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存儲是近年來的一個(gè)熱點(diǎn)，在整個(gè)存儲的發(fā)展進(jìn)程中，有一項(xiàng)技術(shù)功不可沒，它就是RAID。上個(gè)世紀(jì)80年代末RAID的出現(xiàn)，將存儲帶進(jìn)了一個(gè)新的時(shí)代。從此以后，RAID在不斷發(fā)展，漸漸被人們所熟悉，所采用，并漸漸的讓人們離不開它。本文將對RAID技術(shù)進(jìn)行較為詳細(xì)的介紹，希望能夠?qū)V大讀者有所幫助。 RAID全攻略 計(jì)算機(jī)制造商們?nèi)娲蚱鹆颂崴賾?zhàn)。作為計(jì)算機(jī)最重要的外部存儲設(shè)備，硬盤當(dāng)然也不甘落后，相繼推出速度更快的硬盤。即便如此，硬盤存儲仍然擺脫不了系統(tǒng)性能瓶頸的角色。不僅如此，硬盤存儲在數(shù)據(jù)安全上也是問題多多。現(xiàn)在人們的工作已無法擺脫計(jì)算機(jī)，這一方面使得人們的工作效率大大提高，但潛在的危險(xiǎn)也是明擺著的：一旦硬盤的數(shù)據(jù)損壞，人們長時(shí)間的工作就可能毀于一旦。 那么，有沒有基于現(xiàn)在的硬盤提升存儲性能和數(shù)據(jù)安全的技術(shù)呢？有，它就是RAID技術(shù)。 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(jià)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(dú)立冗余磁盤陣列”，但這只是名稱的變化，實(shí)質(zhì)性的內(nèi)容并沒有改變。簡單地講，RAID技術(shù)就是利用多個(gè)硬盤的組合提供高效率及冗余的功能。 RAID 的優(yōu)點(diǎn) 傳輸速率高。在RAID中，可以讓很多磁盤驅(qū)動(dòng)器同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，而這些磁盤驅(qū)動(dòng)器在邏輯上又是一個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器，所以使用RAID可以達(dá)到單個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)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?yàn)楫?dāng)時(shí)CPU的速度增長很快，而磁盤驅(qū)動(dòng)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。 可以提供容錯(cuò)功能。這是使用RAID的第二個(gè)原因，因?yàn)槠胀ù疟P驅(qū)動(dòng)器無法提供容錯(cuò)功能，如果不包括寫在磁盤上的CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn))碼的話。RAID容錯(cuò)是建立在每個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器的硬件容錯(cuò)功能之上的，所以它提供更高的安全性。 RAID比起傳統(tǒng)的大直徑磁盤驅(qū)動(dòng)器來，在同樣的容量下，價(jià)格要低很多。 RAID 的級別 具體實(shí)現(xiàn)起來，RAID的級別很多，各級別有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，用戶可以根據(jù)不同的需求來選擇合適的級別。 RAID 0 RAID 0需要至少兩個(gè)硬盤，是沒有任何保護(hù)的，它只是將兩個(gè)或多個(gè)相同型號及容量的硬盤組合起來，而當(dāng)系統(tǒng)提取數(shù)據(jù)時(shí)，它可以同時(shí)由所有硬盤（同一個(gè)陣列里）讀出數(shù)據(jù)，速度會(huì)比一個(gè)硬盤快得多。而亦因?yàn)樗鼪]有任何的數(shù)據(jù)保護(hù)，只要其中一只硬盤出事，所有數(shù)據(jù)便會(huì)被破壞。所以RAID 0通常應(yīng)用在一些非重要資料上，如影像擷取。磁盤陣列的總?cè)萘繛楦鱾€(gè)硬盤容量之和。 RAID 1 這個(gè)級別由兩個(gè)（只有兩個(gè)）硬盤組成，亦可稱為鏡像（Mirroring）。每一個(gè)資料均會(huì)相同的寫在兩個(gè)硬盤上，鏡像就是因?yàn)閮蓚€(gè)硬盤的內(nèi)容將會(huì)一模一樣，但對于系統(tǒng)來說都只會(huì)見到一個(gè)硬盤。當(dāng)然，資料寫入的時(shí)間可以會(huì)長一點(diǎn)，但讀則沒有影響，因?yàn)閮蓚€(gè)硬盤是可以同時(shí)讀取資料的。磁盤陣列的總?cè)萘繛槠渲幸粔K硬盤的容量。 RAID 2 RAID 2又叫糾錯(cuò)海明碼磁盤陣列。磁盤陣列中的第一個(gè)、第二個(gè)、第四個(gè)……第2n個(gè)硬盤是專門的校驗(yàn)盤，用于校驗(yàn)和糾錯(cuò)，例如七個(gè)硬盤的RAID 2，第一、二、四個(gè)硬盤是校驗(yàn)盤，其余的用于存放數(shù)據(jù)。使用的硬盤越多，校驗(yàn)盤在其中占的百分比越少。RAID 2對大數(shù)據(jù)量的輸入輸出有很高的性能，但少量數(shù)據(jù)的輸入輸出時(shí)性能不好。RAID 2很少實(shí)際使用。 RAID 3 這個(gè)級別需要至少三個(gè)硬盤。數(shù)據(jù)會(huì)被分割成相同大小的基帶條（stripe）并存放于不同的硬盤上。其中的一個(gè)硬盤將會(huì)被指定為用來儲存校驗(yàn)值，這個(gè)校驗(yàn)值是RAID卡根據(jù)前面硬盤中存放的數(shù)據(jù)而運(yùn)算出來，這樣當(dāng)其中一個(gè)硬盤有問題時(shí)，用戶可以更換硬盤，RAID卡便會(huì)根據(jù)其他數(shù)據(jù)重構(gòu)并存放在新硬盤里。RAID 3可以提供高速數(shù)據(jù)讀取，但只針對單用戶模式；如果多人同時(shí)讀取資料，RAID 3不是理想選擇。它更適用于I/O傳輸，而不是大文件傳輸。 因?yàn)樘峁┢媾夹ｒ?yàn)的磁盤常成為瓶頸，所以在沒有相應(yīng)技術(shù)的情況下，如回寫高速緩存技術(shù)，不常使用。如果組成磁盤陣列的硬盤相同，磁盤陣列的總?cè)萘繛楦鱾€(gè)硬盤容量之和減去一塊硬盤的容量。 RAID 5 這個(gè)級別也是需要至少三個(gè)硬盤。數(shù)據(jù)會(huì)分割跟RAID 3一樣，但并不會(huì)有一個(gè)特定的硬盤將來儲存校驗(yàn)值，所有數(shù)據(jù)及校驗(yàn)值都會(huì)分布在所有硬盤上。RAID 5消除了RAID 3在寫數(shù)據(jù)上的瓶頸，可以提供高速數(shù)據(jù)讀取并針對多用戶模式，RAID 5所提供的功能及表現(xiàn)是有RAID級別之中最好的。RAID 5常使用緩沖技術(shù)來降低性能的不對稱性。與RAID 3一樣，如果組成磁盤陣列的硬盤相同，磁盤陣列的總?cè)萘恳矠楦鱾€(gè)硬盤容量之和減去一塊硬盤的容量。RAID 5級以合理的價(jià)位提供了最佳的性能和數(shù)據(jù)安全性，因此目前它很受歡迎。 多層級別 RAID 除了以上的RAID級別外，也可以將多個(gè)RAID 級別結(jié)合成一個(gè)多層級別的RAID。在設(shè)定一個(gè)雙層級別（dual-level）的RAID時(shí)，卡的軟件（firmware）會(huì)負(fù)責(zé)將兩個(gè)或多個(gè)單層RAID組合成一個(gè)多層級別的RAID或數(shù)組。比較常見的多層級別RAID是RAID 0+1或稱 RAID 0/1 及 RAID 0+5 或稱 RAID 0/5。 RAID 的種類及應(yīng)用 IDE和SCSI是計(jì)算機(jī)的兩種不同的接口，前者普遍用于PC機(jī)，后者一般用于服務(wù)器?；谶@兩種接口，RAID分為兩種類型：基于IDE接口的RAID應(yīng)用，稱為IDE RAID；而基于SCSI接口的RAID應(yīng)用則相應(yīng)稱為SCSI RAID。 以前，一提起RAID往往會(huì)聯(lián)想到SCSI硬盤，因?yàn)樗膫鹘y(tǒng)接口一直使用的是SCSI，而具有SCSI接口的硬盤要比傳統(tǒng)的IDE硬盤昂貴得多，因此RAID技術(shù)自產(chǎn)生以來似乎就被定義在了高端“貴族家庭”。在較大的陣列系統(tǒng)中，隨著硬盤的數(shù)量增多，SCSI RAID系統(tǒng)的整體造價(jià)就明顯地提高。與此相反，可以看到被視為低端產(chǎn)品的IDE硬盤卻具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢，近年來隨著IDE接口標(biāo)準(zhǔn)的升級， IDE的傳輸速度有了明顯的提高，串行ATA又可加大IDE硬盤連接數(shù)量，于是RAID產(chǎn)品逐步開始滲透到了所謂低端的IDE硬盤領(lǐng)域。 與此同時(shí)，基于不同的架構(gòu)，RAID 又可以分為: ● 軟件RAID (軟件 RAID) ● 硬件RAID (硬件 RAID) ● 外置RAID (External RAID) 軟件RAID很多情況下已經(jīng)包含在系統(tǒng)之中，并成為其中一個(gè)功能，如 Windows、Netware及Linux。軟件RAID中的所有*作皆由中央處理器負(fù)責(zé)，所以系統(tǒng)資源的利用率會(huì)很高，從而使系統(tǒng)性能降低。軟件RAID是不需要另外添加任何硬件設(shè)備，因?yàn)樗强磕愕南到y(tǒng)—主要是中央處理器的功能—提供所有現(xiàn)成的資源。 硬件RAID通常是一張PCI卡，你會(huì)看到在這卡上會(huì)有處理器及內(nèi)存。因?yàn)檫@卡上的處理器已經(jīng)可以提供一切RAID所需要的資源，所以不會(huì)占用系統(tǒng)資源，從而令系統(tǒng)的表現(xiàn)可以大大提升。硬件RAID可以連接內(nèi)置硬盤、熱插拔背板或外置存儲設(shè)備。無論連接何種硬盤，控制權(quán)都是在RAID卡上，亦即是由系統(tǒng)所*控。 在系統(tǒng)里，硬件RAID PCI卡通常都需要安驅(qū)動(dòng)程序，否則系統(tǒng)會(huì)拒絕支持。 磁盤陣列可以在安裝系統(tǒng)之前或之后產(chǎn)生，系統(tǒng)會(huì)視之為一個(gè)（大型）硬盤，而它具有容錯(cuò)及冗余的功能。磁盤陣列不單只可以加入一個(gè)現(xiàn)成的系統(tǒng)，它更可以支持容量擴(kuò)展，方法也很簡單，只需要加入一個(gè)新的硬盤并執(zhí)行一些簡單的指令，系統(tǒng)便可以實(shí)時(shí)利用這新加的容量。 外置式RAID也是屬于硬件RAID的一種，區(qū)別在于RAID卡不會(huì)安裝在系統(tǒng)里，而是安裝在外置的存儲設(shè)備內(nèi)。而這個(gè)外置的儲存設(shè)備則會(huì)連接到系統(tǒng)的SCSI卡上。系統(tǒng)沒有任何的RAID功能，因?yàn)樗挥幸粡圫CSI卡；所有的RAID功能將會(huì)移到這個(gè)外置存儲里。好處是外置的存儲往往可以連接更多的硬盤，不會(huì)受系統(tǒng)機(jī)箱的大小所影響。而一些高級的技術(shù)，如雙機(jī)容錯(cuò)，是需要多個(gè)服務(wù)器外連到一個(gè)外置儲存上，以提供容錯(cuò)能力。 外置式RAID可以安裝任何的*作系統(tǒng)，因此是與*作系統(tǒng)無關(guān)的。為什么呢?因?yàn)樵谙到y(tǒng)里只存在一張SCSI卡，并不是RAID卡。而對于這個(gè)系統(tǒng)及這張SCSI卡來說，這個(gè)外置式的RAID只是一個(gè)大型硬盤，并不是什么特別的設(shè)備，所以這個(gè)外置式的RAID可以安裝任何的*作系統(tǒng)。唯一的要求就是你用的這張SCSI卡在這個(gè)*作系統(tǒng)要安裝驅(qū)動(dòng)程序。 產(chǎn)品篇 Adaptec 由于RAID的種類很多， Adaptec公司將眾多的RAID產(chǎn)品根據(jù)不同的服務(wù)方向分為三類。 第一類是為工作站設(shè)計(jì)的低成本的ATA RAID卡，IDE接口的擴(kuò)展能力不強(qiáng)，所以基于IDE的RAID的種類也相對少。 第二類是提供高性能的RAID卡—Ultra320 SCSI RAID等。Ultra320解決方案的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到320MB/s，是Ultra160產(chǎn)品的兩倍，同時(shí)還具有信息封包及其他一些關(guān)鍵特性以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的高性能、高可靠性和數(shù)據(jù)完整性。Ultra320解決方案為主線存儲、視頻音頻流、視頻編輯以及其他對帶寬要求很高的應(yīng)用所設(shè)計(jì)。 第三類為外部RAID子系統(tǒng)。Adaptec DuraStor 7320SS是一個(gè)從光纖通道到SCSI的子系統(tǒng)，它有一個(gè)LUN分區(qū)技術(shù)，這種技術(shù)為SAN領(lǐng)域提供了最高級別的安全和可管理性能。LUN分區(qū)技術(shù)允許網(wǎng)絡(luò)存儲很方便地給特定的服務(wù)或者應(yīng)用分配適當(dāng)?shù)拇鎯θ萘?，同時(shí)還能預(yù)防存儲空間的不足，可以擴(kuò)展到7TB容量左右。Adaptec DuraStor 7320SS附加了Adaptec‘s Storage Manager Pro管理軟件，它基于Java語言的設(shè)計(jì)，圖形用戶界面簡化了對遠(yuǎn)程和本地存儲管理，能讓用戶建立和管理RAID陣列，管理軟件可以建立用戶和管理員不同安全級別，能夠檢測故障磁盤。 HDS 雷電9980V系列內(nèi)置的虛擬化幫助功能，專門用于幫助您搭建信息平臺而設(shè)計(jì)。這些獨(dú)特的系統(tǒng)有助于存儲資源智能緩沖池的設(shè)置和復(fù)雜信息平臺突破性的簡化。主要的功能是實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)系統(tǒng)的合并，靈活的容量配置，頂級的帶寬和多連接方式/協(xié)議的選擇。同時(shí)降低總擁有成本，帶來更快的投資回報(bào)。 雷電9980V系列以高速的日立第二代Hi-Star交換架構(gòu)為基礎(chǔ)，消除了通常由于存儲系統(tǒng)合并而帶來的停機(jī)和瓶頸的風(fēng)險(xiǎn)。多機(jī)架的雷電9980V系列的性能和可擴(kuò)展性將引起大量的開放系統(tǒng)、主機(jī)系統(tǒng)存儲方案的合并，您可以用一個(gè)雷電9980V系統(tǒng)替換先前所有的存儲系統(tǒng)，大大地降低IT成本并通過合并存儲資源和不同平臺間信息的共享讓您的投資最大化。 雷電9980V系列存儲數(shù)據(jù)的容量可以達(dá)到70TB, 同時(shí)允許UNIX、Windows NT/Windows 2000、Linux、Novell Netware、OpenVMS、TPF 和OS/390互連，對內(nèi)部的業(yè)務(wù)運(yùn)行和您的客戶提供高可用性，能夠?qū)崿F(xiàn)多數(shù)據(jù)系統(tǒng)的合并和存儲資源緩沖池，通過虛擬策略實(shí)現(xiàn)單一的系統(tǒng)化管理，具有超過15GB/秒的內(nèi)部系統(tǒng)總帶寬，支持導(dǎo)向器、SAN、NAS或iSCSI附件，方便集中管理SAN和NAS，減少維護(hù)費(fèi)用。 IBM 依靠存儲保持快速發(fā)展是因?yàn)槿粘５臉I(yè)務(wù)流程越來越依靠數(shù)據(jù)，各公司開始大力發(fā)展自己的存儲基礎(chǔ)設(shè)施。但是，如今的公司必須在存儲需求和緊張的預(yù)算之間作權(quán)衡。因此，所采用的解決方案必須經(jīng)濟(jì)高效、可擴(kuò)展，并且能夠滿足各種存儲需求。IBM TotalStorage FAStT500存儲服務(wù)器是一種全光纖的SAN解決方案，能夠以最合適的價(jià)格提供您所需要的性能。 依靠多達(dá)8個(gè)光纖通道直接主機(jī)或SAN連接，F(xiàn)AStT500存儲服務(wù)器提供了快速數(shù)據(jù)訪問能力（高達(dá)383MBps），特別適合于那些實(shí)時(shí)性能是關(guān)鍵因素的計(jì)算環(huán)境。除了高帶寬外，F(xiàn)AStT500還支持各種*作系統(tǒng)，包括IBM AIX、Linux和Windows NT等。 FAStT500 模塊化設(shè)計(jì)使您可以按照需要來購買部件，它可以從18GB擴(kuò)展到使用22個(gè)擴(kuò)展柜的16TB。每一個(gè)FAStT EXP500最多支持10個(gè)光纖通道硬盤驅(qū)動(dòng)器。另外，您還可以采用和選擇合適的RAID級別，從0、1、3、5到10，這樣做的目的是為了與應(yīng)用相匹配或滿足用戶的特殊經(jīng)費(fèi)需要，從而使用戶能夠擴(kuò)展和充分利用現(xiàn)有和將來的投資。 TotalStorage FAStT500解決方案是高度可用的解決方案，能夠提供部件發(fā)生故障時(shí)的安全性。雙熱插拔RAID控制器提供了高吞吐量和冗余度，并且每個(gè)控制器支持高達(dá)512MB的電池備份高速緩存。 FAStT存儲管理器軟件使您能夠在單個(gè)控制臺上管理多個(gè)FAStT500系統(tǒng)。 惠普 高性能Ultra3陣列控制器的智能陣列5300系列產(chǎn)品能夠?yàn)榛萜誔roLiant服務(wù)器提供可靠的數(shù)據(jù)保護(hù)，同時(shí)由于創(chuàng)新的模塊化設(shè)計(jì)和最新的高級數(shù)據(jù)保護(hù)（RAID ADG）技術(shù)，該系列產(chǎn)品把靈活性提高到了一個(gè)新的水準(zhǔn)。智能陣列5300控制器通過使用全新的內(nèi)存體系結(jié)構(gòu)和RAID引擎等幾項(xiàng)增強(qiáng)型技術(shù)，把產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)提升到更高的性能等級。 RAID ADG（Advance Data Guarding），可譯為先進(jìn)的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)，是惠普RAID容錯(cuò)方案，將能解決企業(yè)所有的數(shù)據(jù)損失的問題。RAID ADG技術(shù)最大特點(diǎn)是部署了兩個(gè)奇偶校驗(yàn)集，并提供了2個(gè)硬盤（但不是獨(dú)立的2個(gè)校驗(yàn)硬盤）的容量存儲這些奇偶校驗(yàn)信息，能同時(shí)容忍兩塊硬盤出現(xiàn)故障，這突破了以往RAID級別只允許在同一時(shí)刻出現(xiàn)一塊硬盤故障的限制，大大提高了企業(yè)數(shù)據(jù)的可靠性。在RAID容量超過2TB和單個(gè)RAID卷的總磁盤驅(qū)動(dòng)器達(dá)56個(gè)的時(shí)候，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了錯(cuò)誤保護(hù)等級的突破。 智能陣列5300控制器便于升級的設(shè)計(jì)允許您根據(jù)需要來優(yōu)化性能并增加容量，信道可以從2個(gè)增加到4個(gè)，自備電池的高速緩存可以選擇32MB、64MB、128MB或者256MB，能夠有效保護(hù)ROM的失敗或錯(cuò)誤，Ultra3 SCSI技術(shù)可實(shí)現(xiàn)更高的性能，每信道的數(shù)據(jù)帶寬最多達(dá)160 MB/s。同時(shí)自備電池的高速緩存，在突然斷電、服務(wù)器或控制器出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，能夠保護(hù)緩存內(nèi)的數(shù)據(jù)，而且，冗余的、可插拔的電池也實(shí)現(xiàn)了更深層的數(shù)據(jù)保護(hù)。最大的緩存配置是256MB，備有電池。66MHz PCI接口，使帶寬的總傳輸率最高可達(dá)533 MB/s。 研宇 RAID-500 U3是一個(gè)獨(dú)立的磁盤陣列子系統(tǒng)，用戶能方便快捷地將普通SCSI硬盤應(yīng)用到RAID 500系列產(chǎn)品中，可以使用獨(dú)立的存儲子系統(tǒng)提高數(shù)據(jù)高可用性，在雙機(jī)熱備份的應(yīng)用中，無論任意一臺主機(jī)宕機(jī)，存儲系統(tǒng)均能照常工作。 RAID-500系列提供幾種不同配置，以提高數(shù)據(jù)可靠性，失效硬盤被新硬盤熱插拔,系統(tǒng)會(huì)動(dòng)態(tài)重新配置并自動(dòng)重建丟失的數(shù)據(jù)，而無需重新啟動(dòng)。用戶可預(yù)先指定空硬盤，RAID-500能用備用硬盤自動(dòng)恢復(fù)數(shù)據(jù)熱備份。 RAID-500會(huì)自動(dòng)檢測并報(bào)告機(jī)箱狀態(tài)，包括電源、風(fēng)扇失效和機(jī)箱過熱狀態(tài)。用戶可進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，使報(bào)警通過Modem傳輸?shù)竭h(yuǎn)程主機(jī)或呼機(jī)上，也可提供服務(wù)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)和智能管理。 |
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