,RAID 1 的讀取速度相當的快,但寫入的速度就慢了一點

RAID 1 設定時硬碟容量計算法:所有硬碟的總容量

例:共有四顆硬碟,容量分別為:1TB,1.5TB,3TB,2TB,使用 RAID 1 後,則會產生一個 1 TB 容量的磁碟 ( 以這些硬碟中最小容量為標準容量 ),而其他未用到的容量,就不能使用了

最少硬碟使用量:2

最多硬碟使用量:無限

可損壞硬碟數:只要還有一顆硬碟正常就可以使用

PS. 有些 NAS 只支援 2 顆硬碟組成 RAID 1

 

RAID 5:

  這是目前在家用 NAS 上,最廣泛使用的 RAID 設定方式,只要是能安裝三顆以上硬碟的 NAS,有九成都使用這個設定方式,它的運作方式,是把檔案資料的檢驗碼,分別存放在所有的硬碟上,一但有一顆硬碟損壞了,就可以透過這些檢驗碼,再運算出損壞硬碟上的資料,並且可以線上將損壞的硬碟抽出,再放入好的硬碟,進行資料的運算和回復,不管你用多少顆硬碟來組成 RAID 5,都只能損壞一顆硬碟,一旦發現有硬損壞,一定要立即用新的硬碟更換,避免因為同時有二顆硬碟損壞,而造成所有的資料都上天當痴痴的看著我們 XDDD,如果使用的各顆硬碟容量大小都不同時,就會在眾多硬碟中,用容量最小的一顆來做標準容量,再依這個標準容量的總合產生一個磁碟,但產生的磁碟容量,必需扣掉一個標準容量的大小,在速度上,因為寫入時,除了寫入檔案本身外,要再產生檢驗碼,所以寫入的速度是最慢的,但讀取的速度則跟 RAID 0 一樣快

RAID 5 設定時硬碟容量計算法:所有硬碟的總容量

例:共有四顆硬碟,容量分別為:1TB,1.5TB,3TB,2TB,使用 RAID 5 後,則會產生一個 (1+1+1+1)-1 = 3TB 容量的磁碟 ( 用容量最小的一顆來做標準容量,再依這個標準容量的總合產生一個磁碟,但產生的磁碟容量,再扣掉一個標準容量的大小 ),而其他未用到的容量,就不能使用了

最少硬碟使用量:3

最多硬碟使用量:無限

可損壞硬碟數:1

 

RAID 6:

  一般來講,在家用 NAS 上很少會用到 RAID 6,因為它的運作方式比起 RAID 5  ,還多產生一組檢驗碼,RAID 6 在寫入檔案本身資案時,會產生二份的檢驗碼,分別存放在所有的硬碟上,一但有硬碟損壞了,就可以透過這些檢驗碼,再運算出損壞硬碟上的資料,但也因為 RAID 6 產生的檢驗碼是二份,所以可以承受同時損壞二顆硬碟的風險,當然了......有捨才有得,能承受同時損壞二顆硬碟,在組成 RAID 6 後產生的磁碟容量,必需扣除二個標準容量,不過因為 RAID 6 在寫入時,需要產生二份的檢驗碼,所以寫入的速度,是所有  RAID 設定中最慢的,但讀取速度則和 RAID 0 不相上下

RAID 6 設定時硬碟容量計算法:所有硬碟的總容量

例:共有四顆硬碟,容量分別為:1TB,1.5TB,3TB,2TB,使用 RAID 5 後,則會產生一個 (1+1+1+1)-2 = 2TB 容量的磁碟 ( 用容量最小的一顆來做標準容量,再依這個標準容量的總合產生一個磁碟,但產生的磁碟容量,再扣掉二個標準容量的大小 ),而其他未用到的容量,就不能使用了

最少硬碟使用量:4

最多硬碟使用量:無限

可損壞硬碟數:2

 

RAID 10:

  RAID 10 其實是同時使用 RAID 1 及 RAID 0 所組合而成的一種 RAID 設定,這樣設定的好處是損壞一顆硬碟時,其他三顆仍可以正常運作,和 RAID 5  一樣,但因為 RAID 10 的運作方式,不會在寫入檔案時,產生檢驗碼,所以在寫入速度上比 RAID 5 快,旦它的缺點是容量使用率偏低,先是透過先做出二組 RAID 1 (Mirrot) 後,再把這二組 RAID 1 產生的磁碟,合併成 RAID 0,只能使用到二顆最小硬碟的容量.........( 所以這個 RAID 10  耶魯熊從來不會想用 ....... XDD )

RAID 10 設定時硬碟容量計算法:所有硬碟的總容量

例:共有四顆硬碟,容量分別為:1TB,1.5TB,3TB,2TB,使用 RAID 10 後,則會產生一個 1TB Mirro + 1TB Mirror = 2TB 容量的磁碟 ( 只能使用到二顆最小硬碟的容量 ),而其他未用到的容量,就不能使用了

最少硬碟使用量:4

最多硬碟使用量:無限

可損壞硬碟數:2

 

 

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