我想知道电脑里阵列是什么意思

我想知道电脑里阵列是什么意思,第1张

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)。

什么是RAID呢 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

RAID技术的两大特点:一是速度,二是安全,由于这两项优点,RAID技术早期被应用于高级服务器中的SCSI接口的硬盘系统中,随着近年计算机技术的发展,PC机的CPU的速度已进入GHz 时代IDE接口的硬盘也不甘落后,相继推出了ATA66和ATA100硬盘这就使得RAID技术被应用于中低档甚至个人PC机上成为可能RAID通常是由在硬盘阵列塔中的RAID控制器或电脑中的RAID卡来实现的

RAID级别的选择有三个主要因素:可用性(数据冗余),性能和成本如果不要求可用性,选择RAID0以获得最佳性能如果可用性和性能是重要的而成本不是一个主要因素,则根据硬盘数量选择RAID 1如果可用性,成本和性能都同样重要,则根据一般的数据传输和硬盘的数量选择RAID3,RAID5

RAID,为Redundant Arrays of Independent Disks的简称,中文为廉价冗余磁盘阵列 磁盘阵列其实也分为软阵列 (Software Raid)和硬阵列 (Hardware Raid) 两种 软阵列即通过软件程序并由计算机的 CPU提供运行能力所成 由于软件程式不是一个完整系统故只能提供最基本的 RAID容错功能 其他如热备用硬盘的设置, 远程管理等功能均一一欠奉 硬阵列是由独立操作的硬件提供整个磁盘阵列的控制和计算功能 不依靠系统的CPU资源

由于硬阵列是一个完整的系统, 所有需要的功能均可以做进去 所以硬阵列所提供的功能和性能均比软阵列好 而且, 如果你想把系统也做到磁盘阵列中, 硬阵列是唯一的选择 故我们可以看市场上 RAID 5 级的磁盘阵列均为硬阵列 软 阵列只适用于 Raid 0 和 Raid 1 对于我们做镜像用的镜像塔, 肯定不会用 Raid 0或 Raid 1作为高性能的存储系统,巳经得到了越来越广泛的应用RAID的级别从RAID概念的提出到现在,巳经发展了六个级别, 其级别分别是0,1,2,3,4,5等但是最常用的是0,1,3,5四个级别下面就介绍这四个级别

RAID 0:将多个较小的磁盘合并成一个大的磁盘,不具有冗余,并行I/O,速度最快RAID 0亦称为带区集它是将多个 磁盘并列起来,成为一个大硬盘在存放数据时,其将数据按磁盘的个数来进行分段,然后同时将这些数据写进这些盘中 所以,在所有的级别中,RAID 0的速度是最快的但是RAID 0没有冗余功能的,如果一个磁盘(物理)损坏,则所有的数 据都无法使用

RAID 0是的一种最简单的实现方式就是把几块硬盘串联在一起创建一个大的卷集磁盘之间的连接既可以使用硬件的形式通过智能磁盘控制器实现,也可以使用操作系统中的磁盘驱动程序以软件的方式实现,我们把4块磁盘组合在一起形成一个独立的逻辑驱动器,容量相当于任何任何一块单独硬盘的4倍

RAID 1:

首先它有个别名就是磁盘镜像,每一个磁盘都具有一个对应的镜像盘对任何一个磁盘的数据写入都会被复制镜像盘中;系统可以从一组镜像盘中的任何一个磁盘读取数据显然,磁盘镜像肯定会提高系统成本

另外,两组相同的磁盘系统互作镜像,速度没有提高,但是允许单个磁盘错,可靠性最RAID 1就是镜像其原理为 在主硬盘上存放数据的同时也在镜像硬盘上写一样的数据当主硬盘(物理)损坏时,镜像硬盘则代替主硬盘的工作因 为有镜像硬盘做数据备份,所以RAID 1的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的但是其磁盘的利用率却只有50%, 是所有RAID上磁盘利用率最低的一个级别

RAID Level 3: RAID 3存放数据的原理和RAID0,RAID1不同RAID 3是以一个硬盘来存放数据的奇偶校验位,数据则分段存储于其余硬盘 中它象RAID 0一样以并行的方式来存放数,但速度没有RAID 0快如果数据盘(物理)损坏,只要将坏硬盘换掉,RAID

控制系统则会根据校验盘的数据校验位在新盘中重建坏盘上的数据不过,如果校验盘(物理)损坏的话,则全部数据都 无法使用利用单独的校验盘来保护数据虽然没有镜像的安全性高,但是硬盘利用率得到了很大的提高,为n-1

这种使用一个专门的磁盘存放所有的校验数据,而在剩余的磁盘中创建带区集分散数据的读写操作显然显得有点简单例如,在一个由5块硬盘构成的RAID 3系统中,4块硬盘将被用来保存数据,第五块硬盘则专门用于校验这种配置方式可以用4+1的形式表示

第五块硬盘中的每一个校验块所包含的都是其它4块硬盘中对应数据块的校验信息

RAID 3的成功之处就在于不仅可以象RAID 1那样提供容错功能,而且整体开销从RAID 1的50%下降为25%(RAID 3+1)随着所使用磁盘数量的增多,成本开销会越来越小举例来说,如果我们使用7块硬盘,那么总开销就会将到125%(1/7)

RAID 5:向阵列中的磁盘写数据,奇偶校验数据存放在阵列中的各个盘上,允许单个磁盘出错RAID 5也是以数据的校验 位来保证数据的安全,但它不是以单独硬盘来存放数据的校验位,而是将数据段的校验位交互存放于各个硬盘上这样, 任何一个硬盘损坏,都可以根据其它硬盘上的校验位来重建损坏的数据硬盘的利用率为n-1

和RAID比较的话,首先 RAID 5和RAID 3几乎完全相同,也是由同一带区内的几个数据块共享一个校验块

而RAID 5和RAID 3的最大区别在于RAID 5不是把所有的校验块集中保存在一个专门的校验盘中,而是分散到所有的数据盘中RAID 5使用了一种特殊的算法,可以计算出任何一个带区校验块的存放位置

RAID 0-1:顾名思义,就是把RAID0和RAID1结合起来,同时具有RAID 0和RAID 1的优点,它是个没有冗余的磁盘集合

而把这两部分统一起来看,它们又互为镜像,所以又融合了RAID1的特点

这样一来两者的长处都得到了发挥

总的来说,这几种模式都给有特点,优点缺点都有,但是假如只是从安全性来考虑的话 RAID5和RAID1是最好的选择

上个世纪八十年代,美国加利福尼亚大学伯克利分校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,CPU效能每年大约成长30~50%,而硬磁机只能成长约7%,硬磁机的增长已经严重跟不上CPU的增长速度,于是,RAID就这样诞生了。

RAID,为RedundantArraysofIndependentDisks的简称,中文为廉价冗余磁盘阵列。

RAID理论,作为高性能的存储系统,已经得到了越来越广泛的应用。RAID阵列技术允许将一系列磁盘分组,以实现为数据保护而必需的数据冗余,以及为提高读写性能而形成的数据条带分布。

RAID最初用于高端服务器市场,不过随着计算机技术的快速发展,RAID技术已经渗透到计算机遍布的各个领域。

如今,在家用电脑主板中,RAID控制芯片也随处可见。

RAID级别介绍

一般常用的RAID阶层,分别是RAID0、RAID1、RAID2、RAID3、RAID4、RAID5,RAID50、RAID6、以及RAID0+1或称RAID10。

实现方式

软件模拟实现:SoftwareRAID,结合内核中的md工具,生产环境中一般没有人使用

硬件实现:硬件级别的RAID配置多块硬盘在bios中实现

外接式磁盘阵列:通过扩展卡提供适配能力内接式RAID:主板集成RAID控制器

1)可以通过SAS接口的适配器接口扩展出串行端口附加存储,以logicalunitnumber逻辑单元号表现

窄带:8个接口,7target宽带:16个接口,15个target

2)RAID控制器需要系统驱动使用,在BIOS中可以设置,通过适配器连接到RAID磁盘阵列

3)RAID控制器本身有CPU,还可以有内存来加速,另外设置电源方式断电时候的应急写入

RAID0

也称为条带模式,即把连续的数据分散到多个磁盘上存取,如图所示。当系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行,每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽,显著提高磁盘整体存取性能。因为读取和写入是在设备上并行完成的,读取和写入性能将会增加,这通常是运行RAID0的主要原因。但RAID0没有数据冗余,如果驱动器出现故障,那么将无法恢复任何数据。

RAID1

RAID1又称为镜像,一个具有全冗余的模式,如图所示。RAID1可以用于两个或2xN个磁盘,并使用0块或更多的备用磁盘,每次写数据时会同时写入镜像盘。这种阵列可靠性很高,但其有效容量减小到总容量的一半,同时这些磁盘的大小应该相等,否则总容量只具有最小磁盘的大小。

RAID2

从概念上讲,RAID2同RAID3类似,两者都是将数据条块化分布于不同的硬盘上,条块单位为位或字节。然而RAID2使用一定的编码技术来提供错误检查及恢复。这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息,使得RAID2技术实施更复杂。因此,在商业环境中很少使用。由于海明码的特点,它可以在数据发生错误的情况下将错误校正,以保证输出的正确。它的数据传送速率相当高,如果希望达到比较理想的速度,那最好提高保存校验码ECC码的硬盘,对于控制器的设计来说,它又比RAID3,4或5要简单。没有免费的午餐,这里也一样,要利用海明码,必须要付出数据冗余的代价。输出数据的速率与驱动器组中速度最慢的相等。

RAID3

RAID3是将数据先做XOR运算,产生ParityData后,在将数据和ParityData以并行存取模式写入成员磁盘驱动器中,因此具备并行存取模式的优点和缺点。进一步来说,RAID3每一笔数据传输,都更新整个Stripe_即每一个成员磁盘驱动器相对位置的数据都一起更新_,因此不会发生需要把部分磁盘驱动器现有的数据读出来,与新数据作XOR运算,再写入的情况发生_这个情况在RAID4和RAID5会发生,一般称之为Read、Modify、WriteProcess,我们姑且译为为读、改、写过程_。因此,在所有RAID级别中,RAID3的写入性能是最好的。

RAID4

RAID4是采取独立存取模式,同时以单一专属的ParityDisk来存放ParityData。RAID4的每一笔传输_Strip_资料较长,而且可以执行OverlappedI/O,因此其读取的性能很好。

如果一个驱动器出现故障,那么可以使用校验信息来重建所有数据。如果两个驱动器出现故障,那么所有数据都将丢失。不经常使用这个级别的原因是校验信息存储在一个驱动器上。每次写入其它磁盘时,都必须更新这些信息。因此,在大量写入数据时很容易造成校验磁盘的瓶颈,所以目前这个级别的RAID很少使用了。

RAID5

RAID5与RAID4之间最大的区别就是校验信息均匀分布在各个驱动器上,这样就避免了RAID4中出现的瓶颈问题。如果其中一块磁盘出现故障,那么由于有校验信息,所以所有数据仍然可以保持不变。如果可以使用备用磁盘,那么在设备出现故障之后,将立即开始同步数据。如果两块磁盘同时出现故障,那么所有数据都会丢失。RAID5可以经受一块磁盘故障,但不能经受两块或多块磁盘故障。

RAID5也是采取独立存取模式,但是其ParityData则是分散写入到各个成员磁盘驱动器,因此,除了具备OverlappedI/O多任务性能之外,同时也脱离如RAID4单一专属ParityDisk的写入瓶颈。但是,RAID5在座资料写入时,仍然稍微受到读、改、写过程的拖累。

基本上来说,多人多任务的环境,存取频繁,数据量不是很大的应用,都适合选用RAID5架构,例如企业档案服务器、WEB服务器、在线交易系统、电子商务等应用,都是数据量小,存取频繁的应用。

RAID50

由两组RAID5磁盘组成,每一组都使用了分布式奇偶位,而两组硬盘再组建成RAID0,实现跨磁盘抽取数据。RAID50提供可靠的数据存储和优秀的整体性能,并支持更大的卷尺寸。即使两个物理磁盘发生故障,数据也可以顺利恢复过来。

RAID50最少需要6个驱动器,它最适合需要高可靠性存储、高读取速度、高数据传输性能的应用。这些应用包括事务处理和有许多用户存取小文件的办公应用程序。

优势:更高的容错能力,具备更快数据读取速率的潜力。

需要注意的是:磁盘故障会影响吞吐量。故障后重建信息的时间比镜像配置情况下要长。

RAID6

raid6是由一些大型企业提出来的私有raid级别标准,它的全称叫“independentdatadiskswithtwoindependentdistributedparityschemes”。这种raid级别是在raid5的基础上发展而成,因此它的工作模式与raid5有异曲同工之妙,不同的是raid5将校验码写入到一个驱动器里面,而raid6将校验码写入到两个驱动器里面,这样就增强了磁盘的容错能力,同时raid6阵列中允许出现故障的磁盘也就达到了两个,但相应的阵列磁盘数量最少也要4个。

RAID-6是在RAID-5基础上把校验信息由一位增加到两位的raid级别。

RAID10

RAID0+1/RAID10,综合了RAID0和RAID1的优点,适合用在速度需求高,又要完全容错,当然经费也很多的应用。RAID0和RAID1的原理很简单,合起来之后还是很简单,我们不打算详细介绍,倒是要谈谈,RAID0+1到底应该是RAID0+RAID1,还是RAID1+RAID0,也就是说,是把多个RAID1做成RAID0,还是把多个RAID0做成RAID1?

RAID0+RAID1

假设有四台磁盘驱动器,每两台磁盘驱动器先做成RAID1,再把两个RAID1做成RAID0,这就是RAID0+RAID1:

A=DriveA1+DriveA2B=DriveB1+DriveB2

RAID0=A+B

RAID1+RAID0

假设有四台磁盘驱动器,每两台磁盘驱动器先做成RAID0,再把两个RAID0做成RAID1,这就是RAID1+RAID0:

A=DriveA1+DriveA2B=DriveB1+DriveB2

RAID1=A+B

在这种架构之下,如果A有一台磁盘驱动器故障,A就算毁了,当然RAID1仍然可以正常工作;如果这时B也有一台磁盘驱动器故障,B也就算毁了,此时RAID1的两磁盘驱动器都算故障,整个RAID1资料就毁了。

因此,RAID0+RAID1应该比RAID1+RAID0具备比较高的可靠度。所以精容数安建议,当采用RAID0+1/RAID10架构时,要先作RAID1,再把数个RAID1做成RAID0。

重点

RAID取代不了备份,它需要结合其他某种数据保护机制一起使用。如果RAID不结合其他某种数据保护方法或者技术,那么被删除的文件就会永远消失。不过如果有备份、快照或者数据的其他副本或视图,那么被删除的文件是可以恢复过来的。

首先来说,

第一,就是扩展作用,可以使早期的不支持SATA设备的主板通过PCI插槽来使其可以使用SATA设备!

第二,就是组建RAID阵列!目前主流的RAID阵列有好多种!一般PCI扩展卡支持的为RAID 0, RAID 1,也有少数高端产品支持RAID 0+1

(RAID 0,就是使用两块硬盘同时传输来提高数据的传输速度。RAID 1就是使用两块硬盘,一块自动备份,一块数据传输!可以在一块硬盘出现故障时及时用另一块硬盘来恢复输出提高安全性!RAID 0+1故名思意就是结合了RAID 0 RAID 1的方式!i)

这些技术以前只要应用在服务器上!随着现在SATA硬盘的普及!较新的主板都集成了这些功能!而较老的主板要实现这些功能!就需要这些PCI扩展卡了!

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