独立磁盘冗余阵列（raid）技术概述

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1、独立磁盘冗余阵列（RAID）技术概述RAID是独立磁盘冗余阵列的缩写。这一术语是加州大学伯克利分校研究员Patterson、Gibson和Katz在1988年撰写的一篇说明阵列配置和应用的论文中最先使用的。独立磁盘冗余阵列（RAID）是在服务器等级用于高容量数据存储的公用系统。RAID系统使用许多小容量磁盘驱动器来存储大量数据，并且使可靠性和冗余度得到增强。对计算机来说，这样一种阵列就如同由多个磁盘驱动器构成的一个逻辑单元。RAID并非保护大量数据的唯一途径，但是，常规的备份和镜像软件速度较慢，而且，如果一个驱动器出现故障，则往往需要中断系统。即使磁盘不导致服务器中

2、断，IT工作人员仍需要断掉服务器来更换驱动器。相反，RAID利用镜像或奇偶信息来从剩余的驱动器重建数据，不必中断系统。过去，计算机系统往往只限于向单个磁盘写入信息。这种磁盘通常价格昂贵而又极易故障。硬盘一直是计算机系统中最脆弱的环节，因为这些设备是在其它部件完全电子化的系统中唯一的机械部件。磁盘驱动器含有许多以高速运行的活动机械零件。问题不是硬盘驱动器是否会发生故障，而是何时发生故障。RAID旨在通过提供一个廉价和冗余的磁盘系统来彻底改变计算机管理和存取大容量存储器中数据的方式。它曾被称为廉价磁盘冗余阵列（RAID）。RAID将数据写入多个廉价磁盘，而不是写入单个大

3、容量昂贵（SIED）。最初RAID代表廉价磁盘冗余阵列，但现在已改为独立磁盘冗余阵列。RAID存储的方式多种多样。某些类型的RAID强调性能，某些则强调可靠性、容错或纠错能力。因此，可根据要完成的任务来选择类型。不过，所有的RAID系统共同的特点--也是其真正的优点则是"热交换"能力：用户可以取出一个存在缺陷的驱动器，并插入一个新的予以更换。对大多数类型的RAID来说，不必中断服务器或系统，就可以自动重建某个出现故障的磁盘上的数据。RAID基本原理RAID通过条带化存储和奇偶校验两个措施来实现其冗余和容错的目标。条带化存储意味着可以一次写入一个数据块的方式将文件写入

4、多个磁盘。条带化存储技术将数据分开写入多个驱动器，从而提高数据传输速率并缩短磁盘处理总时间。这种系统非常适用于交易处理、但可靠性却很差，因为系统的可靠性等于最差的单个驱动器的可靠性。奇偶校验通过在传输后对所有数据进行冗余校验可以确保数据的有效性。利用奇偶校验，当RAID系统的一个磁盘发生故障时，其它磁盘能够重建该故障磁盘。在这两种情况中，这些功能对于操作系统都是透明的。由磁盘阵列控制器（DAC）进行条带化存储和奇偶校验控制。RAID组件RAID的主要组件是磁盘阵列控制器(DAC)和由5个磁盘组成的队列。数据被条带化存储在全部5个磁盘上，用奇偶校验来恢复故障磁盘。RA

5、ID有多个不同的等级。某些RAID等级用来提高速度，某些用来提供保护，而RAID-5则结合了两方面的优势。我们将对它们进行逐一论述。磁盘冗余阵列的主要部件包括阵列控制器、磁盘及磁盘扩展柜、电源系统等。根据不同的市场定位，不同型号的盘阵结构和各项技术指标会有或大或小的区别，如控制器数量、缓存容量、管理终端、接口类型等。●磁盘冗余阵列控制器（或者存储处理器）磁盘冗余阵列控制器采用专门处理数据存储和系统管理的单片机、工控机、服务器，前端提供对服务器的连接，后端连接磁盘及磁盘扩展柜，采用优化的通用或专用操作系统，以及独有的控制软件实现数据的存储转发和整个磁盘冗余阵列的管理（

6、有些磁盘阵列采用专门的管理终端）。控制器所带缓存可暂存外部服务器向盘阵读写的数据,或者暂存控制器向后端磁盘读写的数据，能大大提高访问的效率。磁盘冗余阵列根据控制器数量可分为无控制器、单控制器、双控制器和多控制器几种，它们各自有不同的市场定位。其中无控制器的盘阵JBOD（JustBundleofDisk的缩写，意即“只是一串磁盘的组合”），被称为“傻磁盘冗余阵列”。JBOD内部既没有控制器，也没有缓存，磁盘之间更没有提高性能和安全性的任何手段。每个磁盘都独立地接收来自主机的数据访问，主机既要负担磁盘读写等操作，还要进行RAID算法的处理，对主机资源的占用率较大，因此J

7、BOD适用于对性能要求不高的环境。单控制器阵列能够满足那些对性能有较高要求、又能容忍因控制器故障导致盘阵停机一定时间的需求，在实际应用中，由于采用冗余链路、内部容错等技术，单控制器盘阵能够很好地满足一般的高可靠性要求，因此双控制器磁盘冗余阵列只采购一个控制器的案例也为数不少。双控制器阵列能够实现控制器级的冗余，进一步提高系统的性能和稳定性、可靠性。多控制器磁盘冗余阵列采用4个或以上的控制器，采用多级冗余结构，既能使系统的稳定性和可靠性达到更高标准，又能使整体处理能力成倍提高，常用于大型关键业务及数据中心。控制器的核心是运行其中的一系列软件，如盘阵管理软件、SAN