ID(Redundant Arrays of Independent Disks,由多個獨立磁盤構成的具有自動數據糾錯功能的陣列,簡稱:磁盤陣列),是由多個磁盤(通常是硬盤)組合而成的大容量磁盤組,這項技術將數據切割成許多塊,分別存放在各個硬盤上,并利用同位檢查(Parity Check)的方法進行數據備份,這樣,當任意一個硬盤出故障時,仍可讀出數據,在數據重構時,將數據經計算后重新置入新硬盤中,確保數據安全。
ID 技術的兩大特點:一是速度、二是安全。它能提供比單個硬盤更高的存儲性能和安全性能。
一、RAID技術的起源
在電腦出現的初期,硬盤的容量還很小的,大容量的硬盤價格昂貴。同樣的容量,一個大容量硬盤的價格要比幾塊小容量硬盤合起來的價格總和要貴許多,所以,有些電腦技術人員就想:能不能夠利用幾塊小容量硬盤來把它拼成一塊大硬盤,以達到和大硬盤相同容量的作用?如果可以這樣,就大大節省了在硬盤上的費用。于是,在這個節省費用的初衷思維引導下,RAID(磁盤陣列)技術誕生了。
隨著存儲技術的不斷發展,到了現代,硬盤的單盤容量得以大大提高,現在單盤容量已經高達10T的海量,價格也不再昂貴了。多個小容量硬盤合起來不再比一塊大硬盤便宜了。 但是在RAID技術的發展過程中,人們發現了RAID技術在其它方面的優勢,那就是容錯能力,也就是數據安全方面的巨大作用。
雖然RAID在節約成本方面不是很明顯了,但是RAID可以充分的發揮多塊硬盤的優勢,實現遠遠超過一塊單獨硬盤的速度和吞吐量,以及提供遠超過一塊硬盤的容錯能力。
二、RAID技術的發展
RAID如何實現數據存儲的高速和高可靠性呢?我們不妨來看一下它的工作原理。RAID按照實現原理的不同分為不同的級別,不同的級別之間工作模式是有區別的。整個的RAID結構是一些磁盤結構,通過對磁盤進行組合達到提高效率,減少錯誤的目的。 常用的RAID 模式有RAID 0、RAID 1、RAID 10、RAID 3、RAID 5、RAID 50等。
RAID 0模式——最高性能
RAID 0模式,是將兩個或兩個以上相同型號及容量的硬盤組合起來,磁盤陣列的總容量為各個硬盤容量之和。RAID 0模式連續以位或字節為單位分割數據,并行讀/寫于多個磁盤上,因此具有很高的數據傳輸率,但它沒有數據冗余(糾錯),并沒有為數據的可靠性提供保證,而且其中的一個磁盤失效將影響到所有數據。因此,RAID 0不能應用于數據安全性要求高的場合。
RAID 0模式的優點是讀寫性能得到很大的提升,缺點是沒有任何的數據保護措施,只要其中一只硬盤損壞,所有數據便會被破壞。所以它通常應用在一些非重要資料上。
RAID 1模式——最高安全
RAID 1模式,是將兩個(只有兩個)硬盤組合起來,亦可稱為鏡像(Mirroring),磁盤陣列的總容量為其中一塊硬盤的容量。數據被相同的存儲在兩個硬盤上,內容一模一樣,兩個硬盤互為鏡像。RAID 1模式是磁盤陣列中單位成本最高的,但提供了很高的數據安全性和可用性。當一個磁盤失效時,系統可以自動切換到鏡像磁盤上讀寫,而不需要重組失效的數據。因此RAID 1常用于對出錯率要求極嚴的應用場合,如財政、金融等領域。
RAID 10模式——性能和安全兼顧
RAID 10模式實際是將RAID 0和RAID 1相結合的產物,先將兩組磁盤分別配置成RAID 1模式,然后再將兩個磁盤組按照RAID 0模式配置。RAID 10模式的優點是同時擁有RAID 0的超凡速度和RAID 1的數據高可靠性。
RAID 3模式
RAID 3模式是使用一個專門的磁盤來存放所有的校驗數據,而在剩余的磁盤中分散存儲數據。RAID 3模式需要實現時用戶必須要有三個以上的磁盤,寫入速率與讀出速率都很高,因為校驗位比較少,因此計算時間相對而言比較少。它主要用于圖形(包括動畫)等要求吞吐率比較高的場合。
RAID 5模式——容量、性能、安全兼顧
RAID 5模式是將所有數據及校驗值都會分布在所有硬盤上。RAID 5模式不對數據進行備份,而是把數據和與其相對應的奇偶校驗信息存儲到組成RAID5的各個磁盤上,并且奇偶校驗信息和相對應的數據分別存儲于不同的磁盤上。當RAID5的一個磁盤數據損壞后,利用剩下的數據和相應的奇偶校驗信息去恢復被損壞的數據。磁盤陣列的總容量也為各個硬盤容量之和減去一塊硬盤的容量。RAID 5模式以合理的價位提供了最佳的性能和數據安全性,因此目前它很受歡迎。
三、RAID技術的運用
RAID技術運用于實際,最常見是磁盤陣列柜產品,磁盤陣列柜是集成有RAID控制器的磁盤柜,可以通過RAID配置軟件,靈活地配置各種RAID模式,以滿足不同用戶的實際存儲需求。
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