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发信人: ayangtse (爱上翠柏的下雨天), 信区: Hardware
标 题: 磁盘阵列（RAID）简介
发信站: 荔园晨风BBS站 (Sun Apr 14 10:53:11 2002), 转信
引言
"磁盘阵列",或说是"硬盘数组",或是 "磁盘数组",在今天,相信已经不再是那
么令人感到陌生了.因为在这几年来,网络以及服务器之成长迅速,相随的对资料之
安全性,也更加重视和要求.
固然,每日的磁带或其它媒体方式的备份仍然重要,但对于硬盘故障后的恢复间
隔,也希望在可接受范围内,得到最大的缩短. 此时最好的方案,则非磁盘阵列莫属
.因为磁盘阵列的优点:具有单一大容量的好处,提供了硬盘容错功能,易于管理的优
点.
源由
1987年,有一群研究者在美国University of California - Berkeley 发表了
一篇文章: A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks",而IBM 是此一
项目研究的主要协助者.这篇文章,介绍了一个新的 "头字语" - R A I D. 同时并
定义了五种RAID代号- RAID level.
这篇文章的主要论题,是针对当时的硬盘科技,在容量及速度上,无法追上CPU及
内存的发展的现象,提出多种改善方法.因为长期来看,这种脚步的差距,会造成硬盘
无法实时供应对资料的急迫需要.
所以,它利用了各式技巧,将许多较小容量的硬盘,以RAID 技术,规划为一座大
的硬盘机.同时,在实际储存资料时,透过这项技术,将资料切割成多区段并分别同时
存放于各个硬盘机上.在实际读取资料时,也是同时自此多颗硬盘机读出资料.由此
可见,这项技术 RAID, 着实提高了大型硬盘的效率.
值得一提,它的观念,也提供了一套思考及开发的方向:资料容错.藉由"同位检
核" Parity 的概念及方法,能在该群数组硬盘中任一颗硬盘故障时,仍能读出资料
,并可于数据重构时,将原故障硬盘内之应有资料,经计算后置回替代的新硬盘中,使
回复成原貌.
这篇文章也指出了许多在各不同代号型式的RAID,其开发上的问题,大多相关于
强调"速度"及"成本"上的改善.这和今日的数组供货商所多强调的"可靠性"
Reliability 及"资料可供应性" Data Availability, 似乎有些不同.当然这也是
因为时代背景的差异.不过,这也使得各磁盘阵列供货商,各自有较大的发挥空间,针
对容错性,成本,及效率,有不同的处理方式及结果.
数组种类
以下就几项基本的名词作一分项解释.
数组种类
英文简述
硬盘容错吗?
N颗硬盘
可用容量
RAID level 0
Stripe / Span
No
N
RAID level 1
Mirror
Yes
N÷2
RAID level 3
Parallel with Parity
Yes
N—1
RAID level 4
Parallel with Parity
Yes
N—1
RAID level 5
Striped with Rotating Parity
Yes
N—1
RAID level 0+1
Mirror + Stripe
Yes
N÷2
RAID level 0
这个代号是被定义为非容错的硬盘群组.而组构的多颗硬盘机,被依一定的切割
区段,连贯成一颗大容量的数组硬盘.它没有同位检核的位,所以无法救回因其中任
一硬盘故障而毁损的整个资料.
这是最有效率的一种数组类别,因为资料可以多个区段方式,在同一时间,将之
分别存放在该群所有数组硬盘里.在读取资料时,亦可在同一时间,由该群所有数组
硬盘送出资料至数组控制器.换言之,此种数组类型的效率,是与该群内数组硬盘数
成正比.所以在读写强而集中的应用领域 (如:影音播放系统),可藉 RAID level
0 得到较佳的输出效率及品质
RAID level 1
就是"磁盘镜像" Disk Mirroring. 它可将两颗硬盘机为一组,在有资料欲写入
时,在同一时间将之存放在本组的两颗硬盘中,所以在同"镜像对" Mirrored Pair
中的两硬盘,其内部资料是完全一样的.而在读取资料时,则可自两颗硬盘同时读出
,即使是来自不同的客户端所提出之不同读取要求.
这一型式的磁盘阵列,不但不会降低写入的速度,更能提高读取的效率.事实上
,它是容错型式的磁盘阵列中,效率最高的.不过其硬盘机的容量利用率,则只有实际
容量的一半.所以, RAID level 1 常应用于高安全要求的多人使用环境,例如:操作
系统磁盘 OS Disk
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