RAID0/RAID1/RAID5/RAID10的核心原理、性能对比与选型指南-RAID技术白皮书PDF下载

    根据最新2025服务器厂商白皮书，RAID5、RAID 10、RAID1三种磁盘阵列，综合使用率占比超过92%。

    而其中的RAID 10是先做RAID 1再做RAID 0，所以本文重点简述RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 10的核心原理、性能对比与常用场景选型；

    同时提供LaCie官方RAID技术白皮书的在线阅读及下载，其内也详细介绍了RAID 3、RAID 6等磁盘整列，如有需要可下载阅读；

1. RAID 0（条带化）

原理：

• 将数据分割成块（条带），均匀分布到所有磁盘中。如下图所示：数据块 D0、D1、D2、D3 分别写入 驱动器1、驱动器2。

特点：

• 无冗余：任何一块磁盘损坏即导致全部数据丢失。

• 容量：总容量等于所有磁盘容量之和，如 3块1TB磁盘，可用空间则为3TB。

• 最少磁盘数：2 块。

性能：

• 读写速度：多驱动器并行读写，速度接近单盘的 N 倍（N=磁盘数）。

• 适用场景：需高性能但可容忍数据丢失的场景，如临时缓存、渲染工作站。

2. RAID 1（镜像）

原理：

• 完全复制数据到所有磁盘。如图：Disk1 和 Disk2 存储相同的数据副本D0、D1、D2。

特点：

• 高冗余：允许损坏所有镜像磁盘，最小配置下可坏 1 块。

• 容量：完全镜像，可用容量为总容量的一半（如 2×1TB → 有效容量 1TB）。

• 最少磁盘数：2 块。

性能：

• 读速度：接近单盘的 N 倍，可从任意盘读取。

• 写速度：与单盘相当。

• 适用场景：需高可靠性的场景，如操作系统盘、关键配置文件。

3. RAID 5（条带化 + 分布式校验）

原理：

• 数据条带化分布，每行分配一个校验块。校验块循环分布在不同磁盘，如图上P0、P1、P2校验块，当一块磁盘损坏，可通过校验块计算恢复出该磁盘数据。

特点：

• 单磁盘冗余：允许任意一块磁盘损坏，通过校验恢复数据。

• 容量：可用容量等于总硬盘容量减去1块硬盘容量（如 3×1TB → 有效容量 2TB）。

• 最少磁盘数：3 块。

性能：

• 读速度：多磁盘并行读取是，速度接近 RAID 0。

• 写速度：较慢，因为需计算并写入校验位，存在“写惩罚”。

• 适用场景：平衡性能、容量与成本，如文件服务器、NAS。

4. RAID 10（镜像 + 条带化）

原理：

• 先做 RAID 1 镜像组，再将多个镜像组组成 RAID 0。如图所示：Disk1+2 互为镜像，Disk3+4 互为镜像，两组再条带化。

特点：

• 高冗余：允许每组镜像中坏一块磁盘，甚至多块，只要不损坏同一组的全部磁盘。

• 容量：总容量等于总磁盘数除以2（如 4×1TB → 有效容量 2TB）。

• 最少磁盘数：4 块（需偶数）。

性能：

• 读写速度：并行读写，且无校验计算，速度接近 RAID 0。

• 可靠性：考虑高于 RAID 5。

• 适用场景：高性能与高可靠需求，如数据库、虚拟化平台。

应用场景对比：

为什么企业常用 RAID 10 而非 RAID 5？

• 性能：RAID 10 无校验计算，随机写入性能远超 RAID 5，尤其对小文件。

• 可靠性：RAID 5 重建大容量磁盘时易因第二块盘故障崩溃；RAID 10 无此风险。

• 成本：RAID 10 牺牲 50% 容量换取性能与安全，适合关键业务，如企业数据库、财务数据等。

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