raid技術(shù)概述word版(已修改)
2025-01-19 12:59 本頁面
【正文】 RAID 技術(shù)概述 RAID 的形式是多種多樣的，它們都是高可用性和高性能存儲的骨干力量。RAID 設(shè)備的最初應(yīng)用可以追溯到上世紀 80 年代末，而在今天， RAID 已經(jīng)成為我們 IT 生活中一個應(yīng)用廣泛且非常重要部分，以至于很多人已經(jīng)忘記 RAID 這個縮寫到底是什么意思。 RAID 是 Redundent Array of Inexpensive Disks 的縮寫，直譯為 “ 廉價冗余磁盤陣列 ” ，也簡稱為 “ 磁盤陣列 ” 。后來 RAID 中的字母 I 被改作了Independent， RAID 就成了 “ 獨立冗余磁盤陣列 ” ，但這只是名稱的變化，實質(zhì)性的內(nèi)容并沒有改變。簡單地講， RAID 技術(shù)就是利用多個硬盤的組合提供高效率及冗余的功能。 RAID 這個概念最早是由 1987 年加州伯克利大學的 David Patterson，Garth Gibson, Randy Katz 提出的，他們的目標是展示一個 RAID 的性能可以達到或超過當時的一個單一的，大容量的，昂貴的磁盤。在項目開發(fā)的過程中，隨著頻繁的磁盤失敗，通過磁盤的冗余來避免磁盤數(shù)據(jù)的丟失已經(jīng)是必須的了。這樣一來，該項目的研究對于將來的 RAID 變得至關(guān)重要。 一、 RAID 的優(yōu)點 RAID 的采用為存儲系統(tǒng)（或 者服務(wù)器的內(nèi)置存儲）帶來巨大利益，其中提高傳輸速率和提供容錯功能是最大的優(yōu)點。 RAID 通過同時使用多個磁盤，提高了傳輸速率。 RAID 通過在多個磁盤上同時存儲和讀取數(shù)據(jù)來大幅提高存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量（ Throughput）。在 RAID中，可以讓很多磁盤驅(qū)動器同時傳輸數(shù)據(jù)，而這些磁盤驅(qū)動器在邏輯上又是一個磁盤驅(qū)動器，所以使用 RAID 可以達到單個磁盤驅(qū)動器幾倍、幾十倍甚至 上百倍的速率。這也是 RAID 最初想要解決的問題。因為當時 CPU 的速度增長很快，而磁盤驅(qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸速率無法大幅提高，所以需要有一種方案解決二者之間的矛盾。 RAID 最后成功了。 通過數(shù)據(jù)校驗， RAID 可以提供容錯功能。這是使用 RAID 的第二個原因，因為普通磁盤驅(qū)動器無法提供容錯功能，如果不包括寫在磁盤上的 CRC(循環(huán)冗余校驗 )碼的話。 RAID 容錯是建立在每個磁盤驅(qū)動器的硬件容錯功能之上的，所以它提供更高的安全性。在很多 RAID 模式中都有較為完備的相互校驗 /恢復的措施，甚至是直接相互的鏡像備份，從而大大提高了 RAID 系統(tǒng)的容錯度，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定冗余性。 二、 RAID 的 分類 軟 件 RAID 軟 件 RAID(softwarebased RAID)是基于軟件的 RAID。它可能是最普遍的被使用的 RAID 陣列，這是由于現(xiàn)在的很多服務(wù)器操作系統(tǒng)都集成了 RAID 功能。比如 Microsoft Windows NT， Windows 2022， Windows 2022， Novell Netware 和 Linux。 軟件 RAID 集成于操作系統(tǒng)，有比較低的始投資，但是它的 CPU 占用率非常高，并且只有非常有限的陣列操作 功能。由于軟件 RAID 是在操作系統(tǒng)下實現(xiàn)RAID，軟 RAID 不能保護系統(tǒng)盤。亦即系統(tǒng)分區(qū)不能參與實現(xiàn) RAID。 有些操作系統(tǒng)， RAID 的配置信息存在系統(tǒng)信息中，而不是存在硬盤上 。當系統(tǒng)崩潰，需重新安裝時， RAID 的信息也會丟失。尤其是軟件 RAID 5 是 CPU 的增強方式，會導致 30%40%I/O 功能的降低 , 所以不建議使用軟件 RAID 在增強的處理器服務(wù)器中。 硬 RAID 硬 RAID 最主流最常見的是 基于總線的 RAID， 是由內(nèi)建 RAID 功能的主機總線適配器 (Host bus adapter)控制，直接連接到 服務(wù)器的系統(tǒng)總線上的。 總線 RAID 具有較軟 RAID 更多的功能但是又不會顯著的增加總擁有成本。這樣可以極大節(jié)省服務(wù)器系統(tǒng) CPU 和操作系統(tǒng)的資源。從而使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的性能獲得很大的提高。支持很多先進功能如 :熱插拔，熱備盤， SAFTE，陣列管理，等等。 并且其價格相對較低。它的缺點是要占用 PCI 總線帶寬，所以 PCI I/O 可能變成陣列速度的瓶頸。 HostRAID 是一種把初級的 RAID 功能附加給 SCSI 或者SATA 卡而產(chǎn)生的產(chǎn)品。它是基于硬和軟 RAID 之間的一種產(chǎn)品。它把軟件 RAID功能集成到了產(chǎn)品的固件上， 從而提高了產(chǎn)品的功能和容錯能力。它可以支持RAID 0 和 RAID 1。 RAID 通過為數(shù)據(jù)提供校驗的方式提高了可用性，在如今各類存儲系統(tǒng)中，RAID 已經(jīng)成為不可或缺的重要組成部分，為保護數(shù)據(jù)發(fā)揮重要作用。 三、 RAID 常用術(shù)語 Array：陣列 磁盤陣列模式是把幾個磁盤的存儲空間整合起來，形成一個大的單一連續(xù)的存儲空間。 NetRAID 控制器利用它的 SCSI 通道可以把多個磁盤組合成一個磁盤陣列。簡單的說，陣列就是由多個磁盤組成，并行工作的磁盤系統(tǒng)。需要注意的是作為熱備用的磁盤是不能添加到陣列中的。 Array Spanning：陣列跨越 陣列跨越是把 2 個， 3 個或 4 個磁盤陣列中的存儲空間進行再次整合，形成一個具有單一連續(xù)存儲空間的邏輯驅(qū)動器的過程。 RAID 控制器可以跨越連續(xù)的幾個陣列，但每個陣列必需由相同數(shù)量的磁盤組成，并且這幾個陣列必需具有相同的 RAID 級別。就是說，跨越陣列是對已經(jīng)形成了的幾個陣列進行再一次的組合， RAID 1， RAID 3 和 RAID 5 跨越陣列后分別形成了 RAID 10， RAID 30和 RAID 50。 Cache Policy：高速緩存策略 RAID 控制器具有兩種高速緩存策略， 分別為 Cached I/O（緩存 I/O）和Direct I/O（直接 I/O）。緩存 I/O 總是采用讀取和寫入策略，讀取的時候常常是隨意的進行緩存。直接 I/O 在讀取新的數(shù)據(jù)時總是采用直接從磁盤讀出的方法，如果一個數(shù)據(jù)單元被反復地讀取，那么將選擇一種適中的讀取策略，并且讀取的數(shù)據(jù)將被緩存起來。只有當讀取的數(shù)據(jù)重復地被訪問時，數(shù)據(jù)才會進入緩存，而在完全隨機讀取狀態(tài)下，是不會有數(shù)據(jù)進入緩存的。 Capacity Expansion：容量擴展 在微軟的 Windows NT， 2022 或 Novell 公司的 NetWare ， 5 操作系統(tǒng)下，可以在線增加目前卷的容量。在 Windows 2022 或 NetWare 5 系統(tǒng)下，準備在線擴容時，要禁用虛擬容量選項。而在 Windows NT 或 NetWare 系統(tǒng)下，要使虛擬容量選項可用才能進行在線擴容。 在 NetRAID 控制器的快速配置工具中，設(shè)置虛擬容量選項為可用時，控制器將建立虛擬磁盤空間，然后卷能通過重構(gòu)把增加的物理磁盤擴展到虛擬空間中去。重構(gòu)操作只能在單一陣列中的唯一邏輯驅(qū)動器上才可以運行，你不能在跨越陣列中使用在線擴容。 Channel：通道 在兩個磁盤控制器之 間傳送數(shù)據(jù)和控制信息的電通
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1