第 1 頁(yè) 共 26 頁(yè) 磁盤(pán)陣列相關(guān)參考資料 一、磁盤(pán)陣列綜述 . 2 二、磁盤(pán)陣列進(jìn)化歷程 . 3 三、硬件陣列、軟件陣列、物理硬盤(pán)、邏輯硬盤(pán) . 4 四、磁盤(pán)陣列原理 . 5 4.1 RAID 0 . 6 4.2 RAID 1 . 7 4.3 RAID 2 . 8 4.4 RAID 3 . 9 4.5 RAID 4 . 9 4.6 RAID 5 . 10 4.7 RAID 10 . 12 4.8 RAID 30 . 12 4.9 RAID 50 . 13 五、 RAID對(duì)比 . 13 六、選擇 RAID級(jí)別的方法流程 . 14 七、磁盤(pán)陣列的額外容錯(cuò)功能： Spare or Standby driver . 14 八、硬件磁盤(pán)陣列與軟件磁盤(pán)陣列 . 15 九、 IDE磁盤(pán)陣列與 SCSI磁盤(pán)陣列 . 15 十、磁盤(pán)陣列卡與磁 盤(pán)陣列控制器 . 16 十一、服務(wù)器的 RAID 卡及服務(wù)器硬盤(pán) . 17 11 1 服務(wù)器 RAID 卡 . 17 11 2 服務(wù)器硬盤(pán) . 18 十二、 RAID5建立過(guò)程（軟模式） . 20 第 2 頁(yè) 共 26 頁(yè) 一、磁盤(pán)陣列綜述 第 3 頁(yè) 共 26 頁(yè) 二、磁盤(pán)陣列進(jìn)化歷程 目前改進(jìn)磁盤(pán)存取速度的的方式主要有兩種。 一是磁盤(pán)快取控制 (disk cache controller),它將從磁盤(pán)讀取的數(shù)據(jù)存在快取內(nèi)存 (cache memory)中以減少磁盤(pán)存取的次數(shù) ,數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)都在快取內(nèi)存中進(jìn) 行 ,大幅增加存取的速度 ,如要讀取的數(shù)據(jù)不在快取內(nèi)存中 ,或要寫(xiě)數(shù)據(jù)到磁盤(pán)時(shí) ,才做磁盤(pán)的存取動(dòng)作。這種方式在單工環(huán)境 (single-tasking environment)如 DOS 之下 ,對(duì)大量數(shù)據(jù)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(huán)境之下 (因?yàn)橐煌５淖鲾?shù)據(jù)交換 (swapping)的動(dòng)作 )或數(shù)據(jù)庫(kù)(database)的存取 (因?yàn)槊恳挥涗浂己苄?)就不能顯示其性能。這種方式?jīng)]有任何安全保障。 其二是使用磁盤(pán)陣列的技術(shù) 。磁盤(pán)陣列是把多個(gè)磁盤(pán)組成一個(gè)陣列 ,當(dāng)作單一磁盤(pán)使 用 ,它將數(shù)據(jù)以分段 (striping)的方式儲(chǔ)存在不同的磁盤(pán)中 ,存取數(shù)據(jù)時(shí) ,陣列中的相關(guān)磁盤(pán)一起動(dòng)作 ,大幅減低數(shù)據(jù)的存取時(shí)間 ,同時(shí)有更佳的空間利用率。磁盤(pán)陣列所利用的不同的技術(shù) ,稱(chēng)為 RAID level,不同的 level 針對(duì)不同的系統(tǒng)及應(yīng)用 ,以解決數(shù)據(jù)安全的問(wèn)題。 一般高性能的磁盤(pán)陣列都是以硬件的形式來(lái)達(dá)成 ,進(jìn)一步的把磁盤(pán)快取控制及磁盤(pán)陣列結(jié)合在一個(gè)控制器 (RAID controller) 或控制卡上 ,針對(duì)不同的用戶(hù)解決人們對(duì)磁盤(pán)輸出入系統(tǒng)的四大要求 : (1)增加存取速度 , (2)容錯(cuò) (fault tolerance),即安全性 (3)有效的利用磁盤(pán)空間 ; (4)盡量的平衡 CPU,內(nèi)存及磁盤(pán)的性能差異 ,提高電腦的整體工作性能。 第 4 頁(yè) 共 26 頁(yè) 三、硬件陣列、軟件陣列、物理硬盤(pán)、邏輯硬盤(pán) 3.1 硬件陣列 3.2 軟件陣列 3.3 物理硬盤(pán) 物理硬盤(pán)既是物理驅(qū)動(dòng)器，目前所提供的硬盤(pán)容量有 9GB、 18GB、 36GB、 72GB 等 3.4 邏輯硬盤(pán) 第 5 頁(yè) 共 26 頁(yè) 邏輯硬盤(pán)由物理硬盤(pán)的一部分或幾個(gè)物理硬盤(pán)結(jié)合在一起組成 3.5 備注 四、磁盤(pán)陣列原理 磁盤(pán)陣列中針對(duì)不同的應(yīng)用使用的不同技術(shù) ,稱(chēng)為 RAID level, RAID 是 Redundant Array of Inexpensive Disks 的縮寫(xiě) ,而每一 level 代表一種技術(shù) ,目前業(yè)界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)是 RAID 0RAID 5。這個(gè) level并不代表技術(shù)的高低 ,level 5 并不高于 level 3,level 1 也不低過(guò) level 4,至于要選擇那一種 RAID level的產(chǎn)品 ,純視用戶(hù)的操作環(huán)境 (operating environment)及應(yīng)用 (application)而定 ,與 level 的高低沒(méi)有必然的關(guān)系。 RAID 0 及 RAID 1 適用于 PC及 PC 相關(guān)的系統(tǒng)如小型的網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 器 (network server)及需要高磁盤(pán)容量與快速磁盤(pán)存取的工作站等 ,因?yàn)楸容^便宜 ,但因一般人對(duì)磁盤(pán)陣列不了解 ,沒(méi)有看到磁盤(pán)陣列對(duì)他們的價(jià)值 ,市場(chǎng)尚未打開(kāi) ;RAID 2及 RAID 3 適用于大型電腦及影像、 CAD/CAM 等處理 ;RAID 5 多用于 OLTP,因有金融機(jī)構(gòu)及大型數(shù)據(jù)處理中心的迫切需要 ,故使用較多而較有名氣 ,但也因此形成很多人對(duì)磁盤(pán)陣列的誤解 ,以為磁盤(pán)陣列非要 RAID 5 不可 ;RAID 4 較少使用 ,因?yàn)閮烧哂衅涔餐?,而 RAID 4 有其先天的限制。其他如 RAID 6,RAID 7,乃至 RAID 10 等 ,都是廠商各做各的 ,并無(wú)一致的標(biāo)準(zhǔn) ,在此不作說(shuō)明。介紹各個(gè) RAID level 之前 ,先看看形成磁盤(pán)陣列的兩個(gè)基本技術(shù) : 譯為磁盤(pán)延伸 ,能確切的表示 disk spanning 這種技術(shù)的含義。 如下圖所示 ,DFTraid 磁盤(pán)陣列控制器 ,聯(lián)接了四個(gè)磁盤(pán) : 這四個(gè)磁盤(pán)形成一個(gè)陣列 (array),而磁盤(pán)陣列的控制器 (RAID controller)是將此四個(gè)磁盤(pán)視為單一的磁盤(pán) ,如 DOS 環(huán)境下的 C:盤(pán)。這是 disk spanning 的意義 ,因?yàn)榘研∪萘康拇疟P(pán)延伸為大容量的單一磁盤(pán) ,用戶(hù)不必規(guī)劃數(shù)據(jù)在各磁盤(pán)的分 布 ,而且提高了磁盤(pán)空間的使用率。 DFTraid 的 SCSI 磁盤(pán)陣列更可連接幾十個(gè)磁盤(pán)，形成數(shù)十 GB 到數(shù)百 GB 的陣列 ,使磁盤(pán)容量幾乎可作無(wú)限的延伸 ;而各個(gè)磁盤(pán)一起作取存的動(dòng)作 ,比單一磁盤(pán)更為快捷。很明顯的 ,有此陣列的形成而產(chǎn)生 RAID 的各種技術(shù)。我們也可從上圖看出inexpensive(便宜 )的意義 ,因?yàn)樗膫€(gè) 250MBbytes 的磁盤(pán)比一個(gè) 1GBytes 的磁盤(pán)要便宜 ,尤其以前大磁盤(pán)的價(jià)格非常昴貴 ,但在磁盤(pán)越來(lái)越便宜的今天 ,inexpensive已非磁盤(pán)陣列的重點(diǎn) ,雖然對(duì)于需要大磁盤(pán)容量的系統(tǒng) ,仍是考慮的要點(diǎn)。 磁盤(pán) 因?yàn)榇疟P(pán)陣列是將同一陣列的多個(gè)磁盤(pán)視為單一的虛擬磁盤(pán) (virtual disk),所以其數(shù)據(jù)是以分段 (block or segment)的方式順序存放在磁盤(pán)陣列中 ,如下圖 : 磁盤(pán) 0 磁盤(pán) 1 磁盤(pán) 2 磁盤(pán) 3 A0-A1 B0-B1 C0-C1 A2-A3 B2-B3 C2-C3 A4-A5 B4-B5 C4-C5 A6-A7 B6-B7 C6-C7 第 6 頁(yè) 共 26 頁(yè) D0-D1 D2-D3 D4-C5 D6-D7 數(shù)據(jù)按需要分段 ,從第一個(gè)磁盤(pán)開(kāi)始放 ,放到最後一個(gè)磁盤(pán)再回到第一個(gè)磁盤(pán)放起 ,直到數(shù)據(jù)分布完畢。至于分段的大小視系統(tǒng)而定 ,有的系統(tǒng)或以 1KB 最有效率 ,或以 4KB,或以 6KB,甚至是 4MB 或 8MB 的 ,但除非數(shù)據(jù)小于一個(gè)扇區(qū) (sector,即 521bytes),否則其分段應(yīng)是 512byte 的倍數(shù)。因?yàn)榇疟P(pán)的讀寫(xiě)是以一個(gè)扇區(qū)為單位 ,若數(shù)據(jù)小于 512bytes,系統(tǒng)讀取該扇區(qū)后 ,還要做組合或分組 (視讀或?qū)懚?)的動(dòng)作 ,浪費(fèi)時(shí)間。從上圖我們可以看出 ,數(shù)據(jù)以分段于在不同的磁盤(pán) ,整個(gè)陣列的各個(gè)磁盤(pán)可同時(shí)作讀寫(xiě) ,故數(shù)據(jù)分段使數(shù)據(jù)的存取有最好的效率 ,理論上本來(lái)讀一 個(gè)包含四個(gè)分段的數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間約 =(磁盤(pán)的 access time +數(shù)據(jù)的transfer time)X4 次 ,現(xiàn)在只要一次就可以完成。 若以 N 表示磁盤(pán)的數(shù)目 ,R 表示讀取 ,W 表示寫(xiě)入 ,S 表示可使用空間 ,則數(shù)據(jù)分段的性能為 : R:N(可同時(shí)讀取所有磁盤(pán) ) W:N(可同時(shí)寫(xiě)入所有磁盤(pán) ) S:N(可利用所有的磁盤(pán) ,并有最佳的使用率 ) 4.1 RAID 0 Disk striping 也稱(chēng)為 RAID 0, 很多人以為 RAID 0 沒(méi)有甚么 ,其實(shí)這是非常錯(cuò)誤的觀念 ,因?yàn)?RAID 0使磁盤(pán)的輸出入有最高的效率。而磁 盤(pán)陣列有更好效率的原因除數(shù)據(jù)分段外 ,它可以同時(shí)執(zhí)行多個(gè)輸出入的要求 ,因?yàn)殛嚵兄械拿恳粋€(gè)磁盤(pán)都能獨(dú)立動(dòng)作 ,分段放在不同的磁盤(pán) ,不同的磁盤(pán)可同時(shí)作讀寫(xiě) ,而且能在快取內(nèi)存及磁盤(pán)作并行存取 (parallel access)的動(dòng)作 ,但只有硬件的磁盤(pán)陣列才有此性能表現(xiàn)。 從上面兩點(diǎn)我們可以看出 ,disk spanning 定義了 RAID 的基本形式 ,提供了一個(gè)便宜、靈活、高性能的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ,而 disk striping 解決了數(shù)據(jù)的存取效率和磁盤(pán)的利用率問(wèn)題 ,RAID 1 至 RAID 5 是在此基礎(chǔ)上提供磁盤(pán)安全的方案。 第 7 頁(yè) 共 26 頁(yè) 沒(méi)有 任何額外的磁盤(pán)或空間作安全準(zhǔn)備 ,所以一般人不重視它 ,這是誤解 ,其實(shí)它有最好的效率及空間利用率 ,對(duì)于追求效率的應(yīng)用 ,非常理想 ,可同時(shí)用其他的 RAID level或其他的備份方式以補(bǔ)其不足 ,保護(hù)重要的數(shù)據(jù)。 4.2 RAID 1 RAID 1 是使用磁盤(pán)鏡像 (disk mirroring)的技術(shù)。磁盤(pán)鏡像應(yīng)用在 RAID 1 之前就在很多系統(tǒng)中使用 ,它的方式是在工作磁盤(pán) (working disk)之外再加一額外的備份磁盤(pán) (backup disk),兩個(gè)磁盤(pán)所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)完全一樣 ,數(shù)據(jù)寫(xiě)入工作磁盤(pán)的同時(shí)亦寫(xiě)入備 份磁盤(pán)。磁盤(pán)鏡像不見(jiàn)得就是 RAID 1,如 Novell NetWare 亦有提供磁盤(pán)鏡像的功能 ,但并不表示 NetWare 有了 RAID 1 的功能。一般磁盤(pán)鏡像和 RAID 1 有二點(diǎn)最大的不同 : RAID 1 無(wú)工作磁盤(pán)和備份磁盤(pán)之分 ,多個(gè)磁盤(pán)可同時(shí)動(dòng)作而有重疊 (overlapping)讀取的功能 ,甚至不同的鏡像磁盤(pán)可同時(shí)作寫(xiě)入的動(dòng)作 ,這是一種最佳化的方式 ,稱(chēng)為負(fù)載平衡 (load-balance)。例如有多個(gè)用戶(hù)在同一時(shí)間要讀取數(shù)據(jù) ,系統(tǒng)能同時(shí)驅(qū)動(dòng)互相鏡像的磁盤(pán) ,同時(shí)讀取數(shù)據(jù) ,以減輕系統(tǒng)的負(fù)載 ,增加 I/O 的性能。 RAID 1 的磁盤(pán)是以磁盤(pán)延伸的方式形成陣列 ,而數(shù)據(jù)是以數(shù)據(jù)分段的方式作儲(chǔ)存 ,因而在讀取時(shí) ,它幾乎和RAID 0 有同樣的性能。從 RAID 的結(jié)構(gòu)就可以很清楚的看出 RAID 1 和一般磁盤(pán)鏡像的不同。 下圖為 RAID 1,每一筆數(shù)據(jù)都儲(chǔ)存兩份 磁盤(pán) 0 磁盤(pán) 1 磁盤(pán) 0 磁盤(pán) 1 A0 A2 A4 B1 A1 A3 B0 B2 A0 A2 A4 B1 A1 A3 B0 B2 從上圖可以看出 : R:N(可同時(shí)讀取所有磁盤(pán) ) 第 8 頁(yè) 共 26 頁(yè) W:N/2(同時(shí)寫(xiě)入磁盤(pán)數(shù) ) S:N/2(利用率 ) 讀取數(shù)據(jù)時(shí)可用到所有的磁盤(pán) ,充分發(fā)揮數(shù)據(jù)分段的優(yōu)點(diǎn) ;寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí) ,因?yàn)橛袀浞?,所以要寫(xiě)入兩個(gè)磁盤(pán) ,其效率是 N/2,磁盤(pán)空間的使用率也只有全部磁盤(pán)的一半。 很多人以為 RAID 1 要加一個(gè)額外的磁盤(pán) ,形成浪費(fèi)而不看好 RAID 1,事實(shí)上磁盤(pán)越來(lái)越便宜 ,并不見(jiàn)得造成負(fù)擔(dān) ,況且 RAID 1 有最好的容錯(cuò) (fault tolerance)能力 ,其效率也是除 RAID 0 之外最好的。我們可視應(yīng)用的不同 ,在同一磁盤(pán)陣列中使用不同的 RAID level,如華藝科技公司的 DFTraid 系列都可同一磁盤(pán)陣列中定義八個(gè)邏輯磁盤(pán) (logic disk),分別使用不同的 RAID level,分為 C:,D:及 E:三個(gè)邏輯磁盤(pán) (或LUN0,LUN1,LUN2). RAID 1 完全做到了容錯(cuò)包括不停機(jī) (non-stop),當(dāng)某一磁盤(pán)發(fā)生故障 ,可將此磁盤(pán)拆下來(lái)而不影向其他磁盤(pán)的操作 ;待新的磁盤(pán)換上去之后 ,系統(tǒng)即時(shí)做鏡像 ,將數(shù)據(jù)重新復(fù)上去 ,RAID 1 在容錯(cuò)及存取的性能上是所有RAID level 之冠。 在磁盤(pán)陣列的技術(shù)上 ,從 RAID 1 到 RAID 5,不停機(jī)的意思表示在工作時(shí)如發(fā)生磁盤(pán)故障 ,系統(tǒng)能持續(xù)工作而不停頓 ,仍然可作磁盤(pán) 的存取 ,正常的讀寫(xiě)數(shù)據(jù) ;而容錯(cuò)則表示即使磁盤(pán)故障 ,數(shù)據(jù)仍能保持完整 ,可讓系統(tǒng)存取到正確的數(shù)據(jù) ,而 SCSI 的磁盤(pán)陣列更可在工作中抽換磁盤(pán) ,并可自動(dòng)重建故障磁盤(pán)的數(shù)據(jù)。磁盤(pán)陣列之所以能做到容錯(cuò)及不停機(jī) ,是因?yàn)樗腥哂嗟拇疟P(pán)空間可資利用 ,這也就是 Redundant 的意義。 有最佳的安全性 ,100%不停機(jī) ,即使有一個(gè)磁盤(pán)損壞也能照常作業(yè)而不影向其效能 (對(duì)能并行存取的系統(tǒng)稍有影響 ),因?yàn)閿?shù)據(jù)是作重復(fù)儲(chǔ)存。 RAID1 的并行讀取幾乎有 RAID 0 的性能 ,因?yàn)榭赏瑫r(shí)讀取相互鏡像的磁盤(pán) ;寫(xiě)入也只比 RAID 0 略遜 ,因?yàn)橥瑫r(shí)寫(xiě) 入兩個(gè)磁盤(pán)并沒(méi)有增加多少工作。雖然 RAID 1 要增加一倍的磁盤(pán)做鏡像 ,但作為采用磁盤(pán)陣列的進(jìn)入點(diǎn) ,它是最便宜的一個(gè)方案 ,是新設(shè)磁盤(pán)陣列的用戶(hù)之最佳選擇。 4.3 RAID 2 RAID 2 是把數(shù)據(jù)分散為位元 (bit)或塊 (block),加入海明碼 Hamming Code,在磁盤(pán)陣列中作間隔寫(xiě)入(interleaving)到每個(gè)磁盤(pán)中 ,而且地址 (address)都一樣 ,也就是在各個(gè)磁盤(pán)中 ,其數(shù)據(jù)都在相同的磁道(cylinder or track)及扇區(qū)中。 RAID 2 的設(shè)計(jì)是使用共軸同步 (spindle synchronize)的技術(shù) ,存取數(shù)據(jù)時(shí) ,整個(gè)磁盤(pán)陣列一起動(dòng)作 ,在各作磁盤(pán)的相同位置作平行存取 ,所以有最好的存取時(shí)間 (access time),其總線 (bus)是特別的設(shè)計(jì) ,以大帶寬 (band wide)并行傳輸所存取的數(shù)據(jù) ,所以有最好的傳輸時(shí)間 (transfer time)。在大型檔案的存取應(yīng)用 ,RAID 2 有最好的性能 ,但如果檔案太小 ,會(huì)將其性能拉下來(lái) ,因?yàn)榇疟P(pán)的存取是以扇區(qū)為單位 ,而 RAID 2 的存取是所有磁盤(pán)平行動(dòng)作 ,而且是作單位元的存取 ,故小于一個(gè)扇區(qū)的數(shù)據(jù)量會(huì)使其性能大打折扣。 RAID 2 是設(shè)計(jì) 給需要連續(xù)且大量數(shù)據(jù)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 ,并不適用于一般的多用戶(hù)環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 (network server),小型機(jī)或 PC。 RAID 2 的安全采用內(nèi)存陣列 (memory array)的技術(shù) ,使用多個(gè)額外的磁盤(pán)作單位錯(cuò)誤校正 (single-bit correction)及雙位錯(cuò)誤檢測(cè) (double-bit detection);至于需要多少個(gè)額外的磁盤(pán) ,則視其所采用的方法及結(jié)構(gòu)而定 ,例如八個(gè)數(shù)據(jù)磁盤(pán)的陣列可能需要三個(gè)額外的磁盤(pán) ,有三十二個(gè)數(shù)據(jù)磁盤(pán)的高檔陣列可能需要七個(gè)額外的磁盤(pán)。 第 9 頁(yè) 共 26 頁(yè) 4.4 RAID 3 RAID 3 的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存及存取方式都和 RAID 2 一樣 ,但在安全方面以奇偶校驗(yàn) (parity check)取代海明碼做錯(cuò)誤校正及檢測(cè) ,所以只需要一個(gè)額外的校檢磁盤(pán) (parity disk)。奇偶校驗(yàn)值的計(jì)算是以各個(gè)磁盤(pán)的相對(duì)應(yīng)位作 XOR 的邏輯運(yùn)算 ,然后將結(jié)果寫(xiě)入奇偶校驗(yàn)磁盤(pán) ,任何數(shù)據(jù)的修改都要做奇偶校驗(yàn)計(jì)算 ,如下圖 : 磁盤(pán) 0 磁盤(pán) 1 磁盤(pán) 2 磁盤(pán) 3 磁盤(pán) 4 A0 A4 B3 C2 A1 B0 B4 C3 A2 A1 C0 C4 A3 A2 C1 D0 P P P P 如某一磁盤(pán)故障 ,換上新的磁盤(pán)后 ,整個(gè)磁盤(pán)陣列 (包括奇偶校驗(yàn)磁盤(pán) )需重新計(jì)算一次 ,將故障磁盤(pán)的數(shù)據(jù)恢復(fù)并寫(xiě)入新磁盤(pán)中 ;如奇偶校驗(yàn)磁盤(pán)故障 ,則重新計(jì)算奇偶校驗(yàn)值 ,以達(dá)容錯(cuò)的要求 . 較之 RAID 1及 RAID 2,RAID 3 有 85%的磁盤(pán)空間利用率 ,其性能比 RAID 2 稍差 ,因?yàn)橐銎媾夹ｒ?yàn)計(jì)算 ;共軸同步的平行存取在讀檔案時(shí)有很好的性能 ,但在寫(xiě)入時(shí)較慢 ,需要重新計(jì)算及修改奇偶校驗(yàn)磁盤(pán)的內(nèi)容。RAID 3 和 RAID 2 有同樣的應(yīng)用方式 ,適用大檔案及大量數(shù)據(jù)輸出入的應(yīng)用 ,并不適用于 PC 及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。 4.5 RAID 4 RAID 4 也使用一個(gè)校驗(yàn)磁盤(pán) ,但和 RAID 3 不一樣 ,如下圖 : 磁盤(pán) 0 磁盤(pán) 1 磁盤(pán) 2 磁盤(pán) 3 磁盤(pán) 4 第 10 頁(yè) 共 26 頁(yè) A0-A1 B3-B4 D1-D2 E4-F0 A2-A3 C0-C1 D3-D4 F1-F2 A4-B0 C2-C3 B0-B1 F3-F4 B1-B2 C4-D0 B2-B3 G0-G1 P P P P RAID 4是以扇區(qū)作數(shù)據(jù)分段 ,各磁盤(pán)相同位置的分段形成一個(gè)校驗(yàn)磁盤(pán)分段 (parity block),放在校驗(yàn)磁盤(pán)。這種方式可在不同的磁盤(pán)平行執(zhí)行不同的讀取命今 ,大幅提高磁盤(pán)陣列的讀取性能 ;但寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí) ,因受限于校驗(yàn)磁盤(pán) ,同一時(shí)間只能作一次 ,啟動(dòng)所有磁盤(pán)讀取數(shù)據(jù)形成同一校驗(yàn)分段的所有數(shù)據(jù)分段 ,與要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)做好校驗(yàn)計(jì)算再寫(xiě)入。即使如此 ,小型檔案的寫(xiě)入仍然比 RAID 3 要快 ,因其校驗(yàn)計(jì)算較簡(jiǎn)單而非作位(bit level)的計(jì)算 ;但校 驗(yàn)磁盤(pán)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。 4.6 RAID 5 RAID5 避免了 RAID 4 的瓶頸 ,方法是不用校驗(yàn)磁盤(pán)而將校驗(yàn)數(shù)據(jù)以循環(huán)的方式放在每一個(gè)磁盤(pán)中 ,如下圖 : 磁盤(pán) 0 磁盤(pán) 1 磁盤(pán) 2 磁盤(pán) 3 磁盤(pán) 4 P B3-B4 D1-D2 E4-F0 A0-A1 P D3-D4 F1-F2 A2-B3 C0-C1 P F3-F4 A4-B0 C2-C3 B0-B1 P B2-B2 C4-D0 B2-B3 G0-G1 磁盤(pán)陣列的第一個(gè)磁盤(pán)分段是校驗(yàn)值 ,第二個(gè)磁盤(pán)至后一個(gè)磁盤(pán)再折回第一個(gè)磁盤(pán)的分段是數(shù)據(jù) ,然后第二個(gè)磁盤(pán)的分段是校驗(yàn)值 ,從第三個(gè)磁盤(pán)再折回第二個(gè)磁盤(pán)的分段是數(shù)據(jù) ,以此類(lèi)推 ,直到放完為止。圖中的第一個(gè) parity block 是由 A0,A1.,B1,B2 計(jì)算出來(lái) ,第二個(gè) parity block 是由 B3,B4,.,C4,D0 計(jì)算出來(lái) ,也就是校驗(yàn)值是由各磁盤(pán)同一位置的分段的數(shù)據(jù)所計(jì)算出來(lái)。這種方式能大幅增加小檔案的存取性能 ,不但可同時(shí)讀取 ,甚至有可能同時(shí)執(zhí)行多個(gè)寫(xiě)入 的動(dòng)作 ,如可寫(xiě)入數(shù)據(jù)到磁盤(pán) 1 而其 parity block 在磁盤(pán) 2,同第 11 頁(yè) 共 26 頁(yè) 時(shí)寫(xiě)入數(shù)據(jù)到磁盤(pán) 4 而其 parity block 在磁盤(pán) 1,這對(duì)聯(lián)機(jī)交易處理 (OLTP, on-line Transaction Processing)如銀行系統(tǒng)、金融、股市等或大型數(shù)據(jù)庫(kù)的處理提供了最佳的解決方案 (solution),因?yàn)檫@些應(yīng)用的每一筆數(shù)據(jù)量小 ,磁盤(pán)輸出入頻繁而且必須容錯(cuò)。 事實(shí)上 RAID 5 的性能并無(wú)如此理想 ,因?yàn)槿魏螖?shù)據(jù)的修改 ,都要把同一 parity block 的所有數(shù)據(jù)讀出來(lái)修改后 ,做完校驗(yàn)計(jì)算再寫(xiě)回去 ,也就是 RMW cycle(Read-Modify-Write cycle,這個(gè) cycle沒(méi)有包括校驗(yàn)計(jì)算 );正因?yàn)闋恳欢鴦?dòng)全身 ,所以 : R:N(可同時(shí)讀取所有磁盤(pán) ) W:1(可同時(shí)寫(xiě)入磁盤(pán)數(shù) ) S:N-1(利用率 ) RAID 5 的控制比較復(fù)雜 ,尤其是利用硬件對(duì)磁盤(pán)陣列的控制 ,因?yàn)檫@種方式的應(yīng)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(shù)據(jù) ,計(jì)算校驗(yàn)值 ,做錯(cuò)誤校正等 ,所以?xún)r(jià)格較高 ;其應(yīng)用最好是 OLTP,至于用于 PC 等 ,不見(jiàn)得有最佳的性能。 在不停機(jī)及容錯(cuò)的表現(xiàn)都很好 ,但如有磁盤(pán)故 障 ,對(duì)性能的影響較大 ,大容量的快取內(nèi)存有助于維持性能 ,但在 OLTP 的應(yīng)用上 ,因?yàn)槊恳还P數(shù)據(jù)或記錄 (record)都很小 ,對(duì)磁盤(pán)的存取頻繁 ,故有一定程度的影響。某一磁盤(pán)故障時(shí) ,讀取該磁盤(pán)的數(shù)據(jù)需把共用同一 parity block的所有數(shù)據(jù)及校驗(yàn)值讀出來(lái) ,再把故障磁盤(pán)的數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái) ;寫(xiě)入時(shí) ,除了要重覆讀取的程序外 ,還要再做校驗(yàn)值的計(jì)算 ,然后再寫(xiě)入更新的數(shù)據(jù)及校驗(yàn)值 ;等換上新的磁盤(pán) ,系統(tǒng)要計(jì)算整個(gè)磁盤(pán)陣列的數(shù)據(jù)以回復(fù)故障磁盤(pán)的數(shù)據(jù) ,時(shí)間要很長(zhǎng) ,如系統(tǒng)的工作負(fù)載很重的話(huà) ,有很多輸出入的需求在排隊(duì)等候時(shí) ,會(huì)把系統(tǒng)的性 能拉下來(lái)。但如使用硬件磁盤(pán)陣列的話(huà) ,其性能就可以得到大幅度的改進(jìn) ,因?yàn)橛布疟P(pán)陣列如 DFTraid 系列本身有內(nèi)置的 CPU 與主機(jī)系統(tǒng)并行運(yùn)作 ,所有存取磁盤(pán)的輸出入工作都在磁盤(pán)陣列本身完成 ,不花費(fèi)主機(jī)的時(shí)間 ,配合磁盤(pán)陣列的快取內(nèi)存的使用 ,可以提高系統(tǒng)的整體性能 ,而優(yōu)越的總線控制更能增加數(shù)據(jù)的傳輸速率 ,即使在磁盤(pán)故障的情況下 ,主機(jī)系統(tǒng)的性能也不會(huì)有明顯的降低。 RAID 5 要做的事情太多 ,所以?xún)r(jià)格較貴 ,不適于小系統(tǒng) ,但如果是大系統(tǒng)使用大的磁盤(pán)陣列的話(huà) ,RAID 5 卻是最便宜的方案。 總而言之 ,RAID 0 及 RAID 1 最適合 PC 及圖形工作站的用戶(hù) ,提供最佳的性能及最便宜的價(jià)格 ,所以 RAID 0及 RAID 1 多是使用 IDE 界面 ,以低成本符合 PC 市埸的需求。 RAID 2 及 RAID 3 適用于大檔案且輸入輸出需求不頻繁的應(yīng)用如影像處理及 CAD/CAM 等 ;而 RAID 5 則適用于銀行、金融、股市、數(shù)據(jù)庫(kù)等大型數(shù)據(jù)處理中心的 OLTP 應(yīng)用 ;RAID 4 與 RAID 5 有相同的特性及應(yīng)用方式 ,但有其先天的限制 ,所以并不受推薦。 第 12 頁(yè) 共 26 頁(yè) 4.7 RAID 10 4.8 RAID 30 第 13 頁(yè) 共 26 頁(yè) 4.9 RAID 50 五、 RAID對(duì)比 下 面幾個(gè)表列是 RAID 的一些性質(zhì) : 操作 工作模式 最少硬盤(pán)需求量 可用容量 RAID 0 磁盤(pán)延伸和數(shù)據(jù)分布 2 T RAID 1 數(shù)據(jù)分布和鏡像 2 T/2 RAID 2 共軸同步 ,并行傳輸 ,ECC(糾錯(cuò)碼 ) 3 T*(n-1)/n RAID 3 共軸同步 ,并行傳輸 ,Parity 3 T*(n-1)/n RAID 4 數(shù)據(jù)分布，固定 Parity 3 T*(n-1)/n RAID 5 數(shù)據(jù)分布，分布 Parity(奇偶 ) 3 T*(n-1)/n 第 14 頁(yè) 共 26 頁(yè) 六、選擇 RAID 級(jí)別的方法流程 七、磁盤(pán)陣 列的額外容錯(cuò)功能： Spare or Standby driver 事實(shí)上容錯(cuò)功能已成為磁盤(pán)陣列最受青睞的特性 ,為了加強(qiáng)容錯(cuò)的功能以及使系統(tǒng)在磁盤(pán)故第 15 頁(yè) 共 26 頁(yè) 障的情況下能迅速的重建數(shù)據(jù) ,以維持系統(tǒng)的性能 ,一般的磁盤(pán)陣列系統(tǒng)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)磁盤(pán)陣列系統(tǒng)的時(shí)候 ,將其中一磁盤(pán)指定為后備磁盤(pán) ,此一磁盤(pán)在平常并不操作 ,但若陣列中某一磁盤(pán)發(fā)生故障時(shí) ,磁盤(pán)陣列即以后備磁盤(pán)取代故障磁盤(pán) ,并自動(dòng)將故障磁盤(pán)的數(shù)據(jù)重建 (rebuild)在后備磁盤(pán)之上 ,因?yàn)榉磻?yīng)快速 ,加上快取內(nèi)存減少了磁盤(pán)的存取 ,所以數(shù)據(jù)重建很快即可完成 ,對(duì)系統(tǒng)的性能影響不大。對(duì)于要求不停機(jī)的大型數(shù)據(jù)處理中心或控制中心而言 ,熱備份更是一項(xiàng)重要的功能 ,因?yàn)榭杀苊馔黹g或無(wú)人持守時(shí)發(fā)生磁盤(pán)故障所引起的種種不便。 另一個(gè)額外的容錯(cuò)功能是壞扇區(qū)轉(zhuǎn)移 (bad sector reassignment)。壞扇區(qū)是磁盤(pán)故障的主要原因 ,通常磁盤(pán)在讀寫(xiě)時(shí)發(fā)生壞扇區(qū)的情況即表示此磁盤(pán)故障 ,不能再作讀寫(xiě) ,甚至有很多系統(tǒng)會(huì)因?yàn)椴荒芡瓿勺x寫(xiě)的動(dòng)作而死機(jī) ,但若因?yàn)槟骋簧葏^(qū)的損壞而使工作不能完成或要更 換磁盤(pán) ,則使得系統(tǒng)性能大打折扣 ,而系統(tǒng)的維護(hù)成本也未免太高了。壞扇區(qū)轉(zhuǎn)移是當(dāng)磁盤(pán)陣列系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)磁盤(pán)有壞扇區(qū)時(shí) ,以另一空白且無(wú)故障的扇區(qū)取代該扇區(qū) ,以延長(zhǎng)磁盤(pán)的使用壽命 ,減少壞磁盤(pán)的發(fā)生率以及系統(tǒng)的維護(hù)成本。所以壞扇區(qū)轉(zhuǎn)移功能使磁盤(pán)陣列具有更好的容錯(cuò)性 ,同時(shí)使整個(gè)系統(tǒng)有最好的成本效益比。其他如可外接電池備援磁盤(pán)陣列的快取內(nèi)存 ,以避免突然斷電時(shí)數(shù)據(jù)尚未寫(xiě)回磁盤(pán)而損失 ;或在 RAID 1 時(shí)作寫(xiě)入一致性的檢查等 ,雖是小技術(shù) ,但亦不可忽視。 八、硬件磁盤(pán)陣列與軟件磁盤(pán)陣列 市面上有所謂硬件磁盤(pán)陣列與軟件磁盤(pán)陣列之分 ,因?yàn)?軟件磁盤(pán)陣列是使用一塊 SCSI 卡與磁盤(pán)連接 ,一般用戶(hù)誤以為是硬件磁盤(pán)陣列。以上所述主要是針對(duì)硬件磁盤(pán)陣列 ,其與軟件磁盤(pán)陣列有幾個(gè)最大的區(qū)別 : l 一個(gè)完整的磁盤(pán)陣列硬件與系統(tǒng)相接。 l 內(nèi)置 CPU,與主機(jī)并行運(yùn)作 ,所有的 I/O都在磁盤(pán)陣列中完成 ,減輕主機(jī)的工作負(fù)載 ,增加系統(tǒng)整體性能。 l 有卓越的總線主控 (bus mastering)及 DMA(Direct Memory Access)能力 ,加速數(shù)據(jù)的存取及傳輸性能。 l 與快取內(nèi)存結(jié)合在一起 ,不但增加數(shù)據(jù)的存取及傳輸性能 ,更因減少對(duì)磁盤(pán)的存取而增加磁盤(pán)的壽 命。 l 能充份利用硬件的特性 ,反應(yīng)快速。 軟件磁盤(pán)陣列是一個(gè)程序 ,在主機(jī)執(zhí)行 ,透過(guò)一塊 SCSI 卡與磁盤(pán)相接形成陣列 ,它最大的優(yōu)點(diǎn)是便宜 ,因?yàn)闆](méi)有硬件成本 (包括研發(fā)、生產(chǎn)、維護(hù)等 ),而 SCSI 卡很便宜 (亦有的軟件磁盤(pán)陣列使用指定的很貴的 SCSI 卡 );它最大的缺點(diǎn)是使主機(jī)多了很多進(jìn)程 (process),增加了主機(jī)的負(fù)擔(dān) ,尤其是輸出入需求量大的系統(tǒng)。目前市面上的磁盤(pán)陣列系統(tǒng)大部份是硬件磁盤(pán)陣列 ,軟件磁盤(pán)陣列較少。 九、 IDE磁盤(pán)陣列與 SCSI磁盤(pán)陣列 目前使用在磁盤(pán)輸出入的界面主要有兩種 : 1. IDE (Integrated Drive Electronics) 是廣泛使用在 PC 上的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器界面 ,一般而言 ,其傳輸速度從磁盤(pán)到磁盤(pán)緩沖器 (medium 第 16 頁(yè) 共 26 頁(yè) to drive buffer) 是 1.5-2.5MB/Sec, 從緩沖器到界面 (drive buffer to drive interface) 約4.0-6.0MB/Sec,而且新的設(shè)計(jì)其速率有大幅的改進(jìn) ,如增強(qiáng)型 IDE 界面 (mode 4)在PCI(Peripheral Component Interconnect)總線上的傳輸速率可達(dá) 33MB/Sec。 2. SCSI (Small Computer Standard Interface) SCSI 是較高級(jí) (high level)的界面 ,可用于主機(jī) ,磁盤(pán) ,磁帶 ,打印機(jī)等 ,因?yàn)槭歉唠A的界面 ,規(guī)格較為復(fù)雜 ,一般自帶控制器 ,也較為復(fù)雜 ,這就是 SCSI 磁盤(pán)為什么比 IDE 磁盤(pán)費(fèi)的原因。但 SCSI界面能較有效的利用硬件特性而提高其速度。其控制器還能對(duì)主機(jī)發(fā)給 SCSI 磁盤(pán)的命令進(jìn)行緩沖、排隊(duì) ,并進(jìn)行優(yōu)化處理 (命令隊(duì)列 )?，F(xiàn)在較流行的是標(biāo)準(zhǔn) SCSI-2 和 SCSI-3。有兩種規(guī)格 ,FAST SCSI(SCSI-2)的同步傳輸速率為 10MB/Sec,數(shù)據(jù)傳輸寬度為 8 bit, WIDE SCSI 的數(shù)據(jù)傳輸寬度可達(dá) 16-bit。 Ultra SCSI(SCSI-3)的同步傳輸速率為 20MB/Sec,Ultra Wide SCSI的同步傳輸速率為 40MB/Sec,數(shù)據(jù)傳輸寬度可達(dá) 32-bit。 SCSI 磁盤(pán)有雖有較高的傳輸速度 ,但受限于磁盤(pán)的存取速度及磁盤(pán)至 SCSI 界面的傳輸速度而不能充分發(fā)揮其性能 (因?yàn)榇疟P(pán)的機(jī)械動(dòng)作難于有大幅度的改進(jìn) );其命令分析程序 (command phase)也較復(fù)雜。對(duì)單機(jī)來(lái)言，磁盤(pán)數(shù)量越多 ,主機(jī)找到特定的數(shù)據(jù)的時(shí)間越長(zhǎng) ,但對(duì)磁盤(pán)陣列來(lái)言 ,由于是多個(gè)磁盤(pán)一起并行處理 ,則表現(xiàn)為磁盤(pán)數(shù)量越多 ,速度越快。 以上界面的直接反應(yīng)是單任務(wù)時(shí) IDE比 SCSI快 ,多任務(wù)時(shí) SCSI較快 ,這可從用 IDE盤(pán)和 SCSI盤(pán)做多用戶(hù)、多任務(wù)的操作系統(tǒng) (如 UNIX、 Windows/NT 等 )的系統(tǒng)盤(pán)時(shí)的啟動(dòng)時(shí)間的差別中明顯看出。在單機(jī)時(shí)則不一定。我們看一個(gè)界面是否較快 ,不應(yīng)只看其傳崐輸速度的高低而應(yīng)就整個(gè)輸入 /輸出的流程看 ,因?yàn)榇疟P(pán)存取的機(jī)械動(dòng)作比不上電腦的傳輸速率。 IDE 界面簡(jiǎn)單 ,反應(yīng)快速 ,用于 PC 單機(jī)的小型的磁盤(pán)陣列其效果可能比 SCSI 為佳 ;但較大型 的磁盤(pán)陣列就非 SCSI 界面莫屬 ,因?yàn)殛嚵兄械母鱾€(gè)磁盤(pán)一起作存取的動(dòng)作 ,能充分發(fā)揮 SCSI 的傳輸速率快及多工的特點(diǎn)。 此外 IDE 因?yàn)槠渑渚€規(guī)格的關(guān)系 ,不能作熱插拔 (hot swap),也就是不能在工作中帶電插拔磁盤(pán) ,而其線纜即使是增強(qiáng)型 IDE 也只有 18 寸 ,不能接在機(jī)箱之外 ,難于形成大的陣列 ,也就是只適用于 PC 低層次的用戶(hù)。 SCSI 纜線在差分傳輸模式 (differential transmission mode)下最大長(zhǎng)度為 25 米 ,單端傳輸模式 (single-ended transmission mode)時(shí) 最大長(zhǎng)度為 6 米 ,而一條 SCSI 總線可連接 8 臺(tái)系統(tǒng)或各種不同的裝置 ,擴(kuò)充性很強(qiáng) ,可形成很大的磁盤(pán)陣列空間 ;SCSI 規(guī)格完備 ,容錯(cuò)能力很好 ,可帶電插拔磁盤(pán) ,是外接式裝置無(wú)可取代的界面。 十、磁盤(pán)陣列卡與磁盤(pán)陣列控制器 磁盤(pán)陣列控制卡一般用于小系統(tǒng)，供單機(jī)使用。與主機(jī)共用電源，在關(guān)閉主機(jī)電源時(shí)存在丟失 Cache 中的數(shù)據(jù)的的危險(xiǎn)。磁盤(pán)陣列控制卡只有常用總線方式的接口，其驅(qū)動(dòng)程序與主機(jī)、主機(jī)所用的操作系統(tǒng)都有關(guān)系，有軟、硬件兼容性問(wèn)題并潛在地增加了系統(tǒng)的不安定因素。在更換磁盤(pán)陣列卡時(shí)要冒磁盤(pán)損壞，資料失落，隨時(shí)停機(jī)的 風(fēng)險(xiǎn)。 獨(dú)立式磁盤(pán)陣列控制一般用于較大型系統(tǒng) ,可分為兩種： 單通道磁盤(pán)陣列和多通道式磁盤(pán)陣列，單通道磁盤(pán)陣列只能接一臺(tái)主機(jī)，有很大的擴(kuò)充限制。多通道磁盤(pán)陣列可接多個(gè)系統(tǒng)同時(shí)使用 ,以群集 (cluster)的方式共用磁盤(pán)陣列 ,這使內(nèi)接式陣列控制及單接式磁盤(pán)陣列無(wú)用武之地。 DFT 數(shù)據(jù)容錯(cuò)公司的 DFTraid Rack Mount 和 DFTraid Tower 等系統(tǒng) ,都是獨(dú)立形式的磁盤(pán)陣列子系統(tǒng)，其本身與主機(jī)系統(tǒng)的硬件及操作環(huán)境無(wú)關(guān)，只通過(guò) SCSI 線纜與主機(jī)相接，主機(jī)把它當(dāng)作一般的磁盤(pán)，所有的輸出入動(dòng)作都在磁盤(pán)陣列上 完成，與主機(jī)的操作無(wú)關(guān)，所以可接任何可使用 SCSI 界面的主機(jī)。 DFTraid Rack Mount和 DFTraid Tower 兩系統(tǒng)最多可有六個(gè) SCSI 通道，可同時(shí)連接 5 臺(tái)主機(jī) ;而 DFTraid 5000 系第 17 頁(yè) 共 26 頁(yè) 列則有 9 個(gè)通道 ,可同時(shí)連接多達(dá) 8 臺(tái)主機(jī)，使之一起共用磁盤(pán)陣列子系統(tǒng)。這種方式的磁盤(pán)陣列既可給單機(jī)使用，又可給群集多機(jī)使用，對(duì)用戶(hù)對(duì)增加陣列中的磁盤(pán)數(shù)量限制較小，并可用于備援及并行的容錯(cuò)電腦系統(tǒng)，特別適合較大的系統(tǒng)用戶(hù)，使這些用戶(hù)可從封閉的環(huán)境中解放出來(lái)。 十一、服務(wù)器的 RAID 卡及服務(wù)器硬盤(pán) 11 1 服務(wù)器 RAID 卡 在服務(wù)器上實(shí)施 RAID(冗余磁盤(pán)陣列 )是保護(hù)數(shù)據(jù)不受硬件故障影響的必要手段。 RAID 是英文 Redundant Array of Independent Disks 的縮寫(xiě)，翻譯成中文即為獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列，或簡(jiǎn)稱(chēng)磁盤(pán)陣列。簡(jiǎn)單的說(shuō)， RAID 是一種把多塊獨(dú)立的硬盤(pán) (物理硬盤(pán) )按不同方式組合起來(lái)形成一個(gè)硬盤(pán)組 (邏輯硬盤(pán) )，從而提供比單個(gè)硬盤(pán)更高的存儲(chǔ)性能和提供數(shù)據(jù)冗余的技術(shù)。 組成磁盤(pán)陣列的不同方式成為 RAID 級(jí)別 (RAID Levels)。 RAID 技術(shù)經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展，現(xiàn)在已擁有了從 RAID 0 到 6 七種基本的 RAID 級(jí)別。另外，還有一些基本 RAID 級(jí)別的組合形式，如 RAID 10(RAID 0 與RAID 1 的組合 )， RAID 50(RAID 0 與 RAID 5 的組合 )等。不同 RAID 級(jí)別代表著不同的存儲(chǔ)性能、數(shù)據(jù)安全性和存儲(chǔ)成本。 RAID 卡就是用來(lái)實(shí)現(xiàn) RAID 功能的板卡，通常是由 I/O 處理器、 SCSI 控制器、 SCSI 連接器和緩存等一系列零組件構(gòu)成的。不同的 RAID 卡支持的 RAID 功能不同。 RAID 卡第一個(gè)功能是可以讓很多磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，而這些磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器在邏輯上又是 一個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，所以使用 RAID 可以達(dá)到單個(gè)的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器幾倍、幾十倍甚至上百倍的速率。第二個(gè)重要功能就是其可以提供容錯(cuò)功能。 這里注意，接口是指 RAID 卡支持的硬盤(pán)接口。目前主要有三類(lèi) :IDE 接口、 SATA 接口和 SCSI 接口。 1 IDE 接口： IDE 的英文全稱(chēng)為“ Integrated Drive Electronics” (即電子集成驅(qū)動(dòng)器 )， IDE 這一接口技術(shù)從誕生至今就一直在不斷發(fā)展，性能也不斷的提高，其擁有的價(jià)格低廉、兼容性強(qiáng)的特點(diǎn)，綜合這些因素，使其造就了其它類(lèi)型硬盤(pán)無(wú)法替代的地位。 IDE 代表著硬盤(pán)的一種類(lèi)型，但在實(shí)際的應(yīng)用中，人們也習(xí)慣用 IDE 來(lái)稱(chēng)呼最早出現(xiàn) IDE 類(lèi)型硬盤(pán)ATA-1，這種類(lèi)型的接口隨著接口技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)被淘汰了，而其后發(fā)展分支出更多類(lèi)型的硬盤(pán)接口，比如ATA、 Ultra ATA、 DMA、 Ultra DMA 等接口都屬于 IDE 硬盤(pán)。 2 SATA 接口 使用 SATA(Serial ATA)口的硬盤(pán)又叫串口硬盤(pán)，是未來(lái) PC 機(jī)硬盤(pán)的趨勢(shì)。 2001 年，由 Intel、 APT、Dell、 IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的 Serial ATA 委員會(huì)正式確立了 Serial ATA1.0 規(guī) 范。 Serial ATA 采用串行連接方式，串行 ATA 總線使用嵌入式時(shí)鐘信號(hào)，具備了更強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，與以往相比其最大的區(qū)別在于能對(duì)傳輸指令 (不僅僅是數(shù)據(jù) )進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤會(huì)自動(dòng)矯正，這在很大程度上提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴４薪涌谶€具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、支持熱插拔的優(yōu)點(diǎn)。 3 SCSI 接口 SCSI 的英文全稱(chēng)為“ Small Computer System Interface” (小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口 )，是同 IDE 完全不同的接口。 SCSI 接口具有應(yīng)用范圍廣、多任務(wù)、帶寬大、 CPU 占用率低，以及支持熱插拔等 優(yōu)點(diǎn)，但較高的價(jià)格使得它很難如 IDE 硬盤(pán)般普及，因此 SCSI 硬盤(pán)主要應(yīng)用于中、高端服務(wù)器和高檔工作站中。 第 18 頁(yè) 共 26 頁(yè) 11 2 服務(wù)器硬盤(pán) 服務(wù)器硬盤(pán)，顧名思義，就是服務(wù)器上使用的硬盤(pán) (Hard Disk)。如果說(shuō)服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的核心，那么服務(wù)器硬盤(pán)就是這個(gè)核心的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，所有的軟件和用戶(hù)數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在這里。對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)存在服務(wù)器上的硬盤(pán)數(shù)據(jù)是最寶貴的，因此硬盤(pán)的可靠性是非常重要的。為了使硬盤(pán)能夠適應(yīng)大數(shù)據(jù)量、超長(zhǎng)工作時(shí)間的工作環(huán)境，服務(wù)器一般采用高速、穩(wěn)定、安全的 SCSI 硬盤(pán)。 現(xiàn)在的硬盤(pán)從接口 方面分，可分為 IDE 硬盤(pán)與 SCSI 硬盤(pán) (目前還有一些支持 PCMCIA 接口、 IEEE 1394接口、 SATA 接口、 USB 接口和 FC-AL(FibreChannel-Arbitrated Loop)光纖通道接口的產(chǎn)品，但相對(duì)來(lái)說(shuō)非常少 );IDE 硬盤(pán)即我們?nèi)粘Ｋ玫挠脖P(pán)，它由于價(jià)格便宜而性能也不差，因此在 PC 上得到了廣泛的應(yīng)用。 目前個(gè)人電腦上使用的硬盤(pán)絕大多數(shù)均為此類(lèi)型硬盤(pán)。另一類(lèi)硬盤(pán)就是 SCSI 硬盤(pán)了 (SCSI 即 Small Computer System Interface 小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口 )，由于其性能好 ，因此在服務(wù)器上普遍均采用此類(lèi)硬盤(pán)產(chǎn)品，但同時(shí)它的價(jià)格也不菲，所以在普通 PC 上不?？吹?SCSI 的蹤影。 同普通 PC 機(jī)的硬盤(pán)相比，服務(wù)器上使用的硬盤(pán)具有如下四個(gè)特點(diǎn)： 1、速度快 服務(wù)器使用的硬盤(pán)轉(zhuǎn)速快，可以達(dá)到每分鐘 7200或 10000 轉(zhuǎn)，甚至更高 ;它還配置了較大 (一般為 2MB或 4MB)的回寫(xiě)式緩存 ;平均訪問(wèn)時(shí)間比較短 ;外部傳輸率和內(nèi)部傳輸率更高，采用 Ultra Wide SCSI、 Ultra2 Wide SCSI、 Ultra160 SCSI、 Ultra320 SCSI 等標(biāo)準(zhǔn)的 SCSI 硬盤(pán)， 每秒的數(shù)據(jù)傳輸率分別可以達(dá)到 40MB、80MB、 160MB、 320MB。 2、可靠性高 因?yàn)榉?wù)器硬盤(pán)幾乎是 24 小時(shí)不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，承受著巨大的工作量?？梢哉f(shuō)，硬盤(pán)如果出了問(wèn)題，后果不堪設(shè)想。所以，現(xiàn)在的硬盤(pán)都采用了 S.M.A.R.T 技術(shù) (自監(jiān)測(cè)、分析和報(bào)告技術(shù) )，同時(shí)硬盤(pán)廠商都采用了各自獨(dú)有的先進(jìn)技術(shù)來(lái)保證數(shù)據(jù)的安全。為了避免意外的損失，服務(wù)器硬盤(pán)一般都能承受 300G到 1