close
英文全名為Redundant Array of Independent Drivers,中文名稱為磁碟陣列。磁碟陣列在早期被稱為備援磁碟陣列(Redundant Array of Inexpensive Drivers,簡稱RAID),這個概念是在1987年由加州柏克萊大學的一組研究人員所提出,主要是利用個人電腦所使用的硬碟,來提供大型主機一種低成本、高容量與高效能的儲存裝置。不過隨著硬碟製造成本的降低,加上應用範圍已經延伸至個人電腦,目前以容錯式獨立磁碟陣列(Redundant Array of Independent Drivers,簡稱RAID)稱之較為適當。並且在當時定義了5種等級的RAID,分別是RAID 0、RAID 1、RAID 0+1、RAID 3、RAID 4、RAID 5。

RAID 0的定義為非容錯硬碟群組,必須由兩臺以上的磁碟所組成,也就是將RAID控制器上的多臺硬碟整合成為一臺磁碟陣列。而當資料寫入至硬碟的時候,由於有兩個以上磁碟讀寫頭的關係,所以資料寫入的速度相當快,換言之,讀取資料的速度亦比單臺硬碟要快上許多。此等級的磁碟陣列效能與硬碟的數量成正比,因為硬碟的數量越多,也代表著磁碟讀寫頭的越多,因此速度也會更快。但是由於這個等級的磁碟陣列不具容錯的功能,所以當磁碟陣列中的一臺硬碟故障時,整個磁碟陣列上的資料便會損毀,無法在更換新的硬碟後還原舊有的資料,因此適用的範圍並不廣泛。

由於RAID 0並不具有容錯的功能,雖然讀寫速度快,但對資料的安全性來說,相當沒有保障。而RAID 1的特性恰好相反,雖然同樣必須由兩臺以上的磁碟組成,而且硬碟的數量必須為雙數臺,但是RAID控制器會將硬碟分為兩組,並且會將資料同時寫入第一組硬碟與第二組硬碟,兩組硬碟上的資料完全相同,也就是說其中一組硬碟的資料屬於備份用途。

正因為如此,當第一組硬碟中有損毀的情形發生時,只要將故障的硬碟更新後,RAID控制器會參考第二組硬碟中的資料還原第一組硬碟上的資料,因此即使第一組硬碟同時故障,亦不需要擔心。不過缺點在於須使用一半的硬碟空間做資料備份。

RAID 0+1從字面上就可以了解是由RAID 0與RAID 1兩種等級的概念所組成。此等級的磁碟陣列必須由四臺以上的雙數硬碟構成。每兩臺硬碟為一組,每組硬碟均遵守RAID 1的規範,以保障資料的安全性;而每組硬碟之間則遵守RAID 0的規範,以提升整體資料讀寫的速度。這個等級的磁碟陣列所能使用的硬碟空間只有一半,所以說整體的成本相當的高,不過卻同時具有資料容錯與讀寫速度快的特色。

RAID 3與RAID 4的工作原理相當類似,除具有容錯的功能外,均必須由3臺以上的硬碟組成(每臺硬碟的容量必須相同,否則以最小的硬碟容量計算),並將同位元檢查資料放在一臺硬碟上,一般稱為同位碟。由於在資料寫入磁碟陣列之前,RAID控制器中的XOR會將資料切割為數個區段,並且計算出同位元檢查資料,而RAID 3的區段以byes計算,RAID 4則以block為計算單位。當磁碟陣列中的一臺硬碟故障時,只要更換新的硬碟後,系統就能回寫舊有的資料。當使用3臺硬碟組成磁碟陣列時,能使用的硬碟容量為2臺(計算公式為N-1臺),因此比RAID 1、RAID 0+1有更多的硬碟空間可利用,每單位的儲存成本較低。不過由於在寫入資料的同時,必須額外計算出同位元檢查資料,並且將計算出來的結果寫入同位碟,所以整體的讀寫效能會比RAID 0慢。

RAID 5的運作原理與RAID 3、RAID 4相當類似,均必須由3臺硬碟組成,但是並沒有特定的同位碟。當RAID控制器上的XOR計算出同位元檢查資料後,會隨著資料分別寫入各臺硬碟上,所以整體的讀寫效能比RAID 3、RAID 4要好,不過仍然比RAID 0要差。

由於當磁碟陣列中的硬碟發生故障時,RAID控制器會禁止任何讀取工作的進行,直到故障的硬碟更新,並完成資料復原。因此當故障的時間發生在半夜,或是沒有系統管理員在場的時候,伺服器幾乎處於停機的狀態,無法提供任何的服務,所以便有人提出的備援硬碟(Spare Disk)的概念。在這種架構下,當磁碟陣列中的其中一臺硬碟發生故障時,RAID控制器會自動啟用備援硬碟來取代故障硬碟的工作,只要幾分鐘的時間,就可以將資料回寫至新的硬碟上。由於這種做法目前只應用在RAID 5的磁碟陣列上,所以稱作RAID 5+Spare。

目前較常使用的磁碟陣列等級為RAID 0、RAID 3、RAID 5三種,不過也有許多場合應用其他的等級的磁碟陣列。至於應該選擇何種等級的磁碟陣列使用,則端看使用人數的多寡與用途。

 

本文來源網址:http://www.mcy.hk/forum/viewthread.php?tid=375352&page=1&fromuid=1173888#pid3950048
arrow
arrow
    全站熱搜
    創作者介紹
    創作者 blue 的頭像
    blue

    ~☼好事物總是在一瞬間所以要記錄起來~blue~boy

    blue 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()


    留言列表 留言列表

    發表留言