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RAID(Redundant Array of Inexpensive Disks)就是我们平常所说的磁盘阵列。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略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。
磁盘阵列不仅可以提高数据的安全性,而且还可以提高整体磁盘系统的数据传输率。本来磁盘RAID仅用在服务器系统中,现在,RAID也用在PC机中了。RAID包括三种不同的模式,其中分为RAID 0、RAID 1和RAID 0+1。
RAID 0模式(stripe/磁盘阵列)
它可以把数据分散到多块硬盘上进行存贮,在进行数据存取时,能同时对这几个磁盘进行存贮访问,通过并行存贮访问来提高磁盘的整体数据传输速度。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、几十倍的速率,这也是RAID最初想要解决的问题。
简单的说,RAID 0采用多硬盘来提高读写性能的,RAID 0模式时数据会交叉地对硬盘上的数据进行存取。例如,外接两个同样大的硬盘,采用 8 KB的阵列(数据块), 当数据传输到硬盘时,RAID控制器将数据分成8 KB的数据单块,并将每个偶数数据块写到一个硬盘,同时将奇数数据块写到另外一块硬盘上,并发操作,双倍地提高了读写效率。
要注意的是,其中对于单个磁盘来说,它的数据传输率却并未提升。因为RAID 0不具有数据冗余功能,所以不能提高数据的安全性。RAID 0模式下可以使用的磁盘总空间相当于组成阵列的两块磁盘的容量之和。如果其中任何一块硬盘出现问题,整个系统都将无法使用。
在使用RAID 0方式的磁盘阵列时,大家应该使用同样型号和容量的硬盘。如果硬盘型号和容量不同的话,一块的速度比另外一块慢很多的话,会损失很多性能的,因为较快的硬盘会慢下来等待较慢的硬盘做完工作。
另外,RAID 0阵列的容量大小由阵列中最小容量的硬盘决定的。总的阵列容量就等于这个最小磁盘容量乘以磁盘的个数。例如,要阵列3个 1 GB硬盘和一个10 GB硬盘,那么阵列的总容量大小就只有 4 GB (最小容量的磁盘 = 1 GB, 乘 4 个硬盘= 4 GB), 那个10GB硬盘所剩下的 9 GB就不能被利用了。这就是这种方式下需要相同硬盘的另一个原因:避免浪费硬盘容量。
RAID 1模式(镜像模式)
它能够自动对数据进行备份,提高数据的完整性和安全性。RAID 1主要是通过将一块硬盘中的数据完整复制到另外一块硬盘实现数据的冗余。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。
例如:两块 5 GB硬盘做成一个阵列将看起来像一个 5 GB的硬盘。当数据写入一块硬盘时,RAID控制器同时地将同样的数据写到另外一块硬盘上。结果,第二块硬盘就完全成了第一块硬盘的镜像。一旦第一块硬盘损坏,第二块硬盘将自动接管操作--特别是适合于安全性要求很高的场合下的应用。在这些特别的场合,要用到多个备份。一个 RAID 1 阵列可用四个(或更多)硬盘来设置,为其中一个硬盘做成3个之多的冗余备份!
RAID1具有最高的安全性,但只有较少的磁盘空间被用来存储数据,这是以损失另外一块硬盘的容量为代价的。它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。虽然RAID 1可以加强数据安全性,但是速度却有所降低。这是因为RAID 1需要对同一数据进行两次读写,分别写入到两块硬盘之中。当保存文件时,数据被同时复制到两块硬盘上。这样,即使其中一块硬盘损坏,整个系统仍然可以继续正常使用,不会出现任何问题。
同样,在是使用RAID镜像时,可用的磁盘容量依然是等于最小硬盘的容量。使用 1 GB和10 GB来做RAID 1阵列是愚蠢的,整个阵列的容量只有 1 GB的容量,10GB上有9GB不能被使用。这一点上,也说明最好需要同样容量大小和同样性能的硬盘做 RAID 1阵列。
RIAD 0/1模式
它是对上述两种不同模式的结合,可以同时支持磁盘阵列和磁盘镜像,这样既可以提升速度又可以加强数据的安全性。RAID 0/1模式需要使用4块硬盘,总空间相当于4块硬盘容量总和的一半。例如,如果我们使用4块20GB的硬盘,那么实际可用空间为40GB。4块硬盘两两组成一组,所有的文件和数据都会被一次性写入每组磁盘中,并且在磁盘组之间建立带集。
在目前来说,在PC机中使用磁盘RAID模式还比较少,但在服务器系统中,磁盘RAID模式就显得非常必要了。磁盘RAID系统的整体高数据传输率,特别是它的数据冗余安全性,是服务器能正常安全工作的必要条件。当然随着时代的发展。在PC机系统中使用磁盘RAID模式将会越来越多。
要使用磁盘RAID主要有两种方式,第一种就是RAID适配卡,通过RAID适配卡就可以实现硬盘的RAID功能。现在RAID适配卡比较多,它们的价格差距也比较大。有 $1400 (仅供参考)的 Promise FastTrak 100。 亦有价格非常低的天扬 ATA 100R。其实这些RAID适配卡最主要的部份就RAID控制芯片,现在主要有Promise、AMI(图一)、HighPoint(图二)这几家公司的RAID控制芯片。目前市场上已有多家公司出产了基于这些RAID控制芯片的适配卡,其中包括Promise(图三), AMI(图四), 天扬, Iwill (图五)及 Abit (图六)等RAID适配卡。
RAID适配卡从接口方式看分为SCSI适配卡、IDE适配卡。SCSI适配卡在数据传输方面要比IDE适配卡快,但它在价格上比IDE适配卡高很多。使用专门的RAID适配卡来实现磁盘RAID的方法主要用在服务器系统,这样能服务器系统能更安全,系统容错性更高。这种方法在PC机中相对就很少使用,毕竟RAID适配卡价格太高,并且它还要占用一个外接插槽。
第二种方式就是直接在主板上集成RAID控制芯片,让主板能直接实现磁盘RAID。这种方式成本比专用的RAID适配卡低很多,它就可以用在PC机方面了。现在在主板上集成RAID控制芯片的主板也不少。升技ABIT KT7 RAID主板集成了HighPoint 公司的HighPoint 370控制芯片,这款主板通过实现磁盘RAID而使它的磁盘子系统的性能得到了极大的提高。另外,艾威KV200-R主板也集成了AMI公司的RAID控制芯片。其它的主板也会很快集成类似的RAID控制芯片,从而提高主板的磁盘系统性能。 在使用RAID功能时,要注意RAID接口有专门的RAID接口,它不同于一般的IDE接口,但在数据线的连接方面同一般的IDE接口相同。在计算机刚启动后,可以根据显示器画面上的提示来进入磁盘RAID模式的功能编辑。如果设置成功,在用Fdisk分区时,你会发现接成RAID的多个硬盘已经合并为一个大硬盘,其容量为多个硬盘的总和,用户就可以像使用一个大硬盘一样的使用磁盘组。必须注意的是:创建RAID时会破坏原有的资料,请大家预先备份。 |