# RAID

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## 這個硬碟有多棒


在評斷一個硬碟有多高的Availability時，我們會考慮硬碟多久會壞掉、修復一次要花費多少時間，再來計算它的Availability。

第一個名詞是MTTF(Mean Time To Failure)，意旨它多久後會出錯，所以這個時間越大越好，代表在這段時間內它都是可以運作的。

第二個名詞是MTTR(Mean Time To Repair)，意旨它維修一次要多久，我們會希望它能夠越快修好越好。

而將上面兩個加起來的結果稱為MTBF(Mean Time Between Failure)，代表兩次壞掉的間隔，也就是兩次去找老闆報修的時間間隔。

那麼我們的Availability的計算方式就是MTTF / MTBF，也就是MTTF / (MTTF + MTTR)。

修復的時間比較不好更動，而且一般來說修復的時間蠻短的，所以我們會希望盡量提高MTTF，改善MTTF的作法有下面三個：

|名稱|內容|
|-|-|
|錯誤避免(fault avoidance)|藉由結構的設計避免錯誤的產生。|
|錯誤容忍(fault tolerance)|藉由多餘的硬體或軟體，在發生錯誤的狀況下仍然能夠運作。|
|錯誤預測(fault forecasting)|預期錯誤的出現和產生。|

以下我們討論fault tolerance的作法，也就是RAID。

## RAID


RAID全名為Redundant Arrays of Inexpensive Disks，目標就是拿多一點便宜的硬碟組合成一個大且貴的硬碟。所謂的貴也就是為了安全啦。

在RAID中我們主要使用以下兩種技術：

* Data Stripping：將資料分散到不同的硬碟，讓每次存取資料能夠更快速。
* Redundancy：透過增加硬碟增加他的Availability。

以下是各種RAID的說明：

<style>
table th:first-of-type {
width: 10%;
}
table th:nth-of-type(2) {
width: 45%;
}
table th:nth-of-type(3) {
width: 45%;
}
</style>

|名稱|圖片|說明|
|-|-|-|
|RAID 0 (No redundancy)||只是拆成多個硬碟，沒辦法容許錯誤，資料發生錯誤就遺失了。
|RAID 1 (Mirroring)||拆了硬碟並且複製一份，需要用到RAID 0兩倍的硬碟數目，是最昂貴的RAID作法。
|RAID 2 (Error Detecting and Correcting Code)||借用常用在記憶體的error detection及更正作法(Hamming code)。寫入時要讀出所有硬碟資料，重新計算hamming code並寫入ECC硬碟，效率不佳。
|RAID 3 (Bit-Interleaved Parity)||把硬碟分組，同組的硬碟加總計算後存入另一個硬碟，將來某個資料出現錯誤時，就把加總的部份減去其他的資料就好了。
|RAID 4 (Block-Interleaved Parity)||跟RAID 3很像，只是不把所有硬碟的資料加總，以Block為單位加總，如此一來可以減少計算錯誤時所動用的硬碟數量。
|RAID 5 (Distributed Block-Interleaved Parity)||為了改進RAID 4把錯誤處理的資料放在同一個硬碟，RAID 5將資料分開在每一個硬碟上，如此一來可以避免所有人都擠著要修正錯誤。
|RAID 6 (P+Q Redundancy)||避免同時發生兩個錯誤，所以做了兩個錯誤偵測的區塊，這樣即使一個錯誤處理的資料不夠，還有另一個錯誤處理的資料可以使用。
|RAID 1+0 or 0+1||這邊就只是看要先做RAID 0或是RAID 1而已，可以看看。

## 結束一個科目了~

恭喜各位完成了計算機組織與結構，接下來會進入作業系統的部份。

如果說電腦是一個籃球比賽，那麼籃框跟籃球就是我們結束的部份，後面的作業系統就像是規則，在往上的應用程式就是球員以及打比賽的技巧。

還有很長的路阿各位...

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