文章根据目前磁盘存储技术的发展，结合相关外设的现状，用户的实际需求及面临的问题，结合应用实例，对磁盘阵列技术进行了阐述。

    0 引言

    如何增加磁盘的存取速度，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，一直是专业人员和用户的困忧；而大容量磁盘的价格非常昂贵，对用户形成很大的负担。磁盘阵列技术解决了这些问题。近些年来，CPU的处理速度几乎是几何级数的跃升，内存的存取速度亦大幅增加，而数据储存装置，主要是磁盘的存取速度相较之下，较为缓慢。如何有效的提升磁盘的存取速度，改进CPU、内存及磁盘问的不平衡，这就采用了磁盘阵列技术。

    1 目前改进磁盘存取速度的主要方式

    1.1磁盘快取控制

    它将从磁盘读取的数据存在快取内存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。这种方式在单工期环境下，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），但在多工环境之下（因为要不停的作数据交换的动作）或数据库的存取（因每一记录都很小）就不能显示其性能，这种方式没有任何安全保障。

    1.2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，同时有更佳的空问利用率。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 eontroler）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，提高整体工作性能。

    2 磁盘阵列的主要特性——额外容错功能

    2.1备份

    为了加强容错的功能以及使系统在磁盘故障的情况下能迅速的重建数据，以维持系统的性能，一般的磁盘阵列系统都可使用热备份的功能，所渭热备份是在建立磁盘阵列系统的时候，将其中一磁盘指定为后备磁盘，此磁盘在平常并不操作，但若阵列中某一磁盘发生故障时，磁盘阵列即以后备磁盘取代故障磁盘，并自动将故障磁盘的数据重建在后备磁盘之上，因为反应快速，加上快取内存减少了磁盘的存取，所以数据重建很快即可完成。对系统的性能影响不大。对于要求不停机的大型数据处理中心或控制中心而言，热备份更是一项重要的功能，因为可避免晚间或无人守护时发生磁盘故障所引起的种种不便。

    2.2坏扇区转移

    坏扇区是磁盘故障的主要原因，通常磁盘在读写时发生坏扇区的情况即表示此磁盘故障，不能再作读写。甚至有很多系统会因为不能完成渎写的动作而死机，但若因为某一扇区的损坏而使工作不能完成或要更换磁盘，则使得系统性能大打折扣，而系统的维护成本也未免太高了，坏扇区转移是当磁盘阵列系统发现磁盘有坏扇区时，以另一空白且无故障的扇区取代该扇区，以延长磁盘的使用寿命，减少坏磁盘的发生率以及系统的维护成本。所以坏扇区转移功能使磁盘阵列具有更好的容错性，同时使整个系统有最好的成本效益比。

    3 RAID5应用实例及效果

    自1999年开始，国内各大高校纷纷开始新生的扩招工作，于是这些高校也必然面临着学生的骤增、聘任老师增加和校务繁多的现象，而这对于原本可以支持整个学校的数据管理的已经无法满足如此高负荷的数据管理。为确保数据资料的完整有效，选择了SCSI硬盘Atlas系列、服务器3310、磁盘阵列 secubays为其主要的存储解决方案。管理技术人员使用SCSI硬盘、服务器33lO以及磁盘阵列secubays为装配整套的存储系统，将高校内繁多的师生资料和繁重的校内事物利用该套设备进行有效、快捷的管理。三个36GB的SCSI硬盘分别装在三个服务器3310中。而七个147GB容量的硬盘则装在磁盘阵列secubays中，做成RAIDS。当SCSI卡安装完毕且存储阵列连接之后。学校就拥有了大容量的的存储器。

    在使用SCSI硬盘后，学校将80％的日常校务和师生资料利用此存储方案管理。借助于SCSI硬盘那强大的lOps（I／O per second.每秒I／O数）性能。以及其令人信赖的稳定性，学校在短短的几个月内就实现的无纸化资料数据管理，从而使得学校校的老师可以将更多的精力投入到新的课题项目的开发中，并且取得了骄人的成果，成为教育界内倍受关注的焦点。

    总而言之，充分合理的利用磁盘阵列技术，对数据处理和保存能力提供了极大地帮助。

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