一、什么是磁盘阵列

概念

二、常见的RAID组合方式为

RAID0

总结：

RAID1

总结：

RAID5

RAID 5奇偶校验信息——异或运算

图解RAID 5

总结：

RAID6

总结：

RAID10

总结：

RAID01

总结：

二、RAID级别间优缺点对比

软RAID

一句话总结：

硬RAID

一句话总结：

一、什么是磁盘阵列

概念

RAID磁盘阵列是Redundant Array of Independent Disks的缩写，中文简称为独立冗余磁盘阵列。

磁盘阵列其实就是把多块独立的硬盘组合成一个容量巨大的硬盘组，利用个别硬盘提供数据所产生加成效果提升整个硬盘系统效能，并通过存储冗余数据增加容错能力。

如果不组建硬盘阵列，你电脑里的两块硬盘是独立存在的，互不干涉。当你将文件存储在硬盘1时，硬盘2不进行任何干涉，导致有一块硬盘空闲，造成性能浪费。而磁盘阵列会让电脑内硬盘同步运行。

RAID有很多等级，目前行业内公认的等级为RAID 0～7。并不是等级越高的RAID越好，不同等级的RAID仅仅是不同功能的阵列罢了。没有绝对的谁好谁坏，要根据实际使用情况和需求来选择自己要搭建的硬盘阵列等级。

二、常见的RAID组合方式为

RAID0、RAID1、RAID5、 RAID6、RAID1+0、RAID0+1

RAID0

raid0一时爽，数据火葬场

RAID0 俗称“条带”，它将两个或多个硬盘组成一个逻辑硬盘，容量是所有硬盘之和，因为是多个硬盘组合成一个，故可并发写操作，写入速度提高，但此方式硬盘数据没有冗余，没有容错，一旦一个物理硬盘损坏，则所有数据均丢失。RAID0 适合于对数据量大，但安全性要求不高的场景，比如音像、视频文件的存储等。

Raid0最低需要两块硬盘，它把数据分散到每块硬盘上进行存储，所以raid0拥有所有raid种类中最强的存储性能。而raid0的总可用空间容量就是你硬盘数量乘以最低容量硬盘的容量，连续读写性能就是单盘的倍数（随机性能除外，单盘是多少，raid之后还是多少）。

总结：

至少两块硬盘组成，读写性极高，存储性极高，安全性极差，一旦损坏，全部完蛋；无校验，不提供数据保护。

RAID1

RAID1 俗称“镜像”，它最少由两个硬盘组成，且两个硬盘上存储的数据均相同，以实现数据冗余。RAID1 读操作速度有所提高，写操作理论上与单硬盘速度一样，但由于数据需要同时写入所有硬盘，实际上稍为下降。容错性是所有组合方式里最好的，只要有一块硬盘正常，则能保持正常工作。但它对硬盘容量的利用率则是最低，只有 50%，因而成本也是最高。RAID1 适合对数据安全性要求非常高的场景，比如存储数据库数据文件之类。相比安全性低的爆炸的raid0，raid1就显得很安全了。Raid1只支持两块硬盘组raid 阵列，而实际容量只有最小的那块硬盘的容量。这是因为raid1并没有对存储性能有任何提高，只是提高了数据的安全性。两块硬盘组成的raid1阵列中，每块硬盘的数据都是完全一样的，两个硬盘是互相的镜像关系。

总结：

由两块硬盘组成，硬盘上存储的数据相同，一块硬盘损坏，数据不会丢失；硬盘容量利用率最低，只有50%；所有RAID中数据安全性最高；无校验。

RAID5

最少由三个硬盘组成，它将数据分散存储于阵列中的每个硬盘，并且还伴有一个数据校验位，数据位与校验位通过算法能相互验证，当丢失其中的一位时，RAID 控制器能通过算法，利用其它两位数据将丢失的数据进行计算还原。因而 RAID5 最多能允许一个硬盘损坏，有容错性。RAID5 相对于其它的组合方式，在容错与成本方面有一个平衡，因而受到大多数使用者的欢迎。一般的磁盘阵列，最常使用的就是 RAID5 这种方式

Raid5采用了硬盘分割的技术，最少需要三块硬盘才可以组建raid5阵列，它没有数据冗余，而是把数据奇偶校验的方式存储到每块硬盘上，而其中一块硬盘用于备用，支持在线更换。Raid5允许一块硬盘损坏或者离线，这时候阵列依旧可以读取，但是处于降级状态，需要重建。所以Raid5硬盘的总容量是所有硬盘中最小硬盘容量的N-1倍。比如你用4块12T的硬盘组raid5阵列，实际你会得到一个36T的raid5阵列。性能上raid5比单盘情况下要高，不管是读取写入，但是不如raid0。

现在硬盘容量越来越大，raid5在硬盘损坏之后重建阵列的时间越来越长。因为raid5 是以奇偶校验来存储信息的，所以需要通过计算来重建raid5阵列。以单盘4T，4块硬盘为例，重建这样一个阵列所需要的时间往往也有4天到一周左右，并且成功率也不是100%。而且因为重建阵列的时候所有硬盘全部满负荷工作，如果重建的时候你有其他的硬盘挂了，那你的数据同样是全部打水漂。

RAID 5奇偶校验信息——异或运算

1.异或的逻辑符号：^

2.异或的逻辑定义 同则假，异则真（0^0=0，1^1=0， 0^1=1 ，1^0=1）

3.计算机中的逻辑运算用1表示真，0表示假。

4.两个字节按位异或的例子：

01111001

11100111 ^

-------------------

10011110

假设一个3个数字的异或运算模型

例：3块硬盘HD1,HD2,HD3的数据信息全通过校验盘HD4存放校验信

图解RAID 5

RAID的保存原理是用Bit Striping及当前主流Block Striping的分割方式，将Data分散保存至各硬盘中，当硬盘有受损时则经由XOR运算，再将存在其他各硬盘内的Parity Blocks及Data Stripe磁区的Data Blocks进行计算而重建资料Rebuild。

复原：

总结：

至少由三块硬盘组成，数据分散存储于每个盘，且每块硬盘都有校验数据，只允许一个硬盘损坏，这样可以通过算法还原数据。读取能力相对较高，写入能力相对较低。重建数据时，一旦有硬盘损失，数据全部损失。

RAID6

是在 RAID5 的基础上改良而成的，RAID6 再将数据校验位增加一位，所以允许损坏的硬盘数量也由 RAID5 的一个增加到二个。由于同一阵列中两个硬盘同时损坏的概率非常少，所以，RAID6 用增加一块硬盘的代价，换来了比 RAID5 更高的数据安全性。

RAID6 即带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构，它是对 RAID5 的扩展， 主要是用于要求数据绝对不能出错的场合，使用了二种奇偶校验值，所以需要 N+2 个磁盘，同时对控制器的设计变得十分复杂，写入速度也不好，用于计算奇偶校验值和验证数据正确性所花费的时间比较多，造成了不必须的负载，很少人用。

总结：

比 RAID5 的数据安全性更高。允许损坏两块硬盘，每块硬盘有两个校验位，造成了不必须的负载，很少人用，主要是用于要求数据绝对不能出错的场合。

RAID10

是先将数据进行镜像操作，然后再对数据进行分组，RAID 1 在这里就是一个冗余的备份阵列，而 RAID 0 则负责数据的读写阵列。至少要四块盘，RAID 10 对存储容量的利用率和 RAID 1 一样低，只有 50% ，Raid1+0 方案造成了 50%的磁盘浪费，但是它提供了 200%的速度和单磁盘损坏的数据安全性，并且当同时损坏的磁盘不在同一 Raid1 中，就能保证数据安全性、RAID 10 能提供比 RAID 5 更好的性能。这种新结构的可扩充性不好，使用此方案比较昂贵

Raid10可以在其中一块硬盘完全离线的情况下依旧正常工作，并且在插入新硬盘替换坏盘后会按照raid1的规则进行数据重建，安全性相比单纯的raid0有了大幅度提高。

总结：

先将数据进行镜像操作，然后再对数据进行分组，存储空间利用率只有50%，但它提供了 200%的速度和允许单磁盘损坏的数据安全性；数据读写能力仅次于RAID 0；并且当同时损坏的磁盘不在同一 Raid1 中，就能保证数据安全性，价格高；

RAID01

raid01与raid10的架构顺序刚好相反，raid01是先做条带再做镜像，结构如图：

这种架构的安全性低于raid10，而两者由于IO数量一致。读写速度相同，使用的硬盘数量也一致。所以raid10比raid01是一种更为先进的架构。

总结：

RAID 01与RAID 10 读写速度相同，使用的硬盘数量一致，但安全性低于RAID 10，没有数据冗余，一旦有硬盘损坏数据无法恢复。

二、RAID级别间优缺点对比

软RAID

软raid很简单，就是由操作系统来构建的raid阵列。软raid会吃掉一部分的主机CPU 资源用于raid阵列的开销，比如数据计算等。相比硬件raid，软raid只要系统支持即可，成本较低。但是同样的，因为吃CPU，所以速度比硬件raid较慢，安全性也低。

一句话总结：

无独立的RAID控制卡，由操作系统和CPU来实现所有的RAID功能。占用CPU资源，如果操作系统出现故障，则RAID信息会丢失，RAID功能将不可用。 跟硬RAID比性能差，但成本低。

硬RAID

硬件raid则是由专门的raid设备来实现的raid，一般是raid卡，或者主板集成的raid 功能。硬件raid有自己的raid控制器以及IO芯片，而高端一些的raid卡往往还有电池以DRAM等硬件，整体性能是比软raid好一些的。而且因为硬件raid独立于操作系统，安全性也相对较高。但是同样的，因为需要额外的硬件，所以价格相对也较高。

一句话总结：

拥有独立的RAID控制卡，通过RAID卡实现所有的RAID功能，不占用CPU资源。 性能好，但成本高

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