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什么是磁盤陣列?
磁盤陣列(raid),一種把多塊獨立硬盤(物理硬盤)按照不同方式組合成一個硬盤組(邏輯硬盤),從而提供比單個硬盤更好的存儲性能和數(shù)據(jù)備份能力的技術(shù)。是在多塊硬盤組成的陣列系統(tǒng)中,犧牲一塊或多塊硬盤自己的容量,來對數(shù)據(jù)的存儲提供一定的容錯能力。塔式目前使用的較為廣泛的數(shù)據(jù)保護模式。
提到磁盤陣列數(shù)據(jù)的安全性,我們假設(shè)一下,如果你把重要的數(shù)據(jù)在沒有備份的情況下存儲在單一的硬盤中,如果硬盤損壞,輕的你可以找數(shù)據(jù)恢復(fù)公司進行數(shù)據(jù)恢復(fù),損壞嚴重的你的數(shù)據(jù)就將丟失。但如果你采用磁盤陣列的形式進行數(shù)據(jù)的存儲方式,那我們只需要替換掉陣列中壞的硬盤數(shù)據(jù)就可以恢復(fù)了。
磁盤陣列
獨立磁盤冗余陣列是把相同的數(shù)據(jù)存儲在多個硬盤的不同的地方的方法。通過把數(shù)據(jù)放在多個硬盤上,輸入輸出操作能以平衡的方式交疊,改良性能。因為多個硬盤增加了平均故障間隔時間(MTBF),儲存冗余數(shù)據(jù)也增加了容錯。 由加利福尼亞大學(xué)伯克利分校(University of California-Berkeley)在1988年,發(fā)表的文章:“A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks”。文章中,談到了RAID這個詞匯,而且定義了RAID的5層級。伯克利大學(xué)研究目的是反映當(dāng)時CPU快速的性能。CPU效能每年大約成長30~50%,而硬磁機只能成長約7%。研究小組希望能找出一種新的技術(shù),在短期內(nèi),立即提升效能來平衡計算機的運算能力。在當(dāng)時,柏克萊研究小組的主要研究目的是效能與成本。 另外,研究小組也設(shè)計出容錯(fault-tolerance),邏輯數(shù)據(jù)備份(logical data redundancy),而產(chǎn)生了RAID理論。研究初期,便宜(Inexpensive)的磁盤也是主要的重點,但后來發(fā)現(xiàn),大量便宜磁盤組合并不能適用于現(xiàn)實的生產(chǎn)環(huán)境,后來Inexpensive被改為independent,許多獨立的磁盤組
RAID解決了什么問題
通俗地說,RAID就是通過將多個磁盤按照一定的形式和方案組織起來,通過這樣的形式能夠獲取比單個硬盤更高的速度、更好的穩(wěn)定性、更大的存儲能力的存儲解決方案,用戶不必關(guān)心磁盤陣列究竟由多少塊硬盤組成,使用中整個陣列就如同一塊硬盤一樣。所以RAID技術(shù)能夠為計算機系統(tǒng)提供以下三個方面的優(yōu)異性能:
1) 提供更大的存儲空間
目前容量為2TB的硬盤已經(jīng)在市場上大量銷售,2TB的存儲空間對于個人用戶來說已經(jīng)很大了,但對于企業(yè)用戶來說,還遠遠不夠,那么使用RAID技術(shù),就可以把多塊硬盤組成一個更大的存儲空間供用戶使用。比如,利用RAID 0技術(shù)把5塊2TB的硬盤組織起來,能夠提供10TB的存儲空間。
2)提供更快的傳輸速度
從計算機問世以來的數(shù)年來,CPU的處理速度以幾何數(shù)量級迅猛增長,然而硬盤作為計算機中重要的存儲設(shè)備,在容量飛速增長的同時,速度卻提高緩慢,己經(jīng)成為計算機速度發(fā)展的瓶頸。
如果采用RAID技術(shù),則可以讓很多硬盤同時傳輸數(shù)據(jù),而這些硬盤在邏輯上又表現(xiàn)為一塊硬盤,所以使用RAID可以達到單個硬盤幾倍、甚至幾十倍的速率。
即RAID技術(shù)可以通過在多個硬盤上實現(xiàn)以同時存儲和讀取數(shù)據(jù)的方式來大幅提高存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量。
3)提供更高的安全性
RAID還可以通過數(shù)據(jù)校驗提供容錯功能,在很多RAID模式中都有較為完備的冗余措施,甚至是直接相互的鏡像備份,從而大大提高了RAID系統(tǒng)的容錯性,讓系統(tǒng)的穩(wěn)定性更好、安全性更高。
RAID的應(yīng)用
AS --direct access storage device直接訪問存儲設(shè)備
DAS是磁盤存儲設(shè)備的術(shù)語,以前被用在大、中型機上。使用在PC機上還包括硬盤設(shè)備DAS的很新形式是RAID?!爸苯釉L問”指訪問所有數(shù)據(jù)的時間是相同的。
NAS --Network Attached Storage 網(wǎng)絡(luò)附加存儲設(shè)備
一種特殊目的的服務(wù)器,它具有嵌入式的軟件系統(tǒng),可以通過網(wǎng)絡(luò)對個種的系統(tǒng)平臺提供文件共享服務(wù)
SAN --Storage Area Networks 存儲區(qū)域網(wǎng)
一種高速的專用網(wǎng)絡(luò),用于建立服務(wù)器、磁盤陣列和磁帶庫之間的一種直接聯(lián)接。它如同擴展的存儲器總線,將專用的集線器、交換器以及網(wǎng)關(guān)或橋路互相連接在一起。 SAN 常使用光纖通道。一個 SAN 可以是本地的或者是遠程的,也可以是共享的或者是專用的。SAN 打破了存儲器與服務(wù)器之間的束縛,允許你獨立地選擇較佳的存儲器或者是較佳的服務(wù)器,從而提高可擴性和靈活性。