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精讲 各种磁盘阵列等级介绍

Watchstor.com  佚名丨2009-09-02 22:09 标签:HBA 

RAID是Redundent Array of Inexpensive Disks的缩写,直译为“廉价冗余磁盘阵列”,也简称为“磁盘阵列”。后来RAID中的字母I被改作了Independent,RAID就成了“独立冗余磁盘阵列”,但这只是名称的变化,实质性的内容并没有改变。可以把RAID理解成一种使用磁盘驱动器的方法,它将一组磁盘驱动器用某种逻辑方式联系起来,作为逻辑上的一个磁盘驱动器来使用。

RAID的优点 

1. 传输速率高。在部分RAID模式中,可以让很多磁盘驱动器同时传输数据,而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器,所以使用RAID可以达到单个的磁盘驱动器几倍的速率。因为CPU的速度增长很快,而磁盘驱动器的数据传输速率无法大幅提高,所以需要有一种方案解决二者之间的矛盾。

2. 更高的安全性。相较于普通磁盘驱动器很多RAID模式都提供了多种数据修复功能,当RAID中的某一磁盘驱动器出现严重故障无法使用时,可以通过RAID中的其他磁盘驱动器来恢复此驱动器中的数据,而普通磁盘驱动器无法实现,这是使用RAID的第二个原因。

RAID的分类

RAID 0,无冗余无校验的磁盘阵列。数据同时分布在各个磁盘上,没有容错能力,读写速度在RAID中最快,但因为任何一个磁盘损坏都会使整个RAID系统失效,所以安全系数反倒比单个的磁盘还要低。一般用在对数据安全要求不高,但对速度要求很高的场合,如:大型游戏、图形图像编辑等。此种RAID模式至少需要2个磁盘,而更多的磁盘则能提供更高效的数据传输。

RAID 1,镜象磁盘阵列。每一个磁盘都有一个镜像磁盘,镜像磁盘随时保持与原磁盘的内容一致。RAID1具有最高的安全性,但只有一半的磁盘空间被用来存储数据。主要用在对数据安全性要求很高,而且要求能够快速恢复被损坏的数据的场合。此种RAID模式每组仅需要2个磁盘。

RAID 0+1,从其名称上就可以看出,它把RAID0和RAID1技术结合起来,数据除分布在多个磁盘上外,每个磁盘都有其物理镜像盘,提供全冗余能力,允许一个以下磁盘故障,而不影响数据可用性,并具有快速读写能力。但是RAID0+1至少需要4个磁盘才能组建。

RAID 5, 无独立校验盘的奇偶校验磁盘阵列。同样采用奇偶校验来检查错误,但没有独立的校验盘,而是使用了一种特殊的算法,可以计算出任何一个带区校验块的存放位置。这样就可以确保任何对校验块进行的读写操作都会在所有的RAID磁盘中进行均衡,既提高了系统可靠性也消除了产生瓶颈的可能,对大小数据量的读写都有很好的性能。

为了能跨越数组里的所有磁盘来写入数据及校验码信息,RAID5设定最少需要三个磁盘,因此在这种情况下,会有1/3的磁盘容量会被备份校验码占用而无法使用,当有四个磁盘时,则需要1/4的容量作为备份,才能让最坏情况的发生率降到最低。当磁盘的数目增多时,每个磁盘上被备份校验码占用的磁盘容量就会降低,但是磁盘故障的风险率也同时增加了,一但同时有两个磁盘故障,则无法进行数据恢复。

JBOD,JBOD(Just Bundle Of Disks)既简单磁盘捆绑。JBOD是在逻辑上把几个物理磁盘一个接一个串联到一起,从而提供一个大的逻辑磁盘。JBOD上的数据简单的从第一个磁盘开始存储, 当第一个磁盘的存储空间用完后, 再依次从后面的磁盘开始存储数据。

JBOD存取性能完全等同于对单一磁盘的存取操作,也不提供数据安全保障。它只是简单的提供一种利用磁盘空间的方法,JBOD的存储容量等于组成JBOD的所有磁盘的容量的总和。

Matrix RAID,矩阵磁盘阵列。是Intel 新近创立的一种针对SATA接口的专利RAID模式,特点是能在2个磁盘上同时实现RAID 0与RAID 1两种模式,其工作原理是将2个磁盘中的每个磁盘的部分磁盘空间划分出来组成RAID 0或1,而将剩余空间组成RAID1或0。

Matrix RAID还有一个功能:支持RAID 1阵列分区的“热备份”硬盘。通常支持Matrix RAID功能的主板具有四个SATA接口,而建立一组Matrix RAID只需要两块硬盘,使用两个SATA接口。

另外两个闲置的SATA接口就可以插上硬盘,启动“热备份”功能。当Matrix RAID系统中的一块硬盘出现故障时,“热备份”硬盘便会立刻接替它的工作,以保证RAID 1阵列分区中数据的安全。由于RAID 0阵列分区中的数据在一块硬盘崩溃的时候就已经损毁了,所以“热备份”硬盘对RAID 0阵列是无效的。

以上是目前主流升技主板上搭载的RAID控制器所能支持的全部RAID模式,并且由于RAID控制器厂商和产品型号的不同,所能支持的RAID模式种类也各不相同,只有极少数主板能够全部支持上述的RAID模式,而每块主板具体所支持的RAID模式种类请至升技官方主页的产品介绍当中核对查找。另有一些其他 RAID 模式基本用于专业服务器及工作站上使用,此处便不做介绍了。

磁盘阵列模式下磁盘空间的使用

针对不同RAID 模式在实际运用中可以使用的磁盘空间分别有多少,在用列表举例说明:

* Matrix RAID由于其特殊的磁盘分配概念,所以在此单独举例说明:

例如,使用2 块 120G 的磁盘组成RAID 其总容量是240G,先建立一个RAID 0,并手动指定一个1至238G之间的RAID 0模式的磁盘容量,然后利用剩余磁盘空间建立一个RAID 1模式。如:

100G(RAID 0)+ 70G(RAID 1)或

50G (RAID 0)+ 95G(RAID 1)等等

具体如何分配RAID 0与RAID 1的磁盘大小可按使用需求决定。

以上就是对磁盘阵列优点及分类的简单介绍。

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