1RAID和disk接口

RAID技术RAID即RedundancyArrayofIndependentDisks的缩写，中文的意思是“独立磁盘冗余阵列”，目前我们个人电脑应用最多的RAID模式有RAID0、RAID1以及RAID0+1等。RAID技术的原理简单的说，就是使用两块或者以上的物理硬盘，共同组成一个(或多个)逻辑上的磁盘。用户在RAID系统上的分区、格式化等操作与单硬盘系统上完全没有区别，但是某些RAID系统在读写速度和数据的安全性上，要远胜于单硬盘系统，如：RAID0+1。那么这三种RAID模式之间有什么区别呢，我们一般用户该如何选择呢？在进行具体的测试之前，我先为大家简单的介绍一下。RAID0（Striping）模式RAID0模式称为无冗余无校验的磁盘阵列，结构也最为的简单，如上图所示，写数据时，两块硬盘共同执行写操作，说得形象一些，A硬盘上存储数据的1、3、5部分，而B硬盘存储数据的2、4、6部分，读取的时候也是一样的原理，因此理论上来说，此时硬盘的读写性能是单硬盘的两倍，但是如果其中一块硬盘发生故障，那么数据也将无法读取，因此这也是一种牺牲安全换取速度的模式。RAID1（Mirroring）模式这个模式成为镜像磁盘阵列，数据在两块硬盘上的存储互为镜像，也就说两块硬盘上的数据完全一致，当其中一块硬盘的数据丢失时，可以用镜像盘来恢复，其优点是数据的安全性很高，数据读取性能大大提高，但是缺点也很明显，容量利用率只有一半，并且写入速度会有轻微的下降。RAID0+1模式这个模式可以说是RAID0和RAID1的组合，拥有上述两种模式的全部优点，但是其至少需要四块硬盘组成，其中每两块硬盘组成一组RAID0，然后两组RAID0再共同组成一个RAID1模式，读取速度与数据安全兼得，不过它的成本较高，并且总容量也只有系统总和的一半，因此不推荐个人用户使用，除非你有很充足的资金预算，要组建一台梦幻级的机器。RAID0是最简单的一种形式。RAID0可以把多块硬盘连接在一起形成一个容量更大的存储设备。最简单的RAID0技术只是提供更多的磁盘空间，不过我们也可以通过设置，使用RAID0来提高磁盘的性能和吞吐量。RAID0没有冗余或错误修复能力，但是实现成本是最低的。RAID0RAID0是最简单的一种形式。RAID0可以把多块硬盘连接在一起形成一个容量更大的存储设备。最简单的RAID0技术只是提供更多的磁盘空间，不过我们也可以通过设置，使用RAID0来提高磁盘的性能和吞吐量。RAID0没有冗余或错误修复能力，但是实现成本是最低的。RAID0最简单的实现方式就是把几块硬盘串联在一起创建一个大的卷集。磁盘之间的连接既可以使用硬件的形式通过智能磁盘控制器实现，也可以使用操作系统中的磁盘驱动程序以软件的方式实现。这种设置方式只有一个好处，那就是可以增加磁盘的容量。至于速度，则与其中任何一块磁盘的速度相同，这是因为同一时间内只能对一块磁盘进行I/O操作。如果其中的任何一块磁盘出现故障，整个系统将会受到破坏，无法继续使用。从这种意义上说，使用纯RAID0方式的可靠性仅相当于单独使用一块硬盘的1/n(若RAID0使用了n块硬盘)。可以通过创建带区集，在同一时间内向多块磁盘写入数据。带区集可以把数据均匀的分配到所有的磁盘上进行读写。RAID0一般只是在那些对数据安全性要求不高的情况下才被使用。RAID1RAID1是所有RAID等级中实现成本最高的一种，用来保存重要数据。RAID1又被称为磁盘镜像，每一个磁盘都具有一个对应的镜像盘。对任何一个磁盘的数据写入都会被复制镜像盘中;系统可以从一组镜像盘中的任何一个磁盘读取数据。显然，磁盘镜像肯定会提高系统成本。因为我们所能使用的空间只是所有磁盘容量总和的一半。更换新盘之后，原有好盘中的数据必须被复制到新盘中。这一操作被称为同步镜像。同步镜像一般都需要很长时间，尤其是当损害的硬盘的容量很大时更是如此。在同步镜像的进行过程中，外界对数据的访问不会受到影响。RAID1主要是通过二次读写实现磁盘镜像。RAID0+1(10)单独使用RAID1也会出现类似单独使用RAID0那样的问题，即在同一时间内只能向一块磁盘写入数据，不能充分利用所有的资源。为了解决这一问题，可以在磁盘镜像中建立带区集。因为这种配置方式综合了带区集和镜像的优势，所以被称为RAID0+1。RAID3RAID3采用的是一种较为简单的校验实现方式，使用一个专门的磁盘存放所有的校验数据，而在剩余的磁盘中创建带区集分散数据的读写操作。RAID3的成功之处就在于不仅可以象RAID1那样提供容错功能，而且整体开销从RAID1的50%下降为1/n(n为使用的硬盘数)。当向RAID3写入数据时，即使只向一个磁盘写入一个数据块，也必须计算与该数据块同处一个带区的所有数据块的校验值，并将新值重新写入到校验块中。RAID3所存在的最大一个不足同时也是导致RAID3很少被人们采用的原因就是校验盘很容易成为整个系统的瓶颈。RAID3更加适合应用于那些写入操作较少，读取操作较多的应用环境，例如数据库和WEB服务器等。RAID5RAID3所存在的校验盘的性能问题使几乎所有的RAID系统都转向了RAID5。在运行机制上，RAID5和RAID3完全相同，也是由同一带区内的几个数据块共享一个校验块。RAID5和RAID3的最大区别在于RAID5不是把所有的校验块集中保存在一个专门的校验盘中，而是分散到所有的数据盘中。RAID5使用了一种特殊的算法，可以计算出任何一个带区校验块的存放位置。RAID3：校验块集中保存在一个磁盘中；RAID5：校验块分散保存在不同的磁盘中。在RAID家族里，RAID0和RAID1在个人电脑上应用最广泛。RAID1(Mirror)磁盘镜像一般要求两块(或多块)硬盘容量一致，而RAID0(Striping)磁盘一般没有这个要求。RAID3和RAID5都使用校验提高容错能力（RAID主要是借助磁盘控制器的错误报告检测错误位置，并进行修复）。磁盘阵列原理说道RAID,对于大多数电脑用户来说很陌生，这个技术大多用在服务器上面，但是随着技术的发展，越来越多的电脑用户开始应用这项技术。对于普通用户来说，给电脑做RAID很神秘，其实只要有支持RAID的主板或者有一块RAID卡，什么功能就可以轻松的实现。应用最广的RAID技术:硬盘的RAID所谓的RAID，是RedundantArraysofIndependentDisks的简称，中文为廉价冗余磁盘阵列。由1987年由加州大学伯克利分校提出的，初衷是为了将较廉价的多个小磁盘进行组合来替代价格昂贵的大容量磁盘，希望单个磁盘损坏后不会影响到其它磁盘的继续使用，使数据更加的安全。RAID作为一种廉价的磁盘冗余阵列，能够提供一个独立的大型存储设备解决方案。在提高硬盘容量的同时，还能够充分提高硬盘的速度，使数据更加安全，更加易于磁盘的管理。RAID有很多种模式，下面小编就给大家介绍几种常用的RAID模式。RAID0RAID0：拥有最佳的读写速度，并且能随着硬盘数量的增加而提高，不过数据安全性差，随着硬盘数量的增加而变得更低。RAID0示意图RAID0最简单的实现方式就是把N块同样的硬盘用硬件的形式通过智能磁盘控制器或用操作系统中的磁盘驱动程序以软件的方式串联在一起。在使用中电脑数据依次写入到各块硬盘中，它的最大优点就是可以整倍的提高硬盘的容量。如使用了三块80GB的硬盘组建成RAID0模式，那么磁盘容量就会是240GB。其速度方面，各单独一块硬盘的速度完全相同。最大的缺点在于任何一块硬盘出现故障，整个系统将会受到破坏，可靠性仅为单独一块硬盘的1/N。在读写速度方面，理论上，RAID0的读写速度＝单个硬盘的读写速度×N，若组成RAID0的读写速度不同，则实际读写速度＝速度最慢的读写数度×N。为了解决这一问题，便出现了RAID0的另一种模式。即在N块硬盘上选择合理的带区创建带区集。其原理就是将原先顺序写入的数据被分散到所有的四块硬盘中同时进行读写。四块硬盘的并行操作使同一时间内磁盘读写的速度提升了4倍。同时，建议用RAID0的用户最好选择同一型号同一品牌的硬盘，造成不必要的浪费。RAID1RAID1：具有较高的数据安全性，并且随着硬盘数量的增加而增高，不过硬盘浪费较多，读写速度无法得到提高。RAID1示意图RAID1称为磁盘镜像，原理是把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上，也就是说数据在写入一块磁盘的同时，会在另一块闲置的磁盘上生成镜像文件，在不影响性能情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上，只要系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用，甚至可以在一半数量的硬盘出现问题时系统都可以正常运行,当一块硬盘失效时，系统会忽略该硬盘，转而使用剩余的镜像盘读写数据，具备很好的磁盘冗余能力。在RAID1模式下有效硬盘容量＝磁盘阵列中最小硬盘的容量，如果几块硬盘的读写虽然这样对数据来讲绝对安全，但是成本也会明显增加，磁盘利用率为50%，以四块80GB容量的硬盘来讲，可利用的磁盘空间仅为160GB。另外，出现硬盘故障的RAID系统不再可靠，应当及时的更换损坏的硬盘，否则剩余的镜像盘也出现问题，那么整个系统就会崩溃。更换新盘后原有数据会需要很长时间同步镜像，外界对数据的访问不会受到影响，只是这时整个系统的性能有所下降。因此，RAID1多用在保存关键性的重要数据的场合。RAID1主要是通过二次读写实现磁盘镜像，所以磁盘控制器的负载也相当大，尤其是在需要频繁写入数据的环境中。为了避免出现性能瓶颈，使用多个磁盘控制器就显得很有必要。RAID5RAID5：性能和安全俱佳，不过通过校验码来恢复数据的速度比较慢，目前提供RAID5的主板还比较少。RAID5示意图RAID5是目前应用最广泛的RAID技术。各块独立硬盘进行条带化分割，相同的条带区进行奇偶校验(异或运算)，校验数据平均分布在每块硬盘上。以n块硬盘构建的RAID5阵列可以有n-1块硬盘的容量，存储空间利用率非常高。任何一块硬盘上的数据丢失，均可以通过校验数据推算出来。RAID5具有数据安全、读写速度快，空间利用率高等优点，应用非常广泛，但不足之处是如果1块硬盘出现故障以后，整个系统的性能将大大降低。RAID5比上述几款RAID模式要复杂的多，RAID5具备了RAID0的速度优势和RAID1的数据安全。当RAID5中的某块硬盘损坏之后，只要加入校验码来实现所有数据的恢复。磁盘阵列载体上面提到的三种RAID模式是我们在做RAID的时候使用频率最高的三种，其他还有很多，小编在这里就不一一给大家介绍了。一般板载RAID控制器在主板BIOS中都会有控制器的开启与关闭选项，以及制作RAID所必备的RAIDBIOS的开关选项，将他们设置开启并保存BIOS后，在开机自检时，在IDE设备检测结束后，会有RAIDBIOS自检界面出现，按提示按特殊键进入RAIDBIOS进行创建、删除、数据恢复等操作。主板如果你的主板不支持RAID，那还是有办法的，这个时候就可以使用RAID卡，RAID卡就是用来实现RAID功能的板卡，通常是由I/O处理器、SCSI控制器、SCSI连接器和缓存等一系列零组件构成的。不同的RAID卡支持的RAID功能不同。RAID卡第一个功能是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、几十倍甚至上百倍的速率。第二个重要功能就是其可以提供容错功能。IDE接口的RAID卡目前主要有三类:IDE接口、SATA接口和SCSI接口。这三类的接口是目前大多数硬盘的接口。目前SCSI接口正逐渐的退出市场。SATA接口的RAID卡磁盘数组RAID(RedundantArrayofIndependentDisks)简单的解释，就是将多台硬盘透过RAIDController(分Hardware，Software)结合成虚拟单台高容量的Storage使用。其特色是：●读写快速：多台硬盘同时读写速度比单台HD快速(例如RAID0,5…)。●容错性：FaultT