什么是服务器阵列?是否就是服务器集群?RAID 0是什么?RAID 1是什么?RAID 0+1又是什么?求详解

如题所述

磁盘阵列(Redundant Arrays of Inexpensive Disks,RAID),有“价格便宜且多余的磁盘阵列”之意。原理是利用数组方式来作磁盘组,配合数据分散排列的设计,提升数据的安全性。磁盘阵列是由很多便宜、容量较小、稳定性较高、速度较慢磁盘,组合成一个大型的磁盘组,利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。同时利用这项技术,将数据切割成许多区段,分别存放在各个硬盘上。磁盘阵列还能利用同位检查(Parity Check)的观念,在数组中任一颗硬盘故障时,仍可读出数据,在数据重构时,将数据经计算后重新置入新硬盘中。RAID技术主要包含RAID 0~RAID 7等数个规范,它们的侧重点各不相同,常见的规范有如下几种:   RAID 0:RAID 0连续以位或字节为单位分割数据,并行读/写于多个磁盘上,因此具有很高的数据传输率,但它没有数据冗余,因此并不能算是真正的RAID结构。RAID 0只是单纯地提高性能,并没有为数据的可靠性提供保证,而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据。因此,RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合。   RAID 1:它是通过磁盘数据镜像实现数据冗余,在成对的独立磁盘上产生互 为备份的数据。当原始数据繁忙时,可直接从镜像拷贝中读取数据,因此RAID 1可以提高读取性能。RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的,但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时,系统可以自动切换到镜像磁盘上读写,而不需要重组失效的数据。   RAID 0+1: 也被称为RAID 10标准,实际是将RAID 0和RAID 1标准结合的产物,在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时,为每一块磁盘作磁盘镜像进行冗余。它的优点是同时拥有RAID 0的超凡速度和RAID 1的数据高可靠性,但是CPU占用率同样也更高,而且磁盘的利用率比较低。   RAID 2:将数据条块化地分布于不同的硬盘上,条块单位为位或字节,并使用称为“加重平均纠错码(海明码)”的编码技术来提供错误检查及恢复。这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息,使得RAID 2技术实施更复杂,因此在商业环境中很少使用。   RAID 3:它同RAID 2非常类似,都是将数据条块化分布于不同的硬盘上,区别在于RAID 3使用简单的奇偶校验,并用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效,奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据;如果奇偶盘失效则不影响数据使用。RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率,但对于随机数据来说,奇偶盘会成为写操作的瓶颈。   RAID 4:RAID 4同样也将数据条块化并分布于不同的磁盘上,但条块单位为块或记录。RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘,每次写操作都需要访问奇偶盘,这时奇偶校验盘会成为写操作的瓶颈,因此RAID 4在商业环境中也很少使用。   RAID 5:RAID 5不单独指定的奇偶盘,而是在所有磁盘上交叉地存取数据及奇偶校验信息。在RAID 5上,读/写指针可同时对阵列设备进行操作,提供了更高的数据流量。RAID 5更适合于小数据块和随机读写的数据。RAID 3与RAID 5相比,最主要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输就需涉及到所有的阵列盘;而对于RAID 5来说,大部分数据传输只对一块磁盘操作,并可进行并行操作。在RAID 5中有“写损失”,即每一次写操作将产生四个实际的读/写操作,其中两次读旧的数据及奇偶信息,两次写新的数据及奇偶信息。   RAID 6:与RAID 5相比,RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法,数据的可靠性非常高,即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用。但RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间,相对于RAID 5有更大的“写损失”,因此“写性能”非常差。较差的性能和复杂的实施方式使得RAID 6很少得到实际应用。   RAID 7:这是一种新的RAID标准,其自身带有智能化实时操作系统和用于存储管理的软件工具,可完全独立于主机运行,不占用主机CPU资源。RAID 7可以看作是一种存储计算机(Storage Computer),它与其他RAID标准有明显区别。除了以上的各种标准(如表1),我们可以如RAID 0+1那样结合多种RAID规范来构筑所需的RAID阵列,例如RAID 5+3(RAID 53)就是一种应用较为广泛的阵列形式。用户一般可以通过灵活配置磁盘阵列来获得更加符合其要求的磁盘存储系统。   RAID 5E(RAID 5 Enhencement): RAID 5E是在 RAID 5级别基础上的改进,与RAID 5类似,数据的校验信息均匀分布在各硬盘上,但是,在每个硬盘上都保留了一部分未使用的空间,这部分空间没有进行条带化,最多允许两块物理硬盘出现故障。看起来,RAID 5E和RAID 5加一块热备盘好象差不多,其实由于RAID 5E是把数据分布在所有的硬盘上,性能会与RAID5 加一块热备盘要好。当一块硬盘出现故障时,有故障硬盘上的数据会被压缩到其它硬盘上未使用的空间,逻辑盘保持RAID 5级别。   RAID 5EE: 与RAID 5E相比,RAID 5EE的数据分布更有效率,每个硬盘的一部分空间被用作分布的热备盘,它们是阵列的一部分,当阵列中一个物理硬盘出现故障时,数据重建的速度会更快。   开始时RAID方案主要针对SCSI硬盘系统,系统成本比较昂贵。1993年,HighPoint公司推出了第一款IDE-RAID控制芯片,能够利用相对廉价的IDE硬盘来组建RAID系统,从而大大降低了RAID的“门槛”。从此,个人用户也开始关注这项技术,因为硬盘是现代个人计算机中发展最为“缓慢”和最缺少安全性的设备,而用户存储在其中的数据却常常远超计算机的本身价格。在花费相对较少的情况下,RAID技术可以使个人用户也享受到成倍的磁盘速度提升和更高的数据安全性,现在个人电脑市场上的IDE-RAID控制芯片主要出自HighPoint和Promise公司,此外还有一部分来自AMI公司。   面向个人用户的IDE-RAID芯片一般只提供了RAID 0、RAID 1和RAID 0+1(RAID 10)等RAID规范的支持,虽然它们在技术上无法与商用系统相提并论,但是对普通用户来说其提供的速度提升和安全保证已经足够了。随着硬盘接口传输率的不断提高,IDE-RAID芯片也不断地更新换代,芯片市场上的主流芯片已经全部支持ATA 100标准,而HighPoint公司新推出的HPT 372芯片和Promise最新的PDC20276芯片,甚至已经可以支持ATA 133标准的IDE硬盘。在主板厂商竞争加剧、个人电脑用户要求逐渐提高的今天,在主板上板载RAID芯片的厂商已经不在少数,用户完全可以不用购置RAID卡,直接组建自己的磁盘阵列,感受磁盘狂飙的速度。   RAID 50:RAID50是RAID5与RAID0的结合。此配置在RAID5的子磁盘组的每个磁盘上进行包括奇偶信息在内的数据的剥离。每个RAID5子磁盘组要求三个硬盘。RAID50具备更高的容错能力,因为它允许某个组内有一个磁盘出现故障,而不会造成数据丢失。而且因为奇偶位分部于RAID5子磁盘组上,故重建速度有很大提高。优势:更高的容错能力,具备更快数据读取速率的潜力。需要注意的是:磁盘故障会影响吞吐量。故障后重建信息的时间比镜像配置情况下要长。
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第1个回答  2013-09-22
希望用最简单的话给楼主讲清楚。
服务器阵列。不知道你是在哪里听到这句话的,或者在那里看到文章的,希望有原文。我想可能是服务器磁盘阵列吧。这样准确一些。行业内,和相关技术书籍没遇到过服务器阵列这词,如果非有人用,那就是服务器集群,两者更接近。阵列,就是指一堆相同的东西,在一起,以某种方式搭配合作完成工作或者实现某种目的吧,这样对这个词应该好理解了。RAID就是对于好多磁盘所做的阵列。
RAID 0.的功能是 比如我要往磁盘上写四个数字,1,2,3,4,正常一个磁盘是按顺序,一个一个写,而如果是以四个磁盘组建的RAID0,那么就是分别在四个磁盘上写上这些数字其中一个,比如1号磁盘上写1,2号磁盘写2,依次类推,本来写四次的事情,一次就完成了。速度成倍提升,用几块磁盘组RAID,就提升几倍读写速度。这是理论值。RAID0 至少用2个磁盘组建,才有效果,现在也有单盘RAID0,这种raid只是为了让阵列卡能识别磁盘,因为RAID组建后,几个磁盘相当于一个虚拟的大磁盘,阵列卡都是以虚拟磁盘来管理,有的人只想用到一块磁盘工作,不想跟别的搭配,但是还要做成虚拟的磁盘让阵列卡识别,就做成单盘RAID 0.
需要特别注意的是RAID 0是安全性最差的,因为一旦RAID0中一块磁盘坏了,整个RAID0 的数据都丢失,比如你四个磁盘组建RAID0,其中一块损坏,那么四块磁盘的数据都将丢失,并不是其他三块磁盘数据真的不见了,而是RAID都是几块磁盘组合起来进行读取数据,你的一个文件可能分成四份,放在四个磁盘上,一块损坏,剩下3块磁盘就无法还原成一个完整文件,那他们中的数据也就没用了。随意就是四块磁盘数据都丢失。

RAID 1 。很好理解,一般都是两块磁盘组建RAID1,没见过三块的。。。太浪费了。因为用两快磁盘RAID 1,往一个磁盘写数据时候,另外一个磁盘也备份一份,相当于一式两份,一块磁盘坏了,用另一个磁盘读写,用户感觉不到影响使用,设备继续运行。当用户用好磁盘替换了旧磁盘,阵列会自动向新硬盘同步数据,与旧硬盘一致。RAID 1提供了最高的安全性。

RAID 0+1 注意与RAID1+0有很重要的区别。
RAID 0 1 拿四个磁盘举例,也是构造RAID01最少的磁盘数要求了。先吧两两磁盘进行RAID0组建,这样,我们得到两块RAID 0, 把这两块RAID 0当成两个虚拟磁盘,其实本来就是嘛,两虚拟磁盘之间组建RAID1,这样就完成了RAID 0+1。实际组建时,直接选择 RAID 0+1选项,服务器会自己进行磁盘分配的,不像讲解这样子,分了两步。
说完RAID 01 不得不说说RAID 1 0。只是颠倒,想把两两磁盘组建RAID1, 再把两个RAID1虚拟磁盘之间,组建RAID0。
同样四块磁盘,RAID10,比RAID 01就有更好的安全性,原理分析网上到处都有,下面这就是一种比较,

http://btxigua.itpub.net/post/34419/406437
打字实在累,楼主看不懂在留言,我再继续打字。
RAID 10或者01,在保证了很高安全性的前提下,还提高了磁盘性能.不过由于中间包含RAID1,他依然会浪费磁盘空间。,因为数据写两份的。
第2个回答  2013-09-22
可以说就是RADIO,更贴切的说法是磁盘阵列,各种RADIO模式介绍我在百度百科给你找了下,文字太多不复制了 http://baike.baidu.com/view/63423.htm自己去看。RADIO性能能提高不是少,但风险也大,RADIO一旦任意一个硬盘损坏,所有数据很难找回。一般在工作站用,家用就用个RADIO 0,其他风险大不适合家用。
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