RAID磁碟陣列是什麼？需要知道的完整指南

▼目錄

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• RAID磁碟陣列是什麼？
• ①RAID磁碟陣列的運作原理
• ②RAID磁碟陣列具備大容量儲存空間
• ③RAID磁碟陣列具備容錯機制
• ④RAID磁碟陣列具備較快的讀寫速度
• RAID磁碟陣列的形式
• ①硬體控制（Hardware Controller）
• ②軟體控制（Software Controller）
• RAID磁碟陣列的等級
• RAID磁碟陣列的資料讀不到？
• ①RAID磁碟陣列有硬碟故障的問題
• ②RAID磁碟陣列的作業系統異常
• ③RAID磁碟陣列的主機硬體故障
• RAID磁碟陣列適合資料備份嗎？

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磁碟陣列（RAID）是現在企業在儲存裝置中常見的技術，被應用在企業級伺服器、網路儲存裝置（NAS），甚至個人電腦上也可以使用，在這個數位化的時代，了解RAID的功能和建立方法很重要，睿卡科技深入說明RAID磁碟陣列的原理，讓各位更全面了解這項儲存技術。
 

RAID磁碟陣列是什麼？

RAID磁碟陣列是由多顆硬碟組成的磁碟區，特色是擁有『容錯的機制』並組成大容量的儲存空間，這一種整合方式提高了儲存效能和可靠性，不幸在硬碟故障時仍然能保留資料，以下說明RAID的運作原理、等級和資料備份的應用。
 

①RAID磁碟陣列的運作原理

隨著電腦長時間使用，儲存資料的需求不斷增加，傳統的擴充方式是陸續購買硬碟，但這樣會分散資料和查找資料上變複雜且不方便，這種的情況下，RAID磁碟陣列就此誕生，RAID是一種將多個硬碟整合的技術，可以提高效能和可靠性，RAID是整合兩個以上的硬碟，以特殊的計算方式將硬碟組合成『儲存空間』，這樣擁有更大的儲存空間，還可以更有效率的管理資料。


(RAID磁碟陣列的原理具備容錯機制和大容量受到歡迎)

▼RAID磁碟陣列的主要功能

RAID的運作原理是將資料分散儲存在各個硬碟中，提高資料儲存的效能，擁有大容量儲存空間的特點和容錯機制，即使其中一個硬碟發生故障，RAID仍然可以運作，除了企業等級的伺服器，一般使用者可以使用NAS建立RAID，發揮大容量、容錯機制和讀寫快速的功能，有效保護並管理重要的資料。
 

• 功能1：大容量的儲存空間
• 功能2：容錯的機制
• 功能3：資料讀寫快速

   

②RAID磁碟陣列具備大容量儲存空間

RAID磁碟陣列的優點是整合多個硬碟並建立大容量的儲存空間，因為RAID有容錯的機制，其中的硬碟容量會被用於資料冗餘儲存，這樣確保資料可用性，大容量儲存空間的實現取決於選擇的RAID等級，例如：RAID0是一種組合方式，將多個『硬碟的儲存空間結合』，可以增加儲存的總容量，以兩個4TB硬碟為例，RAID0會將硬碟的容量相加，成為一個8TB的大容量儲存空間，如果想了解RAID0是什麼？請參考這篇《RAID0技術揭密：打造高速資料讀寫體驗》。

▼RAID容量的計算方式
 

• RAID0：「1TB」+「1TB」＝「2TB」
• RAID1（鏡像）：「1TB」+「1TB」＝「1TB」（因資料複製，容量不增加）
• RAID5：「1TB」+「1TB」+「1TB」＝「2TB」（N-1，其中N為硬碟數量）
• RAID6：「1TB」+「1TB」+「1TB」+「1TB」＝「2TB」（N-2）

(磁碟陣列的儲存空間依等級的不同，但容量空間都會比單一個硬碟大)
 

③RAID磁碟陣列具備容錯機制

RAID的特色是擁有容錯機制，如果硬碟發生離線（Offline）或故障等情況，RAID依然可以正常運作，這樣可以確保部分硬碟發生異常，RAID的『儲存空間仍可以讀取資料』，但不同的RAID等級具有不同的容錯機制，例如：RAID1是一個典型的例子，容許一個硬碟發生故障，因為每個硬碟都有相同的資料，這樣即使一個硬碟發生故障，資料還是能夠讀取和使用，如果想了解RAID1是什麼？可以參考這篇《RAID1是什麼？入門指南與運作原理》。

▼RAID硬碟容許故障的數量

RAID如果發生硬碟異常的情況，建議第一時間備份重要的資料並執行重建（Rebuild），這樣才能保護資料的完整性並最大限度縮短RAID處於脆弱狀態的時間。
 

• RAID1：容許故障一個
• RAID0：不容許故障
• RAID5：容許故障一個
• RAID6：容許故障兩個

④RAID磁碟陣列具備較快的讀寫速度

單個硬碟建立『共用資料區（File Server）』給公司眾多使用者存取資料，這會導致讀寫速度很緩慢，若這個共用資料區的硬碟發生故障，全部的共用資料將無法使用，就會影響公司的工作效能，相較之下，使用多個硬碟建立RAID的共用資料區，資料會被分散儲存到RAID的各個硬碟中，同時多個硬碟能夠同步進行讀寫，因此相較於單個硬碟，RAID的讀寫速度更快速，但RAID0是以提升讀寫速度為主要目標的RAID等級，多個硬碟同時進行讀寫，整體速度獲得極大提升，但RAID0缺乏容錯的機制，一個硬碟故障會導致所有的資料損失。


(磁碟陣列具備較快的讀寫速度，此圖為示意圖)
 

RAID磁碟陣列的形式

RAID的建構方式有兩種類型：『硬體控制』和『軟體控制』，在組建方式和效能上有明顯差異，以下說明RAID的建構形式。
 

①硬體控制（Hardware Controller）

  
硬體控制透過專用硬體：磁碟陣列卡（RAID Card）來控制並管理多個硬碟，並進一步建立RAID，不同於電腦主機板的運算方式，使用RAID卡可以擁有更佳的效能並減輕中央處理器（CPU）的負擔，RAID卡使得多個硬碟的運算由卡上的晶片處理，不會受限於電腦的計算能力，從而拖慢資料的讀寫速度，這種『獨立運算』提高系統的穩定性和速度，適合在需要高效能的企業級伺服器，雖然硬體控制的價格相對較高，但獨立運算的優勢在效能上更為明顯，企業通常是使用RAID Card建立，確保資料的管理和快速讀取。
 

• 特色1：建立的成本較高
• 特色2：獨立運算，整體效能快速

②軟體控制（Software Controller）

  
軟體控制是利用作業系統建立的RAID，例如：Windows、Linux、Mac都可以建立，軟體控制除了透過硬碟建立外，還能夠透過『硬碟磁碟區』的方式，將硬碟分割多個磁碟區建立RAID，但這種方式會失去效能和容錯機制，常見是NAS透過Linux建立RAID的一種應用，雖然在效能上和硬體控制相比有差距，但對於一般使用者來說，NAS已經提供足夠的性能，這種成本效益較高的方式使得NAS成為一種受歡迎儲存裝置，因為『軟體控制的優勢是價格較為親民』，但軟體控制可能會影響電腦的效能，各位可以評估選擇，總之軟體控制是一種經濟實惠的RAID方式，適合大多數的使用者。
 

• 特色1：建立的價格較親民
• 特色2：個人電腦也可以建立

(NAS是軟體控制建立RAID的一種儲存裝置)
 

RAID磁碟陣列的等級

RAID的等級有很多種類，其中一些常見的等級包括：RAID0、RAID1、RAID5、RAID6，以及一些較少見的RAID1+0、RAID5E...等，每一種RAID等級都擁有特點，適用於不同的需求，以下表格說明RAID的等級介紹，以便各位了解其運作原理和適用環境。
 

磁碟陣列的等級	RAID0	RAID1	RAID5	RAID6	RAID5E	RAID1+0
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	容許故障一顆	容許故障多顆（取決組合）
需要硬碟數量	兩顆以上（含）	兩顆	三顆以上（含）	四顆以上（含）	三顆以上（含）	至少四顆硬碟
儲存空間計算方式	各硬碟容量相加	單顆硬碟容量	（硬碟數-1）*單顆容量	（硬碟數-2）*單顆容量	（硬碟數-1）*單顆容量	各硬碟容量相加，再取一半
常見需求及風險	追求高速和大容量，風險較高	資料冗餘和備份	企業使用、容忍一顆硬碟故障	對容錯性能要求較高的環境，例如大型伺服器	適用於大型儲存裝置，提供更高效的錯誤校驗	高效能和高容錯性能

 

RAID磁碟陣列的資料讀不到？

RAID具備強大的容錯機制，但『硬碟故障的數量達到上限』，RAID的資料將無法讀取，因為使用者可能會忽略硬碟異常的警訊，以為RAID可以容忍硬碟故障而未及時處理，因此發現硬碟發生異常或離線，即使當下可以讀取資料，建議優先備份重要的資料，再進行硬碟更換和重建（Rebuild），不建議直接執行Rebuild，因為在Rebuild的過程中，其他硬碟可能會因此陸續發生故障，謹慎處理是保護資料完整性的重要步驟，如果想了解硬碟故障的原因，可以參考這篇《硬碟故障大揭密：探索12種常見狀況及對應策略》。
 

①RAID磁碟陣列有硬碟故障的問題

如果不幸發生硬碟故障的情況，面對這類問題時，要採取正確的步驟，如果RAID的硬碟出現故障，但在容錯的範圍內（例如：RAID5容許一個硬碟Offline、RAID6容許兩個硬碟Offline），建議第一時間備份重要的資料，然後再更換硬碟並執行Rebuild。


(RAID如果發生硬碟故障的問題需要謹慎處理)

RAID的硬碟故障數量已經超出容錯的範圍，強烈建議『不要嘗試任何網路上方法』，例如：更換硬碟Rebuild、RAID降級...等，因為人為的錯誤操作容易導致更嚴重更複雜，睿卡科技先前客戶的RAID案例中，因為硬碟故障數量超過容錯範圍，自行嘗試網路上的方法降級和Rebuild，最後導致RAID資料救援的困難度提高，所以在發生RAID的硬碟壞掉時，謹慎處理對於保護資料的完整性很重要，如果想了解硬碟壞掉的徵兆，可以參考這篇《硬碟壞掉警訊：6個徵兆及救援方法一覽》。
 

②RAID磁碟陣列的作業系統異常

RAID作業系統和儲存資料的磁碟區通常會用不同的硬碟，常見的作業系統磁區會建立RAID1增加保護性，在這種情況下，若作業系統發生異常導致整組的RAID無法讀取，各位在更換硬碟和重新安裝作業系統時，務必謹慎處理，避免修改到『RAID的設定資訊（RAID Config）』，因為RAID的運作與作業系統相互配合，變更設定資訊可能導致RAID的資料無法讀取，因此在處理作業系統異常時，請務必小心操作RAID的設定。


(作業系統是使RAID正常運作的關鍵)
 

③RAID磁碟陣列的主機硬體故障

RAID的主機有很多種硬體，例如：磁碟陣列卡（RAID Card）、電源供應器（Power）、記憶體（RAM）等，若主機的硬體出現異常，可能會導致RAID無法開機和讀取資料，我們為了維持RAID的運作，建議『不要自行更換硬體』，請在第一時間聯繫主機原廠尋求技術協助。


(RAID主機的硬體發生異常，建議尋求主機原廠協助)

各位可以做好預防RAID主機發生異常的問題，建議定期檢查主機硬體的狀態，包括檢查電源供應器、RAID卡和其他硬體的運作狀態，確保RAID正常運作並及時發現問題，若已經排除掉主機硬體的問題，但資料同樣無法讀取，需要RAID資料救援的服務，睿卡科技擁有豐富的經驗和技術，可以協助救回RAID的重要資料。
 

RAID磁碟陣列適合資料備份嗎？

使用RAID通常表示資料有相當的重要性與龐大的資料量，但有一項重要的觀念需要澄清，就是『RAID並不是資料備份』，儘管RAID具有容錯機制，但在硬碟故障超出容錯範圍時，仍然會導致資料無法讀取和損失，因此在考慮RAID當作資料備份的方式時，要了解異地備援的重要性，除了擁有一組RAID的資料外，建議在其他裝置上建立備份，例如：Backup RAID Server、NAS、外接硬碟等，這樣的異地備援觀念才可以更完善的保護資料，如果想了解資料備份的方法，請參考這篇《資料備份全攻略：認識5個備份方法與觀念》。


(RAID不能當作是資料備份的方式，一定要有異地備份)

RAID的儲存空間和資料量較龐大的情況下，建議建立Backup Server，這樣的配置，除了具備RAID的容錯機制外，還額外增加備份的功能，可以更有效的保護資料，同時建議將RAID的儲存空間『細分為不同的磁碟區和資料夾』，並由各部門分別進行自主備份，預防資料遺失的風險。

▼RAID資料救援的服務流程

如果RAID磁碟陣列發生故障，導致無法讀取資料並且從未進行額外的資料備份，睿卡科技提供詳細的《RAID資料救援流程》和《資料救援費用》，我們能夠協助並迅速讓工作恢復正軌，並在RAID故障的情況下提供專業的支援。

⒈檢測RAID的硬碟

我們提供總公司現場送件和《免運費快遞到府取件》的服務，專業工程師團隊收到RAID的硬碟後，檢測時間約一天，由專業工程師親自說明硬碟受損情況和硬碟救援費用。
 
⒉RAID硬碟救援報價和救援機會

專業工程師檢測RAID硬碟完成，說明RAID硬碟的受損狀況和救援機會：
 

• 資料救援的報價費用
• 預估所需的工作時間
• 同意報價後我們立即執行救援作業

 
⒊RAID資料救援作業

工程師團隊定期回覆RAID救援的進度，並於完成救援後立即通知，如果我們沒有成功救出資料則不會收取救援費，給予客戶最大的保障，讓客戶不會有白花錢的風險。
 
⒋驗收RAID救出的資料

專業工程師救援完成後，與使用者約定時間驗收檔案，親自確認檔案是否正常與是否有救出重要的資料，最後確認無問題才會收取救援費並交付資料。