关于RAID的作用及方法

磁盘阵列的作用~

磁盘阵列简介
磁盘阵列简称RAID(RedundantpArrayspofpInexpensivepDisks),有“价格便宜且多余的磁盘阵列”之意。其原理是利用数组方式来作磁盘组,配合数据分散排列的设计,提升数据的安全性。磁盘阵列主要针对硬盘,在容量及速度上,无法跟上CPU及内存的发展,提出改善方法。磁盘阵列是由很多便宜、容量较小、稳定性较高、速度较慢磁盘,组合成一个大型的磁盘组,利用个别磁盘提供数据所产生的加成效果来提升整个磁盘系统的效能。同时,在储存数据时,利用这项技术,将数据切割成许多区段,分别存放在各个硬盘上。p

磁盘阵列还能利用同位检查(ParitypCheck)的观念,在数组中任一颗硬盘故障时,仍可读出数据,在数据重构时,将故障硬盘内的数据,经计算后重新置入新硬盘中。

磁盘阵列的由来:p

由美国柏克莱大学(UniversitypofpCalifornia-Berkeley)在1987年,发表的文章:“ApCasepforpRedundantpArrayspofpInexpensivepDisks”。文章中,谈到了RAID这个字汇,而且定义了RAID的5层级。柏克莱大学研究其研究目的为,反应当时CPU快速的性能。CPU效能每年大约成长30~50%,而硬磁机只能成长约7%。研究小组希望能找出一种新的技术,在短期内,立即提升效能来平衡计算机的运算能力。在当时,柏克莱研究小组的主要研究目的是效能与成本。p

另外,研究小组也设计出容错(fault-tolerance),逻辑数据备份(logicalpdatapredundancy),而产生了RAIDp理论。研究初期,便宜(Inexpensive)的磁盘也是主要的重点,但后来发现,大量便宜磁盘组合并不能适用于现实的生产环境,后来Inexpensive被改为independence,许多独立的磁盘组。p

磁盘阵列,时事所趋:p

自有PC以来,硬盘是最常使用的储存装置。但在整个计算机系统架构中,跟CPU与RAM来比,硬盘的速度是PC中最弱的设备之一。所以,为了加速计算机整体的数据流量,增加储存的吞吐量,进阶改进硬盘数据的安全,磁盘阵列的设计因应而生。p

硬盘随着科技的日新月异,现在其容量已达80GB以上,转速到了2万转,甚至25000转,而且价格实在是很便宜,再加现在企业流行,人力资源规画(EnterprisepResourcepPlanning:ERP)是每个公司建构网络的主要目标。所以,利用局域网络来传递数据,服务器所使用的硬盘显得非常重要,除了容量大、速度快之外,稳定更是基本要求。基于此因,磁盘阵列开始广泛的应用在个人计算机上。p

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(HotpSwap)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。另外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。p

由上述可知,现在IDE磁盘阵列大行其道的道理;IDE接口硬盘的稳定度与效能表现已有很大的提升,加上成本考量,所以采用IDE接口硬盘来作为磁盘阵列的决解方案,可说是最佳的方式



在网络存储中,磁盘阵列是一种把若干硬磁盘驱动器按照一定要求组成一个整体,整个磁盘阵列由阵列控制器管理的系统。磁带库是像自动加载磁带机一样的基于磁带的备份系统,磁带库由多个驱动器、多个槽、机械手臂组成,并可由机械手臂自动实现磁带的拆卸和装填。

它能够提供同样的基本自动备份和数据恢复功能,但同时具有更先进的技术特点。掌握网络存储设备的安装、操作使用也是网管员必须要学会的。

在架构无线局域网时,对无线路由器、无线网络桥接器AP、无线网卡、天线等无线局域网产品进行安装、调试和应用操作。

磁盘阵列的主流结构:
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。磁盘阵列有多各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磁盘阵列是什么意思?RAID0、1、5都有什么不同?

RAID级别的介绍与选择依据
RAID 在市场上的的应用,已经不是新鲜的事儿了,很多人都大略了解RAID的基本观念,以及各个不RAID LEVEL 的区分。但是在实际应用面,我们发现,有很多使用者对于选择一个合适的RAID LEVEL,仍然无法很确切的掌握,尤其是对于RAID 0+1 (10),RAID 3,RAID 5之间的选择取舍,更是举棋不定。
下面将针对RAID 0+1/10、RAID 3以及RAID 5的工作原理和特性,作一些分析和比较,以列出这些不同RAID阶层所适合的应用,对使用者能有原则性的帮助。
RAID条带“striped”的存取模式
在使用数据条带(Data Stripping)的RAID 系统之中,对成员磁盘驱动器的存取方式,可分为两种:
并行存取Paralleled Access 独立存取dependent Access
RAID 2和RAID 3 是采取并行存取模式。
RAID 0、RAID 4、RAID 5及RAID 6则是采用独立存取模式。
平行存取模式
并行存取模式支持里,是把所有磁盘驱动器的主轴马达作精密的控制,使每个磁盘的位置都彼此同步,然后对每一个磁盘驱动器作一个很短的I/O数据传送,如此一来,从主机来的每一个I/O 指令,都平均分布到每一个磁盘驱动器。
为了达到并行存取的功能,RAID 中的每一个磁盘驱动器,都必须具备几乎完全相同的规格:转速必须一样;磁头搜寻速度Access Time必须相同;Buffer 或Cache的容量和存取速度要一致;CPU处理指令的速度要相同;I/O Channel 的速度也要一样。总而言之,要利用并行存取模式,RAID 中所有的成员磁盘驱动器,应该使用同一厂牌,相同型号的磁盘驱动器。
并行存取的基本工作原理 假设RAID中共有四部相同规格的磁盘驱动器,分别为磁盘驱动器A、B、C和D,我们在把时间轴略分为T0、T1、T2、T3和T4: T0: RAID控制器将第一笔数据传送到A的Buffer,磁盘驱动器B、C和D的Buffer都是空的,在等待中;

T1: RAID控制器将第二笔数据传送到B的Buffer,A开始把Buffer中的数据写入扇区,磁盘驱动器C和D的Buffer都是空的,在等待中;

T2: RAID控制器将第三笔数据传送到C的Buffer,B开始把Buffer中的数据写入扇区,A已经完成写入动作,磁盘驱动器D和A的Buffer都是空的,在等待中;T3: RAID控制器将第四笔数据传送到D的Buffer,C开始把Buffer中的数据写入扇区,B已经完成写入动作,磁盘驱动器A和B的Buffer都是空的,在等待中; T4: RAID控制器将第五笔数据传送到A的Buffer,D开始把Buffer中的数据写入扇区,C已经完成写入动作,磁盘驱动器B和C的Buffer都是空的,在等待中; 如此一直循环,一直到把从主机来的这个I/O 指令处理完毕,RAID控制器才会受处理下一个I/O 指令。重点是在任何一个磁盘驱动器准备好把数据写入扇区时,该目的扇区必须刚刚好转到磁头下。同时RAID控制器每依次传给一个磁盘驱动器的数据长度,也必须刚刚好,配合磁盘驱动器的转速,否则一旦发生miss,RAID 性能就大打折扣。
并行存取RAID的最佳应用
并行存取RAID之架构,以其精细的马达控制和分布之数据传输,将数组中每一个磁盘驱动器的性能发挥到最大,同时充分利用Storage Bus的频宽,因此特别适合应用在大型、数据连续的档案存取应用,例如:影像、视讯档案服务器
数据仓储系统
多媒体数据库
电子图书馆
印前或底片输出档案服务器
其它大型且连续性档案服务器由于并行存取RAID架构之特性,RAID 控制器一次只能处理一个I/O要求,无法执行Overlapping 的多任务,因此非常不适合应用在I/O次数频繁、数据随机存取、每笔数据传输量小的环境。同时,因为并行存取无法执行Overlapping 的多任务,因此没有办法"隐藏"磁盘驱动器搜寻?zseek?{的时间,而且在每一个I/O的第一笔数据传输,都要等待第一个磁盘驱动器旋转延迟?zrotational latency?{,平均为旋转半圈的时间,如果使用一万转的磁盘驱动器,平均就需要等待50 usec。所以机械延迟时间,是并行存取架构的最大问题。 独立存取模式相对于并行存取模式,独立存取模式并不对成员磁盘驱动器作同步转动控制,其对每个磁盘驱动器的存取,都是独立且没有顺序和时间间格的限制,同时每笔传输的数据量都比较大。因此,独立存取模式可以尽量地利用overlapping 多任务、Tagged Command Queuing等等高阶功能,来"隐藏"上述磁盘驱动器的机械时间延迟Seek 和Rotational Latency。
由于独立存取模式可以做overlapping 多任务,而且可以同时处理来自多个主机不同的I/O Requests,在多主机环境如Clustering,更可发挥最大的性能。
独立存取RAID的最佳应用
由于独立存取模式可以同时接受多个I/O Requests,因此特别适合应用在数据存取频繁、每笔数据量较小的系统。例如:
在线交易系统或电子商务应用
多使用者数据库
ERM及MRP 系统
小文件之文件服务器 一般常用的RAID阶层,分别是RAID 0、RAID1、RAID 3、RAID 4以及RAID 5,再加上二合一型 RAID 0+1或称RAID 10。我们先把这些RAID级别的优、缺点做个比较:
RAID级别

相对优点

相对缺点
RAID 0

存取速度最快

没有容错

RAID 1

完全容错

成本高

RAID 3

写入性能最好

没有多任务功能

RAID 4

具备多任务及容错功能
Parity 磁盘驱动器造成性能瓶颈

RAID 5

具备多任务及容错功能
写入时有overhead

RAID 0+1/RAID 10
速度快、完全容错

成本高

接下来,我们分别针对RAID 3、RAID 5以及RAID 0+1/RAID 10作深入的讨论。
RAID 3特点与应用
RAID 3 是将数据先做XOR 运算,产生Parity Data后,在将数据和Parity Data以并行存取模式写入成员磁盘驱动器中,因此具备并行存取模式的优点和缺点。进一步来说,RAID 3每一笔数据传输,都更新整个Stripe即每一个成员磁盘驱动器相对位置的数据都一起更新,因此不会发生需要把部分磁盘驱动器现有的数据读出来,与新数据作XOR运算,再写入的情况发生这个情况在RAID 4和RAID 5会发生,一般称之为Read、Modify、Write Process,我们姑且译为为读、改、写过程。因此,在所有RAID级别中,RAID 3的写入性能是最好的。
RAID 3的 Parity Data 一般都是存放在一个专属的Parity Disk,但是由于每笔数据都更新整个Stripe,因此,RAID 3的 Parity Disk 并不会如RAID 4的 Parity Disk,会造成存取的瓶颈。
RAID 3的并行存取模式,需要RAID 控制器特别功能的支持,才能达到磁盘驱动器同步控制,而且上述写入性能的优点,以目前的Caching 技术,都可以将之取代,因此一般认为RAID 3的应用,将逐渐淡出市场。
RAID 3 以其优越的写入性能,特别适合用在大型、连续性档案写入为主的应用,例如绘图、影像、视讯编辑、多媒体、数据仓储、高速数据撷取等等。
RAID 4特点与应用
RAID 4 是采取独立存取模式,同时以单一专属的Parity Disk 来存放Parity Data。RAID 4的每一笔传输Strip资料较长,而且可以执行Overlapped I/O,因此其读取的性能很好。
但是由于使用单一专属的Parity Disk 来存放Parity Data,因此在写入时,就会造成很大的瓶颈。因此,RAID 4并没有被广泛地应用。
RAID 5特点与应用
RAID 5也是采取独立存取模式,但是其Parity Data 则是分散写入到各个成员磁盘驱动器

...分区为什么需要磁盘阵列?磁盘阵列到底起什么作用的?可以直接跳过阵 ...
答:1. RAID 简介 RAID是英文Redundant Array of Inexpensive Disks的缩写,中文名字为磁盘冗余阵列,顾名思义它是由磁盘组成阵列而成的。简单地说,RAID就是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同方式组合起来的一个硬盘组(逻辑硬盘),提供比单个硬盘更高的存储性能和数据冗余的技术,既保证了存取数据...

磁盘阵列的作用
答:磁盘阵列简介 磁盘阵列简称RAID(RedundantpArrayspofpInexpensivepDisks),有“价格便宜且多余的磁盘阵列”之意。其原理是利用数组方式来作磁盘组,配合数据分散排列的设计,提升数据的安全性。磁盘阵列主要针对硬盘,在容量及速度上,无法跟上CPU及内存的发展,提出改善方法。磁盘阵列是由很多便宜、容量较小、...

服务器都要做RAID吗 做了RAID有什么作用
答:3、通过镜像或校验操作提供容错能力。最初开发RAID的主要目的是节省成本,当时几块小容量硬盘的价格总和要低于大容量的硬盘。目前来看RAID在节省成本方面的作用并不明显,但是RAID可以充分发挥出多块硬盘的优势。实现远远超出任何一块单独硬盘的速度和吞吐量。除了性能上的提高之外,RAID还可以提供良好的容错...

请问硬盘磁盘列阵raid0.raid1.等等。的作用都是什么。说的通俗易懂点...
答:RAID 1又称为Mirror或Mirroring,它的宗旨是最大限度的保证用户数据的可用性和可修复性。 RAID 1的操作方式是把用户写入硬盘的数据百分之百地自动复制到另外一个硬盘上。由于对存储的数据进行百分之百的备份,在所有RAID级别中,RAID 1提供最高的数据安全保障。同样,由于数据的百分之百备份,备份数据占...

硬盘组成RAID,有什么好处,怎么组成,需要什么设备?
答:RAID 0提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取,这样,系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行,每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽,显著提高磁盘整体存取性能。首先要有支持RAID功能的主板,一般现在主流的Intel芯片主板都能很好的支持(买...

电脑主板上的RAID功能是什么意思 ?
答:主板上的RAID功能意思是指该主板支持磁盘阵列。磁盘阵列是由很多块独立的磁盘,组合成一个容量巨大的磁盘组,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。利用这项技术,将数据切割成许多区段,分别存放在各个硬盘上。磁盘阵列还能利用同位检查(Parity Check)的观念,在数组中任意一个硬盘故障...

raid是什么意思中文?
答:RAID0可以提高读写速度,但它没有数据冗余和备份,一旦其中一块硬盘损坏,所有数据就都会丢失。RAID1是一种镜像备份的方式,具有比较好的数据冗余性,但是需要两倍的硬盘空间。RAID5具有容错性和较高的读写性能,可以在一块硬盘故障时仍保持数据完整性。RAID6比RAID5多了一块校验盘,在两块硬盘同时故障...

RAID 5的作用,好处,缺点
答:RAID 5的作用是为系统提供数据安全保障。把数据和与其相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据损坏后,利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。RAID 5的好处是磁盘空间利用率要比RAID 1高,存储成本相对较低;能够支持在一块盘离线的情况下保证数据的...

服务器的RAID是什么意思
答:RAID技术 (1)通过对磁盘上的数据进行条带化,实现对数据成块存取,减少磁盘的机械寻道时间,提高了数据存取速度。(2)通过对一个阵列中的几块磁盘同时读取,减少了磁盘的机械寻道时间,提高数据存取速度。(3)通过镜像或者存储奇偶校验信息的方式,实现了对数据的冗余保护。以上内容参考:百度百科-磁盘阵列...

raid1的作用是什么?
答:RAID1中,当一个硬盘失效(出现故障)时,系统可以自动切换到镜像硬盘上读/写,并且不需要重组失效的数据。RAID 1通过磁盘数据镜像实现数据冗余,在成对的独立磁盘上产生互 为备份的数据,当原始数据繁忙时,可直接从镜像拷贝中读取数据。RAID1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...

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