Raid 0 vs Raid 1：异同

0 Shares

深入了解 RAID 0 与 RAID 1：差异、优势和适用场景

独立磁盘冗余阵列 (RAID) 是一种在存储技术领域广泛应用的方法，旨在通过整合多个存储单元来提升数据处理能力。这种技术的主要优势在于它能实现流量均衡，并带来更强大的容错能力、更高的可靠性和卓越的性能表现。

RAID 通过将两个或多个磁盘阵列组合成一个逻辑单元来实现其功能，这个逻辑单元如同一个独立的驱动器般运作。这种分组可以通过软件或硬件来实现，提供了灵活的配置选项。

简而言之，RAID 技术允许将多个硬盘驱动器连接成一个更大的存储容量。除了扩展存储空间，RAID 还能执行多种性能任务，例如通过跨驱动器保护来提高读写速度，以及通过数据镜像来实现冗余。

RAID 提供了多种级别，每种级别都针对特定任务而设计。其中，RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6 和 RAID 10 是最常见的级别。由于 RAID 的概念对许多人来说相对陌生，因此在 RAID 0 和 RAID 1 之间做出选择可能会让人感到困惑。

本文旨在深入探讨 RAID 0 和 RAID 1 的特性，并通过比较两者之间的差异来帮助读者更好地理解这两种技术。

什么是 RAID 0？

RAID 0 是一种利用数据条带化技术来处理数据的标准配置，而不是采用奇偶校验和镜像。数据条带化是指将数据分割成不同的块，并将这些块分布到不同的存储设备上，例如固态驱动器 (SSD) 或硬盘驱动器。

RAID 0 的主要优势在于它能显著提升系统性能，并且完全依赖 RAID 机制进行操作。此外，RAID 0 还允许用户将多个小容量驱动器组合成一个大型逻辑卷。

RAID 0 的工作原理

数据条带是指数据在多个 SSD 或硬盘驱动器之间的分配，而条带单元则定义了单个驱动器上的数据片段。通过将数据分散到不同的物理驱动器上，使得不同的磁盘能够同时访问内容，从而加快了数据的读取和写入速度。

由于 RAID 0 采用磁盘条带化技术，而没有奇偶校验机制来处理数据，因此它的容错性和冗余性为零。这意味着一旦某个驱动器发生故障，该驱动器上的所有数据都将丢失。数据条带化可以发生在不同的级别上，例如字节级别、位级别、块级别或分区级别。

例如，在一个拥有十个硬盘的存储系统中，系统可能会在第一、第二、第三、第四和第五个磁盘上分别条带化一个 64 KB 的数据块。数据条带化将从第一个磁盘开始，系统会在每个磁盘上条带化 1 MB 的数据，然后返回到第一个磁盘以重复此过程。

总而言之，RAID 0 是一种非常适合需要高速读写操作的存储技术。虽然它不是关键性的，但其速度和性能使其成为缓存视频编辑和实时流媒体等应用的理想选择。

什么是 RAID 1？

RAID 1，也称为磁盘镜像，是一种将数据复制到多个磁盘的技术。这种镜像技术非常适用于那些需要高可用性和性能的应用程序，例如操作系统、电子邮件系统和事务应用程序等。

RAID 1 是一种广泛应用的 RAID 级别，其主要目标是增强存储数据的安全性。它的核心概念是将两个或多个硬盘组合起来，以重复的方式存储数据。这个过程被称为镜像。

例如，如果一个文件被写入并保存到一个硬盘上，系统会自动将该文件保存到第二个、第三个或更多硬盘上。这意味着系统提供了完全的数据冗余。如果一个驱动器发生故障，另一个驱动器可以立即接管工作。

RAID 1 的工作原理

只要有一个驱动器处于活动状态并正常工作，RAID 阵列就能正常运行。由于两个驱动器都能运行，因此可以轻松地读取数据，从而加快操作速度。由于 RAID 1 技术可以与现代存储系统中的 SSD 兼容，因此许多用户更倾向于使用“驱动器监控”。

然而，RAID 1 的写入操作速度较慢，因为每次写入操作都需要执行两次。在灾难恢复场景中，磁盘镜像技术非常有用，它可以为关键任务应用程序提供故障转移所需的数据。

当主驱动器损坏或无法运行时，流量会立即切换到镜像或辅助备份驱动器。由于应用程序软件和操作系统以及应用程序信息都已克隆到驱动器，因此镜像副本可以立即开始运行。

RAID 0 与 RAID 1：优缺点

现在，您已经对 RAID 0 和 RAID 1 有了基本的了解。接下来，我们将讨论这两种技术的一些优点和局限性。

RAID 0 的优点

性能提升：RAID 0 可以提供更高的速度和性能。例如，当数据在三个设备上条带化时，它可以提供三倍的带宽。如果每个驱动器以每秒 250 次输入/输出操作 (IOPS) 的速度运行，那么整个系统的 IOPS 将达到 750，这是一个非常快的速度。
无开销：由于 RAID 0 不使用奇偶校验磁盘，因此每个驱动器的全部容量都可以用于存储。
易于实施：RAID 0 的设置过程相对简单，不需要太多的专业技能，使其更快更容易实施。
成本低：RAID 0 的配置成本较低，并且 RAID 控制器也更容易支持。
带宽：RAID 0 的带宽比单盘的带宽更大。
存储容量：RAID 0 可以充分利用所有硬盘的存储容量。

RAID 0 的限制

RAID 0 的主要限制在于它没有奇偶校验机制，这意味着它不具备容错能力。如果数据因为某种原因丢失或损坏，将无法进行恢复，因为它没有备份或冗余。

RAID 0 的故障概率比单个驱动器高，因此它不适用于关键系统。

RAID 1 的优点

数据冗余：RAID 1 技术的主要优点是数据冗余，因为数据会在两个或多个磁盘上进行复制。
容错：对于关键应用程序，RAID 1 是理想的选择。当一个驱动器发生故障时，另一个驱动器可以立即接管工作，用户不会受到任何影响。
高性能：RAID 1 可以同时从多个设备读取数据，因此具有相对较快的读取速度。
高可用性：数据会在两个或多个磁盘上进行镜像，因此在需要或灾难恢复的情况下，可以轻松地检索数据，从而降低数据丢失的风险。
高安全性：RAID 1 通过在多个位置复制数据来提供数据安全性。即使某个系统遭受黑客攻击并导致数据丢失，用户仍然可以从其他副本中访问数据。

RAID 1 的限制

RAID 1 由于其镜像功能在许多领域得到广泛应用。它在保护个人和企业的数据方面发挥着至关重要的作用。但是，RAID 1 仍然存在一些限制。

非实时切换：当第一个磁盘发生故障时，辅助磁盘不会立即或自动接管工作。系统需要重新启动，这可能会带来一些不便。
成本较高：RAID 1 需要更多的存储空间来实施，因此它的成本比 RAID 0 高。
存储容量降低：如果使用两个磁盘并且两个磁盘都包含相同的数据，那么总存储容量将减半。
性能：RAID 1 的读写性能低于 RAID 0。

RAID 0 与 RAID 1：相似之处

RAID 0 和 RAID 1 在构建和需求方面有一些相似之处。然而，它们在存储数据的方式上存在差异。让我们来看看它们的共同点：

RAID 0 和 RAID 1 都是阵列级别。
这两种 RAID 级别的主要用途都是直接管理磁盘驱动器的数据。
这两种技术都是在 1987 年构想出来，并在 1988 年发布的。
RAID 0 和 RAID 1 都是开放格式。
这些级别中使用的技术是服务器、虚拟化和硬盘驱动器。
这两种阵列所需的最小磁盘数量都是 2 个。

RAID 0 与 RAID 1：主要差异

RAID 0 和 RAID 1 之间最大的区别在于它们的主要数据存储功能。RAID 0 和 RAID 1 以不同的方式处理它们的存储设备。RAID 0 将 RAID 阵列中的所有驱动器放入一个逻辑卷中，而 RAID 1 将主驱动器实时复制到阵列中的多个驱动器。

这使得 RAID 0 成为以较低的成本进行读写操作的最快存储驱动器。相比之下，RAID 1 成为企业数据完整性和安全性的更安全选择。由于两者在各自的领域都有优势，因此决定选择哪一个可能是一项挑战。

一种简单而有效的方法是考虑每个阵列的实际应用场景。如果数据存在丢失或安全风险，那么应该优先考虑 RAID 1。在某些情况下，例如 PC 游戏和 3D 建模，如果需要最快的读写速度，那么 RAID 0 就是最佳选择。

让我们通过一个表格来了解 RAID 0 和 RAID 1 之间的主要区别：

特性	RAID 0	RAID 1
全称	独立磁盘冗余阵列 0 级	独立磁盘冗余阵列 1 级
主要操作	磁盘条带化	磁盘镜像或复制
成本	相对较低	相对于 RAID 0 较高
写入惩罚	无	有
存储容量	100%	50%
读写性能	高	比 RAID 0 慢
侧重点	数据访问速度	数据可用性
保护	无	镜像保护
冗余、容错和镜像	无	有
适用场景	数据可靠性要求不高，但速度至关重要	数据丢失不可接受
数据恢复	无法恢复	可在灾难恢复过程中快速恢复
数据存储位置	一个地方	多个地方
磁盘数据	两个磁盘包含两组不同的数据	两个磁盘包含相似的数据组

RAID 0 与 RAID 1：何时选择？

RAID 0

如果需要 100% 的存储容量，并且数据丢失不是大问题，那么 RAID 0 是一个更经济的选择。
如果需要在卷之上创建逻辑卷，例如在 Linux 服务器中受 RAID 保护的 LVM 上创建卷，那么 RAID 0 级别非常适合。
如果可以采用其他形式的数据安全性，例如副本、网络 RAID 等，那么对于个人用途（如 PC 游戏），RAID 0 是一个更好的选择。

RAID 1

如果数据冗余是主要需求，那么 RAID 1 是更好的选择。
如果存储容量和预算不是主要问题，但安全性是主要问题，那么 RAID 1 更合适。
RAID 1 非常适合关键任务应用程序。
如果需要较高的每秒输入/输出操作 (IOPS)，那么可以使用 RAID 1。

RAID 0 和 RAID 1 的组合

可以将 RAID 0 和 RAID 1 组合起来使用，以便在不同的领域充分发挥这两种技术的优势。如果将 RAID 0 和 RAID 1 组合使用，可以创建两种组合：

RAID 01 (RAID 0+1)
RAID 10 (RAID 1+0)

在组合中，先出现的级别扮演主要角色，后出现的级别扮演第二角色。RAID 0 和 RAID 1 的组合形成镜像条带，而 RAID 1 和 RAID 0 的组合则形成条带镜像配置。

这些组合被称为嵌套 RAID 级别。由于 RAID 10 具有更强的容错能力，因此它在许多企业中得到广泛应用。它结合了磁盘镜像和磁盘条带化的概念，可以在保证数据安全性的前提下使用 100% 的存储容量。这样，即使在灾难恢复过程中，也可以存储更多的数据而不会丢失任何数据。

总结

在 RAID 0 和 RAID 1 之间做出选择可能是一项棘手的任务。这不仅仅是一个技术问题，它很大程度上取决于您的具体用例。

RAID 0 不提供冗余，而是使用条带化技术将数据分割到多个驱动器上，从而实现高速读写。另一方面，RAID 1 通过数据复制提供数据冗余，这意味着数据会被以类似的方式写入到两个或多个驱动器上，从而为任何灾难做好准备。然而，与 RAID 0 相比，RAID 1 的速度稍慢。

这两种级别在不同的应用场景下都能表现出色。如果您需要性能而不是冗余，那么 RAID 0 可能是更好的选择。如果您需要处理关键任务系统，那么 RAID 1 将更合适。因此，请根据您的具体要求来选择 RAID 0 或 RAID 1。