2.磁盘阵列原理

      磁盘阵列中针对不同的应用使用的不同技术,称为RAID level,RAID是Redundent Array of Inexpensive
      Disks的缩写,而每一level代表一种技术,目前业界公认的标准是RAID 0~RAID 5。这个level并不代表技术的高低,level  5并不高于level 3,level 1也不低过level 4,至于要选择那一种RAID level的产品,纯视用户的操作环境(operating    environment)及应用(application)而定,与level的高低没有必然的关系。
      RAID 0及RAID 1适用于PC及PC相关的系统如小型的网络服务器(network   server)及需要高磁盘容量与快速磁盘存取的工作站等,比较便宜;RAID 3及RAID 4适用于大型电脑及影像、CAD/CAM等处理;RAID 5多用于OLTP（在线事务处理）,因有金融机构及大型数据处理中心的迫切需要,故使用较多而较有名气, RAID 2较少使用,其他如RAID 6,RAID 7,乃至RAID 10等,都是厂商各做各的,并无一致的标准,在此不作说明。介绍各个RAID level之前, 先看看形成磁盘阵列的两个基本技术：

      磁盘延伸(Disk Spanning)：

      译为磁盘延伸,能确切的表示disk spanning这种技术的含义。如图磁盘阵列控制器,  联接了四个磁盘,这四个磁盘形成一个阵列(array),而磁盘阵列的控制器(RAID  controller)是将此四个磁盘视为单一的磁盘,如DOS环境下的C:盘。这是disk  spanning的意义,因为把小容量的磁盘延伸为大容量的单一磁盘,用户不必规划数据在各磁盘的分布,而且提高了磁盘空间的使用率。并使磁盘容量几乎可作无限的延伸;而各个磁盘一起作取存的动作,比单一磁盘更为快捷。很明显的,有此阵列的形成而产生RAID的各种技术。 

      磁盘或数据分段(Disk Striping or Data Striping):

      因为磁盘阵列是将同一阵列的多个磁盘视为单一的虚拟磁盘(virtual disk),所以其数据是以分段(block or  segment)的方式顺序存放在磁盘阵列中,数据按需要分段,从第一个磁盘开始放,放到最後一个磁盘再回到第一个磁盘放起,直到数据分布完毕。至于分段的大小视系统而定,有的系统或以1KB最有效率,或以4KB,或以6KB,甚至是4MB或8MB的,但除非数据小于一个扇区(sector,即521bytes),否则其分段应是512byte的倍数。因为磁盘的读写是以一个扇区为单位,若数据小于512bytes,系统读取该扇区后,还要做组合或分组(视读或写而定)的动作,浪费时间。从上图我们可以看出,数据以分段于在不同的磁盘,整个阵列的各个磁盘可同时作读写,故数据分段使数据的存取有最好的效率,理论上本来读一个包含四个分段的数据所需要的时间约=(磁盘的access   time+数据的tranfer time)X4次,现在只要一次就可以完成。

      若以N表示磁盘的数目,R表示读取,W表示写入,S表示可使用空间,则数据分段的性能为:
      R:N(可同时读取所有磁盘)
      W:N(可同时写入所有磁盘)
      S:N(可利用所有的磁盘,并有最佳的使用率)

      Disk striping也称为RAID 0,很多人以为RAID 0没有甚么,其实这是非常错误的观念, 因为RAID 0使磁盘的输出入有最高的效率。而磁盘阵列有更好效率的原因除数据分段外,它可以同时执行多个输出入的要求,因为阵列中的每一个磁盘都能独立动作,分段放在不同的磁盘,不同的磁盘可同时作读写,而且能在快取内存及磁盘作并行存取(parallel  access)的动作,但只有硬件的磁盘阵列才有此性能表现。

本新闻共10页,当前在第03页  01  02  03  04  05  06  07  08  09  10