raid简单介绍

raid简介

冗余：通常指通过多重备份来增加系统的可靠性。

raid简介

一．Raid定义

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，可以提升硬盘速度，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。速度与其中任何一块磁盘的速度相同，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,速度提升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

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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速度最慢的磁盘。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，写入速度也不好，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速度；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

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高速的目的。这种新结构的价格高，可扩充性不好。

11、 RAID53RAID7即高效数据传送磁盘结构，是RAID3和带区结构的统一，因此它速度比较快，也有容错功能。但价格十分高，不易于实现。 三、应用RAID技术

要使用磁盘RAID主要有两种方式，第一种就是RAID适配卡，通过RAID适配卡插入PCI插槽再接上硬盘实现硬盘的RAID功能。第二种方式就是直接在主板上集成RAID控制芯片，让主板能直接实现磁盘RAID。这种方式成本比专用的RAID适配卡低很多。

此外还可以用2k or xp or linux系统做成软raid.个人使用磁盘RAID主要是用RAID0、 RAID1或RAID0＋1工作模式。3万元以内塔式服务器RAID 5方案 网络的广泛普及让企业发展步伐加快，同时也让企业内数据信息量迅速增加，存储设备顿时成为各大企业关注的对象。在一些大型企业中，由于数据信息量比较大，数据信息量增幅也比较大，它们主要采用一些存储系统来 进行数据存储；而在一些数据信息量不是很大，并且数据信息量增幅也不是很大的小型企业，如果采用专门的存储系统进行数据存储，不但会使企业投入成本增大，还会造成系统资源严重浪费，对企业来说，就有些得不偿失。因此，这类企业通常直接采用服务器进行数据存储。 目前，市场上的服务器主要分为塔式服务器、机架式服务器和刀片式服务器。如果以服务器内提供的硬盘槽位来看，塔式服务器毫无疑问具有绝对的优势，因为塔式服务器提供的内部空间比较大。而1U的机架式服务器内一般只能提供3个硬盘位，2U机架式服务器最多也只能提供6个硬盘位，如果采用3U以上机架式服务器，服务器本身价格就非常高，这不符合目前小型企业的实际情况。而塔式服务器不但能提供更多的硬盘位，并且价格低廉。所以，塔式服务器在数据存储方面具有很大的优势。

在讨论服务器内的数据存储时，我们不能忽略一个问题，那就是数据存储的安全问题。数据存储的安全通常由RAID级别来确定，支持的RAID级别越多，数据存储的安全性就越高。目前市场上大部分服务器在原始状态下只提供了对RAID 0，1，10的支持，显然这样的RAID级别只适合在个人用户中使用，如果要保护好企业中的数据，RAID级别至少也要支持到RAID 5，这样才能保护企业数据安全。因此，支持RAID 5的阵列卡被广泛应用在服务器中。

总的来说，服务器内的数据存储不但要考虑容量问题，还要考虑安全问题，而现有的大部分服务器都没提供对RAID 5的支持，因此，在购买服务器时，我们一般都需要增加RAID卡实现对RAID 5的支持，保护数据存储安全。而阵列卡不仅仅是提供数据存储安全保障，还能扩展硬盘的挂载数量，所以，在企业购买阵列卡之后也会增加一些硬盘，来满足数据存储的需要。

通过上面的叙述，相信大家对服务器支持RAID 5有了自己的见解，为了方便用户进一步了解，我们以服务器+RAID卡+3个硬盘的模式，并且价格定位在小型企业能够接受的3万元以内，为大家组建两套支持RAID 5的服务器系统。

五舟SA4000 + Adaptec 2230SLP + 希捷ST3146807LC （参考价格：26650元） 五舟SA4000 （参考价格：11600元）

五舟SA4000是一款采用AMD处理器为核心的塔式服务器，该款服务器标配一颗AMD Operton 244处理器，双处理器结构设计，标配1G DDR内存，通过主板上提供的6个DIMM插槽最大可将内存扩展到12GB。此款服务器通过主板上集成的ATA100硬盘控制器，可以连接IDE硬盘，并且该款服务器标配1个120GB 7200转的IDE硬盘。五舟SA4000主板上拥有3个64位100MHz PCI-X插槽和2个32位33MHz PCI插槽，提供4个IDE接口，1个软驱接口，1个并口，2个串口，4个USB接口，并且此款服务器提供了2个千兆网卡。 该款服务器在管理方面表现不错，它采用了高精密温度控制单元，智能IC和高灵敏传

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感器，可以探测服务器内的硬件运行情况；并且能够对系统组建进行设置和管理，还能够对出现故障的硬件进行自我诊断。

Adaptec SCSI RAID 2230SLP （参考价格：6500元）

Adaptec SCSI RAID 2230SLP是美国纳斯达克公司推出的一款高性能SCSI RAID卡，该款RAID卡采用MD2小尺寸设计，不但适合于塔式服务器使用，还适合于机架式服务器使用。它采用高性能RAID On Chip（ROC）ASIC芯片作为核心，搭配128MB DDR缓存，可最大可支持30个硬盘的连接。该款RAID卡内部集成双通道Ultra SCSI 320控制器，支持64位 133MHz PCI-X总线，支持RAID 0，1，5，10，50，JBOD级别，为数据存储提供了很好的安全保障。

此款RAID卡采用Adaptec独特的磁盘利用优化技术，使连接的硬盘空间利用率得到极大提升，它通过Adaptec Sto

数据安全保护神 高级RAID技术简介

RAID翻译成中文意思是“独立磁盘冗余阵列”，实际上也是我们经常所说的“磁盘阵列”。这种技术可以让多个独立的硬盘通过不同方式组合成一个硬盘组，硬盘组的性能较单个硬盘在性能

上有大幅度的提升，并且硬盘组里还提供了数据恢复功能，当硬盘组内的硬盘出现故障时，其他硬盘会将这些数据进行恢复，极大保护了数据的安全。通过RAID技术实现的硬盘组我们可以将它看成一个硬盘，可以对它进行分区，格式化等操作。因此，RAID技术出现后，在服务器和存储行业得到广泛应用，并且有一些简单的RAID功能也逐步进入了家用市场。 在RAID技术中，我们常常听到“RAID级别”这个词，RAID级别是指磁盘阵列中硬盘的组合方式，RAID级别不同，硬盘组合的方式也就不同，为用户提供的磁盘阵列在性能上和安全性的表现上也有不同。目前常见的RAID级别有RAID0，1，3，5，10，30，50和JOBD等，关于这类RAID级别，已经有非常多的相关介绍，大家可以多查阅一些资料。我们今天要说的是一些并不常见的RAID级别，这些RAID级别有些是将来发展的方向，有些是单个公司提出的标准，它们提出的这些RAID级别比我们常见的这些RAID级别在性能和数据恢复能力上要强大，因此，也被一些公司所采用。我们在这里将这些RAID功能向大家作个介绍。 RAID 6

RAID 6是由一些大型企业提出来的私有RAID级别标准，它的全称叫“Independent Data disks with two independent distributed parity schemes（带有两个独立分布式校验方案的独立数据磁盘）”。这种RAID级别是在RAID 5的基础上发展而成，因此它的工作模式与RAID 5有异曲同工之妙，不同的是RAID 5将校验码写入到一个驱动器里面，而RAID 6将校验码写入到两个驱动器里面，这样就增强了磁盘的容错能力，同时RAID 6阵列中允许出现故障的磁盘也就达到了两个，但相应的阵列磁盘数量最少也要4个。下图是RAID 6的图解。

从图中我们可以看到每个磁盘中都具有两个校验值，而RAID 5里面只能为每一个磁盘提供一个校验值，由于校验值的使用可以达到恢复数据的目的，因此多增加一位校验位，数据恢复的能力就越强。不过在增加一位校验位后，就需要一个比较复杂的控制器来进行控制，同时也使磁盘的写能力降低，并且还需要占用一定的磁盘空间。因此，这种RAID级别应用还比较少，相信随着RAID 6技术的不断完善，RAID 6将得到广泛应用。RAID 6的磁盘数量为N+2个。 RAID 7

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RAID 7全称叫“Optimized Asynchrony for High I/O Rates as well as High Data Transfer Rates（最优化的异步高I/O速率和高数据传输率）”，它与以前我们见到RAID级别具有明显的区别。RAID 7完全可以理解为一个独立存储计算机，它自身带有操作系统和管理工具，完全可以独立运行。RAID 7的图解如下：

图中每个“柱体”是由多个磁盘构成，而不是我们以前看到的一个磁盘表示一个“柱体”。从上图我们可以看出，每个磁盘都有一个独立的I/O通道，它们与主通道相连，操作系统可以直接对每个磁盘的访问进行控制，可以让每个磁盘在不同的时段进行数据读写，这样就大大改善了I/O的应用，同时也提高了数据读写的能力，而这种磁盘访问方式也叫做非同步访问。在RAID 7中，提供了一个磁盘作为专门的校验盘，它适合于任何一个磁盘进行数据恢复。

总的来说，RAID 7与我们传统的RAID级别有很大区别，它的优点很多，但缺点也非常明显，那就是价格非常高，对于普通企业用户并不实用。 RAID 5E

RAID 5E是由IBM公司提出的一种私有RAID级别，没有成为国际标准。这种RAID级别也是从RAID 5的基础上发展而来的，它与RAID 5不同的地方是将数据校验信息平均分布在每一个磁盘中，并且每个磁盘都要预留一定的空间，这部分空间没有进行条带化（条带是指数据为了保存在RAID中，被划分成的最小单元。通过对条带进行调整，可以使支持RAID的磁盘阵列性能更加优异）。当一个磁盘出现故障时，这个磁盘上的数据将被压缩到其他磁盘预留没有条带化的空间内，达到数据保护的作用，而这时候的RAID级别则从RAID 5E转换成了RAID 5，继续保护磁盘数据。RAID 5E允许两个磁盘出错，最少也需要4个磁盘才能实现RAID 5E。下图是RAID 5E的图解：

RAID 5EE

RAID 5EE也是由IBM公司提出的一种私有RAID级别，它也没有成为国际标准。RAID 5EE的工作原理与RAID 5E基本相同，它也是在每个磁盘中预留一部分空间作为分布的热备盘，当一个硬盘出现故障时，这个磁盘上的数据将被压缩到分布的热备盘中，达到数据的保护作用。不过与RAID 5E不同的是RAID 5EE内增加了一些优化技术，使RAID 5EE的工作效率更高，压缩数据的速度也更快。RAID 5EE允许两个磁盘出错，最少需要4个磁盘实现。 RAID 1E

RAID 1E是RAID 1的增强版本，它并不是我们通常所说的RAID 0+1的组合。RAID 1E的工作原理与RAID基本上是一样的，只是RAID 1E的数据恢复能力更强，但由于RAID 1E写一分数据至少要两次，因此，RAID处理器的负载得到加强，从而造成磁盘读写能力的下降。RAID 1E至少需要3块硬盘才能实现。RAID 1E和RAID 1的工作原理图如下：

RAID DP

RAID DP也属于一种私有的RAID标准，它实际上也就是双RAID 3技术，所谓双RAID 3技术主要是说在同一磁盘阵列中组建两个独立的不同算法的校验磁盘，在单校验磁盘下工作原理与RAID 3一样，但增加了一个校验盘之后，则使整个磁盘阵列的安全性得到提高，并且它的性能比RAID 3和RAID 5都要好。 RAID ADG

RAID ADG相当于双RAID 5技术，是HP提出来的一种RAID技术。这种技术部署了2个奇偶校验集，并提供了2个硬盘的容量存储这些奇偶校验信息，能同时允许2块硬盘出

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现故障，有效提升了磁盘内数据的可靠性。不过这种技术会严重影响系统速度，所以并没有得到推广。 总结

以上提到的RAID技术都还不是规范的技术，因此，还有许多厂商也以定义了同样名字的RAID标准，但它们的原理有所区别，所以，大家在见到这些技术时，一定要根据厂商方面的解释为主。

e Manager软件可以实现远程管理，减轻了管理员的负担。并且该款RAID卡支持在线容量扩展，支持后台初始化，支持S.M.A.R.T.和SAF-TE，支持硬盘热备份，支持硬盘热插拔，支持可启动阵列等多种功能。

希捷ST3146807LC （参考价格：2850元）

希捷ST3146807LC是一款高性能的SCSI硬盘，该款SCSI硬盘容量为146GB，具有10000转的转速，采用Ultra SCSI 320接口技术，拥有8MB缓存，平均寻道时间在4.7ms到5.2ms之间，持续数据传输率在38MB/S到68.5MB/S之间，是服务器硬盘理想的选择。 方案分析

从整个方案来看，价格在26650元，不但提供了对RAID 5的支持，还为用户提供了438GB的存储空间，加上服务器现有的配置，应该是一个不错的组建方案。 首先我们来看看服务器，应该说五舟SA4000在处理器和内存上配置都不错，采用AMD Operton 244处理器，并且标配1G DDR400 MHz内存，基本上能够满足普通企业用户的需要。不过这款服务器提供的硬盘不太理想，在服务器里面使用IDE硬盘在如今的市场上基本处于绝迹情况，为了去掉这个容易造成系统瓶颈的硬盘，我们采用了高性能SCSI RAID卡加SCSI硬盘的方式来提升此款服务器的性能。虽然该款服务器并没有说明它提供了多少个硬盘位，但从此款服务器中说明提供了4个IDE硬盘接口，那么说明该款服务器最少也拥有4个硬盘位。由于此款服务器内只提供了64位100MHz PCI-X插槽和32位33MHz PCI插槽，所以我们选择的RAID卡要么使用支持32位PCI总线的产品，要么采用支持64位100MHz PCI-X总线的RAID卡，但从此款服务器的性能来说，采用PCI总线的RAID卡肯定会影响整机性能，而支持 64位100MHz PCI-X总线的RAID卡在如今的市场上也比较少见，所以我们只有浪费一点，采用支持64位133MHz PCI-X总线的Adaptec SCSI RAID 2230SLP作为扩展存储空间的基础，此款RAID卡支持的RAID级别比较让人满意，并且可支持30个硬盘，加上该款RAID卡的性能非常强劲，因此，采用这款RAID卡在扩展服务器容量时不会影响服务器的性能。由于该款RAID卡支持双通道Ultra SCSI 320控制器，如果我们采用Ultra SCSI 160接口的SCSI硬盘，显然会造成系统资源浪费，并且搭配也不太合理。为了使整个方案搭配合理，我们在这里采用了支持Ultra SCSI 320接口技术的希捷ST3146807LC硬盘，这样整个方案搭配就非常合理了。在这里我们采用了146GB SCSI硬盘主要是从服务器上的性能来进行考虑的，以五舟SA4000的性能来说，如果采用小容量硬盘，那么服务器的性能就不能得到完全利用，因此，在这里采用146GB SCSI硬盘更加适合。 总的来说，以此套方案对服务器进行升级之后，不但使整机性能得到了极大的提升，还扩大了服务器的存储容量，加上支持RAID 5，使五舟SA4000的数据存储得到了很好的安全保障。

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