磁盘阵列系统RAID介绍.doc

引言及RAID的源由??? 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.??? RAID的分类　　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?D1 RAID level 4 Parallel with Parity Yes N?D1 RAID level 5 Striped with Rotating Parity Yes N?D1 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　 RAID level 0+1 ??? 这是一种Dual Level RAID, 也有人称之为RAID level 10. 这可不是十,它是零加一,亦即是两组依一定的切割区段,连贯成不同的两颗大容量的数组硬盘,互相为镜像.在每次写入数据,磁盘阵列控制器会将资料同时写入该两组大容量数组硬盘组内.