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      磁盤陣列技術教你如何組建raid（一）
      
                        
      時間：2012-07-11 09:27  來源：飛客數據恢復   作者：飛客數據恢復工程師
      
                        
      
                        	
      
	一、什么是RAID？其具備哪些常用的工具模式？
      

      
	 
      

      
	即然提到了RAID磁盤陣列，那么我們就先來了解一下什么是RAID？所謂的RAID，是RedundantArraysofIndependentDisks的簡稱，中文為廉價冗余磁盤陣列。由1987年由加州大學伯克利分校提出的，初衷
      

      
	 
      

      
	是為了將較廉價的多個小磁盤進行組合來替代價格昂貴的大容量磁盤，希望單個磁盤損壞后不會影響到其它磁盤的繼續使用，使數據更加的安全。RAID作為一種廉價的磁盤冗余陣列，能夠提供一個獨立
      

      
	 
      

      
	的大型存儲設備解決方案。在提高硬盤容量的同時，還能夠充分提高硬盤的速度，使數據更加安全，更加易于磁盤的管理。
      

      
	 
      

      
	了解RAID基本定義以后，我們再來看看RAID的幾種常見工作模式。
      

      
	 
      

      
	1、RAID0
      

      
	 
      

      
	RAID0是最早出現的RAID模式，即DataStripping數據分條技術。RAID0是組建磁盤陣列中最簡單的一種形式，只需要2塊以上的硬盤即可，成本低，可以提高整個磁盤的性能和吞吐量。RAID0沒有提供冗余
      

      
	 
      

      
	或錯誤修復能力，是實現成本是最低的。
      

      
	RAID0最簡單的實現方式就是把N塊同樣的硬盤用硬件的形式通過智能磁盤控制器或用操作系統中的磁盤驅動程序以軟件的方式串聯在一起創建一個大的卷集。在使用中電腦數據依次寫入到各塊硬盤中，
      

      
	 
      

      
	它的最大優點就是可以整倍的提高硬盤的容量。如使用了三塊80GB的硬盤組建成RAID0模式，那么磁盤容量就會是240GB。其速度方面，各單獨一塊硬盤的速度完全相同。最大的缺點在于任何一塊硬盤出
      

      
	 
      

      
	現故障，整個系統將會受到破壞，可靠性僅為單獨一塊硬盤的1/N。
      

      
	為了解決這一問題，便出一了RAID0的另一種模式。即在N塊硬盤上選擇合理的帶區來創建帶區集。其原理就是將原先順序寫入的數據被分散到所有的四塊硬盤中同時進行讀寫。四塊硬盤的并行操作使同
      

      
	 
      

      
	一時間內磁盤讀寫的速度提升了4倍。
      

      
	在創建帶區集時，合理的選擇帶區的大小非常重要。如果帶區過大，可能一塊磁盤上的帶區空間就可以滿足大部分的I/O操作，使數據的讀寫仍然只局限在少數的一、兩塊硬盤上，不能充分的發揮出并行
      

      
	 
      

      
	操作的優勢。另一方面，如果帶區過小，任何I/O指令都可能引發大量的讀寫操作，占用過多的控制器總線帶寬。因此，在創建帶區集時，我們應當根據實際應用的需要，慎重的選擇帶區的大小。
      

      
	帶區集雖然可以把數據均勻的分配到所有的磁盤上進行讀寫。但如果我們把所有的硬盤都連接到一個控制器上的話，可能會帶來潛在的危害。這是因為當我們頻繁進行讀寫操作時，很容易使控制器或總
      

      
	 
      

      
	線的負荷超載。為了避免出現上述問題，建議用戶可以使用多個磁盤控制器。最好解決方法還是為每一塊硬盤都配備一個專門的磁盤控制器。
      

      
	雖然RAID0可以提供更多的空間和更好的性能，但是整個系統是非常不可靠的，如果出現故障，無法進行任何補救。所以，RAID0一般只是在那些對數據安全性要求不高的情況下才被人們使用。
      

      
	 
      

      
	2、RAID1
      

      
	 
      

      
	RAID1稱為磁盤鏡像，原理是把一個磁盤的數據鏡像到另一個磁盤上，也就是說數據在寫入一塊磁盤的同時，會在另一塊閑置的磁盤上生成鏡像文件，在不影響性能情況下最大限度的保證系統的可靠性和
      

      
	 
      

      
	可修復性上，只要系統中任何一對鏡像盤中至少有一塊磁盤可以使用，甚至可以在一半數量的硬盤出現問題時系統都可以正常運行,當一塊硬盤失效時，系統會忽略該硬盤，轉而使用剩余的鏡像盤讀寫數
      

      
	 
      

      
	據，具備很好的磁盤冗余能力。雖然這樣對數據來講絕對安全，但是成本也會明顯增加，磁盤利用率為50%，以四塊80GB容量的硬盤來講，可利用的磁盤空間僅為160GB。另外，出現硬盤故障的RAID系統
      

      
	 
      

      
	不再可靠，應當及時的更換損壞的硬盤，否則剩余的鏡像盤也出現問題，那么整個系統就會崩潰。更換新盤后原有數據會需要很長時間同步鏡像，外界對數據的訪問不會受到影響，只是這時整個系統的
      

      
	 
      

      
	性能有所下降。因此，RAID1多用在保存關鍵性的重要數據的場合。
      

      
	RAID1主要是通過二次讀寫實現磁盤鏡像，所以磁盤控制器的負載也相當大，尤其是在需要頻繁寫入數據的環境中。為了避免出現性能瓶頸，使用多個磁盤控制器就顯得很有必要。
      

      
	 
      

      
	3、RAID0+1
      

      
	 
      

      
	從RAID0+1名稱上我們便可以看出是RAID0與RAID1的結合體。在我們單獨使用RAID1也會出現類似單獨使用RAID0那樣的問題，即在同一時間內只能向一塊磁盤寫入數據，不能充分利用所有的資源。為了解
      

      
	 
      

      
	決這一問題，我們可以在磁盤鏡像中建立帶區集。因為這種配置方式綜合了帶區集和鏡像的優勢，所以被稱為RAID0+1。把RAID0和RAID1技術結合起來，數據除分布在多個盤上外，每個盤都有其物理鏡像
      

      
	 
      

      
	盤，提供全冗余能力，允許一個以下磁盤故障，而不影響數據可用性，并具有快速讀/寫能力。RAID0+1要在磁盤鏡像中建立帶區集至少4個硬盤。
      

      
	由于我們此次只是介紹家用臺式機如何組建RAID磁盤陣列功能，目前主流的主板也只是提供這三種組建模式，因此其它諸如服務等的高級RAID模式，這里我們將不再過多的介紹。
      

      
	 
      

      
	二、主板芯片組RAID控制芯片介紹
      

      
	 
      

      
	Intel南橋芯片ICH5R、ICH6R集成有SATA-RAID控制器，但僅支持SATA-RAID，不支持PATA-RAID。Intel采用的是橋接技術，就是把SATA-RAID控制器橋接到IDE控制器，因此可以通過BIOS檢測SATA硬盤，并
      

      
	 
      

      
	且通過BIOS設置SATA-RAID。當連接SATA硬盤而又不做RAID時，是把SATA硬盤當作PATA硬盤處理的，安裝OS時也不需要驅動軟盤，在OS的設備管理器內也看不到SATA-RAID控制器，看到的是IDEATAPI控制
      

      
	 
      

      
	器，而且多了兩個IDE通道(由兩個SATA通道橋接的)。只有連接兩個SATA硬盤，且作SATA-RAID時才使用SATA-RAID控制器，安裝OS時需要需要驅動軟盤，在OS的設備管理器內可以看到SATA-RAID控制器。
      

      
	 
      

      
	安裝ICH5R、ICH6R的RAIDIAA驅動后，可以通過IAA程序查看RAID盤的性能參數。
      

      
	 
      

      
	VIA南橋芯片VT8237、VT8237R的SATA-RAID設計與Intel不同，它是把一個SATA-RAID控制器集成到8237南橋內，與南橋里的IDE控制器沒有關系。當然這個SATA-RAID控制器也不見得是原生的SATA模式，因
      

      
	 
      

      
	為傳輸速度也沒有達到理想的SATA性能指標。BIOS不負責檢測SATA硬盤，所以在BIOS里看不到SATA硬盤。SATA硬盤的檢測和RAID設置需要通過SATA-RAID控制器自己BootROM(也可以叫SATA-RAID控制器的
      

      
	 
      

      
	BIOS)。所以BIOS自檢后會啟動一個BootROM檢測SATA硬盤，檢測到SATA硬盤后就顯示出硬盤信息，此時按快捷鍵Tab就可以進入BootROM設置SATA-RAID。在VIA的VT8237南橋的主板上使用SATA硬盤，無論
      

      
	 
      

      
	是否做RAID安裝OS時都需要驅動軟盤，在OS的設備管理器內可以看到SATA-RAID控制器。VIA的芯片也只是集成了SATA-RAID控制器。
      

      
	 
      

      
	NVIDIA的nForce2/nForce3/nForce4芯片組的SATA/IDE/RAID處理方式是集Intel和VIA的優點于一身。第一是把SATA/IDE/RAID控制器橋接在一起，在不做RAID時，安裝XP/2000也不需要任何驅動。第二是
      

      
	 
      

      
	在BIOS里的SATA硬盤不像Intel那樣需要特別設置，接上SATA硬盤BIOS就可以檢測到。第三是不僅SATA硬盤可以組成RAID，PATA硬盤也可以組成RAID，PATA硬盤與SATA硬盤也可以組成RAID。這給需要RAID
      

      
	 
      

      
	的用戶帶來極大的方便，Intel的ICH5R、ICH6R，VIA的VT8237都不支持PATA的IDERAID。