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[論文關(guān)鍵詞]RAID模式應(yīng)用功能

[論文摘要]隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，使存儲數(shù)據(jù)的技術(shù)手段也發(fā)生很大變化。存儲信息并且防止信息丟失就成為了一個首要問題。利用RAID技術(shù)可以把數(shù)據(jù)分布到多個硬盤上，從而取得更好的穩(wěn)定性和性能。

一、引言

隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展和計算機應(yīng)用的不斷深入，計算機已經(jīng)逐漸介入了我們的生活的方方面面,同時各個方面對計算機技術(shù)提出了更高的要求，為了適應(yīng)人們的需要，計算機技術(shù)不斷的在各個方面變革著。Internet的普及更加劇了信息的幾何化增長，于是存儲信息并且防止信息丟失就成為了一個首要問題。當(dāng)然用于存儲信息數(shù)據(jù)的設(shè)備就是關(guān)鍵了：比如對于一個大型的網(wǎng)站來說，因為存儲設(shè)備的故障導(dǎo)致網(wǎng)站的片刻的癱瘓，也可能帶來巨大的損失。那么，如何解決這一問題呢？很顯然單靠用多個硬盤簡單的備份不能從根本上解決問題。這時一種叫做獨立冗余磁盤陣列（RAID）的技術(shù)就應(yīng)運而生了,這種技術(shù)可以把數(shù)據(jù)分布到多個硬盤上，從而取得更好的穩(wěn)定性和性能。

二、RAID技術(shù)

（一）RAID技術(shù)簡介。RAID就是一種由多塊廉價磁盤構(gòu)成的冗余陣列，在操作系統(tǒng)下是作為一個獨立的大型存儲設(shè)備出現(xiàn)。RAID可以充分發(fā)揮出多塊硬盤的優(yōu)勢，可以提升硬盤速度，增大容量,提供容錯功能夠確保數(shù)據(jù)安全性，易于管理的優(yōu)點，在任何一塊硬盤出現(xiàn)問題的情況下都可以繼續(xù)工作，不會受到損壞硬盤的影響。

數(shù)據(jù)冗余的功能可以保證用戶數(shù)據(jù)一旦發(fā)生損壞，就可利用冗余信息使損壞數(shù)據(jù)得以恢復(fù)，從而保障了用戶數(shù)據(jù)的安全性。在用戶看起來，組成的磁盤組就像是一個硬盤，用戶可以對它進(jìn)行分區(qū)，格式化等等?？傊瑢Υ疟P陣列的操作與單個硬盤一模一樣。不同的是，磁盤陣列的存儲性能要比單個硬盤高很多，而且可以提供數(shù)據(jù)冗余。

（二）RAID的幾種模式。RAID的級別從RAID概念的提出到現(xiàn)在，已經(jīng)發(fā)展了多個級別，有明確標(biāo)準(zhǔn)級別分別是0、1、2、3、4、5等。但是最常用的是0、1、3、5四個級別。其他還有6、7、10、30、50等。

1．RAID0。RAID0又稱為Stripe或Striping，即DataStripping數(shù)據(jù)分條技術(shù)，它代表了所有RAID級別中最高的存儲性能。RAID0是由多個硬盤并發(fā)協(xié)同工作完成數(shù)據(jù)的讀寫，數(shù)據(jù)被均勻分布在各個硬盤上，一般情況下，使用的硬盤越多，讀寫的速度越快。RAID0的特點是讀寫速度快，并且價格便宜；缺點是安全性相對較差，因為在RAID0中的一個硬盤出現(xiàn)故障時，整個陣列的數(shù)據(jù)將會丟失。RAID0是最快和最有效的磁盤陣列類型，但沒有容錯功能。因此，RAID0不能應(yīng)用于數(shù)據(jù)安全性要求高的場合。

2．RAID1。RAID1稱為磁盤鏡像。原理是在兩個硬盤之間建立完全的鏡像，即所有數(shù)據(jù)會被同時存放到兩個物理硬盤上，當(dāng)一個磁盤出故障時，仍可從另一個硬盤中讀取數(shù)據(jù)，因此安全性得到保障。但系統(tǒng)的成本大大提高，因為系統(tǒng)的實際有效硬盤空間僅為所有硬盤空間的一半。

3．RAID3。RAID3是把數(shù)據(jù)分成多個“塊”，按照一定的容錯算法，存放在N+1個硬盤上，實際數(shù)據(jù)占用的有效空間為N個硬盤的空間總和，而第N+1個硬盤上存儲的數(shù)據(jù)是校驗容錯信息，當(dāng)這N+1個硬盤中的其中一個硬盤出現(xiàn)故障時，從其它N個硬盤中的數(shù)據(jù)也可以恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，這樣，僅使用這N個硬盤也可以帶傷繼續(xù)工作（如采集和回放素材），當(dāng)更換一個新硬盤后，系統(tǒng)可以重新恢復(fù)完整的校驗容錯信息。由于在一個硬盤陣列中，多于一個硬盤同時出現(xiàn)故障率的幾率很小，所以一般情況下，使用RAID3，安全性是可以得到保障的。與RAID0相比，RAID3在讀寫速度方面相對較慢。

4．RAID4。RAID4即帶奇偶校驗碼的獨立磁盤結(jié)構(gòu)，RAID4和RAID3很像，它對數(shù)據(jù)的訪問是按數(shù)據(jù)塊進(jìn)行的，也就是按磁盤進(jìn)行的，每次是一個盤，RAID4的特點和RAID3也挺象，不過在失敗恢復(fù)時，它的難度可要比RAID3大得多了，控制器的設(shè)計難度也要大許多，而且訪問數(shù)據(jù)的效率不怎么好。5．RAID5。RAID5把校驗塊分散到所有的數(shù)據(jù)盤中。RAID5使用了一種特殊的算法，可以計算出任何一個帶區(qū)校驗塊的存放位置。這樣就可以確保任何對校驗塊進(jìn)行的讀寫操作都會在所有的RAID磁盤中進(jìn)行均衡，從而消除了產(chǎn)生瓶頸的可能。RAID5的讀出效率很高，寫入效率一般，塊式的集體訪問效率不錯。RAID5提高了系統(tǒng)可靠性，但對數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟⑿行越鉀Q不好，而且控制器的設(shè)計也相當(dāng)困難。

6．RAID6。RAID6即帶有兩種分布存儲的奇偶校驗碼的獨立磁盤結(jié)構(gòu)，它是對RAID5的擴展，主要是用于要求數(shù)據(jù)絕對不能出錯的場合，使用了二種奇偶校驗值，所以需要N+2個磁盤，同時對控制器的設(shè)計變得十分復(fù)雜，寫入速度也不好，用于計算奇偶校驗值和驗證數(shù)據(jù)正確性所花費的時間比較多，造成了不必須的負(fù)載，很少人用。

7．RAID7。RAID7即優(yōu)化的高速數(shù)據(jù)傳送磁盤結(jié)構(gòu)，它所有的I/O傳送均是同步進(jìn)行的，可以分別控制，這樣提高了系統(tǒng)的并行性和系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)的速度；每個磁盤都帶有高速緩沖存儲器，實時操作系統(tǒng)可以使用任何實時操作芯片，達(dá)到不同實時系統(tǒng)的需要。允許使用SNMP協(xié)議進(jìn)行管理和監(jiān)視，可以對校驗區(qū)指定獨立的傳送信道以提高效率?？梢赃B接多臺主機，當(dāng)多用戶訪問系統(tǒng)時，訪問時間幾乎接近于0。但如果系統(tǒng)斷電，在高速緩沖存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)就會全部丟失，因此需要和UPS一起工作，RAID7系統(tǒng)成本很高。

8．RAID10。RAID10即高可靠性與高效磁盤結(jié)構(gòu)它是一個帶區(qū)結(jié)構(gòu)加一個鏡象結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到既高效又高速的目的。這種新結(jié)構(gòu)的價格高，可擴充性不好。

9．RAID53。RAID7即高效數(shù)據(jù)傳送磁盤結(jié)構(gòu)，是RAID3和帶區(qū)結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一，因此它速度比較快，也有容錯功能。但價格十分高，不易于實現(xiàn)。

三、RAID級別的的選擇

使用的容錯算法和分塊大小決定RAID使用的應(yīng)用場合，在通常情況下，RAID3比較適合大文件類型且安全性要求較高的應(yīng)用，如視頻編輯、硬盤播出機、大型數(shù)據(jù)庫等；而RAID5適合較小文件的應(yīng)用，如文字、圖片、小型數(shù)據(jù)庫等。RAID級別的選擇有三個主要因素：可用性（數(shù)據(jù)冗余）、性能和成本。

四、RAID技術(shù)的實現(xiàn)方法

RAID實現(xiàn)有兩種方法，一種是用專門的控制新片來完成，控制芯片可以做成RAID卡的形式，也可以集成在主板上。另一種方法是用軟件的方法來實現(xiàn)，比如WIN2000就含有軟件RAID的功能。

總之,冗余磁盤陣列RAID技術(shù)，能夠?qū)⒂行?shù)據(jù)和校驗數(shù)據(jù)均勻分布在多個硬盤中并加入校驗數(shù)據(jù)，當(dāng)有硬盤損壞時，通過校驗數(shù)據(jù)恢復(fù)損壞硬盤申的數(shù)據(jù)。在恢復(fù)過程中，不影響系統(tǒng)的服務(wù)。同時，RAID系統(tǒng)可以大幅度提高磁盤數(shù)據(jù)1/0(input/outpu志；輸入輸出)的性能。通過配置并使用RAID系統(tǒng)，可以最大限度地減少由于硬件損壞造成的系統(tǒng)故障和數(shù)據(jù)丟失。

參考文獻(xiàn)：

[1]基于網(wǎng)絡(luò)RAID結(jié)構(gòu)的IP存儲廣域網(wǎng)性能研究/崔寶江著。

[2]二級網(wǎng)絡(luò)條紋數(shù)據(jù)布局及其相關(guān)問題的研究/劉曉光。

[3]《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)精要建網(wǎng)管網(wǎng)500問》曾明/李建軍等著電子工業(yè)出版社2003.11。