raid0,raid1,raid5,raid10之间的区别

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2024年3月31日发(作者：)

raid0

RAID 0(别名：条带)

容错性：没有 冗余类型：没有

热备盘选项：没有 读性能：高

随机写性能：高 连续写性能：高

需要的磁盘数：只需2个或2*N个（这里应该是多于两个硬盘都可以） 可用容量：总的

磁盘的容量

典型应用：无故障的迅速读写，要求安全性不高，如图形工作站等。

RAID 0又称为Stripe或Striping，它代表了所有RAID级别中最高的存储性能。RAID 0

提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取，这样，系统有数据请求就可以

被多个磁盘并行的执行，每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操

作可以充分利用总线的带宽，显著提高磁盘整体存取性能。

如图1所示:系统向三个磁盘组成的逻辑硬盘(RADI 0 磁盘组)发出的I/O数据请求被转

化为3项操作，其中的每一项操作都对应于一块物理硬盘。我们从图中可以清楚的看到通过

建立RAID 0，原先顺序的数据请求被分散到所有的三块硬盘中同时执行。

从理论上讲，三块硬盘的并行操作使同一时间内磁盘读写速度提升了3倍。 但由于总线

带宽等多种因素的影响，实际的提升速率肯定会低于理论值，但是，大量数据并行传输与串

行传输比较，提速效果显著显然毋庸置疑。

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。

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。

计算机技术发展迅速，但硬盘传输率也成了性能的瓶颈。怎么办？IDE RAID技术的成熟

让我们轻松打造自己的超高速硬盘。在实际应用中，RAID 0硬盘阵列能比普通IDE 7200转

ATA 133硬盘快得多，时至今日，在大多数的高端或者玩家主板上我们都能找到一颗PROMISE

或者HighPoint的RAID芯片，同时发现它们提供的额外几个IDE接口。没错，RAID已经近

在眼前，难道你甘心放弃RAID为我们带来的性能提升吗？答案当然是否定的！

实用的IDE RAID

RAID可以通过软件或硬件实现。像Windows 2000就能够提供软件的RAID功能，但是这

样需要消耗不小的CPU资源，降低整机性能。而硬件实现则是一般由RAID卡实现的，高档的

SCSI RAID卡有着自己专用的缓存和I/O处理器，但是对于家庭用户来说这样的开销显然是

承受不了的，毕竟为了实现RAID买两个或者更多的HDD已经相当不容易了。我们还有一种折

中的办法——IDE RAID。或许这才是普通人最容易接受的方法。虽然IDE RAID在功能和性能

上都有所折中，但相对于低廉的价格，普通用户看来并不在意。

为什么要用RAID 0

RAID 0至少需要两块硬盘才能够实现，它的容量为组成这个系统的各个硬盘容量之和，

这几块硬盘的容量要相同，在家用IDE RAID中一般级联两块硬盘，一定要用同型号同容量的

硬盘。RAID 0模式向硬盘写入数据的时候把数据一分为二，分别写入两块硬盘，读取数据的

时候则反之，这样的话，每块硬盘只要负担一半的数据传输任务，得到的结果也就是速度的

增加。

实用的IDE RAID

下面我们就以HighPoint HPT372 RAID控制芯片为例组建一个RAID系统，让两个硬盘

“变”成一个硬盘！

默认的RAID模式为RAID 0，当然我们也可以根据需要选择其它RAID模式。

无论是主板板载的IDE RAID控制芯片还是独立的PCI接口IDE RAID控制器，它们都有

一个用来进行配置和工作的独立BIOS，它们的BIOS设置画面会在系统POST完成之后显示，

我们可以看到这时候HighPoint HPT372 IDE RAID控制芯片的BIOS画面已经出现在屏幕上，

按Ctrl+H进入控制界面。

这里我们看到可以选择的依次有Create Array(建立阵列)、Delete Array(删除阵列)、

Create/Delete Spare(建立、删除)和Select Boot Disk(选择启动硬盘)这几个选项。而在

选项的下方则显示了所识别到的硬盘和它们的工作状态。我们要建立一个阵列，所以选择

Create Array，在出现的画面中我们就可以完成所有的阵列建立设置工作，在Array Mode中

我们可以选择建立RAID的种类，默认的是RAID 0模式，当然我们可以根据需要选择RAID 0、

0+1、JBOD等。

RAID1

raid 1简介

RAID 1又称为Mirror或Mirroring（镜像），它的宗旨是最大限度的保证用户数据的可

用性和可修复性。 RAID 1的操作方式是把用户写入硬盘的数据百分之百地自动复制到另外

一个硬盘上。

raid 1的工作原理

如图所示：当读取数据时，系统先从RAID1的源盘读取数据，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。

raid 1的优缺点

由于对存储的数据进行百分之百的备份，在所有RAID级别中，RAID 1提供最高的数据

安全保障。同样，由于数据的百分之百备份，备份数据占了总存储空间的一半，因而Mirror

（镜像）的磁盘空间利用率低，存储成本高。Mirror虽不能提高存储性能，但由于其具有的

高数据安全性，使其尤其适用于存放重要数据，如服务器和数据库存储等领域。

raid 1的制作

前提：选购好一点的raid 卡，主流产品为台湾的promise fasttrak 100价格在320左

右，支持raid 0、1、0+1，自己用可以用差一点，例如 promise smart什么的，才要130元。

1. 物理联接：二个硬盘都要跳成主盘分别用数据线（最好是ＲＡＩＤ卡自带的）接到Ｒ

ＡＩＤ卡的ＩＤＥ１、ＩＤＥ２上，

2. 接好并插到服务器上开机会检测到ＲＡＩＤ卡的状态的，出现“No Array is

”，表示没有建立任何ＲＡＩＤ方式，

3. 此时按下CTRL + F，

4. 进入操作界面，

5. 按下 [1] Auto Setup，

6. 进入到 [Auto Setup Options Menu] 中，

7. 利用左右方向键或空格键，

8. 将Optimize Array for：设成 Security 这项，

9. 然后按下CTRL+Y保存，

10. 出现确定选项，

11. 按 Y 继续，

12. 选择源盘，

13. 请 [ Please Select A Source Disk ] 中将亮条移动到源盘上按下 ENTER 按键，

14. 准备插入软盘，

15. 建立镜像，

16. 按Y 继续，

17. 制作要一个过程，18. 40G要20分钟左右，

19. 80G要40分钟左右，

20. 完成了，

21. 按下任意键重启，

22. 重启后看到如下画面，

23. 表示RAID建立正常，

24. 正常建立以后，要用sfdisk分区，

25. 安装操作系统时会提示有没有SCSI设备，在此时按下功能键F6什么的。安装promise

的驱动（自带的那两张软盘），然后正常安装即可。

RAID 1技术详析

RAID 1是这样一种模式，拿两块盘的例子来进行说明，如图4.9所示。

RAID 1和RAID 0不同，RAID 0对数据没有任何保护措施，每个Block都没有备份或者

校验保护措施。RAID 1对虚拟逻辑盘上的每个物理Block，都在物理盘上有一份镜像备份，

也就是说数据有两份。对于RAID 1的写IO，速度不但没有提升，而且有所下降，因为数据

要同时向多块物理盘写，时间以最慢的那个为准，因为是同步的。而对于 RAID 1 的读 IO

请求，不但可以并发，而且就算顺序IO的时候，控制器也可以像RAID 0一样，从两块物理

盘上同时读数据，提升速度。RAID 1可以没有Stripe的概念，当然也可以有。同样我们总

结出表4.2。

表4.2 RAID 1系统相对于单盘的IO对比

注：N=组成RAID 1镜像物理盘的数目。

在读、并发IO的模式下，由于可以并发N个IO，每个IO占用一个物理盘，这就相当于

提升了 N 倍的 IOPS。由于每个 IO 只独占了一个物理盘，所以数据传输速度相对于单盘并

没有改变，所以不管是随机还是顺序IO，相对单盘都不变。

在读、顺序IO、随机IO模式下，由于IO不能并发，所以此时一个IO可以同时读取N

个盘上的内容。但是在随机IO模式下，寻道时间影响很大，纵使同时分块读取多个磁盘的内

容，也架不住寻道时间的抵消，所以性能提升极小。

在读、顺序IO、连续IO模式下，寻道时间影响到了最低，此时传输速率为主要矛盾，

同时读取多块磁盘的数据，时间减少为1/N，所以性能提升了N倍。

写IO的时候和读IO情况相同，就不做分析了。写IO因为要同时向每块磁盘写入备份数

据，所以不能并发 IO，也不能分块并行。但是如果控制器把优化算法做到极至的话，还是可

以并发IO的，比如控制器从IO队列中提取连续的多个IO，可以将这些IO合并，并发写入

磁盘，前提这几个IO必须是事务性的，也就是说LBA必须连续，不然不能作为一个大的合并

IO。而且和文件系统也有关系，文件系统碎片越少，并发几率越高。

RAID 0：无差错控制的带区组

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。

RAID 1：镜象结构

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。

RAID10：高可靠性与高效磁盘结构

这种结构无非是一个带区结构加一个镜象结构，因为两种结构各有优缺点，因此可以相互补

充，达到既高效又高速还可以的目的。大家可以结合两种结构的优点和缺点来理解这种新结

构。这种新结构的价格高，可扩充性不好。主要用于容易不大，但要求速度和差错控制的数

据库中。

raid5

容错性：有 冗余类型：奇偶校验

热备盘选项：有 读性能：高

随机写性能：低 连续写性能：低

需要的磁盘数：三个或更多

可用容量：（n-1）/n的总磁盘容量（n为磁盘数）

典型应用：随机数据传输要求安全性高，如金融、数据库、存储等。

RAID 5 是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。 以四个硬盘组成

的RAID 5为例，其数据存储方式如图4所示：图中，P0为D0，D1和D2的奇偶校验信息，

其它以此类推。由图中可以看出，RAID 5不对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的

奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储

于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验

信息去恢复被损坏的数据。

RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保

障，但保障程度要比Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相

近似的数据读取速度，只是多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度比对单个磁盘进行写入

操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息，RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1

高，存储成本相对较低。

RAID10

raid10

RAID10也被称为镜象阵列条带。象RAID0一样，数据跨磁盘抽取；象RAID1一样，每个

磁盘都有一个镜象磁盘, 所以RAID 10的另一种会说法是 RAID 0+1。RAID10提供100%的数

据冗余，支持更大的卷尺寸，但价格也相对较高。对大多数只要求具有冗余度而不必考虑价

格的应用来说，RAID10提供最好的性能。使用RAID10，可以获得更好的可靠性，因为即使两

个物理驱动器发生故障（每个阵列中一个），数据仍然可以得到保护。RAID10需要4 + 2*N 个

磁盘驱动器（N >=0)， 而且只能使用其中一半(或更小, 如果磁盘大小不一)的磁盘用量, 例

如 4 个 250G 的硬盘使用RAID10 阵列， 实际容量是 500G。

服务器级别的电脑可以通过HP NetRaid磁盘控制器实现。 家用机器市场可以透过主板

集成芯片， 例如 ICH10R 芯片（Intel Matrix Storage Manager)

支持ICH10R芯片的主板例子:

技嘉 GA-EP45-UD3R

华硕 P5Q (还有 PRO, DELUXE 版)

本文标签： 数据硬盘磁盘