磁盘整列_磁盘阵列和存储服务器的区别

磁盘整列_磁盘阵列和存储服务器的区别

       大家好，今天我想和大家探讨一下“磁盘整列”的应用场景。为了让大家更好地理解这个问题，我将相关资料进行了分类，现在就让我们一起来探讨吧。

1.存储服务器和磁盘阵列有什么区别

2.磁盘阵列是什么意思？

3.磁盘阵列是什么？

4.什么是磁盘阵列？

5.磁盘阵列是什么，主要做什么用

存储服务器和磁盘阵列有什么区别

       1、性质不同：

       磁盘阵列是一种方法，存储服务器是物理设备。独立磁盘冗余阵列（RAID）是把相同的数据存储在多个硬盘的不同的地方的方法。存储服务器是指为特定目标而设计，因此配置方式也不同。它可能是拥有一点额外的存储，也可能拥有很大的存储空间的服务器。

       2、用途不同：

       存储服务器用于提供存储数据的服务。RAID技术用于高了数据存取速度、实现了对数据的冗余保护。

       3、组成不同：

       磁盘阵列通过把数据放在多个硬盘上，输入输出操作能以平衡的方式交叠，改良性能。因为多个硬盘增加了平均故障间隔时间（MTBF），储存冗余数据也增加了容错。

       存储服务器通常是独立的单元。有的时候它们会被设计成4U机架式。或者也可以由两个箱子组成一个存储单元以及一个位于附近的服务器。

       百度百科-存储服务器

       百度百科-磁盘阵列

磁盘阵列是什么意思？

       简单的说，RAID是一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同的方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的 存储 性能和提供 数据备份 技术。组成 磁盘阵列 的不同方式成为RAID级别（RAID Levels）。 数据备份 的功能是在用户数据一旦发生损坏后，利用备份信息可以使损坏数据得以恢复，从而保障了用户数据的安全性。在用户看起来，组成的磁盘组就像是一个硬盘，用户可以对它进行分区，格式化等等。总之，对 磁盘阵列 的操作与单个硬盘一模一样。不同的是， 磁盘阵列 的存储速度要比单个硬盘高很多，而且可以提供自动 数据备份 。

       虽然RAID包含多块硬盘，但是在 操作系统 下是作为一个独立的大型存储设备出现。利用RAID技术于 存储系统 的好处主要有以下三种：

        通过把多个磁盘组织在一起作为一个逻辑卷提供磁盘跨越功能；

        通过把数据分成多个 数据块 （Block）并行写入/读出多个磁盘以提高访问磁盘的速度；

        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能力，在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作，不会受到损坏硬盘的影响。

        RAID技术分为几种不同的等级，分别可以提供不同的速度，安全性和性价比。根据实际情况选择适当的RAID级别可以满足用户对 存储系统 可用性、性能和容量的要求。常用的RAID级别有以下几种：NRAID，JBOD，RAID0，RAID1， RAID0+1 ，RAID3，RAID5等。目前经常使用的是RAID5和RAID（0+1）。

        磁盘阵列 （Disk Array）是由一个 硬盘控制器 来控制多个硬盘的相互连接，使多个硬盘的读写同步，减少错误，增加效率和可靠度的技术。 磁盘阵列卡 则是实现这一技术的硬件产品，磁盘阵列卡拥有一个专门的处理器，还拥有专门的 存贮器 ，用于高速缓冲数据。使用 磁盘阵列卡 服务器对磁盘的操作就直接通过阵列卡来进行处理，因此不需要大量的CPU及 系统内存 资源，不会降低磁盘子系统的性能。 阵列卡 专用的处理单元来进行操作，它的性能要远远高于常规非 阵列硬盘 ，并且更安全更稳定。

        RAID技术的两大特点：一是速度、二是安全，由于这两项优点，RAID技术早期被应用于高级服务器中的 SCSI接口 的硬盘系统中，随着近年 计算机技术 的发展，PC机的CPU的速度已进入GHz 时代。IDE接口的硬盘也不甘落后，相继推出了ATA66和ATA100硬盘。这就使得RAID技术被应用于中低档甚至个人PC机上成为可能。RAID通常是由在硬盘阵列塔中的RAID控制器或电脑中的RAID卡来实现的。

磁盘阵列是什么？

       分类: 电脑/网络 >> 硬件

        解析:

        磁盘阵列是RAID的中文名称，也就是将多个物理磁盘组成一个逻辑磁盘。目前RAID常用的有RAID0，RAID1，RAID0+1/1+0，RAID5。

        我们以两个80GB的磁盘为例。

        RAID0是将两个磁盘连接变成一个逻辑磁盘，结果是我们得到了一个120GB的逻辑磁盘，数据是分别写在2个磁盘中的，读取时从2个盘中一起读，可以成倍的提高存储子系统的性能。但这种方法安全性是最差的，一旦有一个硬盘损坏，所有数据就都没有了。

        RAID1是将2个硬盘划分为两部分，一个存数据，另一个做备份，也就是说80GB存数据80GB做备份。这样的数据安全性是最好的，但磁盘空间利用率很低，只有50%。

       至于RAID0+1/1+0和RAID5是要用4个或以上的硬盘才能组建的。RAID1+0/0+1是结合了RAID0和RAID1各自的优点，即既有安全性有可以提高系统性能，但组建成本太高，一般只用在服务器上。

        现在的硬盘分为PATA和SATA两种接口，其中PATA硬盘就是我们常说的并口硬盘，最高传输速率是133Mb/s，而SATA是串口的，目前主流的产品最高传输速率是150Mb/s，下一代标准是300Mb/s。但由于硬盘的内部传输率不高，只有60-70Mb/s，所以SATA接口并不能带来实质性的性能提升，但由于SATA的数据线只有7根，所以会比80线的PATA硬盘传输距离更远，机箱内的散热也会更好一些。

        PATA硬盘现在的所有主板都支持，是一个40针的长方形接口。而SATA只有从865时代才开始由主板直接支持，是一个7针的L型接口。

        关于缓存，其大小和主板的支持无关，但和性能密切相关，8M的当然比2M的好，但价格也会高一些。

什么是磁盘阵列？

       分类: 电脑/网络 >> 硬件

        问题描述:

        磁盘阵列是什么？

        解析:

        目前人们逐渐认识了磁盘阵列技术。磁盘阵列技术可以详细地划分为若干个级别0-5 RAID技术，并且又发展了所谓的 RAID Level 10, 30, 50的新的级别。RAID是廉价冗余磁盘阵列（Redundant Array of Inexpensive Disk）的简称。用RAID的好处简单的说就是：安全性高，速度快，数据容量超大。

        某些级别的RAID技术可以把速度提高到单个硬盘驱动器的400%。磁盘阵列把多个硬盘驱动器连接在一起协同工作，大大提高了速度，同时把硬盘系统的可靠性提高到接近无错的境界。这些“容错”系统速度极快，同时可靠性极高。

        由磁盘阵列角度来看

       磁盘阵列的规格最重要就在速度，也就是CPU的种类。我们知道SCSI的演变是由SCSI 2 (Narrow, 8 bits, 10MB/s), SCSI 3 (Wide, 16bits, 20MB/s), Ultra Wide (16bits, 40MB/s), Ultra 2 (Ultra Ultra Wide, 80MB/s), Ultra 3 (Ultra Ultra Ultra Wide, 160MB/s)，在由SCSI到Serial I/O，也就是所谓的 Fibre Channel (FC-AL, Fibre Channel - Arbitration Loop, 100 – 200MB/s), SSA (Serial Storage Architecture, 80 – 160 MB/s), 在过去使用 Ultra Wide SCSI, 40MB/s 的磁盘阵列时，对CPU的要求不须太快，因为SCSI本身也不是很快，但是当SCSI演变到Ultra 2, 80MB/s时，对CPU的要求就非常关键。一般的CPU, (如 586)就必须改为高速的RISC CPU, (如 Intel RISC CPU, i960RD 32bits, i960RN 64 bits)，不但是RISC CPU, 甚至于还分 32bits, 64 bits RISC CPU 的差异。586 与 RISC CPU 的差异可想而知 ! 这是由磁盘阵列的观点出发来看的。

        由服务器的角度来看

        服务器的结构已由传统的 I/O 结构改为 I2O ( Intelligent I/O, 简称 I2O ) 的结构，其目的就是为了减少服务器CPU的负担，才会将系统的 I/O 与服务器CPU负载分开。Intel 因此提出 I2O 的架构，I2O 也是由一颗 RISC CPU ( i960RD 或I960RN ) 来负责 I/O 的工作。试想想若服务器内都已是由 RISC i960 CPU 来负责 I/O，结果磁盘阵列上却仍是用 586 CPU，速度会快吗 ?

        由操作系统的角度来看

        SCO OpenServer 5.0 32 bits

        MicroSoft Windows NT 32 bits

        SCO Unixware 7.x 64 bits

        MicroSoft Windows NT 2000 32 bit 64 bits

        SUN Solaris 64 bits ……..其他操作系统

        在操作系统都已由 32 bits 转到 64 bits，磁盘阵列上的CPU 必须是 Intel i960 RISC CPU才能满足速度的要求。586 CPU 是无法满足的 !

        磁盘阵列的功能

        磁盘阵列内的硬盘连接方式是用SCA-II整体后背板还是只是用SCSI线连的？在SCA-II整体后背板上是否有隔绝芯片以防硬盘在热插拔时所产生的高/低电压，使系统电压回流，造成系统的不稳定，产生数据丢失的情形。我们一定要重视这个问题，因为在磁盘阵列内很多硬盘都是共用这同一SCSI总线！一个硬盘热插拔，可不能引响其它的硬盘！甚么是热插拔或带电插拔？硬盘有分热插拔硬盘，80针的硬盘是热插拔硬盘，68针的不是热插拔硬盘，有没有热插拔，在电路上的设计差异就在于有没有保护线路的设计，同样的硬盘拖架也是一样有分真的热插拔及假的热插拔的区别。

        磁盘阵列内的硬盘是否有顺序的要求？也就是说硬盘可否不按次序地插回阵列中，数据仍能正常的存取？很多人认为不是很重要，不太会发生，但是可能会发生的，我们就要防止它发生。假如您用六个硬盘做阵列，在最出初始化时，此六个硬盘是有顺序放置在磁盘阵列内，分为第一、第二…到第六个硬盘，是有顺序的，如果您买的磁盘阵列是有顺序的要求，则您要注意了：有一天您将硬盘取出，做清洁时一定要以原来的摆放顺序插回磁盘阵列中，否则您的数据可能因硬盘顺序与原来的不苻，磁盘阵列上的控制器不认而数据丢失！因为您的硬盘的SCSI ID号乱掉所致。现在的磁盘阵列产品都已有这种不要求硬盘有顺序的功能，为了防止上述的事件发生，都是不要求硬盘有顺序的。

        我们将讨论这些新技术，以及不同级别RAID的优缺点。我们并不想涉及那些关键性的技术细节问题，而是将磁盘阵列和RAID技术介绍给对它们尚不熟悉的人们。相信这将帮助你选用合适的RAID技术。

磁盘阵列是什么，主要做什么用

       磁盘阵列简述：

       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。冗余磁盘阵列RAID(Redundant Array of Independent Disks)技术1987年由加州大学伯克利分校提出，最初的研制目的是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘，以降低大批量数据存储的费用（当时RAID称为Redundant Array of Inexpensive Disks 廉价的磁盘阵列），同时也希望采用冗余信息的方式，使得磁盘失效时不会使对数据的访问受损失，从而开发出一定水平的数据保护技术。

       磁盘阵列的工作原理与特征：

       RAID的基本结构特征就是组合(Striping)，捆绑2个或多个物理磁盘成组，形成一个单独的逻辑盘。组合套(Striping Set)是指将物理磁盘组捆绑在一块儿。在利用多个磁盘驱动器时，组合能够提供比单个物理磁盘驱动器更好的性能提升。 数据是以块(Chunks)的形式写入组合套中的，块的尺寸是一个固定的值，在捆绑过程实施前就已选定。块尺寸和平均I/O需求的尺寸之间的关系决定了组合套的特性。总的来说，选择块尺寸的目的是为了最大程度地提高性能，以适应不同特点的计算环境应用。

       磁盘阵列优点：

       磁盘阵列有许多优点：首先，提高了存储容量；其次，多台磁盘驱动器可并行工作，提高了数据传输率；...RAID技术确实提供了比通常的磁盘存储更高的性能指标、数据完整性和数据可用性，尤其是在当今面临的I/O总是滞后于CPU性能的瓶颈问题越来越突出的情况下，RAID解决方案能够有效地弥补这个缺口。

       阵列技术的介绍：

       RAID技术是一种工业标准，各厂商对RAID级别的定义也不尽相同。目前对RAID级别的定义可以获得业界广泛认同的有4种，RAID 0、RAID 1、RAID 0＋1和RAID 5，我们常见的主板自带的阵列芯片或阵列卡能支持的模式有：RAID 0、RAID 1、RAID 0＋1。

       1) RAID 0是无数据冗余的存储空间条带化，它将所有硬盘构成一个磁盘阵列，可以同时对多个硬盘做读写动作，但是不具备备份及容错能力，具有成本低、读写性能极高、存储空间利用率高等特点，在理论上可以提高磁盘子系统的性能。

       2) RAID 1是两块硬盘数据完全镜像，可以提高磁盘子系统的安全性，技术简单，管理方便，读写性能均好。但它无法扩展（单块硬盘容量），数据空间浪费大，严格意义上说，不应称之为“阵列”。

       3) RAID 0＋1综合了RAID 0和RAID 1的特点，独立磁盘配置成RAID 0，两套完整的RAID 0互相镜像。它的读写性能出色，安全性高，但构建阵列的成本投入大，数据空间利用率低，不能称之为经济高效的方案。

       常见的阵列卡芯片有三种：Promise（乔鼎信息）、highpoint、ami（美商安迈）。这三种芯片都有主板集成或独立的阵列卡这二种形式的产品。我们主要用到的是Promise阵列卡，经过测试在无盘中稳定，并且不容易坏Promise常见的阵列芯片有：Promise Fasttrak 66、Fasttrak 100、Fasttrak 133、20262、20265、20267、20270、Fasttrak TX2、Fasttrak TX4、Fasttrak TX2000,TX4000.Highpoint常见的阵列芯片有：highpoint 370、370a、372、372a。AMI / LSI Logic MegaRAID 这种芯片的产品我们用得很少，现在知道的有艾崴 WO2-R主板上集成了American Megatrends MG80649 控制器，其阵列卡的产品也没有使用过。

       注意事项：

       1) 用来创建磁盘阵列的硬盘一般需成对使用。

       2) 强烈建议使用型号、容量、品牌均一致的四个硬盘来做阵列。

       3) 阵列卡和一部分集成的阵列芯片支持双阵列，当您使用四个硬盘来做阵列时，建议设置为双阵列。但如果主板集成的是Promise类芯片，几乎都不支持创建双阵列。(4)、没有安装对应的阵列驱动程序或驱动程序不对，而又设置为由阵列启动时，NT服务器启动时将会蓝屏。任何创建阵列或者重建阵列的操作都将清除硬盘或者阵列上的所有现有数据!

       阵列卡的作用，简单的一句话就是加快网吧的速度，本为一个IDE的硬盘在带30以上就会造成瓶颈，速度就会慢下来，想提高速度一定得做阵列，这样不但速度快，以后加机器也不会有太大的影响。

       做阵列注意的是：

       阵列的一个误区就是大家还是把磁盘分开来看，作为阵列，你只能把做阵列的硬盘当成一个大的硬盘！在拷盘前我们用SFDISK（或者用其它分区软件，不用FDISK.EXE，因为FDISK.EXE只认80G，而一般做阵列后，硬盘都大于80G）对其进行分区，然后用GHOST将盘刻到阵列硬盘上面！

       只要硬盘的位置与数据线不脱离，阵列卡如果换同名的阵列卡，其内容是不会改变的，因为阵列卡中相关参数设置保存在了硬盘当中。

       磁盘阵列

       1. 什么是磁盘阵列（Disk Array）?

        磁盘阵列（Disk Array）是由一个硬盘控制器来控制多个硬盘的相互连接，使多个硬盘的读写同步，减少错误，增加效率和可靠度的技术。

        2.什么是RAID?

        RAID是Redundant Array of Inexpensive Disk的缩写，意为廉价冗余磁盘阵列，是磁盘阵列在技术上实现的理论标准，其目的在于减少错误、提高存储系统的性能与可靠度。常用的等级有1、3、5级等。

        3.什么是RAID Level 0?

        RAID Level 0是Data Striping(数据分割)技术的实现，它将所有硬盘构成一个磁盘阵列，可以同时对多个硬盘做读写动作，但是不具备备份及容错能力，它价格便宜，硬盘使用效率最佳，但是可靠度是最差的。

        以一个由两个硬盘组成的RAID Level 0磁盘阵列为例，它把数据的第1和2位写入第一个硬盘，第三和第四位写入第二个硬盘……以此类推，所以叫“数据分割"，因为各盘数据的写入动作是同时做的，所以它的存储速度可以比单个硬盘快几倍。

        但是，这样一来，万一磁盘阵列上有一个硬盘坏了，由于它把数据拆开分别存到了不同的硬盘上，坏了一颗等于中断了数据的完整性，如果没有整个磁盘阵列的备份磁带的话，所有的数据是无法挽回的。因此，尽管它的效率很高，但是很少有人冒着数据丢失的危险采用这项技术。

        4.什么是RAID Level 1?

        RAID Level 1使用的是Disk Mirror(磁盘映射)技术，就是把一个硬盘的内容同步备份复制到另一个硬盘里，所以具备了备份和容错能力，这样做的使用效率不高，但是可靠性高。

        5.什么是RAID Level 3?

        RAID Level 3采用Byte－interleaving(数据交错存储)技术，硬盘在SCSI控制卡下同时动作，并将用于奇偶校验的数据储存到特定硬盘机中，它具备了容错能力，硬盘的使用效率是安装几个就减掉一个，它的可靠度较佳。

        6.什么是RAID Level 5?

        RAID Level 5使用的是Disk Striping(硬盘分割)技术，与Level 3的不同之处在于它把奇偶校验数据存放到各个硬盘里，各个硬盘在SCSI控制卡的控制下平行动作，有容错能力，跟Level 3一样，它的使用效率也是安装几个再减掉一个。

        7.什么是热插拔硬盘？

        热插拔硬盘英文名为Hot－Swappable Disk，在磁盘阵列中，如果使用支持热插拔技术的硬盘，在有一个硬盘坏掉的情况下，服务器可以不用关机，直接抽出坏掉的硬盘，换上新的硬盘。一般的商用磁盘阵列在硬盘坏掉的时候，会自动鸣叫提示管理员更换硬盘。

       磁盘阵列(Disk array)原理

       为什么需要磁盘阵列? 如何增加磁盘的存取(acces)速度，如何防止数据因磁盘的故障而失落及如 何有效的利用磁盘空间，一直是电脑专业人员和用户的困忧；而大容量磁盘的价 格非常昂贵，对用户形成很大的负担。磁盘阵列技术的产生一举解决了这些问题。

       过去十年来，CPU的处理速度几乎是几何级数的跃升，内存(memory)的 存取速度亦大幅增加，而数据储存装置——它要是磁盘(hard disk)——的存取 速度相较之下。较为缓慢。整个I／0吞吐量不能和系统匹配，形成电脑系统的瓶 颈，降低了电脑系统的整体性能(throughout)若不能有效的提升磁盘的存取速 度，CPU、内存及磁盘间的不平衡将使CPU及内存的改进形成浪费。

       目前改进磁盘存取速度的方式主要有两种。一是磁盘快取控制(disk cache controller)，它将从磁盘读取的数据存在快取内存(cache memory)中以减少磁 盘存取的次数。数据的读写都在cache内存中进行，大幅增加存取的速度，如要读 取的数据不在cache内存中，或要写数据到磁盘时，才做磁盘的存取动作。这种方 式在单工期环境(Single—tasking envioronment)如DOS之下。对大量数据的 存取有很好的性能(量小且频繁的存取则不然)。但在多工(multi—tasking)环 境之下(因为要不停的作数据交换(swapping)的动作)或数据库(database) 的存取(因每一记录都很小)就不能显示其性能。这种方式没有任何安全保障。

       其一是使用磁盘阵列的技术。磁盘阵列是把多个磁盘组成一个阵列，当作单 一磁盘使用，它将数据以分段(striping)的方式储存在不同的磁盘中，存取数据 时，阵列中的相关磁盘一起动作：大幅减低数据的存取时间，同时有更佳的空间 利用率。磁盘阵列所利用的不同的技术，称为RAID level，不同的level针对不 同的系统及应用，以解决数据安全的问题。

       一般高性能的磁盘阵列都足以硬件的形式来达成、进—步的把磁盘cache控制 及磁盘阵列结合在—个控制器(RAID controler)或控制卡个，针对个同的用户 解决人们对磁盘输出／入系统的四大要求：

       (1)增加存取速度。

       (2)容错(fault tolerance)，即安全性。

       (3)有效的利用磁盘空间。

       (4)尽量的平衡CPU，内存及磁盘的性能并异，提高电脑的整体工作性能。

       磁盘阵列原理

       1987年，加州伯克利大学的一位人员发表了名为“磁盘阵列研究”的论文， 正式提到了RAID也就是滋盘阵列，论文提出廉价的5．25”及3．5”的硬盘也能如 大机器上的8”盘能提供人容量、高性能和数据的一致性，并详述了RAIDl至5 的技术。 磁盘阵列针对不同的应用使用的不同技术，称为RAID level，RAID是Redundant Array of Inexpenslve Disks的缩写，而每一level代表一种技术，目前 业界公认的标准是RAID0—RAID5。这个level并个代表技术的高低，level5并不高于level3，level1也个低于level4。字于要选样哪一种RAID level的产品，纯视用户的操作环境(Operating envir0nment)及应用(application)而定，与level 的高低没有必然的关系。RAID0没有安全的保障，仅其快速，所以适合高速I／0 的系统；RAIDl适用于需安全性又要兼顾速度的系统，RAID2及RAID3适用于 大型电脑及影像、CAD／CAM等处理；RAID5多用于0LTP，因有余融机构及 大型数据处理中心的迫切需要，故使用较多而较有名气，但也因此形成很多人对 磁盘阵列的误解，以为磁盘阵列非要RAID5不可；RAID4较少使用、和RAID5 有其共同之处，但RAID4适合大量数据的存取。其他如RAID6，RAID7。乃至 RAIDl0、50、100等，都是厂商各做各的，并无一致的标准，在此不作说明。

       RAID1

       RAID1是使用磁盘镜像(disk muroring)的技术，磁盘镜像应用在RAIDl 之前就在很多系统中使用，它的方式是在工作磁盘(working disk)之外再加一 额外的备份磁盘(backup disk)两个磁盘所储存的数据安全一致。数据在写入工 作磁盘同时也写入备份磁盘。

       RAID2

       RAID2是把数据分散为位元／位元组(bit／byte)或块(b1ock)，加入海明码Hamming Code、在磁盘阵列中作间隔写入(Interleaving)到每个磁盘小。而 且地址(address)都一样，也就是在各个磁盘中，其数据都在相同的磁道(cylinder or track)及扇区中。RAID2又称为并行阵列(parallel array)其设计足使 用共轴同步(spindle synchronize)的技术，存取数据时、控个磁盘阵列—起动 作，在各个磁盘的相同位置作平行存取，所以有最好的存取时间(auesstime)，共 总线(bus)是特别的设计以大带宽并行传输所存取的数据，所以有最好的传输时 间(transfer time)。在人型档案的存取应用，RAID2有最好的件能，仅如果档 案太小，会将其性能批下来。因为磁盘的存取足以期区为单位。而RAID2的存取是所有磁盘平行动作，而且是作单位元或位元组的存取。故小于—个扇区的数据 最会使其件能大打折扣。RAID2是设计给需要连续且大量数据的电脑使用的、如 大型电脑(mainframe to supercomputer)、作影像处理或CAD／CAM的工作站 (workstation)等，并个适用于—般的多用户环境网络服务器(network server)。 小型机或PC。

       RAID3

       RAID3的数据储存及存取方式都和RAID2一样，仅在安今方面以奇偶较验 (parity check)取代海明码做错误校正及检测，所以只需要—个额外的校检磁盘 (parity disk)。奇偶校验值的计算足以各个磁盘的相对应位作XOR的逻辑运算， 然后将结果写入奇偶校验磁盘，仟何数据的修改都要做奇偶校验计算。

       RAID4

       RAID4也使用一个校验磁盘，但和RAID3不一样，RAID4的方式是RAID0 加上一个校验磁盘。

       RAID5

       RAID5和RAID4相似但避免了RAID4的瓶颈，方法是不用校验磁盘而将校 验数据以循环的方式放在每一个磁盘中，RAID5的控制比较复杂，尤其是利用硬件对磁盘阵列的控制，因为这种方式的应用比其他的RAID level要掌握更多的事情，更多的输出／入需求，既要速度快，又要处理数据，计算校验值，做错误 校正等，所以价格较高，其应用最好是0LTP，至于用于大型文件，不见得有最 佳的性能。

       RAID的对比： 下面几个表列是RAID的一些性质：

       操作 工作模式 最少硬盘量 可用容量 适用范围

       RAID0 磁盘延伸和数据分布 2 T PC服务器和图形工作站

       RAIDl 数据分布和镜像 2 T／2

       RAID2 共轴同步，并行传输，ECC 3 视结构而定 大档案且输入输出不频繁的应用 如：影像处理和CAD／CAM等

       RAID3 共轴同步，并行传输，Parity 3 Tx(n—1)／n

       RAID4 数据分布，固定Parity 3 Tx(n—1)／n

       RAID5 数据分布，分布Parity 3 Tx(n—1)／n 银行、金融、股市、数据库等大 型数据处理中心OLTP应用

       RAID的性能与可用性

       RAID Level 用户数据利用率 BandWidth Performance Transaction Performance 数据可用性

       RAID0 1 0.25 1 0.0005

       RAID1 0.5 0.25 0.85 1

       RAID2 0.67 1 0.25 0.9999

       RAID3 0.75 1 0.25 0.9999

       RAID4 0.75 0.25 0.61 0.9999

       RAID5 0.75 0.25 0.61 0.9999

       以上数据基于4个磁盘，传输块大小lK，75％的读概率，数据可用性的计算 基于同样的损坏概率。

       RAID的概述

       RAID0

       没有任何额外的磁盘或空间作安全准备，所以一般人不重视它，这是误解。 其实它有最好的效率及空间利用率，对于追求效率的应用，非常理想，可同时用 其他的RAID level或其他的备份方式以补其不足，保护重要的数据。

       RAID1

       最佳的安全性，100％不停机，即使有一个磁盘损坏也能照常作业而不影响 其效能(对能并行存取的系统稍有影响)，因为数据是作重复储存。RAIDl的并行 读取几乎有RAID0的性能、因为可同时读取相互镜像的磁盘；写入也只比RAID0略逊，因为同时写入两个磁盘并没有增加多少工作。虽比RAID0要增加—倍的 磁盘做镜像，但作为采用磁盘阵列的进入点，它是最便宜的一个方案，是新设磁 盘陈列的用户之最佳选择。

       RAlD5

       RAID5在不停机及容错的表现都很好，但如有磁盘故障。对性能的影向较大， 大容量的快取内存有助于维持性能，但在0LTP的应用中，因为每—笔数据或记 录(record)都很小，对磁盘的存取频繁。故有—定程度的影响。某磁盘故障 时，读取该磁盘的数据需把共用同一校验值分段的所有数据及校验值读出来、再把故障磁盘的数据计算出来；写入时，除了要重覆读取的程序外，还要再做校验值的计算，然后写入更新的数据及校验值；等换上新的磁盘，系统要计算整个磁 盘阵列的数据以回复故障磁盘的数据，时间要很长，如系统的工作负载很重的话， 有很多输出／入的请求征排队等候时，会把系统的性能拉下来。仅如使用硬件磁 盘阵列的话，其件能就可以得到大幅度的改进，因为硬件磁盘阵列如Arena系列 本身有内置的CPU与个机系统并行运作。所有存取磁盘的输出入工作都在磁盘陈列本身完成，不花费主机的时间，配合磁盘陈列的cache内存的使用，可以提高 系统的整体性能，而优越的SCSI控制更能增加数据的传输速率，即使枉磁盘故障 的情况下，主机系统的件能也不会有明显的降低。RAID5要做的事情太多，所以 价格较贵。不适于小系统，但如果是大系统使用大的磁盘阵列的话，RAID5却是 最便宜的方案。

       总而言之，RAID0及RAIDl最适合PC服务器及图形工作站的用户，提供 最佳的性能及最便宜的价格。以低成本符合市场的需求。RAID2及RAID3适用 于大档案输入输出需求个频繁的应用如影像处理及CAD／CAM等；而RAID5 则适用于银行、金融、股市、数据库等大列数据处理中心的0LTP应用；RAID4 与RAID5有相同的特件及用方式，但其较适用于大型文件的读取。

       磁盘阵列的额外容错功能

       事实上容错功能已成为磁盘阵列最受清睐的特性，为了加强容错的功能以及使系统在磁盘故障的情况下能迅速的重建数据，以维持系统的性能，一般的磁盘 阵列系统都可使用热备份(hot spare or hot standby drive)的功能，所谓热备份是在建立(configure)磁盘阵列系统的时候，将其中一磁盘指定为后备磁盘， 此一磁盘在平常并不操作，仅若阵列中某一磁盘发生故障时，磁盘阵列即以后备 磁盘取代故障磁盘，并自动将故障磁盘的数据重建(rebuild)在后备磁盘之上， 因为反应快速，加上cache内存减少了磁盘的存取，所以数据重建很快即可完成，对 系统的性能影响不大。对丁要求不停机的大型数据处理中心或控制小心而言，热 备份更是一项重要的功能，因为可避免晚间或无人守护时发生磁盘故障所引起的 种种不便。

       备份盘又有热备份与温备份之分，热备份税和温备份的不同在于热备份盘 和阵列—起运转，一有故障时马上备援，而温备份盘虽然带电但并个运转，需要 备援时才启动。两者分别在是否运转及启动的时间，仅温备份并不运转，理论上有较长的寿命。另一个额外的容错功能是坏期区转移(bad sector reassignment)。坏扇区是磁盘故障的主要原因，通常磁盘在读写时发牛坏扇区的 情况即表示此磁盘故障。不能冉作读写，甚至有很多系统会因为不能完成读写的 动作而死机，仅若因为某一扇区的损坏而使工作不能完成或要更换磁盘，则使得 系统性能大打折扣，而系统的维护成本也未免太高了，坏扇区转移是当磁盘阵列 系统发现磁盘有坏扇区时，以另一空白的且无故障的扇区取代该扇区，以延长磁盘 的使用寿命，减少坏磁盘的发生率以及系统的维护成本。所以坏扇区转移功能使 磁盘阵列具有更好的容错性，同时使整个系统村最好的成本效益比。其他如可外 接电池备援磁盘阵列的快取内存，以避免突然断电时数据尚未写回磁盘而丢失； 或在RAIDl时作写入一致性的检查等，虽是小技术，但亦不可忽视。

       深入了解RAID

       2000-9-29·元凯宁·PCHDD

       RAID是由美国加州大学伯克利分校的D.A. Patterson教授在1988年提出的。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。一般情况下，组成的逻辑磁盘驱动器的容量要小于各个磁盘驱动器容量的总和。RAID的具体实现可以靠硬件也可以靠软件，Windows NT操作系统就提供软件RAID功能。RAID一般是在SCSI磁盘驱动器上实现的，因为IDE磁盘驱动器的性能发挥受限于IDE接口(IDE只能接两个磁盘驱动器，传输速率最高1.5MBps)。IDE通道最多只能接4个磁盘驱动器，在同一时刻只能有一个磁盘驱动器能够传输数据，而且IDE通道上一般还接有光驱，光驱引起的延迟会严重影响系统速度。SCSI适配器保证每个SCSI通道随时都是畅通的，在同一时刻每个SCSI磁盘驱动器都能自由地向主机传送数据，不会出现像IDE磁盘驱动器争用设备通道的现象。

       RAID的优点

       1.成本低，功耗小，传输速率高。在RAID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、几十倍甚至上百倍的速率。这也是RAID最初想要解决的问题。因为当时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。RAID最后成功了。

       2.可以提供容错功能。这是使用RAID的第二个原因，因为普通磁盘驱动器无法提供容错功能，如果不包括写在磁盘上的CRC(循环冗余校验)码的话。RAID和容错是建立在每个磁盘驱动器的硬件容错功能之上的，所以它提供更高的安全性。

       3.RAID比起传统的大直径磁盘驱动器来，在同样的容量下，价格要低许多。

       RAID的分级

       1.RAID0级，无冗余无校验的磁盘阵列。数据同时分布在各个磁盘驱动器上，没有容错能力，读写速度在RAID中最快，但因为任何一个磁盘驱动器损坏都会使整个RAID系统失效，所以安全系数反倒比单个的磁盘驱动器还要低。一般用在对数据安全要求不高，但对速度要求很高的场合。

       2.RAID1级，镜象磁盘阵列。每一个磁盘驱动器都有一个镜像磁盘驱动器，镜像磁盘驱动器随时保持与原磁盘驱动器的内容一致。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。

       3.RAID2级，纠错海明码磁盘阵列。磁盘驱动器组中的第一个、第二个、第四个……第2n个磁盘驱动器是专门的校验盘，用于校验和纠错，例如七个磁盘驱动器的RAID2，第一、二、四个磁盘驱动器是纠错盘，其余的用于存放数据。使用的磁盘驱动器越多，校验盘在其中占的百分比越少。RAID2对大数据量的输入输出有很高的性能，但少量数据的输入输出时性能不好。RAID2很少实际使用。

       4.RAID3和RAID4，奇校验或偶校验的磁盘阵列。不论有多少数据盘，均使用一个校验盘，采用奇偶校验的方法检查错误。任何一个单独的磁盘驱动器损坏都可以恢复。RAID3和RAID4的数据读取速度很快，但写数据时要计算校验位的值以写入校验盘，速度有所下降。RAID3和RAID4的使用也不多。

       5.RAID5级，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，校验信息分布在各个磁盘驱动器上。RAID5对大小数据量的读写都有很好的性能，被广泛地应用。

       从RAID1到RAID5的几种方案中，不论何时有磁盘损坏，都可以随时拔出损坏的磁盘再插入好的磁盘(需要硬件上的热插拔支持)，数据不会受损，失效盘的内容可以很快地重建，重建的工作也由RAID硬件或RAID软件来完成。但RAID0不提供错误校验功能，所以有人说它不能算作是RAID，其实这也是RAID0为什么被称为0级RAID的原因——0本身就代表“没有”。

       RAID的应用

       当前的PC机，整个系统的速度瓶颈主要是硬盘。虽然不断有Ultra DMA33、DMA66、DMA100等快速的标准推出，但收效不大。在PC中，磁盘速度慢一些并不是太严重的事情。但在服务器中，这是不允许的，服务器必须能响应来自四面八方的服务请求，这些请求大多与磁盘上的数据有关，所以服务器的磁盘子系统必须要有很高的输入输出速率。为了数据的安全，还要有一定的容错功能。RAID提供了这些功能，所以RAID被广泛地应用在服务器体系中。

       RAID提供的容错功能是自动实现的(由RAID硬件或是RAID软件来做)。它对应用程序是透明的，即无需应用程序为容错做半点工作。要得到最高的安全性和最快的恢复速度，可以使用RAID1(镜像)；要在容量、容错和性能上取折衷可以使用RAID5。在大多数数据库服务器中，操作系统和数据库管理系统所在的磁盘驱动器是RAID1，数据库的数据文件则是存放于RAID5的磁盘驱动器上。

       有时我们看某些名牌服务器的配置单，发现其CPU并不是很快，内存也算不上是很大，显卡更不是最好，但价格绝对不菲。是不是服务器系统都是暴利产品呢？当然不是。服务器的配置与一般的家用PC的着重点不在一处。除去更高的稳定性外，冗余与容错是一大特点，如双电源、带电池备份的磁盘高速缓冲器、热插拔硬盘、热插拔PCI插槽等。另一个特点就是巨大的磁盘吞吐量。这主要归功于RAID。举一个例子来说，一台使用了SCSI RAID的奔腾166与一台IDE硬盘的PⅢCopermine 800都用做文件服务器，奔腾166会比PⅢ的事务处理能力高上几十倍甚至上百倍，因为PⅢ处理器的运算能力根本用不上，反倒是奔腾166的RAID起了作用。

       RAID现在主要应用在服务器，但就像任何高端技术一样，RAID也在向PC机上转移。也许所有的PC机都用上了SCSI磁盘驱动器的RAID的那一天，才是PC机真正的“出头之日”。

       1、磁盘阵列是由很多价格较低廉的磁盘，来组合成的一个容量巨大的磁盘组并利用个别磁盘提供数据所产生加成效果来提升整个磁盘系统效能。

       2、作用是把相同的数据存储在多个硬盘的不同的地方。通过把数据放在多个硬盘上，输入输出操作能以平衡的方式交叠，改良性能。因为多个硬盘增加了平均故障间隔时间（MTBF），储存冗余数据也增加了容错。

1、分类

       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。

2、原理

       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。磁盘阵列有多个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。

       和当时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。

       好了，今天关于“磁盘整列”的话题就讲到这里了。希望大家能够通过我的讲解对“磁盘整列”有更全面、深入的了解，并且能够在今后的学习中更好地运用所学知识。