RAID磁盘阵列技术比较
Raid详细解释及性能比较
Raid详细解释及性能比较Raid 0：由多个硬盘组成系统中的单一硬盘，并且在存取的时候采用分段的方式进行，比如有4个硬盘组成一个系统的单一硬盘，在进行写操作的时候，系统会在第一个硬盘写一段数据，接着再在第二块盘上写，其后是3、4号盘，完成一个循环后，再从第一个盘开始写起。
这样，进行存取操作的时候，能够充分利用多个硬盘的读写能力，一个读写操作能够将任务分摊到多个硬盘上执行，大大提高读写操作的执行效率，并行处理的能力得到有效发挥。
读写的块的大小，一般情况下称为strip size。
Raid 1：是使用磁盘镜像(disk mirroring)的技术。
磁盘镜像应用在RAID1之前就在很多系统中使用,它的方式是在工作磁盘(working disk)之外再加一额外的备份磁盘(backup disk),两个磁盘所储存的数据完全一样,数据写入工作磁盘的同时亦写入备份磁盘。
磁盘镜像不见得就是RAID 1,如Novell Netware亦有提供磁盘镜像的功能,但并不表示Netware有了RAID 1的功能。
一般磁盘镜像和RAID 1有二点最大的不同:RAID 1无工作磁盘和备份磁盘之分,多个磁盘可同时动作而有重叠(overlaping)读取的功能,甚至不同的镜像磁盘可同时作写入的动作,这是一种最佳化的方式,称为负载平衡(load-balance)。
例如有多个用户在同一时间要读取数据,系统能同时驱动互相镜像的磁盘,同时读取数据,以减轻系统的负载,增加I/O的性能。
RAID 1的磁盘是以磁盘延伸的方式形成阵列,而数据是以数据分段的方式作储存,因而在读取时,它几乎和RAID 0有同样的性能。
从RAID的结构就可以很清楚的看出RAID 1和一般磁盘镜像的不同。
读取数据时可用到所有的磁盘,充分发挥数据分段的优点;写入数据时,因为有备份,所以要写入两个磁盘,其效率是N/2,磁盘空间的使用率也只有全部磁盘的一半。
很多人以为RAID 1要加一个额外的磁盘,形成浪费而不看好RAID1,事实上磁盘越来越便宜,并不见得造成负担,况且RAID1有最好的容错(fault tolerence)能力,其效率也是除RAID 0之外最好的。
磁盘阵列各种RAID原理磁盘使用率
磁盘阵列各种RAID原理磁盘使用率RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks）是一种磁盘阵列，可以将多块普通的磁盘拼接在一起形成更高效、可靠的数据存储系统。
它可以通过将存储空间划分成若干块虚拟磁盘来提高磁盘访问性能。
存储空间划分的方式共分为9种，分别是RAID0，RAID1，RAID2，RAID3，RAID4，RAID5，RAID6，RAID7和RAID10，其中RAID 0、RAID 1、RAID 5和RAID 10是最常用的四种RAID级别。
RAID0是把多块磁盘组合成一个虚拟磁盘，通过分割、重组来提升数据的存取速度，这种RAID把多块磁盘拼接在一起形成一个虚拟磁盘，不提供数据冗余，磁盘使用率比较高，但是其可靠性较低。
RAID1是把多块相同容量的磁盘拼接在一起形成一个虚拟磁盘，不同的是，这种RAID方式采用镜像技术，每个磁盘上的数据都会与另一块磁盘上的数据完全相同，提供了更好的可靠性，磁盘使用率较低，只有一半的磁盘空间可以使用。
RAID5是一种磁盘阵列中比较常用的RAID级别，它将磁盘阵列中的磁盘分成两种，一般磁盘和校验磁盘，这样就可以在一个虚拟磁盘上存储大量数据，任一块磁盘出现问题时，系统可以通过校验磁盘上的冗余数据来恢复受损的数据，并且RAID5提供了比RAID1更高的数据存储空间，磁盘使用率也比RAID1更高。
RAID5_和_RAID10_(性能比较和原理)
RAID5 和RAID10 (性能比较和原理) 原帖出处:it168(/h/2007-06-12/200706121108656.shtml)存储是目前IT产业发展的一大热点，而RAID技术是构造高性能、海量存储的基础技术，也是构建网络存储的基础技术。
专家认为，磁盘阵列的性能优势得益于磁盘运行的并行性，提高设备运行并行度可以提高磁盘的性能和数据安全性。
20年来，RAID 推出了一系列级别，包括RAID 0、RAID 1、RAID 2、RAID 3、RAID4、RAID 5，以及各种组合如RAID 0+1 等。
其中最广泛的包括RAID5与RAID10。
但是一直以来，关于RAID5与RAID10的性能优劣的争端还是非常多的，甚至很多人包括很多公司都那拿出了测试数据。
而这些测试数据复杂难懂相互矛盾，更加让用户感到迷惑，不知道如何选择。
在这里，我将就这两种RAID的内部运行原理来分析一下，看看我们在什么情况下应当适合选哪一种RAID方式。
根据我的经验与分析：象小io的数据库类型操作，如ERP等等应用，建议采用RAID10，而大型文件存储，数据仓库，如医疗PACS系统、视频编辑系统则从空间利用的角度，建议采用RAID5。
下面请看详细的性能对比：本文分为上下两篇，上文侧重分析两种RAID的内部运行原理，下文将根据不同的影响磁盘性能的因素来分析，RAID方案对磁盘系统的影响，参考“RAID5和RAID10，哪种RAID更适合你(下) ”为了方便对比，我这里拿同样多驱动器的磁盘来做对比，RAID5选择3D+1P的RAID方案，RAID10选择2D+2D的Raid方案，分别如图RAID5+RAID10那么，我们分析如下三个过程：读，连续写，随机写，但是，在介绍这三个过程之前，我需要介绍另外一个磁盘阵列中的重要概念：cache.磁盘读写速度的关键之一：Cachecache技术最近几年，在磁盘存储技术上，发展的非常迅速，作为高端存储，cache 已经是整个存储的核心所在，就是中低端存储，也有很大的cache存在，包括最简单的RAID卡，一般都包含有几十，甚至几百兆的RAID cache。
磁盘阵列的不同级别及其特点
磁盘阵列的不同级别及其特点磁盘阵列（RAID，Redundant Array of Independent Disks）技术是一种将多个物理硬盘组合在一起，以提高数据存储和处理的性能、可靠性和容错性的技术。
磁盘阵列通过分割、复制和分布数据，以实现数据的并行读写和冗余备份。
不同的磁盘阵列级别提供了不同的数据保护和性能方案，适用于不同的应用场景。
本文将针对不同级别的磁盘阵列，分别介绍其特点和适用场景。
1. RAID 0RAID 0级别使用条带化的数据分布方式（striping），将数据分散存储在多个硬盘上，提供了更快的读写性能。
数据被拆分成固定大小的块，然后块按照顺序分布在不同的硬盘上。
由于数据同时存储在多个硬盘上，RAID 0可以实现并行读写，从而提高了整体的数据传输速度。
然而，RAID 0并不提供冗余备份和容错能力。
任一硬盘的故障都会导致整个阵列不可用，并且无法恢复数据。
因此，RAID 0通常用于对性能需求较高而对数据可靠性没有特别要求的场景，如视频编辑和游戏开发等。
2. RAID 1RAID 1级别通过镜像数据的方式提供冗余备份。
每个数据块都被复制到至少两个硬盘上，确保在其中一个硬盘故障时仍然可以通过另一个硬盘访问数据。
RAID 1具有很高的数据可靠性和容错性，但相比RAID 0，写入性能有所降低。
RAID 1适用于对数据保护较为重视的场景，如企业级存储和数据库服务器。
但需要注意的是，RAID 1并不能提供增加存储空间的功能，因为每个数据块都需要镜像存储。
3. RAID 5RAID 5级别结合了条带化和分布式奇偶校验（parity）的方式实现数据的分布存储和冗余备份。
RAID 5需要至少三个硬盘，并将奇偶校验信息按照轮换的方式存储在不同的硬盘上，以保证阵列中同时容忍一次硬盘故障。
当读取数据时，RAID 5可以通过奇偶校验信息恢复任何一个硬盘上的数据。
而在硬盘故障时，阵列可以通过奇偶校验信息实现数据的重建和恢复。
RAID磁盘阵列技术比较
–可能配置：8个驱动器
Block 1 Block 3 Block 5
…
Copy 1 Copy 3 Copy 5
…
Block 2 Block 4 Block 6
…
Copy 2 Copy 4 Copy 6
…
R1
局部 R0-全部
RAID-10 跨区阵列
R1 局部
Block 1 Block 5 Block 9
Copy 1 Copy 3 Copy 5
...
Block 2 Block 4 Block 6
...
XCopy 2 Copy R1
局部
R0
局部
全部
XBlock 1
Block 5 Block 9
Copy 1 Copy 5 Copy 9
...
...
R1
局部
Block 2 Block 6 Block 10
– 可以给RAID 10 添加多块热备盘，以下图为例，假设添加了1块热备盘， 最多可以有4块（含热备盘）的磁盘驱动器出现问题而不会导致用户数据 的丢失
Block 1 Block 4 Block 7
...
Copy 1 Copy 4 Copy 7
...
RAID 10
Block 2 Block5 Block 8
热备用驱动器
– 磁盘子系统中配置的额外驱动器可以自动重建磁盘控制器上任何发生故障的驱动 器。
– 奇偶/镜像数据用于将有故障磁盘中丢失的数据写入到热备用磁盘中，从而将处于 临界状态的时间降为最低。
– RAID-0没有必要采用热备用驱动器，因为它不提供任何镜像数据或奇偶校验信息， 当然也不能实现磁盘重建。
磁盘镜像
磁盘阵列RAID0、RAID1和RAID5的区别和安全性介绍
磁盘阵列RAID0、RAID1和RAID5的区别和安全性介绍要实现RAID0必须要有两个以上硬盘驱动器，RAID0实现了带区组，数据并不是保存在⼀个硬盘上，⽽是分成数据块保存在不同驱动器上。
因为将数据分布在不同驱动器上，所以数据吞吐率⼤⼤提⾼，驱动器的负载也⽐较平衡。
如果刚好所需要的数据在不同的驱动器上效率最好。
它不需要计算校验码，实现容易。
它的缺点是它没有数据差错控制，如果⼀个驱动器中的数据发⽣错误，即使其它盘上的数据正确也⽆济于事了。
不应该将它⽤于对数据稳定性要求⾼的场合。
如果⽤户进⾏图象（包括动画）编辑和其它要求传输⽐较⼤的场合使⽤RAID0⽐较合适。
同时，RAID可以提⾼数据传输速率，⽐如所需读取的⽂件分布在两个硬盘上，这两个硬盘可以同时读取。
那么原来读取同样⽂件的时间被缩短为1/2。
对于使⽤这种RAID1结构的设备来说，RAID控制器必须能够同时对两个盘进⾏读操作和对两个镜象盘进⾏写操作。
通过下⾯的结构图您也可以看到必须有两个驱动器。
因为是镜象结构在⼀组盘出现问题时，可以使⽤镜象，提⾼系统的容错能⼒。
它⽐较容易设计和实现。
每读⼀次盘只能读出⼀块数据，也就是说数据块传送速率与单独的盘的读取速率相同。
因为RAID1的校验⼗分完备，因此对系统的处理能⼒有很⼤的影响，通常的RAID功能由软件实现，⽽这样的实现⽅法在服务器负载⽐较重的时候会⼤⼤影响服务器效率。
当您的系统需要极⾼的可靠性时，如进⾏数据统计，那么使⽤RAID1⽐较合适。
⽽且RAID1技术⽀持“热替换”，即不断电的情况下对故障磁盘进⾏更换，更换完毕只要从镜像盘上恢复数据即可。
当主硬盘损坏时，镜像硬盘就可以代替主硬盘⼯作。
镜像硬盘相当于⼀个备份盘，可想⽽知，这种硬盘模式的安全性是⾮常⾼的，但带来的后果是硬盘容量利⽤率很低，只有50%，是所有RAID级别中最低的。
虽然RAID 0可以提供更多的空间和更好的性能，但是整个系统是⾮常不可靠的，如果出现故障，⽆法进⾏任何补救。
目前的硬盘技术有哪些
目前的硬盘技术有哪些1、RAID(Redundent Array of Inexpensive Disks)磁盘阵列技术RAID实际上可以理解成一种使用磁盘驱动器的方法，它将一组磁盘驱动器用某种逻辑方式联系起来，作为逻辑上的一个磁盘驱动器来使用。
这种技术的优点是成本低、功耗小、传输速率高，可以提供容错功能、安全性更高，以及比起传统的大直径磁盘驱动器来，在同样的容量下，价格要低许多。
RAID现在主要应用在服务器硬盘上，但就像任何高端技术一样，RAID也在向PC机上转移。
也许所有的PC机都用上了SCSI磁盘驱动器的RAID的那一天，才是PC机真正的“出头之日”。
2、PRML(Partial Response Maximum Likelyhood，部分响应完全匹配)读取通道技术PRML技术简单的讲就是将硬盘数据读取电路分成两段“操作流水线”，流水线第一段将磁头读取的信号进行数字化处理然后只选取部分“标准”信号移交第二段继续处理，第二段将所接收的信号与PRML芯片预置信号模型进行对比，然后选取差异最小的信号进行组合后输出以完成数据的读取过程。
PRML技术可以降低硬盘读取数据的错误率，因此可以进一步提高磁盘数据密集度。
PRML技术的普通采用，使硬盘的容量、速度、可靠性都有了不同程度的提高。
3、S.M.A.R.T.(Self-Monitoring，Analysis and Reporting Technology)技术由于硬盘的容量越来越大，为了保证数据的安全性，硬盘厂商都在努力寻求一种硬盘安全监测机制，S.M.A.R.T.技术便应运而生。
S.M.A.R.T.即“自我监测、分析及报告技术”。
它可以监控磁头、磁盘、电机、电路等部件，由硬盘的监测电路和主机上的监测软件对被监对象的运行情况与历史记录和预设的安全值进行分析、比较，一旦出现安全值范围以外的情况，它就会自动向用户发出警告。
而更先进的技术还可以自动降低硬盘的运行速度，把重要数据文件转存到其它安全扇区，通过S.M.A.R.T.技术可以对硬盘潜在故障进行有效预测，提高数据的安全性。
硬件RAID与软件RAID的比较与选择
硬件RAID与软件RAID的比较与选择RAID（冗余磁盘阵列）是一种数据存储技术，通过将多个物理磁盘组合成一个逻辑磁盘来提高数据的可靠性和性能。
在RAID中，硬件RAID与软件RAID是两种常见的实现方式，在选择适合自己需求的RAID方案时，了解它们的特点和比较是非常重要的。
1. 硬件RAID硬件RAID是通过专用的RAID控制器来实现的。
这些控制器通常有自己的处理器和缓存，能够独立于主机进行RAID计算和管理。
硬件RAID的主要优点包括：- 性能：硬件RAID的处理器和缓存提供了更高的性能，可以提升数据的读写速度，特别是在处理大量IO请求时表现优异。
- 可靠性：硬件RAID控制器具备多种数据保护机制，如磁盘冗余、热备份和错误纠正等。
这些机制可以确保数据的安全性和可靠性。
- 管理：硬件RAID控制器通常配备了可视化的管理界面，方便用户进行配置和监控。
同时，由于控制器独立于主机，更换主机时不需要重新配置RAID。
然而，硬件RAID也存在一些限制和劣势：- 成本：硬件RAID需要专用的RAID控制器，对硬件要求较高，因此成本较高。
- 易用性：硬件RAID的配置和管理相对复杂，需要具备一定的技术知识和经验。
- 扩展性：硬件RAID的扩展性有限，当需要增加存储容量时，需要更换控制器或添加额外的硬件。
2. 软件RAID软件RAID是通过操作系统的软件来实现的，没有独立的RAID控制器。
软件RAID的特点和优势包括：- 成本：相比硬件RAID，软件RAID无需额外的硬件设备，因此成本较低。
- 灵活性：软件RAID可以根据需要进行配置和管理，不受硬件限制，更易于扩展和升级。
- 易用性：软件RAID的配置和管理相对简单，由操作系统提供GUI或命令行工具进行操作，用户可以快速上手。
然而，软件RAID也有一些局限性和劣势：- 性能：由于软件RAID依赖于操作系统的处理能力，对CPU的占用相对较高，可能会对系统性能产生一定影响，尤其是在处理大量IO请求时。
各个raid对比：性能和运行速度和读写方面
各个raid对比：性能和运行速度和读写方面综合性能方面（数据安全以及速度方面），肯定是RAID5比较好；数据读取方面，RAID1最快；数据安全方面，RAID1最好；数据写入方面，RAID0最快。
RAID5兼备这些优点。
磁盘阵列比较表RAID 等级最少硬盘最大容错可用容量读取性能写入性能安全性目的应用产业单一硬盘(参考)0 1 1 1 无JBOD 1 0 n 1 1 无（同RAID0）增加容量个人（暂时）存储备份0 2 0 n n n 一个硬盘异常，全部硬盘都会异常追求最大容量、速度3D产业实时渲染、视频剪接高速缓存用途12n-1n/2n1最高，一个正常即可追求最大安全性个人、企业备份5 3 1 n-1 n-1 n-1 高追求最大容量、最小预算个人、企业备份6 4 2 n-2 n-2 n-2 安全性较RAID 5高同RAID 5，但较安全个人、企业备份10 4 n/2 n/2 n n/2 安全性高综合RAID 0/1优点，理论速度较快大型数据库、服务器1. n代表硬盘总数2. JBOD可接到现有硬盘，直接增加容量认识磁盘阵列 RAID一、功能1 对磁盘高速存取(提速): RAID将普通硬盘组成一个磁盘阵列，在主机写入数据，RAID控制器把主机要写入的数据分解为多个数据块，然后并行写入磁盘阵列；主机读取数据时，RAID控制器并行读取分散在磁盘阵列中各个硬盘上的数据，把它们重新组合后提供给主机。
由于采用并行读写操作，从而提高了存储系统的存取系统的存取速度。
2 扩容3 数据冗余二、分类RAID可分为级别0到级别6，通常称为：RAID0，RAID1，RAID2，RAID3，RAID4，RAID5，RAID6。
RAID0：RAID0并不是真正的RAID结构，没有数据冗余，RAID0连续地分割数据并并行地读/写于多个磁盘上。
因此具有很高的数据传输率，但RAID0在提高性能的同时，并没有提供数据可靠性，如果一个磁盘失效，将影响整个数据。
内置阵列卡RAID技术与外置磁盘阵列RAID技术比较
内置阵列卡RAID技术与外置磁盘阵列RAID技术比较内置阵列卡RAID技术与外置磁盘阵列RAID技术比较而言，有什么不同?阵列柜与阵列卡是一样的功能，只是外观不同而已。
不对，没有这么简单。
目前使用阵列卡的方式是原厂家的在推，比如HP、IBM、DELL，这种方式做双机很危险。
如果阵列卡坏了：一、更换阵列卡的时候必须跟原来的卡相同(品牌和型号)；二、阵列卡的备份信息必须在；三、盘的位置不能调换，如果变换整个数据也会丢失。
以下是内置阵列卡RAID技术与外置磁盘阵列RAID技术之比较两者的比较：RAID技术分为软件RAID和硬件RAID两大类。
此二类技术之优劣在此不再讨论。
而硬件RAID技术又分为内置阵列卡技术和外置阵列控制器(即磁盘阵列)技术两大类。
而且外置阵列控制器(即磁盘阵列)技术又以高性能、高可靠性，易使用易维护、高通用性、高扩展性等更胜一筹。
下面就内置阵列卡技术和外置阵列控制器技术作一比较，供参考：1.内置阵列卡安装在主机(主板)上，受主机影响。
安装需驱动软件。
与主机类型、操作系统等有关。
主机故障(如停电等)会直接影响到存储数据及RAID的完整性。
1.外置磁盘阵列与主机和操作系统完全独立(本身带硬件RAID控制器)。
是一个独立的存储子系统。
与主机通过SCSI电缆连接，无需任何软件驱动或硬件支持，只需主机提供标准SCSI接口即可。
数据安全及RAID的完整性与主机等无关。
2.当主机改变或操作系统改变时，阵列卡就可能要更换，因为阵列卡是与主机类型及操作系统相关的，如今后采用SUN机器原时阵列卡就不能用了，必须选用SUN的阵列卡。
2.当主机改变或操作系统改变时，磁盘阵列无需更换，可继续采用。
因为前述外置磁盘阵列与主机或操作系统完全独立，相当于一个SCSI设备而已。
3.RAID的设置通过DOS下改BIOS等实施。
较难维护3.通过多种方式实施。
亦可直接在磁盘阵列的面板上通过菜单设置，非常直观容易。
易操作，易维护。
RAID0、RAID1详解
RAID0工作原理
01
数据被分割成大小相等的块，并按照一定的顺序分配给各个磁 盘。
02
每个磁盘都独立地执行读写操作，不受其他磁盘的影响。
当数据被读取时，系统可以同时从多个磁盘中获取数据块，显
03
著提高了数据传输速度。
2
通过将多个RAID0和RAID1阵列组合在一起，可 以获得更高的I/O性能和数据冗余性，以满足不 同应用的需求。
3
混合RAID技术还可以实现自动数据迁移和分层存 储，以提高存储效率和降低成本。
自动配置与优化
自动配置与优化技术可以自动调整 RAID配置和参数，以实现最佳性能和 可靠性。
通过实时监控存储系统的性能和健康状况， 自动配置与优化技术可以自动调整RAID级 别、条带大小、数据冗余等参数，以实现最 佳的系统性能和可靠性。
适用场景比较
RAID0适用于对性能要求较高，但对 数据安全性要求不高的场景，如Web 服务器、邮件服务器等。
VS
RAID1适用于对数据安全性要求较高， 但对性能要求不高的场景，如数据库 服务器、文件服务器等。
优缺点比较
优点
RAID0提高了读写性能，RAID1保证了数据 的安全性。
缺点
RAID0的数据安全性较低，一旦一个磁盘出 现故障，所有数据都可能丢失。而RAID1的 性能相对较低，因为数据需要同时写入两个 或更多的磁盘。
在云存储环境中，RAID0可以为云 服务提供商提供高带宽和IOPS， 满足大量用户同时访问的需求。
RAID1
对于需要保证数据可靠性的云服 务，如企业级备份、关键任务应 用程序等，RAID1可以提供数据 冗余和错误恢复功能。
磁盘阵列常用RAID方案速度及数据对比
磁盘阵列常用RAID方案速度及数据对比磁盘阵列常用RAID方案速度及数据对比RAID也称为“磁盘阵列”，它将多个硬盘用某种逻辑方式联系起来，作为逻辑上的一个硬盘来使用，是逻辑上，不是物理上，请分清楚。
简而言之，多个硬盘当一个硬盘使用，提升N倍于单个硬盘的速度。
只列举常用RAID方案RAID 模式下磁盘空间的使用，举例如下：RAID的优点1. 传输速率高。
在部分RAID模式中，可以让很多磁盘驱动器同时传输数据，而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器，所以使用RAID可以达到单个的磁盘驱动器几倍的速率。
因为CPU的速度增长很快，而磁盘驱动器的数据传输速率无法大幅提高，所以需要有一种方案解决二者之间的矛盾。
2. 更高的安全性。
相较于普通磁盘驱动器很多RAID模式都提供了多种数据修复功能，当RAID中的某一磁盘驱动器出现严重故障无法使用时，可以通过RAID中的其他磁盘驱动器来恢复此驱动器中的数据，而普通磁盘驱动器无法实现，这是使用RAID的第二个原因。
RAID 0的优缺点RAID 0的缺点是不提供数据冗余，因此一旦用户数据损坏，损坏的数据将无法得到恢复。
RAID0运行时只要其中任一块硬盘出现问题就会导致整个数据的故障。
一般不建议企业用户单独使用RAID 0具有的特点，使其特别适用于对性能要求较高，而对数据安全不太在乎的领域，如图形工作站等。
对于个人用户，RAID 0也是提高硬盘存储性能的绝佳选择。
RAID 1简介RAID 1磁盘阵列级，是一种镜像磁盘阵列，其原理就是将一块硬盘的数据以相同位置指向另一块硬盘的位置。
RAID 1磁盘阵列又称为Mirror或Mirroring（镜像），因为它就是将一块硬盘的内容完全复制到另一块硬盘上。
当读取数据时，系统先从源盘读取数据，如果读取数据成功，则系统不去管备份盘上的数据；如果读取源盘数据失败，则系统自动转而读取备份盘上的数据，不会造成用户工作任务的中断。
当然，我们应当及时地更换损坏的硬盘并利用备份数据重新建立Mirror，避免备份盘在发生损坏时，造成不可挽回的数据损失。
磁盘阵列RAID原理、种类及性能优缺点对比
磁盘阵列RAID原理、种类及性能优缺点对比磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID）1. 存储的数据一定分片；2. 分基于软件的软RAID（如mdadm）和基于硬件的硬RAID （如RAID卡）；3. RAID卡如同网卡一样有集成板载的也有独立的(PCI-e)，一般独立RAID卡性能相对较好，淘宝一搜便可看到他们的原形；4. 现在基本上服务器都原生硬件支持几种常用的RAID;5. 当然还有更加高大上的专用于存储的磁盘阵列柜产品，有专用存储技术，规格有如12/24/48盘一柜等，盘可选机械/固态，3.5/2.5寸等。
近来想建立一个私有云系统，涉及到安装使用一台网络存储服务器。
对于服务器中硬盘的连接，选用哪种RAID模式能准确满足需求收集了资料，简单整理后记录如下：一、RAID模式优缺点的简要介绍目前被运用较多的RAID模式其优缺点大致是这样的：1、RAID0模式优点：在RAID 0状态下，存储数据被分割成两部分，分别存储在两块硬盘上，此时移动硬盘的理论存储速度是单块硬盘的2倍，实际容量等于两块硬盘中较小一块硬盘的容量的2倍。
缺点：任何一块硬盘发生故障，整个RAID上的数据将不可恢复。
备注：存储高清电影比较适合。
2、RAID1模式优点：此模式下，两块硬盘互为镜像。
当一个硬盘受损时，换上一块全新硬盘(大于或等于原硬盘容量)替代原硬盘即可自动恢复资料和继续使用，移动硬盘的实际容量等于较小一块硬盘的容量，存储速度与单块硬盘相同。
RAID 1的优势在于任何一块硬盘出现故障是，所存储的数据都不会丢失。
缺点：该模式可使用的硬盘实际容量比较小，仅仅为两颗硬盘中最小硬盘的容量。
备注：非常重要的资料，如数据库，个人资料，是万无一失的存储方案。
3、RAID 0 1模式RAID 0 1是磁盘分段及镜像的结合，采用2组RAID0的磁盘阵列互为镜像，它们之间又成为一个RAID1的阵列。
RAID10磁盘阵列优势全面详解
RAID10磁盘阵列优势全面详解
RAID10磁盘阵列（也称RAID1+0）是非常流行的一种RAID技术，它
将RAID0和RAID1这两种RAID技术有机结合，融合了它们的优点，是一
种高可靠、高性能的阵列技术。
它可以将多块硬盘按照组织成一个大的硬
盘阵列，它的优势是磁盘阵列的可靠性高，I/O性能优异，空间效率较高。
首先说明RAID10磁盘阵列的可靠性，它的可靠性是由RAID1组成的，因此RAID10也可以提供高可靠性。
RAID10磁盘阵列的特点是镜像定义，
因此它可以提供高级的数据可靠性，使得即使一块硬盘出现故障，也可以
很快从备份的硬盘中恢复数据，从而达到保护用户数据安全的目的。
其次说明RAID10磁盘阵列的I/O性能，RAID10性能优异，它可以提
供高性能的I/O操作。
它的特点是以磁盘阵列的形式存在，可以同时进行
多块硬盘的I/O操作，从而大大提高I/O性能，可以满足用户对性能要求
很高的应用场景。
最后说明RAID10磁盘阵列的空间效率，它比RAID1和RAID0的空间
效率要高，因为它是一种折叠镜像技术，可以在2倍的硬盘容量上提供跟RAID1及RAID0相同的空间效率。
这种技术比RAID1磁盘阵列的空间效率
高1倍，比RAID0的空间效率高50%，可以帮助企业节省更多的存储空间。
总而言之。
RAID-5与RAID-10比较
RAID-5与RAID-10⽐较
RAID 5与RAID 10⽐较
RAID5
把硬盘设备的数据奇偶校验信息保存到其他硬盘设备中。
数据的奇偶校验信息并不是单独保存到某⼀块硬盘设备中，⽽是存储到除⾃⾝以外的其他每⼀块硬盘设备上，这样的好处是其中任何⼀设备损坏后不⾄于出现致命缺陷
图中parity部分存放的就是数据的奇偶校验信息
实际上没有备份硬盘中的真实数据信息，⽽是当硬盘设备出现问题后通过奇偶校验信息来尝试重建损坏的数据
这样的技术特性“妥协”地兼顾了硬盘设备的读写速度、数据安全性与存储成本问题。
RAID 10
鉴于RAID 5技术是因为硬盘设备的成本问题对读写速度和数据的安全性能⽽有了⼀定的妥协，但是⼤部分企业更在乎的是数据本⾝的价值⽽⾮硬盘价格，因此⽣产环境中主要使⽤RAID 10技术。
RAID 10技术是RAID 1+RAID 0技术的⼀个“组合体”
RAID 10技术需要⾄少4块硬盘来组建
1.先分别两两制作成RAID 1磁盘阵列，以保证数据的安全性
2.然后再对两个RAID 1磁盘阵列实施RAID 0技术，进⼀步提⾼硬盘设备的读写速度。
这样从理论上来讲，只要坏的不是同⼀组中的所有硬盘，那么最多可以损坏50%的硬盘设备⽽不丢失数据
由于RAID 10技术继承了RAID 0的⾼读写速度和RAID 1的数据安全性，在不考虑成本的情况下RAID 10的性能都超过了RAID 5，因此当前成为⼴泛使⽤的⼀种存储技术。
Raid0、Raid1、Raid0+1、Raid3和Raid5几种磁盘阵列区别
Raid0、Raid1、Raid0+1、Raid3和Raid5几种磁盘阵列区别Raid0 ：最少需要两块盘，没用冗余数据，不做备份，任何一块磁盘损坏都无法运行。
n块磁盘（同类型）的阵列理论上读写速度是单块磁盘的n倍（实际达不到），风险性也是单一n倍（实际更高），是磁盘阵列中存储性能最好的。
适用于安全性不高，要求比较高性能的图形工作站或者个人站。
Raid1：至少需要两块盘，磁盘数量是2的n倍，每一块磁盘要有对应的备份盘，利用率是50%，只要有一对磁盘没有损坏就可以正常使用。
n组磁盘（2n块同类型磁盘）的阵列理论上读取速度是单块磁盘的n倍（实际达不到），风险性是单一磁盘的n分之一（实际更低）。
换盘后需要长时间的镜像同步，不影响外界访问，但整个系统性能下降。
磁盘控制器负载比较大。
适用于安全性较高，且能较快恢复数据的场合。
Raid0+1：至少需要四块盘，磁盘数量也是2的n倍。
既有数据镜像备份，也能保证较高的读写速度。
成本比较大。
Raid3：至少需要3块盘（2块盘没有校验的意义）。
将数据存放在n+1块盘上，有效空间是n块盘的总和，最后一块存储校验信息。
数据被分割存储在n块盘上，任一数据盘出现问题，可由其他数据盘通过校正监测恢复数据（可以带伤工作），换数据盘需要重新恢复完整的校验容错信息。
对阵列写入时会重写校验盘的内容，对校验盘的负载较大，读写速度相较于Raid0较慢，适用于读取多而写入少的应用环境，比如数据库和web服务器。
使用容错算法和分块的大小决定了Raid3在通常情况下用于大文件且安全性要求较高的应用，比如视频编辑、硬盘播出机、大型数据库等。
Raid5：至少需要3块盘，读取速度接近Raid0，但是安全性更高。
安全性上接近Raid1，但是磁盘的利用率更高。
可以认为是Raid0和Raid1的一个折中方案。
只允许有一块盘出错，可以通过另外多块盘来计算出故障盘的数据，故障之后必须尽快更换。
比Raid0+1的磁盘利用率高，是目前比较常用的一种方案。
RAID磁盘阵列技术比较
RAID 6技术采用双重奇偶校验，力，同时保持了良好的性能表现
应用场景：适用于对数据安全性要求较高的场景，如金融、医疗等
替代方案：对于对性能要求较高的场景，可以考虑使用RAID 10或RAID 5等其他级别的RAID
缺点：相对于其他RAID级别，RAID 6的写性能较差，因为每次写操作都需要同时更新两个奇偶校验值
缺点：对磁盘数量要求较高，扩展性有限
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数据恢复：当某个磁盘出现故障时，通过其他磁盘的冗余数据和校验块，可以恢复丢失的数据。
性能特点：RAID 5具有较好的读写性能和数据恢复能力，适用于需要高可靠性和高性能的应用场景。
优缺点分析
优点：数据冗余和容错能力强，数据安全可靠；数据读取速度较快。
缺点：写入性能较差，因为每次写入都需要进行校验；需要至少3块硬盘，成本较高。
优缺点分析
优点：提供高性能，数据读取和写入速度较快
缺点：不提供数据冗余，一旦某个磁盘出现故障，数据将无法访问
RAID 1技术
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定义和特点
RAID 1技术是一种磁盘阵列技术，通过镜像的方式实现数据的冗余备份和恢复。
RAID 1技术的磁盘利用率较低，仅为50%，因为它需要额外的硬盘来存储镜像数据。
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实现方式：RAID 0通过将数据分成多个数据块，并分别存储到多个磁盘上，实现了数据的并行读写。同时，通过奇偶校验技术实现了数据的冗余备份。
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优点：RAID 0具有较高的数据传输速率和I/O性能，适用于需要大量数据存储和高性能计算的应用场景。
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缺点：RAID 0不具备数据冗余备份功能，一旦某个磁盘出现故障，整个逻辑卷的数据将会丢失。因此，RAID 0需要配合其他RAID级别一起使用，以提供更好的数据安全性和可靠性。
磁盘阵列的分类
磁盘阵列的分类磁盘阵列是一种将多个磁盘组合起来以提供更高性能和可靠性的存储系统。
根据不同的特性和功能，磁盘阵列可以分为多种分类。
本文将对常见的几种磁盘阵列进行分类介绍。
一、RAID（冗余独立磁盘阵列）类RAID是最常见的磁盘阵列分类，它通过将多个磁盘组合成一个逻辑卷，提供更高的数据读写性能和数据冗余保护。
RAID有多种不同级别，常见的有RAID 0、RAID 1、RAID 5和RAID 10。
1. RAID 0：RAID 0采用数据条带化的方式将数据分散存储在多个磁盘上，提高了数据的读写速度。
但是，RAID 0没有冗余功能，一旦其中一个磁盘故障，整个阵列的数据都会丢失。
2. RAID 1：RAID 1采用镜像的方式将数据同时写入两个磁盘，提供了数据的冗余保护。
当其中一个磁盘故障时，另一个磁盘上的数据仍然可用。
RAID 1可以提高数据的可靠性，但读写性能相对较低。
3. RAID 5：RAID 5将数据和校验信息交错存储在多个磁盘上，提供了数据的冗余保护和较高的读写性能。
当其中一个磁盘故障时，可以通过校验信息重建丢失的数据。
RAID 5至少需要三个磁盘才能工作。
4. RAID 10：RAID 10是RAID 1和RAID 0的组合，通过将多对镜像磁盘组合成一个条带化的阵列，提供了更高的数据读写性能和冗余保护。
RAID 10至少需要四个磁盘才能工作。
二、JBOD（Just a Bunch Of Disks，独立磁盘）类JBOD是一种简单的磁盘阵列分类，它将多个独立的磁盘组合成一个逻辑卷。
JBOD没有数据条带化或冗余功能，只是将多个磁盘合并为一个更大的逻辑卷。
JBOD主要用于增加存储容量，但没有提供数据冗余和性能提升的功能。
三、NAS（网络附加存储）类NAS是一种通过网络连接的独立存储设备，它可以将多个磁盘组合成一个逻辑卷，并通过网络共享给其他设备使用。
NAS可以提供文件共享、数据备份和远程访问等功能。
RAID0,RAID1,RAID5,RAID6有什么区别
一、raid什么意思？RAID是“Redundant Array of Independent Disk”的缩写，raid什么意思了？说白了，中文翻译过来通俗的讲就是磁盘阵列的意思，也就是说RAID就是把硬盘做成一个阵列，而阵列也就是把硬盘进行组合配置起来，做为一个整体进行管理，最关键的是这个阵列的磁盘之间具有冗余容错处理，这样可提高磁盘之间相互的安全性和稳定性，不存在“单点”硬盘现象，也就说不会让某些硬盘读写频繁，其他的硬盘可能数据交换较少的现象，从而提高硬盘的安全性，同时磁盘的整体管理会提高读写速度，使硬盘的利用发挥到最大。
那么RAID什么意思？在实际应用中有什么意义了？一般而言，作为服务器最容易出现的故障是服务器的硬盘和电源，因此服务器采用磁盘阵列技术是非常重要的。
简单的说，RAID是一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同的方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。
组成不同方式的磁盘阵列我们称为RAID的级别（RAID Levels）。
磁盘阵列中针对不同的应用使用的不同磁盘阵列配置情况,大家通称为RAID level（Raid 级别）, 而每一level代表一种具体配置阵列的方法或叫阵列技术,目前业界公认的标准是RAID 0~RAID 5。
其中Raid0、Raid1、Raid5是最常见，后期又推出了Raid6、Raid1+0（也有人误解为Raid10），Raid5+0（也有人误解为Raid50），而Raid2、3、4不是非常通用.需要特别说明的是，不同的Raid level并不代表技术的高低,level 5并不高于level 3,level 1也不低过level 4,至于要选择那一种RAID level的产品,纯视用户的操作环境(operating environment)及具体应用(application)而定,与level的数字高低（大小）没有必然的关系。
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0、1、5
1E、5跨所有的磁盘保存数据的过程。 – 条带花称为RAID 0 – 数据条纹是阵列中的一系列条纹单元 • 条纹单元是指在写到下一个磁盘前写在磁盘上的数据量
– 选择正确的条纹单元容量可以提高ServeRAID适配器的性能，从而改善服务器的
RAID 5
热备用 驱动器
重建RAID 5
磁盘故障
失效的磁盘
RAID 10 的容错
– 在RAID 10没有配置热备盘的情况下可以有n/2块磁盘驱动器故障而不会 导致用户数据的丢失,以下图为例，最多可以有3块磁盘驱动器损坏 – 如果给RAID 10 配置了热备盘，在RAID中的磁盘出现故障时，热备盘会 自动顶替出现故障的磁盘并重建RAID 10 – 可以给RAID 10 添加多块热备盘，以下图为例，假设添加了1块热备盘， 最多可以有4块（含热备盘）的磁盘驱动器出现问题而不会导致用户数据 的丢失 RAID 10
Raid磁盘阵列技术
Raid （磁盘阵列技术）：如何增加磁盘的存取(access)速度,如何防止数据因磁盘的 及如何 有效的利用磁盘空间,一直是电脑专业人员和用户的困扰;而大容量磁盘的价格非常昂贵,对用 户形成很大的负担。磁盘阵列技术的产生一举解决了这些问题。RAID是一种综合的技术，它 将多个磁盘当作一个联合单元（阵列）来对待，并在磁盘子系统中实现多种级别的容错能力。
RAID-10 的特点
RAID-10是 RAID-1 加 RAID-0。 – RAID-10最少需要4个磁盘 – 性能：非常好 – 保护能力：每个局部阵列中的一个驱动器可能发生故障(详细见后页的“RAID-10
的磁盘故障”)
– 容量：n/2乘以一个磁盘的容量
RAID-10 的磁盘空间分配
– 最小配置：4个驱动器
Copy 4 Copy 8 Copy 12 …
R0-Global RAID-10 跨区阵列
– 最大配置：16个驱动器
RAID-10 的磁盘故障
– 每个局部阵列中容许一个磁盘发生故障，最大可以有n/2的磁盘同时故障 – 在跨区阵列中局部的镜像为每个局部阵列提供冗余
X
Block 1 Block 3 Block 5 ... R1 局部
X
RAID 5 的容错
– 在RAID 5没有配置热备盘的情况下可以有1块磁盘驱动器故障而不会导致 用户数据的丢失 – 如果给RAID 5配置了热备盘当RAID的任意一快磁盘出现故障的同时热备 盘都会顶替出现故障的磁盘驱动器，进行RAID的重建 – 一个RAID中可以配置多块热备盘 – 假设给RAID 5配置了1块热备盘，在同一时刻可以有2块（包括热备盘在 内）磁盘驱动器损坏不导致用户数据丢失
热备盘
RAID 5和RAID 10 的比较
RAID 级别
特点 读性能 随机写性能 持续写性能 容错 空间利用率 （可用空间）
RAID 5
高 较低 低
在一个RAID中（未算热备盘）最多可 以有一块磁盘损坏 空间利用率较高， 有效容量为：(n-1)×单盘容量
RAID 10
中等 中等 中等
在一个RAID中（未算热备盘）最多同 时可以有1/2磁盘数的磁盘损坏 最少需要4个磁盘驱动器 空间利用率较低， 有效容量为：(1/2)×单盘容量
Copy 1 Copy 5 Copy 9 …
Block 2 Block 6 Block 10 … R1 局部
Copy 2 Copy 6 Copy 10 …
Block 3 Block 7 Block 11 … R1 局部
Copy 3 Copy 7 Copy 11 …
Block 4 Block 8 Block 12 … R1 局部
举例
以7块300GB磁盘为例，采用1块磁盘 做热备盘，采用RAID 5后的可用容量 为1500GB
以7块300GB磁盘为例，采用1块磁盘做 热备盘，采用RAID 10后的可用容量为 900GB
R1 局部
X X
Copy 2 Copy 6 Copy 10 ... R0 全部
Block 3 Copy 3 Block 7 Copy 7 Block 11 Copy 11 ... ... R1 局部
Block 4 Copy 4 Block 8 Copy 8 Block 12 Copy 12 ... ... R1 局部
它将数据以分段 (striping)的方式储存在不同的磁盘中 ,存取数据时 ,阵列中的相关磁盘一起动
作,大幅减低数据的存取时间,同时有更佳的空间利用率。磁盘阵列所利用的不同的技术,称为 RAID level,不同的level针对不同的系统及应用,以解决数据安全的问题。 • 目前 IBM RAID 产品中采用的 RAID 级别包括：
Copy 1 Copy 3 Copy 5 ... R0 全部
Block 2 Block 4 Block 6 ...
R1 局部
X
Copy 2 Copy 4 Copy 6 ...
X
Block 1 Block 5 Block 9 ...
R1 局部
Copy 1 Copy 5 Copy 9 ...
Block 2 Block 6 Block 10 ...
Block 1 Block 3 Block 5 … Copy 1 Copy 3 Copy 5 … Block 2 Block 4 Block 6 … Copy 2 Copy 4 Copy 6 …
– 可能配置：8个驱动器
R1 局部
R0-全部 RAID-10 跨区阵列
R1 局部
Block 1 Block 5 Block 9 … R1 局部
RAID-1: 磁盘镜像
– 数据同时写入两个驱动器 – RAID-1 比单个驱动器快一些 – 实现成本高 – 在阵列中允许一个磁盘发生故障 – 总磁盘容量为n/2乘以一个磁盘的容量 (n 是磁盘的数量)
磁盘镜像
RAID-5: 带有不对称奇偶校验的条纹化
– – – – – – – – 实现了价格和性能之间的最佳平衡 RAID-5要损失一个磁盘的容量 在阵列中允许一个磁盘发生故障 一个驱动器发生故障将引起系统性能下降 读性能接近RAID-0 数据和校验和（奇偶校验）均匀分布在所有驱动器上 最少需要三个磁盘 总容量为n-1乘以一个磁盘的容量 (n 是磁盘的数量)
Block 1 Block 4 Block 7 ... Copy 1 Copy 4 Copy 7 ... Block 2 Block5 Block 8 ... Copy 2 Copy 5 Copy 8 ... Block 3 Block 6 Block 9 ... Copy 3 Copy 6 Copy 9 ...
热备用驱动器
– 磁盘子系统中配置的额外驱动器可以自动重建磁盘控制器上任何发生故障的驱动 器。 – 奇偶/镜像数据用于将有故障磁盘中丢失的数据写入到热备用磁盘中，从而将处于 临界状态的时间降为最低。 – RAID-0没有必要采用热备用驱动器，因为它不提供任何镜像数据或奇偶校验信息，
当然也不能实现磁盘重建。
– 可以使用多个热备用驱动器。
阵列 A
热备用 驱动器
阵列A
磁盘故障
失效的磁盘
复合 RAID 级别
复合RAID 级别扩展了RAID子系统的能力。 – 增加了可以集成到一个阵列中去的物理磁盘数量（产生更大的逻辑驱动器） – 提高性能 – 提高可靠性 – RAID阵列可以组合在一起，构成更大的RAID阵列： • RAID-00: 多个 RAID-0 阵列组合到一个RAID-0 阵列结构中 • RAID-10: 多个 RAID-1 阵列组合到一个RAID-0 阵列结构中 • RAID-1E0: 多个 RAID-1E 阵列组合到一个RAID-0 阵列结构中 • RAID-50: 多个 RAID-5 阵列组合到一个RAID-0 阵列结构中 – 得到ServeRAID-4 系列适配器的支持
整体性能。 – 使用条纹化的常用RAID级别为RAID 0、1E、5和5E
RAID-0: 数据条纹化
– 在阵列中跨所有的磁盘均匀分配（条纹化）数据 – 为多个同时请求提供最快的性能 – 不提供任何容错功能 – 在所有RAID级别中，RAID 0的存储容量最大
– 总磁盘容量为n个磁盘容量的和 (n 为驱动器的数量)