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标题: [转帖]什么是RAID [打印本页]

作者: LEO 时间: 2003-12-13 22:23 标题: [转帖]什么是RAID

这里所说的技术叫做RAID（Redundant Array of Independent Disk Drives，独立磁盘冗余阵列）。简单的说，我们把数个硬盘组合起来成为一颗硬盘，以增加数据的传输效率，并提高数据安全性。视硬盘数目而定，你可以有多种选择，以达成以下目标：追求高安全性、追求性能、或是两者兼具。要使用不同模式的磁盘阵列，除了硬盘以外，还需要购买相对应的RAID控制卡。这些卡多半可以插进所有计算机的PCI插槽，甚至已经内建在主板上。

RAID：各种模式的比较

RAID 0：Striping（条带）

就技术上来说，这模式根本无法符合RAID的精神，因为它没有冗余地记录任何数据。这也表示RAID 0不能保证任何数据的安全。所有数据会被平均分散的储存在所有硬盘上，这个阵列被称为「条带集（stripe set）」，这方法也被称为「拉链法（zipper method）」。它的优点非常明显，由于数据分散在多个硬盘上，传输速率会以硬盘的数目倍增，上限为传输通道的最大值（例如在UltraATA/100的计算机上，速度为100 MB/s），或是PCI总线的最大值（以66 MHz、32位的计算机来说，速度为266 MB/s）。然而，这项速度上的优势却牺牲了数据安全性，除非你能保证所有的硬盘都不会出问题。如果任何一个硬盘坏掉，那你会失去所有数据。

RAID 1：磁盘镜像

而RAID 1则完全与RAID 0相反，不追求高性能，而以数据安全性优先。在读写时，所有阵列中的硬盘都会一起动作，读写相同的数据，所以一份数据会有两个的备份，而且保证是最新的数据。

RAID 2：Striping

RAID 2采用了与RAID 0相同的方法，「条带集」会将数据分散在所有硬盘上；但它不是以区块的方式作分散，而是以位（bit）的方式来作。这是因为在存取数据时，RAID 2还加入了ECC（Error Correcting Code）校验码，这些校验码会记录在额外的硬盘上。如果你要确保数据的完整性，那就需要10个数据硬盘，以及4个ECC硬盘。如果要再高一个等级，那就要用到32个数据硬盘，以及7个ECC硬盘。这应该说明了RAID 2未曾流行过的原因。

由于RAID 2使用了以位为基础的「条带集」，所以性能只有二流的表现。如果存取的次数愈多、存取的数据愈短，那RAID 2的表现就愈差。

RAID 3：数据条带化，专门的奇偶校验盘

RAID 3加入了更细致的错误检查方法，数据是以字节（byte）的方式分配到每个硬盘里面去，而奇偶校验码则存在一个单独的硬盘中。但这也正是RAID 3的缺点，因为每次存取数据时，都要到另一个硬盘中去读取校验码；也因此组成磁盘阵列的本意，也就是增进性能这一点，反而被打了折扣。顺道一提，RAID 3最少需要3颗硬盘。

这模式需要非常复杂的控制卡，这也是RAID 3、4、5没有办法流行主流市场的原因。

RAID 4：数据条带化，专门的奇偶校验盘

RAID 4所使用的技术与RAID 3类似，但不是以字节的方式写入数据，而是区块（block）。理论上，这可以加快存取速度；但到另一颗硬盘中去读取校验码仍然是它的瓶颈。

RAID 5：分布式数据、分布式奇偶校验

RAID 5是公认在性能与数据安全上获得平衡的方式。不管是原始数据或是奇偶校验码，都平均的分散在所有硬盘中。它的速度只比RAID 3稍慢；但是安全性会受限，只容许一个硬盘损坏，如果有2个以上损坏，那所有数据都会遗失。要组成RAID 5，最少需要3个硬盘。

RAID 6：分布式数据、分布式奇偶校验

提到RAID 6，就跟提到RAID 5一样；只是奇偶校验的部分加倍而已。这会让性能再往下降一些；但容错能力则增加到两个硬盘损坏，也能运作无误。这模式最少需要5颗硬盘。

不过事实上，还是可以使用不同型号的硬盘；但整个RAID会以较小、较慢的硬盘为运作基础。例如说，在RAID 0数组中有一个30 GB、2个40 GB的硬盘，那么整个数组的大小为90GB，也就是最小那个硬盘的3倍。

同样的情形也发生在2台同样是40 GB，但转速分别为5,400与7,200转的硬盘上：整个数组会以低速的为准。要想让性能增加，换掉那台老旧的硬盘会有所帮助。

如果你用的是多台不同种类的硬盘，那还可以选择磁盘组（span array），又名JBOD（just a bunch of drives，就是一堆磁盘驱动器）。在这种情况中，所有的硬盘都会被串成一列，当作一台磁盘驱动器来用；但它无法提供任何性能，或是数据完整的好处。

另一个不稳定因素是该把硬盘接在哪一个IDE通道上。如果可能的话，每颗硬盘都该拥有自己的IDE通道，并且设为主盘（master）。在双通道的控制卡上，最好只接2个硬盘。虽然接满4个硬盘（每个通道接上2个硬盘，master与slave）应该可以增加性能，但还是比不上用4个通道连接4个硬盘快。

另一个问题是目前只有很少一些IDE RAID控制器支持ATAPI协议。CD-ROM与DVD-ROM都没有必要接在这些控制卡上（更不要去试RAID了）。

硬盘牺牲了！怎么办？

如果你以数据安全为出发点，选对了RAID的等级，那么当硬盘坏掉时，也可以高枕无忧。只要选用了RAID 1、3、4、5、6等模式，那么一颗硬盘坏掉并不会让数据受损。至于此时要采取的步骤，那就因RAID控制卡而异了。

目前大部分的RAID控制卡，会在硬盘损坏时用嘟嘟声、或电子邮件通知网管人员（当然啦，如果你的系统就安装在RAID 0上，那可就不保证这功能能运作正常了）。

如果你用的是较老或较简单的RAID控制卡，那么可能得先将计算机关机，才能更换坏掉的硬盘。重新启动计算机后，进入RAID卡的BIOS中，开始数据重建的过程。

事实上，目前市面上所有的控制卡，包括精简型的，都可以让你在不需要关机的情形下，直接更换硬盘：这叫做「热交换（hot swapping）」；同时数据重建的步骤也完全自动，啥事也不用做。

另一个功能叫做「热备品（hot-spare）」，许多控制卡能让你多接一个预备硬盘，当阵列中的某个硬盘坏掉了，这个预备硬盘就会马上激活，替代坏掉的那一个。

如果你用的是RAID 0或JBOD，而其中有个硬盘坏掉，那你可能再也不会想用这些模式了。虽然还是有办法找回数据，但代价昂贵。有些公司专门帮人救回宝贵的数据（例如OnTrack），不管是读写头损坏、火警、或是其它天灾，他们都会把硬盘拆解开来，救回大部分的数据。但值得注意的是，救回RAID磁盘阵列中的数据要比挽救单个硬盘来得麻烦，其价格也不是以倍数计算就可以了事。

结论是：要常做备份！

没有RAID时的RAID

RAID 2、6一定要有RAID控制卡才能运作；而Windows 2000与Windows XP则以软件方式提供了RAID 0、1功能，只要你有足够的硬盘即可。

你可以在「计算机管理」中的「磁盘管理」改变分区或磁盘驱动器号，也可以选取2个以上的硬盘，组成一个软件RAID。

这篇文章不须额外硬件的磁盘阵列：Windows 2000下自己动手做软RAID告诉你，在Windows 2000或Windows XP下，如何设定软件RAID的方法。

RAID的限制

要解决长期的性能不足以及安全性问题，RAID无疑是个极佳的方法。但请容我们指出，它不能创造奇迹；如果你因为网管人员没有定期备份RAID上的数据，而造成数据遗失，那千万不要轻易地放过他们。

举例来说，RAID控制卡不能承受短路或雷击；这也表示在最坏的情形下，你的数据会像面包一样的被「烤焦」。所以在关键系统中，UPS（uninterruptible power supply，不断电系统）是必要的配备。

再者，RAID只能提供技术上的保障，可千万不要低估了人为疏失。许多人都有误删文件，又清空了回收站的经验，类似的状况也会在RAID上出现。

人为因素也包括了恶意的攻击，或是不当的软件问题（会将文件删除、格式化、更名、或是安全漏洞等），甚至是现实世界中的威胁（窃盗、野蛮的破坏、火警、洪水等等）。

千万别忘记，只有备份才能确保数据的安全。

KENNY的第二篇回复，应该是K哥原创的：

RAID模式0和1势同水火，二者的数据安全性和数据的存取速度正好是相反的，使用模式0时您的数据安全性风险最高（同时存取性能最好），而模式1则保证最高的数据安全性。如果您想要两者兼得，那开销绝不会少（甚至会挖空你的钱袋）。RAID模式3和5会储存奇偶检验值（parity information），所以当硬盘损坏时，只要将坏掉的磁盘更换掉，就能够完整恢复数据。不过这个操作也需要足够强劲的处理器来计算这些检验值，最好的选择是采用RISC（精简指令集，Reduced Instruction Set Computing）架构的产品，因为这类芯片有针对这些用途做优化。除此之外，支持RAID模式3和5的控制卡价格不便宜，而且您至少需要3块硬盘才能使用这些模式。

配置RAID阵列

配置RAID阵列通常不用花太多时间。尤其在配置模式0和1时，只要在RAID控制器的BIOS里配置RAID阵列中包含的硬盘就可以。在重启之后，您必须先要格式化这个新“磁盘”（在Windows下您可能需要事先安装驱动程序）。

配置RAID 3或RAID 5阵列时，控制器会先做初始化步骤，可能得花上好几个小时。

RAID系统所带来的帮助十分明显：根据使用的模式不同，您可以获得更高的数据安全性或是更快的存取速度，而且差异十分的大。RAID阵列所带来的性能，可以说接近约两年后推出的硬盘产品的水准。不过重要的是RAID也十分花钱，如果您想要越复杂越强大的RAID系统，那要投资的花费就越大。

所以当您脑子里正在盘算购买硬件RAID产品时，必须先考虑到几个购买因素：您的需求是什么？要达到这些需求又需要哪些功能？

就经验来看，RAID 0或0+1模式是最适合一般家用的功能。虽然RAID 1能够确保数据的安全性，但客观的说，这样一来您花在RAID控制卡和两块硬盘的钱并划不来，而且您也不会感受到有什么性能上的改善。毕竟现在的电脑开机都很快，而且从光盘拷东西到硬盘，也不会因为设了RAID而加快。

RAID 0无疑是最快速的模式，但也同时具有风险。只要一点小错误就会完蛋。

只有RAID 3或5能够让您在保证高数据安全性的同时，也获得够快的性能，但花几百美元买张好的RAID控制卡，再多买几块硬盘这回事可不是家家户户都负担得起的。

就这点来看，我们必须对IDE RAID的评价扣一些分数，因为除了成本外，缺点还包括管理上的问题，以及多块硬盘所造成的高温与高噪音。

另外IDE还必须克服几个瓶颈：这种硬盘并不是设计用来作长时间不间断运转的（这对服务器来说很重要），而且ATA的排线也是恼人的因素之一，尤其在安装多个硬盘时更是如此，它会让热能无法顺利散出，而且也会阻碍内部的视线。不管怎么说，串行ATA（Serial ATA）的到来，将可望让劳苦功高的40 pin排线能够提前退休。

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