文档介绍：详解磁盘阵列
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详解磁盘阵列(Disk Array)
如何增加磁盘的存取(access)速度,如何防止数据因磁盘的故障而失落及如
何有效的利用磁盘空间,一直是电脑专业人员和用户的困扰;而大容量磁盘的价
格非常昂贵,对用户形成很大的负担。磁盘阵列技术的产生一举解决了这些问题。
过去十年来,CPU 的处理速度增加了五十倍有多,内存(memory)的存取速度
亦大幅增加,而数据储存装置--主要是磁盘(hard disk)--的存取速度只增加了
三、四倍,形成电脑系统的瓶颈,拉低了电脑系统的整体性能(throughput),若不
能有效的提升磁盘的存取速度,CPU、内存及磁盘间的不平衡将使CPU 及内存的改
进形成浪费。
目前改进磁盘存取速度的的方式主要有两种。一是磁盘快取控制(disk
cache controller),它将从磁盘读取的数据存在快取内存(cache memory)中以减
少磁盘存取的次数,数据的读写都在快取内存中进行,大幅增加存取的速度,如要
读取的数据不在快取内存中,或要写数据到磁盘时,才做磁盘的存取动作。这种方
式在单工环境(single-tasking environment)如 DOS 之下,对大量数据的存取有
很好的性能(量小且频繁的存取则不然),但在多工(multi-tasking)环境之下(因
为要不停的作数据交换(swapping)的动作)或数据库(database)的存取(因为每
一记录都很小)就不能显示其性能。这种方式没有任何安全保障。 其二是使用磁
盘阵列的技术。磁盘阵列是把多个磁盘组成一个阵列,当作单一磁盘使用,它将数
据以分段(striping)的方式储存在不同的磁盘中,存取数据时,阵列中的相关磁
盘一起动作,大幅减低数据的存取时间,同时有更佳的空间利用率。磁盘阵列所利
用的不同的技术,称为 RAID level,不同的 level 针对不同的系统及应用,以解决
数据安全的问题。
一般高性能的磁盘阵列都是以硬件的形式来达成,进一步的把磁盘快取控制
及磁盘阵列结合在一个控制器(RAID controller)或控制卡上,针对不同的用户
解决人们对磁盘输出入系统的四大要求:
(1)增加存取速度,
(2)容错(fault tolerance),即安全性
(3)有效的利用磁盘空间;
(4)尽量的平衡 CPU,内存及磁盘的性能差异,提高电脑的整体工作性能。
磁盘阵列中针对不同的应用使用的不同技术,称为 RAID level, RAID 是
Redundant Array of Inexpensive Disks 的缩写,而每一 level 代表一种技术,
目前业界公认的标准是 RAID 0~RAID 5。这个 level 并不代表技术的高低,level
5 并不高于 level 3,level 1 也不低过 level 4,至于要选择那一种 RAID level
的产品,纯视用户的操作环境(operating environment)及应用(application)而
定,与 level 的高低没有必然的关系。RAID 0 及 RAID 1 适用于 PC 及 PC 相关的
系统如小型的网络服务器(network server)及需要高磁盘容量与快速磁盘存取
详解磁盘阵列
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的工作站等,因为比较便宜,但因一般人对磁盘阵列不了解,没有看到磁盘阵列对
他们价值,市场尚未打开;RAID 2 及 RAID 3 适用于大型电脑及影像、CAD/CAM 等
处理;RAID 5多用于 OLTP,因有金融机构及大型数据处理中心的迫切需要,故使用
较多而较有名气,但也因此形成很多人对磁盘阵列的误解,以为磁盘阵列非要
RAID 5 不可;RAID 4 较少使用,因为两者有其共同之处,而