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發布時間:2021-09-19 07:40  
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磁盤陣列
獨立磁盤冗余陣列是把相同的數據存儲在多個硬盤的不同的地方的方法。通過把數據放在多個硬盤上,輸入輸出操作能以平衡的方式交疊,改良性能。因為多個硬盤增加了平均故障間隔時間(MTBF),儲存冗余數據也增加了容錯。 由加利福尼亞大學伯克利分校(University of California-Berkeley)在1988年,發表的文章:“A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks”。文章中,談到了RAID這個詞匯,而且定義了RAID的5層級。伯克利大學研究目的是反映當時CPU快速的性能。CPU效能每年大約成長30~50%,而硬磁機只能成長約7%。研究小組希望能找出一種新的技術,在短期內,立即提升效能來平衡計算機的運算能力。在當時,柏克萊研究小組的主要研究目的是效能與成本。 另外,研究小組也設計出容錯(fault-tolerance),邏輯數據備份(logical data redundancy),而產生了RAID理論。研究初期,便宜(Inexpensive)的磁盤也是主要的重點,但后來發現,大量便宜磁盤組合并不能適用于現實的生產環境,后來Inexpensive被改為independent,許多獨立的磁盤組
磁盤陣列簡稱RAID。磁盤陣列是由多個硬盤按照不同的方式組合成一個大型的磁盤組,利用個別磁盤提供數據所產生的加成效果來提升整個磁盤系統的效能。根據不同的組合方式可組成不同的磁盤陣列,比如RAID0、RAID1、Span以及Pm等,通過USB接口或Type-C接口連接在電腦上,從而實現數據的存儲。
通俗一點,可以把它理解成一個銀行里的大容量保險柜,你可以把東西存進去和拿出來,但如果沒有「人」在,就無法從里面存取任何資料。一樣的道理,磁盤陣列離開了電腦是不能單獨使用的,因為它本身不含任何操作系統也不具備運算能力。所以局限比較大,依賴電腦使用,限制使用地點。
RAID的操作步驟
標準的RAID寫操作,需包括以下幾個步驟:
(1)以校驗盤中讀取數據
(2)以目標數據盤中讀取數據
(3)以舊校驗數據,新數據及已存在數據,生成新的校驗數據
(4)將新校驗數據寫入校驗盤
(5)將新數據寫入目標數據盤
當主機將一個待寫入陣列RAID組中的數據發送到陣列時,陣列控制器將該數據保存在緩存中并立即報告主機該數據的寫入工作已完成。該數據寫入到陣列硬盤的工作由陣列控制器完成,該數據可繼續存放在Cache中直到Cache滿,而且要為新數據騰出空間而必須刷新時或陣列需停機時,控制器會及時將該數據從Cache寫入陣列硬盤中。
這種緩存回寫技術使得主機不必等待RAID校驗計算過程的完成,即可處理下一個讀寫任務,這樣,主機的讀寫效率大為增加。當主機命令將一個數據寫入硬盤,則陣列控制器將該數據寫入緩存上面的位置,只有新數據才會被控制器按Write-Back Cache的方式之后寫入硬盤。