RAID工作模式分类.doc

RAID的几种工作模式 1、RAID0 即Data Stripping数据分条技术。RAID 0可以把多块硬盘连成一个容量更大的硬盘群，可以提高磁 盘的性能和吞吐量。RAID 0没有冗余或错误修复能力，成本低，要求至少两个磁盘，一般只是在那些对数 据安全性要求不高的情况下才被使用。 （1）、RAID 0最简单方式 就是把x块同样的硬盘用硬件的形式通过智能磁盘控制器或用操作系统中的磁盘驱动程序以软件的方 式串联在一起，形成一个独立的逻辑驱动器，容量是单独硬盘的x倍,在电脑数据写时被依次写入到各磁盘 中，当一块磁盘的空间用尽时，数据就会被自动写入到下一块磁盘中，它的好处是可以增加磁盘的容量。 速度与其中任何一块磁盘的速度相同，如果其中的任何一块磁盘出现故障，整个系统将会受到破坏，可靠 性是单独使用一块硬盘的1/n。 （2）、RAID 0的另一方式 是用n块硬盘选择合理的带区大小创建带区集，最好是为每一块硬盘都配备一个专门的磁盘控制器,在 电脑数据读写时同时向n块磁盘读写数据,速度提升n倍。提高系统的性能。 2、RAID 1 RAID 1称为磁盘镜像：把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上，在不影响性能情况下最大限度的保证 系统的可靠性和可修复性上，具有很高的数据冗余能力，但磁盘利用率为50%，故成本最高，多用在保存 关键性的重要数据的场合。RAID 1有以下特点： （1）、RAID 1的每一个磁盘都具有一个对应的镜像盘，任何时候数据都同步镜像，系统可以从一组 镜像盘中的任何一个磁盘读取数据。 （2）、磁盘所能使用的空间只有磁盘容量总和的一半，系统成本高。 （3）、只要系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用，甚至可以在一半数量的硬盘出现问 题时系统都可以正常运行。 （4）、出现硬盘故障的RAID系统不再可靠，应当及时的更换损坏的硬盘，否则剩余的镜像盘也出现 问题，那么整个系统就会崩溃。 （5）、更换新盘后原有数据会需要很长时间同步镜像，外界对数据的访问不会受到影响，只是这时 整个系统的性能有所下降。 （6）、RAID 1磁盘控制器的负载相当大，用多个磁盘控制器可以提高数据的安全性和可用性。 3、RAID0+1 把RAID0和RAID1技术结合起来，数据除分布在多个盘上外，每个盘都有其物理镜像盘，提供全冗余能 力，允许一个以下磁盘故障，而不影响数据可用性，并具有快速读/写能力。RAID0+1要在磁盘镜像中建立 带区集至少4个硬盘。 4、RAID2 电脑在写入数据时在一个磁盘上保存数据的各个位，同时把一个数据不同的位运算得到的海明校验码 保存另一组磁盘上，由于海明码可以在数据发生错误的情况下将错误校正，以保证输出的正确。但海明码 使用数据冗余技术，使得输出数据的速率取决于驱动器组中速度最慢的磁盘。RAID2控制器的设计简单。 5、RAID3：带奇偶校验码的并行传送 RAID 3使用一个专门的磁盘存放所有的校验数据，而在剩余的磁盘中创建带区集分散数据的读写操作 。当一个完好的RAID 3系统中读取数据，只需要在数据存储盘中找到相应的数据块进行读取操作即可。但 当向RAID 3写入数据时，必须计算与该数据块同处一个带区的所有数据块的校验值，并将新值重新写入到 校验块中，这样无形虽增加系统开销。当一块磁盘失效时，该磁盘上的所有数据块必须使用校验信息重新 建立，如果所要读取的数据块正好位于已经损坏的磁盘，则必须同时读取同一带区中的所有其它数据块， 并根据校验值重建丢失的数据，这使系统减慢。当更换了损坏的磁盘后，系统必须一个数据块一个数据块 的重建坏盘中的数据，整个系统的性能会受到严重的影响。RAID 3最大不足是校验盘很容易成为整个系统 的瓶颈，对于经常大量写入操作的应用会导致整个RAID系统性能的下降。RAID 3适合用于数据库和WEB服 务器等。 6、 RAID4 RAID4即带奇偶校验码的独立磁盘结构，RAID4和RAID3很象，它对数据的访问是按数据块进行的，也 就是按磁盘进行的，每次是一个盘，RAID4的特点和RAID3也挺象，不过在失败恢复时，它的难度可要比 RAID3大得多了，控制器的设计难度也要大许多，而且访问数据的效率不怎么好。 7、 RAID5 RAID 5把校验块分散到所有的数据盘中。RAID 5使用了一种特殊的算法，可以计算出任何一个带区校 验块的存放位置。这样就可以确保任何对校验块进行的读写操作都会在所有的RAID磁盘中进行均衡，从而 消除了产生瓶颈的可能。RAID5的读出效率很高，写入效率一般，块式的集体访问效率不错。RAID 5提高 了系统可靠性，但对数据传输的并行性解决不好，而且控制器的设计也相当困难。 8、RAID6 RAID6即带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构，它是对RAID5的扩展，主要是用于要求数据 绝对不能出错的场合，使用了二种奇偶校验值，所以需要N+2个磁盘，同时对控制器的设计变得十分复杂 ，写入速度也不好，用于计算奇偶校验值和验证数据正确性所花费的时间比较多，造成了不必须的负载， 很少人用。 9、 RAID7 RAID7即优化的高速数据传送磁盘结构，它所有的I/O传送均是同步进行的，可以分别控制，这样提高 了系统的并行性和系统访问数据的速度；每个磁盘都带有高速缓冲存储器，实时操作系统可以使用任何实 时操作芯片，达到不同实时系统的需要。允许使用SNMP协议进行管理和监视，可以对校验区指定独立的传 送信道以提高效率。可以连接多台主机，当多用户访问系统时，访问时间几乎接近于0。但如果系统断电 ，在高速缓冲存储器内的数据就会全部丢失，因此需要和UPS一起工作，RAID7系统成本很高。 10、 RAID10 RAID10即高可靠性与高效磁盘结构它是一个带区结构加一个镜象结构，可以达到既高效又高速的目的。这 种新结构的价格高，可扩充性不好。 11、 RAID53 RAID7即高效数据传送磁盘结构，是RAID3和带区结构的统一，因此它速度比较快，也有容错功能。但价格 十分高，不易于实现。 三、应用RAID技术 要使用磁盘RAID主要有两种方式，第一种就是RAID适配卡，通过RAID适配卡插入PCI插槽再接上硬盘 实现硬盘的RAID功能。第二种方式就是直接在主板上集成RAID控制芯片，让主板能直接实现磁盘RAID。这 种方式成本比专用的RAID适配卡低很多。 此外还可以用2k or xp or linux系统做成软raid. 个人使用磁盘RAID主要是用RAID0、 RAID1或RAID01工作模式。 四、以HP XW4200 Workstation为例详述如何配置RAID（企业用） 产品信息 HP XW4200 Workstation 使用了 Intel 925X Express北桥 ICH6R南桥。 需要软件 配置RAID时需要先安装软件，即独立RAID卡驱动，该软件的下载方法为： 打开惠普中文网站首页 /； 点击“支持及驱动程序”； 选择“下载驱动程序和软件”并在搜索产品空行中输入产品名称“xw4200”，点击“”按钮； 选择Intel Application Accelerator 应用程序加速器,文件名 SP28501.EXE，文件大小 3.6MB。 使用方法： 下载驱动到本地硬盘。 运行下载的程序,按照屏幕提示安装驱动。 调试步骤 进入bios设置，选择storage menustorage option-SATA Emulation-打开RAID，存盘退出； 在机器post之后会出现按Ctrl+I进入SATA RAID设置，XW4200集成的是ICH6R的SATA RAID； 安装系统需要加载RAID驱动程序，下载IAA软件，解压缩后有个Driver目录，把Driver里面的东西拷到一张软盘内； 安装系统时按F6加载，选择ICH6R第一项驱动程序之后就按正常安装了。 详细步骤 开机看到hp或COMPAQ标志时按F10，选择bios菜单中的Advanced 选项，打开Device Options，选择SATA RAID项，将Option ROM值设置为Enabled； 重新开机时按CTRL+I，即可进入RAID控制器配置选项，屏幕 会有如下显示： create raid volume delete raid voleme reset disks to non-raid exit 最下面一行会显示出“physical disks: SATA 0 硬盘型号 SATA 1 硬盘型号”，例如：“physical disks: SATA 0 st380012as SATA 1 WDC WD800JD-60J”。 选 择第一项create raid volume后，在“NAME”处输入raid名称，比如“RAID 1”，确认后将“RAID LEVEL”改为“RAID 1（MERROR）”。下面“CAPACITY”处输入要用来做RAID 1的空间大小，这里采用默认的最大值。最后在“CREAT VOLUME”处确认后创建完毕。 从光盘启动安装XP。出现按F6加载驱动 提示时，按F6“S”确认插入存有raid驱动的软盘选择第一项“Intel 82801 FR Sata Raid Controller(Desktop ICH6R)”,之后开始安装WINDOWS XP操作系统。 安装好主板芯片组和Intel Application Accelerator 应用程序加速器后可以看到 intel RAID Contrllers-intel ®820801FR SATA RAID -Arrays Vlumesraid1 为硬盘标为绿色符号。RAID Hard drivers看到两个硬盘 ，且在“磁盘管理”中只能看到50%的磁盘容量（即一块硬盘的容量）。 各种测试对已有系统的影响 做 好RAID 1 后，拔下任意一个硬盘后，可以看到RAID 1没有变化，可以顺利进入系统，但系统会提示“a raid volume is degrader”(because of missing hard drives)，且在INTEL 加速工具中可以看到变化,intel RAID Contrllers-intel®820801FR SATA RAID -Arrays 0 VlumesRAID1 为硬盘标为黄色符号。RAID Hard drivers里只看到一个硬盘。 按CTRL+I进入RAID控制器配置选项后选择第二项delete raid voleme（即删除建立的RAID 1） 后，对任意一块硬盘中的系统都没有影响，保存的数据也不会丢失。但在“磁盘管