RAID磁盘阵列系统.docVIP

独立冗余磁盘阵列 起源 　　RAID磁盘阵列系统，是美国加州大学伯克利分校Patterson教授，于1988年首先提出的。它的原理是将若干个小型磁盘驱动器与控制系统组成一个整体，在使用者看来像一个大磁盘。由于有多个驱动器并行工作，大大提高了存储容量和数据传输率。某些模式的RAID可以把速度提高到单个磁盘驱动器的4倍，而且采用了纠错技术，提高了可靠性。 　　在计算机发展的初期，大容量磁盘的价格还相当高。满足数据存储大容量需求和解决存储安全问题的主要方法，是使用磁带机等设备进行备份。这种存储方法虽然可以满足较大容量的数据存储需求，保证了一定程度上的数据安全，但查阅和存储工作都相当繁琐。1987年，Patterson、Gibson和Katz三位工程师，在加州大学伯克利分校发表了题为《A Case of Redundant Array of Inexpensive Disks（廉价磁盘冗余陈列方案）》的论文，其基本思想就是将多个容量较小的、相对廉价的磁盘驱动器进行有机组合，使其性能超过一个昂贵的大磁盘。这一设计思想很快被业界接受。从此，RAID技术得到了广泛应用，数据存储进入了更快速、更安全和更廉价的新时代。 概念 　　在RAID中有一基本概念称为EDAP（Extended Data Availability and Protection），其强调扩充性及容错机制，也是各家厂商诉求的重点，包括在不须停机情况下可处理以下动作： 　　RAID 磁盘阵列支持自动检测故障硬盘； 　　RAID 磁盘阵列支持重建硬盘坏轨的资料； 　　RAID 磁盘阵列支持不须停机的硬盘备援Hot Spare；RAID 磁盘列支援支持不须停机的硬盘替换Hot Swap； 　　RAID 磁盘阵列支持扩充硬盘容量等。 功能 　　1．扩大了存储能力可由多个硬盘组成容量巨大的存储空间。 　　2．降低了单位容量的成本 市场上最大容量的硬盘每兆容量的价格要大大高于普及型硬盘，因此采用多个普及型硬盘组成的阵列其单位价格要低得多。 3．提高了存储速度单个硬盘速度的提高均受到各个时期的技术条件限制，要更进一步往往是很困难的，而使用RAID，则可以让多个硬盘同时分摊数据的读或写操作，因此整体速度有成倍地提高。 　　4．可靠性 RAID系统可以使用两组硬盘同步完成镜像存储，这种安全措施对于网络服务器来说是最重要不过的了。 　　5．容错性RAID控制器的一个关键功能就是容错处理。容错阵列中如有单块硬盘出错，不会影响到整体的继续使用，高级RAID控制器还具有拯救数据功能。 　　6．对于IDE RAID来说，目前还有一个功能就是支持ATA/66/100。RAID也分为SCSI RAID和IDE RAID两类，当然IDE RAID要廉价得多。如果主机主板不支持ATA/66/100硬盘，通过RAID卡，则能够使用上新硬盘的ATA/66/100功能。 组合 　　不同的RAID级别对应于不同的性能、容量和可靠性，代表了这三种关键参数的不同平衡组合。 　　从最基本的角度来说，所有RAID级别均建立在RAID0、1、5和6这几个基本RAID级别基础之上。一些RAID级别衍生出某些少见的变种，比如RAID1E、5E和5EE，它们与RAID1、5的特性相似，不过更丰富一些。 　　RAID级别可以相互组合或通过扩展，形成诸如RAID10、50和60等RAID级别。人们往往对这种扩展的RAID级别不甚了解。不过，这些复杂的RAID级别添加了一些极其有趣的特性，比方说： 　　·R1E(2个以上磁盘或奇数磁盘的镜像) 　　·R5E(与R5一样，但支持“热”备用磁盘容量) 　　·R5EE(与R5E一样，但每个条带都支持“热”备用磁盘) 　　需要进一步考虑的是RAID10、50和60等复杂的RAID级别，它们提供了一些非常有趣的未知特性。它们基本上能提供相同级别、和尺寸的RAID卷组合，此外采用RAID0方式在他们之间分配条带化数据，以此平衡性能。 　　比方说，20个驱动器组成的RAID50，可分成4个RAID5阵列，每个阵列有5个磁盘，然后这四个RAID5阵列之间采用RAID0方式配置条带化数据。不过，问题在于，为什么要选择20个磁盘组成RAID50这种复杂的RAID级别，而不用20个同样的磁盘组成简单的RAID5呢? 　　主要原因在于，如果我们看看RAID5的读取性能就会发现，在降级模式时其读取性能非常差。为了从坏块/死盘恢复数据，必须读取19个没问题的磁盘，并对每个磁盘进行18次XOR运算，而后才能返回数据。也就是说，这时的读取速度仅为正常读取速度的二十分之一，而且涉及的磁盘越多，读取性能就变得更糟。同样，重构也非常复杂。假设每个磁盘为1TB，如果重构的话，那么就需要移动