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在计算机存储中，RAID（冗余独立磁盘阵列）是一种重要的技术，用于提高数据冗余性和性能。RAID级别决定了数据存储和冗余的方式。本文将详细介绍不同的RAID级别及其特点。
目录：
[TOC]
随着现代数据中心业务量的不断增长，单台服务器往往难以满足庞大的数据存储需求。为了提高容量和数据安全性，硬盘组和虚拟磁盘成为了数据存储架构中重要的组成部分。在开始之前，我们需要了解一下硬盘组与虚拟磁盘。
一、硬盘组与虚拟磁盘
1.1 硬盘组（Drive Group）
也被称为"Drive Group"（简称"DG"）、"Array"或"RAID组"，具体名称根据实际应用和厂商的术语而异。
硬盘组是将多个物理硬盘以某种特定的方式组合起来，形成一个整体对外提供数据存储的解决方案。可以提供更大的存储容量、提高数据读写性能、增强数据冗余和安全性。
1.2 虚拟磁盘（Virtual Drive）
也被称为"Virtual Drive"、"Virtual Disk"（简称"VD"）、"Volume"或"Logical Device"（简称"LD"）等，术语因厂商而异。
虚拟磁盘是通过对硬盘组进行划分，形成连续的数据存储单元，提供比单个物理硬盘更大容量、更高安全性和数据冗余性的解决方案。一个完整的硬盘组、多个完整的硬盘组、一个硬盘组的一部分、多个硬盘组的一部分等多种形式。
1.3 硬盘组和虚拟磁盘的关系
硬盘组为虚拟磁盘提供基础支持，是虚拟磁盘的构建基石。虚拟磁盘则通过对硬盘组的灵活划分和配置，满足不同业务场景的存储需求。虚拟磁盘依赖于硬盘组的存在，硬盘组提供了底层的物理存储资源。虚拟磁盘通过对硬盘组的不同划分方式，可以实现对数据存储的高度灵活性和可配置性。在数据中心中，硬盘组和虚拟磁盘的有效管理是确保数据安全性和性能的关键。
二、RAID级别
2.1 RAID 0
条带化存储性能的巅峰
RAID 0，又被称为条带化（Stripe）或分条（Striping），代表了在所有RAID级别中获得最高存储性能的一种配置。其基本原理是将连续的数据分散存储到多个硬盘上，从而实现并行存取，提高整体存储性能。
RAID 0提高存储性能的核心思想是通过将数据分散存储在多个硬盘上，实现并行化的读写操作。具体处理流程如下：
- 数据分散： 系统向由多块硬盘组成的逻辑硬盘（RAID 0硬盘组）发出I/O数据请求，这些请求被转化为对各个硬盘的操作。
- 并行操作： 数据请求被分割为多个部分，每个部分对应于硬盘组中的一块物理硬盘。这样，每个硬盘都可以并行执行自己负责的数据请求。
- 提高速度： 由于并行操作的存在，同一时间内，硬盘组的读写速度得到显著提升。理论上，三块硬盘的并行操作可以使硬盘整体读写速度提高3倍。
处理流程图
+---------------------------------------------+
| RAID 0 硬盘组 |
| |
| +---------+ +---------+ +---------+ |
| | 硬盘 1 | | 硬盘 2 | | 硬盘 3 | |
| +---------+ +---------+ +---------+ |
| |
+---------------------------------------------+
|
v
+---------------------------------------+
| 并行操作的数据请求 |
| |
| +---------+ +---------+ +---------+ |
| | 操作 1 | | 操作 2 | | 操作 3 | |
| +---------+ +---------+ +---------+ |
+---------------------------------------+
|
v
+---------------------------------------+
| 实际执行的数据请求 |
| |
| +---------+ +---------+ +---------+ |
| | 数据 1 | | 数据 2 | | 数据 3 | |
| +---------+ +---------+ +---------+ |
+---------------------------------------+
优势：
- 性能提升： 并行读写操作显著提高了整体存储性能。
- 简单高效： 实现简单，无需额外的计算和校验操作。
局限性：
- 无冗余： 没有数据冗余，一块硬盘损坏会导致全部数据丢失。
- 不适用于安全要求高的场合： 适用于对I/O速率要求高、但数据安全性要求较低的场景。
2.2 RAID 1
镜像存储的可靠之选
RAID 1，又被称为镜像（Mirror）或镜像存储（Mirroring），是一种数据冗余的RAID级别。在RAID 1中，每个工作盘都有一个镜像盘，数据在写入时同时写入两个盘，读取时则同时从工作盘和镜像盘读取。RAID 1以其高可靠性而闻名，常被应用于对容错要求较高的领域，如财政和金融。
RAID 1的核心原理是数据的完全镜像，主要处理流程如下：
写入数据： 当系统向RAID 1硬盘组中的一块硬盘（例如，Drive 0）写入数据时，系统会同时将用户写入Drive 0的数据自动复制到另一块硬盘（例如，Drive 1）上，实现数据的完全镜像。
读取数据： 在读取数据时，系统同时从两块硬盘（Drive 0和Drive 1）中读取，提高读取性能。
故障处理： 当发生硬盘故障时，系统可以通过复制的镜像数据重新构建工作盘，从而恢复数据的完整性。
处理流程图
+---------------------------------------------+
| RAID 1 硬盘组 |
| |
| +---------+ +---------+ |
| | 硬盘 0 | | 硬盘 1 | |
| +---------+ +---------+ |
| |
+---------------------------------------------+
|
v
+---------------------------------------+
| 数据写入与读取处理 |
| |
| +---------+ +---------+ |
| | 数据 | | 数据 | |
| | 写入 | | 读取 | |
| +---------+ +---------+ |
+---------------------------------------+
优势：
- 高可靠性： 数据的完全镜像确保了硬盘故障时数据的可靠性，不会导致数据丢失。
- 快速恢复： 当发生故障时，系统能够迅速从镜像数据中恢复工作盘。
局限性：
- 有效容量减小： 有效容量减半，因为每个数据都需要在两个硬盘上进行存储。
- 成本高： 镜像盘的存在增加了存储成本。
2.3 RAID 1E
强化的镜像技术
RAID 1E是RAID 1的增强版本，其工作原理类似于RAID 1，但提供了更多的硬盘容纳选项。数据的条带化和备份贯穿在逻辑盘中的所有硬盘，类似于RAID 1，它提供了数据冗余功能以及较高的性能。然而，RAID 1E允许使用至少三个硬盘，为用户提供了更大的灵活性。
RAID 1E的核心原理是将数据条带和备份分布在逻辑盘中的所有硬盘上。以下为RAID 1E的主要特征：
- 数据条带和备份： 类似于RAID 1，RAID 1E中的数据是镜像的，但是与RAID 1不同的是，这些镜像数据在逻辑盘中的所有硬盘上均匀分布。
- 逻辑盘容量： 逻辑盘的容量是硬盘总容量的一半，与RAID 1相似。
- 硬盘数量： RAID 1E至少需要三个硬盘组成。
处理流程图
+-------------------------------------------------------------------+
| RAID 1E 硬盘组 |
| |
| +---------+ +---------+ +---------+ |
| | 硬盘 1 | | 硬盘 2 | | 硬盘 3 | |
| +---------+ +---------+ +---------+ |
| | | | |
| +---|---------|----------|---+ |
| | RAID 1E 硬盘组 | |
| | | |
| +---+---+ +---+---+ +---+---+ |
| | 数据 | | 数据 | | 数据 | |
| | D0 | | D1 | | D2 | |
| +---+---+ +---+---+ +---+---+ |
+-------------------------------------------------------------------+
优势：
- 数据冗余性： 与RAID 1相似，RAID 1E提供了数据冗余，可以容忍单个硬盘的故障。
- 性能： RAID 1E在性能方面较RAID 1略有提升，因为它允许在逻辑盘中使用更多的物理硬盘。
局限性：
- 硬盘数量： RAID 1E至少需要三个硬盘，相对于RAID 1来说，硬盘的利用率较低。
- 成本： 相对于其他RAID级别，需要更多硬盘，成本可能较高。
2.4 RAID 5
性能、数据安全和成本的平衡
RAID 5是一种存储性能、数据安全和存储成本三者平衡的存储解决方案。通过循环冗余校验（Parity）的方式，实现数据的可靠性，并将校验数据分散存储在RAID的各成员盘上。这种配置使得RAID 5既适用于大数据量的操作，又适用于小数据的事务处理，成为一种综合性能与安全性的磁盘阵列。
RAID 5的核心原理在于采用循环冗余校验，将校验数据分散存储在RAID的各成员盘上。当其中一块硬盘发生故障时，可以通过其他成员盘上的数据重新构建故障硬盘上的数据。以下为RAID 5的基本处理流程：
- 奇偶校验信息： 设PA为A0、A1和A2的奇偶校验信息，PB为B0、B1和B2的奇偶校验信息，以此类推。
- 数据存储： RAID 5将数据和相对应的奇偶校验信息存储到各成员盘上，确保奇偶校验信息和相对应的数据分别存储在不同的硬盘上。
- 数据恢复： 当RAID 5的一个硬盘数据发生损坏时，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息可以恢复被损坏的数据。
RAID 5可以被理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案：
- 数据安全保障： RAID 5提供一定程度的数据安全保障，但保障程度相对于RAID 1较低。
- 硬盘空间利用率： RAID 5在硬盘空间利用率上相对于RAID 1更高，存储成本较低。
- 读写速度： RAID 5具有较RAID 0略低的数据读写速度，但写性能比写入单个硬盘时要高。
处理流程图
+------------------------------------------------+
| RAID 5 硬盘组 |
| |
| +---------+ +---------+ +---------+ +------+ |
| | 硬盘 1 | | 硬盘 2 | | 硬盘 3 | | 校验盘 | |
| +---------+ +---------+ +---------+ +------+ |
| |
+------------------------------------------------+
|
v
+---------------------------------------------------+
| 数据与奇偶校验信息存储 |
| |
| +---------+ +---------+ +---------+ +------+ |
| | 数据 1 | | 数据 2 | | 数据 3 | | 校验 | |
| +---------+ +---------+ +---------+ +------+ |
+---------------------------------------------------+
|
v
+---------------------------------------------------+
| 数据恢复与校验 |
| |
| +---------+ +---------+ +---------+ +------+ |
| | 数据 1 | | 数据 2 | | 数据 3 | | 校验 | |
| +---------+ +---------+ +---------+ +------+ |
+---------------------------------------------------+
优势：
- 性能平衡： 综合了性能、数据安全性和存储成本，适用于多种应用场景。
- 适用范围广： 既适用于大数据量的操作，也适用于小数据的事务处理。
局限性：
- 不适用于高度安全要求： 相对于RAID 1，数据安全性较低。
- 稍低的数据读写速度： 相对于RAID 0，数据读写速度略低。
2.5 RAID 6
高可靠性与容错性的升级
RAID 6是在RAID 5的基础上进行改进的一种存储方案。与RAID 5相比，RAID 6引入了第二个独立的奇偶校验信息块，极大地提高了数据的可靠性和容错性。尽管写性能较差，但RAID 6能够在两块硬盘同时失效的情况下仍然保持数据的完整性。
RAID 6在RAID 5的基础上引入了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统采用不同的算法，从而使得数据的可靠性非常高。以下为RAID 6的核心原理：
- 奇偶校验信息： 设PA为数据块A0、A1、A2的第一个校验信息块，QA为第二个校验信息块；PB为数据块B0、B1、B2的第一个校验信息块，QB为第二个校验信息块，以此类推。
- 数据存储： 数据块和两个独立的校验块分散存储到RAID 6的各个成员盘上。
- 容错性： 当任意一个或两个成员硬盘出现故障时，RAID 6可以从其他处于正常状态的硬盘上重新恢复或生成丢失的数据，保持数据的可用性。
处理流程图
+-----------------------------------------------------------------+
| RAID 6 硬盘组 |
| |
| +---------+ +---------+ +---------+ +------+ +------+ |
| | 硬盘 1 | | 硬盘 2 | | 硬盘 3 | | 校验 | | 校验 | |
| +---------+ +---------+ +---------+ +------+ +------+ |
| |
+-----------------------------------------------------------------+
|
v
+----------------------------------------------------------------+
| 数据与两个独立的奇偶校验信息存储 |
| |
| +---------+ +---------+ +---------+ +------+ +------+ |
| | 数据 1 | | 数据 2 | | 数据 3 | | 校验1 | | 校验2 | |
| +---------+ +---------+ +---------+ +------+ +------+ |
+----------------------------------------------------------------+
|
v
+----------------------------------------------------------------+
| 数据恢复与校验 |
| |
| +---------+ +---------+ +---------+ +------+ +------+ |
| | 数据 1 | | 数据 2 | | 数据 3 | | 校验1 | | 校验2 | |
| +---------+ +---------+ +---------+ +------+ +------+ |
+----------------------------------------------------------------+
优势：
- 高可靠性： 可以容忍两块硬盘的同时故障，提供极高的数据可靠性。
- 数据完整性： 在硬盘失效的情况下，RAID 6能够保持数据的完整性。
- 容错性强： 相对于RAID 5，容错性更强，适用于对数据完整性要求极高的环境。
局限性：
- 写性能较差： 相对于RAID 5，RAID 6的写性能较差，因为需要计算并写入两个独立的奇偶校验信息块。
- 硬盘空间利用率： 相对于RAID 5，需要更大的硬盘空间用于存储两个独立的奇偶校验信息块。
2.6 RAID 10
性能与数据安全的完美结合
RAID 10是一种将镜像（RAID 1）和条带化（RAID 0）进行两级组合的RAID级别。在RAID 10中，第一级采用RAID 1，即镜像，第二级采用RAID 0，即条带化。这种组合形式使得RAID 10在存储性能和数据安全性方面兼顾，提供了接近RAID 0的性能同时具备与RAID 1相似的数据安全保障。
RAID 10通过将镜像和条带化结合，实现了对性能和数据安全的双重考虑。以下为RAID 10的核心原理：
- 组合形式： RAID 10采用RAID 1和RAID 0的两级组合形式，首先实现硬盘的镜像，然后在镜像的基础上进行条带化。
- 子组： Drive 0和Drive 1组成一个子组0，Drive 2和Drive 3组成一个子组1。每个子组内的两个硬盘互为镜像。
- 数据存储： 系统向硬盘发出I/O数据请求时，数据请求按照RAID 0的方式，被分散到两个子组中并行执行。同时，通过RAID 1的方式，系统在向硬盘Drive 0写入数据的同时将数据自动复制到硬盘Drive 1上，以此类推。
处理流程图
+------------------------------------------------------------------+
| RAID 10 硬盘组 |
| |
| +---------+ +---------+ +---------+ +---------+ |
| | 硬盘 0 | | 硬盘 1 | | 硬盘 2 | | 硬盘 3 | |
| +---------+ +---------+ +---------+ +---------+ |
| | | | | | |
| +---|---------|----------|---------|---+ | |
| | 子组 0 | | 子组 1 | | |
| | | | | | |
| +---+---+ +---+---+ +---+---+ +---+---+ +---+---+ |
| | 镜像 | | 镜像 | | 镜像 | | 镜像 | | 镜像 | |
| | | | | | | | | | | |
| | D0 | | D1 | | D2 | | D3 | | D4 | |
| +---+---+ +---+---+ +---+---+ +---+---+ +---+---+ |
+------------------------------------------------------------------+
优势：
- 高性能： 接近RAID 0的性能水平，适用于对性能要求较高的应用。
- 高数据安全性： 提供了RAID 1级别的数据安全保障，即使在硬盘故障时也能继续提供服务。
- 容错性强： 具备RAID 1的容错性，可以容忍多块硬盘的同时故障。
局限性：
- 成本较高： 相对于其他RAID级别，需要更多硬盘用于镜像，成本相对较高。
2.7 RAID 50
镜像阵列条带
RAID 50被称为镜像阵列条带，是RAID 5和RAID 0的组合形式。它将两种技术相结合，兼具RAID 5的数据冗余和RAID 0的条带化性能。在RAID 50中，一个RAID 50由多个RAID 5子组组成，数据的存储访问以RAID 0的形式分布在各个RAID 5子组上。
RAID 50的核心原理如下：
- 数据条带和校验： 类似于RAID 5，RAID 50将数据分区成条带，并使用校验位来保证数据的安全性，同时校验条带均匀分布在各个硬盘上。
- 子组结构： RAID 50由多个RAID 5子组组成，每个子组内部使用RAID 5的数据分布和校验方式。
- 数据访问： 数据的存储访问以RAID 0的形式分布在各个RAID 5子组上，提供了更优秀的读写性能。
处理流程图
+------------------------------------------------------------------+
| RAID 50 硬盘组 |
| |
| +---------+ +---------+ +---------+ +---------+ |
| | 硬盘 1 | | 硬盘 2 | | 硬盘 3 | | 硬盘 4 | |
| +---------+ +---------+ +---------+ +---------+ |
| | | | | | |
| +---|---------|----------|----------|---+ | |
| | RAID 5 子组 0 | RAID 5 子组 1 | | |
| | | | | |
| +---+---+ +---+---+ +---+---+ +---+---+ +---+---+ |
| | 数据 | | 数据 | | 数据 | | 数据 | | 数据 | |
| | D0 | | D1 | | D2 | | D3 | | D4 | |
| +---+---+ +---+---+ +---+---+ +---+---+ +---+---+ |
+------------------------------------------------------------------+
优势：
- 数据冗余性： 具备RAID 5的数据冗余性，可容忍单个硬盘的故障。
- 性能： 在提供冗余性的同时，具有比单纯的RAID 5更优秀的读写性能，类似于RAID 0。
- 容错性： 能够容忍多个子组同时单盘故障，提供更高的容错性。
局限性：
- 成本： 相对于单纯的RAID 5，需要更多硬盘，成本可能较高。
2.8 RAID 60
镜像阵列条带的进阶形式
RAID 60与RAID 50相似，采用了镜像阵列条带的分布方式，即RAID 6与RAID 0的组合形式。类似于RAID 50，RAID 60由多个RAID 6子组组成，数据的存储访问以RAID 0的形式分布在各个RAID 6子组上。RAID 60在提供更高性能的同时，保持了RAID 6的双重校验模块来确保数据的安全性。
RAID 60的核心原理如下：
- 数据条带和校验： 采用镜像阵列条带的分布方式，数据被分区成条带，并使用两个数据校验模块来保证数据的安全性，同时校验条带均匀分布在各个硬盘上。
- 子组结构： RAID 60由多个RAID 6子组组成，每个子组内部使用RAID 6的数据分布和校验方式。
- 数据访问： 数据的存储访问以RAID 0的形式分布在各个RAID 6子组上，提供了更高的读写性能。
处理流程图
+------------------------------------------------------------------+
| RAID 60 硬盘组 |
| |
| +---------+ +---------+ +---------+ +---------+ |
| | 硬盘 1 | | 硬盘 2 | | 硬盘 3 | | 硬盘 4 | |
| +---------+ +---------+ +---------+ +---------+ |
| | | | | | |
| +---|---------|----------|----------|---+ | |
| | RAID 6 子组 0 | RAID 6 子组 1 | | |
| | | | | |
| +---+---+ +---+---+ +---+---+ +---+---+ +---+---+ |
| | 数据 | | 数据 | | 数据 | | 数据 | | 数据 | |
| | D0 | | D1 | | D2 | | D3 | | D4 | |
| +---+---+ +---+---+ +---+---+ +---+---+ +---+---+ |
+------------------------------------------------------------------+
优势：
- 数据冗余性： 具备RAID 6的数据冗余性，可容忍两个硬盘的故障。
- 性能： 在提供冗余性的同时，具有比单纯的RAID 6更优秀的读写性能，类似于RAID 0。
- 容错性： 能够容忍多个子组同时两个硬盘的故障，提供更高的容错性。
局限性：
- 成本： 相对于单纯的RAID 6，需要更多硬盘，成本可能较高。
三、RAID级别比较
3.1 容错能力
RAID 0
容错能力： 不提供容错功能。任意一个成员盘出现故障都会导致数据丢失。
适用场景： 高性能但不需要容错的应用场景。
RAID 1
容错能力： 提供100%的数据冗余能力。当一个成员盘故障时，可以使用其他硬盘的数据来运行系统，并重构故障盘。
适用场景： 需要最大容错能力和最小容量要求的应用场景。
RAID 5
容错能力： 结合了分布式奇偶校验和硬盘条带化。奇偶校验为1个硬盘提供冗余特性，当一个成员盘故障时，使用奇偶校验数据来重构所有丢失的信息。
适用场景： 提供足够的容错能力，适用于需要较小系统开销的应用场景。
RAID 6
容错能力： 结合了分布式奇偶校验和硬盘条带化。奇偶校验为2个硬盘提供冗余特性，当一个成员盘故障时，使用奇偶校验数据来重构所有丢失的信息。
适用场景： 提供足够的容错能力，适用于需要更高冗余的应用场景。
RAID 10
容错能力： 使用多个RAID 1提供完整的数据冗余能力。每对镜像硬盘组提供100%的冗余。
适用场景： 所有需要通过镜像硬盘组提供100%冗余能力的场景。
RAID 50
容错能力： 使用多个RAID 5的分布式奇偶校验提供数据冗余能力。每个RAID 5分组允许1个成员盘故障。
适用场景： 保证数据完整性的同时提供较高的性能，适用于需要较小系统开销的应用场景。
RAID 60
容错能力： 使用多个RAID 6的分布式奇偶校验提供数据冗余能力。每个RAID 6分组允许2个成员盘故障。
适用场景： 保证数据完整性的同时提供较高的性能，适用于需要更高冗余的应用场景。
为了便于记忆，瑞哥这里整理成表格：
| RAID 级别 | 容错能力 | 适用场景 |
|---|---|---|
| RAID 0 | 不提供容错功能。任意一个成员盘故障都导致数据丢失 | 高性能但不需要容错的应用场景 |
| RAID 1 | 提供100%的数据冗余能力。一个成员盘故障时，可使用其他硬盘数据并重构故障盘 | 需要最大容错能力和最小容量要求的应用场景 |
| RAID 5 | 结合分布式奇偶校验和硬盘条带化。奇偶校验为1个硬盘提供冗余特性。当一个成员盘故障时，使用奇偶校验数据重构信息 | 提供足够容错能力，适用于较小系统开销的场景 |
| RAID 6 | 结合分布式奇偶校验和硬盘条带化。奇偶校验为2个硬盘提供冗余特性。当一个成员盘故障时，使用奇偶校验数据重构信息 | 提供足够容错能力，适用于需要更高冗余的场景 |
| RAID 10 | 使用多个RAID 1提供完整的数据冗余能力。每对镜像硬盘组提供100%的冗余 | 所有需要通过镜像硬盘组提供100%冗余能力的场景 |
| RAID 50 | 使用多个RAID 5的分布式奇偶校验提供数据冗余能力。每个RAID 5分组允许1个成员盘故障 | 保证数据完整性的同时提供较高的性能 |
| RAID 60 | 使用多个RAID 6的分布式奇偶校验提供数据冗余能力。每个RAID 6分组允许2个成员盘故障 | 保证数据完整性的同时提供较高的性能，适用于更高冗余要求的场景 |
3.2 读写性能
RAID组可作为一个单独的存储单元或多个虚拟单元被系统使用。由于可以同时访问多个硬盘，RAID组对于I/O读写速率较普通硬盘更高。
RAID 0
性能特点： 提供优异的性能。RAID 0将数据分割为较小的数据块并写入到不同的硬盘中，由于可以同时对多个硬盘进行读写，RAID 0提升了I/O性能。
RAID 1
性能特点： 由于RAID组中的硬盘都是成对出现，写数据时必须同时写入2份，占用更多时间和资源，导致性能降低。
RAID 5
性能特点： 提供较高的数据吞吐能力。每个成员盘上同时保留常规数据和校验数据，使得每个成员盘都可以独立读写，再加上完善的Cache算法，使得RAID 5在很多应用场景中表现出色。
RAID 6
性能特点： 在需要高可靠性、高响应率、高传输率的场景下，RAID 6是较为适合的RAID级别。提供高数据吞吐量、数据冗余性和较高的I/O性能，但在写操作期间性能降低。
RAID 10
性能特点： 由RAID 0子组提供高数据传输速率的同时，RAID 10在数据存储方面表现优异。I/O性能随着子组数量的增加而提升。
RAID 50
性能特点： 在需要高可靠性、高响应率、高传输率的场景下，RAID 50表现最好。I/O性能随着子组数量的增加而提升。
RAID 60
性能特点： 使用场景与RAID 50类似，但由于每个成员盘必须写入2组奇偶校验数据，使得在写操作中性能降低，因此RAID 60不适用于大量写入任务。
同样，为了便于记忆，瑞哥这里整理成表格：
| RAID 级别 | 性能特点 | 适用场景 |
|---|---|---|
| RAID 0 | 提供优异的性能。数据分割成小块写入不同硬盘，提升I/O性能 | 需要高性能但不需容错的应用场景 |
| RAID 1 | 由于硬盘成对出现，写数据时同时写入2份，性能相对降低 | 需要最大容错能力和最小容量要求的应用场景 |
| RAID 5 | 提供较高的数据吞吐能力。每个成员盘可独立读写，表现出色 | 提供足够容错能力，适用于较小系统开销的场景 |
| RAID 6 | 提供高数据吞吐量、数据冗余性和较高的I/O性能，写操作时性能降低 | 需要高可靠性、高响应率、高传输率的场景 |
| RAID 10 | 由RAID 0子组提供高数据传输速率，数据存储性能优异 | 所有需要100%冗余能力的场景，I/O性能随子组数量增加而提升 |
| RAID 50 | 在高可靠性、高响应率、高传输率的场景下表现最好，I/O性能提升 | I/O性能随子组数量增加而提升 |
| RAID 60 | 与RAID 50类似，但写操作中性能降低，不适用于大量写入任务 | 适用于高可靠性和性能的场景，不适用于大量写入任务 |
3.3 存储容量
在选择RAID级别时，存储容量是一个重要的参数。
RAID 0
存储容量计算： 可用容量 = 成员盘最小容量 × 成员盘数量。在指定一组硬盘后，RAID 0可以提供最大的存储容量。
RAID 1
存储容量计算： 可用容量 = 成员盘最小容量。由于写入时必须同时写入另一个硬盘，导致存储空间损耗。
RAID 5
存储容量计算： 可用容量 = 成员盘最小容量 × （成员盘数量 - 1）。校验数据块与常规数据块隔离，整体上来说，校验数据会占用1个成员盘的容量。
RAID 6
存储容量计算： 可用容量 = 成员盘最小容量 × （成员盘数量 - 2）。2个独立的校验数据块与常规数据块隔离，整体上来说，校验数据会占用2个成员盘的容量。
RAID 10
存储容量计算： 可用容量 = 子组容量之和。
RAID 50
存储容量计算： 可用容量 = 子组容量之和。
RAID 60
存储容量计算： 可用容量 = 子组容量之和。
同样，为了便于记忆，瑞哥这里整理成表格：
| RAID Level | 存储容量计算 | 存储容量表达式 |
|---|---|---|
| RAID 0 | 可用容量 = 成员盘最小容量 × 成员盘数量 | 可用容量 = 成员盘最小容量 × 成员盘数量 |
| RAID 1 | 可用容量 = 成员盘最小容量 | 可用容量 = 成员盘最小容量 |
| RAID 5 | 可用容量 = 成员盘最小容量 × （成员盘数量 - 1） | 可用容量 = 成员盘最小容量 × （成员盘数量 - 1） |
| RAID 6 | 可用容量 = 成员盘最小容量 × （成员盘数量 - 2） | 可用容量 = 成员盘最小容量 × （成员盘数量 - 2） |
| RAID 10 | 可用容量 = 子组容量之和 | 可用容量 = 子组容量之和 |
| RAID 50 | 可用容量 = 子组容量之和 | 可用容量 = 子组容量之和 |
| RAID 60 | 可用容量 = 子组容量之和 | 可用容量 = 子组容量之和 |
四、如何选择RAID级别？
选择适当的RAID级别取决于你的特定需求和优先事项。
性能需求：
- 如果对读写性能有极高的要求，而数据冗余性不是首要考虑因素，可以选择RAID 0。RAID 0通过条带化方式提高性能，但没有冗余机制。
- 如果需要较高的读性能并具有一定的写性能，同时需要数据冗余，可以考虑RAID 5或RAID 10。
数据冗余需求：
- 如果对数据冗余性有严格的要求，即便牺牲一些性能，可以选择RAID 1，RAID 5，RAID 6，RAID 10等具有冗余机制的级别。
- RAID 1提供最高级别的冗余，每个硬盘都有镜像，但有效容量为总容量的一半。
- RAID 5和RAID 6提供相对较高的冗余能力，并能在硬盘损坏时恢复数据。
可用存储容量：
- 如果需要最大化可用存储容量，可以考虑RAID 0，尤其在对冗余性要求不高的情况下。
- RAID 5和RAID 6提供相对较高的存储容量，并具备冗余性。
成本和效能平衡：
- RAID 10通常提供良好的读写性能和高冗余性，但会占用更多的硬盘空间。
- RAID 50和RAID 60是性能和冗余性的平衡选择，适用于中等到大型数据集。
故障容忍能力：
- 如果系统对故障的容忍能力要求极高，可以选择RAID 6，RAID 10，RAID 50，或者RAID 60，因为它们提供了较高的冗余性。
应用场景：
- 不同的应用场景可能需要不同的RAID级别。例如，数据库服务器可能更适合RAID 10，而文件服务器可能适合RAID 5或RAID 6。
预算：
- 预算也是一个考虑因素。RAID级别的选择可能会影响硬件和存储设备的成本，因此需要在性能、冗余性和成本之间找到平衡。
在做出决策之前，建议仔细评估你的需求，并考虑系统的性能、冗余性和可用存储容量之间的权衡关系。
