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DAY 14
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RAID 介紹

RAID(Redundant Array of Independent Disks)意指「獨立磁碟冗餘陣列」,是將多顆硬碟組成一個邏輯磁碟,提高儲存系統的效能、容量或容錯能力的技術。

RAID 0(條帶化 Striping)

  • 原理:將資料分散寫入多顆硬碟,提升讀寫效能
  • 容錯性:❌ 無容錯能力(任一硬碟損壞,全部資料遺失)
  • 容量利用率:100%
  • 用途:效能優先,如影音編輯、遊戲儲存
  • 範例:2 顆 1TB 硬碟 → 總容量為 2TB,速度加倍,但沒有備援

RAID 1(鏡像 Mirror)

  • 原理:所有資料同時寫入兩顆硬碟,彼此鏡像備份
  • 容錯性:✅ 允許 1 顆硬碟損壞仍可運作
  • 容量利用率:50%ㄈ
  • 用途:資料安全優先,如金融資料、帳號資料
  • 範例:2 顆 1TB 硬碟 → 總容量為 1TB,有完整備援

RAID 2(稀有)

  • 原理:使用漢明碼(Hamming Code)進行錯誤檢測與修正,每位元都分散在不同硬碟
  • 容錯性:✅ 有錯誤修正能力
  • 缺點:需多顆硬碟配合、硬體需求高
  • 現況:實務上幾乎已被 RAID 5 / RAID 6 取代

RAID 3(部分資料 + 奇偶校驗)

  • 原理:資料以位元為單位分散寫入,並獨立設一顆「奇偶校驗磁碟(Parity Disk)」
  • 容錯性:✅ 可容忍 1 顆硬碟損壞
  • 缺點:所有校驗都集中在同一顆磁碟,易成瓶頸
  • 用途:大檔案、連續性資料傳輸(少見)

RAID 4(區塊級 Striping + 獨立 Parity Disk)

  • 原理:每顆磁碟儲存資料區塊,1 顆獨立做奇偶校驗
  • 容錯性:✅ 可容忍 1 顆硬碟損壞
  • 缺點:Parity Disk 寫入頻繁成瓶頸
  • 現況:也被 RAID 5/6 取代

RAID 6(RAID 5 + 雙重 Parity)

  • 原理:像 RAID 5,但加入第二份 Parity,可容錯 2 顆硬碟
  • 容錯性:✅✅ 可容忍 2 顆硬碟同時損壞
  • 容量利用率:假設 N 顆硬碟 → 有效容量為 (N-2) 顆
  • 用途:對資料高度保護需求的企業或資料中心
  • 範例:4 顆 1TB 硬碟 → 有效容量為 2TB,可容錯 2 顆
RAID 等級 資料分散 校驗方式 最少硬碟數 容錯能力 容量利用率 讀寫效能 適用情境
RAID 0 ✅ 條帶化 ❌ 無 2 ❌ 無容錯 100% 🔼 高速 高效能需求,如遊戲或影音編輯
RAID 1 ❌ 鏡像 ❌ 無 2 ✅ 可容忍 1 顆故障 50% 中等 資料安全性高,如帳務系統
RAID 2 ✅ 位元級 ✅ 漢明碼 (ECC) 多顆 ✅ 容錯 較慢 理論型設計,實務上已淘汰
RAID 3 ✅ 條帶化 ✅ 單一校驗磁碟 3 ✅ 可容忍 1 顆故障 (N-1)/N 較高 連續性大檔案,如影像串流(少見)
RAID 4 ✅ 區塊級 ✅ 單一校驗磁碟 3 ✅ 可容忍 1 顆故障 (N-1)/N 中等 不常用,效能瓶頸集中在 Parity 磁碟
RAID 5 ✅ 區塊級 ✅ 分散式校驗 3 ✅ 可容忍 1 顆故障 (N-1)/N 🔼 高效能 企業常用,效能與容錯兼顧
RAID 6 ✅ 區塊級 ✅ 雙分散校驗 4 ✅✅ 可容忍 2 顆故障 (N-2)/N 較低 關鍵資料環境,如資料中心

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