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發(fā)布時間：2021-04-14 00:00
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什么是磁盤陣列？
磁盤陣列(raid),一種把多塊獨立硬盤（物理硬盤）按照不同方式組合成一個硬盤組（邏輯硬盤），從而提供比單個硬盤更好的存儲性能和數(shù)據(jù)備份能力的技術(shù)。是在多塊硬盤組成的陣列系統(tǒng)中，犧牲一塊或多塊硬盤自己的容量，來對數(shù)據(jù)的存儲提供一定的容錯能力。塔式目前使用的較為廣泛的數(shù)據(jù)保護模式。
提到磁盤陣列數(shù)據(jù)的安全性，我們假設一下，如果你把重要的數(shù)據(jù)在沒有備份的情況下存儲在單一的硬盤中，如果硬盤損壞，輕的你可以找數(shù)據(jù)恢復公司進行數(shù)據(jù)恢復，損壞嚴重的你的數(shù)據(jù)就將丟失。但如果你采用磁盤陣列的形式進行數(shù)據(jù)的存儲方式，那我們只需要替換掉陣列中壞的硬盤數(shù)據(jù)就可以恢復了。
磁盤陣列功能
RAID技術(shù)主要有以下三個基本功能：
(1)通過對磁盤上的數(shù)據(jù)進行條帶化，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)成塊存取，減少磁盤的機械尋道時間，提高了數(shù)據(jù)存取速度。
(2)通過對一個陣列中的幾塊磁盤同時讀取，減少了磁盤的機械尋道時間，提高數(shù)據(jù)存取速度。
(3)通過鏡像或者存儲奇偶校驗信息的方式，實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的冗余保護。
磁盤陣列原理
磁盤陣列作為獨立系統(tǒng)在主機外直連或通過網(wǎng)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(nèi)部集成緩存一樣，在磁盤陣列內(nèi)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(shù)據(jù)。 [2] 在應用中，有部分常用的數(shù)據(jù)是需要經(jīng)常讀取的，磁盤陣列根據(jù)內(nèi)部的算法，查找出這些經(jīng)常讀取的數(shù)據(jù)，存儲在緩存中，加快主機讀取這些數(shù)據(jù)的速度，而對于其他緩存中沒有的數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)，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。
磁盤陣列 RAID 技術(shù)
概述
冗余磁盤陣列技術(shù)（Redundant Array of Inexpensive Disks，簡稱RAID技術(shù))是一種數(shù)據(jù)的虛擬存儲技術(shù)，其結(jié)合了多個物理磁盤驅(qū)動器件在一個邏輯磁盤內(nèi)用以實現(xiàn)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)受損，從而開發(fā)出一定水平的數(shù)據(jù)保護技術(shù)。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(shù)據(jù)的冗余保護功能。
RAID 技術(shù)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(jù)接口協(xié)議對磁盤陣列中的磁盤進行讀寫操作和管理數(shù)據(jù)。控制器通常由專用的 CPU 構(gòu)成，能夠完成大量的計算任務。磁盤陣列是由多個磁盤構(gòu)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(xiàn)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(tǒng)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(qū)動程序來完成，性能和成本 在軟 RAID 和硬 RAID 之間。
