磁盤(pán)陣列是什么東西（磁盤(pán)陣列是什么意思）

關(guān)于磁盤(pán)陣列是什么東西，磁盤(pán)陣列是什么意思這個(gè)問(wèn)題很多朋友還不知道，今天小六來(lái)為大家解答以上的問(wèn)題，現(xiàn)在讓我們一起來(lái)看看吧！

1、前言： 什么是磁盤(pán)陣列？ 磁盤(pán)陣列的由來(lái)： 磁盤(pán)陣列，時(shí)事所趨： 磁盤(pán)陣列有那些優(yōu)點(diǎn)： 各階層磁盤(pán)陣列(RAID)介紹： RAID 0：Striping/Span (切分/延展) RAID 1：Mirroring (磁盤(pán)鏡射) RAID 0+1：Mirror + Striping (磁盤(pán)鏡射+切分/延展) RAID 3：Parallel with Parity (平行同位檢查) RAID 5：Striping with Rotating Parity (切分/延展+輪轉(zhuǎn)同位) 前言： 現(xiàn)在己經(jīng)有很多主機(jī)板都內(nèi)建了IDE RAID芯片，除了提供ATA/133功能外，也提供了磁盤(pán)陣列功能，給使用者一個(gè)完整的IDE周邊解決方案。

2、不過(guò)，應(yīng)該還有很多人弄不清楚磁盤(pán)陣列是什么，對(duì)磁盤(pán)陣列的使用及工作原理也有很多疑問(wèn)。

3、在這里我們就來(lái)介紹一下磁盤(pán)陣列(RAID)的概念與工作原理，相信對(duì)各位會(huì)有所幫助。

4、 什么是磁盤(pán)陣列？ 磁盤(pán)陣列簡(jiǎn)稱(chēng)RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)，有”價(jià)格便宜且多余的磁盤(pán)陣列”之意。

5、其原理是利用數(shù)組方式來(lái)作磁盤(pán)組，配合數(shù)據(jù)分散排列的設(shè)計(jì)，提升數(shù)據(jù)的安全性。

6、磁盤(pán)陣列主要針對(duì)硬盤(pán)，在容量及速度上，無(wú)法跟上CPU及內(nèi)存的發(fā)展，提出改善方法。

7、磁盤(pán)陣列是由很多便宜、容量較小、穩(wěn)定性較高、速度較慢磁盤(pán)，組合成一個(gè)大型的磁盤(pán)組，利用個(gè)別磁盤(pán)提供數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的加成效果來(lái)提升整個(gè)磁盤(pán)系統(tǒng)的效能。

8、同時(shí)，在儲(chǔ)存數(shù)據(jù)時(shí)，利用這項(xiàng)技術(shù)，將數(shù)據(jù)切割成許多區(qū)段，分別存放在各個(gè)硬盤(pán)上。

9、 磁盤(pán)陣列還能利用同位檢查(Parity Check)的觀念，在數(shù)組中任一顆硬盤(pán)故障時(shí)，仍可讀出數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)重構(gòu)時(shí)，將故障硬盤(pán)內(nèi)的數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算后重新置入新硬盤(pán)中。

10、 磁盤(pán)陣列的由來(lái)： 由美國(guó)柏克萊大學(xué)(University of California-Berkeley)在1987年，發(fā)表的文章：”A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks”。

11、文章中，談到了RAID這個(gè)字匯，而且定義了RAID的5層級(jí)。

12、柏克萊大學(xué)研究其研究目的為，反應(yīng)當(dāng)時(shí)CPU快速的性能。

13、CPU效能每年大約成長(zhǎng)30～50%，而硬磁機(jī)只能成長(zhǎng)約7%。

14、研究小組希望能找出一種新的技術(shù)，在短期內(nèi)，立即提升效能來(lái)平衡計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力。

15、在當(dāng)時(shí)，柏克萊研究小組的主要研究目的是效能與成本。

16、 另外，研究小組也設(shè)計(jì)出容錯(cuò)(fault-tolerance)，邏輯數(shù)據(jù)備份(logical data redundancy)，而產(chǎn)生了RAID 理論。

17、研究初期，便宜(Inexpensive)的磁盤(pán)也是主要的重點(diǎn)，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)，大量便宜磁盤(pán)組合并不能適用于現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)環(huán)境，后來(lái)Inexpensive被改為independence，許多獨(dú)立的磁盤(pán)組。

18、 磁盤(pán)陣列，時(shí)事所趨： 自有PC以來(lái)，硬盤(pán)是最常使用的儲(chǔ)存裝置。

19、但在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)中，跟CPU與RAM來(lái)比，硬盤(pán)的速度是PC中最弱的設(shè)備之一。

20、所以，為了加速計(jì)算機(jī)整體的數(shù)據(jù)流量，增加儲(chǔ)存的吞吐量，進(jìn)階改進(jìn)硬盤(pán)數(shù)據(jù)的安全，磁盤(pán)陣列的設(shè)計(jì)因應(yīng)而生。

21、 硬盤(pán)隨著科技的日新月異，現(xiàn)在其容量已達(dá)40GB以上，轉(zhuǎn)速到了1萬(wàn)轉(zhuǎn)，甚至15000轉(zhuǎn)，而且價(jià)格實(shí)在是很便宜，再加現(xiàn)在企業(yè)流行，人力資源規(guī)畫(huà)(Enterprise Resource Planning：ERP)是每個(gè)公司建構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的主要目標(biāo)。

22、所以，利用局域網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳遞數(shù)據(jù)，服務(wù)器所使用的硬盤(pán)顯得非常重要，除了容量大、速度快之外，穩(wěn)定更是基本要求。

23、基于此因，磁盤(pán)陣列開(kāi)始廣泛的應(yīng)用在個(gè)人計(jì)算機(jī)上。

24、 磁盤(pán)陣列其樣式有三種，一是外接式磁盤(pán)陣列柜、二是內(nèi)接式磁盤(pán)陣列卡，三是利用軟件來(lái)仿真。

25、外接式磁盤(pán)陣列柜最常被使用大型服務(wù)器上，具可熱抽換(Hot Swap)的特性，不過(guò)這類(lèi)產(chǎn)品的價(jià)格都很貴。

26、內(nèi)接式磁盤(pán)陣列卡，因?yàn)閮r(jià)格便宜，但需要較高的安裝技術(shù)，適合技術(shù)人員使用操作。

27、另外利用軟件仿真的方式，由于會(huì)拖累機(jī)器的速度，不適合大數(shù)據(jù)流量的服務(wù)器。

28、 由上述可知，現(xiàn)在IDE磁盤(pán)陣列大行其道的道理；IDE接口硬盤(pán)的穩(wěn)定度與效能表現(xiàn)已有很大的提升，加上成本考量，所以采用IDE接口硬盤(pán)來(lái)作為磁盤(pán)陣列的決解方案，可說(shuō)是最佳的方式。

29、 磁盤(pán)陣列有那些優(yōu)點(diǎn)： 1.傳輸速率快 2.儲(chǔ)存容量可提升 3.提升I/O每秒的數(shù)量 4.增加數(shù)據(jù)安全性及穩(wěn)定性 5.大量數(shù)據(jù)快速及簡(jiǎn)易管理 6.增加可用運(yùn)時(shí)間，減少維護(hù) 各階層磁盤(pán)陣列(RAID)介紹： 磁盤(pán)陣列是由2個(gè)以上的硬盤(pán)，仿真一個(gè)邏輯硬盤(pán)出現(xiàn)在系統(tǒng)中；使用磁盤(pán)陣列控制器以達(dá)成其存在，利用不同數(shù)組形式，仿真各種層級(jí)。

30、現(xiàn)在我們先來(lái)了解磁盤(pán)陣列(RAID)到底有幾種模式，一般最常提到及應(yīng)用的RAID層級(jí)分為0、0＋3及5。

31、另外還有一些極少用到的RAID 4及RAID 6在此我們就不提它了。

32、 以下就是各個(gè)階層的介紹及圖解： RAID 0：Striping/Span (切分/延展) RAID 1：Mirroring (磁盤(pán)鏡射) RAID 0+1：Mirror + Striping (磁盤(pán)鏡射+切分/延展) RAID 3：Parallel with Parity (平行同位檢查) RAID 5：Striping with Rotating Parity (切分/延展+輪轉(zhuǎn)同位) RAID 0：Striping/Span (切分/延展) RAID 0，它是將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在2個(gè)以上的硬盤(pán)機(jī)，其將全部磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的儲(chǔ)存容量合并，藉由將數(shù)據(jù)切分到全部的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器上，進(jìn)行平行讀寫(xiě)，而達(dá)到提高效能增加容量。

33、但是缺點(diǎn)是完全沒(méi)有容錯(cuò)能力，只要有一個(gè)磁盤(pán)故障，就會(huì)導(dǎo)致數(shù)組磁盤(pán)的所有數(shù)據(jù)，毀于一旦無(wú)法挽回。

34、 以下是原理示意圖及實(shí)體概念圖： RAID 1：Mirroring (磁盤(pán)鏡射) RAID 1，必須由2個(gè)以上的硬盤(pán)所組成，由磁盤(pán)陣列(RAID)來(lái)控制，將數(shù)據(jù)同時(shí)寫(xiě)入第1個(gè)與第2個(gè)硬盤(pán)，其2組硬盤(pán)上的數(shù)據(jù)完全相同，也就是其中一個(gè)硬盤(pán)是用來(lái)作備份用途；當(dāng)其中有一個(gè)硬盤(pán)故障時(shí)，系統(tǒng)照常運(yùn)作正常。

35、RAID 1是所有RAID階層上，經(jīng)濟(jì)效益最好，效能很高，極佳的數(shù)據(jù)安全性。

36、是所有階層中使用最多最廣最符合當(dāng)初RAID設(shè)計(jì)概念的一種。

37、唯一小缺點(diǎn)是，其數(shù)組磁盤(pán)容量是全部硬盤(pán)容量的一半。

38、 RAID 0+1：Mirror + Striping (磁盤(pán)鏡射+切分/延展) RAID 0+1，是結(jié)合了RAID 0與1兩種模式，這個(gè)階層須具備4個(gè)或以上的雙數(shù)硬盤(pán)所組成。

39、這個(gè)模式是由2個(gè)硬盤(pán)遵守RAID 0規(guī)范，設(shè)定成一組，再由每組間遵循RAID 1的規(guī)范，使RAID 0+1擁有容錯(cuò)力及整體讀寫(xiě)速度與數(shù)據(jù)安全性。

40、不過(guò)，缺點(diǎn)是成本很高。

41、 RAID 3：Parallel with Parity (平行同位檢查) RAID 3，最少須3個(gè)硬盤(pán)或以上，這個(gè)階層的磁盤(pán)陣列具備了同位高階智能型算法，利用一個(gè)硬盤(pán)來(lái)儲(chǔ)存其運(yùn)算出來(lái)的同位值的數(shù)據(jù)。

42、當(dāng)數(shù)組磁盤(pán)中有一個(gè)硬盤(pán)發(fā)生故障時(shí)(當(dāng)然不能是同位碟)，只要換上新硬盤(pán)后，磁盤(pán)陣列控制器就能利用同位碟的數(shù)據(jù)，重新演算得到其舊有數(shù)據(jù)并回寫(xiě)建立。

43、因?yàn)槠渫粰z查數(shù)據(jù)是將數(shù)據(jù)切割成數(shù)個(gè)區(qū)段，利用XOR算法計(jì)算出同位數(shù)據(jù)；而其區(qū)段以Bytes計(jì)算時(shí)，稱(chēng)為RAID 3，如果是以Block計(jì)算時(shí)，就稱(chēng)為RAID 4。

44、所以RAID 3在整體讀寫(xiě)效能會(huì)較慢較差，但在成本上會(huì)比RAID 0+1還省一點(diǎn)，其數(shù)組磁盤(pán)整體容量計(jì)算公式為N-1。

45、 RAID 5：Striping with Rotating Parity (切分/延展+輪轉(zhuǎn)同位) RAID 5，最少須3個(gè)硬盤(pán)，其工作原理與RAID 3相似，主要差別是其同位數(shù)據(jù)沒(méi)有固定在同個(gè)硬盤(pán)，是以輪流方式儲(chǔ)存在每個(gè)硬盤(pán)上，故稱(chēng)輪轉(zhuǎn)同位。

46、當(dāng)磁盤(pán)陣列控制器利用XOR演算出同位檢查數(shù)據(jù)后，會(huì)隨著數(shù)據(jù)分別寫(xiě)入各臺(tái)硬盤(pán)上，因此整體讀寫(xiě)效能比RAID 3要好一些，當(dāng)然比RAID 0要差。

47、不過(guò)在大型數(shù)據(jù)處理時(shí)，需同時(shí)讀寫(xiě)多個(gè)硬盤(pán)，而同位檢查是由磁盤(pán)陣列控制器的XOR邏輯所控制的，所以數(shù)據(jù)處理越大越多時(shí)，一定會(huì)有所遺失，但這個(gè)階層的RAID還是可以提供很高的容錯(cuò)能力...。

本文分享完畢，希望對(duì)大家有所幫助。

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