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数据科学家养成手册 [:1700503630]
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13.7.1 RAID
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在数据存储环节，最后要考虑的就是安全性问题。这里的安全性不是指防范黑客攻击，而是指数据本身和介质的安全问题。
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由于磁盘本身有一定的失效概率，所以需要通过在磁盘上增加数据的副本来保证数据的安全性。在计算机磁盘底层还有一个环节可以调整，那就是磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID，如图13-13所示）。
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RAID在服务器上的应用很普及。借助RAID卡，硬盘有很多种RAID模式可以设置。
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图13-13 RAID卡
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1．RAID0：条带化（Striping）
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RAID0模式将数据读写分散在两块磁盘上，奇数标号的块在一侧，偶数标号的块在另一侧，写入时轮流对两块磁盘进行写入（如图13-14所示）。由于RAID卡的带宽通常比磁盘的I/O能力高得多，所以这种模式可以让写入速度成倍增长，且与磁盘的数量成正比。读出的时候，由于连续读或者随机读的期望都基于读取每块磁盘上数据的概率均等，所以读出的速度理论上也和磁盘的数量成正比。读写的速率上限就是主机的总线（BUS）带宽。
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图13-14 RAID0模式
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实测时，读写速度通常要比理论值低一些，但档次较高的RAID卡速度仍然很快。RAID0模式可以加快磁盘读写速度。
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2．RAID1：镜像化（Mirroring）
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RAID1模式在将数据写入磁盘时生成一个副本，让两块磁盘对应的数据块保存相同的信息（如图13-15所示）。虽然这种模式无法对数据的读写进行加速，但是在一块磁盘损坏的时候，另一块磁盘仍然能够正常工作。当换下损坏的磁盘，换上新的空白磁盘时，RAID卡会自动进行数据同步，再次使两块磁盘保存的信息一致。RAID1模式可以提高数据的可靠性。
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图13-15 RAID1模式
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3．RAID5：奇偶校验
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RAID5是RAID0和RAID1的一种折中方案。
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RAID5磁盘阵列至少需要3块磁盘（也可以有更多的磁盘），其中1块磁盘用来存储奇偶校验数据。如图13-16所示，在Disk0上写入A1块，在Disk1上写入A2块，在Disk2上写入A3块，这时写入下一块之前会在Disk3上写入一个由A1、A2、A3这3个块做XOR计算而得到的Ap块。
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图13-16 RAID5模式
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Ap=XOR(A1, A2, A3)
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下一轮为
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Bp=XOR(B1, B2, B3)