硬盘 RAID 什么意思,怎么组建?
RAID就是一种由多块廉价磁盘构成的冗余阵列,在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现。
RAID可以充分发挥出多块硬盘的优势,可以提升硬盘速度,增大容量,提供容错功能够确保数据安全性,易于管理的优点,在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作,不会受到损坏硬盘的影响。
扩展资料
优点
提高传输速率。RAID通过在多个磁盘上同时存储和读取数据来大幅提高存储系统的数据吞吐量(Throughput)。
在RAID中,可以让很多磁盘驱动器同时传输数据,而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器,所以使用RAID可以达到单个磁盘驱动器几倍、几十倍甚至上百倍的速率。
这也是RAID最初想要解决的问题。因为当时CPU的速度增长很快,而磁盘驱动器的数据传输速率无法大幅提高,所以需要有一种方案解决二者之间的矛盾。RAID最后成功了。
通过数据校验提供容错功能。普通磁盘驱动器无法提供容错功能,如果不包括写在磁盘上的CRC(循环冗余校验)码的话。RAID容错是建立在每个磁盘驱动器的硬件容错功能之上的,所以它提供更高的安全性。
在很多RAID模式中都有较为完备的相互校验/恢复的措施,甚至是直接相互的镜像备份,从而大大提高了RAID系统的容错度,提高了系统的稳定冗余性。
磁盘阵列其样式有三种,一是外接式磁盘阵列柜、二是内接式磁盘阵列卡,三是利用软件来仿真。
外接式磁盘阵列柜最常被使用大型服务器上,具可热交换(Hot Swap)的特性,不过这类产品的价格都很贵。
内接式磁盘阵列卡,因为价格便宜,但需要较高的安装技术,适合技术人员使用操作。硬件阵列能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。
它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。阵列卡专用的处理单元来进行操作。
利用软件仿真的方式,是指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘,组成阵列。
软件阵列可以提供数据冗余功能,但是磁盘子系统的性能会有所降低,有的降低幅度还比较大,达30%左右。因此会拖累机器的速度,不适合大数据流量的服务器。
由加利福尼亚大学伯克利分校(University of California-Berkeley)在1988年,发表的文章:“A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks”。
文章中,谈到了RAID这个词汇,而且定义了RAID的5层级。伯克利大学研究目的是反映当时CPU快速的性能。CPU效能每年大约成长30~50%,而硬磁机只能成长约7%。
研究小组希望能找出一种新的技术,在短期内,立即提升效能来平衡计算机的运算能力。在当时,柏克莱研究小组的主要研究目的是效能与成本。
另外,研究小组也设计出容错(fault-tolerance),逻辑数据备份(logical data redundancy),而产生了RAID理论。
研究初期,便宜(Inexpensive)的磁盘也是主要的重点,但后来发现,大量便宜磁盘组合并不能适用于现实的生产环境,后来Inexpensive被改为independent,许多独立的磁盘组。
独立磁盘冗余阵列(RAID,redundant array of independent disks)是把相同的数据存储在多个硬盘的不同的地方(因此,冗余地)的方法。
通过把数据放在多个硬盘上,输入输出操作能以平衡的方式交叠,改良性能。因为多个硬盘增加了平均故障间隔时间(MTBF),储存冗余数据也增加了容错。
参考资料:百度百科-RAID
RAID(独立磁盘冗余阵列)是一种数据存储虚拟化技术,将多个物理磁盘驱动器组件组合到一个或多个逻辑单元中,以实现数据冗余和/或提高性能的目的。
数据以多种方式(称为RAID级别)分布在驱动器上,具体取决于所需的冗余和性能级别。不同的方案按资料分布布局以单词“ RAID”命名,后跟一个数字,例如RAID 0或RAID1。每种方案或RAID级别在关键目标之间提供了不同的平衡:可靠性、性能和容量。大于RAID 0的RAID级别可提供针对不可恢复的扇区读取错误以及整个物理驱动器故障的保护。
RAID技术主要具有以下三个基本功能:
(1)通过磁盘数据条带化,可以实现对数据的块访问,减少了磁盘的机械搜索时间,提高了数据访问速度。
(2)通过同时排列数组中的多个磁盘,可以减少磁盘的机械搜索时间,并提高数据访问速度。
(3)通过镜像或存储同位信息,可以实现数据的冗余保护。
RAID 0和RAID 1之间的区别:
1. RAID 0读写速度快,数组容量是数组磁盘的总容量,无数据备份功能,安全性较差。
2. RAID 1的读写速度如单磁盘,容量为单磁盘容量,但磁盘互相备份,安全性高。
RAID 0的特点:
RAID 0的缺点是它不提供数据冗余,一旦用户数据损坏,损坏的数据将无法恢复。当RAID中任何硬盘驱动器出现故障时,RAID 0运行都可能导致整个数据损坏。通常不建议企业用户单独使用。
RAID 1的特征:
RAID 1通过硬盘数据镜像实现数据冗余,保护数据,在两个磁盘上生成备份数据,并且在原始数据繁忙时可以直接从镜像备份中读取资料,因此RAID 1可以提供读取性能。
RAID 0
RAID 0由条带化组成,但没有镜像或同位。与跨区卷相比,RAID 0卷的容量是相同的。它是集合中磁盘容量的总和。但是由于条带化将每个文件的内容分配到集合中的所有磁盘之间,因此任何磁盘的故障都会导致所有档(整个RAID 0卷)丢失。跨区卷损坏至少可以将档保留在正常运行的磁盘上。 RAID 0的好处是,对任何档的读写操作的吞吐量都乘以磁盘数量,因为与跨区卷不同,读写操作是同时进行的,而且代价是驱动器故障的完全脆弱性。实际上,平均故障率比等效的单个非RAID驱动器高。
RAID 1
RAID 1由数据镜像组成,没有同位或分段。数据被相同地写入两个驱动器,从而产生驱动器的“镜像集”。因此,RAID中的任何驱动器均可满足任何读取请求。如果将请求广播到RAID中的每个驱动器,则可以由首先访问数据的驱动器(根据其查找时间和循环等待时间)对请求进行服务,从而提高性能。如果针对控制器或软件进行了优化,则持续读取吞吐量将接近集合中每个驱动器的吞吐量总和。写入较慢,因为写入的数据必须更新到每个驱动器,而最慢的驱动器会限制写入性能。但只要有一个驱动器正常工作,该数组就会继续运行。
下面是RAID级别的对比表。
RAID(Redundant Array of Independent Disk 独立冗余磁盘阵列)技术是加州大学伯克利分校1987年
提出,最初是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘,同时希望磁盘失效时不会使对数据的访问受损
失而开发出一定水平的数据保护技术。RAID就是一种由多块廉价磁盘构成的冗余阵列,在操作系统下是作
为一个独立的大型存储设备出现。RAID可以充分发挥出多块硬盘的优势,可以提升硬盘速度,增大容量,
提供容错功能够确保数据安全性,易于管理的优点,在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作,
不会受到损坏硬盘的影响。
二、RAID的几种工作模式
1、RAID0
即Data Stripping数据分条技术。RAID 0可以把多块硬盘连成一个容量更大的硬盘群,可以提高磁
盘的性能和吞吐量。RAID 0没有冗余或错误修复能力,成本低,要求至少两个磁盘,一般只是在那些对数
据安全性要求不高的情况下才被使用。
(1)、RAID 0最简单方式
就是把x块同样的硬盘用硬件的形式通过智能磁盘控制器或用操作系统中的磁盘驱动程序以软件的方
式串联在一起,形成一个独立的逻辑驱动器,容量是单独硬盘的x倍,在电脑数据写时被依次写入到各磁盘
中,当一块磁盘的空间用尽时,数据就会被自动写入到下一块磁盘中,它的好处是可以增加磁盘的容量。
速度与其中任何一块磁盘的速度相同,如果其中的任何一块磁盘出现故障,整个系统将会受到破坏,可靠
性是单独使用一块硬盘的1/n。
(2)、RAID 0的另一方式
是用n块硬盘选择合理的带区大小创建带区集,最好是为每一块硬盘都配备一个专门的磁盘控制器,在
电脑数据读写时同时向n块磁盘读写数据,速度提升n倍。提高系统的性能。
2、RAID 1
RAID 1称为磁盘镜像:把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上,在不影响性能情况下最大限度的保证
系统的可靠性和可修复性上,具有很高的数据冗余能力,但磁盘利用率为50%,故成本最高,多用在保存
关键性的重要数据的场合。RAID 1有以下特点:
(1)、RAID 1的每一个磁盘都具有一个对应的镜像盘,任何时候数据都同步镜像,系统可以从一组
镜像盘中的任何一个磁盘读取数据。
(2)、磁盘所能使用的空间只有磁盘容量总和的一半,系统成本高。
(3)、只要系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用,甚至可以在一半数量的硬盘出现问
题时系统都可以正常运行。
(4)、出现硬盘故障的RAID系统不再可靠,应当及时的更换损坏的硬盘,否则剩余的镜像盘也出现
问题,那么整个系统就会崩溃。
(5)、更换新盘后原有数据会需要很长时间同步镜像,外界对数据的访问不会受到影响,只是这时
整个系统的性能有所下降。
(6)、RAID 1磁盘控制器的负载相当大,用多个磁盘控制器可以提高数据的安全性和可用性。
3、RAID0+1
把RAID0和RAID1技术结合起来,数据除分布在多个盘上外,每个盘都有其物理镜像盘,提供全冗余能
力,允许一个以下磁盘故障,而不影响数据可用性,并具有快速读/写能力。RAID0+1要在磁盘镜像中建立
带区集至少4个硬盘。
4、RAID2
电脑在写入数据时在一个磁盘上保存数据的各个位,同时把一个数据不同的位运算得到的海明校验码
保存另一组磁盘上,由于海明码可以在数据发生错误的情况下将错误校正,以保证输出的正确。但海明码
使用数据冗余技术,使得输出数据的速率取决于驱动器组中速度最慢的磁盘。RAID2控制器的设计简单。
5、RAID3:带奇偶校验码的并行传送
RAID 3使用一个专门的磁盘存放所有的校验数据,而在剩余的磁盘中创建带区集分散数据的读写操作
。当一个完好的RAID 3系统中读取数据,只需要在数据存储盘中找到相应的数据块进行读取操作即可。但
当向RAID 3写入数据时,必须计算与该数据块同处一个带区的所有数据块的校验值,并将新值重新写入到
校验块中,这样无形虽增加系统开销。当一块磁盘失效时,该磁盘上的所有数据块必须使用校验信息重新
建立,如果所要读取的数据块正好位于已经损坏的磁盘,则必须同时读取同一带区中的所有其它数据块,
并根据校验值重建丢失的数据,这使系统减慢。当更换了损坏的磁盘后,系统必须一个数据块一个数据块
的重建坏盘中的数据,整个系统的性能会受到严重的影响。RAID 3最大不足是校验盘很容易成为整个系统
的瓶颈,对于经常大量写入操作的应用会导致整个RAID系统性能的下降。RAID 3适合用于数据库和WEB服
务器等。
6、 RAID4
RAID4即带奇偶校验码的独立磁盘结构,RAID4和RAID3很象,它对数据的访问是按数据块进行的,也
就是按磁盘进行的,每次是一个盘,RAID4的特点和RAID3也挺象,不过在失败恢复时,它的难度可要比
RAID3大得多了,控制器的设计难度也要大许多,而且访问数据的效率不怎么好。
7、 RAID5
RAID 5把校验块分散到所有的数据盘中。RAID 5使用了一种特殊的算法,可以计算出任何一个带区校
验块的存放位置。这样就可以确保任何对校验块进行的读写操作都会在所有的RAID磁盘中进行均衡,从而
消除了产生瓶颈的可能。RAID5的读出效率很高,写入效率一般,块式的集体访问效率不错。RAID 5提高
了系统可靠性,但对数据传输的并行性解决不好,而且控制器的设计也相当困难。
8、RAID6
RAID6即带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构,它是对RAID5的扩展,主要是用于要求数据
绝对不能出错的场合,使用了二种奇偶校验值,所以需要N+2个磁盘,同时对控制器的设计变得十分复杂
,写入速度也不好,用于计算奇偶校验值和验证数据正确性所花费的时间比较多,造成了不必须的负载,
很少人用。
9、 RAID7
RAID7即优化的高速数据传送磁盘结构,它所有的I/O传送均是同步进行的,可以分别控制,这样提高
了系统的并行性和系统访问数据的速度;每个磁盘都带有高速缓冲存储器,实时操作系统可以使用任何实
时操作芯片,达到不同实时系统的需要。允许使用SNMP协议进行管理和监视,可以对校验区指定独立的传
送信道以提高效率。可以连接多台主机,当多用户访问系统时,访问时间几乎接近于0。但如果系统断电
,在高速缓冲存储器内的数据就会全部丢失,因此需要和UPS一起工作,RAID7系统成本很高。
10、 RAID10
RAID10即高可靠性与高效磁盘结构它是一个带区结构加一个镜象结构,可以达到既高效又高速的目的。这
种新结构的价格高,可扩充性不好。
11、 RAID53
RAID7即高效数据传送磁盘结构,是RAID3和带区结构的统一,因此它速度比较快,也有容错功能。但价格
十分高,不易于实现。
三、应用RAID技术
要使用磁盘RAID主要有两种方式,第一种就是RAID适配卡,通过RAID适配卡插入PCI插槽再接上硬盘
实现硬盘的RAID功能。第二种方式就是直接在主板上集成RAID控制芯片,让主板能直接实现磁盘RAID。这
种方式成本比专用的RAID适配卡低很多。
此外还可以用2k or xp or linux系统做成软raid.
个人使用磁盘RAID主要是用RAID0、 RAID1或RAID0+1工作模式。
四、以HP XW4200 Workstation为例详述如何配置RAID(企业用)
产品信息
HP XW4200 Workstation 使用了 Intel 925X Express北桥 + ICH6R南桥。
需要软件
配置RAID时需要先安装软件,即独立RAID卡驱动,该软件的下载方法为:
打开惠普中文网站首页 http://www.hp.com.cn/;
点击“支持及驱动程序”;
选择“下载驱动程序和软件”并在搜索产品空行中输入产品名称“xw4200”,点击“>>”按钮;
选择Intel Application Accelerator 应用程序加速器,文件名 SP28501.EXE,文件大小 3.6MB。
使用方法:
下载驱动到本地硬盘。
运行下载的程序,按照屏幕提示安装驱动。
调试步骤
进入bios设置,选择storage menu—storage option---SATA Emulation---打开RAID,存盘退出;
在机器post之后会出现按Ctrl+I进入SATA RAID设置,XW4200集成的是ICH6R的SATA RAID;
安装系统需要加载RAID驱动程序,下载IAA软件,解压缩后有个Driver目录,把Driver里面的东西拷到一张软盘内;
安装系统时按F6加载,选择ICH6R第一项驱动程序之后就按正常安装了。
详细步骤
开机看到hp或COMPAQ标志时按F10,选择bios菜单中的Advanced 选项,打开Device Options,选择SATA RAID项,将Option ROM值设置为Enabled;
重新开机时按CTRL+I,即可进入RAID控制器配置选项,屏幕 会有如下显示:
create raid volume
delete raid voleme
reset disks to non-raid
exit
最下面一行会显示出“physical disks: SATA 0 硬盘型号 SATA 1 硬盘型号”,例如:“physical disks: SATA 0
st380012as SATA 1 WDC WD800JD-60J”。
选择第一项create raid volume后,在“NAME”处输入raid名称,比如“RAID 1”,确认后将“RAID LEVEL”改为“RAID 1(MERROR)”。下面“CAPACITY”处输入要用来做RAID 1的空间大小,这里采用默认的最大值。最后在“CREAT VOLUME”处确认后创建完毕。
从光盘启动安装XP。出现按F6加载驱动提示时,按F6—>“S”确认—>插入存有raid驱动的软盘—>选择第一项“Intel 82801 FR Sata Raid Controller(Desktop ICH6R)”,之后开始安装WINDOWS XP操作系统。
安装好主板芯片组和Intel Application Accelerator 应用程序加速器后可以看到 intel RAID Contrllers--intel (r)820801FR SATA RAID --Arrays Vlumes-raid1 为硬盘标为绿色符号。RAID Hard drivers看到两个硬盘 ,且在“磁盘管理”中只能看到50%的磁盘容量(即一块硬盘的容量)。
各种测试对已有系统的影响
做好RAID 1 后,拔下任意一个硬盘后,可以看到RAID 1没有变化,可以顺利进入系统,但系统会提示“a raid volume is degrader”(because of missing hard drives),且在INTEL 加速工具中可以看到变化,intel RAID Contrllers--intel(r)820801FR SATA RAID --Arrays 0 Vlumes-RAID1 为硬盘标为黄色符号。RAID Hard drivers里只看到一个硬盘。
按CTRL+I进入RAID控制器配置选项后选择第二项delete raid voleme(即删除建立的RAID 1) 后,对任意一块硬盘中的系统都没有影响,保存的数据也不会丢失。但在“磁盘管理”里面可以显示出两块硬盘。
做完上面的第2项测试后,在“磁盘管理”中删除第二块硬盘的分区,再重新启动 。做RAID 1后,机器提示没有操作系统,即删除RAID 1后再重做RAID 1会破坏硬盘的现有数据。
总结
做好RAID 1 后,拔下任意一个硬盘启动后,两块硬盘数据不会受到任何影响 ,在出现相关提示信息后,可以正常进入系统。
在做好RAID 1后删除RAID 1,对任意一块硬盘中的系统都没有影响。
删除RAID 1后再重做RAID 1会破坏硬盘的现有数据。
RAID磁盘阵列是什么意思?RAID0、1、5都有什么不同?
磁盘阵列
至少要3个以上硬盘才可以组建磁盘阵列
是一个磁盘阵列的意思
有RAID 0
RAID 1
RAID 0+1
RAID 1+0
RAID 5
主要是这些
2-4个硬盘就行了
豆杰爽妙: 意义: 1、RAID是“Redundant Array of Independent Disk”的缩写,中文意思是独立冗余磁盘阵列. 2、RAID是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的方式组合起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘),从而提供比单个硬盘更高的存储性能...
南安市17524881727: RAID的组建方法 - ?
豆杰爽妙: 1、首先你要清楚,你是要做RAID几,RAID0 RAID1 RAID5等 2、你的机器要支持,这个一般是服务器上才有的 3、至少需要两块硬盘 4、进入RAID界面就像分区一样比如建RAID1 5、完成后重启正常装系统OK
南安市17524881727: 如何组建raid系统? - ?
豆杰爽妙: raid 1 使用至少2块硬盘,数据在另一个盘上有备份,从而使数据更加安全. raid 0 使用至少2块硬盘,某个程序或文件的数据分段分别在两块硬盘上读写,从而使速度加快,但安全性不能与 raid 1 相比. RAID5:分布式奇偶校验的独立磁盘结构 ...
南安市17524881727: Raid什么意思 Raid5需要几块硬盘 - ?
豆杰爽妙: 一、Raid(Redundant Arrays of Independent Disks)磁盘阵列,是由多个磁盘组合成磁盘组,利用同时存放、读取多个磁盘,来提升整个磁盘系统效能或安全性;Raid5需要3块以上硬盘. 二、Raid分类. 1、Raid0是把多个(2个以上)硬盘并成1...
南安市17524881727: 主板上的RAID是什么意思 - ?
豆杰爽妙: RAID就是磁盘阵列,有RAID0、RAID1、RAID10等种类.组建RAID0、RAID1最少需要2个硬盘,RAID10最少需要4个硬盘,硬盘的容量要相同(最好用同型号的)用两个以上硬盘组RAID0,可以明显提高硬盘的读写速度(我组建过的,单硬盘写的速度是60MB的样子,2个硬盘组RAID0可以达到100多点),缺点是安全性不太好,一个硬盘出问题会导致所有数据丢失;RAID1可以看着是把一个硬盘的数据复制到另一个硬盘里,所以优点就是安全性好,不容易丢失数据;RAID10就是RAID1和RAID0的结合,既保证安全性又能提高速度,缺点就是需要较多的硬盘
南安市17524881727: 磁盘阵列是什么意思? 如何组建? - ?
豆杰爽妙: 一、什么是RAID?其具备哪些常用的工具模式?即然提到了RAID磁盘阵列,那么我们就先来了解一下什么是RAID?所谓的RAID,是Redundant Arrays of Independent Disks的简称,中文为廉价冗余磁盘阵列.由1987年由加州大学伯克利分校...
南安市17524881727: 电脑硬盘怎样组raid0 - ?
豆杰爽妙: 备份数据,组建阵列以后两块磁盘中的数据都会清空,所以必须先把重要数据备份到其它存储设备上.准备所需工具两块硬盘,三个sata数据线,硬盘阵列卡.硬盘阵列卡,种类繁多价格差异很大,我这里用的价格在百元以内,已经用了很长时...
南安市17524881727: 计算机中raid指什么? - ?
豆杰爽妙: RAID是英文Redundant Array of Independent Disks的缩写,翻译成中文意思是“独立磁盘冗余阵列”,有时也简称磁盘阵列(Disk Array).简单的说,RAID是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的方式组合起来形成一个硬盘组(逻辑...
南安市17524881727: 哪位大侠通俗的讲一下raid0,raid1,raid2,......是怎么做的?各有什么不同?谢谢 - ?
豆杰爽妙: 下虾我要开讲了,raid指磁盘阵列,通俗讲就几个硬盘一起用.分为0,1,5等.raid0要至少2块硬盘,原理是把要存的数据分两份同时存入两硬盘,所以速有将近1倍的提升,但如果一块硬损坏则所以数据都没了.下面讲1,也是两块硬盘,但它把数据复制一份,分别放入两硬盘,所以容量减半但安全提高.5的话是结合0和1的特点,要三块硬盘,它的原理实在太复杂了小虾我也讲不了,不适合平民使用.原理就讲到这里,讲的不好大虾来补充.用法的话如果你的主板支持的话会有说明书的吧,先装好驱动,然后进bois设置.
南安市17524881727: 有知道服务器上什么是RAID?怎样做RAID??
豆杰爽妙: 所谓RAID就是服务器上 要装两块以上的硬盘,要做到让这两块硬盘相通共容,就必须做raid,就跟两块内存产生双通道差不多.至于做riad首先需要一张raid 盘(软盘),然后跟做系统是的,但是肯定比做系统麻烦,做完raid才能做系统,至于具体步骤实在无能为力,能力所限,请教下IT高手而且是技术员,负责跟我一样只能做到这了,抱歉!~