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RAID 0/1/5/6/10 和 ZFS 的特點和選擇

發表於 : 2025-12-07, 12:25
dtchang
RAID系統不是備份的方案,而是資料儲存容錯的方案,避免資料損失的方案.
以 SSD 為例:
RAID 0: 擴充容量, 壞掉時無法重建

RAID 1: 鏡像容錯, 相同的資料同時寫入到不同SSD, 可使用容量為 1/2; 壞掉一顆時,可重建

RAID 2/3/4: 已過時.

RAID 5: 一份檢查碼分散儲存到不同 SSD,故障時可用檢查碼修復資料. 至少需要3顆SSD,可使用容量為 N-1; 壞掉1顆時,有機率復原失敗. 一般而言,企業級儲存體復原成功率遠高於消費者型設備. 然而,若是使用 SSD 則一般復原成功極高.

ZFS/RAID-Z1: RAID 5 的進階版本,替代方案.

RAID 6: 二份不同樣式的檢查碼分散儲存到不同 SSD,故障時可用檢查碼修復資料. 至少需要4顆SSD,可使用容量為 N-2; 壞掉1/2顆時,皆可復原. 運作速度低於RAID 5.

RAID 10: 即 RAID 0+1, 同時具 RAID 0 和 RAID 1 的功能, SSD 的數量至少為4顆,雙倍數. 可用容量為 1/2. 單顆壞掉,復原成功極易. 二顆壞掉時,若為不同鏡像群組,則可復原.拿來儲存僅此一份的資料安全選項.
做為7/24運行的系統或資料庫系統使用時,可優先考慮資料容錯(預防儲存體故障),少量容量是值得的,可選用 二顆 SSD 採 RAID1 的方案,以保護重要的資料. 四顆時,可採用 RAID 10,運行速度快又資料容錯(需要高容量就採用RAID 5). 高於4顆以上,則可採用 RAID 6. [q/uote]
作為家用NAS使用時,
由於使用傳統硬碟(HDD)時,大都會製造較高的燥音,故除非是具超高容量的需求,不然應採用 SSD (SATA III SSD或 M.2 NVMe SSD). M.2 NVMe SSD 方案,全閃存方案最適直宜居家使用,但當前因DRAM價格高漲(2025/12),可以先入手一部份,賭一把未來會減價或出更高容量的產品.
若能採用 ZFS 系統,則 ZFS 為最優的方案. 有些 NAS 設備有支援 ZFS,而不是全部. 採購 NAS 系統,最好至少為可安裝二顆SSD. 多槽的NAS, 一般是可以擴容(要點時間備份資料和重建系統),慢慢增加SSD(最好選相同的容量和品牌).
需要更高的容錯(獨一份的資料),則可採購 NAS/企業 專用儲存體(價格比較貴).

當 RAID系統故障時,最好先備份出資料後,再進行重建.
貴重的資料,獨一份的資料,最好要異地備份.一份上商用雲端,一份現有,一份自已用不同設備備份.
ZFS 的 RAID-Z1 模式在功能上等同於傳統的 RAID 5 (皆提供單磁碟故障容錯),但 ZFS 透過其核心的 寫入時複製 (Copy-on-Write, CoW) 機制,徹底解決了 RAID 5 最大的缺陷——寫入漏洞 (Write Hole),從而提供了更高的數據完整性。

ZFS 系統,概念上可視為 RAID 5的進階版,復原的機制更佳. RAID 5 已算是舊時代的產物,時空背景已大大不同了.
當RAID 5壞掉一顆時,若復原時遇到別顆也有小問題時,則無法確認錯誤的檔案歸屬,故整個RAID資料的正確性會出問題(復原大都採取中止的策略).
而ZFS則可以深入到檔案的層次.
RAID 5 系統的故障經驗, 因電力系統問題,導致 HDD故障,後來機器也故障了. 故幫NAS配備不斷電系統以防止瞬間電壓損壞設備很重要!