RAID (独立磁盘冗余阵列) 级别演示

原理: 数据被分成块（条带），并同时写入阵列中的所有磁盘。没有冗余。

最少磁盘数: 2

容量: N * (最小磁盘容量)，N 为磁盘数量。

优点:

• 极高的读写性能: 数据并行读写，速度是单个磁盘的 N 倍（理论上）。
• 成本低: 没有额外的磁盘用于冗余，100% 的磁盘空间可用。

缺点:

• 无冗余: 阵列中任何一个磁盘损坏，所有数据都会丢失。
• 可靠性低: 阵列的可靠性低于任何单个磁盘。

适用场景: 对性能要求极高，但对数据可靠性要求不高的场景，如视频编辑临时文件、高速缓存等。

原理: 数据完全相同地写入两个（或更多）磁盘，形成镜像。提供完全的数据冗余。

最少磁盘数: 2

容量: 单个磁盘的容量（总容量的一半用于冗余）。

优点:

• 高可靠性: 只要阵列中至少有一个磁盘正常，数据就不会丢失。
• 读取性能较好: 可以从任何一个镜像磁盘读取数据，理论上读取速度可以翻倍。
• 恢复简单: 损坏的磁盘更换后，数据直接从好的磁盘复制过来即可。

缺点:

• 写入性能略低: 数据需要同时写入所有磁盘。
• 磁盘利用率低: 只有 50% 的磁盘空间可用。
• 成本较高: 需要双倍的磁盘容量。

适用场景: 对数据可靠性要求极高的场景，如操作系统盘、数据库日志等。

原理: 数据条带化存储在 N-1 个磁盘上，同时计算数据的奇偶校验信息，并将校验信息分布式地存储在所有磁盘上。

最少磁盘数: 3

容量: (N - 1) * (最小磁盘容量)，N 为磁盘数量。相当于一个磁盘容量用于存储校验信息。

优点:

• 良好的读性能: 类似 RAID 0。
• 中等的写性能: 写入时需要计算并写入校验信息。
• 高磁盘利用率: 相比 RAID 1，空间利用率更高。
• 冗余性: 允许阵列中任意一个磁盘损坏而不丢失数据。

缺点:

• 写入性能瓶颈: 每次写入都需要读旧数据、读旧校验、写新数据、写新校验（Read-Modify-Write），开销较大。
• 恢复较慢: 磁盘损坏后，需要根据其他磁盘的数据和校验信息重建数据，过程较慢且消耗资源。
• 单个磁盘故障容忍: 如果同时损坏两个磁盘，数据将丢失。

适用场景: 读多写少、对容量和性能有一定要求，且需要数据冗余的场景，如文件服务器、应用服务器等。

原理: 类似 RAID 5，但使用两种独立的奇偶校验算法，并将两组校验信息分布式地存储在所有磁盘上。

最少磁盘数: 4

容量: (N - 2) * (最小磁盘容量)，N 为磁盘数量。相当于两个磁盘容量用于存储校验信息。

优点:

• 更高的可靠性: 允许阵列中同时损坏任意两个磁盘而不丢失数据。
• 良好的读性能。
• 较高的磁盘利用率。

缺点:

• 写入性能更差: 需要计算和写入两组校验信息，写入开销比 RAID 5 更大。
• 控制器设计复杂，成本更高。
• 恢复更慢。

适用场景: 对数据可靠性要求非常高，允许一定性能损失的场景，尤其是在使用大容量、低转速磁盘时，重建时间长，需要更高的冗余度。

原理: 先将磁盘两两组成 RAID 1 镜像对，然后再将这些镜像对组成 RAID 0 条带。

最少磁盘数: 4 (必须是偶数)

容量: (N / 2) * (最小磁盘容量)，N 为磁盘数量。总容量的一半用于冗余。

优点:

• 高读写性能: 兼具 RAID 0 的高速度和 RAID 1 的写入优化。
• 高可靠性: 只要每个镜像对中至少有一个磁盘正常，数据就不会丢失。
• 恢复较快: 只需从镜像对的另一个磁盘复制数据。

缺点:

• 磁盘利用率低: 只有 50% 的空间可用。
• 成本高: 需要较多磁盘。

适用场景: 对性能和可靠性都有很高要求的场景，如数据库、高性能计算等。