磁盤陣列

獨立磁盤冗余陣列是把相同的數(shù)據(jù)存儲在多個硬盤的不同的地方的方法。通過把數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)也增加了容錯。 由加利福尼亞大學(xué)伯克利分校（University of California-Berkeley）在1988年，發(fā)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(xué)研究目的是反映當(dāng)時CPU快速的性能。CPU效能每年大約成長30～50%，而硬磁機(jī)只能成長約7%。研究小組希望能找出一種新的技術(shù)，在短期內(nèi)，立即提升效能來平衡計算機(jī)的運算能力。在當(dāng)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(shè)計出容錯（fault-tolerance），邏輯數(shù)據(jù)備份（logical data redundancy），而產(chǎn)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(fā)現(xiàn)，大量便宜磁盤組合并不能適用于現(xiàn)實的生產(chǎn)環(huán)境，后來Inexpensive被改為independent，許多獨立的磁盤組

磁盤陣列維護(hù)

加強磁盤陣列的日常管理與維護(hù)，是保證磁盤陣列正常工作的重要手段。作為一名存儲的管理人員，日常維護(hù)中應(yīng)該關(guān)注以下： [7] ①設(shè)置熱備源盤將一只硬盤設(shè)置為熱備源盤，會造成一定的浪費，但從安全角度考慮是值得的。大容量的磁盤陣列使用RAID5，但有一個硬盤的冗余。如果一個硬盤損壞，整個陣列的安全會處于一種臨界狀態(tài)，此時任何一個硬盤的一點點閃失都會造成災(zāi)難性的后果，使數(shù)據(jù)全部丟失。設(shè)置有熱備源盤，當(dāng)硬盤發(fā)生故障時，系統(tǒng)會自動用熱備源盤去替換故障盤并重建陣列，隨后數(shù)據(jù)又會處于完全保護(hù)之中。 [7] ②重要數(shù)據(jù)勤備份應(yīng)該經(jīng)常對特別重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，這樣就不至于將“雞蛋放在一個籃子里”，即使是安全性較高的磁盤陣列也不會一定安全。 [7] ③建立巡視檢查制度磁盤陣列還能夠工作，并不表示沒有發(fā)生故障。當(dāng)磁盤陣列發(fā)生故障時，磁盤陣列存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀寫通常是正常的。這正是磁盤陣列的一種安全性措施，但往往又讓管理人員產(chǎn)生一種錯覺，以為磁盤陣列沒有故障發(fā)生。對磁盤陣列定時的巡視檢查，既可以發(fā)現(xiàn)已經(jīng)發(fā)生的故障，還可以了解設(shè)備的工作狀態(tài)，起到防患于未然的作用。

RAID 中主要有三個關(guān)鍵概念和技術(shù)

鏡像（ Mirroring ）、數(shù)據(jù)條帶（ Data Stripping ）和數(shù)據(jù)校驗（ Data parity ）。鏡像，將數(shù)據(jù)copy到多個磁盤，一方面可以提高可靠性，另一方面可并發(fā)從兩個或多個副本讀取數(shù)據(jù)來提高讀性能。顯而易見，鏡像的寫性能要稍低， 確保數(shù)據(jù)正確地寫到多個磁盤需要更多的時間消耗。數(shù)據(jù)條帶，將數(shù)據(jù)分片保存在多個不同的磁盤，多個數(shù)據(jù)分片共同組成一個完整數(shù)據(jù)副本，這與鏡像的多個副本是不同的，它通常用于性能考慮。數(shù)據(jù)條帶具有更高的并發(fā)粒度，當(dāng)訪問數(shù)據(jù)時，可以同時對位于不同磁盤上數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作， 從而獲得非?？捎^的 I/O 性能提升 。數(shù)據(jù)校驗，利用冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)錯誤檢測和修復(fù)，冗余數(shù)據(jù)通常采用海明碼、異或操作等算法來計算獲得。利用校驗功能，可以很大程度上提高磁盤陣列的可靠性、魯棒性和容錯能力。不過，數(shù)據(jù)校驗需要從多處讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行計算和對比，會影響系統(tǒng)性能。 不同等級的 RAID 采用一個或多個以上的三種技術(shù)，來獲得不同的數(shù)據(jù)可靠性、可用性和 I/O 性能。至于設(shè)計何種 RAID （甚至新的等級或類型）或采用何種模式的 RAID ，需要在深入理解系統(tǒng)需求的前提下進(jìn)行合理選擇，綜合評估可靠性、性能和成本來進(jìn)行折中的選擇。