磁碟陣列(RAID)原理及階層介紹

現在己經有很多主機板都內建了IDE RAID晶片，除了提供ATA/133 功能外，也提供了磁碟陣列功能，給使用者一個完整的IDE周邊解決 方案。不過，應該還有很多人弄不清楚磁碟陣列是什麼，對磁碟陣列的 使用及工作原理也有很多疑問。在這裏我們就來介紹一下磁碟陣列(R AID)的概念與工作原理，相信對各位會有所幫助。 什麼是磁碟陣列？磁碟陣列簡稱RAID(Redundant Arrays of Inexp ensive Disks)，有”價格便宜且多餘的磁碟陣列”之意。其原理是 利用陣列方式來作磁碟組，配合資料分散排列的設計，提升資料的安 全性。磁碟陣列主要針對硬碟，在容量及速度上，無法跟上CPU及記 憶體的發展，提出改善方法。磁碟陣列是由很多便宜、容量較小、穩定 性較高、速度較慢磁碟，組合成一個大型的磁碟組，利用個別磁碟提 供資料所產生的加成效果來提升整個磁碟系統的效能。同時，在儲存 資料時，利用這項技術，將資料切割成許多區段，分別存放在各個硬 碟上。 　磁碟陣列還能利用同位元檢查(Parity Check)的觀念，在陣列中 任一顆硬碟故障時，仍可讀出資料，在資料重建時，將故障硬碟內的 資料，經計算後重新置入新硬碟中。 磁碟陣列的由來：由美國柏克萊大學(University of California- Berkeley)在１９８７年，發表的文章：”A Case for Redundant Ar rays of Inexpensive Disks”。文章中，談到了RAID這個字彙，而 且定義了RAID的5層級。柏克萊大學研究其研究目的為，反應當時CPU 快速的性能。CPU效能每年大約成長30～50%，而硬磁機只能成長約7% 。研究小組希望能找出一種新的技術，在短期內，立即提升效能來平 衡電腦的運算能力。在當時，柏克萊研究小組的主要研究目的是效能 與成本。 　另外，研究小組也設計出容錯(fault-tolerance)，邏輯資料備 份(logical data redundancy)，而產生了RAID 理論。研究初期，便 宜(Inexpensive)的磁碟也是主要的重點，但後來發現，大量便宜磁碟 組合並不能適用於現實的生產環境，後來Inexpensive被改為indepen dence，許多獨立的磁碟組。 磁碟陣列，未來趨勢：　自有PC以來，硬碟是最常使用的儲存裝置 。但在整個電腦系統架構中，跟CPU與RAM來比，硬碟的速度是PC中最 弱的設備之一。所以，為了加速電腦整體的資料流量，增加儲存的吞 吐量，進階改進硬碟資料的安全，磁碟陣列的設計因應而生。　硬 碟隨著科技的日新月異，現在其容量已達40GB以上，轉速到了1萬轉 ，甚至15000轉，而且價格實在是很便宜，再加現在企業流行，人力 資源規畫(Enterprise Resource Planning：ERP)是每個公司建構網路的 主要目標。所以，利用區域網路來傳遞資料，伺服器所使用的硬碟顯 得非常重要，除了容量大、速度快之外，穩定更是基本要求。基於此 因，磁碟陣列開始廣泛的應用在個人電腦上。 磁碟陣列其樣式有三種， 一是外接式磁碟陣列櫃外接式磁碟陣列櫃最常被使用大型伺服器上 ，具可熱抽換(Hot Swap)的特性，不過這類產品的價格都很貴。 二是內接式磁碟陣列卡內接式磁碟陣列卡，因為價格便宜，但需要 較高的安裝技術，適合技術人員使用操作。 三是利用軟體來模擬利用軟體模擬的方式，由於會拖累機器的速度 ，不適合大資料流量的伺服器。 由上述可知，現在IDE磁碟陣列大行其道的道理；IDE介面硬碟的穩 定度與效能表現已有很大的提升,加上成本考量,所以採用IDE介面硬 碟來作為磁碟陣列的決解方案,可說是最佳的方式。 磁碟陣列有那些優點： 　１.傳輸速率快　２.儲存容量可提升　３.提升I/O每秒的數量 　４.增加資料安全性及穩定性　５.大量資料快速及簡易管理　 ６.增加可用運時間，減少維護 各階層磁碟陣列(RAID)介紹：磁碟陣列是由2個以上的硬碟，模擬 一個邏輯硬碟出現在系統中；使用磁碟陣列控制器以達成其存在，利 用不同陣列形式，模擬各種層級。現在我們先來了解磁碟陣列(RAID) 到底有幾種模式，一般最常提到及應用的RAID層級分為０、１、０＋ １、３及５。另外還有一些極少用到的RAID ４及RAID ６在此我們就 不提它了。

Kiver · 发表于 2004-2-22 04:49:33

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