日本电子维修技术 硬盘RAID技术详解

RAID的概念  
  RAID是Redundant Array Inexpensive Disks的缩写，直译是“廉价冗余磁盘阵列”，也简称为“磁盘阵列”。后来RAID中的字母“I”被改作了Independent，RAID就成了“独立冗余磁盘阵列”，但这是名称的变化，实质性的内容没有变。总的来看，RAID其实是一种磁盘的容错方法，通过将大量磁盘在逻辑上串联起来提供高水平的可用性和冗余度。简单的说，RAID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储存性能和提供更安全的数据冗余的技术。组成磁盘阵列的不同方式被称为RAID级别（RAID Levels）。而数据冗余的功能是在用户数据一旦发生损坏后，利用冗余信息可以使损坏数据得以恢复，从而保障了用户数据得安全性。  
  RAID 1  
  RAID 1通常被称为RAID镜像。RAID 1主要是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，因此RAID 1具有很高的安全性，它甚至可以保证在一半数据的磁盘出现问题时还能不断的工作，但是整个系统的处理能力会受到影响。不过RAID 1的缺点也相当突出，由于RAID 1需要通过两次读写来实现磁盘镜像，这样是磁盘控制器的负载相当大。另外，RAID 1的数据空间浪费极其严重，是RAID各种等级中成本最高的一种。它只有一半的磁盘空间利用率，只有当系统需要极高的可靠性时，人们才会选择使用RAID 1。  
  RAID 0＋1  
  RAID 0＋1至少需要四块硬盘才可以实现，不过它综合了RAID 0和RAID 1的特点，独立磁盘配置成RAID 0，两套完整的RAID 0互换镜像。它的读写性能出色，安全性也较高。但是，构建RAID 0＋1阵列的成本投入大，数据空间利用率只有50％，还不能称之经济高效的方案。  
  RAID 5  
  RAID 5是目前应用比较广泛的RAID技术。各块独立的硬盘进行条带化分割，相同的条带区进行奇偶校验（异或运算），校验的数据平均的分布在每一块硬盘上。以N块硬盘构建的RAID 5阵列可以有N－1块硬盘的容量，存储空间利用率也非常高。而且任何一块硬盘上的数据丢失，均可以通过校验数据推算出来。RAID 5具有数据安全、读写速度快、空间利用率高等优点，应用比较广泛。但不足之处是，如果1块硬盘出现故障以后，整个系统的系统的性能将大大降低。  
  RAID 1、RAID 0＋1、RAID 5阵列配合热插拔（也称热可替换）技术，可以实现数据的在线恢复，即当RAID阵列中的任何一块硬盘损坏时，不需要用户关机或停止应用服务，就可以更换故障硬盘，修复系统，恢复数据，对实现高可用系统具有重要的意义。

一．Raid定义  
　　RAID(Redundant Array of Independent Disk 独立冗余磁盘阵列)技术是加州大学伯克利分校1987年提出，最初是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘，同时希望磁盘失效时不会使对数据的访问受损失而开发出一定水平的数据保护技术。RAID就是一种由多块廉价磁盘构成的冗余阵列，在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现。RAID可以充分发挥出多块硬盘的优势，可以提升硬盘速度，增大容量,提供容错功能够确保数据安全性，易于管理的优点，在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作，不会受到损坏硬盘的影响。   
二、RAID的几种工作模式  
1、RAID0  
　　 即Data Stripping数据分条技术。RAID 0可以把多块硬盘连成一个容量更大的硬盘群，可以提高磁盘的性能和吞吐量。RAID 0没有冗余或错误修复能力，成本低，要求至少两个磁盘，一般只是在那些对数据安全性要求不高的情况下才被使用。  
（1）、RAID 0最简单方式  
　　 就是把x块同样的硬盘用硬件的形式通过智能磁盘控制器或用操作系统中的磁盘驱动程序以软件的方式串联在一起，形成一个独立的逻辑驱动器，容量是单独硬盘的x倍,在电脑数据写时被依次写入到各磁盘中，当一块磁盘的空间用尽时，数据就会被自动写入到下一块磁盘中，它的好处是可以增加磁盘的容量。速度与其中任何一块磁盘的速度相同，如果其中的任何一块磁盘出现故障，整个系统将会受到破坏，可靠性是单独使用一块硬盘的1/n。  
（2）、RAID 0的另一方式  
　　是用n块硬盘选择合理的带区大小创建带区集，最好是为每一块硬盘都配备一个专门的磁盘控制器,在电脑数据读写时同时向n块磁盘读写数据,速度提升n倍。提高系统的性能。  
2、RAID 1  
　　RAID 1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，但磁盘利用率为50%，故成本最高，多用在保存关键性的重要数据的场合。RAID 1有以下特点： 　  
　　（1）、RAID 1的每一个磁盘都具有一个对应的镜像盘，任何时候数据都同步镜像，系统可以从一组镜像盘中的任何一个磁盘读取数据。  
　　（2）、磁盘所能使用的空间只有磁盘容量总和的一半，系统成本高。  
　　（3）、只要系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用，甚至可以在一半数量的硬盘出现问题时系统都可以正常运行。  
　　（4）、出现硬盘故障的RAID系统不再可靠，应当及时的更换损坏的硬盘，否则剩余的镜像盘也出现问题，那么整个系统就会崩溃。  
　　（5）、更换新盘后原有数据会需要很长时间同步镜像，外界对数据的访问不会受到影响，只是这时整个系统的性能有所下降。  
　　（6）、RAID 1磁盘控制器的负载相当大，用多个磁盘控制器可以提高数据的安全性和可用性。  
3、RAID0+1  
　 把RAID0和RAID1技术结合起来，数据除分布在多个盘上外，每个盘都有其物理镜像盘，提供全冗余能力，允许一个以下磁盘故障，而不影响数据可用性，并具有快速读/写能力。RAID0+1要在磁盘镜像中建立带区集至少4个硬盘。  
4、RAID2  
　　电脑在写入数据时在一个磁盘上保存数据的各个位，同时把一个数据不同的位运算得到的海明校验码保存另一组磁盘上，由于海明码可以在数据发生错误的情况下将错误校正，以保证输出的正确。但海明码使用数据冗余技术，使得输出数据的速率取决于驱动器组中速度最慢的磁盘。RAID2控制器的设计简单。  
5、RAID3：带奇偶校验码的并行传送  
　　RAID 3使用一个专门的磁盘存放所有的校验数据，而在剩余的磁盘中创建带区集分散数据的读写操作。当一个完好的RAID 3系统中读取数据，只需要在数据存储盘中找到相应的数据块进行读取操作即可。但当向RAID 3写入数据时，必须计算与该数据块同处一个带区的所有数据块的校验值，并将新值重新写入到校验块中，这样无形虽增加系统开销。当一块磁盘失效时，该磁盘上的所有数据块必须使用校验信息重新建立，如果所要读取的数据块正好位于已经损坏的磁盘，则必须同时读取同一带区中的所有其它数据块，并根据校验值重建丢失的数据，这使系统减慢。当更换了损坏的磁盘后，系统必须一个数据块一个数据块的重建坏盘中的数据，整个系统的性能会受到严重的影响。RAID 3最大不足是校验盘很容易成为整个系统的瓶颈，对于经常大量写入操作的应用会导致整个RAID系统性能的下降。RAID 3适合用于数据库和WEB服务器等。  
6、 RAID4  
　　RAID4即带奇偶校验码的独立磁盘结构，RAID4和RAID3很象，它对数据的访问是按数据块进行的，也就是按磁盘进行的，每次是一个盘，RAID4的特点和RAID3也挺象，不过在失败恢复时，它的难度可要比RAID3大得多了，控制器的设计难度也要大许多，而且访问数据的效率不怎么好。  

7、 RAID5  
　　RAID 5把校验块分散到所有的数据盘中。RAID 5使用了一种特殊的算法，可以计算出任何一个带区校验块的存放位置。这样就可以确保任何对校验块进行的读写操作都会在所有的RAID磁盘中进行均衡，从而消除了产生瓶颈的可能。RAID5的读出效率很高，写入效率一般，块式的集体访问效率不错。RAID 5提高了系统可靠性，但对数据传输的并行性解决不好，而且控制器的设计也相当困难。  
8、RAID6  
　　RAID6即带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构，它是对RAID5的扩展，主要是用于要求数据绝对不能出错的场合，使用了二种奇偶校验值，所以需要N+2个磁盘，同时对控制器的设计变得十分复杂，写入速度也不好，用于计算奇偶校验值和验证数据正确性所花费的时间比较多，造成了不必须的负载，很少人用。  
9、 RAID7  
　　RAID7即优化的高速数据传送磁盘结构，它所有的I/O传送均是同步进行的，可以分别控制，这样提高了系统的并行性和系统访问数据的速度；每个磁盘都带有高速缓冲存储器，实时操作系统可以使用任何实时操作芯片，达到不同实时系统的需要。允许使用SNMP协议进行管理和监视，可以对校验区指定独立的传送信道以提高效率。可以连接多台主机，当多用户访问系统时，访问时间几乎接近于0。但如果系统断电，在高速缓冲存储器内的数据就会全部丢失，因此需要和UPS一起工作，RAID7系统成本很高。  
10、 RAID10  
　　RAID10即高可靠性与高效磁盘结构它是一个带区结构加一个镜象结构，可以达到既高效又高速的目的。这种新结构的价格高，可扩充性不好。  
11、 RAID53  
　　RAID7即高效数据传送磁盘结构，是RAID3和带区结构的统一，因此它速度比较快，也有容错功能。但价格十分高，不易于实现。  
三、应用RAID技术  
　　要使用磁盘RAID主要有两种方式，第一种就是RAID适配卡（如图1和图2），通过RAID适配卡插入PCI插槽再接上硬盘实现硬盘的RAID功能。第二种方式就是直接在主板上集成RAID控制芯片，让主板能直接实现磁盘RAID。这种方式成本比专用的RAID适配卡低很多。  
　　个人使用磁盘RAID主要是用RAID0、 RAID1或RAID0＋1工作模式。  
背景知识  
　　在开发磁盘阵列时，当初的设想除了使用多块硬盘用来实现更高速度的考虑之外，还有存储冗余能力及扩容方面的考虑。系统的存储冗余能力是指：假如任何一块硬盘出现问题的时候，能使系统仍然继续工作。而系统的扩容是指假如单块硬盘的容量达不到用户的需求时，可以采用多块硬盘捆绑来提供更高容量的存储系统。基于这些想法，就产生了RAID技术，实质上，可以把RAID理解成一种使用磁盘驱动器的方法，它将一组磁盘驱动器用某种逻辑方式联系起来，作为逻辑上的一个磁盘驱动器来使用，以实现用户的需求。  
　　根据组建磁盘阵列的用途及组建模式可以把磁盘阵列分为RAID 0、RAID 1、RAID 2、RAID 3、RAID 4、RAID 5，不同的磁盘阵列所能达到的性能与容量都是不相同的，用户可以根据自己的需求选择合适的阵列类型，但是在校园网络中用的最多的是RAID 0、RAID 1类型。  
　　RAID 0与RAID 1  
　　1、RAID 0  
　　RAID 0也称无冗余无校验的磁盘阵列。RAID 0的工作原理可以用图1来表示。数据同时分布在各个磁盘驱动器上，同时从各个驱动器中读写数据，因而读写速度在RAID中最快，但没有容错能力，且任何一个磁盘驱动器损坏都会使整个RAID系统失败，因而安全系数反而比单个的磁盘驱动器还要低。一般适合在对数据安全要求不高，但对速度要求很高的场合。  
2、RAID 1  
　　尽管RAID 0能提供更快的速度，但是整个系统是非常不可靠的，如果出现故障，无法进行任何补救。而RAID 1能够在不影响性能的情况下最大限度地保证系统的可靠性和可修复性，提高系统的安全性和容错能力。RAID 1的工作原理可以用图2表示。在RAID 1下，任何一块硬盘的故障都不会影响到系统的正常运行，甚至可以在一半数量的硬盘出现问题时不间断地工作。当一块硬盘失效时，系统会忽略该硬盘，继续保持系统的正常运行。  
通过上述的介绍，我们可以简单概括为：RAID 0是提速，RAID 1是备份。通常情况下，为了既提高存储系统的速度性能，又可以提供数据安全性，往往采用RAID 0 + 1。  


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背景知识  
　　在开发磁盘阵列时，当初的设想除了使用多块硬盘用来实现更高速度的考虑之外，还有存储冗余能力及扩容方面的考虑。系统的存储冗余能力是指：假如任何一块硬盘出现问题的时候，能使系统仍然继续工作。而系统的扩容是指假如单块硬盘的容量达不到用户的需求时，可以采用多块硬盘捆绑来提供更高容量的存储系统。基于这些想法，就产生了RAID技术，实质上，可以把RAID理解成一种使用磁盘驱动器的方法，它将一组磁盘驱动器用某种逻辑方式联系起来，作为逻辑上的一个磁盘驱动器来使用，以实现用户的需求。  
　　根据组建磁盘阵列的用途及组建模式可以把磁盘阵列分为RAID 0、RAID 1、RAID 2、RAID 3、RAID 4、RAID 5，不同的磁盘阵列所能达到的性能与容量都是不相同的，用户可以根据自己的需求选择合适的阵列类型，但是在校园网络中用的最多的是RAID 0、RAID 1类型。  
　　RAID 0与RAID 1  
　　1、RAID 0  
　　RAID 0也称无冗余无校验的磁盘阵列。RAID 0的工作原理可以用图1来表示。数据同时分布在各个磁盘驱动器上，同时从各个驱动器中读写数据，因而读写速度在RAID中最快，但没有容错能力，且任何一个磁盘驱动器损坏都会使整个RAID系统失败，因而安全系数反而比单个的磁盘驱动器还要低。一般适合在对数据安全要求不高，但对速度要求很高的场合。  


2、RAID 1  
　　尽管RAID 0能提供更快的速度，但是整个系统是非常不可靠的，如果出现故障，无法进行任何补救。而RAID 1能够在不影响性能的情况下最大限度地保证系统的可靠性和可修复性，提高系统的安全性和容错能力。RAID 1的工作原理可以用图2表示。在RAID 1下，任何一块硬盘的故障都不会影响到系统的正常运行，甚至可以在一半数量的硬盘出现问题时不间断地工作。当一块硬盘失效时，系统会忽略该硬盘，继续保持系统的正常运行。  


通过上述的介绍，我们可以简单概括为：RAID 0是提速，RAID 1是备份。通常情况下，为了既提高存储系统的速度性能，又可以提供数据安全性，往往采用RAID 0 + 1。  
　　硬盘的选择  
　　一般情况下，服务器上都有RAID控制卡，不需要另外采购，接下来需要选购的就是硬盘。至于选择几块硬盘，这要看实际需要，如果想组建RAID 0系统，至少需要两块硬盘，如果想组建RAID 1系统，至少也需要两块硬盘，如果想组建RAID 0 + 1系统，最好使用四块硬盘，其中两个做RAID 0，另外两个做RAID 0的备份。需要注意的是，选择硬盘的时候最好是完全一样的，否则会出现快速硬盘等待慢速硬盘、大容量硬盘迁就小容量硬盘的现象，因为当做RAID的两个硬盘的容量不同时，RAID硬盘的总容量仅是小容量硬盘的两倍，而此时RAID 0的理论速度也只是慢硬盘速度的两倍。  
　　RAID的实现  
　　目前，RAID的实现大致有两种方法，一是利用Windows 2000 Server自带的软件实现软RAID，另一种方法是通过硬RAID卡来实现。  
　　1、软RAID的实现  
　　现在的服务器一般都采用Windows 2000 Server的操作系统，而Windows 2000 Server本身提供了内嵌的软件RAID功能，这时只需要有两块硬盘就可以实现RAID 0和RAID 1功能。  
　　(1)将数据进行必要的备份，并将两个硬盘分别接到南桥芯片控制的两个IDE接口。  
　　(2)选“开始→程序→管理工具→计算机管理”，打开“计算机管理”窗口。  
　　(3)选“存储→磁盘管理”，出现图3所示界面。  


(4)用鼠标右键单击位于图3窗口中的磁盘0和磁盘1，选择“转换到动态磁盘”。  
　　(5)在“转换为动态磁盘”的窗口中选择要转换的磁盘，出现如图4所示窗口。将两个磁盘转换为动态磁盘，重新启动机器。  


注意：如果要做RAID 0必须至少有两个硬盘做成动态磁盘，另外，一旦将硬盘转换为动态磁盘就不能再转换为原来的状态了，除非删除原来的分区。  
　　(6)再次选“计算机管理→磁盘管理”，分区和分区上的数据依然存在，但是布局和类型已经由原来的“磁盘分区”和“基本”变成了“简单卷”和“动态”。选定一个卷，然后单击鼠标右键，选“删除卷”，删除原来的卷。  
　　(7)在动态磁盘中已经删除掉的卷的“未指定区域”单击鼠标右键，选“新建卷”，视自己的需要建立所需要的卷的类型，指定容量大小。  
　　(8)对新建立的卷设定种类(FAT、FAT32、NTFS)、大小、卷标，然后进行格式化，单击[完成]按钮即可。  
　　注意：由于Windows 2000 Server的软RAID都是基于系统的动态磁盘机制建立的，因此要实现软RAID必须建立一个或一个以上的动态磁盘。  
　　2、硬RAID的实现  
　　由于服务器的硬盘一般采用SCSI接口，而不同的服务器随机所安装的RAID卡不同，因此，设置方法也不尽相同(可参照产品说明书进行具体操作)，但一般要经过以下几个过程：  
　　(1)正确安装硬盘。  
　　(2)启动计算机，出现RAID卡的引导界面，按屏幕的提示操作就可以进入RAID的控制界面，进行RAID卡的初始化。  
　　(3)根据界面的提示进行设置，一般情况下设置成“RAID 0+1”的形式。  
　　这样，充分利用RAID技术，合理扩充服务器的硬盘，不仅能增大容量，还能提高速度和保证系统数据的安全。

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RAID的工作原理  
RAID如何实现数据存储的高稳定性呢？我们不妨来看一下它的工作原理。RAID按照实现原理的不同分为不同的级别，不同的级别之间工作模式是有区别的。整个的RAID结构是一些磁盘结构，通过对磁盘进行组合达到提高效率，减少错误的目的，不要因为这么多名词而被吓坏了，它们的原理实际上十分简单。问了便于说明，下面示意图中的每个方块代表一个磁盘，竖的叫块或磁盘阵列，横称之为带区。  

RAID 0：无差错控制的带区组  
要实现RAID0必须要有两个以上硬盘驱动器，RAID0实现了带区组，数据并不是保存在一个硬盘上，而是分成数据块保存在不同驱动器上。因为将数据分布在不同驱动器上，所以数据吞吐率大大提高，驱动器的负载也比较平衡。如果刚好所需要的数据在不同的驱动器上效率最好。它不需要计算校验码，实现容易。它的缺点是它没有数据差错控制，如果一个驱动器中的数据发生错误，即使其它盘上的数据正确也无济于事了。不应该将它用于对数据稳定性要求高的场合。如果用户进行图象（包括动画）编辑和其它要求传输比较大的场合使用RAID0比较合适。同时，RAID可以提高数据传输速率，比如所需读取的文件分布在两个硬盘上，这两个硬盘可以同时读取。那么原来读取同样文件的时间被缩短为1/2。  
RAID 1：镜象结构  
对于使用这种RAID1结构的设备来说，RAID控制器必须能够同时对两个盘进行读操作和对两个镜象盘进行写操作。通过下面的结构图您也可以看到必须有两个驱动器。因为是镜象结构在一组盘出现问题时，可以使用镜象，提高系统的容错能力。它比较容易设计和实现。每读一次盘只能读出一块数据，也就是说数据块传送速率与单独的盘的读取速率相同。因为RAID1的校验十分完备，因此对系统的处理能力有很大的影响，通常的RAID功能由软件实现，而这样的实现方法在服务器负载比较重的时候会大大影响服务器效率。当您的系统需要极高的可靠性时，如进行数据统计，那么使用RAID1比较合适。而且RAID1技术支持“热替换”，即不断电的情况下对故障磁盘进行更换，更换完毕只要从镜像盘上恢复数据即可。当主硬盘损坏时，镜像硬盘就可以代替主硬盘工作。镜像硬盘相当于一个备份盘，可想而知，这种硬盘模式的安全性是非常高的，但带来的后果是硬盘容量利用率很低，只有50%，是所有RAID级别中最低的。  


RAID2：带海明码校验  
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 使用一定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。下图左边的各个磁盘上是数据的各个位，由一个数据不同的位运算得到的海明校验码可以保存另一组磁盘上，具体情况请见下图。由于海明码的特点，它可以在数据发生错误的情况下将错误校正，以保证输出的正确。它的数据传送速率相当高，如果希望达到比较理想的速度，那最好提高保存校验码ECC码的硬盘，对于控制器的设计来说，它又比RAID3，4或5要简单。没有免费的午餐，这里也一样，要利用海明码，必须要付出数据冗余的代价。输出数据的速率与驱动器组中速度最慢的相等。  


RAID3：带奇偶校验码的并行传送  
这种校验码与RAID2不同，只能查错不能纠错。它访问数据时一次处理一个带区，这样可以提高读取和写入速度。校验码在写入数据时产生并保存在另一个磁盘上。需要实现时用户必须要有三个以上的驱动器，写入速率与读出速率都很高，因为校验位比较少，因此计算时间相对而言比较少。用软件实现RAID控制将是十分困难的，控制器的实现也不是很容易。它主要用于图形（包括动画）等要求吞吐率比较高的场合。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。  

RAID4：带奇偶校验码的独立磁盘结构  
RAID4和RAID3很象，不同的是，它对数据的访问是按数据块进行的，也就是按磁盘进行的，每次是一个盘。在图上可以这么看，RAID3是一次一横条，而RAID4一次一竖条。它的特点的RAID3也挺象，不过在失败恢复时，它的难度可要比RAID3大得多了，控制器的设计难度也要大许多，而且访问数据的效率不怎么好  

RAID5：分布式奇偶校验的独立磁盘结构  
从它的示意图上可以看到，它的奇偶校验码存在于所有磁盘上，其中的p0代表第0带区的奇偶校验值，其它的意思也相同。RAID5的读出效率很高，写入效率一般，块式的集体访问效率不错。因为奇偶校验码在不同的磁盘上，所以提高了可靠性。但是它对数据传输的并行性解决不好，而且控制器的设计也相当困难。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。  


RAID6：带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构  
名字很长，但是如果看到图，大家立刻会明白是为什么，请注意p0代表第0带区的奇偶校验值，而pA代表数据块A的奇偶校验值。它是对RAID5的扩展，主要是用于要求数据绝对不能出错的场合。当然了，由于引入了第二种奇偶校验值，所以需要N+2个磁盘，同时对控制器的设计变得十分复杂，写入速度也不好，用于计算奇偶校验值和验证数据正确性所花费的时间比较多，造成了不必须的负载。我想除了军队没有人用得起这种东西。  


RAID7：优化的高速数据传送磁盘结构  
RAID7所有的I/O传送均是同步进行的，可以分别控制，这样提高了系统的并行性，提高系统访问数据的速度；每个磁盘都带有高速缓冲存储器，实时操作系统可以使用任何实时操作芯片，达到不同实时系统的需要。允许使用SNMP协议进行管理和监视，可以对校验区指定独立的传送信道以提高效率。可以连接多台主机，因为加入高速缓冲存储器，当多用户访问系统时，访问时间几乎接近于0。由于采用并行结构，因此数据访问效率大大提高。需要注意的是它引入了一个高速缓冲存储器，这有利有弊，因为一旦系统断电，在高速缓冲存储器内的数据就会全部丢失，因此需要和UPS一起工作。当然了，这么快的东西，价格也非常昂贵。  


RAID10：高可靠性与高效磁盘结构  
这种结构无非是一个带区结构加一个镜象结构，因为两种结构各有优缺点，因此可以相互补充，达到既高效又高速还可以的目的。大家可以结合两种结构的优点和缺点来理解这种新结构。这种新结构的价格高，可扩充性不好。主要用于容易不大，但要求速度和差错控制的数据库中。  


RAID53：高效数据传送磁盘结构  
越到后面的结构就是对前面结构的一种重复和再利用，这种结构就是RAID3和带区结构的统一，因此它速度比较快，也有容错功能。但价格十分高，不易于实现。这是因为所有的数据必须经过带区和按位存储两种方法，在考虑到效率的情况下，要求这些磁盘同步真是不容易。  


RAID0+1：  
把RAID0和RAID1技术结合起来，即RAID0+1。数据除分布在多个盘上外，每个盘都有其物理镜像盘，提供全冗余能力，允许一个以下磁盘故障，而不影响数据可用性，并具有快速读/写能力。要求至少4个硬盘才能作成RAID0+1。  

JBOD模式  
JBOD通常又称为Span。它是在逻辑上将几个物理磁盘一个接一个连起来， 组成一个大的逻辑磁盘。JBOD不提供容错，该阵列的容量等于组成Span的所有磁盘的容量的总和。JBOD严格意义上说，不属于RAID的范围。不过现在很多IDE RAID控制芯片都带着种模式，JBOD就是简单的硬盘容量叠加，但系统处理时并没有采用并行的方式，写入数据的时候就是先写的一块硬盘，写满了再写第二块硬盘……  
我们能够用得上的IDE RAID  
   
上面是对RAID原理的叙述，而我们Pcfans最关心的是RAID的应用。我们日常使用IDE硬盘，而且很容易买到IDE RAID卡和集成RAID芯片的主板。所以跟我们最贴近的是IDE RAID。限于应用级别很低，IDE RAID多数只支持RAID 0，RAID 1，RAID 0+1，JBOD模式。  
RAID的实现  
讲了很多RAID原理，但实际应用中RAID如何实现？限于大多数读者的应用级别，此处仅讨论电脑爱好者用得比较多的IDE RAID。  
RAID实现有两种方法，一种是用专门的控制新片来完成，控制芯片可以做成RAID卡的形式，也可以集成在主板上。另一种方法是用软件的方法来实现，比如WIN2000就含有软件RAID的功能。  
RAID控制芯片目前主要提供商有：HighPoint、Promise、AMI等公司。这些公司生产的芯片在控制卡和主板上都能见到。

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几种IDE RAID卡：  

最新的Serial ATA RAID卡  

HIGhPOINT公司hPT371芯片  

HIGHPOINT公司HPT374芯片  

PROMISE公司PDC20276芯片  
大家除了可以购买采用上述控制卡以外也可以购买集成控制新片的主板，这样更来得经济。  

微星845PE MAX2主板板载了Promise RAID控制芯片，可以提供2个传输速率为ATA133的IDE RAID接口，最多可以连接4个设备，支持RAID 0、RAID 1和RAID 0+1。  

用软件实现RAID  
利用操作系统提供的软件RAID功能来实现RAID。就像由解压软件在电脑中看VCD、DVD一样，软件RAID的功能借助特定的软件来实现。在Windows 2000 Server、WindowsXP和Linux中，都提供了以软件形式实现RAID的功能。因为篇幅的关系，加之软件实现RAID应用较少，且实现起来较为复杂，本文暂不讨论。  

RAID安装设置Step by step  
个人用户使用RAID一般RAID 0和RAID 1最为广泛，毕竟个人用户没有那么高的要求，也不会购买价格高昂的设备。下文以集成RAID芯片的主板为例介绍RAID的安装设置。  
RAID离不开硬盘，我们首先要至少准备两块硬盘，最好是容量和型号相同的两块硬盘。  
构建RAID 系统  
1． 首先要备份好硬盘中的数据。构建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。在构建RAID 0时，包括硬盘分区表在内的磁盘上所有数据都将被删除。  
2． 将两块硬盘的跳线都设置为Master，分别接到主板的RAID专用的IDE口。我们就无需考虑硬盘连接的顺序，因为RAID 0会新建立两块硬盘的分区表。  
3． 对BIOS进行设置，打开BIOS里的RAID选项。开启ATA100 RAID IDE CONTROLLER。  

4． 接下来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。接下来进入RAID BIOS进行设置。选择RAID工作模式，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。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。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。  
5． 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。  
6． 再次重启电脑以后，我们就可以看到RAID 0的提示了。接下来的工作大家很熟悉，把两块硬盘当成一块硬盘分区、格式化、安装软件……  
7． 对于安装了RAID的电脑，操作系统的安装和普通是有区别的。大家可能注意到Windows XP安装时有提示“安装SCSI设备或RAID磁盘”，这时你需要根据提示进入RAID的安装。这样才能获得操作系统对RAID的支持。  
RAID 1的构建和RAID非常类似，只不过在BIOS设置里选择了RAID1。另外在后续有一个制作磁盘镜像的过程。RAID1的安装步骤这里就不赘述了

评论
好贴,顶顶顶,谢谢楼主!得认真的再学一遍

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超详细的raid资料。谢谢楼主分享。。。

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好文章，学习了

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好贴,顶顶顶,谢谢楼主!得认真的再学一遍学习了 电路 电子 维修 我现在把定影部分拆出来了。想换下滚，因为卡纸。但是我发现灯管挡住了。拆不了。不会拆。论坛里的高手拆解过吗？ 评论 认真看，认真瞧。果然有收 电路 电子 维修 求创维42c08RD电路图 评论 电视的图纸很少见 评论 电视的图纸很少见 评论 创维的图纸你要说 版号，不然无能为力 评论 板号5800-p42ALM-0050 168P-P42CLM-01
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