RAID 技术

RAID（Redundant Array of Independent Drive：独立磁盘冗余阵列）指的是多个独立的硬驱合并组成一个逻辑阵列。如果在阵列上创建一个或多个 RAID 卷，操作系统将不再识别个别硬驱，而将每个卷认作单个逻辑硬驱。RAID 的主要目的是提高存储子系统的性能并支持容错。RAID 级别定义数据在包含阵列硬驱的卷中如何格式化。Intel Matrix Storage Manager 支持 RAID 级别 0（分段）、RAID 级别 1（镜像）、RAID 级别 5（含奇偶校验的分段）和 RAID 级别 10（分段和镜像）。当前尚不支持其他 RAID 级别。下表按系统上存在的英特尔存储控制器列示一个 RAID 卷上对每一种 RAID 级别所支持的硬驱数。

表 2. 各种英特尔存储控制器所支持的 RAID 级别
RAID 级别驱动器数ESB2ICH7R
ICH7DH		ICH7MDH
ICH7M		ICH8R
ICH8DH
ICH8DO		ICH8M-EICH8MICH9R
ICH9DH
ICH9DO		ICH9M
ICH9M-E		ICH10R
ICH10D
ICH10DO
RAID 02是是是是是是是是是
RAID 0 3 或 4是是否是否否是否是
RAID 0 5 或 6是否否否否否是否是
RAID 12是是是是是是是是是
RAID 5 3 或 4 是是否是否否是否是
RAID 55 或 6是否否否否否是否是
RAID 10 4是是否是否否是否是

RAID 0（分段）
RAID 级别 0 将两个或更多硬驱合并，把所有数据分段为易于管理的块（称为数据块）。表 2 描述所允许的数据块大小的使用情形。这些数据块在 RAID 0 卷驻留的阵列成员中以条带形式分布。此方法通过允许同时从一个以上硬驱访问相邻数据而提高读写（尤其是顺序性读写）性能。但是，存储在 RAID 0 卷中的数据无冗余。因此，如果一个硬驱发生故障，卷中的所有数据都将丢失。
  • 优点：提高数据访问和存储性能；数据容量无损失。
  • 缺点：无数据冗余（如果一个硬驱发生故障，卷中的所有数据都将丢失）。
  • 应用：通常用于在台式机和工作站存储高性能、非关键数据和软件。
RAID 1（镜像）
RAID 级别 1 将两个硬驱合并，使所有数据同时写入 RAID 1 卷驻留的各阵列成员。换句话说，数据被镜像到 RAID 1 卷中的各个硬驱上。这通过将在第二个驱动器上创建第一个驱动器上所有数据的镜像，实现所有数据的实时冗余。
  • 优点：完全数据冗余；提高读取传输速度。
  • 缺点：存储容量最多只能等于最小的驱动器的容量；写入传输速度略降低。
  • 应用：通常用于在工作站和服务器存储关键数据。
RAID 5（含奇偶校验的分段）
RAID 级别 5 将三个或更多硬驱合并，把所有数据分段为易于管理的块（称为数据块）。RAID 5 使用奇偶校验。这是一种数学方法，用于将丢失的数据重建至单个驱动器，从而提高容错能力。数据和奇偶校验以轮转顺序跨阵列成员分段。由于采用奇偶校验分 段，便有可能在以新驱动器替换故障硬驱后重建数据。在重建数据过程中计算丢失数据的额外工作将降低向卷写入的性能。RAID 5 处理较小 I/O 功能的性能比处理较大顺序文件时来得好。
  • 优点：完全的数据冗余；高效；容错；提高存储阵列性能。
  • 缺点：重建费时，重建正在进行时性能降低。
  • 应用：对文件和应用程序服务器以及因特网和局域网服务器为良好的选择。
RAID 10（分段和镜像）
RAID 级别 10 使用四个硬驱创建 RAID 级别 0 和 1 的组合。数据以条带形式分布于构成 RAID 0 组件的双驱动器阵列。RAID 0 阵列中的每个硬驱都由 RAID 1 阵列中的一个硬驱作为镜像。此种配置的优点是兼备 RAID 0 的性能和 RAID 1 的冗余。
  • 优点：提高性能及完全的数据冗余。
  • 缺点：需要四个硬驱（两个用于冗余），导致成本增加。
  • 应用：数据库服务器要求高性能和容错能力。
数据块大小
数据块大小表示在 RAID 0、RAID 5 或 RAID 10 卷中使用的每一个逻辑连续数据块的大小。数据块大小用千字节表示。下表列举典型数据块大小的使用情形。

表 3. 所允许的数据块大小的使用情形
数据块大小说明RAID 级别
4 KB最适用于要求 4 KB 数据块的特殊用途模式RAID 0、10
8 KB最适用于要求 8 KB 数据块的特殊用途模式RAID 0、10
16 KB最适用于顺序传输RAID 0、5、10
32 KB 适用于顺序传输RAID 0、5、10
64 KB 适用于一般用途数据块大小（RAID 5、10 的默认值）RAID 0、5、10
128 KB在大多数台式机和工作站上性能最佳（RAID 0 的默认值）RAID 0、5