认识RAID磁盘阵列

来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/29 17:49:43
 
近年来，硬盘无论在容量、存取速度还是可靠性方面都得到了很大提高，然而这一提高还是跟不上处理器的发展要求，使得硬盘仍然成为计算机系统中的一个瓶颈。为了解决应用系统对磁盘高速存取的要求，人们采取了多种措施。1988年，美国加州大学伯克利分校的D.A.Patterson教授提出的廉价冗余磁盘阵列（Redundant Array of Inexpensive Disks，简称RAID）就是其中一种。
RAID将普通硬盘组成一个磁盘阵列，在主机写入数据，RAID控制器把主机要写入的数据分解为多个数据块，然后并行写入磁盘阵列；主机读取数据时，RAID控制器并行读取分散在磁盘阵列中各个硬盘上的数据，把它们重新组合后提供给主机。由于采用并行读写操作，从而提高了存储系统的存取程度。此外，RAID磁盘阵列还可以采用镜像、奇偶校验等措施，来提高系统的容错能力，保证数据的可靠性。
根据RAID所采用的方法不同，可以将其分为0－5六个级别：
RAID 0：主机要求写入数据时，RAID控制器将数据分成许多块，然后并行地将它们写到磁盘阵列中的各个硬盘上；读出数据时，RAID控制器从各个硬盘上读取数据，把这些数据恢复为原来顺序后传给主机。这种方法的优点是采用数据分块、并行传送方式，能够提高主机读写速度，并且磁盘阵列中存储空间没有冗余。但它对系统的可靠性没有任何提高，任一个硬盘介质出现故障时，系统无法恢复。
RAID 1：它把磁盘阵列中的硬盘分成相同的两组，互为镜像，当任一磁盘介质出现故障时，可以利用其镜像上的数据恢复，从而提高系统的容错能力。对数据的操作仍采用分块后并行传输方式。所有RAID
1不仅提高了读写速度，也加强系统的可靠性。但其缺点是硬盘的利用率低，冗余度为50％。
RAID 2/RAID 4：这两个级别在实际中很少应用，多数系统也不支持，这里就不作介绍了。
RAID 3：同RAID 0一样，RAID 3也采用数据分块并行传送的方法，但所有同的是它在数据分块之后计算它们的奇偶校验和，然后把分块数据和奇偶校验信息一并写到硬盘阵列中。采用这种方法对数据的存取速度和可靠性都有所改善，当阵列中任一硬盘损坏时，可以利用其它数据盘和奇偶校验盘上的信息重构原始数据。在硬盘利用率方面，RAID
3比RAID 1要高，例如由5个硬盘组成的阵列，冗余度只有20％。不过，RAID 3也有缺点，由于奇偶校验信息固定存储在一个硬盘上，使该硬盘负担较重，从而产生新的瓶颈。
RAID 5：与RAID 3所采用的数据处理方法相似，所不同的是它把奇偶较验信息交叉写到阵列中的每个硬盘上，从而克服了RAID 3中的瓶颈问题。
除以上外，我们还可以用软件技术实现RAID磁盘阵列。Windows NT操作系统提供的磁盘分条、带奇偶校验的磁盘分条、磁盘镜像和双工等存储方法其实就是RAID技术的软件实现。其中磁盘分条对应于RAID
0，磁盘镜像和双工对应于RAID 1，带奇偶校验的磁盘分条则对应于RAID 5。与RAID设备相比，这些方法的最大优点是价格便宜，不过性能也要低很多。
在以上各个级别中，RAID 5的优点最为突出，对于大型重要应用环境而言，可作为首选。不过对于大多数追求速度的DIY爱好者而言，采用两块IDE硬盘组成的RAID 0磁盘阵列更为合适。目前市面上已有IDE RAID卡出售，比较常见的是Promise公司的FastTrak 66，配有两个UltraDMA66的IDE通道，支持RAID 0，1，1+0，价格为一千多元。下面就以FastTrak66为例介绍一下IDE RAID的安装过程：
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