好的硬盘并不便宜，因此用户选择创建 RAID 也就不足为奇了。唯一的问题是有不同的 RAID 级别。如果您不了解使用每种方法的要求、优点和缺点，您最终可能会感到失望。
这不一定是你。我们编写了这篇文章来揭穿不同的 RAID 级别，以便您可以根据您的硬件配置正确的级别。
什么是RAID？
这是一种经常用于提高硬盘性能的数据冗余技术。它通过创建备份解决方案来实现这一点，通过镜像磁盘来缓冲硬盘驱动器故障。
由于它创建多个虚拟硬盘，因此还可以扩展驱动器的存储容量，而不会降低性能。
有哪些不同的 RAID 级别？
在我们讨论 RAID 级别之前，您需要了解可以通过两种方式配置 RAID：硬件或软件。
- 硬件 RAID：在这种类型的存储配置中，使用专用硬件来执行数据存储和检索功能。唯一的缺点是控制器可能集成到主板中或作为附加卡安装，因此您需要兼容的主板、RAID 控制器驱动程序和芯片组。好的一面是，如果所有系统都正常运行，硬件 RAID 的速度非常快，因为它允许同时向多个驱动器读取和写入数据。
- 软件 RAID：软件 RAID 是将硬盘安装到您的计算机中，并且您的操作系统通过软件对其进行管理。它利用虚拟化技术将多个物理磁盘组合成一个虚拟磁盘。RAID 软件比硬件 RAID 使用更少的 CPU 功率，因为它不需要单独的处理单元。但是，它比基于硬件的 RAID 慢，因为它使用系统内存而不是专用内存进行磁盘处理。
1.RAID 0（条带阵列）
RAID 0 概述
在此阵列中，每个驱动器接收相同数量的数据。这是通过在每个驱动器上条带化数据来完成的，因此得名“条带阵列”。结果是所有驱动器都可以同时读取和写入，从而提高了性能。
如果您希望使用此级别的 RAID，请确保它用于非关键操作，因为存在数据丢失波动性问题。
使用 RAID 0 的好处
- 速度– 它为您的计算机提供了惊人的速度，因为它同时使用多个磁盘。
- 可扩展性– 由于它允许您一次使用多个磁盘，因此您可以创建具有任意数量驱动器的阵列。
- 存储容量– 由于使用两个或更多驱动器，您可以获得额外的存储容量。
- 节省成本– 两个或更多磁盘可以组合成一个逻辑驱动器，无需特殊的硬件或软件。
使用 RAID 0 的缺点
- 无冗余——当硬盘出现故障时，存储在其上的所有数据将永远丢失。因此，如果 RAID 0 中有 2 个磁盘，其中一个发生故障，则所有数据都将永远消失。
- 数据完整性问题——当数据以不一致的顺序写入磁盘或从磁盘读取时，就会出现这些问题，从而导致系统本身的不一致。
- 性能级别取决于驱动器的读/写速度– 如果驱动器速度较慢，则性能会很低，因为每次写入都必须经过两个磁盘才能完成。
2.RAID 1（镜像阵列）
RAID 1 概述
该存储技术通过使用两个或更多磁盘来保存相同的数据来提供容错能力。
当一个磁盘发生故障时，另一磁盘可以代替它继续无缝工作。只要阵列中至少一个磁盘继续正常工作，所有数据就保持可用。
您可以从“设置”应用程序轻松配置 RAID 1，因此它成为最流行的 RAID 类型也就不足为奇了。
使用 RAID 1 的好处
- 可靠性– 由于每个驱动器都有自己的控制器，并且可以读取和写入自己的物理磁盘，因此如果一个驱动器出现故障，可以更换该驱动器，而不会影响数据的完整性。
- 数据保护– 如果单个驱动器发生故障，您不会丢失任何数据，因为它已镜像到另一个驱动器中。您可以继续使用另一个驱动器，直到安装好替换驱动器。
- 经济高效– 与需要多个磁盘驱动器来实施的其他类型的 RAID 阵列相比，其实施简单，使其成为大多数用户的首选。
使用 RAID 1 的缺点
- 存储降级——您会损失一半的可用存储容量，因为每个驱动器都存储相同的数据。
- 性能下降– 由于必须始终访问镜像阵列中的两个驱动器，因此与使用两个单独的磁盘相比，会导致性能下降。
- 可扩展性– 如果您需要更多空间来存储数据，则添加更多容量并不容易，因为它仅限于两个驱动器。您只能更换出现故障的驱动器，但无法将另一个硬盘添加到阵列中。
- 磁盘更换可能会失败– 尽管您可以在出现故障时更换驱动器，但这并不像您想象的那么容易。如果您正在运行大型服务器，则可能需要关闭整个系统的电源，从而导致中断。
3.RAID 4（条带化和奇偶校验）
RAID 4 概述
RAID 4 有点像 RAID 1，但具有条带化功能。不同之处在于 RAID 4 在阵列中的所有驱动器上剥离数据。这为您提供了比 RAID 1 更多的吞吐量。
如果阵列中的任何一个驱动器出现故障，则可以使用其他驱动器在替换驱动器上重建数据。一般用于对性能要求较高的服务器中。
使用 RAID 4 的好处
- 性能增强– 通过将写入负载分散到多个磁盘来提高性能。
- 数据冗余——如果驱动器发生故障，它使用奇偶校验位来计算发生故障后需要替换哪些数据块。
- 高效存储– 这种类型的 RAID 不会浪费任何磁盘空间。每个字节都用于存储目的。
- 可扩展性– 允许根据需要添加额外的驱动器来增加容量。
使用 RAID 4 的缺点
- 读/写速度慢– 写入效率较低，因为奇偶校验块必须写入单独的物理磁盘。
- 需要大数据块——虽然它可以剥离少量数据，但它没有意义，因为它的成本可能超过它的好处。
- 可用性– RAID 4 技术并非在当今的所有存储配置中都可用。
4.RAID 5（冗余阵列）
RAID 5 概述
RAID 5 与 RAID 4 类似，但也有一些差异。该阵列由多个磁盘组成，这些磁盘被分为称为条带的块。阵列中的磁盘数量和每个磁盘上分配的空间量决定了阵列的容量。
它还提供更快的访问时间和更一致的性能。这是因为可以立即访问所有驱动器，而不是等待一个驱动器完成其操作，然后另一个驱动器才能访问它。
对于需要高水平数据保护和更高性能的服务器来说，这是常见的选择。
使用 RAID 5 的好处
- 性能增强– 由于 RAID 5 在所有驱动器上分布奇偶校验信息，因此可以通过在阵列中的所有驱动器上均匀分布数据来提高性能。
- 冗余– 故障风险很低，因为不同驱动器上有多个数据副本，因此即使一个驱动器发生故障，另一驱动器上也会留下足够的数据来自动重建它。
- 灵活– 您使用硬盘空间的方式具有更大的灵活性，因为您可以稍后添加更多驱动器，或者在不再需要时将其删除。
- 无缝驱动器更换– 当一个驱动器出现故障时，您可以轻松更换新驱动器，而无需关闭整个服务器。
使用 RAID 5 的缺点
- 性能下降– 当您向阵列添加更多驱动器时，性能会下降，因为每个驱动器都有自己独特的工作负载和性能配置文件。随着时间的推移，与单个驱动器相比，这将导致阵列效率降低且速度变慢。
- 复杂的重建过程– 与其他 RAID 级别相比，重建过程需要更多步骤。阵列中的磁盘丢失后，计算机可能需要几天甚至几周的时间才能恢复正常。
- 高维护性– RAID 5 需要在驱动器发生故障后进行重建，并且还需要定期维护以防止数据损坏。
5. RAID 6（双奇偶校验条带化）
RAID 6 概述
这种类型的 RAID 可提供数据冗余和性能优势。它使用两个奇偶校验磁盘来防止数据丢失，并且最多可以承受两个同时发生的驱动器故障。
额外的奇偶校验信息允许同时读取和写入块，而不必先等待奇偶校验计算完成，从而提高了性能。
使用 RAID 6 的好处
- 提高性能– RAID 6 通过将数据条带化到多个磁盘而不是在一个磁盘上只写入一次来提高性能。
- 支持更多驱动器——这使得可以使用更大的存储量，而不必担心系统瓶颈等性能问题。
- 数据保护– RAID 6 提供高水平的磁盘故障保护。如果一个驱动器出现故障，则可以使用另一个驱动器来重建阵列并恢复数据。
使用 RAID 6 的缺点
- 配置和管理更复杂– RAID 6 阵列使用比 RAID 5 阵列更复杂的算法，这使得它们的配置和管理更复杂。
- 写入速度慢– 由于奇偶校验数据需要与数据并行计算和写入，因此 RAID 6 的写入速度比其他 RAID 配置慢。
- 需要更多的 CPU 能力– 由于奇偶校验和磁盘故障时重建的 RAID 计算，RAID 6 需要更多的 CPU 能力来处理此类任务。
- 更长的恢复时间– 驱动器发生故障后，与其他 RAID 级别相比，恢复时间明显更长，因为重建奇偶校验信息并写回磁盘需要重建时间。
6.RAID 10（镜像和条带化）
RAID 10 概述
RAID 10 是一种 RAID 级别，它将 RAID 0 的性能和冗余与 RAID 1 的镜像相结合。这意味着数据会写入多个驱动器，但也会作为跨所有驱动器的单独块条带写入。
这样，如果一个驱动器出现故障，其他磁盘可以继续运行，并允许您从阵列中的剩余磁盘重建数据。
对于需要快速读取和写入而又不牺牲针对驱动器故障的保护的性能敏感型应用程序来说，它是一个绝佳的选择。
使用 RAID 10 的好处
- 灵活性– RAID 10 可为您提供高性能，且不会牺牲容错能力，反之亦然。它还可以配置为基于硬件或基于软件的 RAID。
- 更好的可扩展性– 您可以在以后添加更多磁盘来扩展存储容量，而无需重新创建阵列。
- 性能– 仅条带化就可以为多个驱动器提供出色的性能。然而，当与镜像结合使用时，您将获得两全其美的效果。
- 可靠性– 由于每个驱动器都维护自己的数据副本，因此 RAID 10 可以针对单个驱动器发生故障提供备份保护。
使用 RAID 10 的缺点
- 额外成本– RAID 10 阵列至少需要四个具有相同容量和速度的硬盘驱动器。硬盘驱动器并不便宜，因此这可能会减少您的口袋。为了降低成本，您可以对外部硬盘进行 RAID。
- 功耗增加– RAID 10 阵列比其他阵列需要更多电量，因为每个驱动器在将数据写入阵列时必须执行更多工作。
以表格形式总结 RAID 级别：
| 等级 | 类型 | 磁盘数量 | 冗余 | 表现 | 灵活性 | 配置 | 成本 |
| 磁盘阵列0 | 条纹 | 2 | 不 | 良好的阅读和良好的写作 | 低的 | 好简单 | 低的 |
| 磁盘阵列1 | 镜像 | 2 | 是的 | 良好的阅读和良好的写作 | 缓和 | 简单的 | 低的 |
| 磁盘阵列5 | 带奇偶校验的条带化 | 3 | 是的 | 良好的读取和良好的写入（可能会很慢） | 高的 | 缓和 | 缓和 |
| 磁盘阵列6 | 双奇偶校验条带化 | 4 | 是的 | 读高写慢 | 高的 | 缓和 | 低的 |
| 磁盘阵列10 | 镜像和条带化 | 4 | 是的 | 高读中写 | 极高 | 复杂的 | 高的 |
我应该使用什么 RAID 级别？
每个 RAID 级别都有不同的优点和缺点，因此在做出决定之前了解权衡非常重要。您的答案应该以几个因素为指导：成本、容量、冗余和性能。
如果性能是您最关心的问题，请选择 RAID 10；如果数据冗余更重要，请选择 RAID 6；如果容量比性能或数据冗余更重要，请选择 RAID 5。
选择最安全的 RAID 级别时，请寻找具有磁盘镜像属性的级别。根据您的需要，您可以选择 RAID 1 或 RAID 10。
最终，您选择的 RAID 级别将取决于您的具体需求。通过正确的选择，您可以获得更多的存储空间，而不必担心丢失任何数据。
希望本文能够帮助您了解不同 RAID 级别的工作原理，并且您将能够胜任将这些技能付诸实践的任务。
我们很想听听您对上述任何 RAID 级别的体验，因此请在下面的评论部分与我们互动。
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