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# 資料備份、容錯與災害還原
[TOC]
> 開始就可以講
> - 各種災害: 天災人禍 系統爆掉 -> 災害還原
> - 資料容錯 -> RAID
> - 資料消失、被修改 -> 資料備份

## 資料備份
### 為什麼要備份?
:::info
天災小故事 : 法國巴黎聖母院在 2019 因為遭遇大火導致屋頂燒毀、尖塔倒塌。因為是世界遺產文化之一，所以就決定要重建。《刺客教條》遊戲的開發商，耗時兩年建立了 1:1 的巴黎聖母院 3D 模型。另外，《國家地理》也曾對巴黎聖母院建模，掃描精準度達 5mm。因為有這些備份資料，聖母院在重建時的參考資料就比較完整。
> [有趣的備份新聞](https://applealmond.com/posts/51134)

人禍小故事 :
Nvidia 遭網路攻擊，經過調查發現 Lapsus$ 的駭客組織宣稱駭入 Nvidia，並洩露該公司員工的登入密碼及 NTLM 雜湊，還揚言即將公布竊得的資料。
這個時候故事來個反轉，Nivida 出手回擊，在駭客系統內植入勒索軟體，把資料加密。
Lapsus$ 駭客說 Nvidia這招成功加密了他們資料，不過他們有備份，躲過一劫。
> [故事來源](https://www.ithome.com.tw/news/149576)

就算你什麼都不做，宇宙射線也會破壞你的資料

世界備份日 : 3/31 跟大家推廣 3-2-1 備份原則
因為實在是太太太多人手機被偷走，因為自己耍蠢刪掉檔案(29% of data loss cases are caused by accident)

:::

> 備份原因 : 避免系統或是資料損毀、遺失，應在平時做好檔案備份工作，萬一不幸發生硬體故障或遭遇勒索軟體攻擊等情況時，仍可透過還原備份來降低損耗程度。

### 怎樣才能算是備份呢?
:::danger
**要能還原的才算是備份**
:::
1. 可以保留這份檔案先前的版本
2. 至少要有一份異地備份
3. 使用多種備份解決方案，EX：on-site 和 off-site 的 硬體不同
4. 可以進行測試還原，確保能正確還原
5. 還原的時候可以有選擇的還原（為了還原一個檔案，不需要去還原整份備份檔）
6. 備份檔要可以打開並查閱
7. 在備份前要想到所有有可能發生的事故，並且都能有有效處理方案

:::info
THESE ARE NOT BACKUPS
- 把筆電的資料放到同一台筆電的 SD 卡
- 把存備份資料的硬體放在距離你電腦很近的地方
- 把 gmail 中的資料備份到另一個 gmail 帳號
- 把文件備份到另一個資料夾
- 在相機裡面的照片不是備份
- 不同裝置都有相同的資料才叫作資料備份，只是換個裝置存放不叫做備份
:::

> 備份的定義資料來源 : 去年ㄉ共筆！ https://hackmd.io/@ncnu-opensource/book/%2Fqh3eBiEtQj--Zp_piczxgQ

### 3-2-1 規則
- 至少 3 份資料
> 其中一份壞的，倒底是壞的是哪一個不確定
- 2 種不同儲存裝置
- 1 個異地且離線的儲存
> 當然有錢有空間就是越多份越好，所以後來也有人在推廣 4-3-2 規則

### 備份需考慮
#### 還原時間目標（RTO）（Recovery Time Objective）
- 企業的應用程式和營運恢復資料的時間
- 決定還原系統、備份的所需時間
- RTO數值越小，代表容災系統的數據恢復能力越強
- 停機損失
- ex. Amazon 如果資料不見，可能一次就會損失大量的訂單，所以還原時間越小越好
- 保留週期
#### 還原點目標（RPO）（Recovery Point Objective）
- 指最多能承受遺失多少資料數量
- 用以決定備份的頻率
- RPO數值越小，代表遺失數據的時間越小
- 多久需備份一次
- 主要是隨著資料更新頻率來加以考量
- 若更新頻率低，備份頻率卻較高，會造成備份空間或資源的浪費
- 若更新頻率高，而備份頻率低，會有遺漏備份更新版本問題
- 如果備份頻率很高，就會想用自動化的方式備份
- 常見備份頻率
> 連續的、每分鐘一次、每隔多分鐘 （例如每15分鐘）、每小時、每天、每週、每月和手動
- 該如何決定備份頻率?
- 更新頻率
- ex. 一台在存取網路上重要資料的伺服器，一天更新一次是不夠的
- ex. 一般的家用電腦，每周或每個月更新就很足夠了
- 復原成本
- ex. 如果家用電腦上的作業消失，一周內寫完會來不及，那一周至少要備份一次
:::info
### CDP & Near-CDP
> 這兩個都是商業名詞(buzzword)
#### CDP（continuous data protection）（持續數據保護）
- 傳統的備份作業都是藉由時間點來作為啟動複製或快照動作的機制
- CDP 則是以系統的 I/O 活動來作為啟動機制
- event-based ( 由事件觸發 )
- 基本原理是「寫入時複製並附加時間標記（copy on write + time stamp）」
:::warning
COW ( copy on write )
- 不在原本的檔案寫入，而是複製一個檔案出來寫
- 比較佔用空間
:::
- 持續性備份，可將資料回復到任何時間點
- RPO（還原點目標） = 0
#### Near-CDP（near-continuous data protection）
- 因為企業創造出 CDP 這種說法，而 CDP 中不包含用快照的方式，於是就產生了 Near-CDP
- Near-CDP 就是 time-based ( 由時間觸發 ) 的快照備份
- 和 CDP 比所需儲存空間較小
- RPO = 快照的頻率 ( 常見是一小時 )
:::
#### COST
- RTO RPO 數值越小 -> cost 高
#### 備份來源和目標（Source and Destination）
> [圖片來源](https://www.2brightsparks.com/syncback/help/sourceanddestination.htm)
- 備份資料層級
- 磁碟 ( disk )
- 檔案系統( file system )
- 檔案 ( file )
- information
- ex. 資料庫、mysql
- 備份模式
- ex. 全部備份、增量備份、差異備份
- 備份媒體
- ex. 硬碟、記憶卡、USB、光碟、磁帶、雲端

## 備份方式
### Full Backup（全部備份）
- 每次儲存都儲存所有資料
- 花費最多記憶空間
- 還原時間最短

### Incremental Backup（增量備份）
- 和 FULL 備份的不同在於，Incremental 只會存更改的部分(上次和這次的差異)
- 可以減少要使用的記憶體量，所以可以增加備份次數
- 還原時間比全部備份長

### Differential Backup（差異備份）
- 存和最後一次完整備份的差異
- 第一次的增量備份的資料與差異備份的資料相同

> 講解圖

| | 全部備份 | 增量備份 | 差異備份 |
| -------- | -------- | -------- | -------- |
| 備份時間 | 長 | 短 | 中 |
| 復原時間 | 短 | 長 | 中 |
| COST | 最貴 | 最便宜 | 中間 |
| RTO | 數值最小 | 數值最大 | 數值中間 |

### 混合式備份
- 針對不同需求，或是希望達成的目標透過上述的備份方式組合而成的新方法~
#### Reverse incremental（逆向增量備份）
- Veeam ( 是提供備份備援和智能數據管理解決方案的公司 ) 的特有方法
- 每周做一次完整備份，每天做差異備份，然後將差異備份合併之前的完整備份，當作今日的備份，其好處是可以反推回幾天前的狀態
- 
> [圖片來源](https://helpcenter.veeam.com/docs/backup/hyperv/reversed_incremental_backup.html?ver=110)
:::info
基本上所有的備份軟體都是用上述定義來區分不同的備份方式，不過有少數軟體的名稱可能會有差異，要看你使用的是哪一種備份軟體，去讀它的文件會比較準確
:::

::: info
依照資料的角度分類
### 熱備份（hot backup）
- 系統處於正常運轉狀態下的備份
- 系統中的資料隨時在更新(同步)
- 還原速度快
- 成本高
- ex.
### 冷備份（cold backup）
- 系統處於關機或停機狀態
- 資料與系統中此時段的資料完全一致
- 還原速度比較久
- 成本低
- ex. 三個月前的完整備份，用到的機率高不高，就用冷備份
### 溫備份（warm backup）
- 介於冷熱備份之間
:::

## 保留週期
- 關係著保留的份數和能回復到多久之前的資料
- 保留週期之考量
- 資料回復需求
- 資料備份的空間($)
- ex. GFS輪替原則 / 三代輪替原則 Grandfather-Father-Son Rotation
- 祖父等級：每個月做一次完整備份，每個備份會被保存一年
- 父親等級：每個禮拜做一次完整備份，每個備份會被保存一個月
- 兒子等級：每天做一次差異或增量備份，每個備份會被保存一週。
> 透過這種階層式的備份模式，我們可以確保過去一段時間內的資料都會被備份，算是一個在可用性和安全性上取得的一個平衡。

## 備份媒體
### Online
- 最容易訪問的資料儲存類型
- 儲存的資料是屬於 hot backup
- 優點：方便快速
- 缺點
- 容易不小心被刪除或覆寫
- 容易遭受資安攻擊
- ex. 本機硬碟、雲端硬碟
### Offline
- 在備份的時候，系統不能使用
- 早期幾乎都是 Offline 備份
- 儲存的資料是屬於 cold backup
- 優點
- 是被**網路資安**事件影響的機率較小
> 不代表不會受到資安事件影響歐 ! ex. USB 中毒
- 不太需要用網路
- 缺點
- 備份時，使用者不能使用
#### 離線硬體
:::info
- 磁帶
- 泡海水/從101墜落/拿榔頭重擊後, 資料救回機會遠高於硬碟
- 比硬碟更輕盈
- 讀取速度慢
- 回復速度也慢
- 屬於 cold backup
> [圖片來源]
- HDD（傳統硬碟）
- 比 SSD 便宜
- 故障前大多會有徵兆(電腦開機變慢、檔案傳輸或檔案開啟較慢)，資料救援的機會較大
- 摔太大力就掰了
- 比較大、比較重
- CD / DVD
- 不可覆蓋修改或刪除
- 不會感染病毒
- 一片一片燒錄超麻煩
- 搜尋速度很慢
- SSD（固態硬碟）
- 比 HDD 不怕碰撞
- 更輕盈(方便攜帶)
- 傳輸速率更快
- 故障比較沒有前兆
- USB
- 攜帶方便
- 便宜
- 沒有故障前的徵兆
> 比較適合拿來做臨時移動資料用，備份的話不適合
:::

### Nearline
- 介於 online 和 offline
- 備份時，會把資料從 Backup Server 再轉到備份其他儲存媒體
- 儲存的資料是屬於 warm backup
- 優點：是被**網路資安**事件影響的機率較小(和 Online 比)
- 缺點：和 Online 比，多了一些等待時間
- ex. tape library （磁帶櫃）

### DAS（Directly Attached Storage）
- 物理性的連接到你的伺服器或主機上的儲存裝置
- 透過 USB、SCSI、SAS 來連接儲存裝置
- ex. 光碟、硬碟、USB 等
### NAS（Network Attached Storage）
- 一台聯網的儲存裝置
- 用戶可在網路環境下透過特定的連線方式，例如 IP 位址、FTP、網路芳鄰等方式登入 NAS 存取放在 NAS 內的數位資料
- 可以自動備份
- 缺點
- 如果停電、淹水裡面的資料就沒了
- 很貴
- 傳輸速度較慢
### SAN（Storage Area Networks）
- 一堆網路存取設備集合成一個網路
- 用光纖連接多台儲存裝置形成網路
- 缺點
- 超貴
- 優點
- 高速讀寫
#### DAS、SAN、NAS 比較

| | DAS | SAN | NAS |
| ------------ | ---- | ---- | --- |
| 傳輸速度 | 快 | 超快 | 慢 |
| 容易共享資料 | X | O | O |
| 價格 | 便宜 | 最貴 | 貴 |
| 架設容易度 | 簡單 | 難 | 中等 |

:::info
## 快照（Snapshot）
- 把它用動詞理解，瞬間記住當下的狀態
- 產生出來的檔案就是快照
- 像是把你的資料在特定時間照一張相片
- （n.）忠實呈現某個東西**當下**的狀態的檔案
### 使用情境
- snapshot VM
- 使用情境就是在開發或是測試的時候，一旦發生問題可以立刻回到問題發生前的狀態
- snapshot filesystem
- 有很多檔案系統都可以做 snapshot
- ex. ZFS （Z file system）
- snapshot memory、register
- 運算到一半需要關機，可以透過快照先把資料儲存，再次開機時就可以從還沒算完的地方接回去
#### 系統映像檔（System image）
- 屬於一種 snapshot
- 這裡是針對系統的，如果系統在不同的磁區之下，那就會備份所有包含系統的磁區，並整理出他們的關係
- 使用情境
- 當主伺服器掛掉，會需要一個支援的伺服器暫時代替主伺服器的位置，讓其他人修復。因為主伺服器會更新，所以也要更新支援的伺服器，如果要一個東西一個東西下載比對很容易出錯，最好的方式就是讓整個系統、軟體變成封包或直接建立 image 檔傳送過去直接部屬。
- 建造第二台環境相同的 VM
- 工具 : ghost、clonezilla (兩個都是會下載硬碟，並且列出硬碟間的關係)
### 快照優缺點
- 優點
- 十分方便快速
- 可以在運行中產生
- 缺點
- 是沒有經過整理的資料，檔案大小比較大
:::
:::info
snapshot 包含 system image 嗎 ?
> 要看是對哪種東西做 snapshot
> 如果對 filesystem 做快照，根目錄就是掛載在這個 file system 底下，那就包含 system image
> 如果做快照的 file system 不是根目錄的，那就不包含
> 如果對 VM 做快照，要看使用哪種快照軟體
> [name=BT]

snapshot 和備份之間的關係
> 可以把 snapshot 當成一種備份檔案，這種備份檔案就是完整記錄狀態用的
> 備份檔不一定是快照，可能是經過整理的備份資料
> [name=BT]
:::

## 備份方法
- 按照備份的標的物做分類
- 從最底層的 disk 到最上層的 information ，越上層的資料越少，因為彙整過可能會漏掉細節，相對的不需要的資料也越少，備份出的檔案的 size 也會越小。
### 磁碟 ( disk )
- 硬碟中一個一個 bit 都備份下來
#### dd ( data duplicator )
> [來源](https://blog.gtwang.org/linux/dd-command-examples/)
- 完整備份
- 查看電腦儲存裝置路徑
- `lsblk`
- 備份整顆硬碟
- `sudo dd if=<輸入硬碟路徑> of=<輸出硬碟路徑>`
> 他也可以拿來備份一般檔案，只需要把硬碟路徑改成檔案路徑，不需要 sudo
- 備份部分
- `dd if=/dev/zero of=./bit_zero bs=1M count=10`
:::info
`bs` ( block size )：bs 越大讀取速度越快，但也比較浪費空間。預設是 512 bytes
`count=N`：只處理 N 個輸入區塊
`skip=N`：要跳過前面多少區塊
`/dev/zero` 以 bit 為單位產出一堆 0 的特殊檔案
`/dev/random` 以 bit 為單位產出一堆亂數 0、1 的特殊檔案
:::
- 查看 ./bit_zero 檔
- `hexdump bit_zero | less`
:::info
`hexdump` : 查看 bit 檔案
`less` : 一次只顯示一個頁面
:::
- 建立映像檔
- `dd if=<輸入檔案路徑> of=<輸出檔案路徑>.img`
#### Ubuntu 內建
- 建立磁碟映像檔
- 點選左下角**選單**
- 輸入 disk
- 點選右上角三個點點的位置
- 建立磁碟映像檔
> 可以選擇儲存在本機或是掛載的硬碟中
- 也可以選擇不同的分割區
- 
> 點選建立分割區映像檔

- 復原
- 與建立的步驟一樣
- 點選右上角三個點點的位置
- 還原磁碟映像檔
### file system
- 檔案系統中包含檔案內容、名稱、位置、大小、時間、權限、檔案類型等。
#### dump
- 查看檔案系統之總空間以及可用空間的相關資訊
- `df -h`
- 查看可 dump 檔案系統
- `dump -W`
- `sudo apt install dump`
- 建立完整備份

  sudo dump -0uf <要備份的位置> <要備份的目錄>
  > sudo dump -0uf sda5_backup.0 /dev/sda5

:::info
`-數字` ：表示備份的層級 ( 0 = 完整備份，1 ~ 9 是增量備份) <br/>
`-u` ：備份完畢後，在 /var/lib/dumpdates 中紀錄備份的文件系統、層級、日期與時間等<br/>
`-f` ：要使用備份設備<br/>
:::
- 查看備份內容
- `restore -tf sda5_backup.0`
- 復原完整備份
- `sudo restore -xf sda5_backup.0`
- 建立增量備份
- `sudo dump -1uf sda5_backup.1 /dev/sda5`
- 復原增量備份
- `sudo restore -xf sda5_backup.1`
:::info
用 dd 備份一個磁區和用 dump 備份一個磁區的差別 ?
> dd：1 比 1 備份，每個 bit 備份下來，包含它支離破碎的狀態
> dump：只備份已經存下來的檔案（已被使用的空間）
:::
### 檔案 ( file )
#### rsync
- 可以用在遠端備份
- `rsync -avzh <本地檔案> <使用者>@<備份地點 IP>:<備份地點 目錄位置>`
- `-a` ：相當於 -rlptgoD ，所以這個 -a 是最常用的參數！
- 連檔案的權限都會複製過去
- 相當於 `scp -r` 的效果，而且由於 rsync 只會傳輸有變動的部份，所以通常在異地備份資料時都會使用這種方式來處理。
:::info
**-a**

`-r` ：備份所有子目錄下的目錄與檔案<br/>
`-l` ：複製連結檔的屬性，而非連結的目標原始檔案內容；<br/>
`-p` ：複製時，連同屬性 (permission) 也保存不變！<br/>
`-t` ：保存原始檔案的時間參數<br/>
`-g` ：保存原始檔案的擁有群組<br/>
`-o` ：保存原始檔案的擁有人<br/>
`-D` ：保存原始檔案的裝置屬性 (device)
:::
- `-v` ：觀察模式，可以列出更多的資訊，包括鏡像時的檔案檔名等；
- `-z` ：在資料傳輸時，加上壓縮的參數！
- `-h` ：把數字以必較合適的單位格式顯示，增加易讀性
#### tar
- 完整備份 : 創建一個快照文件，包含已寫入備份的文件和目錄列表。
- 增量備份 : 比對快照文件找出更改了哪些文件和目錄，只存更改的部分。
- 建立環境
- 建立兩個資料夾 backup 和 restore

    mkdir backup
    mkdir restore

- 在 backup 資料夾中放幾個檔案

    vim ritaHW
    vim 123.txt
    vim LSA

- 創建一個完整備份

  tar -czvg snapshot-file -f <要叫的檔名> <要備份的目錄名稱>
  > tar -czvg snapshot-file -f backup.tar.gz backup

- 查看完整備份

  tar -tvf <要看的檔名>
  > tar -tvf backup.tar.gz

- 創建增量備份

  tar -czvg snapshot-file -f 1-<要叫的檔名> <要備份的目錄名稱>
  

- 復原增量備份

  tar -xvf <備份的檔案路徑> -C <要復原的檔案位置>
  > tar -xvf backup.tar.gz -C /home/rita/restore
  > tar -xvf 1-backup.tar.gz -C /home/rita/restore

:::info
- `-c` ：建立壓縮檔案
- `-x` ：解開壓縮檔案
- `-z` ：透過gzip去進行壓縮或解壓縮
- `-v` ：顯示所有過程
- `-g` ：用來做增量備份
- `-f` ：使用檔案名字，切記，這個參數是最後一個參數，後面只能接檔案名
- `-t` ：查看內容
:::
#### Déjà Dup
- 點選左下角**選單**
- 輸入 backup
### information
#### mysqldump
>[來源](https://code.yidas.com/mysqldump/)
- 建立環境
- `sudo apt-get install mysql-server`
- 以 root 身分進入編輯
- `sudo mysql -u root`
- 建立資料庫
- `CREATE DATABASE backup;`
- 建立使用者
- `CREATE USER 'username'@'localhost' IDENTIFIED BY 'password';`
- 給他所有權限
- `GRANT ALL PRIVILEGES ON backup.* TO "username"@"localhost";`
- 更新權限
- `FLUSH PRIVILEGES;`
- 進入資料庫
- `use backup;`
- 建立資料表
- `CREATE TABLE account(Loginname VARCHAR(20));`
- 增加欄位
- `INSERT INTO account (Loginname) VALUES ("rita");`
- 退出編輯
- `EXIT;`
- 備份單一資料庫
- `mysqldump --no-tablespaces -u username -h localhost -p backup > backup.sql`
- 刪掉資料庫
- `drop database backup;`
- 建立要備份到的資料庫
- `CREATE DATABASE backup;`
- 復原資料庫
- `mysql -u username -p backup < backup.sql`
- 查看
- `SELECT * FROM account;`
:::info
其他指令
`--all-databases` = 所有資料庫
`database_name table_name` = 單一資料表
`--databases db1 db2` = 多個資料庫
`-p` : 後面要接密碼，如果沒接就是下完指令後會詢問你密碼
`--no-tablespaces` : Do not write any CREATE LOGFILE GROUP or CREATE TABLESPACE statements in output
:::
### VM
#### virtual box 內建
- OVA : 是虛擬機公開的檔案標準，特別要注意的是這個方法只能在虛擬機關機的時候做
- OVF : 是分散的檔案，OVA可以看成是OVF壓縮成的一個檔案
- 建立備份
- 點選畫面左上方的檔案，選匯出應用裝置
> 
>
>
>
- 還原時，點選匯入應用裝置

## 災害還原 （備援）
### DR site （disaster recovery site）
- recovery 是指復原服務，不是復原機器，只要有任何一台機器開始提供服務，就等於 recovery 了
#### Hot site（熱備援站）
- server 隨時在正常運轉狀態下
- server 中的資料可能隨時在更新。(同步)
- 一旦發生災難可快速代替原本的 server 執行，恢復營業。
- 優點
- 恢復時間短
- 資料丟失可能性較小
- 缺點
- 通訊環境要求高
- 平時執行管理較複雜
- 成本高大
- 幾乎等於是另一個完全一模一樣的 server ( 但是不能拿來使用，等發生狀況才來支援 )

#### Warm site（溫備援站）
- 與使用的 server 相同或相似的系統和網路執行環境，server 有定期備份資料
- 平常 server 是關機狀態沒有運作，有問題才開機。
- 只會開 DB server 把資料同步
- 一旦發生災難可開啟 server，把資料庫讀入，代替原本的 server 執行。
- 優點
- 成本會比熱備援站還低
- 資料丟失可能性較小
- 缺點
- 復原的時間比較熱備援久
- 優缺點就是綜合冷備份和熱備份

#### Cold site（冷備援站）
- 平常 server 是關機狀態沒有運作，有問題才開機。
- 只有存備份檔，連 DB server 都沒有，只有把 DB 備份檔傳到支援的 server 而已
- 發生災難時，要開啟 server，載入備份的資料，才可代替原本的 server 執行。
- 優點
- 通訊環境要求不高
- 成本最低
- 不容易受到網路攻擊
- 缺點
- 恢復時間較長，一般要數天至1周
- 資料完整性與一致性較差

#### 比較
| | 冷備援 | 溫備援 | 熱備援 |
| ------------------ | ------ | ------ | ------ |
| 通訊環境要求 | 低 | 中 | 高 |
| 資料完整性與一致性 | 差 | 中 | 好 |
| 恢復時間 | 長 | 中 | 短 |
| RTO | 大 | 小 | 中 |
| RPO | 大 | 小 | 小 |
| COST | 低 | 中 | 高 |

## 容錯 : 磁碟陣列（RAID）（Redundant Array of Independent Disks）
- 由來
- 單顆硬碟空間不夠
- 單顆硬碟空間讀寫速度不夠快
- 怕一顆硬碟壞了就完了
- 功能
- 增加空間
- 是將多台硬碟堆疊起來構成一個高容量『 虛擬磁碟 Virtual Disk 』
- 加快讀寫速度
> 每顆硬碟都有讀寫上限，同時對所有硬碟分散讀寫就會比較快
- 資料可靠性增加
> 『容錯機制』
### 分類
#### RAID 0
- 由兩台硬碟所組成，1TB + 1TB = 2TB
> [圖片來源](https://blog.router-switch.com/2018/01/a-guide-for-storage-newbies-raid-levels-explained/)
- 把資料分散儲存到多台硬碟
- 優點
- 增加空間 ( N )
- 讀取速度比單個硬碟快
- 缺點
- 資料可靠性沒有增加
> 只要一台故障就無法使用（無『容錯功能』）
#### RAID 1（Mirror）
- 由兩台硬碟所組成，1TB + 1TB = 1TB
- 把資料透過鏡像功能（Mirror）複製到另一台硬碟
- 一般使用者最常使用的磁碟陣列
- 優點
- 資料可靠性提升
- 缺點
- 空間沒有增加
- 讀取速度沒有增加
:::info
嚴格上來說，RAID1 無法歸類 RAID，因為它不是 Parity 運算
:::warning
Parity 運算
- 要是其中一個硬碟那個資料不見，可以透過剩下兩個來還原
- 兩個位元相加後除2取餘數，相當於 XOR

| 硬碟A | 硬碟B | 硬碟C |
| -------- | -------- | -------- |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |

:::
#### RAID 2
- 由三台硬碟所組成，1TB + 1TB + 1TB = 2TB
- 把資料儲存到兩台、另一台存計算後的 ECC（Error-Correcting Code）
:::info
**ECC**
- 偵測和修正單個 bit 的錯誤
- ex. hamming code
> [補充資料](https://yaojordan.medium.com/%E8%A8%88%E6%A6%82-hamming-code-%E6%BC%A2%E6%98%8E%E7%A2%BC-78102d680c78)
:::
- 優點
- 資料可靠性提升
- 空間增加
- 缺點
- 讀取速度慢（算 hamming code）
- RTO 比 RAID 3、4 還大
#### RAID 3（bit-interleaved parity）
- 最少需要 3 台硬碟， 1TB + 1TB + 1TB = 2TB
> [圖片來源](https://www.golinuxhub.com/2014/04/raid-levels-0-1-2-3-4-5-6-01-10/)
- 把資料用 bit 為單位切開，分別儲存在兩台硬碟，另一台存 parity 值
- 優點
- 空間增加
- 資料可靠性提升
- 順序的讀寫表現很好
- 缺點
- 非順序的讀取速度慢

#### RAID 4（block-interleaved parity）
- 最少需要 3 台硬碟， 1TB + 1TB + 1TB = 2TB
- 2 台放資料、 1 台放 Parity 值
- 把資料用 block 為單位切開，分別儲存在兩台硬碟
- 優點
- 空間增加
- 資料可靠性提升
- 讀取速度
- 缺點
- 恢復難度較大

#### RAID 5（block-interleaved parity organization）
- 最少需要 3 台硬碟， 1TB + 1TB + 1TB = 2TB
- 將 Parity 資訊平均儲存到每塊硬碟上
- 無論是哪一台硬碟受損，RAID 5 容量不會因此減少，都是維持原來 2 台硬碟的容量。
- 優點
- 空間增加
- 讀寫速度增加
- 資料可靠性提升
- RTO 比 RAID 3、4 還小
- 缺點
- 如果兩台硬碟都故障，就無法處理，於是又有發展出底下的方法

##### RAID 5 + Spare
- 最少需要 4 台硬碟， 1TB + 1TB + 1TB + 1TB = 2TB
- 三台硬碟組成 RAID 5 ，第四台硬碟設定為「Hot Spare」功能。
- Spare 保持空白的作為備用，萬一有 1 台硬碟故障時，可立刻自動重建，不必等人發現再去找台空白硬碟插入。
- 優點
- 2 台硬碟在不同時間故障可重建，（但不接受同時故障）

#### RAID 6
- 最少需要 4 台硬碟， 1TB + 1TB + 1TB + 1TB = 2TB
- 把資料和 Parity 分散儲存，計算兩種 Parity 的值佔 2 台硬碟的容量
- 優點
- 空間增加
- 資料可靠性提升
- 缺點
- 讀寫速度較慢（比 RAID 5 慢）
#### RAID 10（RAID 1 + 0）
- 至少四個硬碟，( 1TB + 1TB ) + ( 1TB + 1TB ) = 2TB
- 簡單來說，是「RAID 1」與「RAID 0」兩種陣列的合併
- 先建立把資料分散，再複製到兩顆硬碟( 一份資料有存兩份 )
- 壞兩顆硬碟還能正常運作，但如果是在同一組會導致 RAID 損毀
- 優點
- 空間增加
- 資料可靠性提升
- 讀寫速度增加
- 缺點
- 成本高

#### RAID 01（RAID 0 + 1）
- 至少四個硬碟，( 1TB + 1TB ) + ( 1TB + 1TB ) = 2TB
> [來源](https://zh.wikipedia.org/wiki/File:RAID_01.svg)
- 先建立把資料複製，再分散到兩顆硬碟
- 優點
- 空間增加
- 資料可靠性增加
- 讀寫速度增加
- 缺點
- 只要其中一台硬碟故障，同一組 RAID 0 便無法讀取
- 成本高
#### JBOD（Just a Bunch Of Disks）
> [圖片來源](https://www.minitool.com/lib/jbod.html)
- 資料按照順序儲存
- 空間增加
- 資料可靠性沒有增加
- 讀寫速度沒有增加

#### 比較
| | RAID 0 | RAID 1 | RAID 2 | RAID 3 | RAID 4 | RAID 5 | RAID 6 | RAID 5 + Spare | RAID 10 | RAID 01 | JBOD |
| ----------------------- | ------ | -------------- | ------ | ------ | ------ | ------ | ------ | -------------------- | ------- | ------- | ---- |
| 容錯等級 | NO | 1 台 | 1 台 | 1 台 | 1 台 | 1 台 | 1 台 | 2 台（限非同步故障） | 2台 | 2台 | 0 |
| 需要硬碟數 ( 影響 COST ) | 2 以上 | 2 以上（偶數） | 3 以上 | 3 以上 | 3 以上 | 3 以上 | 4 以上 | 4 以上 | 4 | 4 | 1 |
| 儲存容量 | N | N/2 | N-1 | N-1 | N-1 | N-1 | N-2 | N-2 | N-2 | N-2 | N |

> 讀取速度（由快到慢排序） : RAID 01 = RAID 10 > RAID 0 > RAID 1 > RAID 3 = RAID 4 = RAID 5 = RAID 5 + Spare > RAID 2 > RAID 6
> JBOD 讀取速度 = 單顆硬碟
> FIXME : 補 N
> FIXME : 分成讀和寫的速度、還原速度

[LSA 備份參考資料](/LRwNLHsDQT2ASZF3asUj0Q)