双硬盘组建RAID原理介绍

双硬盘组建RAID原理介绍

RAID 1又称为Mirror或Mirroring，它的宗旨是最大限度的保证用户数据的可用性和可修复性。 RAID 1的操作方式是把用户写入硬盘的数据百分之百地自动复制到另外一个硬盘上。由于对存储的数据进行百分之百的备份，在所有RAID级别中，RAID 1提供最高的数据安全保障。同样，由于数据的百分之百备份，备份数据占了总存储空间的一半，因而，Mirror的磁盘空间利用率低，存储成本高。 dedecms.com

Mirror虽不能提高存储性能，但由于其具有的高数据安全性，使其尤其适用于存放重要数据，如服务器和数据库存储等领域。 dedecms.com

RAID 5 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。RAID 5不对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。 dedecms.com

RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror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的磁盘空间利用率要比RAID 1高，存储成本相对较低。 dedecms.com

RAID0+1：正如其名字一样RAID 0+1是RAID 0和RAID 1的组合形式，也称为RAID 10。 内容来自dedecms

RAID 0+1是存储性能和数据安全兼顾的方案。它在提供与RAID 1一样的数据安全保障的同时，也提供了与RAID 0近似的存储性能。 织梦好，好织梦

由于RAID 0+1也通过数据的100%备份提供数据安全保障，因此RAID 0+1的磁盘空间利用率与RAID 1相同，存储成本高。 本文来自织梦

RAID 0+1的特点使其特别适用于既有大量数据需要存取，同时又对数据安全性要求严格的领域，如银行、金融、商业超市、仓储库房、各种档案管理等。 织梦内容管理系统

RAID是通过磁盘阵列与数据条块化方法相结合, 以提高数据可用率的一种结构。IBM早于19xx年就开始研究此项技术 。RAID 可分为RAID级别1到RAID级别6, 通常称为： RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3,RAID 4,RAID 5,RAID6。每一个RAID级别都有自己的强项和弱项. “奇偶校验”定义为用户数据的冗余信息, 当硬盘失效时, 可以重新产生数据。 内容来自dedecms

RAID 0： RAID 0 并不是真正的RAID结构, 没有数据冗余。 RAID 0 连续地分割数据并并行地读/写于多个磁盘上。 因此具有很高的数据传输率。 但RAID 0在提高性能的同时,并没有提供数据可靠性,如果一个磁盘失效, 将影响整个数据.因此RAID 0 不可应用于需要数据高可用性的关键应用。 copyright dedecms

RAID 1： RAID 1通过数据镜像实现数据冗余, 在两对分离的磁盘上产生互为备份的数据。 RAID 1可以提高读的性能,当原始数据繁忙时, 可直接从镜像拷贝中读取数据.RAID 1是磁盘阵列中费用最高的, 但提供了最高的数据可用率。当一个磁盘失效, 系统可以自动地交换到镜像磁盘上, 而不需要重组失效的数据。 织梦好，好织梦

RAID 2： 从概念上讲, RAID 2 同RAID 3类似, 两者都是将数据条块化分布于不同的硬盘上, 条块单位为位或字节。然而RAID 2 使用称为“加重平均纠错码”的编码技术来提供错误检查及恢复。这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息, 使得RAID 2技术实施更复杂。 因此,在商业环境中很少使用。 内容来自dedecms

RAID 3：不同于RAID 2, RAID 3使用单块磁盘存放奇偶校验信息。 如果一块磁盘失效, 奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据。 如果奇偶盘失效,则不影响数据使用。RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率, 但对于随机数据, 奇偶盘会成为写操作的瓶颈。 dedecms.com

RAID 4： 同RAID 2, RAID 3一样, RAID 4, RAID 5也同样将数据条块化并分布于不同的磁盘上, 但条块单位为块或记录。 RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘, 每次写操作都需要访问奇偶盘, 成为写操作的瓶颈。 在商业应用中很少使用。 dedecms.com

RAID 5：RAID 5没有单独指定的奇偶盘, 而是交叉地存取数据及奇偶校验信息于所有磁盘上。 在RAID5 上, 读/写指针可同时对阵列设备进行操作, 提供了更高的数据流量。 RAID 5更适合于小数据块,随机读写的数据.RAID 3与RAID 5相比, 重要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输,需涉及到所有的阵列盘。而对于RAID 5来说, 大部分数据传输只对一块磁盘操作, 可进行并行操作。在RAID 5中有“写损失”, 即每一次写操作,将产生四个实际的读/写操作, 其中两次读旧的数据及奇偶信息, 两次写新的数据及奇偶信息。 copyright dedecms

RAID 6：RAID 6 与RAID 5相比,增加了第二个独立的奇偶校验信息块。 两个独立的奇偶系统使用不同的算法, 数据的可靠性非常高. 即使两块磁盘同时失效,也不会影响数据的使用。 但需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间,相对于RAID 5有更大的“写损失”。RAID 6 的写性能非常差, 较差的性能和复杂的实施使得RAID 6很少使用。 dedecms.com

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，系统有数据请求就可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。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽，显著提高磁盘整体存取性能 织梦内容管理系统

RAID 1又称为Mirror或Mirroring，它的宗旨是最大限度的保证用户数据的可用性和可修复性。 RAID 1的操作方式是把用户写入硬盘的数据百分之百地自动复制到另外一个硬盘上。由于对存储的数据进行百分之百的备份，在所有RAID级别中，RAID 1提供最高的数据安全保障。同样，由于数据的百分之百备份，备份数据占了总存储空间的一半，因而，Mirror的磁盘空间利用率低，存储成本高。

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Mirror虽不能提高存储性能，但由于其具有的高数据安全性，使其尤其适用于存放重要数据，如服务器和数据库存储等领域。 织梦内容管理系统

RAID 5 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。RAID 5不对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。 织梦内容管理系统

RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror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的磁盘空间利用率要比RAID 1高，存储成本相对较低。 织梦好，好织梦

RAID0+1：正如其名字一样RAID 0+1是RAID 0和RAID 1的组合形式，也称为RAID 10。

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RAID 0+1是存储性能和数据安全兼顾的方案。它在提供与RAID 1一样的数据安全保障的同时，也提供了与RAID 0近似的存储性能。 织梦好，好织梦

由于RAID 0+1也通过数据的100%备份提供数据安全保障，因此RAID 0+1的磁盘空间利用率与RAID 1相同，存储成本高。

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RAID 0+1的特点使其特别适用于既有大量数据需要存取，同时又对数据安全性要求严格的领域，如银行、金融、商业超市、仓储库房、各种档案管理等。

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RAID是通过磁盘阵列与数据条块化方法相结合, 以提高数据可用率的一种结构.IBM早于19xx年就开始研究此项技术 .RAID 可分为RAID级别1到RAID级别6, 通常称为： RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3,RAID 4,RAID 5,RAID6.每一个RAID级别都有自己的强项和弱项. “奇偶校验”定义为用户数据的冗余信息, 当硬盘失效时, 可以重新产生数据. 本文来自织梦

RAID 0： RAID 0 并不是真正的RAID结构, 没有数据冗余. RAID 0 连续地分割数据并并行地读/写于多个磁盘上. 因此具有很高的数据传输率. 但RAID 0在提高性能的同时,并没有提供数据可靠性,如果一个磁盘失效, 将影响整个数据.因此RAID 0 不可应用于需要数据高可用性的关键应用. 本文来自织梦

RAID 1： RAID 1通过数据镜像实现数据冗余, 在两对分离的磁盘上产生互为备份的数据. RAID 1可以提高读的性能,当原始数据繁忙时, 可直接从镜像拷贝中读取数据.RAID 1是磁盘阵列中费用最高的, 但提供了最高的数据可用率. 当一个磁盘失效, 系统可以自动地交换到镜像磁盘上, 而不需要重组失效的数据. copyright dedecms

RAID 2：从概念上讲, RAID 2 同RAID 3类似, 两者都是将数据条块化分布于不同的硬盘上, 条块单位为位或字节。然而RAID 2 使用称为"加重平均纠错码"的编码技术来提供错误检查及恢复。 这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息, 使得RAID 2技术实施更复杂。 因此,在商业环境中很少使用。 copyright dedecms

RAID 3：不同于RAID 2, RAID 3使用单块磁盘存放奇偶校验信息。 如果一块磁盘失效, 奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据。 如果奇偶盘失效,则不影响数据使用.RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率, 但对于随机数据, 奇偶盘会成为写操作的瓶颈。 dedecms.com

RAID 4：同RAID 2, RAID 3一样, RAID 4, RAID 5也同样将数据条块化并分布于不同的磁盘上, 但条块单位为块或记录. RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘, 每次写操作都需要访问奇偶盘, 成为写操作的瓶颈。 在商业应用中很少使用。 copyright dedecms

RAID 5：RAID 5没有单独指定的奇偶盘, 而是交叉地存取数据及奇偶校验信息于所有磁盘上。 在RAID5 上, 读/写指针可同时对阵列设备进行操作, 提供了更高的数据流量。 RAID 5更适合于小数据块,随机读写的数据。RAID 3与RAID 5相比, 重要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输,需涉及到所有的阵列盘。而对于RAID 5来说, 大部分数据传输只对一块磁盘操作, 可进行并行操作。在RAID 5中有"写损失", 即每一次写操作,将产生四个实际的读/写操作, 其中两次读旧的数据及奇偶信息, 两次写新的数据及奇偶信息。 织梦好，好织梦

RAID 6：RAID 6 与RAID 5相比,增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法, 数据的可靠性非常高。 即使两块磁盘同时失效,也不会影响数据的使用。 但需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间,相对于RAID 5有更大的“写损失”。 RAID 6 的写性能非常差, 较差的性能和复杂的实施使得RAID 6很少使用。

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做raid自然少不了硬盘，raid 0和raid 1对磁盘的要求不一样，raid 1（mirror）磁盘镜像一般要求两块（或多块）硬盘容量一致，而raid 0（striping）磁盘一般没有这个要求，当然，选用容量相似性能相近甚至完全一样的硬盘比较理想。为了方便测试，我们选用两块60gb的希捷酷鱼ⅳ硬盘（barracuda ata ⅳ、编号st360021a）。系统选用duron 750mhz的cpu，2×128mb樵风金条sdram，耕升geforce2 pro显卡，应该说是比较普通的配置，我们也希望借此了解构建raid所需的系统要求。
    1.raid 0的创建
    第一步
    首先要备份好硬盘中的数据。很多用户都没有重视备份这一工作，特别是一些比较粗心的个人用户。创建raid对数据而言是一项比较危险的操作，稍不留神就有可能毁掉整块硬盘的数据，我们首先介绍的raid 0更是这种情况，在创建raid 0时，所有阵列中磁盘上的数据都将被抹去，包括硬盘分区表在内。因此要先准备好一张带fdisk与format命令的windows 98启动盘，这也是这一步要注意的重要事项。
    第二步
    将两块硬盘的跳线设置为master，分别接上升技kt7a-raid的ide3、ide4口（它们由主板上的highpoint370芯片控制）。由于raid 0会重建两块硬盘的分区表，我们就无需考虑硬盘连接的顺序（下文中我们会看到在创建raid 1时这个顺序很重要）。

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    第三步
    对bios进行设置，打开ata raid controller。我们在升技kt7a-raid主板的bios中进入integrated peripherals选项并开启ata100 raid ide controller。升技建议将开机顺序全部改为ata 100 raid，实际我们发现这在系统安装过程中并不可行，难道没有分区的硬盘可以启动吗？因此我们仍然设置软驱作为首选项。
    第四步
    接下来的设置步骤是创建raid 0的核心内容，我们以图解方式向大家详细介绍：
    1.系统bios设置完成以后重启电脑，开机检测时将不会再报告发现硬盘。
    2.磁盘的管理将由highpoint 370芯片接管。
    3.下面是非常关键的highpoint 370 bios设置，在highpoint 370磁盘扫描界面同时按下“ctrl”和“h”。
    4.进入highpoint 370 bios设置界面后第一个要做的工作就是选择“create raid”创建raid。
    5.在“array mode（阵列模式）”中进行raid模式选择，这里能够看到raid 0、raid 1、raid 0+1和span的选项，在此我们选择了raid 0项。 织梦内容管理系统
    6.raid模式选择完成会自动退出到上一级菜单进行“disk drives（磁盘驱动器）”选择，一般来说直接回车就行了。
    7.下一项设置是条带单位大小，缺省值为64kb，没有特殊要求可以不予理睬。
    8.接着是“start create（开始创建）”的选项，在你按下“y”之前，请认真想想是否还有重要的数据留在硬盘上，这是你最后的机会！一旦开始创建raid，硬盘上的所有数据都会被清除。
    9.创建完成以后是指定boot启动盘，任选一个吧。
    按“esc”键退出，当然少不了按下“y”来确认一下。
    highpoint 370 bios没有提供类似“exit without save”的功能，修改设置后是不可逆转的。
    第五步
    再次重启电脑以后，我们就可以在屏幕上看到“striping（raid 0）for array #0”字样了。插入先前制作的启动盘，启动dos。打开fdisk程序，咦？怎么就一个硬盘可见？是的，raid阵列已经整个被看作了一块硬盘，对于操作系统而言，raid完全透明，我们大可不必费心raid磁盘的管理，这些都由控制芯片完成。接下来按照普通单硬盘方法进行分区，你会发现“这个”硬盘的容量“变”大了，仔细算算，对，总容量就是两块硬盘相加的容量！我们可以把raid 0的读写比喻成拉链，它把数据分开在两个硬盘上，读取数据会变得更快，而且不会浪费磁盘空间。在分区和格式化后千万别忘了激活主分区。

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    第六步
    选择操作系统让我们颇费周折，highpoint370芯片提供对windows 98/nt/2000/xp的驱动支持，考虑到使raid功能面向的是相对高级的用户，所以我们选择了对新硬件支持更好的windows xp professional英文版（采用英文版系统主要是为了方便后面的winbench测试，大家自己使用raid完全可以用中文版的操作系统），windows 2000也是一个不错的选择，但是硬件支持方面显然不如windows xp professional。
    第七步
    对于采用raid的电脑，操作系统的安装和普通情况下不一样，让我们看看图示，这是在windows xp完成第一步“文件复制”重启以后出现的画面，安装程序会以英文提示“按下f6安装scsi设备或raid磁盘”，这一过程很短，而且用户往往会忽视屏幕下方的提示。
    按下f6后出现安装选择，选择“s”将安装raid控制芯片驱动，选择“enter”则不安装。
    按下“s”键会提示插入raid芯片驱动盘。
    键入回车，安装程序自动搜索驱动盘上的程序，选择“winxp”那一个并回车。 内容来自dedecms
    如果所提供的版本和windows xp profesional内置的驱动版本不一致，安装程序会给出提示让用户进行选择。
    按下“s”会安装软盘所提供的而按下“enter”则安装windows xp professional自带的驱动。按下“s”后又需要确认，这次是按“enter”（这个……确认太多了，呵呵）。接下来是正常的系统安装，和普通安装没有任何区别。
    raid 0的安装设置我们就介绍到这里，下面我们会谈谈raid 1的安装。与raid 0相比，raid 1的安装过程要简单许多，在正确操作的情况下不具破坏性。
    2.raid 1的创建
    虽然在原理上和raid 0完全不一样，但raid 1的安装设置过程却与raid 0相差不多，主要区别在于highpoint 370 bios里的设置。为了避免重复，我们只向大家重点介绍这部分设置：
    进入highpoint 370 bios后选择“create raid”进行创建:
    1.在“array mode”上点击回车，在raid模式选择中选择第二项“mirror（raid 1）for data security（为数据源盘创建镜像）”。 内容来自dedecms
    2.接着是源盘的选择，我们再次提醒用户：务必小心，不要选错。
    3.然后是目标盘的选择，也就是我们所说的镜像盘或备份盘。
    4.然后开始创建。
    5.创建完成以后bios会提示进行镜像的制作，这一过程相当漫长。
    6.我们用了大约45分钟才完成60gb的镜像制作，至此raid 1创建完成。
    raid 1会将主盘的数据复制到镜像盘，因此在构建raid 1时需要特别小心，千万不要把主盘和镜像盘弄混，否则结果将是悲剧性的。raid 1既可在两块无数据的硬盘上创建，也能够在一块已经安装操作系统的硬盘上添加，比raid 0方便多了（除了漫长的镜像制作过程）。创建完成以后我们试着将其中一块硬盘拔下，highpoint370 bios给出了警告，按下“esc”，另一块硬盘承担起了源盘的重任，所有数据完好无损。
    对于在一块已经安装操作系统的硬盘上添加raid 1，我们建议的步骤是：打开bios中的控制芯片→启动操作系统安装highpoint 370驱动→关机将源盘和镜像盘接在ide3、4口→进入highpoint 370 bios设置raid 1（步骤见上文介绍）→重启系统完成创建。     我们对两种raid进行了简单的测试，虽然raid 0的测试成绩让人有些不解，但是实际使用中仍然感觉比单硬盘快了很多，特别是windows xp professional的启动异常迅速，进度条一闪而过。至于传输率曲线出现不稳定的情况，我们估计和平台选择有一些关系，毕竟集成芯片在进行这种高数据吞吐量的工作时非常容易被干扰。不过即使是这样，我们也看到raid 0系统的数据传输率达到了非常高的水平，一度接近60mb/s。与raid 0相比，raid 1系统的性能虽然相对单磁盘系统没有什么明显的改善，但测试中我们发现raid 1的工作曲线显得非常稳定，很少出现波动的情况。

织梦好，好织梦

    再看看winbench99 2.0中的磁盘测试成绩，一目了然。
    对用户和操作系统而言，raid 0和1是透明不影响任何操作的，我们就像使用一块硬盘一样。 织梦内容管理系统

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