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硬盤陣列，磁盤陣列 到底是個什么玩意？誰給我通俗點講講( 四 )

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RAID1.1 RAID是由美國加州大學(xué)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 ?？梢园?RAID理解成一種使用磁盤驅(qū)動器的方法，它將一組磁盤驅(qū)動器用某種邏輯方式聯(lián)系起來，作為邏輯上的一個磁盤驅(qū)動器來使用 。一般情況下，組成的邏輯磁盤驅(qū)動器的容量要小于各個磁盤驅(qū)動器容量的總和 。RAID的具體實現(xiàn)可以靠硬件也可以靠軟件，Windows NT操作系統(tǒng)就提供軟件RAID功能 。RAID一般是在SCSI磁盤驅(qū)動器上實現(xiàn)的，因為IDE磁盤驅(qū)動器的性能發(fā)揮受限于IDE接口(IDE只能接兩個磁盤驅(qū)動器，傳輸速率最高1.5MBps) 。IDE通道最多只能接4個磁盤驅(qū)動器，在同一時刻只能有一個磁盤驅(qū)動器能夠傳輸數(shù)據(jù)，而且IDE通道上一般還接有光驅(qū)，光驅(qū)引起的延遲會嚴(yán)重影響系統(tǒng)速度 。SCSI適配器保證每個SCSI通道隨時都是暢通的，在同一時刻每個SCSI磁盤驅(qū)動器都能自由地向主機傳送數(shù)據(jù)，不會出現(xiàn)像IDE磁盤驅(qū)動器爭用設(shè)備通道的現(xiàn)象 。1.2 RAID的優(yōu)點1.2.1 成本低，功耗小，傳輸速率高 。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可以達到單個的磁盤驅(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(dāng)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 。1.2.2 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 和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 。1.2.3 RAID的另一特征是具備數(shù)據(jù)校驗(Parity)功能，校驗可被描述為用于RAID級別2，3，4，5的額外的信息，當(dāng)磁盤失效的情況發(fā)生時，校驗功能結(jié)合完好磁盤中的數(shù)據(jù)，可以重建失效磁盤上的數(shù)據(jù) 。對于RAID系統(tǒng)來說，在任何有害條件下絕對保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性(Data Integrity)是最基本的要求 。數(shù)據(jù)完整性指的是陣列面對磁盤失效時保持?jǐn)?shù)據(jù)不丟失的能力，由于數(shù)據(jù)的破壞通常會帶來災(zāi)難性的后果，所以選擇RAID陣列的基礎(chǔ)條件是它能提供什么級別的數(shù)據(jù)完整性 。1.2.4 RAID比起傳統(tǒng)的大直徑磁盤驅(qū)動器來，在同樣的容量下，價格要低許多 。RAID的分級RAID 0級(Stripe) ：無冗余無校驗的磁盤陣列數(shù)據(jù)同時分布在各個磁盤驅(qū)動器上，沒有容錯能力，讀寫速度在RAID中最快，但因為任何一個磁盤驅(qū)動器損壞都會使整個RAID系統(tǒng)失效，所以安全系數(shù)反倒比單個的磁盤驅(qū)動器還要低 。一般用在對數(shù)據(jù)安全要求不高，但對速度要求很高的場合 。RAID 1級(Mirror) ：鏡象磁盤陣列每一個磁盤驅(qū)動器都有一個鏡像磁盤驅(qū)動器，鏡像磁盤驅(qū)動器隨時保持與原磁盤驅(qū)動器的內(nèi)容一致 。RAID1具有最高的安全性，但只有一半的磁盤空間被用來存儲數(shù)據(jù) 。主要用在對數(shù)據(jù)安全性要求很高，而且要求能夠快速恢復(fù)被損壞的數(shù)據(jù)的場合 。RAID 1+0 ：如果同時對RAID 0中寫往兩個硬盤的數(shù)據(jù)再做兩個鏡像如何呢？這就是RAID 1+0的方案 。RAID 1+0至少使用4個硬盤，這樣，RAID 1+0在理論上同時保證了RAID 0的性能和RAID 1的安全性，代價是比RAID 0 或1再多一倍的硬盤數(shù)量 。但應(yīng)該注意，這僅僅是理論上的，因為實際中IDE RAID 這樣的軟件RAID系統(tǒng)會消耗CPU運算時間，RAID 1+0比起RAID 0或1來講，同樣多消耗一倍的CPU時間，所以性能最后不一定能提升到RAID 0那樣的比例，甚至有可能總體性能不升反降 。RAID 3 ：任何一個單獨的磁盤驅(qū)動器損壞都可以恢復(fù) 。RAID3和RAID4的數(shù)據(jù)讀取速度很快，但寫數(shù)據(jù)時要計算校驗位的值以寫入校驗盤，速度有所下降 。RAID3和RAID4的使用也不多 。RAID 5級 ：無獨立校驗盤的奇偶校驗磁盤陣列同樣采用奇偶校驗來檢查錯誤，但沒有獨立的校驗盤，校驗信息分布在各個磁盤驅(qū)動器上 。RAID5對大小數(shù)據(jù)量的讀寫都有很好的性能，被廣泛地應(yīng)用 。

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