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RAID是由美国加州大学伯克利分校的DA Patterson教授在年提出的RAID是Redundent Array of Inexpensive Disks的缩写直译为廉价冗余磁盘阵列也简称为磁盘阵列后来RAID中的字母I被改作了IndependentRAID就成了独立冗余磁盘阵列但这只是名称的变化实质性的内容并没有改变可以把RAID理解成一种使用磁盘驱动器的方法它将一组磁盘驱动器用某种逻辑方式联系起来作为逻辑上的一个磁盘驱动器来使用一般情况下组成的逻辑磁盘驱动器的容量要小于各个磁盘驱动器容量的总和RAID的具体实现可以靠硬件也可以靠软件Windows NT操作系统就提供软件RAID功能RAID一般是在SCSI磁盘驱动器上实现的因为IDE磁盘驱动器的性能发挥受限于IDE接口(IDE只能接两个磁盘驱动器传输速率最高MBps)IDE通道最多只能接个磁盘驱动器在同一时刻只能有一个磁盘驱动器能够传输数据而且IDE通道上一般还接有光驱光驱引起的延迟会严重影响系统速度SCSI适配器保证每个SCSI通道随时都是畅通的在同一时刻每个SCSI磁盘驱动器都能自由地向主机传送数据不会出现像IDE磁盘驱动器争用设备通道的现象 RAID的优点 成本低功耗小传输速率高在RAID中可以让很多磁盘驱动器同时传输数据而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器所以使用RAID可以达到单个的磁盘驱动器几倍几十倍甚至上百倍的速率这也是RAID最初想要解决的问题因为当时CPU的速度增长很快而磁盘驱动器的数据传输速率无法大幅提高所以需要有一种方案解决二者之间的矛盾RAID最后成功了 可以提供容错功能这是使用RAID的第二个原因因为普通磁盘驱动器无法提供容错功能如果不包括写在磁盘上的CRC(循环冗余校验)码的话RAID和容错是建立在每个磁盘驱动器的硬件容错功能之上的所以它提供更高的安全性 RAID比起传统的大直径磁盘驱动器来在同样的容量下价格要低许多 RAID的分级 RAID级无冗余无校验的磁盘阵列数据同时分布在各个磁盘驱动器上没有容错能力读写速度在RAID中最快但因为任何一个磁盘驱动器损坏都会使整个RAID系统失效所以安全系数反倒比单个的磁盘驱动器还要低一般用在对数据安全要求不高但对速度要求很高的场合 RAID级镜象磁盘阵列每一个磁盘驱动器都有一个镜像磁盘驱动器镜像磁盘驱动器随时保持与原磁盘驱动器的内容一致RAID具有最高的安全性但只有一半的磁盘空间被用来存储数据主要用在对数据安全性要求很高而且要求能够快速恢复被损坏的数据的场合 RAID级纠错海明码磁盘阵列磁盘驱动器组中的第一个第二个第四个……第n个磁盘驱动器是专门的校验盘用于校验和纠错例如七个磁盘驱动器的RAID第一二四个磁盘驱动器是纠错盘其余的用于存放数据使用的磁盘驱动器越多校验盘在其中占的百分比越少RAID对大数据量的输入输出有很高的性能但少量数据的输入输出时性能不好RAID很少实际使用 RAID和RAID奇校验或偶校验的磁盘阵列不论有多少数据盘均使用一个校验盘采用奇偶校验的方法检查错误任何一个单独的磁盘驱动器损坏都可以恢复RAID和RAID的数据读取速度很快但写数据时要计算校验位的值以写入校验盘速度有所下降RAID和RAID的使用也不多 RAID级无独立校验盘的奇偶校验磁盘阵列同样采用奇偶校验来检查错误但没有独立的校验盘校验信息分布在各个磁盘驱动器上RAID对大小数据量的读写都有很好的性能被广泛地应用 从RAID到RAID的几种方案中不论何时有磁盘损坏都可以随时拔出损坏的磁盘再插入好的磁盘(需要硬件上的热插拔支持)数据不会受损失效盘的内容可以很快地重建重建的工作也由RAID硬件或RAID软件来完成但RAID不提供错误校验功能所以有人说它不能算作是RAID其实这也是RAID为什么被称为级RAID的原因——本身就代表没有 RAID的应用 当前的PC机整个系统的速度瓶颈主要是硬盘虽然不断有Ultra DMADMADMA等快速的标准推出但收效不大在PC中磁盘速度慢一些并不是太严重的事情但在服务器中这是不允许的服务器必须能响应来自四面八方的服务请求这些请求大多与磁盘上的数据有关所以服务器的磁盘子系统必须要有很高的输入输出速率为了数据的安全还要有一定的容错功能RAID提供了这些功能所以RAID被广泛地应用在服务器体系中 RAID提供的容错功能是自动实现的(由RAID硬件或是RAID软件来做)它对应用程序是透明的即无需应用程序为容错做半点工作要得到最高的安全性和最快的恢复速度可以使用RAID(镜像)要在容量容错和性能上取折衷可以使用RAID在大多数数据库服务器中操作系统和数据库管理系统所在的磁盘驱动器是RAID数据库的数据文件则是存放于RAID的磁盘驱动器上 有时我们看某些名牌服务器的配置单发现其CPU并不是很快内存也算不上是很大显卡更不是最好但价格绝对不菲是不是服务器系统都是暴利产品呢？当然不是服务器的配置与一般的家用PC的着重点不在一处除去更高的稳定性外冗余与容错是一大特点如双电源带电池备份的磁盘高速缓沖器热插拔硬盘热插拔PCI插槽等另一个特点就是巨大的磁盘吞吐量这主要归功于RAID举一个例子来说一台使用了SCSI RAID的奔腾与一台IDE硬盘的PⅢCopermine 都用做文件服务器奔腾会比PⅢ的事务处理能力高上几十倍甚至上百倍因为PⅢ处理器的运算能力根本用不上反倒是奔腾的RAID起了作用 RAID现在主要应用在服务器但就像任何高端技术一样RAID也在向PC机上转移也许所有的PC机都用上了SCSI磁盘驱动器的RAID的那一天才是PC机真正的出头之日 |
