概述：

磁盤陣列(DiscArray)是由許多臺磁盤機或光盤機按一定的規則，如分條(Striping)、分塊(Declustering)、交叉存取(Interleaving)等組成一個快速，超大容量的外存儲器子系統。它在陣列控制器的控制和管理下，實現快速，并行或交叉存取，并有較強的容錯能力。從用戶觀點看，磁盤陣列雖然是由幾個、幾十個甚至上百個盤組成，但仍可認為是一個單一磁盤，其容量可以高達幾百～上千千兆字節，因此這一技術廣泛為多媒體系統所歡迎。

 

盤陣列的全稱是：RedundanArrayofInexpensiveDisk，簡稱RAID技術。它是1988年由美國加州大學Berkeley分校的DavidPatterson教授等人提出來的磁盤冗余技術。從那時起，磁盤陣列技術發展得很快，并逐步走向成熟。現在已基本得到公認的有下面八種系列。

 

1.RAID0(0級盤陣列)

 

RAID0又稱數據分塊，即把數據分布在多個盤上，沒有容錯措施。其容量和數據傳輸率是單機容量的N倍，N為構成盤陣列的磁盤機的總數，I/O傳輸速率高，但平均無故障時間MTTF(MeanTimeToFailure)只有單臺磁盤機的N分之一，因此零級盤陣列的可靠性最差。

 

2.RAID1(1級盤陣列)

 

RAID1又稱鏡像(Mirror)盤，采用鏡像容錯來提高可靠性。即每一個工作盤都有一個鏡像盤，每次寫數據時必須同時寫入鏡像盤，讀數據時只從工作盤讀出。一旦工作盤發生故障立即轉入鏡像盤，從鏡像盤中讀出數據，然后由系統再恢復工作盤正確數據。因此這種方式數據可以重構，但工作盤和鏡像盤必須保持一一對應關系。這種盤陣列可靠性很高，但其有效容量減小到總容量一半以下。因此RAID1常用于對出錯率要求極嚴的應用場合，如財政、金融等領域。

 

3.RAID2(2級盤陣列)

 

RAID2又稱位交叉，它采用漢明碼作盤錯檢驗，無需在每個扇區之后進行CRC(CyclicReDundancycheck)檢驗。漢明碼是一種(n,k)線性分組碼，n為碼字的長度，k為數據的位數，r為用于檢驗的位數，故有：n=2r－1r=n－k

 

因此按位交叉存取最有利于作漢明碼檢驗。這種盤適于大數據的讀寫。但冗余信息開銷還是太大，阻止了這類盤的廣泛應用。

 

4.RAID3(3級盤陣列)

 

RAID3為單盤容錯并行傳輸陣列盤。它的特點是將檢驗盤減小為一個(RAID2校驗盤為多個，DAID1檢驗盤為1比1)，數據以位或字節的方式存于各盤(分散記錄在組內相同扇區號的各個磁盤機上)。它的優點是整個陣列的帶寬可以充分利用，使批量數據傳輸時間減小；其缺點是每次讀寫要牽動整個組，每次只能完成一次I/O。

 

5.RAID4(4級盤陣列)

 

RAID4是一種可獨立地對組內各盤進行讀寫的陣列。其校驗盤也只有一個。

 

RAID4和RAID3的區別是：RAID3是按位或按字節交叉存取，而RAID4是按塊(扇區)存取，可以單獨地對某個盤進行操作，它無需象RAID3那樣，那怕每一次小I/O操作也要涉及全組，只需涉及組中兩臺磁盤機(一臺數據盤，一臺檢驗盤)即可。從而提高了小量數據的I/O速率。

 

6.RAID5(5級盤陣列)

 

RAID5是一種旋轉奇偶校驗獨立存取的陣列。它和RAID1、2、3、4各盤陣列的不同點，是它沒有固定的校驗盤，而是按某種規則把其冗余的奇偶校驗信息均勻地分布在陣列所屬的所有磁盤上。于是在同一臺磁盤機上既有數據信息也有校驗信息。這一改變解決了爭用校驗盤的問題，因此DAID5內允許在同一組內并發進行多個寫操作。所以RAID5即適于大數據量的操作，也適于各種事務處理。它是一種快速，大容量和容錯分布合理的磁盤陣列。

 

7.RAID6(6級盤陣列)

 

RAID6是一種雙維奇偶校驗獨立存取的磁盤陣列。它的冗余的檢、糾錯信息均勻分布在所有磁盤上，而數據仍以大小可變的塊以交叉方式存于各盤。這類盤陣列可容許雙盤出錯。

 

8.RAID7(7級盤陣列)

 

RAID7是在RAID6的基礎上，采用了cache技術，它使得傳輸率和響應速度都有較大的提高。Cache是一種高速緩沖存儲器，即數據在寫入磁盤陣列以前，先寫入cache中。一般采用cache分塊大小和磁盤陣列中數據分塊大小相同，即一塊cache分塊對應一塊磁盤分塊。在寫入時將數據分別寫入兩個獨立的cache，這樣即使其中有一個cache出故障，數據也不會丟失。寫操作將直接在cache級響應，然后再轉到磁盤陣列。數據從cache寫到磁盤陣列時，同一磁道的數據將在一次操作中完成，避免了不少塊數據多次寫的問題，提高了速度。在讀出時，主機也是直接從cache中讀出，而不是從陣列盤上讀取，減少與磁盤讀操作次數，這樣比較充分地利用了磁盤帶寬。

 

這樣cache和磁盤陣列技術的結合，彌補了磁盤陣列的不足(如分塊寫請求響應差等缺陷)，從而使整個系統以高效、快速、大容量、高可靠以及靈活、方便的存儲系統提供給用戶，從而滿足了當前的技術發展的需要，尤其是多媒體系統的需要。