RAID 0,1,0+1,5.........都是干什么用的?能實現什么樣的功能?
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RAID是英文Redundant Array of Independent Disks的縮寫,翻譯成中文意思是“獨立磁盤冗余陣列”,有時也簡稱磁盤陣列(Disk Array)。 簡單的說,RAID是一種把多塊獨立的硬盤(物理硬盤)按不同的方式組合起來形成一個硬盤組(邏輯硬盤),從而提供比單個硬盤更高的存儲性能和提供數據備份技術。組成磁盤陣列的不同方式成為RAID級別(RAID Levels)。數據備份的功能是在用戶數據一旦發生損壞后,利用備份信息可以使損壞數據得以恢復,從而保障了用戶數據的安全性。在用戶看起來,組成的磁盤組就像是一個硬盤,用戶可以對它進行分區,格式化等等。總之,對磁盤陣列的操作與單個硬盤一模一樣。不同的是,磁盤陣列的存儲速度要比單個硬盤高很多,而且可以提供自動數據備份。 RAID技術的兩大特點:一是速度、二是安全,由于這兩項優點,RAID技術早期被應用于高級服務器中的SCSI接口的硬盤系統中,隨著近年計算機技術的發展,PC機的CPU的速度已進入GHz 時代。IDE接口的硬盤也不甘落后,相繼推出了ATA66和ATA100硬盤。這就使得RAID技術被應用于中低檔甚至個人PC機上成為可能。RAID通常是由在硬盤陣列塔中的RAID控制器或電腦中的RAID卡來實現的。 RAID技術經過不斷的發展,現在已擁有了從 RAID 0 到 6 七種基本的RAID 級別。另外,還有一些基本RAID級別的組合形式,如RAID 10(RAID 0與RAID 1的組合),RAID 50(RAID 0與RAID 5的組合)等。不同RAID 級別代表著不同的存儲性能、數據安全性和存儲成本。但我們最為常用的是下面的幾種RAID形式。 (1) RAID 0 (2) RAID 1 (3) RAID 0+1 (4) RAID 3 (5) RAID 5 RAID級別的選擇有三個主要因素:可用性(數據冗余)、性能和成本。如果不要求可用性,選擇RAID0以獲得最佳性能。如果可用性和性能是重要的而成本不是一個主要因素,則根據硬盤數量選擇RAID 1。如果可用性、成本和性能都同樣重要,則根據一般的數據傳輸和硬盤的數量選擇RAID3、RAID5。。
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RAID是英文RedundantArrayofInexpensiveDisks的縮寫,中文簡稱為廉價磁盤冗余陣列。RAID就是一種由多塊硬盤構成的冗余陣列。雖然RAID包含多塊硬盤,但是在操作系統下是作為一個獨立的大型存儲設備出現。利用RAID技術于存儲系統的好處主要有以下三種:通過把多個磁盤組織在一起作為一個邏輯卷提供磁盤跨越功能通過把數據分成多個數據塊(Block)并行寫入/讀出多個磁盤以提高訪問磁盤的速度通過鏡像或校驗操作提供容錯能力最初開發RAID的主要目的是節省成本,當時幾塊小容量硬盤的價格總和要低于大容量的硬盤。目前來看RAID在節省成本方面的作用并不明顯,但是RAID可以充分發揮出多塊硬盤的優勢,實現遠遠超出任何一塊單獨硬盤的速度和吞吐量。除了性能上的提高之外,RAID還可以提供良好的容錯能力,在任何一塊硬盤出現問題的情況下都可以繼續工作,不會受到損壞硬盤的影響。RAID技術分為幾種不同的等級,分別可以提供不同的速度,安全性和性價比。根據實際情況選擇適當的RAID級別可以滿足用戶對存儲系統可用性、性能和容量的要求。常用的RAID級別有以下幾種:NRAID,JBOD,RAID0,RAID1,RAID0+1,RAID3,RAID5等。目前經常使用的是RAID5和RAID(0+1)。NRAIDNRAID即Non-RAID,所有磁盤的容量組合成一個邏輯盤,沒有數據塊分條(noblockstripping)。NRAID不提供數據冗余。要求至少一個磁盤。JBODJBOD代表JustaBunchofDrives,磁盤控制器把每個物理磁盤看作獨立的磁盤,因此每個磁盤都是獨立的邏輯盤。JBOD也不提供數據冗余。要求至少一個磁盤。RAID0RAID0即DataStripping(數據分條技術)。整個邏輯盤的數據是被分條(stripped)分布在多個物理磁盤上,可以并行讀/寫,提供最快的速度,但沒有冗余能力。要求至少兩個磁盤。我們通過RAID0可以獲得更大的單個邏輯盤的容量,且通過對多個磁盤的同時讀取獲得更高的存取速度。RAID0首先考慮的是磁盤的速度和容量,忽略了安全,只要其中一個磁盤出了問題,那么整個陣列的數據都會不保了。RAID1RAID1,又稱鏡像方式,也就是數據的冗余。在整個鏡像過程中,只有一半的磁盤容量是有效的(另一半磁盤容量用來存放同樣的數據)。同RAID0相比,RAID1首先考慮的是安全性,容量減半、速度不變。RAID0+1為了達到既高速又安全,出現了RAID10(或者叫RAID0+1),可以把RAID10簡單地理解成由多個磁盤組成的RAID0陣列再進行鏡像。RAID3和RAID5RAID3和RAID5都是校驗方式。RAID3的工作方式是用一塊磁盤存放校驗數據。由于任何數據的改變都要修改相應的數據校驗信息,存放數據的磁盤有好幾個且并行工作,而存放校驗數據的磁盤只有一個,這就帶來了校驗數據存放時的瓶頸。RAID5的工作方式是將各個磁盤生成的數據校驗切成塊,分別存放到組成陣列的各個磁盤中去,這樣就緩解了校驗數據存放時所產生的瓶頸問題,但是分割數據及控制存放都要付出速度上的代價。按照硬盤接口的不同,RAID分為SCSIRAID,IDERAID和SATARAID。其中,SCSIRAID主要用于要求高性能和高可靠性的服務器/工作站,而臺式機中主要采用IDERAID和SATARAID。以前RAID功能主要依靠在主板上插接RAID控制卡實現,而現在越來越多的主板都添加了板載RAID芯片直接實現RAID功能,目前主流的RAID芯片有HighPoint的HTP372和Promise的PDC20265R,而英特爾更進一步,直接在主板芯片組中支持RAID,其ICH5R南橋芯片中就內置了SATARAID功能,這也代表著未來板載RAID的發展方向---芯片組集成RAID。M 即所謂的“矩陣RAID”,是ICH6R南橋所支持的一種廉價的磁盤冗余技術,是一種經濟性高的新穎RAID解決方案。MatrixRAID技術的原理相當簡單,只需要兩塊硬盤就能實現了RAID0和RAID1磁盤陣列,并且不需要添加額外的RAID控制器,這正是我們普通用戶所期望的。MatrixRAID需要硬件層和軟件層同時支持才能實現,硬件方面目前就是ICH6R南橋以及更高階的ICH6RW南橋,而IntelApplicationAcclerator軟件和Windows操作系統均對軟件層提供了支持。MatrixRAID的原理就是將每個硬盤容量各分成兩部分(即:將一個硬盤虛擬成兩個子硬盤,這時子硬盤總數為4個),其中用兩個虛擬子硬盤來創建RAID0模式以提高效能,而其它兩個虛擬子硬盤則透過鏡像備份組成RAID1用來備份數據。在MatrixRAID模式中數據存儲模式如下:兩個磁盤驅動器的第一部分被用來創建RAID0陣列,主要用來存儲操作系統、應用程序和交換文件,這是因為磁盤開始的區域擁有較高的存取速度,MatrixRAID將RAID0邏輯分割區置于硬盤前端(外圈)的主因,是可以讓需要效能的模塊得到最好的效能表現;而兩個磁盤驅動器的第二部分用來創建RAID1模式,主要用來存儲用戶個人的文件和數據。例如,使用兩塊120GB的硬盤,可以將兩塊硬盤的前60GB組成120GB的邏輯分割區,然后剩下兩個60GB區塊組成一個60GB的數據備份分割區。像需要高效能、卻不需要安全性的應用,就可以安裝在RAID0分割區,而需要安全性備分的數據,則可安裝在RAID1分割區。換言之,使用者得到的總硬盤空間是180GB,和傳統的RAID0+1相比,容量使用的效益非常的高,而且在容量配置上有著更高的彈性。如果發生硬盤損毀,RAID0分割區數據自然無法復原,但是RAID1分割區的數據卻會得到保全。可以說,利用MatrixRAID技術,我們只需要2個硬盤就可以在獲取高效數據存取的同時又能確保數據安全性。這意味著普通用戶也可以低成本享受到RAID0+1應用模式。 是nVidia自行開發的RAID技術,隨著nForce各系列芯片組的發展也不斷推陳出新。相對于其它RAID技術而言,目前最新的nForce4系列芯片組的NVRAID具有自己的鮮明特點,主要是以下幾點:(1)交錯式RAID(Cross-ControllerRAID):交錯式RAID即俗稱的混合式RAID,也就是將SATA接口的硬盤與IDE接口的硬盤聯合起來組成一個RAID模式。交錯式RAID在nForce3250系列芯片組中便已經出現,在nForce4系列芯片組身上該功能得到延續和增強。(2)熱冗余備份功能:在nForce4系列芯片組中,因支持SerialATA2。0的熱插拔功能,用戶可以在使用過程中更換損壞的硬盤,并在運行狀態下重新建立一個新的鏡像,確保重要數據的安全性。更為可喜的是,nForce4的nVIDIARAID控制器還允許用戶為運行中的RAID系統增加一個冗余備份特性,而不必理會系統采用哪一種RAID模式,用戶可以在驅動程序提供的“管理工具”中指派任何一個多余的硬盤用作RAID系統的熱備份。該熱冗余硬盤可以讓多個RAID系統(如一個RAID0和一個RAID1)共享,也可以為其中一個RAID系統所獨自占有,功能類似于時下的高端RAID系統。(3)簡易的RAID模式遷移:nForce4系列芯片組的NVRAID模塊新增了一個名為“Morphing”的新功能,用戶只需要選擇轉換之后的RAID模式,而后執行“Morphing”操作,RAID刪除和模式重設的工作可以自動完成,無需人為干預,易用性明顯提高。