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2024年3月11日发(作者:)
RAID是英文Redundant Array of Inexpensive Disks的缩写,中文简称为廉价磁盘冗余阵
列。简单的说,RAID是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的方式组合起来形成一
个硬盘组(逻辑硬盘),从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。
简介
RAID是英文Redundant Array of Inexpensive Disks的缩写,中文简称为廉价磁盘冗
余阵列。简单的说,RAID是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的方式组合起来形
成一个硬盘组(逻辑硬盘),从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。组
成磁盘阵列的不同方式成为RAID级别(RAID Levels)。数据备份的功能是在用户数据一
旦发生损坏后,利用备份信息可以使损坏数据得以恢复,从而保障了用户数据的安全性。在
用户看起来,组成的磁盘组就像是一个硬盘,用户可以对它进行分区,格式化等等。总之,
对磁盘阵列的操作与单个硬盘一模一样。不同的是,磁盘阵列的存储速度要比单个硬盘高很
多,而且可以提供自动数据备份。
虽然RAID包含多块硬盘,但是在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现。
利用RAID技术于存储系统的好处主要有以下三种:
通过把多个磁盘组织在一起作为一个逻辑卷提供磁盘跨越功能;
通过把数据分成多个数据块(Block)并行写入/读出多个磁盘以提高访问磁盘的速度;
通过镜像或校验操作提供容错能力;
最初开发RAID的主要目的是节省成本,当时几块小容量硬盘的价格总和要低于大容
量的硬盘。目前来看RAID在节省成本方面的作用并不明显,但是 RAID可以充分发挥出多
块硬盘的优势,实现远远超出任何一块单独硬盘的速度和吞吐量。除了性能上的提高之外,
RAID还可以提供良好的容错能力,在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作,不
会受到损坏硬盘的影响。
RAID技术分为几种不同的等级,分别可以提供不同的速度,安全性和性价比。根据实
际情况选择适当的RAID级别可以满足用户对存储系统可用性、性能和容量的要求。常用的
RAID级别有以下几种:NRAID,JBOD,RAID0,RAID1,RAID0 1,RAID3,RAID5等。
目前经常使用的是RAID5和RAID(0 1)。
磁盘阵列(Disk Array)是由一个硬盘控制器来控制多个硬盘的相互连接,使多个硬盘
的读写同步,减少错误,增加效率和可靠度的技术。磁盘阵列卡则是实现这一技术的硬件产
品,磁盘阵列卡拥有一个专门的处理器,还拥有专门的存贮器,用于高速缓冲数据。使用磁
盘阵列卡服务器对磁盘的操作就直接通过阵列卡来进行处理,因此不需要大量的CPU及系
统内存资源,不会降低磁盘子系统的性能。阵列卡专用的处理单元来进行操作,它的性能要
远远高于常规非阵列硬盘,并且更安全更稳定。
RAID技术的两大特点:一是速度、二是安全,由于这两项优点,RAID技术早期被应
用于高级服务器中的SCSI接口的硬盘系统中,随着近年计算机技术的发展,PC机的CPU
的速度已进入GHz 时代。IDE接口的硬盘也不甘落后,相继推出了ATA66和ATA100硬
盘。这就使得RAID技术被应用于中低档甚至个人PC机上成为可能。RAID通常是由在硬
盘阵列塔中的RAID控制器或电脑中的RAID卡来实现的。
分类
RAID技术经过不断的发展,现在已拥有了从 RAID 0 到 6 七种基本的RAID 级别。
另外,还有一些基本RAID级别的组合形式,如RAID 10(RAID 0与RAID 1的组合),
RAID 50(RAID 0与RAID 5的组合)等。不同RAID 级别代表着不同的存储性能、数据
安全性和存储成本。但我们最为常用的是下面的几种RAID形式。
(1)RAID 0
(2) RAID 1
(3)RAID 0 1
(4) RAID 3
(5) RAID 5
RAID级别的选择有三个主要因素:可用性(数据冗余)、性能和成本。如果不要求可
用性,选择RAID0以获得最佳性能。如果可用性和性能是重要的而成本不是一个主要因素,
则根据硬盘数量选择RAID 1。如果可用性、成本和性能都同样重要,则根据一般的数据传
输和硬盘的数量选择RAID3、RAID5。
发展
在计算机发展的初期,“大容量”硬盘的价格还相当高,解决数据存储安全性问题的主要
方法是使用磁带机等设备进行备份,这种方法虽然可以保证数据的安全,但查阅和备份工作
都相当繁琐。
1987年, Patterson、Gibson和Katz这三位工程师在加州大学伯克利分校发表了题
为《A Case of Redundant Array of Inexpensive Disks(廉价磁盘冗余阵列方案)》的论文,
其基本思想就是将多只容量较小的、相对廉价的硬盘驱动器进行有机组合,使其性能超过一
只昂贵的大硬盘。
这一设计思想很快被接受,从此RAID技术得到了广泛应用,数据存储进入了更快速、
更安全、更廉价的新时代。
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