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第一部分 基础知识-海量存储与数据备份 第一章 RAID 与大容量存储 1.1 RAID 概念 RAID 的英文全称为Redundant Array of Inexpensive （或Independent ） Disks ，而不是某 些词典中所说的“ Redundant Access Independent Disks” 。中文名称是廉价（独立）磁盘冗余 阵列。 RAID 的初衷主要是为了大型服务器提供高端的存储功能和冗余的数据安全。在系统 中，RAID 被看作是一个逻辑分区，但是它是由多个硬盘组成的（最少两块）。它通过在多 个硬盘上同时存储和读取数据来大幅提高存储系统的数据吞吐量（Throughput ），而且在很 多RAID 模式中都有较为完备的相互校验/恢复的措施，甚至是直接相互的镜像备份，从而 大大提高了RAID 系统的容错度，提高了系统的稳定冗余性，这也是Redundant 一词的由来。 RAID 以前一直是SCSI 领域的独有产品，因为它当时的技术与成本也限制了其在低端 市场的发展。今天，随着RAID 技术的日益成熟与厂商的不断努力，存储工程师已经能够享 受到相对成本低廉得多的IDE-RAID 系统，虽然稳定与可靠性还不可能与SCSI-RAID 相比， 但它相对于单个硬盘的性能优势对广大玩家是一个不小的诱惑。事实上，对于日常的低强度 操作，IDE-RAID 已足能胜任了。 与Modem 一样，RAID 也有全软、半软半硬与全硬之分，全软RAID 就是指RAID 的 所有功能都是操作系统（OS ）与CPU 来完成，没有第三方的控制/处理（业界称其为RAID 协处理器——RAID Co-Processor ）与I/O 芯片。这样，有关RAID 的所有任务的处理都由 CPU 来完成，可想而知这是效率最低的一种RAID 。半软半硬RAID 则主要缺乏自己的I/O 处理芯片，所以这方面的工作仍要由CPU 与驱动程序来完成。而且，半软半硬RAID 所采 用的RAID 控制/处理芯片的能力一般都比较弱，不能支持高的RAID 等级。全硬的RAID 则全面具备了自己的RAID 控制/处理与I/O 处理芯片，甚至还有阵列缓冲（Array Buffer ）， 对CPU 的占用率以及整体性能是这三种类型中最优势的，但设备成本也是三种类型中最高 的。早期市场上所出现的使用HighPoint HPT 368 、370 以及PROMISE 芯片的IDE RAID 卡 与集成它们的主板都是半软半硬的RAID ，并不是真正的硬RAID ，因为它们没有自己专用 的I/O 处理器。而且，这两个公司的RAID 控制/处理芯片的能力较弱，不能完成复杂的处 理任务，因此还不支持RAID 5 等级。著名的Adpatec 公司所出品的AAA-UDMA RAID 卡 则是全硬RAID 的代表之作，其上有专用的高级RAID Co-Processor 和Intel 960 专用I/O 处 理器，完全支持RAID 5 等级，是目前最高级的IDE-RAID 产品。表 1 就是典型的软件RAID 与硬RAID 在行业应用中的比较。 RAID 发展至今共有10 个主要的等级，下面就将依次介绍 1.2 RAID-0 等级 RAID0 全称叫做Striped Disk Array without Fault Tolerance(没有容错设计的条带磁盘阵 列）。图中一个圆柱就是一块磁盘（以下均是），它们并联在一起。从图中可以看出，RAID 0 在存储数据时由RAID 控制器（硬件或软件）分割成大小相同的数据条，同时写入阵列中 的磁盘。如果发挥一下想象力，你会觉得数据象一条带子横跨过所有的阵列磁盘，每个磁盘 上的条带深度则是一样的。至于每个条带的深度则要看所采用的RAID 类型，在NT 系统的 软RAID 0 等级中，每个条带深度只有64KB 一种选项，而在硬RAID 0 等级，可以提供8、 16、32、64 以及128KB 等多种深度参数。Striped 是RAID 的一种典型方式，在很多RAID 图1-1 RAID-0 结构图解 术语解释中，都把Striped 指向RAID 0 。在读取时，也是顺序从阵列磁盘中读取后再由RAID 控制器进行组合再传送给系统，这也是RAID 的一个最重要的特点。 这样，数据就等于并行的写入和读取，从而非常有助于提高存储系统的性能。对于两个 硬盘的RAID 0 系统，提高一倍的读写性能可能有些夸张，毕竟要考虑到也同时缯加