服务器系统盘需要做raid吗，服务器安装系统前对硬盘进行raid

***：探讨服务器系统盘是否需要做RAID以及在服务器安装系统前对硬盘进行RAID的情况。RAID有多种模式，可提供数据冗余、提升性能等优势。对于服务器系统盘而言，做RAID可增加可靠性，防止因单硬盘故障导致系统崩溃。在安装系统前做RAID，能根据需求选择合适的RAID模式进行设置，为服务器的稳定运行和数据安全提供保障，但也要考虑成本和技术复杂度等因素。

《服务器安装系统前硬盘RAID配置：必要性、操作流程及相关考虑》

一、引言

在服务器的构建和部署过程中，硬盘RAID（Redundant Array of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列）的配置是一个至关重要的环节，特别是在安装系统之前，RAID技术通过将多个硬盘组合成一个逻辑单元，提供了数据冗余、性能提升等多种优势，对于服务器而言，这不仅关系到数据的安全性，还对服务器的整体运行效率有着深远的影响。

二、服务器系统盘做RAID的必要性

（一）数据冗余与可靠性

1、预防硬盘故障

- 服务器通常存储着关键的业务数据，如企业的财务数据、客户信息、生产数据等，单个硬盘在长时间运行过程中存在一定的故障率，根据行业统计，普通硬盘的年故障率大约在1% - 5%之间，如果不采用RAID技术，一旦系统盘发生故障，服务器将无法正常运行，数据丢失的风险极高。

- 在一个没有RAID保护的文件服务器中，硬盘突然损坏可能导致正在处理的文件丢失，对于企业来说可能意味着重要合同文件、设计文档等无法恢复，造成巨大的经济损失。

2、业务连续性保障

- 对于提供在线服务的服务器，如电子商务网站服务器、云服务平台服务器等，系统盘的稳定性至关重要，RAID可以在一块硬盘出现故障时，通过冗余数据继续维持系统的正常运行，确保业务不间断。

- 一个电商平台在促销活动期间，如果服务器系统盘故障而没有RAID保护，可能导致网站崩溃，用户无法下单，这不仅会造成直接的销售损失，还会损害企业的声誉。

（二）性能提升

1、读写性能优化

- 不同的RAID级别对读写性能有着不同的影响，RAID 0通过条带化（Stripe）技术将数据分散存储在多个硬盘上，实现了并行读写操作，在顺序读写场景下，RAID 0可以显著提高读写速度，如果服务器需要频繁处理大量的文件读写操作，如视频流服务器、大型数据库服务器等，RAID 0可以有效提升系统的响应速度。

- 以一个视频流服务器为例，当多个用户同时请求观看视频时，RAID 0可以快速从多个硬盘中读取视频数据，减少用户的等待时间。

2、负载均衡

- RAID 10（RAID 1 + RAID 0）结合了镜像和条带化的优点，它在提供数据冗余的同时，通过条带化实现了负载均衡，在高并发的服务器环境中，如企业级应用服务器处理大量用户请求时，RAID 10可以将读写负载均匀分布在多个硬盘上，避免单个硬盘出现性能瓶颈，提高整个服务器系统的性能。

（三）成本效益

1、相对低成本的高可用性

- 相比于使用高端、高可靠性的单块硬盘，采用RAID技术利用多块普通硬盘构建具有冗余功能的存储系统成本更低，购买一块具有极高可靠性但价格昂贵的企业级硬盘可能需要数千元，而使用几块普通硬盘构建RAID 1或RAID 5系统，在提供相同甚至更高的数据保护能力的同时，总体成本可能更低。

2、适应不同规模企业需求

- 对于中小企业来说，预算有限，但又需要保证服务器数据的安全和性能，通过合理选择RAID级别，如RAID 5，可以在有限的预算内实现较好的数据冗余和性能提升，而大型企业在构建大规模数据中心时，通过RAID技术可以在满足高性能、高可靠性要求的同时，有效控制成本。

三、不同RAID级别在服务器系统盘的应用及特点

（一）RAID 0

1、工作原理

- RAID 0将数据分成块（Stripe），并交替地将这些数据块写入多个硬盘中，如果有两块硬盘组成RAID 0，数据的第一个块会写入第一块硬盘，第二个块会写入第二块硬盘，第三个块又回到第一块硬盘，以此类推，这种方式实现了数据的并行读写，从而提高了读写速度。

2、优点

- 读写速度快：由于数据的并行读写，RAID 0在顺序读写操作中能够提供非常高的性能，在对读写速度要求极高的应用场景下，如视频编辑服务器、高性能计算集群中的临时数据存储等，RAID 0可以充分发挥其优势。

- 磁盘空间利用率高：RAID 0没有用于数据冗余的空间，所有硬盘空间都可用于存储数据，磁盘空间利用率为100%（不考虑磁盘格式化等少量损耗）。

3、缺点

- 没有数据冗余：RAID 0是所有RAID级别中风险最高的一种，如果其中任何一块硬盘出现故障，整个RAID 0阵列中的数据都将丢失，它不适合用于存储重要的、不可恢复的数据，如企业的核心业务数据。

（二）RAID 1

1、工作原理

- RAID 1通过镜像（Mirror）技术，将数据同时写入两块（或多块）硬盘，也就是说，一块硬盘上的数据在另一块硬盘上有完全相同的副本，当有数据写入RAID 1阵列中的主硬盘时，相同的数据会同时被写入到镜像硬盘上。

2、优点

- 数据冗余性高：RAID 1提供了最高级别的数据冗余，如果其中一块硬盘出现故障，系统可以立即从镜像硬盘中读取数据，保证服务器系统的正常运行，这种冗余方式非常适合用于存储系统盘等重要数据，如操作系统文件、关键的配置文件等。

- 读取速度较快：由于数据有两个副本，在读取数据时，可以从两块硬盘中的任意一块读取，这在一定程度上可以提高读取速度，尤其是在多用户同时读取相同数据的情况下。

3、缺点

- 磁盘空间利用率低：RAID 1的磁盘空间利用率只有50%，因为每一份数据都有一个完全相同的副本，所以一半的磁盘空间被用于数据冗余，对于磁盘空间需求较大的服务器应用场景来说，成本相对较高。

（三）RAID 5

1、工作原理

- RAID 5采用分布式奇偶校验（Distributed Parity）技术，它将数据和奇偶校验信息分布在多个硬盘上，对于由三块硬盘组成的RAID 5阵列，数据被分成块并写入两块硬盘，同时在第三块硬盘上生成并写入奇偶校验信息，当其中一块硬盘出现故障时，可以通过其他硬盘上的数据和奇偶校验信息来恢复丢失的数据。

2、优点

- 数据冗余与较好的磁盘空间利用率：RAID 5在提供数据冗余的同时，磁盘空间利用率相对较高，对于n块硬盘组成的RAID 5阵列，磁盘空间利用率为(n - 1)/n，由三块硬盘组成的RAID 5阵列，磁盘空间利用率为2/3，即66.67%左右。

- 读写性能平衡：RAID 5在读写操作方面有较好的平衡，它的写入速度虽然比RAID 0慢，但比RAID 1快，而在读取操作方面也能提供较好的性能，适合于一般的文件服务器、数据库服务器等对读写性能和数据冗余都有要求的应用场景。

3、缺点

- 写入性能受奇偶校验影响：由于需要计算和写入奇偶校验信息，RAID 5的写入性能相对RAID 0会有所降低，在高并发写入的场景下，这种性能下降可能会比较明显。

- 重建风险：当一块硬盘出现故障后，在重建数据的过程中，如果另一块硬盘也出现故障，就会导致数据丢失。

（四）RAID 10

1、工作原理

- RAID 10是RAID 1和RAID 0的组合，它先将硬盘两两组成镜像对（RAID 1），然后再将这些镜像对组成条带化阵列（RAID 0），由四块硬盘组成的RAID 10，先将硬盘1和硬盘2组成一个RAID 1镜像对，硬盘3和硬盘4组成另一个RAID 1镜像对，然后将这两个镜像对组成RAID 0阵列。

2、优点

- 高数据冗余与高性能：RAID 10结合了RAID 1的高数据冗余和RAID 0的高读写性能，它既能提供数据冗余，保证在两块硬盘出现故障（不同镜像对中的硬盘）时数据不丢失，又能在读写操作上实现较高的性能，适合于对数据安全和性能要求都非常高的服务器应用场景，如企业级核心数据库服务器、关键业务应用服务器等。

- 较好的可靠性：在硬盘出现故障时，RAID 10的重建过程相对简单和安全，由于它基于RAID 1的镜像结构，在重建数据时不需要像RAID 5那样进行复杂的奇偶校验计算。

3、缺点

- 磁盘空间利用率低：RAID 10的磁盘空间利用率为50%，与RAID 1相同，这意味着一半的磁盘空间被用于数据冗余，对于磁盘空间需求较大的服务器，需要更多的硬盘来满足存储需求，从而增加了成本。

四、服务器安装系统前进行RAID配置的操作流程

（一）硬件准备

1、确认服务器支持的RAID级别

- 不同的服务器型号对RAID的支持有所不同，在进行RAID配置之前，需要查阅服务器的用户手册或官方文档，确定服务器主板集成的RAID控制器所支持的RAID级别，某些入门级服务器可能只支持RAID 0、RAID 1和RAID 10，而高端服务器可能支持更复杂的RAID级别如RAID 5、RAID 6等。

2、安装硬盘

- 根据服务器的硬盘插槽布局，将需要组成RAID阵列的硬盘正确安装到服务器中，在安装硬盘时，要确保硬盘安装牢固，并且与服务器的硬盘接口连接良好，对于热插拔硬盘，要注意在插入硬盘时按照服务器的操作指示进行操作，避免损坏硬盘或服务器接口。

（二）进入RAID配置界面

1、启动服务器

- 将服务器连接到电源，并启动服务器，在服务器启动过程中，根据屏幕提示按下相应的按键（通常是特定的功能键，如Del、F2、Ctrl + R等，不同服务器品牌和型号可能有所不同）进入RAID配置界面，戴尔服务器可能通过Ctrl + R进入RAID配置界面，惠普服务器可能通过F2或F10进入BIOS中的RAID配置选项。

2、选择RAID控制器

- 在RAID配置界面中，如果服务器有多个RAID控制器，需要选择要用于配置RAID的控制器，服务器主板集成的RAID控制器会被默认显示在配置界面中，选择该控制器后即可开始进行RAID阵列的创建操作。

（三）创建RAID阵列

1、选择RAID级别

- 根据服务器的需求和之前对不同RAID级别特点的分析，在RAID配置界面中选择合适的RAID级别，如果服务器主要用于存储重要的系统文件且对读写速度有一定要求，RAID 1可能是一个合适的选择；如果是对读写性能和磁盘空间利用率都有较高要求的通用服务器，RAID 5可能更合适。

2、选择硬盘

- 在确定RAID级别后，需要从已安装的硬盘中选择要加入RAID阵列的硬盘，在选择硬盘时，可以通过硬盘的序列号、容量等信息进行识别，在RAID配置界面中会显示服务器中所有已安装的可用于RAID配置的硬盘列表，勾选需要加入阵列的硬盘即可。

3、设置阵列参数

- 根据所选的RAID级别，可能需要设置一些阵列参数，对于RAID 5，可能需要设置条带大小（Stripe Size），条带大小会影响RAID阵列的读写性能，不同的应用场景可能需要不同的条带大小，条带大小可以设置为64KB、128KB、256KB等，对于数据库应用，128KB或256KB的条带大小可能比较合适；对于文件服务器，64KB的条带大小可能就足够了。

（四）初始化RAID阵列

1、保存配置

- 在完成RAID阵列的创建和参数设置后，需要在RAID配置界面中保存配置，保存配置后，RAID控制器会根据设置创建RAID阵列，这个过程可能需要一定的时间，具体时间取决于所选的RAID级别、硬盘数量和硬盘容量等因素。

2、初始化阵列

- 在保存配置后，RAID阵列需要进行初始化操作，初始化操作会对RAID阵列中的硬盘进行格式化和数据分布等操作，使RAID阵列处于可用状态，在初始化过程中，不要中断服务器的电源或进行其他可能影响RAID阵列创建的操作，初始化完成后，RAID阵列就可以用于安装操作系统和存储数据了。

五、服务器系统盘RAID配置的相关考虑

（一）兼容性问题

1、操作系统与RAID控制器的兼容

- 在选择RAID级别和进行RAID配置之前，需要确保服务器的操作系统与RAID控制器兼容，不同的操作系统对RAID的支持有所不同，Windows Server操作系统对大多数常见的RAID级别都有较好的支持，但在安装过程中可能需要安装特定的RAID驱动程序，而Linux操作系统则需要根据不同的发行版和内核版本来确定对RAID的支持情况，有些Linux发行版可能需要手动编译RAID驱动模块。

2、应用程序与RAID的兼容

- 服务器上运行的应用程序也可能对RAID有特定的要求或兼容性问题，某些数据库管理系统在特定的RAID级别下可能会有更好的性能表现，对于大型关系型数据库，如Oracle数据库，在高并发读写场景下，RAID 10可能是比较适合的选择，因为它可以提供高数据冗余和高性能，但如果应用程序没有经过优化或者不兼容特定的RAID级别，可能会导致性能下降或者数据一致性问题。

（二）未来扩展性

1、硬盘容量扩展

- 在规划服务器系统盘的RAID配置时，需要考虑未来的硬盘容量扩展需求，如果选择的RAID级别不利于硬盘容量扩展，可能会在未来需要增加存储容量时面临困难，RAID 1在扩展硬盘容量时相对复杂，因为需要同时添加两块相同容量的硬盘来保持镜像关系，而RAID 5在扩展容量时相对容易一些，可以通过添加硬盘来增加阵列的总容量，但在扩展过程中也需要考虑数据迁移和重建的问题。

2、RAID级别升级

- 随着服务器业务的发展，可能需要升级RAID级别以满足更高的数据安全或性能要求，从RAID 1升级到RAID 10，在进行这种升级时，需要考虑数据迁移的复杂性、服务器的停机时间以及对正在运行的业务的影响，有些RAID控制器可能支持在线RAID级别升级，但在升级过程中仍然需要谨慎操作，以确保数据的安全。

（三）监控与维护

1、RAID状态监控

- 在服务器运行过程中，需要对RAID阵列的状态进行监控，大多数服务器的RAID控制器都提供了监控工具，可以通过服务器的管理界面或者专门的RAID管理软件来查看RAID阵列的健康状况，如硬盘的温度、读写错误率、RAID阵列的冗余状态等，及时发现RAID阵列中的异常情况可以采取措施避免数据丢失，如当发现硬盘的读写错误率逐渐升高时，可以提前备份数据并更换硬盘。

2、硬盘更换与数据恢复

- 当RAID阵列中的硬盘出现故障时，需要及时更换硬盘并进行数据恢复操作，不同的RAID级别在硬盘更换和数据恢复方面有不同的操作流程，在RAID 1中，只需要将故障硬盘更换为新硬盘，RAID控制器会自动从镜像硬盘中恢复数据到新硬盘上，而在RAID 5中，更换硬盘后，RAID控制器会根据其他硬盘上的数据和奇偶校验信息来恢复数据到新硬盘上，但这个过程可能需要较长的时间，并且在数据恢复过程中要确保其他硬盘正常工作，以避免数据丢失。

服务器安装系统前对系统盘进行RAID配置是非常必要的，它可以提高数据的可靠性、提升服务器的性能并具有一定的成本效益，在进行RAID配置时，需要根据服务器的具体需求、应用场景、兼容性、扩展性等多方面因素综合考虑，选择合适的RAID级别，并正确进行操作和后续的监控维护工作。