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菜鸟学堂:硬件RAID及RAID组建实用手册

作者:服务器应用技术 时间:2007-10-09 来自:服务器应用技术 【 收藏本文

  RAID的形式是多种多样的,它们都是高可用性和高性能存储的骨干力量。RAID设备的最初应用可以追溯到上世纪80年代末,而在今天,RAID已经成为我们IT生活中一个应用广泛且非常重要部分,以至于很多人已经忘记RAID这个缩写到底是什么意思。

  RAID是由美国加州大学伯克利分校的D.A. Patterson教授在1988年提出的。RAID是Redundent Array of Inexpensive Disks的缩写,直译为“廉价冗余磁盘阵列”,也简称为“磁盘阵列”。后来RAID中的字母I被改作了Independent,RAID就成了“独立冗余磁盘阵列”,但这只是名称的变化,实质性的内容并没有改变。简单地讲,RAID技术就是利用多个硬盘的组合提供高效率及冗余的功能。

  RAID 的优点

  RAID的采用为存储系统(或者服务器的内置存储)带来巨大利益,其中提高传输速率和提供容错功能是最大的优点。

  RAID通过同时使用多个磁盘,提高了传输速率。RAID通过在多个磁盘上同时存储和读取数据来大幅提高存储系统的数据吞吐量(Throughput)。在RAID中,可以让很多磁盘驱动器同时传输数据,而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器,所以使用RAID可以达到单个磁盘驱动器几倍、几十倍甚至上百倍的速率。这也是RAID最初想要解决的问题。因为当时CPU的速度增长很快,而磁盘驱动器的数据传输速率无法大幅提高,所以需要有一种方案解决二者之间的矛盾。RAID最后成功了。

  通过数据校验,RAID可以提供容错功能。这是使用RAID的第二个原因,因为普通磁盘驱动器无法提供容错功能,如果不包括写在磁盘上的CRC(循环冗余校验)码的话。RAID容错是建立在每个磁盘驱动器的硬件容错功能之上的,所以它提供更高的安全性。在很多RAID模式中都有较为完备的相互校验/恢复的措施,甚至是直接相互的镜像备份,从而大大提高了RAID系统的容错度,提高了系统的稳定冗余性。

  RAID方案有两种,一种是硬件RAID解决方案,一种是软RAID解决方案。硬件RAID解决方案速度快、稳定性好,可以有效地提供高水平的硬盘可用性和冗余度,但是居高不下的价格实在令人可畏。Windows 2003提供了内嵌的软件RAID功能可以实现RAID-0、RAID-1、RAID-5。软RAID不仅实现上非常方便,而且还大量地节约了宝贵的资金,确实是Windows 2003 Server的一个很实用的新功能。当然,软RAID的性能和效率是不能与硬RAID相提并论的。

  下面我们就来分别介绍一下硬件RAID和软RAID组建的详细过程:

  硬件RAID解决方案

  一、硬件RAID的三种工作模式

  1、RAID 0

  RAID 0是最早出现的RAID模式,即Data Stripping数据分条技术。RAID 0是组建磁盘阵列中最简单的一种形式,只需要2块以上的硬盘即可,成本低,可以提高整个磁盘的性能和吞吐量。RAID 0没有提供冗余或错误修复能力,是实现成本是最低的。

  RAID 0最简单的实现方式就是把N块同样的硬盘用硬件的形式通过智能磁盘控制器或用

  操作系统中的磁盘驱动程序以软件的方式串联在一起创建一个大的卷集。在使用中电脑数据依次写入到各块硬盘中,它的最大优点就是可以整倍的提高硬盘的容量。如使用了三块80GB的硬盘组建成RAID 0模式,那么磁盘容量就会是240GB。其速度方面,各单独一块硬盘的速度完全相同。最大的缺点在于任何一块硬盘出现故障,整个系统将会受到破坏,可靠性仅为单独一块硬盘的1/N。

  为了解决这一问题,便出一了RAID 0的另一种模式。即在N块硬盘上选择合理的带区来创建带区集。其原理就是将原先顺序写入的数据被分散到所有的四块硬盘中同时进行读写。四块硬盘的并行操作使同一时间内磁盘读写的速度提升了4倍。

  在创建带区集时,合理的选择带区的大性于OnChip Serial ATA来说一共有5项可修改值:

  Disable(禁止)、Auto(自动)、Enhanced Mode(增强模式)、Combine Mode(组合模式)、SATA Only(仅仅为SATA模式)。

  Disable和Auto的意思一目了然,就不用说了,但是下面3种呢?看下面的表格。

  是不是有点复杂?其实采用默认的Auto设置实质上和Enhanced Mode一样,一般BIOS里的默认设置也都是Enhanced Mode,因为只有Enhanced Mode 才能完全启用6个设备,这时候会开启4个IDE通道,其中传统的IDE在一、二通道,SATA在三、四通道。

  那么Combine Mode是起什么作用的?一会禁用这个,一会禁用那个的,用得着这么麻烦吗?其实这个模式主要是为了解决某些老型号的硬盘和光驱对ICH5的兼容性问题,所以实际用到的情况极少。

  如果只有SATA设备(SATA接口的刻录机已经有上市产品了),也可以避免麻烦的设置,只用SATA Only。

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