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2024年3月11日发(作者：)

随着计算机应用的日益普及，人们对计算速度和性能的要求也逐渐提高。在一个完整的

计算机系统中，CPU和内存的作用固然重要，但是数据存储设备性能的好坏和速度的快慢

也直接影响到整个系统的表现。本文所要讲解的RAID技术起初主要应用于服务器高端市

场，但是随着个人用户市场的成熟和发展，正不断向低端市场靠拢，从而为用户提供了一种

既可以提升硬盘速度，又能够确保数据安全性的良好的解决方案。本文将对RAID技术进行

较为详细的介绍，希望能够对广大读者有所帮助。 入门基础 RAID是英文

Redundant Array of Inexpensive Disks的缩写，中文简称为磁盘阵列。其实，从RAID

的英文原意中，我们已经能够多少知道RAID就是一种由多块廉价磁盘构成的冗余阵列。虽

然RAID包含多块磁盘，但是在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现。RAID技

术分为几种不同的等级，分别可以提供不同的速度，安全性和性价比。 人们在开发RAID

时主要是基于以下设想，即几块小容量硬盘的价格总和要低于一块大容量的硬盘。虽然目前

这一设想还没有成为现实，RAID在节省成本方面的作用还不是很明显，但是RAID可以充

分发挥出多块硬盘的优势，实现远远超出任何一块单独硬盘的速度和吞吐量。除了性能上的

提高之外，RAID还可以提供良好的容错能力，在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继

续工作，不会受到损坏硬盘的影响。 RAID 0 我们在前文中已经提到RAID分为几

种不同的等级，其中，RAID 0是最简单的一种形式。RAID 0可以把多块硬盘连接在一起

形成一个容量更大的存储设备。最简单的RAID 0技术只是提供更多的磁盘空间，不过我们

也可以通过设置，使用RAID 0来提高磁盘的性能和吞吐量。RAID 0没有冗余或错误修复

能力，但是实现成本是最低的。 RAID 0最简单的实现方式就是把几块硬盘串联在一起

创建一个大的卷集。磁盘之间的连接既可以使用硬件的形式通过智能磁盘控制器实现，也可

以使用操作系统中的磁盘驱动程序以软件的方式实现。图示如下： 在上述配置中，我们

把4块磁盘组合在一起形成一个独立的逻辑驱动器，容量相当于任何任何一块单独硬盘的4

倍。如图中彩色区域所示，数据被依次写入到各磁盘中。当一块磁盘的空间用尽时，数据就

会被自动写入到下一块磁盘中。 这种设置方式只有一个好处，那就是可以增加磁盘的容

量。至于速度，则与其中任何一块磁盘的速度相同，这是因为同一时间内只能对一块磁盘进

行I/O操作。如果其中的任何一块磁盘出现故障，整个系统将会受到破坏，无法继续使用。

从这种意义上说，使用纯RAID 0方式的可靠性仅相当于单独使用一块硬盘的1/4（因为本

例中RAID 0使用了4块硬盘）。 虽然我们无法改变RAID 0的可靠性问题，但是我们

可以通过改变配置方式，提供系统的性能。与前文所述的顺序写入数据不同，我们可以通过

创建带区集，在同一时间内向多块磁盘写入数据。具体如图所示： 上图中，系统向逻辑

设备发出的I/O指令被转化为4项操作，其中的每一项操作都对应于一块硬盘。我们从图

中可以清楚的看到通过建立带区集，原先顺序写入的数据被分散到所有的四块硬盘中同时进

行读写。四块硬盘的并行操作使同一时间内磁盘读写的速度提升了4倍。 在创建带区

集时，合理的选择带区的大小非常重要。如果带区过大，可能一块磁盘上的带区空间就可以

满足大部分的I/O操作，使数据的读写仍然只局限在少数的一、两块硬盘上，不能充分的

发挥出并行操作的优势。另一方面，如果带区过小，任何I/O指令都可能引发大量的读写

操作，占用过多的控制器总线带宽。因此，在创建带区集时，我们应当根据实际应用的需要，

慎重的选择带区的大小。 我们已经知道，带区集可以把数据均匀的分配到所有的磁盘上

进行读写。如果我们把所有的硬盘都连接到一个控制器上的话，可能会带来潜在的危害。这

是因为当我们频繁进行读写操作时，很容易使控制器或总线的负荷超载。为了避免出现上述

问题，建议用户可以使用多个磁盘控制器。示意图如下： 这样，我们就可以把原先控制

器总线上的数据流量降低一半。当然，最好解决方法还是为每一块硬盘都配备一个专门的磁

盘控制器。RAID 1 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。所以，RAID 0一般只是在那些对数据

安全性要求不高的情况下才被人们使用。 RAID 1和RAID 0截然不同，其技术重点全

部放在如何能够在不影响性能的情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上。RAID

1是所有RAID等级中实现成本最高的一种，尽管如此，人们还是选择RAID 1来保存那些

关键性的重要数据。 RAID 1又被称为磁盘镜像，每一个磁盘都具有一个对应的镜像盘。

对任何一个磁盘的数据写入都会被复制镜像盘中；系统可以从一组镜像盘中的任何一个磁盘

读取数据。显然，磁盘镜像肯定会提高系统成本。因为我们所能使用的空间只是所有磁盘容

本文标签： 磁盘硬盘数据使用

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