磁盘冗余阵列技术的应用
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摘要：随着计算机技术的发展，使存储数据的技术手段也发生很大变化。存储信息并且防止信息丢失就成为了一个首要问题。利用RAID技术可以把数据分布到多个硬盘上，从而取得更好的稳定性和性能。
关键词：RAID；磁盘；数据存储；应用；功能
中图分类号：TP309.3 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 19-0000-01
Disk Redundancy Array Technology Application
Song Qi
(Harbin Railway Vocational and Technical College,Harbin150081,China)
Abstract:With the development of computer technology,the technical means to store data but also change dramatically.Stored information and prevent loss of information has become a priority.The use of RAID technology can distribute the data on multiple hard disks,and thus obtain better stability and performance.
Keywords:RAID;Disk;Data storage;Applications;Function
一、引言
随着计算机技术的快速发展和计算机应用的不断深入，计算机已经逐渐介入了我们的生活的方方面面，同时各个方面对计算机技术提出了更高的要求，为了适应人们的需要，计算机技术不断的在各个方面变革着。Internet的普及更加剧了信息的几何化增长，于是存储信息并且防止信息丢失就成为了一个首要问题。当然用于存储信息数据的设备就是关键了，比如对于一个大型的网站来说，因为存储设备的故障导致网站的片刻的瘫痪，也可能带来巨大的损失。那么，如何解决这一问题呢？很显然单靠用多个硬盘简单的备份不能从根本上解决问题。这时一种叫做独立冗余磁盘阵列（RAID）的技术就应运而生了。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。这一设计思想很快被接受，从此RAID技术得到了广泛应用，数据存储进入了更快速、更安全、更廉价的新时代。
二、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。
三、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。
四、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。
（一）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。（二）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”。（三）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。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
五、注意事项
（一）用来创建磁盘阵列的硬盘一般需成对使用。（二）强烈建议使用型号、容量、品牌均一致的四个硬盘来做阵列。（三）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。（四）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，想提高速度就得做阵列，这样速度快，以后加机器也不会有太大的影响。
六、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！在拷盘前用SFDISK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。
七、结束语
总之，冗余磁盘阵列RAID技术，能够将有效数据和校验数据均匀分布在多个硬盘中并加入校验数据，当有硬盘损坏时，通过校验数据恢复损坏硬盘申的数据。在恢复过程中，不影响系统的服务。同时，RAID系统可以大幅度提高磁盘数据1/0（input/outpu志；输入输出）的性能。通过配置并使用RAID系统，可以最大限度地减少由于硬件损坏造成的系统故障和数据丢失。
参考文献：
[1]崔宝江著.基于网络RAID结构的IP存储广域网性能研究[M].
[2]曾明,李建军等著.网络技术精要建网管网500问[M].电子工业出版社,2003,11