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RAID技术在数据存储中的应用

2010-06-24 08:34:28  来源:万方数据

摘要:RAID磁盘阵列是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同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和数据冗余的技术。详细介绍了常见的几种RAID级别及存
关键词: 磁盘阵列 数据管理

  随着计算机技术与网络技术的不断发展.人们对信息数据的需求量越来越大。服务器在网络中承担传输和处理大量数据的任务。这些超大信息数据的存储与保护是我们首先要考虑的问题。RAID技术正是因此而产生的,并在高端服务器中广泛使用。
  1、RAID技术简介
  RAID(Redundant Array of Independent Disks)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和提供数据备份技术。组成磁盘阵列的不同方式成为RAID级别(RAID Levels)。数据备份的功能是在用户数据一旦发生损坏后。利用备份信息可以使损坏数据得以恢复,从而保障了用户数据的安全性。总之,对磁盘阵列的操作与单个硬盘一模一样。不同的是,磁盘阵列的存储速度要比单个硬盘高很多,而且可以提供自动数据备份。从而实现对数据的冗余保护。
  下面介绍四种常用的RAID (RAID 0、RAID1、RalD0+1、RAID5)工作方式:
  1.1 RAlD0
  RAID 0又称为Stripe或Striping,它代表了所有RAID级别中最高的存储性能。RAID 0提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取.这样,系统有数据请求就町以被多个磁盘并行的执行,每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。
  1.2 RAID1
  RAIDI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_阡I率为50%,因此成本最高,多用在保存关键性的重要数据的场合。
  1.3 RAID1+0
  RAID 1+0称为互做镜像,它至少使用4个磁盘,这样,RAID 1+0在理论上同时保证了,RAID 0的性能和RAID 1的安全性,代价是比RAID 0或1再多一倍的磁盘数量。其工作原理如图1l所示。RAID 10是建立在RAID 0和RAID 1l基础上的,具体的组合结构看图1。

 

RAID 1+0 工作原理图示


  从中可以看出,RAID 1在这里就是一个冗余的备份阵列,而RAID 0则负责数据的读写阵列。其实,图1只是一种RAID 10方式,更多的情况是从主通路分出两路(以4个磁盘时为例).做Striping操作,即把数据分割,而这分出来的每一路则再分两路,做Mirroring操作,即互做镜像。
  1.4 RAID5
  RAID5是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。它也是日前应用最广泛的RAID技术。
  RAID5把各块独立硬盘进行条带化分割,相同的条带区进行奇偶校验,校验数据平均分布在每块硬盘上。当RAID5的任何一块硬盘上的数据丢失,均可以通过校萼令数据推算出来.它和RAID 3最大的区别在于校验数据是否平均分布到各块硬盘上。RAID 5具有数据安全、读写速度快,空间利用率高等优点。但不足之处是图1 RAID1+0工作原理图示
  如果1块硬盘出现故障以后,整个系统的性能将大大降低。RAID5可以为系统提供数据安全保障,但保障程度要比镜像低而磁盘宅恻利用率要比镜像高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度,只是多了一个奇偶校验信息.写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息,RAID 5的磁盘卒间利用率要比RAID 1高,存储成本相对较低,RAID 5模式适合多人多任务的存取频繁、数据量不是很大的环境,如企业档案服务器、WEB服务器等。
  2、硬盘数据恢复
  对于操作系统和其他各种软件来说,这个RAID系统构成的只有一个硬盘,看小到RAID下面的几个甚至几十个盘.不管分区、格式化还是其他操作.都不会超越一个硬盘的范围。所以,用很多数据恢复软件来恢复RAID中数据的过程和方法与恢复单独一个硬盘是一样的。而原来能在单个硬盘上恢复数据的恢复软件如Final-Data、Recover4all等都能做到这一点。
  如果RAID本身崩溃了,需视情况而定。最常见的是由误操作引起的RAID逻辑盘丢失,只要RAID参数设置成和原来一样,切莫将逻辑盘初始化,保存配置参数后重启即可。但对于一部分的RAID卡来说,重建RAID逻辑盘就意味着对各个硬盘重新条带化,任何软件对其数据恢复可能无能为力。因此,我们在对RAID系统做恢复前,应确认几点:用户的RAID是属于哪种类型,用户的操作系统是否崩溃,用户的RAID系统是否需要重做。
  3、结论
  由于硬盘具有响应速度快、传输速率高和存储非线性的特点,随着技术的不断发展.基于硬盘的存储方式有了很大的飞跃,但无论采用什么方式的存储结构,RAID技术尾所有存储产品容错的通用方法。根据用户的不同需要,可以采用不同形式以及不同价格的RAID解决方案。很品然,越好的RAID系统,价格越昂贵.所以几乎没有最好的RAID系统。另外,选择RAID系统还要适应不同的应用程序。

(责编:韩雨彤)


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