RAID磁盤陣列基礎(chǔ)

RAID磁盤陣列基礎(chǔ)存儲基礎(chǔ)RAIDRAID是“RedundantArrayofIndependentDisk”的縮寫，中文意思是獨立冗余磁盤陣列。冗余磁盤陣列技術(shù)誕生于1987年，由美國加州大學(xué)伯克利分校提出。簡單地解釋，就是將N臺硬盤通過RAIDController（分Hardware，Software）結(jié)合成虛擬單臺大容量的硬盤使用。RAID的采用為存儲系統(tǒng)（或者服務(wù)器的內(nèi)置存儲）帶來巨大利益，其中提高傳輸速率和提供容錯功能是最大的優(yōu)點。RAID技術(shù)就是用幾臺硬盤以不同的方式連接，以達到高速，高容錯的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。目前主流RAID方式有RAID0、RAID1、RAID5、RAID10等幾種。RAID（獨立冗余磁盤陣列）是一種把多塊獨立的硬盤（物理硬盤）按不同的方式組合起來形成一個硬盤組（邏輯硬盤），從而提供比單個硬盤更高的存儲性能與數(shù)據(jù)備份能力的技術(shù)。RAID特色是N塊硬盤同時讀取速度加快及提供容錯性。冗余磁盤陣列技術(shù)誕生于1987年，由美國加州大學(xué)伯克利分校提出。根據(jù)磁盤陳列的不同組合方式，可以將RAID分為不同級別。級別并不代表技術(shù)高低，選擇哪一種RAIDlevel的產(chǎn)品純視用戶的操作環(huán)境及應(yīng)用而定，與級別高低沒有必然關(guān)系。圖1RAID結(jié)構(gòu)圖RAID擴大了存儲能力可由多個硬盤組成容量巨大的存儲空間，并且降低了單位容量的成本，市場上最大容量的硬盤每兆容量的價格要大大高于普及型硬盤，因此采用多個普及型硬盤組成的陣列其單位價格要低得多。提高了存儲速度單個硬盤速度的提高均受到各個時期的技術(shù)存儲基礎(chǔ)RAID條件限制，要更進一步往往是很困難的，而使用RAID,則可以讓多個硬盤同時分?jǐn)倲?shù)據(jù)的讀或?qū)懖僮鳎虼苏w速度有成倍地提高。可靠性方面，RAID系統(tǒng)可以使用兩組硬盤同步完成鏡像存儲，這種安全措施對于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來說是最重要不過的了。RAID控制器的一個關(guān)鍵功能就是容錯處理。容錯陣列中如有單塊硬盤出錯，不會影響到整體的繼續(xù)使用，高級RAID控制器還具有拯救數(shù)據(jù)功能。對于IDERAID來說，目前還有一個功能就是支持ATA/66/100。RAID也分為SCSIRAID和IDERAID兩類，當(dāng)然IDERAID要廉價得多。如果主機主板不支持ATA/66/100硬盤，通過RAID卡，則能夠使用上新硬盤的ATA/66/100功能。RAID分類通常我們有5種常見的RAID級別，這些級別不是刻意分出來的，而是按功能分的。不同的RAID級別提供不同的性能，數(shù)據(jù)的有效性和完整性取決于特定的I/O環(huán)境。沒有任何一種RAID級別可以完美的適合任何用戶。RAID0：圖2RAID0RAID0將數(shù)據(jù)分條，存儲到多個磁盤中，不帶任何冗余信息。數(shù)據(jù)被分割成塊，繼續(xù)分布到磁盤中。這一級別也被認(rèn)為是純粹的數(shù)據(jù)分條。創(chuàng)建RAID0需要一個或多個磁盤。也就是說，單獨的一個磁盤可以被認(rèn)為是一個RAID0陣列。在所有的級別中，RAID0的速度是最快的。但是RAID0沒有冗余功能的，如果一個磁盤（物理）損壞，則所有的數(shù)據(jù)都無法使用。RAID1：存儲基礎(chǔ)RAID圖3RAID1RAID1至少要有兩個（只有兩個）硬盤才能組成，因此也稱為鏡像（Mirroring）方式。所謂鏡像就是每兩個硬盤的內(nèi)容一模一樣，但是對操作系統(tǒng)而言只呈現(xiàn)一個硬盤，以便于管理。由此可見，RAID1對數(shù)據(jù)進行了完全的備份，其可靠性是最高的。當(dāng)然，其數(shù)據(jù)的寫入時間可能會稍長一點，但因為兩個鏡象硬盤可以同時讀取數(shù)據(jù)，故讀數(shù)據(jù)與RAID0一樣。磁盤陣列的總?cè)萘繛槠渲蠳/2塊硬盤的容量在RAID級別中，RAID1通過數(shù)據(jù)鏡像提供了最高的信息可用性。鏡像硬盤相當(dāng)于一個備份盤，可想而知，這種硬盤模式的安全性是非常高的，RAID1的數(shù)據(jù)安全性在所有的RAID級別上來說是最好的。但是其磁盤的利用率卻只有50%，是所有RAID級別中最低的。RAID3：圖4RAID3RAID3是最常使用的硬盤陣列技術(shù)。RAID3至少需要3個硬盤。RAID3的總?cè)萘繛楦鱾€硬盤容量之和減去一塊硬盤的容量。應(yīng)用此技術(shù)，數(shù)據(jù)被分條存儲在多個磁盤內(nèi)。另外，會產(chǎn)生奇偶校驗，并一并存儲在磁盤內(nèi).使用RAID3,數(shù)據(jù)知識塊會比平均I/O大小來的小的多，同時磁盤主軸會被同步，以便提高數(shù)據(jù)傳送的帶寬。由于使用奇偶校驗，RAID3的數(shù)據(jù)條帶可以抵抗其中的一個磁盤出錯而不丟失任何信息。RAID3對于大量的連續(xù)數(shù)據(jù)可提供很好的傳輸率，但對于隨機數(shù)據(jù)，奇偶存儲基礎(chǔ)RAID盤會成為寫操作的瓶頸。利用單獨的校驗盤來保護數(shù)據(jù)雖然沒有鏡像的安全性高，但是硬盤利用率得到了很大的提高，為（n-1）/n。RAID5：圖5RAID5RAID5和RAID3極為相似，都是數(shù)據(jù)分條，奇偶校驗產(chǎn)生冗余。但是，它不采用一個固定的硬盤來存儲奇偶校驗值，所有數(shù)據(jù)和校驗值都分布在所有硬盤上。RAID5最大的好處是在一塊盤掉線的情況下，RAID照常工作，相對于RAID0必須每一塊盤都正常才可以正常工作的狀況容錯性能好多了。因此RAID5是RAID級別中最常見的一個類型。RAID10：圖6RAID10RAID10的容錯功能和RAID1相同，分條使用RAID1段得到較高的I/O率。口人心10巧妙的利用了RAID0的速度以及RAID1的保護兩種特性，不過它的缺點是需要的硬盤數(shù)較多，因為至少必須擁有四個以上的偶數(shù)硬盤才能使用。主流RAID卡的生產(chǎn)廠商存儲基礎(chǔ)RAID目前主流的生產(chǎn)商有Adaptec、LSILogic、HighPoint、Promise、歐迅特，另外IBM、HP也有自己的產(chǎn)品不過并沒有針對零售市場。RAID的選購注意事項：我們在選購的時候既要注意公司升級需求，也要考慮產(chǎn)品價格，具體選擇哪家的產(chǎn)品要看用戶的實際應(yīng)用、價格和售后等方面的考慮?？梢愿鶕?jù)下面產(chǎn)品介紹結(jié)合自己需要選購產(chǎn)品。Adaptec公司Adaptec公司1981年成立，總部位于加州Milpitas市，為全球各種規(guī)模的商業(yè)企業(yè)提供值得信賴的存儲解決方案，幫助他們有效地移動、管理和保護其數(shù)據(jù)信息。Adaptec據(jù)守這樣的信念：任何規(guī)模的企業(yè)都應(yīng)能以簡單、經(jīng)濟有效的存儲技術(shù)來保護其商業(yè)數(shù)據(jù)，并能隨時隨地即時訪問到這些數(shù)據(jù)。Adaptec同時堅信只有“隨發(fā)展而投入”的模式才能真正使客戶按其商業(yè)變化的需要不斷將其存儲解決方案提升至更新的技術(shù)更、大的容量和更具增值功能的軟件。Adaptec擁有30年成功打造最新存儲技術(shù)，并將這些技術(shù)轉(zhuǎn)化為軟硬件結(jié)合的解決方案，以適宜的成本、簡單易用的方式為不同行業(yè)、不同規(guī)模的企業(yè)所應(yīng)用的成功經(jīng)驗和良好聲譽。如今，Adaptec成為業(yè)內(nèi)能夠提供最全面存儲解決方案的企業(yè)之一，從芯片到內(nèi)部主機總線適配器，從RAID控制器到外部存儲局域網(wǎng)（SAN）、基于以太網(wǎng)的iSCSISAN（IPSAN）、網(wǎng)絡(luò)連接存儲（NAS），以及能夠提升存儲功能和價值的軟件。Adaptec以自己獨特的方式提供可靠、易用和經(jīng)濟實惠的存儲解決方案，深受全球各OEM商、VAR、企業(yè)、中小型商業(yè)及消費者的信任和青睞。目前，該公司推出的SATARAID適配器主要有AdaptecRAID2610SATA、AdaptecSATARAID2410sA兩款，從功能和外形上來看兩者的功能幾乎是相同的，是為了滿足不同類型的主板因此推出了兩款型號，主要區(qū)別是在于采用的通道方式不同。都是值得信賴的產(chǎn)品。存儲基礎(chǔ)RAID圖7AdaptecRAID2610SATA兩種產(chǎn)品都采用了Intel6臥****核心處理芯片，支持RAID5、0、1、10，采用SerialATA接口，6個SATA接口，數(shù)據(jù)傳輸率為1.5Gb/s，PCI插槽，總線速度66MHz，總線寬度為64bit。性能方面都有不錯表現(xiàn)。LSI公司LSI成立于1981年，總部位于美國加州的跨國公司，1983年在美國NASDAQ上市，20XX年的營業(yè)額約為20億美金。LSI在全球50多個國家和地區(qū)設(shè)有分公司或辦事處，1998年在中國成立設(shè)計中心。LSI為市場上頂級的存儲和消費電子產(chǎn)品提供領(lǐng)先的存儲、消費電子產(chǎn)品技術(shù)。目前，LSI正在領(lǐng)導(dǎo)SAS控制器芯片和4Gb/s光纖通道OEM存儲系統(tǒng)市場。針對OEM存儲和SAN基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用市場，LSI8.5Gb/s串行器/解串器(serializer/deserializer，SerDes)接收器內(nèi)核，再次創(chuàng)下一個行業(yè)里程碑。LSILogic的SASRAID卡的產(chǎn)品線非常豐富，從產(chǎn)品線上可以分為入門型、經(jīng)濟型和功能型。分別是入門型。目前MegaRAIDSAS8708EM2、LSIMegaRAIDSAS9260-8i是市場的主流產(chǎn)品。存儲基礎(chǔ)RAID圖8LSIMegaRAIDSAS8708EM2目前，LSIMegaRAIDSAS9260-8i是面向功能性市場的主要產(chǎn)品，其支持RAID級別：0、1、5和6，并可在線RAID級別升級（RLM），最多連接設(shè)備可連接多達32個SATA和/或SAS器件。2個迷你SASSFF-8087x4連接器，8個PCIExpress2.0主機接口，512MBDDRII高速緩存（800MHz），可選電池備份單元（直接連接），重建時自動恢復(fù)，改建時自動恢復(fù)，在線容量擴展（OCE），SafeStore加密服務(wù)，借助SSDGuard提供SSD支持。具備可恢復(fù)熱備件支持功能的全局和專用熱備件，統(tǒng)一的控制器多路徑（故障轉(zhuǎn)移），I/O負(fù)載均衡，綜合而全面的RAID管理套件。功能方面強悍。HighPoint公司HighPoint公司1995年成立于美國加利福尼亞州米爾皮塔斯（Milpitas）市，主營業(yè)務(wù)包括設(shè)計并研發(fā)RAIDIC芯片研發(fā)，RAID主機適配卡，主機總線適配器和存儲外設(shè)產(chǎn)品。于20XX年創(chuàng)造Rocket-火箭品牌，目前有遍布全球的龐大的代理和經(jīng)銷網(wǎng)絡(luò)在銷售Rocket系列產(chǎn)品。HighPoint將一如既往的致力于磁盤陣列存儲產(chǎn)品的設(shè)計和研發(fā)，提供企業(yè)和個人最佳的存儲方案，以滿足日益增長的存儲需求。HighPointSAS/SATA磁盤陣列產(chǎn)品，提供OEM/ODM用戶，以及中小企業(yè)最經(jīng)濟優(yōu)惠的價格，用最低的成本創(chuàng)造企業(yè)最大的利益。同時進軍PC消費級領(lǐng)域，為個人用戶提供更專業(yè)更豐富的產(chǎn)品應(yīng)用需求解決方案。存儲基礎(chǔ)RAID圖9HighPointRocket620目前，HighPoint在市場上的產(chǎn)品很多，HighPointRocketRAID2760，HighPointRocket620，HighPointRocketRAID4460在市場上都有不錯的銷量。我們簡單介紹一下HighPointRocketRAID4460產(chǎn)品性能，其采用IntelIOP348，1.2GHz核心，RAID功能支持0，1，3，5，6，10，50andJBOD，PCI-E插槽類型，支持1GBSDRAMDDR-II533MHz內(nèi)存，可支持24個硬盤,支持OBM和Expander，可連接128個硬盤，通過網(wǎng)口進行監(jiān)控系統(tǒng)。Promise喬鼎資訊Promise創(chuàng)建于1988年，總部設(shè)在美國加州硅谷，1991年在臺灣新竹科學(xué)園區(qū)設(shè)立生產(chǎn)制造基地，是ISO-9001：20XX年和ISO-*****：20XX年合格認(rèn)證廠商；目前已建立包括美國、歐洲、中國及亞太地區(qū)四個分公司，遍布全球的營銷網(wǎng)絡(luò)。存儲基礎(chǔ)RAID為磁盤陣列儲存解決方案之領(lǐng)導(dǎo)品牌，提供涵蓋大型企業(yè)、中小企業(yè)、個人工作室及數(shù)字家庭等多樣化之儲存解決方案。喬鼎資訊備受贊譽的產(chǎn)品基于其在磁盤陣列技術(shù)上的深耕及持續(xù)投資，提供完整的解決方案，滿足今日商業(yè)應(yīng)用環(huán)境以及專業(yè)代工客戶之需求。在喬鼎資訊進入儲存領(lǐng)域之前，傳統(tǒng)磁盤陣列系統(tǒng)主要使用的是昂貴的SCSI接口，可說是大型企業(yè)才負(fù)擔(dān)得起的高端技術(shù)。喬鼎資訊成立的宗旨即在提供使用SAS及SATA硬盤的磁盤陣列，讓一般家用及中小企業(yè)用戶也可以享受磁盤陣列帶來的數(shù)據(jù)保護。多年來，喬鼎資訊一直被認(rèn)為是磁盤陣列領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先的領(lǐng)導(dǎo)者。喬鼎的客戶遍及全球，包括知名企業(yè)、一線品牌大廠及數(shù)據(jù)中心、監(jiān)控系統(tǒng)、專業(yè)影音剪輯等垂直應(yīng)用領(lǐng)域。而在儲存產(chǎn)業(yè)，喬鼎資訊也持續(xù)和芯片、服務(wù)器、硬盤、軟件等各領(lǐng)域的供貨商保持策略聯(lián)盟伙伴關(guān)系，使我們的技術(shù)發(fā)展可保持市場領(lǐng)先的地位。圖10*****Ultra100TX2加速卡目前市場上銷售比較好的有很多產(chǎn)品，*****Ultra100TX2加速卡、*****FastTRAK66(box)都是其中的佼佼者。*****Ultra100TX2力口速卡采用PromiseTXT2核心處理芯片，2個Ultral100通道最多支持4個IDE硬盤內(nèi)置插口，ATA100數(shù)據(jù)傳輸率，支持DOS,Windows98/NT/20XX年/XP，Linux，Netware多種操作平臺，BIOS特性：優(yōu)化硬盤性能，可刷新BIOS用于升級，48bitLBA支持137GB以上硬盤：支持48位LBA，可識別超過137G的硬盤。Promise專利監(jiān)控軟件PAM支持，高級特性：減輕CPU負(fù)荷，支持CRC效驗。性能方面有不錯的表現(xiàn)。存儲基礎(chǔ)RAID歐迅特（OceanDat）公司歐迅特（OceanDat）公司是國內(nèi)專業(yè)存儲產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計與生產(chǎn)的高科技企業(yè)。公司成立于20XX年。先后與Intel、Promise、Adaptec、Marvell、SiliconImage、ELPIDA等國際尖端技術(shù)公司建立良好的合作關(guān)系，并依靠自身強大的研發(fā)與技術(shù)服務(wù)團隊，使得產(chǎn)品與技術(shù)保持了行業(yè)的領(lǐng)先水平。并不斷的改進和開發(fā)新的滿足客戶需求的低成本高性能的存儲設(shè)備。目前產(chǎn)品系列已經(jīng)涵蓋：USB、infiniband、eSATA、SAS、SCSI、FC等各種接口磁盤陣列，NAS、IPSAN網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)，SATA/SAS內(nèi)置硬盤模組、陣列模組、硬盤擴展柜，各類PCI陣列卡，以及為大型企業(yè)開發(fā)設(shè)計存儲板、卡等等。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于個人視聽圖像、VOD視頻點播、高清影視圖像存儲、非編存儲、多媒體資料存儲、安防監(jiān)控圖像存儲、企業(yè)數(shù)據(jù)資料存儲等方面。OceanDat公司一直堅持開拓創(chuàng)新，專業(yè)服務(wù)的企業(yè)精神，堅持產(chǎn)品的安全穩(wěn)定與專業(yè)技術(shù)支持的雙重質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，堅持客戶滿意誠信服務(wù)的經(jīng)營理念，堅持培養(yǎng)和發(fā)展優(yōu)秀的企業(yè)文化。Oceandat公司已成為以技術(shù)為主導(dǎo)、產(chǎn)品為龍頭的服務(wù)于各行業(yè)