什么叫磁盘阵列,怎么用
1、磁盘阵列,raid是“Redundant Array of Independent Disk”的缩写,中文意思是独立冗余磁盘阵列。
2、简单地解释,就是将N台硬盘通过RAID
Controller(分Hardware,Software)结合成虚拟单台大容量的硬盘使用。磁盘阵列中针对不同的应用使用的不同技术,称为RAID
level,而每一level都代表着不同技术,目前业界公认的标准是RAID 0~RAID 5。
常见的Raid 有以下几种:
1、RAID0: 设置4颗硬盘作为1整颗硬盘使用,能使用的容量为4颗硬盘中最小硬盘容量的4倍,采用分散写入的方式所以传输速度会略为增快。硬盘故障时无法复原资料。
2、RAID1:设置4颗硬盘作为2组硬盘使用,每个阵列能使用的容量为各组最小硬盘的容量,由于写入时是将同一个资料同时存入同组的两颗硬盘中,所以当同组的2颗硬盘有1颗出现故障时,也能够更换新的硬盘并复原资料(当同组的2颗硬盘都出现故障时则无法还原资料)。
3、RAID5:设置4颗硬盘作为一整颗阵列使用,能使用的容量为最小硬盘容量的3倍,写入资料的同时会产生parity(错误订正符号),当有1颗硬盘故障,也能够更换新的硬盘并复原资料。
求一个简要介绍磁盘阵列技术
磁盘阵列(DiscArray)是由许多台磁盘机或光盘机按一定的规则,如分条(Striping)、分块(Declustering)、交叉存取(Interleaving)等组成一个快速,超大容量的外存储器子系统。它在阵列控制器的控制和管理下,实现快速,并行或交叉存取,并有较强的容错能力。从用户观点看,磁盘阵列虽然是由几个、几十个甚至上百个盘组成,但仍可认为是一个单一磁盘,其容量可以高达几百~上千千兆字节,因此这一技术广泛为多媒体系统所欢迎。
磁盘阵列技术的详细操作!
RAID技术主要包含RAID 0~RAID 7等数个规范,它们的侧重点各不相同,常见的规范有如下几种: RAID 0:RAID 0连续以位或字节为单位分割数据,并行读/写于多个磁盘上,因此具有很高的数据传输率,但它没有数据冗余,因此并不能算是真正的RAID结构。RAID 0只是单纯地提高性能,并没有为数据的可靠性提供保证,而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据。因此,RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合。 RAID 1:它是通过磁盘数据镜像实现数据冗余,在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据。当原始数据繁忙时,可直接从镜像拷贝中读取数据,因此RAID 1可以提高读取性能。RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的,但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时,系统可以自动切换到镜像磁盘上读写,而不需要重组失效的数据。 RAID 0+1: 也被称为RAID 10标准,实际是将RAID 0和RAID 1标准结合的产物,在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时,为每一块磁盘作磁盘镜像进行冗余。它的优点是同时拥有RAID 0的超凡速度和RAID 1的数据高可靠性,但是CPU占用率同样也更高,而且磁盘的利用率比较低。 RAID 2:将数据条块化地分布于不同的硬盘上,条块单位为位或字节,并使用称为“加重平均纠错码(海明码)”的编码技术来提供错误检查及恢复。这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息,使得RAID 2技术实施更复杂,因此在商业环境中很少使用。 RAID 3:它同RAID 2非常类似,都是将数据条块化分布于不同的硬盘上,区别在于RAID 3使用简单的奇偶校验,并用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效,奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据;如果奇偶盘失效则不影响数据使用。 RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率,但对于随机数据来说,奇偶盘会成为写操作的瓶颈。 RAID 4:RAID 4同样也将数据条块化并分布于不同的磁盘上,但条块单位为块或记录。RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘,每次写操作都需要访问奇偶盘,这时奇偶校验盘会成为写操作的瓶颈,因此RAID 4在商业环境中也很少使用。 RAID 5:RAID 5不单独指定的奇偶盘,而是在所有磁盘上交叉地存取数据及奇偶校验信息。在RAID 5上,读/写指针可同时对阵列设备进行操作,提供了更高的数据流量。RAID 5更适合于小数据块和随机读写的数据。RAID 3与RAID 5相比,最主要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输就需涉及到所有的阵列盘;而对于RAID 5来说,大部分数据传输只对一块磁盘操作,并可进行并行操作。在RAID 5中有“写损失”,即每一次写操作将产生四个实际的读/写操作,其中两次读旧的数据及奇偶信息,两次写新的数据及奇偶信息。 RAID 6:与RAID 5相比,RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法,数据的可靠性非常高,即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用。但RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间,相对于RAID 5有更大的“写损失”,因此“写性能”非常差。较差的性能和复杂的实施方式使得RAID 6很少得到实际应用。 RAID 7:这是一种新的RAID标准,其自身带有智能化实时操作系统和用于存储管理的软件工具,可完全独立于主机运行,不占用主机CPU资源。RAID 7可以看作是一种存储计算机(Storage Computer),它与其他RAID标准有明显区别。除了以上的各种标准(如表1),我们可以如RAID 0+1那样结合多种RAID规范来构筑所需的RAID阵列,例如RAID 5+3(RAID 53)就是一种应用较为广泛的阵列形式。用户一般可以通过灵活配置磁盘阵列来获得更加符合其要求的磁盘存储系统。 开始时RAID方案主要针对 SCSI硬盘系统,系统成本比较昂贵。1993年,HighPoint公司推出了第一款IDE-RAID控制芯片,能够利用相对廉价的IDE硬盘来组建 RAID系统,从而大大降低了RAID的“门槛”。从此,个人用户也开始关注这项技术,因为硬盘是现代个人计算机中发展最为“缓慢”和最缺少安全性的设 备,而用户存储在其中的数据却常常远超计算机的本身价格。在花费相对较少的情况下,RAID技术可以使个人用户也享受到成倍的磁盘速度提升和更高的数据安 全性,现在个人电脑市场上的IDE-RAID控制芯片主要出自HighPoint和Promise公司,此外还有一部分来自AMI公司(如表2)。 面向个人用户的IDE-RAID芯片一般只提供了RAID 0、RAID 1和RAID 0+1(RAID 10)等RAID规范的支持,虽然它们在技术上无法与商用系统相提并论,但是对普通用户来说其提供的速度提升和安全保证已经足够了。随着硬盘接口传输率的 不断提高,IDE-RAID芯片也不断地更新换代,芯片市场上的主流芯片已经全部支持ATA 100标准,而HighPoint公司新推出的HPT 372芯片和Promise最新的PDC20276芯片,甚至已经可以支持ATA 133标准的IDE硬盘。在主板厂商竞争加剧、个人电脑用户要求逐渐提高的今天,在主板上板载RAID芯片的厂商已经不在少数,用户完全可以不用购置 RAID卡,直接组建自己的磁盘阵列,感受磁盘狂飙的速度。
什么是RAID技术?
RAID是“Redundant Array of Independent Disk”的缩写,中文意思是独立冗余磁盘阵列。冗余磁盘阵列技术诞生于1987年,由美国加州大学伯克利分校提出。
RAID磁盘阵列(Redundant Array of Independent Disks)
简单地解释,就是将N台硬盘通过RAID Controller(分Hardware,Software)结合成虚拟单台大容量的硬盘使用,其特色是N台硬盘同时读取速度加快及提供容错性Fault Tolerant,所以RAID是当成平时主要访问数据的Storage不是Backup Solution。
在RAID有一基本概念称为EDAP(Extended Data Availability and Protection),其强调扩充性及容错机制, 也是各家厂商如:Mylex,IBM,HP,Compaq,Adaptec,Infortrend等诉求的重点,包括在不须停机情况下可处理以下动作:
RAID 磁盘阵列支援自动检测故障硬盘;
RAID 磁盘阵列支援重建硬盘坏轨的资料;
RAID 磁盘阵列支援支持不须停机的硬盘备援 Hot Spare;
RAID 磁盘阵列支援支持不须停机的硬盘替换 Hot Swap;
RAID 磁盘阵列支援扩充硬盘容量等。
磁盘阵列的两个基本技术是什么?
冗余和性能。
冗余:磁盘阵列的各个部件都是冗余配置的,比如:双控制器,双电源风扇等。只有单个磁盘是单点故障。但引入RAID技术后,将多块磁盘在逻辑层进行整合,从而消除数据在磁盘上的单点隐患。
性能:磁盘阵列的出现大大的缓解了数据IO对主机CPU的负载。以前的数据都是通过主机CPU的处理后才写入到磁盘中的。磁盘阵列则有效的将这部分工作分解给自己其中的很大一部分。无论数据层还是应用层对这部分工作的高速处理都是很依赖的。
什么是独立冗余磁盘阵列技术(RAID),简述RAID 0,RAID 1,RAID 0+1,RAID 5。
raid技术就是类似于把n快磁盘整合成一块或多块虚拟磁盘,raid0是n块盘容量合在一起,没有数据保护作用,但是会加快读写速度,增强并发io。raid1,类似于1对1的镜像模式,同时对偶数对的盘写入相同的数据,每一份都是完整数据,raid0+1就是先做raid0,再将两份虚拟磁盘二次做raid,兼顾速度和安全性。raid5是有奇偶校验的技术,校验数据决定这块盘里有哪部分数据,每块盘都是正常数据和校验数据组成,任意一块盘坏了,都不影响数据完整性。
服务器百问百答:服务器的磁盘阵列技术是什么?
RAID磁盘阵列介绍
RAID,为Redundant Arrays of Independent Disks的简称,中文为廉价冗余磁盘阵列。在1987年由美国柏克莱大学提出
RAID(Redundant Arrayof Inexpensive Disks)理论,作为高性能的存储系统,巳经得到了越来越广泛的应用。RAID的级别
从RAID概念的提出到现在,巳经发展了多个级别,有明确标准级别分别是0、1、2、3、4、5等。但是最常用的是0、1、3、5四
个级别。其他还有6、7、10、30、50等。RAID为使用者降低了成本、增加了执行效率,并提供了系统运行的稳定性。
RAID 磁盘阵列简单的解释,就是将多台硬盘透过RAID Controller(分Hardware,Software )结合成虚拟单台大容量的硬
盘使用,其特色是多台硬盘同时读取速度加快及提供容错性Fault Tolerant,所以RAID是当成平时主要访问Dat
a的Storage不是Backup Solution。
在RAID磁盘阵列有一基本概念称为EDAP ( Extended Data Availability and Protection ) ,其强调扩充性及容错机制
, 也是各家厂商如: Mylex,IBM,HP,Compaq,Adaptec, Infortrend等诉求的重点,包括在不须停机情况下可处理 以下动
作:
RAID 磁盘阵列支持自动检测故障硬盘。
RAID 磁盘阵列支持重建硬盘坏轨的资料。
RAID 磁盘阵列支持不须停机的硬盘备援 Hot Spare。
RAID 磁盘阵列支持不须停机的硬盘替换 Hot Swap。
RAID 磁盘阵列支持扩充硬盘容量等。
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RAID磁盘阵列级别
NRAID:
硬盘连续使用。NRAID意思是不使用RAID功能。它使用硬盘的总容量组成逻辑碟(不使用条块读写)。换句话说,它
生成的逻辑碟容量就是物理碟容量的总和。此外,NRAID不提供资料的备余。
JBOD:
JBOD的含意是控制器将机器上每颗硬盘都当作单独的硬盘处理,因此每颗硬盘都被当作单颗独立的逻辑碟使用。此
外,JBOD并不提供资料备余的功能。
RAID0:RAID0 - Disk Stripping without parity (常用)
又称数据分块,即把数据分成若干相等大小的小块,并把它们写到阵列上不同的硬盘上,这种技术又称“Stripping”
(即将数据条带化),这种把数据分布在多个盘上,在读写时是以并行的方式对各硬盘同时进行操作。从理论上讲,其容量和
数据传输率是单个硬盘的N倍。N为构成RAID0的硬盘总数。当然,若阵列控制器有多个硬盘通道时,对多个通道上的硬盘进行
RAID0操作,I/O性能会更高。因此常用于图象,视频等领域,RAID0 I/O传输率较高,但平均故障时间MTTF只有单盘的N分之
一,因此RAID0可靠性最差。
RAID1:RAID 1 - Disk Mirroring(较常用)
又称镜像。即每个工作盘都有一个镜像盘,每次写数据时必须同时写入镜像盘,读数据时只从工作盘读出,一旦工作盘
发生故障立即转入镜像盘,从镜像盘中读出数据。当更换故障盘后,数据可以重构,恢复工作盘正确数据,这种阵列可靠性很
高,但其有效容量减小到总容量一半以下,因此RAID1常用于对容错要求极严的应用场合,如财政、金融等领域。
RAID (0+1):
结合了RAID0和RAID 1 —条块化读写的同时使用镜像操作。RAID (0+1)允许多个硬盘损坏,因为它完全使用硬盘
来实现资料备余。如果有超过两个硬盘做RAID 1,系统会自动实现RAID (0+1)。
RAID2:
又称位交叉,它采用汉明码作盘错校验,采用按位交叉存取,运用于大数据的读写,但冗余信息开销太大(校验盘为
多个),已被淘汰。
RAID3:RAID 3 - Parallel Disk Array
为单盘容错并行传输。即采用Stripping技术将数据分块,对这些块进行异或校验,校验数据写到最后一个硬盘上。它
的特点是有一个盘为校验盘,数据以位或字节的方式存于各盘(分散记录在组内相同扇区的各个硬盘上)。当一个硬盘发生故
障,除故障盘外,写操作将继续对数据盘和校验盘进行操作。而读操作是通过对剩余数据盘和校验盘的异或计算重构故障盘上
应有的数据来进行的。RAID3的优点是并行I/O传输和单盘容错,具有很高可靠性。缺点:每次读写要牵动整个组,每次只能完
成一次I/O。
RAID4:
与RAID3相似,区别是:RAID3是按位或字节交叉存取,而RAID4是按块(扇区)存取,可以单独地对某个盘进行操作,
无须像RAID3那样,哪怕每一次小I/O操作也要涉及全组,只需涉及组中两块硬盘(一块数据盘,一块校验盘)即可,从而提高
了小量数据I/O速度。缺点:对于随机分散的小数据量I/O,固定的校验盘又成为I/O瓶颈,例如:事务处理。作两个很小的写
操作,一个写在drive2的stripe1 上,一个写在drive3的stripe2上,它们都要往校验盘上写,所以发生争用校验盘的问题。
RAID5:RAID 5 - Striping with floating parity drive(最常用)
是一种旋转奇偶校验独立存取的阵列方式,它与RAID3,RAID4不同的是没有固定的校验盘,而是按某种规则把奇偶校
验信息均匀地分布在阵列所属的硬盘上,所以在每块硬盘上,既有数据信息也有校验信息。这一改变解决了争用校验盘的问
题,使得在同一组内并发进行多个写操作。所以RAID5即适用于大数据量的操作,也适用于各种事务处理,它是一种快速、大
容量和容错分布合理的磁盘阵列。当有N块阵列盘时,用户空间为N-1块盘容量。 RAID3、RAID5中,在一块硬盘发生故障后,
RAID组从ONLINE变为DEGRADED方式,但I/O读写不受影响,直到故障盘恢复。但如果DEGRADED状态下,又有第二块盘故障,整
个RAID组的数据将丢失。
磁盘阵列技术到底是什么啊!
磁盘阵列(Redundant Arrays of Inexpensive Disks,RAID),有“价格便宜且多余的磁盘阵列”之意。原理是利用数组方式来作磁盘组,配合数据分散排列的设计,提升数据的安全性。磁盘阵列是由很多便宜、容量较小、稳定性较高、速度较慢磁盘,组合成一个大型的磁盘组,利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。同时利用这项技术,将数据切割成许多区段,分别存放在各个硬盘上。磁盘阵列还能利用同位检查(Parity Check)的观念,在数组中任一颗硬盘故障时,仍可读出数据,在数据重构时,将数据经计算后重新置入新硬盘中。
RAID技术主要包含RAID 0~RAID 7等数个规范,它们的侧重点各不相同,常见的规范有如下几种:
RAID 0:RAID 0连续以位或字节为单位分割数据,并行读/写于多个磁盘上,因此具有很高的数据传输率,但它没有数据冗余,因此并不能算是真正的RAID结构。RAID 0只是单纯地提高性能,并没有为数据的可靠性提供保证,而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据。因此,RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合。
RAID 1:它是通过磁盘数据镜像实现数据冗余,在成对的独立磁盘上产生互 为备份的数据。当原始数据繁忙时,可直接从镜像拷贝中读取数据,因此RAID 1可以提高读取性能。RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的,但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时,系统可以自动切换到镜像磁盘上读写,而不需要重组失效的数据。
RAID 0+1: 也被称为RAID 10标准,实际是将RAID 0和RAID 1标准结合的产物,在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时,为每一块磁盘作磁盘镜像进行冗余。它的优点是同时拥有RAID 0的超凡速度和RAID 1的数据高可靠性,但是CPU占用率同样也更高,而且磁盘的利用率比较低。
RAID 2:将数据条块化地分布于不同的硬盘上,条块单位为位或字节,并使用称为“加重平均纠错码(海明码)”的编码技术来提供错误检查及恢复。这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息,使得RAID 2技术实施更复杂,因此在商业环境中很少使用。
RAID 3:它同RAID 2非常类似,都是将数据条块化分布于不同的硬盘上,区别在于RAID 3使用简单的奇偶校验,并用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效,奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据;如果奇偶盘失效则不影响数据使用。RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率,但对于随机数据来说,奇偶盘会成为写操作的瓶颈。
RAID 4:RAID 4同样也将数据条块化并分布于不同的磁盘上,但条块单位为块或记录。RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘,每次写操作都需要访问奇偶盘,这时奇偶校验盘会成为写操作的瓶颈,因此RAID 4在商业环境中也很少使用。
RAID 5:RAID 5不单独指定的奇偶盘,而是在所有磁盘上交叉地存取数据及奇偶校验信息。在RAID 5上,读/写指针可同时对阵列设备进行操作,提供了更高的数据流量。RAID 5更适合于小数据块和随机读写的数据。RAID 3与RAID 5相比,最主要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输就需涉及到所有的阵列盘;而对于RAID 5来说,大部分数据传输只对一块磁盘操作,并可进行并行操作。在RAID 5中有“写损失”,即每一次写操作将产生四个实际的读/写操作,其中两次读旧的数据及奇偶信息,两次写新的数据及奇偶信息。
RAID 6:与RAID 5相比,RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法,数据的可靠性非常高,即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用。但RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间,相对于RAID 5有更大的“写损失”,因此“写性能”非常差。较差的性能和复杂的实施方式使得RAID 6很少得到实际应用。
RAID 7:这是一种新的RAID标准,其自身带有智能化实时操作系统和用于存储管理的软件工具,可完全独立于主机运行,不占用主机CPU资源。RAID 7可以看作是一种存储计算机(Storage Computer),它与其他RAID标准有明显区别。除了以上的各种标准(如表1),我们可以如RAID 0+1那样结合多种RAID规范来构筑所需的RAID阵列,例如RAID 5+3(RAID 53)就是一种应用较为广泛的阵列形式。用户一般可以通过灵活配置磁盘阵列来获得更加符合其要求的磁盘存储系统。
RAID 5E(RAID 5 Enhencement): RAID 5E是在 RAID 5级别基础上的改进,与RAID 5类似,数据的校验信息均匀分布在各硬盘上,但是,在每个硬盘上都保留了一部分未使用的空间,这部分空间没有进行条带化,最多允许两块物理硬盘出现故障。看起来,RAID 5E和RAID 5加一块热备盘好象差不多,其实由于RAID 5E是把数据分布在所有的硬盘上,性能会与RAID5 加一块热备盘要好。当一块硬盘出现故障时,有故障硬盘上的数据会被压缩到其它硬盘上未使用的空间,逻辑盘保持RAID 5级别。
RAID 5EE: 与RAID 5E相比,RAID 5EE的数据分布更有效率,每个硬盘的一部分空间被用作分布的热备盘,它们是阵列的一部分,当阵列中一个物理硬盘出现故障时,数据重建的速度会更快。 开始时RAID方案主要针对SCSI硬盘系统,系统成本比较昂贵。1993年,HighPoint公司推出了第一款IDE-RAID控制芯片,能够利用相对廉价的IDE硬盘来组建RAID系统,从而大大降低了RAID的“门槛”。从此,个人用户也开始关注这项技术,因为硬盘是现代个人计算机中发展最为“缓慢”和最缺少安全性的设备,而用户存储在其中的数据却常常远超计算机的本身价格。在花费相对较少的情况下,RAID技术可以使个人用户也享受到成倍的磁盘速度提升和更高的数据安全性,现在个人电脑市场上的IDE-RAID控制芯片主要出自HighPoint和Promise公司,此外还有一部分来自AMI公司。 面向个人用户的IDE-RAID芯片一般只提供了RAID 0、RAID 1和RAID 0+1(RAID 10)等RAID规范的支持,虽然它们在技术上无法与商用系统相提并论,但是对普通用户来说其提供的速度提升和安全保证已经足够了。随着硬盘接口传输率的不断提高,IDE-RAID芯片也不断地更新换代,芯片市场上的主流芯片已经全部支持ATA 100标准,而HighPoint公司新推出的HPT 372芯片和Promise最新的PDC20276芯片,甚至已经可以支持ATA 133标准的IDE硬盘。在主板厂商竞争加剧、个人电脑用户要求逐渐提高的今天,在主板上板载RAID芯片的厂商已经不在少数,用户完全可以不用购置RAID卡,直接组建自己的磁盘阵列,感受磁盘狂飙的速度。
RAID 50:RAID50是RAID5与RAID0的结合。此配置在RAID5的子磁盘组的每个磁盘上进行包括奇偶信息在内的数据的剥离。每个RAID5子磁盘组要求三个硬盘。RAID50具备更高的容错能力,因为它允许某个组内有一个磁盘出现故障,而不会造成数据丢失。而且因为奇偶位分部于RAID5子磁盘组上,故重建速度有很大提高。优势:更高的容错能力,具备更快数据读取速率的潜力。需要注意的是:磁盘故障会影响吞吐量。故障后重建信息的时间比镜像配置情况下要长。