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磁碟陣列屬於超大容量的外存儲器子系統。

1 磁碟列陣 -分類

  磁碟陣列可以分為軟陣列和硬陣列兩種。軟陣列就是通過軟體程序來完成,要由計算機的處理器提供運算能力,只能提供最基本的RAID容錯功能。硬陣列是由獨立操作的硬體(陣列卡)提供整個磁碟陣列的控制和計算功能,卡上具備獨立的處理器,不依靠系統的CPU資源,所有需要的容錯功能均可以支持,所以硬陣列所提供的功能和性能均比軟陣列好。

2 磁碟列陣 -級別

  作為高性能的存儲技術,RAID已經得到了越來越廣泛的應用。RAID的級別從RAID概念的提出到現在,已經發展了很多個級別,但是最常用的是0、1、3、5四個級別。下面就介紹這四個級別。RAID 0

  把多個磁碟合併成一個大的磁碟,不具有冗餘功能,并行I/O,速度最快。它是將多個磁碟並列起來,成為一個大硬碟。在存放數據時,其將數據按磁碟的個數來進行分段,然後同時將這些數據寫進這些磁碟中。所以,在所有的級別中,RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0沒有冗餘功能,如果一個磁碟(物理)損壞,則所有的數據都無法使用。 RAID 1

  兩組相同的磁碟系統互作鏡像,速度沒有提高,但是允許單個磁碟出錯,可靠性最高。RAID 1就是鏡像。其原理為在主硬碟上存放數據的同時也在鏡像硬碟上寫一樣的數據。當主硬碟(物理)損壞時,鏡像硬碟則代替主硬碟的工作。因為有鏡像硬碟做數據備份,所以RAID 1的數據安全性在所有的RAID級別上來說是最好的。但是其磁碟的利用率卻只有50%,是所有RAID上磁碟利用率最低的一個級別。 RAID 3

  存放數據的原理和RAID 0、RAID 1不同。RAID 3是以一個硬碟來存放數據的奇偶校驗位,數據則分段存儲於其餘硬碟中。它象RAID 0一樣以并行的方式來存放數,但速度沒有RAID 0快。如果數據盤(物理)損壞,只要將壞硬碟換掉,RAID控制系統則會根據校驗盤的數據校驗位在新盤中重建壞盤上的數據。利用單獨的校驗盤來保護數據雖然沒有鏡像的安全性高,但是硬碟利用率得到了很大的提高,為n-1。但缺點是作為存放校驗位的硬碟,工作負荷會很大,因為每次寫操作,都會把生成的校驗信息寫入該磁碟,而其它磁碟的負荷相對較小,這會對性能有一定的影響。 RAID 5

  在RAID 3的基礎上,RAID 5進行了一些改進,當向陣列中的磁碟寫數據,奇偶校驗數據均勻存放在陣列中的各個盤上,允許單個磁碟出錯。RAID 5也是以數據的校驗位來保證數據的安全,但它不是以單獨硬碟來存放數據的校驗位,而是將數據段的校驗位交互存放於各個硬碟上。這樣,任何一個硬碟損壞,都可以根據其它硬碟上的校驗位來重建損壞的數據。硬碟的利用率也是n-1。
  RAID是英文Redundant Array of Independent Disks的縮寫,翻譯成中文意思是「獨立磁碟冗餘陣列」,有時也簡稱磁碟陣列(Disk Array)。

3 磁碟列陣 -概括

  簡單的說,RAID是一種把多塊獨立的硬碟(物理硬碟)按不同的方式組合起來形成一個硬碟組(邏輯硬碟),從而提供比單個硬碟更高的存儲性能和提供數據備份技術。組成磁碟陣列的不同方式成為RAID級別(RAID Levels)。數據備份的功能是在用戶數據一旦發生損壞后,利用備份信息可以使損壞數據得以恢復,從而保障了用戶數據的安全性。在用戶看起來,組成的磁碟組就像是一個硬碟,用戶可以對它進行分區,格式化等等。總之,對磁碟陣列的操作與單個硬碟一模一樣。不同的是,磁碟陣列的存儲速度要比單個硬碟高很多,而且可以提供自動數據備份。

4 磁碟列陣 -特點

  RAID技術的兩大特點:一是速度、二是安全,由於這兩項優點,RAID技術早期被應用於高級伺服器中的SCSI介面的硬碟系統中,隨著近年計算機技術的發展,PC機的CPU的速度已進入GHz 時代。IDE介面的硬碟也不甘落後,相繼推出了ATA66和ATA100硬碟。這就使得RAID技術被應用於中低檔甚至個人PC機上成為可能。RAID通常是由在硬碟陣列塔中的RAID控制器或電腦中的RAID卡來實現的。
  RAID技術經過不斷的發展,現在已擁有了從 RAID 0 到 6 七種基本的RAID 級別。另外,還有一些基本RAID級別的組合形式,如RAID 10(RAID 0與RAID 1的組合),RAID 50(RAID 0與RAID 5的組合)等。不同RAID 級別代表著不同的存儲性能、數據安全性和存儲成本。但我們最為常用的是下面的幾種RAID形式。
  (1) RAID 0
  (2) RAID 1
  (3) RAID 0+1
  (4) RAID 3
  (5) RAID 5
  RAID級別的選擇有三個主要因素:可用性(數據冗餘)、性能和成本。如果不要求可用性,選擇RAID0以獲得最佳性能。如果可用性和性能是重要的而成本不是一個主要因素,則根據硬碟數量選擇RAID 1。如果可用性、成本和性能都同樣重要,則根據一般的數據傳輸和硬碟的數量選擇RAID3、RAID5。
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