① 磁碟陣列與伺服器的連接如何實現再者就是可否通過網路連接存儲，以及如何實現
通過PCI卡轉出介面直連，如SAS ,SCSI ,FC,ESATA,等。也可以通過FC ,網口，接交換機，在伺服器上做眏射。
② 怎麼實現一套磁碟陣列多台電腦同時讀取
步驟如下
1、需要1台電腦作為伺服器。
2、用網路連接終端機到這台伺服器上。(每個終端就是一個用戶，除了主機沒有，其他的都是一套。)
3、安裝終端程序，連接到伺服器即可。
③ 關於幾台電腦共享硬碟存儲陣列
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④ 兩個磁碟陣列可以互相連接嗎請講一下其中的道理
磁碟陣列技術
磁碟陣列(DiscArray)是由許多台磁碟機或光碟機按一定的規則，如分條(Striping)、分塊(Declustering)、交叉存取(Interleaving)等組成一個快速，超大容量的外存儲器子系統。它在陣列控制器的控制和管理下，實現快速，並行或交叉存取，並有較強的容錯能力。從用戶觀點看，磁碟陣列雖然是由幾個、幾十個甚至上百個盤組成，但仍可認為是一個單一磁碟，其容量可以高達幾百～上千千兆位元組，因此這一技術廣泛為多媒體系統所歡迎。
盤陣列的全稱是：
RendanArrayofInexpensiveDisk，簡稱RAID技術。它是1988年由美國加州大學Berkeley分校的DavidPatterson教授等人提出來的磁碟冗餘技術。從那時起，磁碟陣列技術發展得很快，並逐步走向成熟。現在已基本得到公認的有下面八種系列。
1.RAID0(0級盤陣列)
RAID0又稱數據分塊，即把數據分布在多個盤上，沒有容錯措施。其容量和數據傳輸率是單機容量的N倍，N為構成盤陣列的磁碟機的總數，I/O傳輸速率高，但平均無故障時間MTTF(MeanTimeToFailure)只有單台磁碟機的N分之一，因此零級盤陣列的可靠性最差。
2.RAID1(1級盤陣列)
RAID1又稱鏡像(Mirror)盤，採用鏡像容錯來提高可靠性。即每一個工作盤都有一個鏡像盤，每次寫數據時必須同時寫入鏡像盤，讀數據時只從工作盤讀出。一旦工作盤發生故障立即轉入鏡像盤，從鏡像盤中讀出數據，然後由系統再恢復工作盤正確數據。因此這種方式數據可以重構，但工作盤和鏡像盤必須保持一一對應關系。這種盤陣列可靠性很高，但其有效容量減小到總容量一半以下。因此RAID1常用於對出錯率要求極嚴的應用場合，如財政、金融等領域。
3.RAID2(2級盤陣列)
RAID2又稱位交叉，它採用漢明碼作盤錯檢驗，無需在每個扇區之後進行CRC(CyclicReDundancycheck)檢驗。漢明碼是一種(n,k)線性分組碼，n為碼字的長度，k為數據的位數，r為用於檢驗的位數，故有：n=2r－1r=n－k
因此按位交叉存取最有利於作漢明碼檢驗。這種盤適於大數據的讀寫。但冗餘信息開銷還是太大，阻止了這類盤的廣泛應用。
4.RAID3(3級盤陣列)
RAID3為單盤容錯並行傳輸陣列盤。它的特點是將檢驗盤減小為一個(RAID2校驗盤為多個，DAID1檢驗盤為1比1)，數據以位或位元組的方式存於各盤(分散記錄在組內相同扇區號的各個磁碟機上)。它的優點是整個陣列的帶寬可以充分利用，使批量數據傳輸時間減小；其缺點是每次讀寫要牽動整個組，每次只能完成一次I/O。
5.RAID4(4級盤陣列)
RAID4是一種可獨立地對組內各盤進行讀寫的陣列。其校驗盤也只有一個。
RAID4和RAID3的區別是：RAID3是按位或按位元組交叉存取，而RAID4是按塊(扇區)存取，可以單獨地對某個盤進行操作，它無需象RAID3那樣，那怕每一次小I/O操作也要涉及全組，只需涉及組中兩台磁碟機(一台數據盤，一台檢驗盤)即可。從而提高了小量數據的I/O速率。
6.RAID5(5級盤陣列)
RAID5是一種旋轉奇偶校驗獨立存取的陣列。它和RAID1、2、3、4各盤陣列的不同點，是它沒有固定的校驗盤，而是按某種規則把其冗餘的奇偶校驗信息均勻地分布在陣列所屬的所有磁碟上。於是在同一台磁碟機上既有數據信息也有校驗信息。這一改變解決了爭用校驗盤的問題，因此DAID5內允許在同一組內並發進行多個寫操作。所以RAID5即適於大數據量的操作，也適於各種事務處理。它是一種快速，大容量和容錯分布合理的磁碟陣列。
7.RAID6(6級盤陣列)
RAID6是一種雙維奇偶校驗獨立存取的磁碟陣列。它的冗餘的檢、糾錯信息均勻分布在所有磁碟上，而數據仍以大小可變的塊以交叉方式存於各盤。這類盤陣列可容許雙盤出錯。
8.RAID7(7級盤陣列)
RAID7是在RAID6的基礎上，採用了cache技術，它使得傳輸率和響應速度都有較大的提高。Cache是一種高速緩沖存儲器，即數據在寫入磁碟陣列以前，先寫入cache中。一般採用cache分塊大小和磁碟陣列中數據分塊大小相同，即一塊cache分塊對應一塊磁碟分塊。在寫入時將數據分別寫入兩個獨立的cache，這樣即使其中有一個cache出故障，數據也不會丟失。寫操作將直接在cache級響應，然後再轉到磁碟陣列。數據從cache寫到磁碟陣列時，同一磁軌的數據將在一次操作中完成，避免了不少塊數據多次寫的問題，提高了速度。在讀出時，主機也是直接從cache中讀出，而不是從陣列盤上讀取，減少與磁碟讀操作次數，這樣比較充分地利用了磁碟帶寬。
這樣cache和磁碟陣列技術的結合，彌補了磁碟陣列的不足(如分塊寫請求響應差等缺陷)，從而使整個系統以高效、快速、大容量、高可靠以及靈活、方便的存儲系統提供給用戶，從而滿足了當前的技術發展的需要，尤其是多媒體系統的需要。
解析磁碟陣列的關鍵技術
存儲技術在計算機技術中受到廣泛關注，伺服器存儲技術更是業界關心的熱點。一談到伺服器存儲技術，人們幾乎立刻與SCSI（Small Computer Systems Interface）技術聯系在一起。盡管廉價的IDE硬碟在性能、容量等關鍵技術指標上已經大大地提高，可以滿足甚至超過原有的伺服器存儲設備的需求。但由於Internet的普及與高速發展，網路伺服器的規模也變得越來越大。同時，Internet不僅對網路伺服器本身，也對伺服器存儲技術提出了苛刻要求。無止境的市場需求促使伺服器存儲技術飛速發展。而磁碟陣列是伺服器存儲技術中比較成熟的一種，也是在市場上比較多見的大容量外設之一。
在高端，傳統的存儲模式無論在規模上，還是安全上，或是性能上，都無法滿足特殊應用日益膨脹的存儲需求。諸如存儲區域網（SAN）等新的技術或應用方案不斷涌現，新的存儲體系結構和解決方案層出不窮，伺服器存儲技術由直接連接存儲（DAS）向存儲網路技術（NAS）方面擴展。在中低端，隨著硬體技術的不斷發展，在強大市場需求的推動下，本地化的、基於直接連接的磁碟陣列存儲技術，在速度、性能、存儲能力等方面不斷地邁上新台階。並且，為了滿足用戶對存儲數據的安全、存取速度和超大的存儲容量的需求，磁碟陣列存儲技術也從講求技術創新、重視系統優化，以技術方案為主導的技術推動期逐漸進入了強調工業標准、著眼市場規模，以成熟產品為主導的產品普及期。
回顧磁碟陣列的發展歷程，一直和SCSI技術的發展緊密關聯，一些廠商推出的專有技術，如IBM的SSA（Serial Storage Architecture）技術等，由於兼容性和升級能力不盡如人意，在市場上的影響都遠不及SCSI技術廣泛。由於SCSI技術兼容性好，市場需求旺盛，使得SCSI技術發展很快。從最原始5MB/s傳輸速度的SCSI-1，一直發展到現在LVD介面的160MB/s傳輸速度的Ultra 160 SCSI，320MB/s傳輸速度的Ultra 320 SCSI介面也將在2001年出現（見表1）。從當前市場看，Ultra 3 SCSI技術和RAID（Rendant Array of Inexpensive Disks）技術還應是磁碟陣列存儲的主流技術。
SCSI技術
SCSI本身是為小型機（區別於微機而言）定製的存儲介面，SCSI協議的Version 1 版本也僅規定了5MB/s傳輸速度的SCSI-1的匯流排類型、介面定義、電纜規格等技術標准。隨著技術的發展，SCSI協議的Version 2版本作了較大修訂，遵循SCSI-2協議的16位數據帶寬，高主頻的SCSI存儲設備陸續出現並成為市場的主流產品，也使得SCSI技術牢牢地佔據了伺服器的存儲市場。SCSI-3協議則增加了能滿足特殊設備協議所需要的命令集，使得SCSI協議既適應傳統的並行傳輸設備，又能適應最新出現的一些串列設備的通訊需要，如光纖通道協議（FCP）、串列存儲協議（SSP）、串列匯流排協議等。漸漸地，「小型機」的概念開始弱化，「高性能計算機」和「伺服器」的概念在人們的心目中得到強化，SCSI一度成為用戶從硬體上來區分「伺服器」和PC機的一種標准。
通常情況下，用戶對SCSI匯流排的關心放在硬體上，不同的SCSI的工作模式意味著有不同的最大傳輸速度。如40MB/s的Ultra SCSI、160MB/s的Ultra 3 SCSI等等。但最大傳輸速度並不代表設備正常工作時所能達到的平均訪問速度，也不意味著不同SCSI工作模式之間的訪問速度存在著必然的「倍數」關系。SCSI控制器的實際訪問速度與SCSI硬碟型號、技術參數，以及傳輸電纜長度、抗干擾能力等因素關系密切。提高SCSI匯流排效率必須關注SCSI設備端的配置和傳輸線纜的規范和質量。可以看出，Ultra 3模式下獲得的實際訪問速度還不到Ultra Wide模式下實際訪問速度的2倍。
一般說來，選用高速的SCSI硬碟、適當增加SCSI通道上連接硬碟數、優化應用對磁碟數據的訪問方式等，可以大幅度提高SCSI匯流排的實際傳輸速度。尤其需要說明的是，在同樣條件下，不同的磁碟訪問方式下獲得的SCSI匯流排實際傳輸速度可以相差幾十倍，對應用的優化是獲得高速存儲訪問時必須關注的重點，而這卻常常被一些用戶所忽視。按4KB數據塊隨機訪問6塊SCSI硬碟時，SCSI匯流排的實際訪問速度為2.74MB/s，SCSI匯流排的工作效率僅為匯流排帶寬的1.7％；在完全不變的條件下，按256KB的數據塊對硬碟進行順序讀寫，SCSI匯流排的實際訪問速度為141.2MB/s，SCSI匯流排的工作效率高達匯流排帶寬的88％。
隨著傳輸速度的提高，信號傳輸過程中的信號衰減和干擾問題顯得越來越突出，終結器在一定程度上可以起到降低信號波反射，改善信號質量的作用。同時，LVD（Low-Voltage Differential）技術的應用也越來越多。LVD工作模式是和SE（Single-Ended）模式相對應的，它可以很好地抵抗傳輸干擾，延長信號的傳輸距離。同時，Ultra 2 SCSI和Ultra 3 SCSI模式也通過採用專用的雙絞型SCSI電纜來提高信號傳輸的質量。
在磁碟陣列的概念中，大容量硬碟並不是指單個硬碟容量大，而是指將單個硬碟通過RAID技術，按RAID 級別組合成更大容量的硬碟。所以在磁碟陣列技術中，RAID技術是比較關鍵的，同時，根據所選用的RAID級別的不同，得到的「大硬碟」的功能也有不同。
RAID是一項非常成熟的技術，但由於其價格比較昂貴，配置也不方便，缺少相對專業的技術人員，所以應用並不十分普及。據統計，全世界75％的伺服器系統目前沒有配置RAID。由於伺服器存儲需求對數據安全性、擴展性等方面的要求越來越高，RAID市場的開發潛力巨大。RAID技術是一種工業標准，各廠商對RAID級別的定義也不盡相同。目前對RAID級別的定義可以獲得業界廣泛認同的只有4種，RAID 0、RAID 1、RAID 0＋1和RAID 5。
RAID 0是無數據冗餘的存儲空間條帶化，具有低成本、極高讀寫性能、高存儲空間利用率的RAID級別，適用於Video / Audio信號存儲、臨時文件的轉儲等對速度要求極其嚴格的特殊應用。但由於沒有數據冗餘，其安全性大大降低，構成陣列的任何一塊硬碟損壞都將帶來數據災難性的損失。所以，在RAID 0中配置4塊以上的硬碟，對於一般應用來說是不明智的。
RAID 1是兩塊硬碟數據完全鏡像，安全性好，技術簡單，管理方便，讀寫性能均好。但其無法擴展（單塊硬碟容量），數據空間浪費大，嚴格意義上說，不應稱之為「陣列」。
RAID 0＋1綜合了RAID 0和RAID 1的特點，獨立磁碟配置成RAID 0，兩套完整的RAID 0互相鏡像。它的讀寫性能出色，安全性高，但構建陣列的成本投入大，數據空間利用率低，不能稱之為經濟高效的方案。
RAID 5是目前應用最廣泛的RAID技術。各塊獨立硬碟進行條帶化分割，相同的條帶區進行奇偶校驗（異或運算），校驗數據平均分布在每塊硬碟上。以n塊硬碟構建的RAID 5陣列可以有n－1塊硬碟的容量，存儲空間利用率非常高（見圖6）。任何一塊硬碟上數據丟失，均可以通過校驗數據推算出來。它和RAID 3最大的區別在於校驗數據是否平均分布到各塊硬碟上。RAID 5具有數據安全、讀寫速度快，空間利用率高等優點，應用非常廣泛，但不足之處是1塊硬碟出現故障以後，整個系統的性能大大降低。
對於RAID 1、RAID 0＋1、RAID 5陣列，配合熱插拔（也稱熱可替換）技術，可以實現數據的在線恢復，即當RAID陣列中的任何一塊硬碟損壞時，不需要用戶關機或停止應用服務，就可以更換故障硬碟，修復系統，恢復數據，對實現HA（High Availability）高可用系統具有重要意義。
各廠商還在不斷推出各種RAID級別和標准。例如更高安全性的，從RAID控制器開始鏡像的RAID；更快讀寫速度的，為構成RAID的每塊硬碟配置CPU和Cache的RAID等等，但都不普及。用IDE硬碟構建RAID的技術是新出現的一個技術方向，對市場影響也較大，其突出優點就是構建RAID陣列非常廉價。目前IDE RAID可以支持RAID 0、RAID 1和RAID 0＋1三個級別，最多支持4塊IDE硬碟。由於受IDE設備擴展性的限制，同時，也由於IDE設備也缺乏熱可替換的技術支持的原因，IDE RAID的應用還不多。
總之，發展是永恆的主題，在伺服器存儲技術領域也不例外。一方面，一些巨頭廠商嘗試推出新的概念或標准，來領導伺服器及存儲技術的發展方向，較有代表性的如Intel力推的IA-64架構及存儲概念；另一方面，致力於存儲的專業廠商以現有技術和工業標准為基礎，推動SCSI、RAID、Fibre Channel等基於現有存儲技術和方案快速更新和發展。在市場經濟條件下，檢驗技術發展的唯一標準是市場的認同。市場呼喚好的技術，而新的技術必須起到推動市場向前發展作用時才能被廣泛接受和承認。隨著高性能計算機市場的發展，高性能比、高可靠性、高安全性的存儲新技術也會不斷涌現。
現在市場上的磁碟陣列產品有很多，用戶在選擇磁碟陣列產品的過程中，也要根據自己的需求來進行選擇，現在列舉幾個磁碟陣列產品，同時也為需要磁碟陣列產品的用戶提供一些選擇。表2列出了幾種磁碟陣列的主要技術指標。
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小知識：磁碟陣列的可靠性和可用性
可靠性，指的是硬碟在給定條件下發生故障的概率。可用性，指的是硬碟在某種用途中可能用的時間。磁碟陣列可以改善硬碟系統的可靠性。從表3中可以看到RAID硬碟子系統與單個硬碟子系統的可靠性比較。
此外，在系統的可用性方面，單一硬碟系統的可用性比沒有數據冗餘的磁碟陣列要好，而冗餘磁碟陣列的可用性比單個硬碟要好得多。這是因為冗餘磁碟陣列允許單個硬碟出錯，而繼續正常工作；一個硬碟故障後的系統恢復時間也大大縮短（與從磁帶恢復數據相比）；冗餘磁碟陣列發生故障時，硬碟上的數據是故障當時的數據，替換後的硬碟也將包含故障時的數據。但是，要得到完全的容錯性能，計算機硬碟子系統的其它部件也必須有冗餘。
但是你要安裝兩個列陣就必須買磁碟陣列卡
磁碟陣列卡—— 磁碟陣列簡述
磁碟陣列是一種把若干硬磁碟驅動器按照一定要求組成一個整體，整個磁碟陣列由陣列控制器管理的系統。
冗餘磁碟陣列RAID(Rendant Array of Independent Disks)技術1987年由加州大學伯克利分校提出，最初的研製目的是為了組合小的廉價磁碟來代替大的昂貴磁碟，以降低大批量數據存儲的費用（當時RAID稱為Rendant Array of Inexpensive Disks 廉價的磁碟陣列），同時也希望採用冗餘信息的方式，使得磁碟失效時不會使對數據的訪問受損失，從而開發出一定水平的數據保護技術。
磁碟陣列的工作原理與特徵
RAID的基本結構特徵就是組合(Striping)，捆綁2個或多個物理磁碟成組，形成一個單獨的邏輯盤。組合套(Striping Set)是指將物理磁碟組捆綁在一塊兒。在利用多個磁碟驅動器時，組合能夠提供比單個物理磁碟驅動器更好的性能提升。
數據是以塊(Chunks)的形式寫入組合套中的，塊的尺寸是一個固定的值，在捆綁過程實施前就已選定。塊尺寸和平均I/O需求的尺寸之間的關系決定了組合套的特性。總的來說，選擇塊尺寸的目的是為了最大程度地提高性能，以適應不同特點的計算環境應用。
⑤ 我想磁碟陣列連接區域網,請教連接方法
這個問題概念太大，有以下幾點注意
一 電腦是品牌還是組裝機？
二 磁碟陣列有好多種，當然介面也有好多種，傳輸速率也要考慮到
三 實際上常用的就是硬碟錄像機，硬碟錄像機就是磁碟陣列的一種，不過習慣叫錄像機罷了 呵呵
四 此外考慮到成本，硬碟錄像機也是性價比最高的，參考一下，，，至於牌子嗎？市場多看看 多比較就知道了 很容易的
⑥ 向大神求教搭建共享伺服器，磁碟陣列，NAS，交換機等問題！
NAS不應該串聯在網路中吧，這種東西沒有轉發數據的功能。
正確的結構應該是以交換機為核心，工作站，NAS，路由器均與交換機直連
萬兆，組網成本太高了，一台全萬兆交換機就得近4萬元，還不包括萬兆光介面模塊。萬兆網卡也都是SFP+網卡，需要配合萬兆模塊使用。而且這種模塊化的光纖交換機的安裝配置都極其復雜，你還需要找一個專業的網路工程師來做這事。
千兆的全光成本也挺高的，最麻煩的就是配置復雜，工程師不好找。
建議還是傳統的全千兆網線的解決方案，如果你非要全光或者萬兆（萬兆只能是全光）。可以追問。
寬頻看需求，看看你們是不是經常需要下載互聯網資源。這套裝置在沒有寬頻的情況下也是能獨立工作的。
⑦ linux centos 5.3版本能否掛載磁碟陣列並共享
1、首先要搞明白存儲與Linux主機的鏈接方式？SAN還是NAS。SNA一般是通過光纖連到主機上的只要Linux開機可以認到存儲就可以當本地硬碟使用。NAS是通過TCP/IP協議的方式連接到Linux主機上的（不僅限於CentOS）
2、可以通過samba服務，通過設置共享目錄可以讓遠程windows機器訪問，還可以通過許可權設置限制訪問的層次,通過windows的映射網路驅動器設置可以永久當本地盤使用
3、通過ISCSI target 實現windows共享Linux硬碟，設置起來比較麻煩，但是應用比較理想.具體設置請參考本人博客：http://hi..com/shxr
⑧ 磁碟陣列 是指 好幾台電腦可以共享文件嗎
磁碟陣列簡稱RAID（Rendant Arrays of Inexpensive Disks，RAID），有「價格便宜且多餘的磁碟陣列」之意。其原理是利用數組方式來作磁碟組，配合數據分散排列的設計，提升數據的安全性。磁碟陣列主要針對硬碟，在容量及速度上，無法跟上CPU及內存的發展，提出改善方法。磁碟陣列是由很多便宜、容量較小、穩定性較高、速度較慢磁碟，組合成一個大型的磁碟組，利用個別磁碟提供數據所產生的加成效果來提升整個磁碟系統的效能。同時，在儲存數據時，利用這項技術，將數據切割成許多區段，分別存放在各個硬碟上。
磁碟陣列還能利用同位檢查（Parity Check）的觀念，在數組中任一顆硬碟故障時，仍可讀出數據，在數據重構時，將故障硬碟內的數據，經計算後重新置入新硬碟中。
⑨ 磁碟陣列
1.為什麼需要磁碟陣列?
如何增加磁碟的存取(access)速度,如何防止數據因磁碟的故障而失落及如何有效的利用磁碟空間,一直是電腦專業人員和用戶的困擾;而大容量磁碟的價格非常昂貴,對用戶形成很大的負擔。磁碟陣列技術的產生一舉解決了這些問題。
過去十幾年來,CPU的處理速度增加了五十倍有多,內存(memory)的存取速度亦大幅增加,而數據儲存裝置--主要是磁碟(hard disk)--的存取速度只增加了三、四倍,形成電腦系統的瓶頸,拉低了電腦系統的整體性能(through put),若不能有效的提升磁碟的存取速度,CPU、內存及磁碟間的不平衡將使CPU及內存的改進形成浪費。
目前改進磁碟存取速度的的方式主要有兩種。一是磁碟快取控制(disk cache controller),它將從磁碟讀取的數據存在快取內存(cache memory)中以減少磁碟存取的次數,數據的讀寫都在快取內存中進行,大幅增加存取的速度,如要讀取的數據不在快取內存中,或要寫數據到磁碟時,才做磁碟的存取動作。這種方式在單工環境(single- tasking envioronment)如DOS之下,對大量數據的存取有很好的性能(量小且頻繁的存取則不然),但在多工(multi-tasking)環境之下(因為要不停的作數據交換(swapping) 的動作)或資料庫(database)的存取(因為每一記錄都很小)就不能顯示其性能。這種方式沒有任何安全保障。
其二是使用磁碟陣列的技術。磁碟陣列是把多個磁碟組成一個陣列,當作單一磁碟使用,它將數據以分段(striping)的方式儲存在不同的磁碟中,存取數據時,陣列中的相關磁碟一起動作,大幅減低數據的存取時間,同時有更佳的空間利用率。磁碟陣列所利用的不同的技術,稱為RAID level,不同的level針對不同的系統及應用,以解決數據安全
的問題。
一般高性能的磁碟陣列都是以硬體的形式來達成,進一步的把磁碟快取控制及磁碟陣列結合在一個控制器(RAID controler或控制卡上,針對不同的用戶解決人們對磁碟輸出入系統的四大要求:
(1)增加存取速度,
(2)容錯(fault tolerance),即安全性
(3)有效的利用磁碟空間;
(4)盡量的平衡CPU,內存及磁碟的性能差異,提高電腦的整體工作性能。
2.磁碟陣列原理
磁碟陣列中針對不同的應用使用的不同技術,稱為RAID level,RAID是Rendent Array of Inexpensive Disks的縮寫,而每一level代表一種技術,目前業界公認的標準是RAID 0~RAID 5。這個level並不代表技術的高低,level 5並不高於level 3,level 1也不低過level 4,至於要選擇那一種RAID level的產品,純視用戶的操作環境(operating environment)及應用(application)而定,與level的高低沒有必然的關系。
RAID 0及RAID 1適用於PC及PC相關的系統如小型的網路伺服器(network server)及需要高磁碟容量與快速磁碟存取的工作站等,比較便宜;RAID 3及RAID 4適用於大型電腦及影像、CAD/CAM等處理;RAID 5多用於OLTP（在線事務處理）,因有金融機構及大型數據處理中心的迫切需要,故使用較多而較有名氣, RAID 2較少使用,其他如RAID 6,RAID 7,乃至RAID 10等,都是廠商各做各的,並無一致的標准,在此不作說明。介紹各個RAID level之前, 先看看形成磁碟陣列的兩個基本技術:
磁碟延伸(Disk Spanning):
譯為磁碟延伸,能確切的表示disk spanning這種技術的含義。如圖磁碟陣列控制器, 聯接了四個磁碟,這四個磁碟形成一個陣列(array),而磁碟陣列的控制器(RAID controller)是將此四個磁碟視為單一的磁碟,如DOS環境下的C:盤。這是disk spanning的意義,因為把小容量的磁碟延伸為大容量的單一磁碟,用戶不必規劃數據在各磁碟的分布,而且提高了磁碟空間的使用率。並使磁碟容量幾乎可作無限的延伸;而各個磁碟一起作取存的動作,比單一磁碟更為快捷。很明顯的,有此陣列的形成而產生RAID的各種技術。
磁碟或數據分段(Disk Striping or Data Striping):
因為磁碟陣列是將同一陣列的多個磁碟視為單一的虛擬磁碟(virtual disk),所以其數據是以分段(block or segment)的方式順序存放在磁碟陣列中,數據按需要分段,從第一個磁碟開始放,放到最後一個磁碟再回到第一個磁碟放起,直到數據分布完畢。至於分段的大小視系統而定,有的系統或以1KB最有效率,或以4KB,或以6KB,甚至是4MB或8MB的,但除非數據小於一個扇區(sector,即521bytes),否則其分段應是512byte的倍數。因為磁碟的讀寫是以一個扇區為單位,若數據小於512bytes,系統讀取該扇區後,還要做組合或分組(視讀或寫而定)的動作,浪費時間。從上圖我們可以看出,數據以分段於在不同的磁碟,整個陣列的各個磁碟可同時作讀寫,故數據分段使數據的存取有最好的效率,理論上本來讀一個包含四個分段的數據所需要的時間約=(磁碟的access time+數據的tranfer time)X4次,現在只要一次就可以完成。
若以N表示磁碟的數目,R表示讀取,W表示寫入,S表示可使用空間,則數據分段的性能為:
R:N(可同時讀取所有磁碟)
W:N(可同時寫入所有磁碟)
S:N(可利用所有的磁碟,並有最佳的使用率)
Disk striping也稱為RAID 0,很多人以為RAID 0沒有甚麼,其實這是非常錯誤的觀念, 因為RAID 0使磁碟的輸出入有最高的效率。而磁碟陣列有更好效率的原因除數據分段外,它可以同時執行多個輸出入的要求,因為陣列中的每一個磁碟都能獨立動作,分段放在不同的磁碟,不同的磁碟可同時作讀寫,而且能在快取內存及磁碟作並行存取(parallel access)的動作,但只有硬體的磁碟陣列才有此性能表現。
從上面兩點我們可以看出,disk spanning定義了RAID的基本形式,提供了一個便宜、靈活、高性能的系統結構,而disk striping解決了數據的存取效率和磁碟的利用率問題,RAID 1至RAID 5是在此基礎上提供磁碟安全的方案。
RAID 1
RAID 1是使用磁碟鏡像(disk mirroring)的技術。磁碟鏡像應用在RAID 1之前就在很多系統中使用,它的方式是在工作磁碟(working disk)之外再加一額外的備份磁碟(backup disk),兩個磁碟所儲存的數據完全一樣,數據寫入工作磁碟的同時亦寫入備份磁碟。磁碟鏡像不見得就是RAID 1,如Novell Netware亦有提供磁碟鏡像的功能,但並不表示Netware有了RAID 1的功能。一般磁碟鏡像和RAID 1有二點最大的不同:
RAID 1無工作磁碟和備份磁碟之分,多個磁碟可同時動作而有重疊(overlaping)讀取的功能,甚至不同的鏡像磁碟可同時作寫入的動作,這是一種最佳化的方式,稱為負載平衡(load-balance)。例如有多個用戶在同一時間要讀取數據,系統能同時驅動互相鏡像的磁碟,同時讀取數據,以減輕系統的負載,增加I/O的性能。
RAID 1的磁碟是以磁碟延伸的方式形成陣列,而數據是以數據分段的方式作儲存,因而在讀取時,它幾乎和RAID 0有同樣的性能。從RAID的結構就可以很清楚的看出RAID 1和一般磁碟鏡像的不同。
下圖為RAID 1,每一筆數據都儲存兩份:
從圖可以看出:
R:N(可同時讀取所有磁碟)
W:N/2(同時寫入磁碟數)
S:N/2(利用率)
讀取數據時可用到所有的磁碟,充分發揮數據分段的優點;寫入數據時,因為有備份,所以要寫入兩個磁碟,其效率是N/2,磁碟空間的使用率也只有全部磁碟的一半。
很多人以為RAID 1要加一個額外的磁碟,形成浪費而不看好RAID 1,事實上磁碟越來越便宜,並不見得造成負擔,況且RAID 1有最好的容錯(fault tolerence)能力,其效率也是除RAID 0之外最好的。
在磁碟陣列的技術上,從RAID 1到RAID 5,不停機的意思表示在工作時如發生磁碟故障, 系統能持續工作而不停頓,仍然可作磁碟的存取,正常的讀寫數據;而容錯則表示即使磁碟故障,數據仍能保持完整,可讓系統存取到正確的數據,而SCSI的磁碟陣列更可在工作中抽換磁碟,並可自動重建故障磁碟的數據。磁碟陣列之所以能做到容錯及不停機, 是因為它有冗餘的磁碟空間可資利用,這也就是Rendant的意義。
RAID 2
RAID 2是把數據分散為位(bit)或塊(block),加入海明碼Hamming Code,在磁碟陣列中作間隔寫入(interleaving)到每個磁碟中,而且地址(address)都一樣,也就是在各個磁碟中,其數據都在相同的磁軌(cylinder or track)及扇區中。RAID 2的設計是使用共軸同步(spindle synchronize)的技術,存取數據時,整個磁碟陣列一起動作,在各作磁
盤的相同位置作平行存取,所以有最好的存取時間(accesstime),其匯流排(bus)是特別的設計,以大帶寬(band wide)並行傳輸所存取的數據,所以有最好的傳輸時間(transfer time)。在大型檔案的存取應用,RAID 2有最好的性能,但如果檔案太小,會將其性能拉下來,因為磁碟的存取是以扇區為單位,而RAID 2的存取是所有磁碟平行動作,而且是作
單位元的存取,故小於一個扇區的數據量會使其性能大打折扣。RAID 2是設計給需要連續且大量數據的電腦使用的,如大型電腦(mainframe to supercomputer)、作影像處理或CAD/CAM的工作站(workstation)等,並不適用於一般的多用戶環境、網路伺服器 (network server),小型機或PC。
RAID 2的安全採用內存陣列(memory array)的技術,使用多個額外的磁碟作單位錯誤校正(single-bit correction)及雙位錯誤檢測(double-bit detection);至於需要多少個額外的磁碟,則視其所採用的方法及結構而定,例如八個數據磁碟的陣列可能需要三個額外的磁碟,有三十二個數據磁碟的高檔陣列可能需要七個額外的磁碟。
RAID 3
RAID 3的數據儲存及存取方式都和RAID 2一樣,但在安全方面以奇偶校驗(parity check)取代海明碼做錯誤校正及檢測,所以只需要一個額外的校檢磁碟(parity disk)。奇偶校驗值的計算是以各個磁碟的相對應位作XOR的邏輯運算,然後將結果寫入奇偶校驗磁碟,任何數據的修改都要做奇偶校驗計算,
如某一磁碟故障,換上新的磁碟後,整個磁碟陣列(包括奇偶校驗磁碟)需重新計算一次, 將故障磁碟的數據恢復並寫入新磁碟中;如奇偶校驗磁碟故障,則重新計算奇偶校驗值, 以達容錯的要求.
較之RAID 1及RAID 2,RAID 3有85%的磁碟空間利用率,其性能比RAID 2稍差,因為要做奇偶校驗計算;共軸同步的平行存取在讀檔案時有很好的性能,但在寫入時較慢,需要重新計算及修改奇偶校驗磁碟的內容。RAID 3和RAID 2有同樣的應用方式,適用大檔案及大量數據輸出入的應用,並不適用於PC及網路伺服器。
RAID 4
RAID 4也使用一個校驗磁碟,但和RAID 3不一樣
RAID 4是以扇區作數據分段,各磁碟相同位置的分段形成一個校驗磁碟分段(parity block),放在校驗磁碟。這種方式可在不同的磁碟平行執行不同的讀取命今,大幅提高磁碟陣列的讀取性能;但寫入數據時,因受限於校驗磁碟,同一時間只能作一次,啟動所有磁碟讀取數據形成同一校驗分段的所有數據分段,與要寫入的數據做好校驗計算再寫入。即使如此,小型檔案的寫入仍然比RAID 3要快,因其校驗計算較簡單而非作位(bit level)的計算;但校驗磁碟形成RAID 4的瓶頸,降低了性能,因有RAID 5而使得RAID 4較少使用。
RAID 5
RAID5避免了RAID 4的瓶頸,方法是不用校驗磁碟而將校驗數據以循環的方式放在每一個磁碟中,
磁碟陣列的第一個磁碟分段是校驗值,第二個磁碟至後一個磁碟再折回第一個磁碟的分段是數據,然後第二個磁碟的分段是校驗值,從第三個磁碟再折回第二個磁碟的分段是數據,以此類推,直到放完為止。圖中的第一個parity block是由A0,A1...,B1,B2計算出來,第二個parity block是由B3,B4,...,C4,D0計算出來,也就是校驗值是由各磁碟
同一位置的分段的數據所計算出來。這種方式能大幅增加小檔案的存取性能,不但可同時讀取,甚至有可能同時執行多個寫入的動作,如可寫入數據到磁碟1而其parity block在磁碟2,同時寫入數據到磁碟4而其parity block在磁碟1,這對聯機交易處理 (OLTP,On-Line Transaction Processing)如銀行系統、金融、股市等或大型資料庫的
處理提供了最佳的解決方案(solution),因為這些應用的每一筆數據量小,磁碟輸出入頻繁而且必須容錯。
事實上RAID 5的性能並無如此理想,因為任何數據的修改,都要把同一parityblock的所有數據讀出來修改後,做完校驗計算再寫回去,也就是RMW cycle(Read-Modify-Write cycle,這個cycle沒有包括校驗計算);正因為牽一而動全身,所以:
R:N(可同時讀取所有磁碟)
W:1(可同時寫入磁碟數)
S:N-1(利用率)
RAID 5的控制比較復雜,尤其是利用硬體對磁碟陣列的控制,因為這種方式的應用比其他的RAID level要掌握更多的事情,有更多的輸出入需求,既要速度快,又要處理數據,計算校驗值,做錯誤校正等,所以價格較高;其應用最好是OLTP,至於用於圖像處理等, 不見得有最佳的性能。
2.磁碟陣列的額外容錯功能：Spare or Standby driver
事實上容錯功能已成為磁碟陣列最受青睞的特性,為了加強容錯的功能以及使系統在磁碟故障的情況下能迅速的重建數據,以維持系統的性能,一般的磁碟陣列系統都可使用熱備份(hot spare or hot standby driver)的功能,所謂熱備份是在建立(configure) 磁碟陣列系統的時候,將其中一磁碟指定為後備磁碟,此一磁碟在平常並不操作,但若陣列中某一磁碟發生故障時,磁碟陣列即以後備磁碟取代故障磁碟,並自動將故障磁碟的數據重建(rebuild)在後備磁碟之上,因為反應快速,加上快取內存減少了磁碟的存取, 所以數據重建很快即可完成,對系統的性能影響很小。對於要求不停機的大型數據處理中心或控制中心而言,熱備份更是一項重要的功能,因為可避免晚間或無人值守時發生磁碟故障所引起的種種不便。
另一個額外的容錯功能是壞扇區轉移(bad sector reassignment)。壞扇區是磁碟故障的主要原因,通常磁碟在讀寫時發生壞扇區的情況即表示此磁碟故障,不能再作讀寫,甚至有很多系統會因為不能完成讀寫的動作而死機,但若因為某一扇區的損壞而使工作不能完成或要更換磁碟,則使得系統性能大打折扣,而系統的維護成本也未免太高了。壞扇區轉移是當磁碟陣列系統發現磁碟有壞扇區時,以另一空白且無故障的扇區取代該扇區, 以延長磁碟的使用壽命,減少壞磁碟的發生率以及系統的維護成本。所以壞扇區轉移功能使磁碟陣列具有更好的容錯性,同時使整個系統有最好的成本效益比。其他如可外接電池備援磁碟陣列的快取內存,以避免突然斷電時數據尚未寫回磁碟而損失;或在RAID 1時作寫入一致性的檢查等,雖是小技術,但亦不可忽視。
3.硬體磁碟陣列還是軟體磁碟陣列
市面上有所謂硬體磁碟陣列與軟體磁碟陣列之分,因為軟體磁碟陣列是使用一塊SCSI卡與磁碟連接,一般用戶誤以為是硬體磁碟陣列。以上所述主要是針對硬體磁碟陣列,其與軟體磁碟陣列有幾個最大的區別:
l 一個完整的磁碟陣列硬體與系統相接。
l 內置CPU,與主機並行運作,所有的I/O都在磁碟陣列中完成,減輕主機的工作負載, 增加系統整體性能。
l 有卓越的匯流排主控(bus mastering)及DMA(Direct Memory Access)能力,加速數據的存取及傳輸性能。
l 與快取內存結合在一起,不但增加數據的存取及傳輸性能,更因減少對磁碟的存取而增加磁碟的壽命。
l 能充份利用硬體的特性,反應快速。
軟體磁碟陣列是一個程序,在主機執行,透過一塊SCSI卡與磁碟相接形成陣列,它最大的優點是便宜,因為沒有硬體成本(包括研發、生產、維護等),而SCSI卡很便宜(亦有的軟體磁碟陣列使用指定的很貴的SCSI卡);它最大的缺點是使主機多了很多進程(process),增加了主機的負擔,尤其是輸出入需求量大的系統。目前市面上的磁碟陣列
系統大部份是硬體磁碟陣列,軟體磁碟陣列較少。
4.磁碟陣列卡還是磁碟陣列控制器
磁碟陣列控制卡一般用於小系統，供單機使用。與主機共用電源，在關閉主機電源時存在丟失Cache中的數據的的危險。磁碟陣列控制卡只有常用匯流排方式的介面，其驅動程序與主機、主機所用的操作系統都有關系，有軟、硬體兼容性問題並潛在地增加了系統的不安定因素。在更換磁碟陣列卡時要冒磁碟損壞，資料失落，隨時停機的風險。
獨立式磁碟陣列控制一般用於較大型系統,可分為兩種：
單通道磁碟陣列和多通道式磁碟陣列，單通道磁碟陣列只能接一台主機，有很大的擴充限制。多通道磁碟陣列可接多個系統同時使用,以群集(cluster)的方式共用磁碟陣列,這使內接式陣列控制及單接式磁碟陣列無用武之地。目前多數獨立形式的磁碟陣列子系統，其本身與主機系統的硬體及操作環境?
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首先，IDE的性能不會比SCSI更高的。特別是在多任務的情況下。一般廣告給出的是
最大傳送速度，並不是工作速度。同一時期的IDE與SCSI盤相比，主要是產量比較大，
電路比較簡單，所以價格比SCSI低很多，但要比性能，則差遠了。
RAID並沒有限制使用多少個盤，應時盤越多越好。
對於SCSI結構的RAID來說，盤的最大數量與SCSI通道（SCSI匯流排）的數量有關一般是每個通道最多裝15個盤（SCSI/3）對於FC-AL（光纖)則是每個通道200個盤當然，要有這樣大的磁碟箱才行!