主板系列知識:磁盤陣列RAID

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RAID,廉價冗余磁盤陣列,是Redundant Arrays of Independent Disks的簡稱。
    磁盤陣列可以分為軟陣列和硬陣列兩種。軟陣列就是通過軟件程序來完成,要由計算機(jī)的處理器提供運(yùn)算能力,只能提供最基本的RAID容錯功能。硬陣列是由獨(dú)立操作的硬件(陣列卡)提供整個磁盤陣列的控制和計算功能,卡上具備獨(dú)立的處理器,不依靠系統(tǒng)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。
    作為高性能的存儲技術(shù),RAID巳經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。RAID的級別從RAID概念的提出到現(xiàn)在,巳經(jīng)發(fā)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:把多個磁盤合并成一個大的磁盤,不具有冗余功能,并行I/O,速度最快。它是將多個磁盤并列起來,成為一個大硬盤。在存放數(shù)據(jù)時,其將數(shù)據(jù)按磁盤的個數(shù)來進(jìn)行分段,然后同時將這些數(shù)據(jù)寫進(jìn)這些磁盤中。所以,在所有的級別中,RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0沒有冗余功能,如果一個磁盤(物理)損壞,則所有的數(shù)據(jù)都無法使用。
    RAID 1:兩組相同的磁盤系統(tǒng)互作鏡像,速度沒有提高,但是允許單個磁盤出錯,可靠性。RAID 1就是鏡像。其原理為在主硬盤上存放數(shù)據(jù)的同時也在鏡像硬盤上寫一樣的數(shù)據(jù)。當(dāng)主硬盤(物理)損壞時,鏡像硬盤則代替主硬盤的工作。因?yàn)橛戌R像硬盤做數(shù)據(jù)備份,所以RAID 1的數(shù)據(jù)安全性在所有的RAID級別上來說是的。但是其磁盤的利用率卻只有50%,是所有RAID上磁盤利用率最低的一個級別。
    RAID 3 存放數(shù)據(jù)的原理和RAID 0、RAID 1不同。RAID 3是以一個硬盤來存放數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)位,數(shù)據(jù)則分段存儲于其余硬盤中。它象RAID 0一樣以并行的方式來存放數(shù),但速度沒有RAID 0快。如果數(shù)據(jù)盤(物理)損壞,只要將壞硬盤換掉,RAID控制系統(tǒng)則會根據(jù)校驗(yàn)盤的數(shù)據(jù)校驗(yàn)位在新盤中重建壞盤上的數(shù)據(jù)。利用單獨(dú)的校驗(yàn)盤來保護(hù)數(shù)據(jù)雖然沒有鏡像的安全性高,但是硬盤利用率得到了很大的提高,為n-1。但缺點(diǎn)是作為存放校驗(yàn)位的硬盤,工作負(fù)荷會很大,因?yàn)槊看螌懖僮?,都會把生成的校?yàn)信息寫入該磁盤,而其它磁盤的負(fù)荷相對較小,這會對性能有一定的影響。
    RAID 5:在RAID 3的基礎(chǔ)上,RAID 5進(jìn)行了一些改進(jìn),當(dāng)向陣列中的磁盤寫數(shù)據(jù),奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)均勻存放在陣列中的各個盤上,允許單個磁盤出錯。RAID 5也是以數(shù)據(jù)的校驗(yàn)位來保證數(shù)據(jù)的安全,但它不是以單獨(dú)硬盤來存放數(shù)據(jù)的校驗(yàn)位,而是將數(shù)據(jù)段的校驗(yàn)位交互存放于各個硬盤上。這樣,任何一個硬盤損壞,都可以根據(jù)其它硬盤上的校驗(yàn)位來重建損壞的數(shù)據(jù)。硬盤的利用率也是n-1。