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各种RAID的工作原理..

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各种RAID的工作原理

RAID是通过磁盘阵列与数据条块化方法相结合,以提高数据可用率的一种结构。IBM早于1970年就开始研究此项技术。RAID 可分为RAID级别1到RAID级别6, 通常称为:RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3,RAID 4, RAID 5,RAID6。每一个RAID级别都有自己的强项和弱项。"奇偶校验"定义为用户数据的冗余信息, 当硬盘失效时,可以重新产生数据。

RAID 0:RAID 0 并不是真正的RAID结构,没有数据冗余。RAID 0 连续地分割数据并并行地读/写于多个磁盘上。因此具有很高的数据传输率。但RAID 0在提高性能的同时,并没有提供数据可靠性,如果一个磁盘失效,将影响整个数据。因此RAID 0 不可应用于需要数据高可用性的关键应用。

RAID 1:RAID 1通过数据镜像实现数据冗余,在两对分离的磁盘上产生互为备份的数据。RAID 1可以提高读的性能, 当原始数据繁忙时,可直接从镜像拷贝中读取数据。RAID 1是磁盘阵列中费用最高的, 但提供了最高的数据可用率。当一个磁盘失效,系统可以自动地交换到镜像磁盘上, 而不需要重组失效的数据。

RAID 2:从概念上讲, RAID 2 同RAID 3类似, 两者都是将数据条块化分布于不同的硬盘上, 条块单位为位或字节。然而RAID 2 使用称为"加重平均纠错码"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:不同于RAID 2, RAID 3使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, 奇偶盘会成为写操作的瓶颈。

RAID 4:同RAID 2, RAID 3一样, RAID 4, RAID 5也同样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, 成为写操作的瓶颈. 在商业应用中很少使用。

RAID 5:RAID 5没有单独指定的奇偶盘, 而是交叉地存取数据及奇偶校验信息于所有磁盘上。在RAID5 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, 随机读写的数据.RAID 3 与RAID 5相比, 重要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输,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, 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:RAID 6 与RAID 5相比,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"。RAID 6 的写性能非常差, 较差的性能和复杂的实施使得RAID 6很少使用。

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。

磁盘阵列对于个人电脑用户,还是比较陌生和神秘的。印象中的磁盘阵列似乎还停留在这样

的场景中:在宽阔的大厅里,林立的磁盘柜,数名表情阴郁、早早谢顶的工程师徘徊在其中,不断从中抽出一块块

沉重的硬盘,再插入一块块似乎更加沉重的硬盘……终于,随着大容量硬盘的价格不断降低,个人电脑的

性能不断提升,IDE-RAID作为磁盘性能改善的最廉价解决方案,开始走入一般用户的计算机系统。本期的

重头戏便是“一步一步教你用RAID”。

一、RAID技术规范简介

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。

二、通过硬件控制芯片实现IDE RAID的方法

在RAID家族里,RAID 0和RAID 1在个人电脑上应用最广泛,毕竟愿意使用4块甚至

更多的硬盘来构筑

RAID 0+1或其他硬盘阵列的个人用户少之又少,因此我们在这里仅就这两种RAID方式进行讲解。我们选择

支持IDE-RAID功能的升技KT7A-RAID主板,一步一步向大家介绍IDE-RAID的安装。升技KT7A-RAID集成的是

HighPoint 370芯片,支持RAID 0、1、0+1。

做RAID自然少不了硬盘,RAID 0和RAID 1对磁盘的要求不一样,RAID 1(Mirror)磁盘镜像一般要求

两块(或多块)硬盘容量一致,而RAID 0(Striping)磁盘一般没有这个要求,当然,选用容量相似性能

相近甚至完全一样的硬盘比较理想。为了方便测试,我们选用两块60GB的希捷酷鱼Ⅳ硬盘(Barracuda

ATA Ⅳ、编号ST360021A)。系统选用Duron 750MHz的CPU,2×128MB樵风金条SDRAM,耕升GeForce2 Pro

显卡,应该说是比较普通的配置,我们也希望借此了解构建RAID所需的系统要求。

1.RAID 0的创建

第一步

首先要备份好硬盘中的数据。很多用户都没有重视备份这一工作,特别是一些比较粗心的个人用户。

创建RAID对数据而言是一项比较危险的操作,稍不留神就有可能毁掉整块硬盘的数据,我们首先介绍的

RAID 0更是这种情况,在创建RAID 0时,所有阵列中磁盘上的数据都将被抹去,包括硬盘分区表在内。因

此要先准备好一张带Fdisk与format命令的Windows 98启动盘,这也是这一步要注意的重要事项。

第二步

将两块硬盘的跳线设置为Master,分别接上升技KT7A-RAID的IDE3、IDE4口(它们由主板上的

HighPoint370芯片控制)。由于RAID 0会重建两块硬盘的分区表,我们就无需考虑硬盘连接的顺序(下文中我们会看到在创建RAID 1时这个顺序很重要)。

第三步

对BIOS进行设置,打开ATA RAID CONTROLLER。我们在升技KT7A-RAID主板的BIOS 中进入INTEGRATED

PERIPHERALS选项并开启ATA100 RAID IDE CONTROLLER。升技建议将开机顺序全部改为ATA 100 RAID,实际我们发现这在系统安装过程中并不可行,难道没有分区的硬盘可以启动吗?因此我们仍然设置软驱作为首选项。

第四步

接下来的设置步骤是创建RAID 0的核心内容,我们以图解方式向大家详细介绍:

1.系统BIOS设置完成以后重启电脑,开机检测时将不会再报告发现硬盘。

2.磁盘的管理将由HighPoint 370芯片接管。

3.下面是非常关键的HighPoint 370 BIOS设置,在HighPoint 370磁盘扫描界面同时按下“Ctrl”

和“H”。

4.进入HighPoint 370 BIOS设置界面后第一个要做的工作就是选择“Create RAID”

创建RAID。

5.在“Array Mode(阵列模式)”中进行RAID模式选择,这里能够看到RAID 0、RAID 1、RAID 0+1

和Span的选项,在此我们选择了RAID 0项。

6.RAID模式选择完成会自动退出到上一级菜单进行“Disk Drives(磁盘驱动器)”选择,一般来

说直接回车就行了。

7.下一项设置是条带单位大小,缺省值为64kB,没有特殊要求可以不予理睬。

8.接着是“Start Create(开始创建)”的选项,在你按下“Y”之前,请认真想想是否还有重要

的数据留在硬盘上,这是你最后的机会!一旦开始创建RAID,硬盘上的所有数据都会被清除。

9.创建完成以后是指定BOOT启动盘,任选一个吧。

按“Esc”键退出,当然少不了按下“Y”来确认一下。

HighPoint 370 BIOS没有提供类似“Exit Without Save”的功能,修改设置后是不可逆转的。

第五步

再次重启电脑以后,我们就可以在屏幕上看到“Striping(RAID 0)for Array #0”字样了。插入先前制作的启动盘,启动DOS。打开Fdisk程序,咦?怎么就一个硬盘可见?是的,RAID阵列已经整个被看作

了一块硬盘,对于操作系统而言,RAID完全透明,我们大可不必费心RAID磁盘的管理,这些都由控制芯片

完成。接下来按照普通单硬盘方法进行分区,你会发现“这个”硬盘的容量“变”大了,仔细算算,对,

总容量就是两块硬盘相加的容量!我们可以把RAID 0的读写比喻成拉链,它把数据分开在两个硬盘上,读

取数据会变得更快,而且不会浪费磁盘空间。在分区和格式化后千万别忘了激活主分区。

第六步

选择操作系统让我们颇费周折,HighPoint370芯片提供对Windows 98/NT/2000/XP 的驱动支持,考虑

到使RAID功能面向的是相对高级的用户,所以我们选择了对新硬件支持更好的Windows XP Professional

英文版(采用英文版系统主要是为了方便后面的Winbench测试,大家自己使用RAID完全可以用中文版的操

作系统),Windows 2000也是一个不错的选择,但是硬件支持方面显然不如Windows XP Professional。

第七步

对于采用RAID的电脑,操作系统的安装和普通情况下不一样,让我们看看图示,这是在Windows XP完

成第一步“文件复制”重启以后出现的画面,安装程序会以英文提示“按下F6安装SCSI设备或RAID磁盘”,这一过程很短,而且用户往往会忽视屏幕下方的提示。

按下F6后出现安装选择,选择“S”将安装RAID控制芯片驱动,选择“Enter”则不安装。

按下“S”键会提示插入RAID芯片驱动盘。

键入回车,安装程序自动搜索驱动盘上的程序,选择“WinXP”那一个并回车。

如果所提供的版本和Windows XP Profesional内置的驱动版本不一致,安装程序会给出提示让用户进

行选择。

按下“S”会安装软盘所提供的而按下“Enter”则安装Windows XP Professional自带的驱动。按下

“S”后又需要确认,这次是按“Enter”(这个……确认太多了,呵呵)。接下来是正常的系统安装,和普通安装没有任何区别。

RAID 0的安装设置我们就介绍到这里,下面我们会谈谈RAID 1的安装。与RAID 0相比,RAID 1的安装

过程要简单许多,在正确操作的情况下不具破坏性。

2.RAID 1的创建

虽然在原理上和RAID 0完全不一样,但RAID 1的安装设置过程却与RAID 0相差不多,主要区别在于

HighPoint 370 BIOS里的设置。为了避免重复,我们只向大家重点介绍这部分设置:进入HighPoint 370 BIOS后选择“Create RAID”进行创建:

1.在“Array Mode”上点击回车,在RAID模式选择中选择第二项“Mirror(RAID 1)for Data

Security(为数据源盘创建镜像)”。

2.接着是源盘的选择,我们再次提醒用户:务必小心,不要选错。

3.然后是目标盘的选择,也就是我们所说的镜像盘或备份盘。

4.然后开始创建。

5.创建完成以后BIOS会提示进行镜像的制作,这一过程相当漫长。

6.我们用了大约45分钟才完成60GB的镜像制作,至此RAID 1创建完成。

RAID 1会将主盘的数据复制到镜像盘,因此在构建RAID 1时需要特别小心,千万不要把主盘和镜像盘

弄混,否则结果将是悲剧性的。RAID 1既可在两块无数据的硬盘上创建,也能够在一块已经安装操作系统的硬盘上添加,比RAID 0方便多了(除了漫长的镜像制作过程)。创建完成以后我们试着将其中一块硬盘

拔下,HighPoint370 BIOS给出了警告,按下“Esc”,另一块硬盘承担起了源盘的重任,所有数据完好无损。

对于在一块已经安装操作系统的硬盘上添加RAID 1,我们建议的步骤是:打开BIOS中的控制芯片→启

动操作系统安装HighPoint 370驱动→关机将源盘和镜像盘接在IDE3、4口→进入HighPoint 370 BIOS设置

RAID 1(步骤见上文介绍)→重启系统完成创建。

我们对两种RAID进行了简单的测试,虽然RAID 0的测试成绩让人有些不解,但是实际使用中仍然感觉

比单硬盘快了很多,特别是Windows XP Professional的启动异常迅速,进度条一闪而过。至于传输率曲

线出现不稳定的情况,我们估计和平台选择有一些关系,毕竟集成芯片在进行这种高数据吞吐量的工作时

非常容易被干扰。不过即使是这样,我们也看到RAID 0系统的数据传输率达到了非常高的水平,一度接近

60MB/s。与RAID 0相比,RAID 1系统的性能虽然相对单磁盘系统没有什么明显的改善,但

测试中我们发现

RAID 1的工作曲线显得非常稳定,很少出现波动的情况。

再看看Winbench99 2.0中的磁盘测试成绩,一目了然。

对用户和操作系统而言,RAID 0和1是透明不影响任何操作的,我们就像使用一块硬盘一样。

三、用软件方法实现RAID

除了使用RAID卡或者主板所带的芯片实现磁盘阵列外,我们在一些操作系统中可以直接利用软件方式

实现RAID功能,例如Windows 2000/XP中就内置了RAID功能。

在了解Windows 2000/XP的软件RAID功能之前,我们首先来看看Windows 2000中的一项功能——动态

磁盘管理。

动态磁盘与基本磁盘相比,不再采用以前的分区方式,而是叫卷集,它的作用其实和分区相一致,但是具有以下区别:

1.可以任意更改磁盘容量

动态磁盘在不重新启动计算机的情况下可更改磁盘容量大小,而且不会丢失数据,而基本磁盘如果要

改变分区容量就会丢失全部数据(当然也有一些特殊的磁盘工具软件可以改变分区而不会破坏数据,如

PQMagic等)。

2.磁盘空间的限制

动态磁盘可被扩展到磁盘中不连续的磁盘空间,还可以创建跨磁盘的卷集,将几个磁盘合为一个大卷集。而基本磁盘的分区必须是同一磁盘上的连续空间,分区的最大容量当然也就是磁盘的容量。

3.卷集或分区个数

动态磁盘在一个磁盘上可创建的卷集个数没有限制,相对的基本磁盘在一个磁盘上最多只能分4个区,而且使用DOS或Windows 9X时只能分一个主分区和扩展分区。

*这里一定要注意,动态磁盘只能在Windows NT/2000/XP系统中使用,其他的操作系统无法识别动态磁盘。

因为大部分用户的磁盘都是基本磁盘类型,为了使用软件RAID功能,我们必须将其转换为动态磁盘:

控制面板→管理工具→计算机管理→磁盘管理,在查看菜单中将其中的一个窗口切换为磁盘列表。这时我们就可以通过右键菜单将选择磁盘转换为动态磁盘。

在划分动态卷时会可以看到这样几个类型的动态卷。

1.简单卷:包含单一磁盘上的磁盘空间,和分区功能一样。

(当系统中有两个或两个以上的动态磁盘并且两个磁盘上都有未分配的空间时,我们能够选择如下的

两种分卷方式)

2.跨区卷:跨区卷将来自多个磁盘的未分配空间合并到一个逻辑卷中。

3.带区卷:组合多个(2到32个)磁盘上的未分配空间到一个卷。

(如果如上所述系统中的两个动态磁盘容量一致时,我们会看到另一个分区方式)

4.镜像卷:单一卷两份相同的拷贝,每一份在一个硬盘上。即我们常说的RAID 1。

当我们拥有三个或三个以上的动态磁盘时,我们就可以使用更加复杂的RAID方式——RAID 5,此时在

分卷界面中会出现新的分卷形式。

5.RAID 5卷:相当于带奇偶校验的带区卷,即RAID 5方式。

对于大部分的个人电脑用户来说,构建RAID 0是最经济实用的阵列形式,因此我们在这里仅就软件

RAID 0的构建进行讲解:

要在Windows 2000/XP中使用软件RAID 0,首先必须将准备纳入阵列的磁盘转换为上文所述的动态磁

盘(这里要注意的是,Windows 2000/XP的默认磁盘管理界面中不能转换基本磁盘和动态磁盘,请参考上

文中的描述),我们在这里尝试使用分区的条带化,这也正是软件RAID和使用RAID芯片构建磁盘阵列的区

别。我们选取了一个29GB的分区进行划分带区卷,在划分带区卷区时,系统会要求一个对应的分区,也就

是说这时其他的动态磁盘上必须要有同样29GB或更大的未分配空间,带区卷分配完成后,两个同样大小的

分卷将被系统合并,此时我们的格式化等操作也是同时在两个磁盘上进行。

在构建RAID 0完成后,我们决定测试其硬盘传输率以确定这种软件RAID对性能的提升程度,我们构建

软件RAID的平台和前文中的硬件RAID平台并不相同,为了保证CPU的性能以确保我们软件RAID的实现,我

们采用了较高端的系统:Athlon XP 1700+,三星256MB DDR内存,华硕A7V266-E主板,由于软件RAID对

硬盘规格的要求比较低,所以硬盘系统我们选用了不同规格的硬盘,希捷酷鱼Ⅳ60GB和西部数据1200BB

120GB两块硬盘。

在传输曲线的后半段,我们很清楚地看到软件RAID 0的硬盘传输率达到了60MB/s,完全超越了阵列中

任意一个硬盘的传输率,RAID 0的优势开始体现出来。对于追求高性能的用户来说,这应该是他们梦寐以

求的。

这里应该说明的是,在Linux环境下,我们同样可以利用Raidtools工具来实现软件RAID 功能。这个工

具可以制作软RAID 0、RAID 1、RAID 4、RAID 5等多种磁盘阵列。在使用Raidtools之前,首先要确定目

前正在使用的Linux核心是否支持Md。如果你正在使用的核心是2.0.X,并且不是自己编译过,大多数情况

下支持软RAID。如果不能确定,则需要自己编译核心。

虽然RAID功能可以给我们带来更好的速度体验和数据安全性,但是应该指出的是,现在市面上的大部

分廉价IDE-RAID解决方案本质上仍然是“半软”的RAID,只是将RAID控制信息集成在RAID 芯片当中,因此

其CPU占用率比较大,而且性能并不是非常稳定。这也是在高端系统中软件RAID 0的性能有时可以超过“

硬件”RAID 0方案的原因。

对于用户来说,高性能的IDE-RAID存储系统,或者需要比较强劲的CPU运算能力,或者需要比较昂贵

的RAID卡,因此,磁盘阵列仍然应该算是比较高端的应用。不过对于初级用户来说,使用简单而廉价的磁

盘阵列来提高计算机数据的可用性或提升一下存储速度也是相当不错的选择,当然其性能还远不能和高端

系统相比。

总之,我们看到越来越多的RAID架构出现在市场上,尤其是在中低端市场上,越来越普及的廉价IDE

-RAID方案与硬盘价格的不断下降互相照应,似乎也在预示着未来个人数据存储的发展趋势,让我们拭目

以待吧。

个人用户在组建RAID即磁盘阵列的过程中,应该注意什么问题呢?

1.问:我应该选择怎样的RAID解决方案,带RAID功能的主板?RAID控制卡?还是软件RAID?

答:其实RAID解决方案只有高端和低端之分,对于绝大部分的廉价RAID解决方案来讲,其构架中都不包

含运算部分,因此对CPU的依赖性比较强,低速的CPU很难胜任这种工作,当然,对于较新的CPU如PⅢ、新

赛扬、雷鸟、毒龙等来说,这种运算完全可以承受,但是为了保证RAID系统的稳定运行,并且为了避免

RAID拖累系统性能,我们强烈建议用户使用主频1GHz以上的CPU。

至于是选择RAID卡还是购买带集成RAID功能的主板,则要依据用户的需求而定,一般来说,使用RAID

卡能得到比较稳定的性能,但是会占用一个宝贵的扩展槽,而且成本较高;如果是正在准备升级主板或新

装机的用户,集成RAID芯片的主板则是以最低成本实现RAID功能的首选。

2.问:我使用了RAID系统,但是并没有感觉到速度有明显的提升,这是为什么?

答:对于RAID系统有数种标准,对于RAID 1、RAID 5等标准的磁盘阵列,主要追求数据的可靠性,所以

尽管是并行存储,但由于需要对数据进行校验,所以它们的写性能会受到一些影响,对于普通用户来说,

会感到速度提升并不明显。当然,对于一些需要大量读取的应用,它们的优势还是比较大的。

3.问:我使用了RAID 0标准的磁盘阵列方式,我听说这样会导致数据非常不安全,我是不是应该使用RAID

0+1方式?

答:对于普通用户而言,RAID 0的安全性还是可以承受的,但对于重要数据而言,RAID 0显然是比较危

险的方式,并且RAID 0阵列中的磁盘数量越多,出现问题的几率越大。由于RAID 0使用分割数据的方式且

没有冗余,一旦某块磁盘失效,将会对所有数据造成毁灭性的打击,相对的,其他RAID方式均提供了冗余

盘(或数据块)用来备份或者恢复数据。因此我们建议用户不要在RAID 0阵列中存储重要数据或在其上安

装系统,因为进行大量临时交换文件的存储和交换才是RAID 0真正的优势所在。

4.问:我有两块规格并不一致的硬盘,我能不能使用RAID?效果怎样?

答:可以使用RAID 0方式,但是要注意的是,这样构建的RAID 0,总容量将是较小的磁盘的容量×磁盘

总数,因此可能会造成一些资源的浪费。当然电脑如果拥有比较强劲的运算能力并且使用Windows

2000/XP操作系统,使用软件RAID就可以避免这种损失,详情请参看本篇内的“动态磁盘”相关介绍。

5.问:使用RAID和使用SCSI硬盘有什么不同,哪一种性价比更好?

答:我们这里仅仅讨论IDE-RAID,在通常情况下,SCSI能够提供更好的稳定性和更快的速度,但是价格

则是相当昂贵。一款7200转的9.2GB/Ultra160 SCSI硬盘价格会高达1500元左右,相比之下,同样价位的

普通IDE硬盘容量会达到80GB以上。

我们可以对比IDE-RAID和SCSI RAID,我们使用4块迈拓(Maxtor)金钻七代80GB 硬盘组成RAID 0+1,

选用支持ATA/133的HighPoint RocketRAID 404 RAID卡,这套系统的总价在8000元以下*,大约相当于某

10 000转73.4GB容量的SCSI硬盘,使用Ultra160 SCSI接口/4MB缓存,并且配备支持Ultra160的SCSI卡。

当然,SCSI硬盘有着许多普通IDE硬盘无法比拟的优点,例如高传输率、低CPU占用率和支持热插拔等

,但对个人用户而言,它的性价比还是很低,我们不得不将目光继续留在我们的IDE硬盘上。

*请大家注意,这套存储系统只是假设存在,对于大多数个人电脑的供电系统来说,它简直就是个噩

梦般的存储单元,请不要轻易尝试。

服务器RAID知识介绍

服务器RAID知识介绍 第一章RAID知识介绍 RAID的全称是廉价磁盘冗余阵列(Redundant Array of Inexpensive Disks),于1987年由美国Berkeley 大学的两名工程师提出的RAID出现的,最初目的是将多个容量较小的廉价硬盘合并成为一个大容量的“逻辑盘”或磁盘阵列,实现提高硬盘容量和性能的功能。 随着RAID技术的逐渐普及应用,RAID技术的各方面得到了很大的发展。现在,RAID从最初的RAID0-RAID5,又增加了RAID0+1和RAID0+5等不同的阵列组合方式,可以根据不同的需要实现不同的功能,扩大硬盘容量,提供数据冗余,或者是大幅度提高硬盘系统的I/0吞吐能力。 RAID技术主要有三个特点: 第一、通过对硬盘上的数据进行条带化,实现对数据成块存取,减少硬盘的机械寻道时间,提高数据存取速度。 第二、通过对一阵列中的几块硬盘同时读取,减少硬盘的机械寻道时间,提高数据存取速度。 第三、通过镜像或者存储奇偶校验信息的方式,实现对数据的冗余保护。 经常应用的RAID阵列主要分为RAID 0,RAID 1,RAID 5和RAID 0+1。 1.1 RAID0:条带化 RAID 0 也叫条带化,它将数据象条带一样写到多个磁盘上,这些条带也叫做“块”。条带化实现了可以同时访问多个磁盘上的数据,平衡I/O负载,加大了数据存储空间和加快了数据访问速度。 RAID 0是唯一的一个没有冗余功能的RAID技术,但RAID0 的实现成本低。如果阵列中有一个盘出现故障,则阵列中的所有数据都会丢失。如要恢复RAID 0,只有换掉坏的硬盘,从备份设备中恢复数据到所有的硬盘中。 硬件和软件都可以实现RAID0。实现RAID0最少用2个硬盘。对系统而言,数据是采用分布 方式存储在所有的硬盘上,当某一个硬盘出现故障时数据会全部丢失。RAID 0 能提供很高的 硬盘I/O性能,可以通过硬件或软件两种方式实现。 1.2 RAID1 也被称为磁盘镜像。系统将数据同时重复的写入两个硬盘,但是在操作系统中表现为一个逻辑盘。所以如果一个硬盘发生了故障,另一个硬盘中仍然保留了一份完整的数据,系统仍然可以照常工作。系统可以同时从两个硬盘读取数据,所以会提高硬盘读的速度;但由于在系统写数据需要重复一次,所以会影响系统写数据的速度。硬盘容量的利用率只有50%。 1.3 RAID0+1 对RAID0阵列做镜像。这是一种Dual Level RAID,也有人称之为RAID level 10。是两组硬盘先做RAID0,组成两颗大容量的逻辑硬盘,再互相为“镜像”。在每次写入数据,磁盘阵列控制器会将资料同时写入该两组“大容量数组硬盘组”内。 同RAID level 1 一样,虽然其硬盘使用率亦只有50%,但它却是最具高效率的规划方式。 1.4 RAID5 是在RAID3和RAID4的基础上发展来的,它继承了它们的数据冗余和条带化的特点,并将数据校验信息均匀保存在阵列中的所有硬盘上。系统可以对阵列中所有的硬盘同时读写,减少了由硬盘机械系统引起的时间延迟,提高了磁盘系统的I/O能力;当阵列中的一块硬盘仿生故障,系统可以使用保存在其它硬盘上的奇偶校验信息恢复故障硬盘的数据,继续进行正常工作。

RAID概念图解

RAID 技术白皮书 作为数据存储方面的专家,LaCie 意识到几乎所有计算机用户都需要存储或备份解决方案,而且他们的数据使用和存储方式也都不尽相同。根据各自的要求,有些人可能更看重性能和容量,而另外一些人则更在意安全性和速度。为满足各种用户的存储需要,LaCie 的专业存储设备采用了 RAID 技术。 RAID(独立冗余磁盘阵列)是一项能提升外部存储解决方案性能的简单技术。它能让您根据自己的需要选择最佳的设备使用方式。简单地说,RAID 技术可以将一个硬盘上的任务分散或复制到多个(少则两个)磁盘上,借此来提高性能或建立数据冗余以防驱动器发生故障。您可以通过设定设备的 RAID 模式来决定设备以何种方式处理数据。 本文将介绍 LaCie 专业存储设备中所使用的各种 RAID 级别,以及每种模式下为优化硬盘在 RAID 阵列中的速度、安全性或存储容量而使用的特性。 RAID 术语 为更好地了解 RAID 的工作方式,首先应熟悉以下术语: 条带化是指将数据分到多个驱动器上。条带 RAID 阵列通常用于将最大的容量合并到单个卷中。 ?镜像是指将数据复制到多个磁盘上。镜像 RAID 阵列通常能在阵列中有磁盘(至少一个)发生故障时确保数据不丢 ?失,具体取决于阵列的 RAID 级别。容错可让 RAID 阵列在磁盘发生故障时继续工作(即用户仍然可以使用阵列中存储的数据)。不过,并不是所有镜 ?像 RAID 阵列都是用户友好的。例如,有些 RAID 设备必须在关闭后才能更换发生故障的磁盘,而 LaCie RAID 设备重要信息 任何 RAID 配置都不能在软件或文件系统损坏的情况下确保数据的可靠性。因此,LaCie 建议定期进行备份,以便保护数据。

Raid教程:全程图解手把手教你做RAID磁盘阵列

Raid教程:全程图解手把手教你做RAID磁盘阵列 一、磁盘阵列实现方式 磁盘阵列有两种方式可以实现,那就是“软件阵列”与“硬件阵列”。 软件阵列是指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘,组成阵列。如微软的Windows NT/2000 Server/Server 2003和NetVoll的NetWare两种操作系统都可以提供软件阵列功能,其中Windows NT/2000 Server/Server 2003可以提供RAID 0、RAID 1、RAID 5;NetWare操作系统可以实现RAID 1功能。软件阵列可以提供数据冗余功能,但是磁盘子系统的性能会有所降低,有的降代还比较大,达30%左右。 硬件阵列是使用专门的磁盘阵列卡来实现的,这就是本文要介绍的对象。现在的非入门级服务器几乎都提供磁盘阵列卡,不管是集成在主板上或非集成的都能轻松实现阵列功能。硬件阵列能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。磁盘阵列卡拥有一个专门的处理器,如Intel的I960芯片,HPT370A/372 、Silicon Image SIL3112A等,还拥有专门的存贮器,用于高速缓冲数据。这样一来,服务器对磁盘的操作就直接通过磁盘阵列卡来进行处理,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。 二、几种磁盘阵列技术 RAID技术是一种工业标准,各厂商对RAID级别的定义也不尽相同。目前对RAID 级别的定义可以获得业界广泛认同的有4种,RAID 0、RAID 1、RAID 0+1和RAID 5。 RAID 0是无数据冗余的存储空间条带化,具有成本低、读写性能极高、存储空间利用率高等特点,适用于音、视频信号存储、临时文件的转储等对速度要求极其严格的特殊应用。但由于没有数据冗余,其安全性大大降低,构成阵列的任何一块硬盘的损坏都将带来灾难性的数据损失。这种方式其实没有冗余功能,没有安全保护,只是提高了磁盘读写性能和整个服务器的磁盘容量。一般只适用磁盘数较少、磁盘容易比较紧缺的应用环境中,如果在RAID 0中配置4块以上的硬盘,对于一般应用来说是不明智的。 RAID 1是两块硬盘数据完全镜像,安全性好,技术简单,管理方便,读写性能均好。因为它是一一对应的,所以它无法单块硬盘扩展,要扩展,必须同时对镜像的双方进行同容量的扩展。因为这种冗余方式为了安全起见,实际上只利用了一半的磁盘容量,数据空间浪费大。 RAID 0+1综合了RAID 0和RAID 1的特点,独立磁盘配置成RAID 0,两套完整

磁盘阵列系统(RAID)介绍

of California - Berkeley 发表了一篇文章: A Case for Redundant Arrays of Inexpen sive Disks",而IBM 是此一项目研究的主要协助者.这篇文章,介绍了一个新的"头字语" -R A I D. 同时并定义了五种RAID代号- R AID level. 这篇文章的主要论题,是针对当时的硬盘科技,在容量及速度上,无法追上CPU及内存的发展的现象,提出多种改善方法.因为长期来看,这种脚步的差距,会造成硬盘无法实时供应对资料的急迫需要. 所以,它利用了各式技巧,将许多较小容量的硬盘,以RAID 技术,规划为一座大的硬盘机.同时,在实际储存资料时,透过这项技术,将资料切割成多区段并分别同时存放于各个硬盘机上.在实际读取资料时,也是同时自此多颗硬盘机读出资料.由此可见,这项技术RAID, 着实提高了大型硬盘的效率.

值得一提,它的观念,也提供了一套思考及开发的方向:资料容错.藉由"同位检核" Parity 的概念及方法,能在该群数组硬盘中任一颗硬盘故障时,仍能读出资料,并可于数据重构时,将原故障硬盘内之应有资料,经计算后置回替代的新硬盘中,使回复成原貌. 这篇文章也指出了许多在各不同代号型式的RAID,其开发上的问题,大多相关于强调"速度"及"成本"上的改善.这和今日的数组供货商所多强调的"可靠性" Reliability 及"资料可供应性" Data Availability, 似乎有些不同.当然这也是因为时代背景的差异.不过,这也使得各磁盘阵列供货商,各自有较大的发挥空间,针对容错性,成本,及效率,有不同的处理方式及结果. RAID的分类

HitachiVSPGX00磁盘阵列产品说明书

Hitachi Virtual Storage Platform GX00 HDS新一代模块化存储 日立数据系统 2020年6月

目录 一. 概述 (1) 二. VSP GX00系列技术的技术优势 (5) 2.1永续运行 (5) 2.2高度灵活的基础架构 (5) 2.3自动、智能的架构 (8) 2.4统一存储 (9) 2.5无中断数据迁移 (11) 2.6VSP G X00水平扩展的基础架构 (13) 三. VSP GX00软件包 (15) 3.1SVOS(存储虚拟化操作系统含UVM存储虚拟化软件) (15) 3.2HITACHI COMMAND SUITE DATA MOBILITY(数据移动和灵活性) (18) 3.3H ITACHI T UNING M ANAGER (高级分析和监控软件) (21) 3.4H ITACHI L OCAL R EPLICATION(本地数据保护) (21) 3.5H ITACHI R EMOTE R EPLICATION(远程数据保护) (24) 3.6H ITACHI G LOBAL A CTIVE D EVICE(双活存储集群软件包) (27) 3.7H ITACHI N ON D ISRUPTIVE M IGRATION(无中断数据迁移软件包) (29) 3.8F ILE B ASE(统一存储) (30) 四. VSP GX00系列产品技术指标 (33) 4.1VSP G200产品技术指标 (33) 4.2VSP G400产品技术指标 (39) 4.3VSP G600产品技术指标 (45) 4.4VSP G800产品技术指标 (51) 4.5VSP G X00支持的操作系统 (57) 4.6VSP G X00外接存储系统兼容列表(存储虚拟化) (57) 4.1VSP GX00系列环境要求.........................................................................错误!未定义书签。 4.2VSP GX00系列电源要求........................................................................错误!未定义书签。 4.3VSP GX00系列模块装配图示................................................................错误!未定义书签。

服务器之磁盘阵列RAID——配置方法(图解)

磁盘阵列可以在安装系统之前或之后产生,系统会视之为一个(大型)硬盘,而它具有容错及冗余的功能。磁盘阵列不单只可以加入一个现成的系统,它更可以支持容量扩展,方法也很简单,只需要加入一个新的硬盘并执行一些简单的指令,系统便可以实时利用这新加的容量。 ·RAID 的种类及应用 IDE和SCSI是计算机的两种不同的接口,前者普遍用于PC机,后者一般用于服务器。基于这两种接口,RAID分为两种类型:基于IDE接口的RAID应用,称为IDE RAID;而基于SCSI接口的RAID应用则相应称为SCSI RAID。 基于不同的架构,RAID 又可以分为: ● 软件RAID (软件RAID) ● 硬件RAID (硬件RAID) ● 外置RAID (External RAID) ·软件RAID很多情况下已经包含在系统之中,并成为其中一个功能,如Windows、Netware及Linux。软件RAID中的所有操作皆由中央处理器负责,所以系统资源的利用率会很高,从而使系统性能降低。软件RAID是不需要另外添加任何硬件设备,因为它是靠你的系统——主要是中央处理器的功能——提供所有现成的资源。 ·硬件RAID通常是一张PCI卡,你会看到在这卡上会有处理器及内存。因为这卡上的处理器已经可以提供一切RAID所需要的资源,所以不会占用系统资源,从而令系统的表现可以大大提升。硬件RAID可以连接内置硬盘、热插拔背板或外置存储设备。无论连接何种硬盘,控制权都是在RAID卡上,亦即是由系统所操控。在系统里,硬件RAID PCI卡通常都需要安驱动程序,否则系统会拒绝支持。

·外置式RAID也是属于硬件RAID的一种,区别在于RAID卡不会安装在系统里,而是安装在外置的存储设备内。而这个外置的储存设备则会连接到系统的SCSI卡上。系统没有任何的RAID功能,因为它只有一张SCSI卡;所有的RAID功能将会移到这个外置存储里。好处是外置的存储往往可以连接更多的硬盘,不会受系统机箱的大小所影响。而一些高级的技术,如双机容错,是需要多个服务器外连到一个外置储存上,以提供容错能力。 ·配置RAID磁盘阵列 一、为什么要创建逻辑磁盘? 当硬盘连接到阵列卡(RAID)上时,操作系统将不能直接看到物理的硬盘,因此需要创建成一个一个的被设置为RAID0,1和5等的逻辑磁盘(也叫容器),这样系统才能够正确识别它。 逻辑磁盘(Logic Drive)、容器(Container)或虚拟磁盘(Virtual Drive)均表示一个意思,他们只是不同阵列卡产商的不同叫法。 二、创建逻辑磁盘的方式 使用阵列卡本身的配置工具,即阵列卡的BIOS。(一般用于重装系统或没有安装操作系统的情况下去创建容器(Adaptec阵列卡)/逻辑驱动器(AMI/LSI 阵列卡)。 使用第三方提供的配置工具软件去实现对阵列卡的管理。如Dell Array Manager。(这些软件用于服务器上已经安装有操作系统) 三、正确识别您的阵列卡的型号(本文以Dell为例,其实都大同小异) 识别您的磁盘阵列控制器(磁盘阵列控制器为可选项, 如果没有购买磁盘阵列控制器的话以该步骤可以省去) 如果您有一块Adaptec磁盘阵列控制器(PERC 2,PERC2/SI,PERC3/SI,PERC3/DI),在系统开机自检的时候您将看到以下信息: Dell PowerEdge Expandable RAID Controller 3/Di, BIOS V2.7-x [Build xxxx](c) 1998-2002 Adaptec, Inc. All Rights Reserved. <<< Press CTRL+A for Configuration Utility! >>>

磁盘阵列基础知识

基本的RAID介绍 RAID是英文Redundant Array of Independent Disks(独立磁盘冗余阵列),简称磁盘阵列。下面将各个级别的RAID介绍如下。 RAID0 条带化(Stripe)存储。理论上说,有N个磁盘组成的RAID0是单个磁盘读写速度的N 倍。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。 RAID1 镜象(Mirror)存储。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。 RAID2 海明码(Hamming Code)校验条带存储。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,使用称为海明码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。

RAID3 奇偶校验(XOR)条带存储,共享校验盘,数据条带存储单位为字节。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。 RAID4 奇偶校验(XOR)条带存储,共享校验盘,数据条带存储单位为块。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。 RAID5

DELL R720服务器RAID卡配置图解

DELL R720服务器RAID卡配置图解 RAID卡是服务器上的重要设备,其配置操作可以说是安装一台服务器的基本操作,不一样服务器型号raid卡,操作方式会有一些分别,但总体都是区别不大。服务器RAID卡如何配置呢?下面以DELL最新型号R720 12G H310为例,给大家介绍一下DELL R720服务器RAID卡配置方法。 RAID卡配置涉及的一些名称解释: Disk Group :磁盘组,这里相当于是阵列,例如配置了一个Raid 1 ,就是一个磁盘组;VD(virtual Disk):虚拟磁盘,虚拟磁盘可以不运用阵列的所有容量,也就是说一个可以分为多个VD; PD(physical disk):故名思义,主是物理硬盘; HS:Hot Spare ,热备盘 注:在RAID的操作过程中,有可能导致数据遗失,所以务必请备份数据。 1、在开机自检时按提示选择Ctrl+R 进入配置界面: 服务器RAID卡如何配置?DELL R720服务器RAID卡配置图解图1 初始界面默认没有配置,可以从上图看到服务器安装了8块物理磁盘。按照屏幕下方的虚拟磁盘管理器提示,在VD Mgmt菜单(可以通过CTRL+P/CTRL+N切换菜单)。

2、按F2展开虚拟磁盘创建菜单,在虚拟磁盘创建窗口,按回车键选择“Create New Vd”创建新虚拟磁盘。 服务器RAID卡如何配置?DELL R720服务器RAID卡配置图解图2 3、创建一个RAID 5 (云桌面服务器,RAID0;DNS服务器,RAID1 ) 服务器RAID卡如何配置?DELL R720服务器RAID卡配置图解图3

磁盘阵列详解配置

磁盘阵列(Disk Array) 1.为什么需要磁盘阵列 如何增加磁盘的存取(access)速度,如何防止数据因磁盘的故障而失落及如何有效的利用磁盘空间,一直是电脑专业人员和用户的困扰;而大容量磁盘的价格非常昂贵,对用户形成很大的负担。磁盘阵列技术的产生一举解决了这些问题。 1 过去十年来,CPU的处理速度增加了五十倍有多,内存(memory)的存取速度亦大幅增加,而数据储存装置--主要是磁盘(hard disk)--的存取速度只增加了三、四倍,形成电脑系统的瓶颈,拉低了电脑系统的整体性能(throughput),若不能有效的提升磁盘的存取速度,CPU、内存及磁盘间的不平衡将使CPU及内存的改进形成浪费。 目前改进磁盘存取速度的的方式主要有两种。一是磁盘快取控制(disk cache controller),它将从磁盘读取的数据存在快取内存(cache memory)中以减少磁盘存取的次数,数据的读写都在快取内存中进行,大幅增加存取的速度,如要读取的数据不在快取内存中,或要写数据到磁盘时,才做磁盘的存取动作。这种方式在单工环境(single-tasking environment)如DOS之下,对大量数据的存取有很好的性能(量小且频繁的存取则不然),但在多工(multi-tasking)环境之下(因为要不停的作数据交换(swapping)的动作)或数据库(database)的存取(因为每一记录都很小)就不能显示其性能。这种方式没有任何安全保障。其二是使用磁盘阵列的技术。磁盘阵列是把多个磁盘组成一个阵列,当作单一磁盘使用,它将数据以分段(striping)的方式储存在不同的磁盘中,存取数据时,阵列中的相关磁盘一起动作,大幅减低数据的存取时间,同时有更佳的空间利用率。磁盘阵列所利用的不同的技术,称为RAID level,不同的level针对不同的系统及应用,以解决数据安全的问题。 一般高性能的磁盘阵列都是以硬件的形式来达成,进一步的把磁盘快取控制及磁盘阵列结合在一个控制器(RAID controller)?或控制卡上,针对不同的用户解决人们对磁盘输出入系统的四大要求: (1)增加存取速度, (2)容错(fault tolerance),即安全性 (3)有效的利用磁盘空间; (4)尽量的平衡CPU,内存及磁盘的性能差异,提高电脑的整体工作性能。 2.磁盘阵列原理 磁盘阵列中针对不同的应用使用的不同技术,称为RAID level, RAID是Redundant Array of Inexpensive Disks的缩写,而每一level代表一种技术,目前业界公认的标准是RAID 0~RAID 5。这个level并不代表技术的高低,level 5并不高于level 3,level 1也不低过level 4,至于要选择那一种RAID level的产品,纯视用户的操作环境(operating environment)及应用(application)而定,与level的高低没有必然的关系。RAID 0及RAID 1适用于PC及PC相关的系统如小型的网络服务器(network server)及需要高磁盘容量与快速磁盘存取的工作站等,因为比较便宜,但因一般人对磁盘阵列不了解,没有看到磁盘阵列对他们价

Raid教程:全程图解手把手教你做RAID

Raid教程:全程图解手把手教你做RAID 说到磁盘阵列(RAID,Redundant Array of Independent Disks),现在几乎成了网管员所必须掌握的一门技术之一,特别是中小型企业,因为磁盘阵列应用非常广泛,它是当前数据备份的主要方案之一。然而,许多网管员只是在各种媒体上看到相关的理论知识介绍,却并没有看到一些实际的磁盘阵列配置方法,所以仍只是一知半解,到自己真正配置时,却无从下手。本文要以一个具体的磁盘阵列配置方法为例向大家介绍磁盘阵列的一些基本配置方法,给出一些关键界面,使各位对磁盘阵列的配置有一个理性认识。当然为了使各位对磁盘阵列有一个较全面的介绍,还是先来简要回顾一下有关磁盘阵列的理论知识,这样可以为实际的配置找到理论依据。 一、磁盘阵列实现方式 磁盘阵列有两种方式可以实现,那就是“软件阵列”与“硬件阵列”。 软件阵列是指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘,组成阵列。如微软的Windows NT/2000 Server/Server 2003和NetVoll的NetWare两种操作系统都可以提供软件阵列功能,其中Windows NT/2000 Server/Server 2003可以提供RAID 0、RAID 1、RAID 5;NetWare操作系统可以实现RAID 1功能。软件阵列可以提供数据冗余功能,但是磁盘子系统的性能会有所降低,有的降代还比较大,达30%左右。 硬件阵列是使用专门的磁盘阵列卡来实现的,这就是本文要介绍的对象。现在的非入门级服务器几乎都提供磁盘阵列卡,不管是集成在主板上或非集成的都能轻松实现阵列功能。硬件阵列能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。磁盘阵列卡拥有一个专门的处理器,如Intel 的I960芯片,HPT370A/372 、Silicon Image SIL3112A等,还拥有专门的存贮器,用于高速缓冲数据。这样一来,服务器对磁盘的操作就直接通过磁盘阵列卡来进行处理,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。 二、几种磁盘阵列技术 RAID技术是一种工业标准,各厂商对RAID级别的定义也不尽相同。目前对RAID级别的定义可以获得业界广泛认同的有4种,RAID 0、RAID 1、RAID 0+1和RAID 5。 RAID 0是无数据冗余的存储空间条带化,具有成本低、读写性能极高、存储空间利用率高等特点,适用于音、视频信号存储、临时文件的转储等对速度要求极其严格的特殊应用。但由于没有数据冗余,其安全性大大降低,构成阵列的任何一块硬盘的损坏都将带来灾难性的数据损失。这种方式其实没有冗余功能,

硬盘磁盘阵列RAID完整安装过程

硬盘磁盘阵列RAID的完整安装过程 一、RAID介绍 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Independent,RAID 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。 RAID的优点 1. 传输速率高。在部分RAID模式中,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的速率。因为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。 2. 更高的安全性。相较于普通磁盘驱动器很多RAID模式督提供了多种数据修复功能,当RAID中的某一磁盘驱动器出现严重故障无法使用时,可以通过RAID中的其他磁盘驱动器来恢复此驱动器中的数据,而普通磁盘驱动器无法实现,这是使用RAID的第二个原因。 RAID的分类 RAID 0:无冗余无校验的磁盘阵列。数据同时分布在各个磁盘上,没有容错能力,读写速度在RAID中最快,但因为任何一个磁盘损坏督会使整个RAID系统失效,所以安全系数反倒单个的磁盘还要低。一般用在对数据安全要求不高,但对速度要求很高的场合,如:大型游戏、图形图像编辑等。此种RAID模式至少需要2个磁盘,而更多的磁盘则能提供更高效的数据传输。

RAID 1:镜象磁盘阵列。每一个磁盘督有一个镜像磁盘,镜像磁盘随时保持与原磁盘的内容一致。RAID1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缸损坏的数据的场合。此种RAID模式每组仅需要2个磁盘。 RAID 0+1:从其名称上就可以看出,它把RAID0和RAID1技术结合起来,数据除分布在多个磁盘上外,每个磁盘督有其物理镜像盘,提供全冗余能力,允许一个以下磁盘故障,而不影响数据可用性,并具有快速读写能力。但是RAID0+1至少需要4

磁盘阵列产品简介AL5121F

磁盘阵列产品简介—AL5121F Cable-less无线缆设计 Aisino磁盘阵列采用了全新的Cable-less无线缆连接的内部结构,大大减少了因线缆连接带来的故障隐患。 什么是Cable-less结构的磁盘阵列? 所谓Cable-less结构的磁盘阵列,是指磁盘阵列内部所有部件,包括控制器、I/O通道板、冗余涡轮风扇、冗余电源、铝质合金磁盘托架、前端面板显示均为模块化设计,各个模块均是通过“金手指”的方式直接插接在背板上,模块与背板之间无任何连接线缆。这类的磁盘阵列为真正的Cable-less结构的磁盘阵列。 Cable-less结构的磁盘阵列解决了什么问题? 1、避免了数据信号因线缆或接头材质不良而引起的信号串扰,从而带来的系统不稳定。(不存在线缆的氧化问题) 2、解决了因线缆的连接问题而对系统造成的不稳定。 Cable-less结构的磁盘阵列优势与特点是什么? 1、“金手指”代替各类线缆作为传输介质,使得传输速率更快速,稳定。 2、故障发生率降到最低,系统更加稳定。 3、调试、安装、维护非常方便简单。 Aisino 磁盘阵列即是基于这样的结构设计而成的。 Aisino磁盘阵列内部结构共分六大模块:控制器模块、I/O通道板模块、冗余涡轮风扇模块、冗余电源模块、铝质合金磁盘托架模块、前端面板显示模块。所有模块均配有“金手指”插针,直接插接在背板上,模块与背板之间无任何连接线缆。 由于是Cable-less结构,从而去除了众多连接线缆(电源线和SCSI线缆),就不存在线缆的氧化问题。因此,磁盘阵列本身能够有效地避免数据信号因SCSI线缆或接头材质不良而引起的信号串扰,同时解决了因线缆的连接问题而对系统造成不稳定的难题。 Aisino磁盘阵列的Cable-less结构使得磁盘阵列传输速率更快速,故障发生率降到最低,系统更加稳定,而且在调试、安装、维护等方面非常方便简单。维护人员不需要打开机箱,

DELL服务器RAID配置详细教程

DELL服务器RAID配置教程 在启动电脑的时候按CTRL+R 进入 RAID 设置见面如下图 名称解释: Disk Group:磁盘组,这里相当于是阵列,例如配置了一个RAID5,就是一个磁盘组VD(Virtual Disk):虚拟磁盘,虚拟磁盘可以不使用阵列的全部容量,也就是说一个磁盘组可以分为多个VD PD(Physical Disk):物理磁盘 HS:Hot Spare 热备 Mgmt:管理 【一】创建逻辑磁盘 1、按照屏幕下方的虚拟磁盘管理器提示,在VD Mgmt菜单(可以通过CTRL+P/CTRL+N 切换菜单),按F2展开虚拟磁盘创建菜单 2、在虚拟磁盘创建窗口,按回车键选择”Create New VD”创建新虚拟磁盘

3、在RAID Level选项按回车,可以出现能够支持的RAID级别,RAID卡能够支持的级别有RAID0/1/5/10/50,根据具体配置的硬盘数量不同,这个位置可能出现的选项也会有所区别。 选择不同的级别,选项会有所差别。选择好需要配置的RAID级别(我们这里以RAID5为例),按回车确认。

4、确认RAID级别以后,按向下方向键,将光标移至Physical Disks列表中,上下移动至需要选择的硬盘位置,按空格键来选择(移除)列表中的硬盘,当选择的硬盘数量达到这个RAID级别所需的要求时,Basic Settings的VD Size中可以显示这个RAID的默认容量信息。有X标志为选中的硬盘。 选择完硬盘后按Tab键,可以将光标移至VD Size栏,VD Size可以手动设定大小,也就是说可以不用将所有的容量配置在一个虚拟磁盘中。如果这个虚拟磁盘没有使用我们所配置的RAID5阵列所有的容量,剩余的空间可以配置为另外的一个虚拟磁盘,但是配置下一个虚拟磁盘时必须返回VD Mgmt创建(可以参考第13步,会有详细说明)。VD Name根据需要设置,也可为空。 注:各RAID级别最少需要的硬盘数量,RAID0=1,RAID1=2,RAID5=3,RAID10=4,RAID50=6 5、修改高级设置,选择完VD Size后,可以按向下方向键,或者Tab键,将光标移至Advanced Settings处,按空格键开启(禁用)高级设置。如果开启后(红框处有X标志为开启),可以修改Stripe Element Size大小,以及阵列的Read Policy与Write Policy,Initialize处可以选择是否在阵列配置的同时进行初始化。 高级设置默认为关闭(不可修改),如果没有特殊要求,建议不要修改此处的设置。

磁盘阵列简介

磁盘阵列简介 磁盘阵列简称RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks,RA ID),有“价格便宜且多余的磁盘阵列”之意。其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。磁盘阵列主要针对硬盘,在容量及速度上,无法跟上CPU及内存的发展,提出改善方法。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的加成效果来提升整个磁盘系统的效能。同时,在储存数据时,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,将故障硬盘内的数据,经计算后重新置入新硬盘中。 磁盘阵列的由来: 由美国柏克莱大学(University of California-Berkeley)在1987年,发表的文章:“A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks”。文章中,谈到了RAID这个字汇,而且定义了RAID的5层级。柏克莱大学研究其研究目的为,反应当时CPU快速的性能。CPU效能每年大约成长3 0~50%,而硬磁机只能成长约7%。研究小组希望能找出一种新的技术,在短期内,立即提升效能来平衡计算机的运算能力。在当时,柏克莱研究小组的主要研究目的是效能与成本。 另外,研究小组也设计出容错(fault-tolerance),逻辑数据备份(lo gical data redundancy),而产生了RAID理论。研究初期,便宜(Inexp ensive)的磁盘也是主要的重点,但后来发现,大量便宜磁盘组合并不能适用于现实的生产环境,后来Inexpensive被改为independence,许多独立的磁盘组。 磁盘阵列,时势所趋: 自有PC以来,硬盘是最常使用的储存装置。但在整个计算机系统架构中,跟CPU与RAM来比,硬盘的速度是PC中最弱的设备之一。所以,为了加速计算机整体的数据流量,增加储存的吞吐量,进阶改进硬盘数据的安全,磁盘阵列的设计因应而生。 硬盘随着科技的日新月异,现在其容量已达1500GB以上,转速到了1万转,甚至15000转,而且价格实在是很便宜,再加现在企业流行建造网络,企业资源计划(Enterprise Resource Planning:ERP)是每个公司建构网络的主要目标。所以,利用局域网络来传递数据,服务器所使用的硬盘显得非常重要,除了容量大、速度快之外,稳定更是基本要求。基于此因,磁盘阵列开始被广泛的应用在个人计算机上。 磁盘阵列其样式有三种,一是外接式磁盘阵列柜、二是内接式磁盘阵列卡,三是利用软件来仿真。外接式磁盘阵列柜最常被使用大型服务器上,

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Hitachi Virtual Storage Platform G1000 HDS新一代企业级存储 日立数据系统有限公司 2020年10月

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一. 概述 如今,数据中心的运营耗费了大量的人力,这通常会阻碍IT团队与不断变化的业务需求保持同步发展。典型的数据中心围绕各种应用或技术而构建的基础架构孤岛限制了灵敏性。企业面临着严峻的挑战,他们必须控制IT运营支出,支持云计算规模的新型应用,并驾驭基础架构复杂性。他们还必须减少所需管理的维护窗口,以便实施必要的变更或技术更新。 要想在未来以信息为中心的市场中立于不败之地,IT主管必须借助IT加速业务发展,在充分利用信息的同时,不会被数据所淹没或者被缓慢的IT基础架构所阻碍。为了应对这些挑战,IT需要持续云基础架构解决方案,以便实现持续运行、数据中心可延伸性和自动化管理。 HDS将业界一流的企业级软件定义存储、先进的全局存储虚拟化和高效、可扩展的高性能硬件完美结合于一体,从而实现持续运行、自助式及策略驱动管理和灵敏的IT,以满足当今新型云计算应用的需求。配置了Hitachi Storage Virtualization Operating System (SVOS)的Hitachi Virtual Storage Platform G1000 (VSP G1000)是HDS的新一代企业级存储。VSP G1000重新定义了关键任务存储虚拟化,并且重新设定了客户对数据中心的期望值。 VSP G1000产品亮点 全局存储虚拟化(Global Virtualization)可以实现始终在线的基础架构,该架构具有企业级可扩展性,可以将主机和存储完全隔离。可扩展性

磁盘阵列配置全程解(图)

来源:IT168 作者:茶乡浪子票数:197等级:点击:4492 其实在论坛中,提到有关磁盘阵列配置的网友远不止上面这一位,针对这种情况,笔者就以一款服务器的磁盘阵列配置实例向大家介绍磁盘阵列的具体配置方法。当然,不同的阵列控制器的具体配置方法可能不完全一样,但基本步骤绝大部分是相同的,完全可以参考。 说到磁盘阵列(RAID,Redundant Array of Independent Disks),现在几乎成了网管员所必须掌握的一门技术之一,特别是中小型企业,因为磁盘阵列应用非常广泛,它是当前数据备份的主要方案之一。然而,许多网管员只是在各种媒体上看到相关的理论知识介绍,却并没有看到一些实际的磁盘阵列配置方法,所以仍只是一知半解,到自己真正配置时,却无从下手。本文要以一个具体的磁盘阵列配置方法为例向大家介绍磁盘阵列的一些基本配置方法,给出一些关键界面,使各位对磁盘阵列的配置有一个理性认识。当然为了使各位对磁盘阵列有一个较全面的介绍,还是先来简要回顾一下有关磁盘阵列的理论知识,这样可以为实际的配置找到理论依据。 一、磁盘阵列实现方式 磁盘阵列有两种方式可以实现,那就是“软件阵列”与“硬件阵列”。 软件阵列是指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘,组成阵列。如微软的Windows NT/2000 Server/Server 2003和NetVoll的NetWare两种操作系统都可以提供软件阵列功能,其中Windows NT/2000 Server/Server 2003可以提供RAID 0、RAID 1、RAID 5;NetWare操作系统可以实现RAID 1功能。软件阵列可以提供数据冗余功能,但是磁盘子系统的性能会有所降低,有的降代还比较大,达30%左右。 硬件阵列是使用专门的磁盘阵列卡来实现的,这就是本文要介绍的对象。现在的非入门级服务器几乎都提供磁盘阵列卡,不管是集成在主板上或非集成的都能轻松实现阵列功能。硬件阵列能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。磁盘阵列卡拥有一个专门的处理器,如Intel的I960芯片,HPT370A/372 、Silicon Image SIL3112A 等,还拥有专门的存贮器,用于高速缓冲数据。这样一来,服务器对磁盘的操作就直接通过磁盘阵列卡来进行处理,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。 二、几种磁盘阵列技术 RAID技术是一种工业标准,各厂商对RAID级别的定义也不尽相同。目前对RAID级别的定义可以获得业界广泛认同的有4种,RAID 0、RAID 1、RAID 0+1和RAID 5。 RAID 0是无数据冗余的存储空间条带化,具有成本低、读写性能极高、存储空间利用率高等特点,适用于音、视频信号存储、临时文件的转储等对速度要求极其严格的特殊应用。但由于没有数据冗余,其安全性大大降低,构成阵列的任何一块硬盘的损坏都将带来灾难性的数据损失。这种方式其实没有冗余功能,没有安全保护,只是提高了磁盘读写性能和整个服务器的磁盘容量。一般只适用磁盘数较少、磁盘容易比较紧缺的应用环境中,如果

HUS磁盘阵列产品说明v

Hitachi Unified Storage(HUS)日立统一存储产品介绍 日立数据系统有限公司 2020年8月

目录 一. 概述 ...................................................... 二. HDS HUS 100技术的技术优势 ................................. 统一存储 .................................................... 独特的动态虚拟控制器和自动负载均衡........................... 系统架构和硬件增强........................................... 软件增强部分 ................................................ 面向服务优化的系统........................................... 高安全性24×7运行保障....................................... 海量容量扩展和灵活的容量管理................................. SAN环境下的性能优化......................................... 安全简便的系统管理........................................... HUS与VMW ARE的紧密结合....................................... 三. HDS HUS 100产品技术指标 ................................... HUS110 ...................................................... HUS130 ...................................................... HUS150 ...................................................... 四. HDS HUS 100突出优势....................................... 对磁盘系统的选型依据......................................... HDS HUS存储产品的突出优势................................... 五. HUS场地准备要求........................................... HUS110场地环境说明.......................................... HUS130场地环境说明.......................................... HUS150场地环境说明..........................................

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