第三章 8.磁盘阵列管理技术.doc

第7章 磁盘阵列 现今企业对存储设备的需求越来越大，相对的要求也越来越高。企业把越来越多的数据数字化后，存储设备的效率、安全性显然成为当今系统管理人员必须面对的问题。有什么方法可以提高存储设备的效率并确保其完整性？ 有，那就是磁盘阵列系统。 7.1? 磁盘阵列的介绍 磁盘阵列（Redundant Array of Independent Disks，RAID）是把多个磁盘设备合并成为一个磁盘空间。 7.1.1? 磁盘阵列的功能 一般来说，磁盘阵列可以提供3个功能。 1．整合闲置的磁盘空间 你可以通过磁盘阵列，把原本闲置、不具经济价值的磁盘，整合成为一个新的磁盘空间。例如，把3个2GB的磁盘合并成为一个6GB大小的磁盘空间，这样就可以更方便地存储数据。 2．提高磁盘读取的效率 当磁盘阵列在写入数据时，会把数据拆解成若干等份，同时写入到各个磁盘中；在读取数据时，又会从各个磁盘中同时读出所需的数据。因为磁盘阵列具备如此的读取特性，让我们可以加快读取的速度，提高磁盘的效率。 假设一个磁盘读写100MB数据需花费1分钟的时间，如果我们使用两个磁盘创建磁盘阵列时，同样的100MB大小的数据写入磁盘阵列时，由于每一个磁盘只负责存储50MB的数据，因此，磁盘阵列只需花费半分钟的时间，就可完成写入的动作。 3．提供容错性 磁盘阵列的第3个好处，就是具备容错性（Fault Tolerance）。 由于存储在磁盘阵列上的数据，实际上是分散在不同的磁盘中的，所以，当某一个磁盘发生故障时，磁盘阵列便可以从其他正常的磁盘中读取文件数据；另外，磁盘数组还允你加入新的磁盘来重建先前损坏的那个磁盘上的数据。 7.1.2? 磁盘阵列的等级 磁盘阵列依照合并的方式不同，定义出磁盘阵列的等级（RAID? Level）。目前已经定义的磁盘阵列等级包括RAID-5、RAID-1、RAID-2、RAID-3、RAID-4、RAID-5、RAID-10、RAID1+0等。 不同等级的磁盘阵列，提供的功能、运行原理与特性也都不尽相同。以下仅介绍几种常见的磁盘阵列等级。 1．RAID-0 RAID-0 俗称等量模式（Striping Mode）。RAID-0 可以由2个以上的磁盘合并成一个磁盘空间，它会将存入的数据切割成n份（n为磁盘的数量），然后把每一份数据分别存储至每一个磁盘的区段（Chunk）中。 例如，把一份12KB大小的数据，写入到由两个磁盘组成，区段（Chunk）为 4KB的磁盘阵列时，磁盘阵列会以下列的方式写入磁盘。 第一个4KB数据，写入到第一个磁盘的第一个区块。 第二个4KB数据，写入到第二个磁盘的第一个区块。 第三个4KB数据，写入到第一个磁盘的第二个区块。 由于资料会被拆成若干等份存储在不同的组成磁盘中，因而可以加快读取的速度；组成的磁盘数量越多，速度就越快，而且还可以充分使用每一个磁盘的空间，提供更大的磁盘空间。 然而，RAID-0也有其缺点。它的最大缺点就是缺乏容错性，因为数据同时被存储在不同的磁盘中，所以只要其中一个磁盘出故障，则整个RAID-0的磁盘空间都将无法继续使用。 2．RAID-1 RAID-1可以由2个（甚至更多）磁盘合并成为一个磁盘空间。当你把一份数据存储到RAID-5的磁盘阵列时，RAID-1磁盘阵列会把数据复制一份，存储到其他的磁盘中；由于每一个磁盘中的数据都一模一样，就像照镜子一样，所以RAID-1俗称镜像模式（Mirroring Mode）。 由于数据在每一个磁盘中都有一份，因此，其中一块磁盘出故障，另外一块还会保存一份相同的内容，RAID-1会自动从正常的磁盘中继续读取数据。等到你修复故障的磁盘后，RAID-1也会把正常磁盘的数据自动地同步到新加入的磁盘中。 RAID-1可以提供下列的好处。 可提供容错：即使其中一个磁盘出故障，RAID-1磁盘阵列还可以让你读取数据。 可加快读取的速度：因为RAID-1磁盘阵列会在不同磁盘存储相同的数据；因此便可以同时从不同的磁盘读取相同的数据，因而提高读取的效率。 RAID-1也有其缺点，其的缺点如下。 较浪费磁盘空间：因为数据需复制存储到其他磁盘，因此整个RAID-5磁盘阵列可用空间为整个磁盘空间的 1/n（n为磁盘的数量）。 无法提高写入的效率：因为RAID-1磁盘阵列必须负责同步每一个磁盘中的资料，因此在写入数据到RAID-1磁盘阵列时，无法提高写入的效率。 一般来说，RAID-1的磁盘成本会高于其他等级的磁盘阵列，通常只用在需要高容错性的环境中。 3．RAID-5 RAID-5试图结合RAID-0与RAID-1的好处，同时避免它们的缺点。 RAID-5磁盘阵列由3个以上大小相同的磁盘组成。这与RAID-5类似，不过，不是RAID-5的每一个区段（Chunk）都可以存储资料，因为RAI