RAID类型比较

RAID 0+1：

正如其名字一样RAID 0+1是RAID 0和RAID 1的组合形式，也称为RAID 10。

以四个磁盘组成的RAID 0+1为例，其数据存储方式如图3所示：

图3

RAID 0+1是存储性能和数据安全兼顾的方案。它在提供与RAID 1一样的数据安全保障的同时，也提供了与RAID 0近似的存储性能。

由于RAID 0+1也通过数据的100%备份提供数据安全保障，因此RAID 0+1的磁盘空间利用率与RAID 1相同，存储成本高。

RAID 0+1的特点使其特别适用于既有大量数据需要存取，同时又对数据安全性要求严格的领域，如银行、金融、商业超市、仓储库房、各种档案管理等。

各种RAID类型之间的比较

空间的利用率

表1表明了在RAID 1、RAID 5和RAID 6下有多少磁盘空间是可以给用户数据使用的。

表1：不同RAID类型的磁盘利用率比较

RAID类型

RAID 1 (2D + 2D)

RAID 5 (3D + 1D)

RAID 5 (7D + 1D)

空间利用率

50%

75%

数据盘和校验盘之间的比例

87.5%

备注

镜像

RAID 6 (6D + 2D) 75%

RAID 6 (6D + 2D)和RAID 5 (3D + 1D)

的利用率是一样的

性能之间的比较

表2表明了在足够磁盘数据的情况下各种RAID类型的性能比较，RAID 1 (2D + 2D)作为基准（100%）。

表2：不同RAID类型的性能比较

RAID类型

RAID 1 (2D + 2D)

RAID 5 (3D + 1D)

RAID 5 (7D + 1D)

RAID 6 (6D + 2D)

备注

随机读和顺序读

100%

100%

200%

200%

和磁盘的数量成正比

顺序写

100%

150%

350%

300%

和数据盘的数量成正比

随机写

100%

50%

100%

66.7%

比较RAID 5 (7D + 1D)和RAID 6 (6D + 2D)随机写

如表2中所示，RAID 6在增加了可靠性的同时，牺牲了部分随机写性能。在随机写操作中，在同样多的磁盘的RAID组中，RAID 6所花费的时间是RAID 5

的的1.5倍。每次RAID 5 (7D + 1D)进行一次随机写操作，实际上产生了4个I/O：读老的应用数据，读老的校验数据，写新的应用数据和写新的校验数据

（P）。而RAID 6做同样一个随机写操作，实际上需要6个I/O，读老的用户数据，读老的校验数据P，读老的校验数据Q，写新的用户数据，写新的校验数

据P，写新的校验数据Q。这样就造成了RAID 5 (7D + 1D)和RAID 6 (6D + 2D)随机写的33%性能差异。

RAID选择中的注意事项

在选择采用何种RAID类型的时候，必须注意以下事项：









用户数据需要多少空间

校验带来的磁盘空间损失

应用的性能要求

在磁盘故障时，磁盘的重建时间

随着用户数据的不断增长，用户采用大容量磁盘的可能性也与日俱增，但是在使用大容量硬盘的时候，必须要考虑过长的重建时间而引起的数据丢失风险。在

某些情况下，数据重建会非常困难或者对系统性能的冲击会很大，如：大交易量，大量写操作的数据库应用，建议采用RAID 6技术，这样可以给用户数据带

来更好的保护。

总结

RAID 5技术是很多存储系统数据保护的基础。但是采用RAID 5技术需要承担在第一块故障盘重建的过程中，第二块磁盘发生故障而导致数据丢失的风险。

而RAID 6技术的推出使得数据可以在两块磁盘同时故障的情况下也不会丢失。

RAID 6：昂贵的安全性

跟RAID 5一样，RAID 6的奇偶校验信息也分布在各个磁盘中，与RAID 5最大的不同，在于RAID 6可以为每个条带化的数据写两个奇偶校验，也就

是说，磁盘阵列中有两个磁盘同时失效，用户也可以访问阵列。我们可以比较一下RAID 5+热援备和RAID 6，RAID 6在磁盘失效后不能自动重置。在某块

磁盘失效之后，RAID 6的性能会有所下降，而RAID 5的情况还要差一些，RAID 5的性能将在重置时候下降很多。

RAID 6的双奇偶校验并不是简单的奇偶校验备份，而是采用另一种算法来计算同一数据的奇偶信息。RAID 6的算法很复杂，因此需要大量的资源来支持

RAID 6计算，这些计算任务就都落到了RAID 控制器或者CPU上了。RAID 6的双奇偶校验也一定程度上影响了RAID 6的写操作性能。

RAID 6对于关键任务应用还是很好的选择。RAID 6内通常都拥有大量的磁盘，因此也可以提供良好的读性能，对于读性能要求较高的应用也可以在RAID

6上运行。不过，RAID 6的复杂计算特点，使得RAID 6大多使用高端昂贵的控制器，所以在高端应用中比较普遍，我们的家用PC则基本没有使用。

RAID 6优点：

合理的磁盘使用比例。

可以容纳多达8个以上的磁盘。

读性能十分强大。

RAID 6缺点：

昂贵：计算机的能耗、控制器等等相关费用都十分高昂。

写性能非常差，几乎是所有RAID 中写性能最差的配置。

RAID 1+0 / 0+1分析

RAID 1+0 / 0+1 的配置的均衡性是相当理想的。RAID 1+0 / 0+1提供了较好的读、写性能，而且也提供了一定程度的冗余。

RAID 1+0 / 0+1都属于嵌套解决方案，也就是说RAID 1+0 / 0+1采用RAID 0的条带化数据，和RAID 1的镜像能力。RAID 1+0 和RAID 0+1

二者的区别在于RAID 1+0 (RAID 10)从一系列镜像驱动器建立条带化，而RAID 0+1则是将主条带设置镜像。

在操作上，管理员选择RAID 1+0 / 0+1大多是因为需要运行I/O要求较高的应用，I/O刚好是RAID 5和RAID 6的瓶颈。RAID 1+0 / 0+1的整体

费用可能也比较贵，在预算不吃紧的前提下才可以考虑。比起RAID 0+1，RAID 1+0提供了更好的容错和重置能力。

在RAID 1+0磁盘阵列之中，在镜像数据完好的前提下，RAID 1之中的某个磁盘失效，阵列还是可以正常运行，但是如果失效的磁盘没有被及时的替换，

那么单点运行的驱动器，一旦再次失效，整个磁盘阵列就不能正常运行了。

在RAID 0+1之中，则允许其中一个镜像中的磁盘全部失效，可是如果两个互为镜像的两块磁盘不幸同时失效，那么整个阵列就失效了。还有，如果重置

一个失效磁盘，那么整个阵列中的磁盘都必须参与其中，因为被重置的磁盘无法与互为镜像的RAID 0中的相应磁盘直接通信。而在RAID 1+0中，可以简单

重置失效的磁盘，因为可以与RAID 1内的另外一块磁盘镜像直接通信，因此RAID 1+0重置过程迅速许多。

RAID 1+0 / 0+1优点：

最好的性能表现，简单来说，就是一个复杂的RAID 0。

RAID 1+0 / 0+1缺点：

磁盘使用率较低(50%)。

容错程度只有一块磁盘。总结：构筑性能与安全性的基石

到今天为止，硬盘的制造工艺还是有限，如果长期使用计算机，不管是服务器SCSI、SAS硬盘还是家用的SATA和IDE硬盘，硬盘的失效可能性仍然是

所有计算机原件中最高的。因此RAID就显得非常必要了，不论对家庭还是对企业，RAID 都可以减少磁盘失效带来的不便。RAID当然也带来了性能提升，

不过这都是比较次要的因素。我们先前比较过RAID 0和单一磁盘的性能，我们发现RAID 0对于性能的提升非常有限，远没有达到100%，实际上，RIAD 0

只能提升5%~30%。因此如果部署RAID的出发点是硬盘性能提升，最好选用更好的CPU，而不是硬盘RAID。

RAID对用户的吸引力，还在于逻辑磁盘容量可以很大，现在的单一磁盘容量都还是比较有限。正如前文所说，我们很多用户都经历过硬盘失效，而且我

们的日常工作都越来越依赖PC，数据存储的价值越来越高。所以现在很多PC主板都包括了RAID 1功能，此时我们也有了新的疑问：保护数据存储，我们到

底应该将数据备份到别的移动媒介，还是一直运行我们的磁盘阵列直到其失效？

我想这个答案，每个人都会有不一样的回答，这也取决于不同的数据特点。比如家庭用户，使用Windows Home Server的备份功能可以很好的保护数

据，这对于普通用户而言，可能是比RAID更加简单更容易的选择。

而对于一些企业而言，RAID 提供的冗余并不足够。离线的存储也是非常必要的。RAID仅仅能够保持在磁盘损坏的时候，系统正常运行，但是我们遇到

的情况可能更加棘手——洪水、火灾、盗窃等等因素都可以瞬间摧毁我们的系统——如果数据非常重要，我们应该将其存储在不同的地域、并且多做备份。

许多存储管理员都在努力解决一个问题：什么时候采用RAID 6保护模式？什么时候采用RAID 10保护模式？RAID 10首先对数据

进行镜像，然后将数据在磁盘中条带化。RAID 6对数据分条后，进行两次奇偶校验，校验结果存储在不同的磁盘存储块中。我们来看

看RAID 6和RAID 10各自的优点。

如果阵列中有足够的磁盘，RAID 6消耗的存储较少。

RAID 10阵列只能存储一半磁盘容量的数据。剩下的一半容量被镜像占据。如果RAID 6阵列只有最少的磁盘数（4个），那么也只

能存储一半容量的数据。但是，磁盘数量增加后，情况就不同了。RAID 10阵列依然只能提供一半容量用于保护数据。但是如果给RAID

6阵列增加磁盘，可用容量比就会相应增加。如果将磁盘数量由4个增加为8个，奇偶校验仅消耗25%的磁盘容量；磁盘越多，容量消耗

比就越低。

RAID 6的计算更加密集。

RAID 6需要进行两次奇偶校验，以提供写保护，因而RAID 6的写速度小于其它级别的RAID。这也是RAID 6使用较少的一个原因。

RAID协处理器通常用于校验奇偶，提高RAID 6的写速度。

RAID 6能防止两个磁盘同时出现故障。

由于RAID 6采用双奇偶校验模式，可以防止两个磁盘同时出现故障。RAID 10能否防止两个磁盘同时出现故障，取决于故障发生的

位置。如果发生故障的磁盘处于同一镜像中，那么另一镜像可以接管。如果两个镜像中的磁盘都出现故障，那么你就麻烦了。

RAID 10重建速度较快。

RAID 6的主要缺陷是磁盘故障发生后，阵列重建的时间较长。即使是中等规模的阵列，可能也需要24小时才能重建，根据阵列中

的磁盘数量和磁盘容量而定。由于RAID 6用户往往采用最大数量的磁盘，RAID 6的使用越来越受到限制。

RAID 10无需专用硬盘。

大部分控制器支持RAID 10，性能良好。如果你要使用RAID 6，就得采用支持RAID 6的专用控制器。RAID 10对每次写操作都执行

双奇偶检验。

在对数据进行镜像时，RAID 10消耗了50%的驱动器容量。

如果阵列中使用8个以上的驱动器，RAID 6消耗的容量相对较小。

选择RAID 6还是RAID 10，取决于你需要保护哪种存储。配置SATA驱动器的设备通常选用RAID 6，尤其是当阵列中拥有大容量SATA

驱动器时更是如此。为什么SCSI驱动器不采用RAID 6，其实也没有技术原因，但是很少有人这么做。SCSI驱动器通常比SATA驱动器要

小，也更加可靠。

面对各种存储阵列厂商，我不知道如何选择，每家都说自家的产品好，请问如何判断一个存储阵列的优劣，应该注意哪些重要的硬件参数？

答：判断一个存储阵列的优劣主要是看性能！在性能里有Cache IOPS，Disk Read IOPS，Disk Write IOPS等参数。

Cache IOPS：是读的性能，表明了控制器的性能水平。最大特点是：1)不做RAID运算;2)不通过后端对磁盘操作;

Disk IOPS：是控制器+磁盘处理的性能水平;

两者之中中Disk IOPS更根本，更真实。

如果你有一个应用模型：Read 70%，write :30%;则根据Disk IOPS马上就可以估算出这个应用的性能高限了。