RAID技術分為幾種不同的等級,分别可以提供不同的速度,安全性和成本效益。根據實際情況選擇适當的RAID級别可以滿足使用者對存儲系統可用性、性能和容量的要求。
RAID等級
常用的RAID級别有以下幾種:NRAID,JBOD,RAID0,RAID1,RAID0+1,RAID3,RAID5等。目前經常使用的是RAID5和RAID(0+1)。
NRAID
NRAID即Non-RAID,所有磁盤的容量組合成一個邏輯盤,沒有資料塊分條(no
block stripping)。NRAID不提供資料備援。要求至少一個磁盤。
JBOD
JBOD代表Just a Bunch of
Drives,磁盤控制器把每個實體磁盤看作獨立的磁盤,是以每個磁盤都是獨立的邏輯盤。JBOD也不提供資料備援。要求至少一個磁盤。
RAID 0
RAID 0即Data
Stripping(資料分條技術)。整個邏輯盤的資料是被分條(stripped)分布在多個實體磁盤上,可以并行讀/寫,提供最快的速度,但沒有備援能力。要求至少兩個磁盤。我們通過RAID
0可以獲得更大的單個邏輯盤的容量,且通過對多個磁盤的同時讀取獲得更高的存取速度。RAID
0首先考慮的是磁盤的速度和容量,忽略了安全,隻要其中一個磁盤出了問題,那麼整個陣列的資料都會不保了。
RAID 1
RAID
1,又稱鏡像方式,也就是資料的備援。在整個鏡像過程中,隻有一半的磁盤容量是有效的(另一半磁盤容量用來存放同樣的資料)。同RAID 0相比,RAID
1首先考慮的是安全性,容量減半、速度不變。
RAID 0+1
為了達到既高速又安全,出現了RAID 10(或者叫RAID 0+1),可以把RAID 10簡單地了解成由多個磁盤組成的RAID
0陣列再進行鏡像。
RAID 3和RAID 5
RAID 3和RAID 5都是校驗方式。RAID
3的工作方式是用一塊磁盤存放校驗資料。由于任何資料的改變都要修改相應的資料校驗資訊,存放資料的磁盤有好幾個且并行工作,而存放校驗資料的磁盤隻有一個,這就帶來了校驗資料存放時的瓶頸。RAID
5的工作方式是将各個磁盤生成的資料校驗切成塊,分别存放到組成陣列的各個磁盤中去,這樣就緩解了校驗資料存放時所産生的瓶頸問題,但是分割資料及控制存放都要付出速度上的代價。
按照硬碟接口的不同,RAID分為SCSI
RAID,IDE RAID和SATA RAID。其中,SCSI RAID主要用于要求高性能和高可靠性的伺服器/工作站,而桌上型電腦中主要采用IDE
RAID和SATA
RAID。
以前RAID功能主要依靠在主機闆上插接RAID控制卡實作,而現在越來越多的主機闆都添加了闆載RAID晶片直接實作RAID功能,目前主流的RAID晶片有HighPoint的HTP372和Promise的PDC20265R,而英特爾更進一步,直接在主機闆晶片組中支援RAID,其ICH5R南橋晶片中就内置了SATA
RAID功能,這也代表着未來闆載RAID的發展方向---晶片組內建RAID。
Matrix RAID:
Matrix
RAID即所謂的“矩陣RAID”,是ICH6R南橋所支援的一種廉價的磁盤備援技術,是一種經濟性高的新穎RAID解決方案。Matrix
RAID技術的原理相當簡單,隻需要兩塊硬碟就能實作了RAID 0和RAID
1磁盤陣列,并且不需要添加額外的RAID控制器,這正是我們普通使用者所期望的。Matrix
RAID需要硬體層和軟體層同時支援才能實作,硬體方面目前就是ICH6R南橋以及更高階的ICH6RW南橋,而Intel Application
Acclerator軟體和Windows作業系統均對軟體層提供了支援。
RAID的原理就是将每個硬碟容量各分成兩部分(即:将一個硬碟虛拟成兩個子硬碟,這時子硬碟總數為4個),其中用兩個虛拟子硬碟來建立RAID0模式以提高效能,而其它兩個虛拟子硬碟則透過鏡像備份組成RAID
1用來備份資料。在Matrix RAID模式中資料存儲模式如下:兩個磁盤驅動器的第一部分被用來建立RAID
0陣列,主要用來存儲作業系統、應用程式和交換檔案,這是因為磁盤開始的區域擁有較高的存取速度,Matrix RAID将RAID
0邏輯分割區置于硬碟前端(外圈)的主因,是可以讓需要效能的子產品得到最好的效能表現;而兩個磁盤驅動器的第二部分用來建立RAID1模式,主要用來存儲使用者個人的檔案和資料。
例如,使用兩塊120GB的硬碟,可以将兩塊硬碟的前60GB組成120GB的邏輯分割區,然後剩下兩個60GB區塊組成一個60GB的資料備份分割區。像需要高效能、卻不需要安全性的應用,就可以安裝在RAID
0分割區,而需要安全性備分的資料,則可安裝在RAID 1分割區。換言之,使用者得到的總硬碟空間是180GB,和傳統的RAID
0+1相比,容量使用的效益非常的高,而且在容量配置上有着更高的彈性。如果發生硬碟損毀,RAID 0分割區資料自然無法複原,但是RAID
1分割區的資料卻會得到保全。
可以說,利用Matrix
RAID技術,我們隻需要2個硬碟就可以在擷取高效資料存取的同時又能確定資料安全性。這意味着普通使用者也可以低成本享受到RAID 0+1應用模式。
NV RAID:
NV
RAID是nVidia自行開發的RAID技術,随着nForce各系列晶片組的發展也不斷推陳出新。相對于其它RAID技術而言,目前最新的nForce4系列晶片組的NV
RAID具有自己的鮮明特點,主要是以下幾點:
(1)交錯式RAID(Cross-Controller
RAID):交錯式RAID即俗稱的混合式RAID,也就是将SATA接口的硬碟與IDE接口的硬碟聯合起來組成一個RAID模式。交錯式RAID在nForce3
250系列晶片組中便已經出現,在nForce 4系列晶片組身上該功能得到延續和增強。
(2)熱備援備份功能:在nForce
4系列晶片組中,因支援Serial ATA
2.0的熱插拔功能,使用者可以在使用過程中更換損壞的硬碟,并在運作狀态下重建立立一個新的鏡像,確定重要資料的安全性。更為可喜的是,nForce 4的nVIDIA
RAID控制器還允許使用者為運作中的RAID系統增加一個備援備份特性,而不必理會系統采用哪一種RAID模式,使用者可以在驅動程式提供的“管理工具”中指派任何一個多餘的硬碟用作RAID系統的熱備份。該熱備援硬碟可以讓多個RAID系統(如一個RAID
0和一個RAID1)共享,也可以為其中一個RAID系統所獨自占有,功能類似于時下的高端RAID系統。
(3)簡易的RAID模式遷移:nForce
4系列晶片組的NV
RAID子產品新增了一個名為“Morphing”的新功能,使用者隻需要選擇轉換之後的RAID模式,而後執行“Morphing”操作,RAID删除和模式重設的工作可以自動完成,無需人為幹預,易用性明顯提高。
相關術語:RAID功能