RAID0/RAID1/RAID5/RAID10的核心原理、性能对比与选型指南

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RAID0、RAID1、RAID5、RAID10的核心原理、性能对比与常用场景选型；

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。

RAID 0实现原理

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。

RAID 1实现原理

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。

RAID 5实现原理

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。

RAID 10实现原理

应用场景对比：

磁盘阵列：RAID 0

• 关键：要速度且不怕丢数据
• 应用：适于在频 繁的文件处理（例如视频编辑）中使用，不 宜用作唯一的存储备份解决方案，也不宜在 关键任务系统中使用。

磁盘阵列：RAID 1

• 关键：怕丢数据但容量小
• 应用：在更注重安 全性而非速度的情况下，RAID 1 是理想选择。

磁盘阵列：RAID 5

• 关键：平衡容量、成本与安全
• 应用：数据是从奇偶 校验块中读取，因此磁盘故障不会导致服务 中断。RAID 5 适用于归档，且适合那些追 求性能并要求持续访问数据的用户使用。

磁盘阵列：RAID 10

• 关键：既要极速又要安全
• 应用：RAID 10使用 RAID 0条带技术来提供良好的速度，使用RAID1提供良好的安全性，适合预算充足的场景。

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。