什么叫磁盘阵列（什么叫磁盘阵列，如何阵列）

： 2024-10-31 10:20:11 ：12

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什么叫磁盘阵列，如何阵列
什么是磁盘阵列
什么是硬盘阵列
有关磁盘矩阵经常听人说什么磁盘矩阵（还是叫磁盘
什么叫磁盘阵列
什么叫RAID模式
磁盘阵列是什么意思

什么叫磁盘阵列，如何阵列

如何组建作为存储设备中的一员，硬盘起着极其重要的作用，我们的大多数数据都是通过硬盘来存储。今天我们将深入了解硬盘的内部世界，并掌握双硬盘以及RAID磁盘列阵的安装方法。解读硬盘尽管在外部结构方面，各种硬盘之间有着一定的区别，但是其内部结构还是大同小异的，毕竟硬盘的本质工作方式不会改变。打开硬盘外壳之后，我们也就能够看到神秘的内部世界，其核心部分包括盘体、主轴电机、读写磁头、寻道电机等主要部件。不过需要提醒大家的是，千万不要随意打开硬盘的外壳，这将100％使整个硬盘报废，因为硬盘的内部盘面不能沾染上一粒灰尘，否则必定报废。一般硬盘内部结构维修需要在要求极为严格的无尘实验室中进行。1．盘体　　盘体从物理上分为盘片、磁面（Side）、磁道（Track）、柱面（Cylinder）与扇区（Sector）等4个部分。磁面也就是组成盘体各盘片的上下两个盘面，第一个盘片的第一面为0磁面，下一个为1磁面；第二个盘片的第一面为2磁面，依此类推……。磁道也就是在格式化磁盘时盘片上被划分出来的许多同心圆。最外层的磁道为0道，号数向着磁面中心递增。事实上，硬盘的盘体结构与大家熟悉的软盘非常类似。只不过其盘片是由多个重叠在一起并由垫圈隔开的盘片组成，而且盘片采用金属圆片（IBM曾经采用玻璃作为材料），表面极为平整光滑，并涂有磁性物质。2．读写磁头组件　　读写磁头组件由读写磁头、传动臂、传动轴三部分组成。在工作时，磁头通过传动臂和传动轴以指定半径扫描盘片，以此来读写数据。磁头是集成工艺制成的多个磁头的组合，采用非接触式结构。硬盘加电后，读写磁头在高速旋转的磁盘表面相对飞行，磁头距离磁盘表面的间隙只有0.1～0.3μm。新型MR（Magnetoresistive heads）磁阻磁头采用读写分离的磁头结构，写操作时使用传统的磁感应磁头，读操作则采用MR磁头。3．磁头驱动机构　　对于硬盘而言，磁头驱动机构就好比是一个指挥官，它控制磁头的读写，直接向传动臂与传动轴传送指令。磁头驱动机构主要由音圈电机、磁头驱动小车和防震动机构组成。磁头驱动机构对磁头进行正确的驱动，在很短的时间内精确定位到系统指令指定的磁道上，保证数据读写的可靠性。一般而言，磁头机构的电机有步进电机、力矩电机和音圈电机三种，现在硬盘多采用音圈电机驱动。音圈是中间插有与磁头相连的磁棒的线圈，当电流通过线圈时，磁棒就会发生位移，进而驱动装载磁头的小车，并根据控制器在盘面上磁头位置的信息编码来得到磁头移动的距离，达到准确定位的目的。4．主轴组件　　硬盘的主轴组件主要是轴承和马达，我们可以笼统地认为轴承决定一款硬盘的噪音表现，而马达决定性能。当然，这样说并不完全，但是基本上表达了这两个部件在硬盘中的重要地位。从滚珠轴承到油浸轴承再到液态轴承，硬盘轴承处于不断的改良当中，目前液态轴承已经成为绝对的主流产品，金属之间不直接摩擦，这样一来除了延长主轴电机的寿命、减少发热之外，最重要一点是实现了硬盘噪声控制的突破。不过需要指出的是，采用液态轴承对于性能并没有任何好处，甚至反而会延长寻道时间。对于PC设备而言，似乎噪音与性能是一对永远难以平衡的矛盾。双硬盘的安装　　随着宽带网以及多媒体技术的普及，我们对于硬盘的容量需求越来越大。在各种大型软件、视频动画、3D游戏的诱惑下，很多用户都在考虑添加一块硬盘。事实上，安装双硬盘并不是一件麻烦的事情，即便你没有任何经验，也可以在我们的帮助下轻松搞定。目前的主流主板至少提供了一个IDE接口，而每个IDE接口能够安装两块IDE硬盘。在安装双硬盘之前我们首先要做的就是对硬盘的跳线进行设定，因为此时必须设定主从模式。一般而言，硬盘的主从跳线的位置在硬盘末端数据线接口和电源线接口的中间，由3～4组插针和1～2个跳线帽组成的。硬盘跳线的设定模式一般有三种，主（MASTER）、从（SLAVE）和自动选择（CABLE SELECT），建议大家都全设置为CABLE SELECT。　　在安装硬盘之前，首先我们在两片硬盘中选择出性能好一些的硬盘来作为系统引导硬盘，将它连接在80pin数据线的末端，然后将另一块硬盘连接在数据线的中间。如果两个硬盘都支持ATA100/133，建议直接将双IDE硬盘连接在一个IDE通道，避免与ATA33的光驱共用通道。而如果其中一个老硬盘只能支持ATA66/33，那么建议将它与光驱安装在一个IDE通道。SATA与IDE硬盘和睦相处　　SATA与IDE硬盘采用完全不同的接口，因此要和睦相处并不困难。连接好数据线与电源接口之后，大家只要在BIOS中指定哪个硬盘作为启动盘即可。此时BIOS中SATA通道完全不与IDE通道共用，一般直接通过一个选项来决定将哪个硬盘作为启动盘。而如果使用PCI接口的SCSI卡安装SATA硬盘，这需要在BIOS中将第一启动设备指定为SCSI，这样其优先权就会高于IDE硬盘。需要注意的是，不同品牌的主板肯定在设置上有所区别，但是大致方法如此，大家可以举一反三。解决盘符交错问题　　安装双硬盘就不能不说盘符交错问题。什么是“盘符交错”呢？举个例子吧。假设你的第一硬盘原来有C、D、E三个分区，分别标记为C1、D1、E1，第二硬盘有C、D两个分区，分别标记为C2、D2。一般情况下，安装双硬盘后，硬盘分区的顺序将为C-C1，D-C2，E-D1，F-E1，G-D2。原来第一硬盘的D、E分区变成了E、F盘，在C、E盘之间嵌入了第二硬盘的C分区，这就是“盘符交错”。“盘符交错”会引起安装双硬盘以前原有的软件因路径错误而无法正常工作。　　此时我们可以采取以下两个措施来避免“盘符交错”：方案一：　　如果两块硬盘上都有主引导分区，可在BIOS中只设置第一硬盘，而将第二硬盘设为None，这样在Windows或Linux系统中就会按IDE接口的先后顺序依次分配盘符，从而避免“盘符交错”，而且也不会破坏硬盘数据。这样做还有另外的好处，如果在两块硬盘的主引导分区分别装有不同的操作系统，可以通过改变CMOS设置激活其中的一个硬盘，屏蔽另一个硬盘，从而启动不同的操作系统。缺点是在纯DOS系统下无法看到被BIOS屏蔽的硬盘。不过现在NTFS分区时代已经与DOS彻底决裂，因此这一缺陷几乎可以被忽略。方案二：　　只在第一硬盘上建立主分区（当然还可以有其它逻辑分区），而将第二硬盘全部划分为扩展分区，然后再在扩展分区中划分逻辑分区，就可以彻底避免“盘符交错”了。当然，对第二硬盘分区前，要备份好你的数据。Windows 2000/XP/2003操作系统自带了磁盘管理器，点击“开始”→“设置”→“控制面板”→“管理工具”→“计算机管理”，切换到“磁盘管理”，此时就可以对每个分区分配盘符。由于第二块硬盘已经不全在主分区，此时调配时没有任何限制。实战RAID 0　　硬盘的速度直接影响到整个系统的效率，有时甚至比CPU和内存更为显着。为此，将双硬盘并行工作的RAID 0磁盘列阵开始流行起来，RAID 0磁盘列阵在读写数据时，系统将向两块硬盘同时操作，这项技术能够在不损失硬盘总容量的前提下大幅度提高磁盘性能。　　在此次IDE硬盘的RAID 0实战中，我们采用Tekram DC200芯片为例向大家介绍。尽管它与常见的Promise和HighPiont芯片不同，但是使用方法还是基本一致，而SATA RAID的使用方法也几乎完全一样。其实使用RAID 0的关键是掌握RAID控制卡BIOS的设置，当我们把RAID控制卡安装好并接上两个硬盘时，系统开机就会出现如下的画面。　　在MENU菜单中选择“1. SET RAID CONFIGURATION”，按回车键，此时我们就可以进入“SET RAID CONFIGURATION”界面。RAID控制卡将使用一段时间来识别硬盘，稍候我们把光标移动到硬盘，再按空格键来进行选择，按回车键确认选择，这时将弹出一个新的窗口显示可供选择的RAID的模式。共有4 种模式：JBOD（不适用RAID）、RAID 0、RAID 1、RAID 0+1。　　毫无疑问，我们当然是选择“RAID 0”。然后大家可以通过STATUS（状态）菜单查看此模式是否被真正激活。至此，我们的RAID 0硬件安装就结束了，大家可以接着分区并安装操作系统操作了。值得注意的是，由于Windows并不能识别RAID控制芯片，因此它把RAID控制器识别为普通的SCSI控制卡。强烈建达大家在安装完Windows之后为RAID控制器装上正确的驱动程序，这不仅能够提高RAID系统的稳定性，还可以大幅度提高性能。此外，不少RAID控制卡还带有功能丰富的软件，可以帮助用户在Windows下查看RAID工作状态。

什么是磁盘阵列

磁盘阵列简述：磁盘阵列是一种把若干硬磁盘驱动器按照一定要求组成一个整体，整个磁盘阵列由阵列控制器管理的系统。冗余磁盘阵列RAID(Redundant Array of Independent Disks)技术1987年由加州大学伯克利分校提出，最初的研制目的是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘，以降低大批量数据存储的费用（当时RAID称为Redundant Array of Inexpensive Disks 廉价的磁盘阵列），同时也希望采用冗余信息的方式，使得磁盘失效时不会使对数据的访问受损失，从而开发出一定水平的数据保护技术。磁盘阵列的工作原理与特征： RAID的基本结构特征就是组合(Striping)，捆绑2个或多个物理磁盘成组，形成一个单独的逻辑盘。组合套(Striping Set)是指将物理磁盘组捆绑在一块儿。在利用多个磁盘驱动器时，组合能够提供比单个物理磁盘驱动器更好的性能提升。数据是以块(Chunks)的形式写入组合套中的，块的尺寸是一个固定的值，在捆绑过程实施前就已选定。块尺寸和平均I/O需求的尺寸之间的关系决定了组合套的特性。总的来说，选择块尺寸的目的是为了最大程度地提高性能，以适应不同特点的计算环境应用。磁盘阵列优点：磁盘阵列有许多优点：首先，提高了存储容量；其次，多台磁盘驱动器可并行工作，提高了数据传输率；...RAID技术确实提供了比通常的磁盘存储更高的性能指标、数据完整性和数据可用性，尤其是在当今面临的I/O总是滞后于CPU性能的瓶颈问题越来越突出的情况下，RAID解决方案能够有效地弥补这个缺口。阵列技术的介绍： 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，我们常见的主板自带的阵列芯片或阵列卡能支持的模式有：RAID 0、RAID 1、RAID 0＋1。 1) RAID 0是无数据冗余的存储空间条带化，它将所有硬盘构成一个磁盘阵列，可以同时对多个硬盘做读写动作，但是不具备备份及容错能力，具有成本低、读写性能极高、存储空间利用率高等特点，在理论上可以提高磁盘子系统的性能。 2) RAID 1是两块硬盘数据完全镜像，可以提高磁盘子系统的安全性，技术简单，管理方便，读写性能均好。但它无法扩展（单块硬盘容量），数据空间浪费大，严格意义上说，不应称之为“阵列”。 3) RAID 0＋1综合了RAID 0和RAID 1的特点，独立磁盘配置成RAID 0，两套完整的RAID 0互相镜像。它的读写性能出色，安全性高，但构建阵列的成本投入大，数据空间利用率低，不能称之为经济高效的方案。常见的阵列卡芯片有三种：Promise（乔鼎信息）、highpoint、ami（美商安迈）。这三种芯片都有主板集成或独立的阵列卡这二种形式的产品。我们主要用到的是Promise阵列卡，经过测试在无盘中稳定，并且不容易坏Promise常见的阵列芯片有：Promise Fasttrak 66、Fasttrak 100、Fasttrak 133、20262、20265、20267、20270、Fasttrak TX2、Fasttrak TX4、Fasttrak TX2000,TX4000.Highpoint常见的阵列芯片有：highpoint 370、370a、372、372a。AMI / LSI Logic MegaRAID 这种芯片的产品我们用得很少，现在知道的有艾崴 WO2-R主板上集成了American Megatrends MG80649 控制器，其阵列卡的产品也没有使用过。注意事项： 1) 用来创建磁盘阵列的硬盘一般需成对使用。 2) 强烈建议使用型号、容量、品牌均一致的四个硬盘来做阵列。 3) 阵列卡和一部分集成的阵列芯片支持双阵列，当您使用四个硬盘来做阵列时，建议设置为双阵列。但如果主板集成的是Promise类芯片，几乎都不支持创建双阵列。(4)、没有安装对应的阵列驱动程序或驱动程序不对，而又设置为由阵列启动时，NT服务器启动时将会蓝屏。任何创建阵列或者重建阵列的操作都将清除硬盘或者阵列上的所有现有数据! 阵列卡的作用，简单的一句话就是加快网吧的速度，本为一个IDE的硬盘在带30以上就会造成瓶颈，速度就会慢下来，想提高速度一定得做阵列，这样不但速度快，以后加机器也不会有太大的影响。做阵列注意的是：阵列的一个误区就是大家还是把磁盘分开来看，作为阵列，你只能把做阵列的硬盘当成一个大的硬盘！在拷盘前我们用SFDISK（或者用其它分区软件，不用FDISK.EXE，因为FDISK.EXE只认80G，而一般做阵列后，硬盘都大于80G）对其进行分区，然后用GHOST将盘刻到阵列硬盘上面！只要硬盘的位置与数据线不脱离，阵列卡如果换同名的阵列卡，其内容是不会改变的，因为阵列卡中相关参数设置保存在了硬盘当中。磁盘阵列 1. 什么是磁盘阵列（Disk Array）? 磁盘阵列（Disk Array）是由一个硬盘控制器来控制多个硬盘的相互连接，使多个硬盘的读写同步，减少错误，增加效率和可靠度的技术。 2.什么是RAID? RAID是Redundant Array of Inexpensive Disk的缩写，意为廉价冗余磁盘阵列，是磁盘阵列在技术上实现的理论标准，其目的在于减少错误、提高存储系统的性能与可靠度。常用的等级有1、3、5级等。 3.什么是RAID Level 0? RAID Level 0是Data Striping(数据分割)技术的实现，它将所有硬盘构成一个磁盘阵列，可以同时对多个硬盘做读写动作，但是不具备备份及容错能力，它价格便宜，硬盘使用效率最佳，但是可靠度是最差的。以一个由两个硬盘组成的RAID Level 0磁盘阵列为例，它把数据的第1和2位写入第一个硬盘，第三和第四位写入第二个硬盘……以此类推，所以叫“数据分割"，因为各盘数据的写入动作是同时做的，所以它的存储速度可以比单个硬盘快几倍。但是，这样一来，万一磁盘阵列上有一个硬盘坏了，由于它把数据拆开分别存到了不同的硬盘上，坏了一颗等于中断了数据的完整性，如果没有整个磁盘阵列的备份磁带的话，所有的数据是无法挽回的。因此，尽管它的效率很高，但是很少有人冒着数据丢失的危险采用这项技术。 4.什么是RAID Level 1? RAID Level 1使用的是Disk Mirror(磁盘映射)技术，就是把一个硬盘的内容同步备份复制到另一个硬盘里，所以具备了备份和容错能力，这样做的使用效率不高，但是可靠性高。 5.什么是RAID Level 3? RAID Level 3采用Byte－interleaving(数据交错存储)技术，硬盘在SCSI控制卡下同时动作，并将用于奇偶校验的数据储存到特定硬盘机中，它具备了容错能力，硬盘的使用效率是安装几个就减掉一个，它的可靠度较佳。 6.什么是RAID Level 5? RAID Level 5使用的是Disk Striping(硬盘分割)技术，与Level 3的不同之处在于它把奇偶校验数据存放到各个硬盘里，各个硬盘在SCSI控制卡的控制下平行动作，有容错能力，跟Level 3一样，它的使用效率也是安装几个再减掉一个。 7.什么是热插拔硬盘？热插拔硬盘英文名为Hot－Swappable Disk，在磁盘阵列中，如果使用支持热插拔技术的硬盘，在有一个硬盘坏掉的情况下，服务器可以不用关机，直接抽出坏掉的硬盘，换上新的硬盘。一般的商用磁盘阵列在硬盘坏掉的时候，会自动鸣叫提示管理员更换硬盘。磁盘阵列(Disk array)原理为什么需要磁盘阵列? 如何增加磁盘的存取(acces)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忧；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。过去十年来，CPU的处理速度几乎是几何级数的跃升，内存(memory)的存取速度亦大幅增加，而数据储存装置——它要是磁盘(hard disk)——的存取速度相较之下。较为缓慢。整个I／0吞吐量不能和系统匹配，形成电脑系统的瓶颈，降低了电脑系统的整体性能(throughout)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cache内存中进行，大幅增加存取的速度，如要读取的数据不在cache内存中，或要写数据到磁盘时，才做磁盘的存取动作。这种方式在单工期环境(Single—tasking envioronment)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。其一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足以硬件的形式来达成、进—步的把磁盘cache控制及磁盘阵列结合在—个控制器(RAID controler)或控制卡个，针对个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，内存及磁盘的性能并异，提高电脑的整体工作性能。磁盘阵列原理 1987年，加州伯克利大学的一位人员发表了名为“磁盘阵列研究”的论文，正式提到了RAID也就是滋盘阵列，论文提出廉价的5．25”及3．5”的硬盘也能如大机器上的8”盘能提供人容量、高性能和数据的一致性，并详述了RAIDl至5 的技术。磁盘阵列针对不同的应用使用的不同技术，称为RAID level，RAID是Redundant Array of Inexpenslve Disks的缩写，而每一level代表一种技术，目前业界公认的标准是RAID0—RAID5。这个level并个代表技术的高低，level5并不高于level3，level1也个低于level4。字于要选样哪一种RAID level的产品，纯视用户的操作环境(Operating envir0nment)及应用(application)而定，与level 的高低没有必然的关系。RAID0没有安全的保障，仅其快速，所以适合高速I／0 的系统；RAIDl适用于需安全性又要兼顾速度的系统，RAID2及RAID3适用于大型电脑及影像、CAD／CAM等处理；RAID5多用于0LTP，因有余融机构及大型数据处理中心的迫切需要，故使用较多而较有名气，但也因此形成很多人对磁盘阵列的误解，以为磁盘阵列非要RAID5不可；RAID4较少使用、和RAID5 有其共同之处，但RAID4适合大量数据的存取。其他如RAID6，RAID7。乃至 RAIDl0、50、100等，都是厂商各做各的，并无一致的标准，在此不作说明。 RAID1 RAID1是使用磁盘镜像(disk muroring)的技术，磁盘镜像应用在RAIDl 之前就在很多系统中使用，它的方式是在工作磁盘(working disk)之外再加一额外的备份磁盘(backup disk)两个磁盘所储存的数据安全一致。数据在写入工作磁盘同时也写入备份磁盘。 RAID2 RAID2是把数据分散为位元／位元组(bit／byte)或块(b1ock)，加入海明码Hamming Code、在磁盘阵列中作间隔写入(Interleaving)到每个磁盘小。而且地址(address)都一样，也就是在各个磁盘中，其数据都在相同的磁道(cylinder or track)及扇区中。RAID2又称为并行阵列(parallel array)其设计足使用共轴同步(spindle synchronize)的技术，存取数据时、控个磁盘阵列—起动作，在各个磁盘的相同位置作平行存取，所以有最好的存取时间(auesstime)，共总线(bus)是特别的设计以大带宽并行传输所存取的数据，所以有最好的传输时间(transfer time)。在人型档案的存取应用，RAID2有最好的件能，仅如果档案太小，会将其性能批下来。因为磁盘的存取足以期区为单位。而RAID2的存取是所有磁盘平行动作，而且是作单位元或位元组的存取。故小于—个扇区的数据最会使其件能大打折扣。RAID2是设计给需要连续且大量数据的电脑使用的、如大型电脑(mainframe to supercomputer)、作影像处理或CAD／CAM的工作站 (workstation)等，并个适用于—般的多用户环境网络服务器(network server)。小型机或PC。 RAID3 RAID3的数据储存及存取方式都和RAID2一样，仅在安今方面以奇偶较验 (parity check)取代海明码做错误校正及检测，所以只需要—个额外的校检磁盘 (parity disk)。奇偶校验值的计算足以各个磁盘的相对应位作XOR的逻辑运算，然后将结果写入奇偶校验磁盘，仟何数据的修改都要做奇偶校验计算。 RAID4 RAID4也使用一个校验磁盘，但和RAID3不一样，RAID4的方式是RAID0 加上一个校验磁盘。 RAID5 RAID5和RAID4相似但避免了RAID4的瓶颈，方法是不用校验磁盘而将校验数据以循环的方式放在每一个磁盘中，RAID5的控制比较复杂，尤其是利用硬件对磁盘阵列的控制，因为这种方式的应用比其他的RAID level要掌握更多的事情，更多的输出／入需求，既要速度快，又要处理数据，计算校验值，做错误校正等，所以价格较高，其应用最好是0LTP，至于用于大型文件，不见得有最佳的性能。 RAID的对比：下面几个表列是RAID的一些性质：操作工作模式最少硬盘量可用容量适用范围 RAID0 磁盘延伸和数据分布 2 T PC服务器和图形工作站 RAIDl 数据分布和镜像 2 T／2 RAID2 共轴同步，并行传输，ECC 3 视结构而定大档案且输入输出不频繁的应用如：影像处理和CAD／CAM等 RAID3 共轴同步，并行传输，Parity 3 Tx(n—1)／n RAID4 数据分布，固定Parity 3 Tx(n—1)／n RAID5 数据分布，分布Parity 3 Tx(n—1)／n 银行、金融、股市、数据库等大型数据处理中心OLTP应用RAID的性能与可用性 RAID Level 用户数据利用率 BandWidth Performance Transaction Performance 数据可用性 RAID0 1 0.25 1 0.0005 RAID1 0.5 0.25 0.85 1 RAID2 0.67 1 0.25 0.9999 RAID3 0.75 1 0.25 0.9999 RAID4 0.75 0.25 0.61 0.9999 RAID5 0.75 0.25 0.61 0.9999 以上数据基于4个磁盘，传输块大小lK，75％的读概率，数据可用性的计算基于同样的损坏概率。 RAID的概述 RAID0 没有任何额外的磁盘或空间作安全准备，所以一般人不重视它，这是误解。其实它有最好的效率及空间利用率，对于追求效率的应用，非常理想，可同时用其他的RAID level或其他的备份方式以补其不足，保护重要的数据。 RAID1 最佳的安全性，100％不停机，即使有一个磁盘损坏也能照常作业而不影响其效能(对能并行存取的系统稍有影响)，因为数据是作重复储存。RAIDl的并行读取几乎有RAID0的性能、因为可同时读取相互镜像的磁盘；写入也只比RAID0略逊，因为同时写入两个磁盘并没有增加多少工作。虽比RAID0要增加—倍的磁盘做镜像，但作为采用磁盘阵列的进入点，它是最便宜的一个方案，是新设磁盘陈列的用户之最佳选择。 RAlD5 RAID5在不停机及容错的表现都很好，但如有磁盘故障。对性能的影向较大，大容量的快取内存有助于维持性能，但在0LTP的应用中，因为每—笔数据或记录(record)都很小，对磁盘的存取频繁。故有—定程度的影响。某磁盘故障时，读取该磁盘的数据需把共用同一校验值分段的所有数据及校验值读出来、再把故障磁盘的数据计算出来；写入时，除了要重覆读取的程序外，还要再做校验值的计算，然后写入更新的数据及校验值；等换上新的磁盘，系统要计算整个磁盘阵列的数据以回复故障磁盘的数据，时间要很长，如系统的工作负载很重的话，有很多输出／入的请求征排队等候时，会把系统的性能拉下来。仅如使用硬件磁盘阵列的话，其件能就可以得到大幅度的改进，因为硬件磁盘阵列如Arena系列本身有内置的CPU与个机系统并行运作。所有存取磁盘的输出入工作都在磁盘陈列本身完成，不花费主机的时间，配合磁盘陈列的cache内存的使用，可以提高系统的整体性能，而优越的SCSI控制更能增加数据的传输速率，即使枉磁盘故障的情况下，主机系统的件能也不会有明显的降低。RAID5要做的事情太多，所以价格较贵。不适于小系统，但如果是大系统使用大的磁盘阵列的话，RAID5却是最便宜的方案。总而言之，RAID0及RAIDl最适合PC服务器及图形工作站的用户，提供最佳的性能及最便宜的价格。以低成本符合市场的需求。RAID2及RAID3适用于大档案输入输出需求个频繁的应用如影像处理及CAD／CAM等；而RAID5 则适用于银行、金融、股市、数据库等大列数据处理中心的0LTP应用；RAID4 与RAID5有相同的特件及用方式，但其较适用于大型文件的读取。磁盘阵列的额外容错功能事实上容错功能已成为磁盘阵列最受清睐的特性，为了加强容错的功能以及使系统在磁盘故障的情况下能迅速的重建数据，以维持系统的性能，一般的磁盘阵列系统都可使用热备份(hot spare or hot standby drive)的功能，所谓热备份是在建立(configure)磁盘阵列系统的时候，将其中一磁盘指定为后备磁盘，此一磁盘在平常并不操作，仅若阵列中某一磁盘发生故障时，磁盘阵列即以后备磁盘取代故障磁盘，并自动将故障磁盘的数据重建(rebuild)在后备磁盘之上，因为反应快速，加上cache内存减少了磁盘的存取，所以数据重建很快即可完成，对系统的性能影响不大。对丁要求不停机的大型数据处理中心或控制小心而言，热备份更是一项重要的功能，因为可避免晚间或无人守护时发生磁盘故障所引起的种种不便。备份盘又有热备份与温备份之分，热备份税和温备份的不同在于热备份盘和阵列—起运转，一有故障时马上备援，而温备份盘虽然带电但并个运转，需要备援时才启动。两者分别在是否运转及启动的时间，仅温备份并不运转，理论上有较长的寿命。另一个额外的容错功能是坏期区转移(bad sector reassignment)。坏扇区是磁盘故障的主要原因，通常磁盘在读写时发牛坏扇区的情况即表示此磁盘故障。不能冉作读写，甚至有很多系统会因为不能完成读写的动作而死机，仅若因为某一扇区的损坏而使工作不能完成或要更换磁盘，则使得系统性能大打折扣，而系统的维护成本也未免太高了，坏扇区转移是当磁盘阵列系统发现磁盘有坏扇区时，以另一空白的且无故障的扇区取代该扇区，以延长磁盘的使用寿命，减少坏磁盘的发生率以及系统的维护成本。所以坏扇区转移功能使磁盘阵列具有更好的容错性，同时使整个系统村最好的成本效益比。其他如可外接电池备援磁盘阵列的快取内存，以避免突然断电时数据尚未写回磁盘而丢失；或在RAIDl时作写入一致性的检查等，虽是小技术，但亦不可忽视。深入了解RAID2000-9-29·元凯宁·PCHDD RAID是由美国加州大学伯克利分校的D.A. Patterson教授在1988年提出的。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。一般情况下，组成的逻辑磁盘驱动器的容量要小于各个磁盘驱动器容量的总和。RAID的具体实现可以靠硬件也可以靠软件，Windows NT操作系统就提供软件RAID功能。RAID一般是在SCSI磁盘驱动器上实现的，因为IDE磁盘驱动器的性能发挥受限于IDE接口(IDE只能接两个磁盘驱动器，传输速率最高1.5MBps)。IDE通道最多只能接4个磁盘驱动器，在同一时刻只能有一个磁盘驱动器能够传输数据，而且IDE通道上一般还接有光驱，光驱引起的延迟会严重影响系统速度。SCSI适配器保证每个SCSI通道随时都是畅通的，在同一时刻每个SCSI磁盘驱动器都能自由地向主机传送数据，不会出现像IDE磁盘驱动器争用设备通道的现象。 RAID的优点 1.成本低，功耗小，传输速率高。在RAID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、几十倍甚至上百倍的速率。这也是RAID最初想要解决的问题。因为当时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。RAID最后成功了。 2.可以提供容错功能。这是使用RAID的第二个原因，因为普通磁盘驱动器无法提供容错功能，如果不包括写在磁盘上的CRC(循环冗余校验)码的话。RAID和容错是建立在每个磁盘驱动器的硬件容错功能之上的，所以它提供更高的安全性。 3.RAID比起传统的大直径磁盘驱动器来，在同样的容量下，价格要低许多。 RAID的分级 1.RAID0级，无冗余无校验的磁盘阵列。数据同时分布在各个磁盘驱动器上，没有容错能力，读写速度在RAID中最快，但因为任何一个磁盘驱动器损坏都会使整个RAID系统失效，所以安全系数反倒比单个的磁盘驱动器还要低。一般用在对数据安全要求不高，但对速度要求很高的场合。 2.RAID1级，镜象磁盘阵列。每一个磁盘驱动器都有一个镜像磁盘驱动器，镜像磁盘驱动器随时保持与原磁盘驱动器的内容一致。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复被损坏的数据的场合。 3.RAID2级，纠错海明码磁盘阵列。磁盘驱动器组中的第一个、第二个、第四个……第2n个磁盘驱动器是专门的校验盘，用于校验和纠错，例如七个磁盘驱动器的RAID2，第一、二、四个磁盘驱动器是纠错盘，其余的用于存放数据。使用的磁盘驱动器越多，校验盘在其中占的百分比越少。RAID2对大数据量的输入输出有很高的性能，但少量数据的输入输出时性能不好。RAID2很少实际使用。 4.RAID3和RAID4，奇校验或偶校验的磁盘阵列。不论有多少数据盘，均使用一个校验盘，采用奇偶校验的方法检查错误。任何一个单独的磁盘驱动器损坏都可以恢复。RAID3和RAID4的数据读取速度很快，但写数据时要计算校验位的值以写入校验盘，速度有所下降。RAID3和RAID4的使用也不多。 5.RAID5级，无独立校验盘的奇偶校验磁盘阵列。同样采用奇偶校验来检查错误，但没有独立的校验盘，校验信息分布在各个磁盘驱动器上。RAID5对大小数据量的读写都有很好的性能，被广泛地应用。从RAID1到RAID5的几种方案中，不论何时有磁盘损坏，都可以随时拔出损坏的磁盘再插入好的磁盘(需要硬件上的热插拔支持)，数据不会受损，失效盘的内容可以很快地重建，重建的工作也由RAID硬件或RAID软件来完成。但RAID0不提供错误校验功能，所以有人说它不能算作是RAID，其实这也是RAID0为什么被称为0级RAID的原因——0本身就代表“没有”。 RAID的应用当前的PC机，整个系统的速度瓶颈主要是硬盘。虽然不断有Ultra DMA33、DMA66、DMA100等快速的标准推出，但收效不大。在PC中，磁盘速度慢一些并不是太严重的事情。但在服务器中，这是不允许的，服务器必须能响应来自四面八方的服务请求，这些请求大多与磁盘上的数据有关，所以服务器的磁盘子系统必须要有很高的输入输出速率。为了数据的安全，还要有一定的容错功能。RAID提供了这些功能，所以RAID被广泛地应用在服务器体系中。 RAID提供的容错功能是自动实现的(由RAID硬件或是RAID软件来做)。它对应用程序是透明的，即无需应用程序为容错做半点工作。要得到最高的安全性和最快的恢复速度，可以使用RAID1(镜像)；要在容量、容错和性能上取折衷可以使用RAID5。在大多数数据库服务器中，操作系统和数据库管理系统所在的磁盘驱动器是RAID1，数据库的数据文件则是存放于RAID5的磁盘驱动器上。有时我们看某些名牌服务器的配置单，发现其CPU并不是很快，内存也算不上是很大，显卡更不是最好，但价格绝对不菲。是不是服务器系统都是暴利产品呢？当然不是。服务器的配置与一般的家用PC的着重点不在一处。除去更高的稳定性外，冗余与容错是一大特点，如双电源、带电池备份的磁盘高速缓冲器、热插拔硬盘、热插拔PCI插槽等。另一个特点就是巨大的磁盘吞吐量。这主要归功于RAID。举一个例子来说，一台使用了SCSI RAID的奔腾166与一台IDE硬盘的PⅢCopermine 800都用做文件服务器，奔腾166会比PⅢ的事务处理能力高上几十倍甚至上百倍，因为PⅢ处理器的运算能力根本用不上，反倒是奔腾166的RAID起了作用。 RAID现在主要应用在服务器，但就像任何高端技术一样，RAID也在向PC机上转移。也许所有的PC机都用上了SCSI磁盘驱动器的RAID的那一天，才是PC机真正的“出头之日”。

什么是硬盘阵列

磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID），有“独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列”之意。

磁盘阵列是由很多价格较便宜的磁盘，组合成一个容量巨大的磁盘组，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。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，在数组中任意一个硬盘故障时，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。

由加利福尼亚大学伯克利分校（University of California-Berkeley）在1988年，发表的文章：“A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks”。文章中，谈到了RAID这个词汇，而且定义了RAID的5层级。伯克利大学研究目的是反应当时CPU快速的性能。CPU效能每年大约成长30～50%，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（logical data redundancy），而产生了RAID理论。研究初期，便宜（Inexpensive）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independent，许多独立的磁盘组。

独立磁盘冗余阵列（RAID，redundant array of independent disks）是把相同的数据存储在多个硬盘的不同的地方（因此，冗余地）的方法。通过把数据放在多个硬盘上，输入输出操作能以平衡的方式交叠，改良性能。因为多个硬盘增加了平均故障间隔时间（MTBF），储存冗余数据也增加了容错。

有关磁盘矩阵经常听人说什么磁盘矩阵（还是叫磁盘

磁盘矩阵又叫RAID，RAID是英文Redundant Array of Independent Disks的缩写，翻译成中文意思是"独立磁盘冗余阵列"，有时也简称磁盘阵列(Disk Array)。简单的说，RAID是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的方式组合起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘)，从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。组成磁盘阵列的不同方式成为RAID级别(RAID Levels)。数据备份的功能是在用户数据一旦发生损坏后，利用备份信息可以使损坏数据得以恢复，从而保障了用户数据的安全性。在用户看起来，组成的磁盘组就像是一个硬盘，用户可以对它进行分区，格式化等等。总之，对磁盘阵列的操作与单个硬盘一模一样。不同的是，磁盘阵列的存储速度要比单个硬盘高很多，而且可以提供自动数据备份

什么叫磁盘阵列

、网线等。这种应用模式的特点是：每个磁盘阵列只为一台服务器提供存储服务，且受到线缆的距离限制，适合于服务器分散或对数据传输稳定性和速度要求较高的应用模式。SAN（存储区域网络）：这个名词最早是伴随着光纤应用而来的，也就是服务器与交换机、磁盘阵列通过光纤连接，形成了网络之外的一个光纤组网，所以叫做网络附加存储。后来将传输的SCSI协议通过TCP/IP协议封包，成为iSCSI协议，也就出现了IP-SAN。针对广电而言，对于大型非线编的应用，可以采用FCSAN的方式。 NAS（网络附加存储）：全称是网络附加存储，是基于IP网络的一种方式，也可以理解为一种服务。服务的提供者是磁盘阵列，也就是说磁盘阵列除了负责本职的存储工作之外还要负责文件系统的管理，所以NAS这种方式的传输速率一般不会太高。

什么叫RAID模式

1.简单的说就是“磁盘阵列”的意思，它的用途主要是面向服务器，但现在的个人电脑由于需求变大，需要几块硬盘，而计算机默认的是对第一块硬盘有缓存，而其它的则没有，这样就导致计算机访问其它的硬盘的速度特别的慢，这时就有磁盘阵列技术出现了，用于协调几块硬盘的访问，其实有时候有条件的话，自己安装两块或者两块以上硬盘时，就会发现，当计算机访问第二块或其它的硬盘是访问的速度明显慢，并且是慢许多，这就是计算机对第二块或者其它的硬盘不具备缓存导致的，用RAID卡就能很好的解决这样的问题；2.随着RAID技术的普及，一般，我们在消费市场上常见的的RAID技术有RAID0、RAID1、RAID0+1三种模式（通常还有一种RAID1+0模式，不过一般不被提及,而现在最新的MultipleRAID等技术也纷纷登场，这已经让用户可以选择一项最适合自己的RAID模式。