磁盘阵列的概念

关于磁盘阵列磁盘阵列(RedundantArraysofInexpensiveDisksRAID),有“价格便宜且多余的磁盘阵列”之意。概念：简单的说，RAID是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的方式组合起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘)，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能，从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。功能：1、 扩大了存储能力可由多个硬盘组成容量巨大的存储空间。2、 降低了单位容量的成本市场上最大容量的硬盘每兆容量的价格要大大高于普及型硬盘，因此采用多个普及型硬盘组成的阵列其单位价格要低得多。3、 提高了存储速度单个硬盘速度的提高均受到各个时期的技术条件限制，要更进一步往往是很困难的，而使用RAID，则可以让多个硬盘同时分摊数据的读或写操作，因此整体速度有成倍地提高。4、 可靠性RAID系统可以使用两组硬盘同步完成镜像存储，这种安全措施对于网络服务器来说是最重要不过的了。5、 容错性RAID控制器的一个关键功能就是容错处理。容错阵列中如有单块硬盘出错，不会影响到整体的继续使用，高级RAID控制器还具有拯救数据功能。它主要解决的是访问数据的存储速度问题(Storage)不是备份问题(BackupSolution)。应用：磁盘阵列其样式有三种，一是外接式磁盘阵列柜、二是内接式磁盘阵列卡,三是利用软件来仿真。外接式磁盘阵列柜最常被使用大型服务器上，具可热抽换(HotSwap)的特性，不过这类产品的价格都很贵。内接式磁盘阵列卡，因为价格便宜，但需要较高的安装技术，适合技术人员使用操作。利用软件仿真的方式，由于会拖累机器的速度，不适合大数据流量的服务器。缓存：磁盘阵列作为独立系统在主机外直连或通过网络与主机相连。磁盘阵列有多个端口可以被不同主机或不同端口连接。一个主机连接阵列的不同端口可提升传输速度。和目前PC用单磁盘内部集成缓存一样，在磁盘阵列内部为加快与主机交互速度，都带有一定量的缓冲存储器。主机与磁盘阵列的缓存交互，缓存与具体的磁盘交互数据。在应用中，有部分常用的数据是需要经常读取的，磁盘阵列根据内部的算法，查找出这些经常读取的数据，存储在缓存中，加快主机读取这些数据的速度，而对于其他缓存中没有的数据，主机要读取，则由阵列从磁盘上直接读取传输给主机。对于主机写入的数据，只写在缓存中，主机可以立即完成写操作。然后由缓存再慢慢写入磁盘。Raid级别磁盘阵列中针对不同的应用使用的不同技术，称为RAIDlevel,而每一level都代表着不同技术，目前业界公认的标准是RAID0〜RAID5。，所以要选择哪一种RAIDlevel的产品，纯视用户的操作环境(operatingenvironment)及应用(application)而定,与level的高低没有必然的关系，这个level也并不代表技术的高低。所有RAID级别均建立在RAIDO、1、5和6这几个基本RAID级别基础之上。一些RAID级别衍生出某些少见的变种，比如RAID1E、5E和5EE，它们与RAID1、5的特性相似，不过更丰富一些。RAID级别可以相互组合或通过扩展，形成诸如RAID10、50和60等RAID级另lj。这些复杂的RAID级别添加了一些极其有趣的特性，比方说：•R1E（2个以上磁盘或奇数磁盘的镜像）•R5E（与R5一样，但支持“热”备用磁盘容量）•R5EE（与R5E一样，但每个条带都支持“热”备用磁盘）RAID规范主要包含RAID0〜RAID7等数个规范，它们的侧重点各不相同，常见的规范有如下几种：RAID0:无差错控制的带区组要实现RAID0必须要有两个以上硬盘驱动器，RAID0实现了带区组，数据分成数据块保存在不同驱动器上。因为将数据分布在不同驱动器上，所以数据吞吐率大大提高，驱动器的负载也比较平衡。缺点：是它没有数据差错控制，如果一个驱动器中的数据发生错误，即使其它盘上的数据正确也无济于事了。不适于用于对数据稳定性要求高的场合。比较适合要求传输比较大的场合。在所有的级别中，RAID0的速度是最快的。RAID1：镜象结构RAID1raidl对于使用这种RAID1结构的设备来说，RAID控制器必须能够同时对两个盘进行读操作和对两个镜象盘进行写操作。优点：可以提高系统的容错能力。它比较容易设计和实现。校验十分完备。当您的系统需要极高的可靠性时，如进行数据统计，那么使用 RAID1比较合适。而且RAID1技术支持“热替换”。当主硬盘损坏时，镜像硬盘就可以代替主硬盘工作，镜像硬盘相当于一个备份盘，安全性是非常高， RAID1的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的。但是其磁盘的利用率是所有RAID级别中最低的。

RAID2:带海明码校验从概念上讲，RAID2同RAID3类似，两者都是将数据条块化分布于不同的硬盘上条块单位为位或字节。然而RAID2使用一定的编码技术来提供错误检查及恢复。这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息，使得RAID2技术实施更复杂。因此，在商业环境中很少使用。输出数据的速率与驱动器组中速度最慢的相等。RAID3:带奇偶校验码的并行传送FAID3raid3只能查错不能纠错。它访问数据时一次处理一个带区，这样可以提高读取和写入速度它像RAID0一样以并行的方式来存放数据，但速度没有RAID0快。它主要用于图形（包括动画）等要求吞吐率比较高的场合RAID4:带奇偶校验码的独立磁盘结构raid4RAID4和RAID3很象，不同的是，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。在图上可以这么看， RAID3是一次一横条，而RAID4一次一竖条。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。RAID5:分布式奇偶校验的独立磁盘结构

RAID5清晰图片IRAID5清晰图片I■■■■亠•彥量r111n它的奇偶校验码存在于所有磁盘上，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。RAID5也是以数据的校验位来保证数据的安全，将数据段的校验位交互存放于各个硬盘上。这样，任何一个硬盘损坏，都可以根据其它硬盘上的校验位来重建损坏的数据。硬盘的利用率为n-1。但是它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。 RAID5最大的好处是在一块盘掉线的情况下，RAID照常工作了。RAID5是RAID级别中最常见的一个类型。RAID6:两种存储的奇偶校验码的磁盘结构RJdD15RJdD15raid6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。 RAID6的核心就是有两份检验数据，以保证两块磁盘同时出故障的时候，也能保障数据的安全。RAID7:优化的高速数据传送磁盘结构RAID7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，提高系统访问数据的速度；每个磁盘都带有高速缓冲存储器。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，因为加入高速缓冲存储器，当多用户访问系统时，访问时间几乎接近于 0。数据恢