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磁盤陣列原理

磁盤陣列作為獨立系統在主機外直連或通過網絡與主機相連。磁盤陣列有多個端口可以被不同主機或不同端口連接。一個主機連接陣列的不同端口可提升傳輸速度。 [2] 和當時PC用單磁盤內部集成緩存一樣，在磁盤陣列內部為加快與主機交互速度，都帶有一定量的緩沖存儲器。主機與磁盤陣列的緩存交互，緩存與具體的磁盤交互數據。 [2] 在應用中，有部分常用的數據是需要經常讀取的，磁盤陣列根據內部的算法，查找出這些經常讀取的數據，存儲在緩存中，加快主機讀取這些數據的速度，而對于其他緩存中沒有的數據，主機要讀取，則由陣列從磁盤上直接讀取傳輸給主機。對于主機寫入的數據，只寫在緩存中，主機可以立即完成寫操作。然后由緩存再慢慢寫入磁盤。

什么是Raid

RAID稱為廉價磁盤冗余陣列。RAID 的基本原理是把多個便宜的小磁盤組合到一起，成為一個磁盤組，使性能達到或超過一個容量巨大、價格昂貴的磁盤。

目前 RAID技術大致分為兩種：基于硬件的RAID技術和基于軟件的RAID技術。其中在Linux下通過自帶的軟件就能實現RAID功能，這樣便可省去購買昂貴的硬件 RAID 控制器和附件就能極大地增強磁盤的 IO 性能和可靠性。由于是用軟件去實現的RAID功能，所以它配置靈活、管理方便。同時使用軟件RAID，還可以實現將幾個物理磁盤合并成一個更大的虛擬設備，從而達到性能改進和數據冗余的目的。當然基于硬件的RAID解決方案比基于軟件RAID技術在使用性能和服務性能上稍勝一籌，具體表現在檢測和修復多位錯誤的能力、錯誤磁盤自動檢測和陣列重建等方面。

磁盤陣列  RAID 技術

概述     

冗余磁盤陣列技術（Redundant Array of Inexpensive Disks，簡稱RAID技術)是一種數據的虛擬存儲技術，其結合了多個物理磁盤驅動器件在一個邏輯磁盤內用以實現比單個磁盤更高的存儲性能。其在1987 年由加州大學伯克利分校的David Patterson,  Garth  A. Gibson 和  Randy Katz共同提出。起初的研制目的是為了組合小的廉價磁盤來代替大的昂貴磁盤，以降低大批量數據存儲的費用，同時也希望采用冗余信息的方式，使得磁盤失效時不會使數據受損，從而開發出一定水平的數據保護技術。如下圖所示，當 RAID 組中的某一磁盤損壞時，服務器可以通過對其它磁盤的冗余操作，達到對數據的冗余保護功能。

RAID 技術利用多個硬盤的組合提高存儲的效率和容錯能力，其主要由兩部分組成，即控制器和磁盤陣列。控制器依據接口協議對磁盤陣列中的磁盤進行讀寫操作和管理數據。控制器通常由專用的 CPU 構成，能夠完成大量的計算任務。磁盤陣列是由多個磁盤構成，其讀寫操作由控制器控制，多個磁盤通過控制器虛擬化成為一個磁盤。

從實現角度來說， RAID 主要分為軟 RAID、硬 RAID 以及軟硬混合 RAID 三種。軟 RAID 所有功能均由操作系統和 CPU 來完成，沒有獨立的 RAID 控制 / 處理芯片和 I/O 處理芯片，效率自然很低。硬 RAID 配備了專門的 RAID 控制 / 處理芯片和 I/O 處理芯片以及陣列緩沖，不占用 CPU 資源，但成本很高。軟硬混合 RAID 具備 RAID 控制 / 處理芯片，但缺乏 I/O 處理芯片，需要 CPU 和驅動程序來完成，性能和成本 在軟 RAID 和硬 RAID 之間。