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什么是磁盘阵列技术

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今天若米知识就给我们广大朋友来聊聊什么是磁盘阵列,以下关于观点希望能帮助到您找到想要的答案。

磁盘阵列分为哪几种,各有什么样的优缺点

磁盘阵列分为哪几种,各有什么样的优缺点

优质回答磁盘阵列就是Raid

RAID(Redundant Array of Independent Disk 独立冗余磁盘阵列)技术是加州大学伯克利分校1987年提出,最初是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘,同时希望磁盘失效时不会使对数据的访问受损失而开发出一定水平的数据保护技术。RAID就是一种由多块廉价磁盘构成的冗余阵列,在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现。RAID可以充分发挥出多块硬盘的优势,可以提升硬盘,增大容量,提供容错功能够确保数据安全性,易于管理的优点,在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作,不会受到损坏硬盘的影响。

二、RAID的几种工作模式

1、RAID0

即Data Stripping数据分条技术。RAID 0可以把多块硬盘连成一个容量更大的硬盘群,可以提高磁盘的性能和吞吐量。RAID 0没有冗余或错误修复能力,成本低,要求至少两个磁盘,一般只是在那些对数据安全性要求不高的情况下才被使用。

(1)、RAID 0最简单方式

就是把x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,形成一个独立的逻辑驱动器,容量是单独硬盘的x倍,在电脑数据写时被依次写入到各磁盘中,当一块磁盘的空间用尽时,数据就会被自动写入到下一块磁盘中,它的好处是可以增加磁盘的容量。与其中任何一块磁盘的相同,如果其中的任何一块磁盘出现故障,整个系统将会受到破坏,可靠性是单独使用一块硬盘的1/n。

(2)、RAID 0的另一方式

是用n块硬盘选择合理的带区大小创建带区集,最好是为每一块硬盘都配备一个专门的磁盘控制器,在电脑数据读写时同时向n块磁盘读写数据,提升n倍。提高系统的性能。

2、RAID 1

RAID 1称为磁盘镜像:把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上,在不影响性能情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上,具有很高的数据冗余能力,但磁盘利用率为50%,故成本最高,多用在保存关键性的重要数据的场合。RAID 1有以下特点:

(1)、RAID 1的每一个磁盘都具有一个对应的镜像盘,任何时候数据都同步镜像,系统可以从一组镜像盘中的任何一个磁盘读取数据。

(2)、磁盘所能使用的空间只有磁盘容量总和的一半,系统成本高。

(3)、只要系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用,甚至可以在一半数量的硬盘出现问题时系统都可以正常运行。

(4)、出现硬盘故障的RAID系统不再可靠,应当及时的更换损坏的硬盘,否则剩余的镜像盘也出现问题,那么整个系统就会崩溃。

(5)、更换新盘后原有数据会需要很长时间同步镜像,外界对数据的访问不会受到影响,只是这时整个系统的性能有所下降。

(6)、RAID 1磁盘控制器的负载相当大,用多个磁盘控制器可以提高数据的安全性和可用性。

3、RAID0+1

把RAID0和RAID1技术结合起来,数据除分布在多个盘上外,每个盘都有其物理镜像盘,提供全冗余能力,允许一个以下磁盘故障,而不影响数据可用性,并具有快速读/写能力。RAID0+1要在磁盘镜像中建立带区集至少4个硬盘。

4、RAID2

电脑在写入数据时在一个磁盘上保存数据的各个位,同时把一个数据不同的位运算得到的海明校验码保存另一组磁盘上,由于海明码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。但海明码使用数据冗余技术,使得输出数据的速率取决于驱动器组中最慢的磁盘。RAID2控制器的设计简单。

5、RAID3:带奇偶校验码的并行传送

RAID 3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。当一个完好的RAID 3系统中读取数据,只需要在数据存储盘中找到相应的数据块进行读取操作即可。但当向RAID 3写入数据时,必须计算与该数据块同处一个带区的所有数据块的校验值,并将新值重新写入到校验块中,这样无形虽增加系统开销。当一块磁盘失效时,该磁盘上的所有数据块必须使用校验信息重新建立,如果所要读取的数据块正好位于已经损坏的磁盘,则必须同时读取同一带区中的所有其它数据块,并根据校验值重建丢失的数据,这使系统减慢。当更换了损坏的磁盘后,系统必须一个数据块一个数据块的重建坏盘中的数据,整个系统的性能会受到严重的影响。RAID 3最大不足是校验盘很容易成为整个系统的瓶颈,对于经常大量写入操作的应用会导致整个RAID系统性能的下降。RAID 3适合用于数据库和WEB服务器等。

6、 RAID4

RAID4即带奇偶校验码的独立磁盘结构,RAID4和RAID3很象,它对数据的访问是按数据块进行的,也就是按磁盘进行的,每次是一个盘,RAID4的特点和RAID3也挺象,不过在失败恢复时,它的难度可要比RAID3大得多了,控制器的设计难度也要大许多,而且访问数据的效率不怎么好。

7、 RAID5

RAID 5把校验块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。这样就可以确保任何对校验块进行的读写操作都会在所有的RAID磁盘中进行均衡,从而消除了产生瓶颈的可能。RAID5的读出效率很高,写入效率一般,块式的集体访问效率不错。RAID 5提高了系统可靠性,但对数据传输的并行性解决不好,而且控制器的设计也相当困难。

8、RAID6

RAID6即带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构,它是对RAID5的扩展,主要是用于要求数据绝对不能出错的场合,使用了二种奇偶校验值,所以需要N+2个磁盘,同时对控制器的设计变得十分复杂,写入也不好,用于计算奇偶校验值和验证数据正确性所花费的时间比较多,造成了不必须的负载,很少人用。

9、 RAID7

RAID7即优化的高速数据传送磁盘结构,它所有的I/O传送均是同步进行的,可以分别控制,这样提高了系统的并行性和系统访问数据的;每个磁盘都带有高速缓冲存储器,实时操作系统可以使用任何实时操作芯片,达到不同实时系统的需要。允许使用SNMP协议进行管理和监视,可以对校验区指定独立的传送信道以提高效率。可以连接多台主机,当多用户访问系统时,访问时间几乎接近于0。但如果系统断电,在高速缓冲存储器内的数据就会全部丢失,因此需要和UPS一起工作,RAID7系统成本很高。

10、 RAID10

RAID10即高可靠性与高效磁盘结构它是一个带区结构加一个镜象结构,可以达到既高效又高速的目的。这种新结构的价格高,可扩充性不好。

11、 RAID53

RAID7即高效数据传送磁盘结构,是RAID3和带区结构的统一,因此它比较快,也有容错功能。但价格十分高,不易于实现。

个人使用磁盘RAID主要是用RAID0、 RAID1或RAID0+1工作模式。

什么叫磁盘阵列,怎么用

优质回答磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Drives,RAID),有“独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列”之意。 磁盘阵列是由很多块独立的磁盘,组合成一个容量巨大的磁盘组,利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。利用这项技术,将数据切割成许多区段,分别存放在各个硬盘上。

磁盘阵列还能利用同位检查(Parity Check)的观念,在数组中任意一个硬盘故障时,仍可读出数据,在数据重构时,将数据经计算后重新置入新硬盘中。

扩展资料:

磁盘阵列RAID技术主要有以下三个基本功能:

1、通过对磁盘上的数据进行条带化,实现对数据成块存取,减少磁盘的机械寻道时间,提高了数据存取。

2、通过对一个阵列中的几块磁盘同时读取,减少了磁盘的机械寻道时间,提高数据存取。 [3]

3、通过镜像或者存储奇偶校验信息的方式,实现了对数据的冗余保护。

参考资料来源:百度百科-磁盘阵列

参考资料来源:百度百科-磁盘

什么叫磁盘阵列,如何阵列?

优质回答如何组建

作为存储设备中的一员,硬盘起着极其重要的作用,我们的大多数数据都是通过硬盘来存储。今天我们将深入了解硬盘的内部世界,并掌握双硬盘以及RAID磁盘列阵的安装方法。

解读硬盘

尽管在外部结构方面,各种硬盘之间有着一定的区别,但是其内部结构还是大同小异的,毕竟硬盘的本质工作方式不会改变。打开硬盘外壳之后,我们也就能够看到神秘的内部世界,其核心部分包括盘体、主轴电机、读写磁头、寻道电机等主要部件。不过需要提醒大家的是,千万不要随意打开硬盘的外壳,这将100%使整个硬盘报废,因为硬盘的内部盘面不能沾染上一粒灰尘,否则必定报废。一般硬盘内部结构维修需要在要求极为严格的无尘实验室中进行。

1.盘体

盘体从物理上分为盘片、磁面(Side)、磁道(Track)、柱面(Cylinder)与扇区(Sector)等4个部分。磁面也就是组成盘体各盘片的上下两个盘面,第一个盘片的第一面为0磁面,下一个为1磁面;第二个盘片的第一面为2磁面,依此类推……。磁道也就是在格式化磁盘时盘片上被划分出来的许多同心圆。最外层的磁道为0道,号数向着磁面中心递增。事实上,硬盘的盘体结构与大家熟悉的软盘非常类似。只不过其盘片是由多个重叠在一起并由垫圈隔开的盘片组成,而且盘片采用金属圆片(IBM曾经采用玻璃作为材料),表面极为平整光滑,并涂有磁性物质。

2.读写磁头组件

读写磁头组件由读写磁头、传动臂、传动轴三部分组成。在工作时,磁头通过传动臂和传动轴以指定半径扫描盘片,以此来读写数据。磁头是集成工艺制成的多个磁头的组合,采用非接触式结构。硬盘加电后,读写磁头在高速旋转的磁盘表面相对飞行,磁头距离磁盘表面的间隙只有0.1~0.3μm。新型MR(Magnetoresistive heads)磁阻磁头采用读写分离的磁头结构,写操作时使用传统的磁感应磁头,读操作则采用MR磁头。

3.磁头驱动机构

对于硬盘而言,磁头驱动机构就好比是一个指挥官,它控制磁头的读写,直接向传动臂与传动轴传送指令。磁头驱动机构主要由音圈电机、磁头驱动小车和防震动机构组成。磁头驱动机构对磁头进行正确的驱动,在很短的时间内精确定位到系统指令指定的磁道上,保证数据读写的可靠性。一般而言,磁头机构的电机有步进电机、力矩电机和音圈电机三种,现在硬盘多采用音圈电机驱动。音圈是中间插有与磁头相连的磁棒的线圈,当电流通过线圈时,磁棒就会发生位移,进而驱动装载磁头的小车,并根据控制器在盘面上磁头位置的信息编码来得到磁头移动的距离,达到准确定位的目的。

4.主轴组件

硬盘的主轴组件主要是轴承和马达,我们可以笼统地认为轴承决定一款硬盘的噪音表现,而马达决定性能。当然,这样说并不完全,但是基本上表达了这两个部件在硬盘中的重要地位。从滚珠轴承到油浸轴承再到液态轴承,硬盘轴承处于不断的改良当中,目前液态轴承已经成为绝对的主流产品,金属之间不直接摩擦,这样一来除了延长主轴电机的寿命、减少发热之外,最重要一点是实现了硬盘噪声控制的突破。不过需要指出的是,采用液态轴承对于性能并没有任何好处,甚至反而会延长寻道时间。对于PC设备而言,似乎噪音与性能是一对永远难以平衡的矛盾。

双硬盘的安装

随着宽带网以及多媒体技术的普及,我们对于硬盘的容量需求越来越大。在各种大型软件、视频动画、3D游戏的诱惑下,很多用户都在考虑添加一块硬盘。事实上,安装双硬盘并不是一件麻烦的事情,即便你没有任何经验,也可以在我们的帮助下轻松搞定。

目前的主流主板至少提供了一个IDE接口,而每个IDE接口能够安装两块IDE硬盘。在安装双硬盘之前我们首先要做的就是对硬盘的跳线进行设定,因为此时必须设定主从模式。一般而言,硬盘的主从跳线的位置在硬盘末端数据线接口和电源线接口的中间,由3~4组插针和1~2个跳线帽组成的。硬盘跳线的设定模式一般有三种,主(MASTER)、从(SLAVE)和自动选择(CABLE SELECT),建议大家都全设置为CABLE SELECT。

在安装硬盘之前,首先我们在两片硬盘中选择出性能好一些的硬盘来作为系统引导硬盘,将它连接在80pin数据线的末端,然后将另一块硬盘连接在数据线的中间。如果两个硬盘都支持ATA100/133,建议直接将双IDE硬盘连接在一个IDE通道,避免与ATA33的光驱共用通道。而如果其中一个老硬盘只能支持ATA66/33,那么建议将它与光驱安装在一个IDE通道。

SATA与IDE硬盘和睦相处

SATA与IDE硬盘采用完全不同的接口,因此要和睦相处并不困难。连接好数据线与电源接口之后,大家只要在BIOS中指定哪个硬盘作为启动盘即可。此时BIOS中SATA通道完全不与IDE通道共用,一般直接通过一个选项来决定将哪个硬盘作为启动盘。而如果使用PCI接口的SCSI卡安装SATA硬盘,这需要在BIOS中将第一启动设备指定为SCSI,这样其优先权就会高于IDE硬盘。需要注意的是,不同品牌的主板肯定在设置上有所区别,但是大致方法如此,大家可以举一反三。

解决盘符交错问题

安装双硬盘就不能不说盘符交错问题。什么是“盘符交错”呢?举个例子吧。假设你的第一硬盘原来有C、D、E三个分区,分别标记为C1、D1、E1,第二硬盘有C、D两个分区,分别标记为C2、D2。一般情况下,安装双硬盘后,硬盘分区的顺序将为C-C1,D-C2,E-D1,F-E1,G-D2。原来第一硬盘的D、E分区变成了E、F盘,在C、E盘之间嵌入了第二硬盘的C分区,这就是“盘符交错”。“盘符交错”会引起安装双硬盘以前原有的软件因路径错误而无法正常工作。

此时我们可以采取以下两个措施来避免“盘符交错”:

方案一:

如果两块硬盘上都有主引导分区,可在BIOS中只设置第一硬盘,而将第二硬盘设为None,这样在Windows或Linux系统中就会按IDE接口的先后顺序依次分配盘符,从而避免“盘符交错”,而且也不会破坏硬盘数据。这样做还有另外的好处,如果在两块硬盘的主引导分区分别装有不同的操作系统,可以通过改变CMOS设置激活其中的一个硬盘,屏蔽另一个硬盘,从而启动不同的操作系统。缺点是在纯DOS系统下无法看到被BIOS屏蔽的硬盘。不过现在NTFS分区时代已经与DOS彻底决裂,因此这一缺陷几乎可以被忽略。

方案二:

只在第一硬盘上建立主分区(当然还可以有其它逻辑分区),而将第二硬盘全部划分为扩展分区,然后再在扩展分区中划分逻辑分区,就可以彻底避免“盘符交错”了。当然,对第二硬盘分区前,要备份好你的数据。Windows 2000/XP/2003操作系统自带了磁盘管理器,点击“开始”→“设置”→“控制面板”→“管理工具”→“计算机管理”,切换到“磁盘管理”,此时就可以对每个分区分配盘符。由于第二块硬盘已经不全在主分区,此时调配时没有任何限制。

实战RAID 0

硬盘的直接影响到整个系统的效率,有时甚至比CPU和内存更为显着。为此,将双硬盘并行工作的RAID 0磁盘列阵开始流行起来,RAID 0磁盘列阵在读写数据时,系统将向两块硬盘同时操作,这项技术能够在不损失硬盘总容量的前提下大幅度提高磁盘性能。

在此次IDE硬盘的RAID 0实战中,我们采用Tekram DC200芯片为例向大家介绍。尽管它与常见的Promise和HighPiont芯片不同,但是使用方法还是基本一致,而SATA RAID的使用方法也几乎完全一样。其实使用RAID 0的关键是掌握RAID控制卡BIOS的设置,当我们把RAID控制卡安装好并接上两个硬盘时,系统开机就会出现如下的画面。

在MENU菜单中选择“1. SET RAID CONFIGURATION”,按回车键,此时我们就可以进入“SET RAID CONFIGURATION”界面。RAID控制卡将使用一段时间来识别硬盘,稍候我们把光标移动到硬盘,再按空格键来进行选择,按回车键确认选择,这时将弹出一个新的窗口显示可供选择的RAID的模式。共有4 种模式:JBOD(不适用RAID)、RAID 0、RAID 1、RAID 0+1。

毫无疑问,我们当然是选择“RAID 0”。然后大家可以通过STATUS(状态)菜单查看此模式是否被真正激活。至此,我们的RAID 0硬件安装就结束了,大家可以接着分区并安装操作系统操作了。值得注意的是,由于Windows并不能识别RAID控制芯片,因此它把RAID控制器识别为普通的SCSI控制卡。强烈建达大家在安装完Windows之后为RAID控制器装上正确的驱动程序,这不仅能够提高RAID系统的稳定性,还可以大幅度提高性能。此外,不少RAID控制卡还带有功能丰富的软件,可以帮助用户在Windows下查看RAID工作状态。

了解了上面的内容,相信你已经知道在面对什么是磁盘阵列时,你应该怎么做了。如果你还需要更深入的认识,可以看看若米知识的其他内容。

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作者: 若米知识

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