RAID技術(shù),EDI陣列42塊盤3組Raid5硬盤修復(fù)

RAID技術(shù),EDI陣列42塊盤3組Raid5硬盤修復(fù)

有各種硬盤的附加技術(shù)，如硬盤數(shù)據(jù)保護技術(shù)和防震技術(shù)，以及降噪技術(shù)，它們也隨著硬盤的發(fā)展而不斷更新，但一般而言，不同硬盤廠商都有自己的一套硬盤保護技術(shù)，如昆騰的數(shù)據(jù)保護系統(tǒng)DPS、震動保護系統(tǒng)SPS；邁拓的數(shù)據(jù)保護系統(tǒng)MaxSafe、震動保護系統(tǒng)ShockBlock；西部數(shù)據(jù)公司的數(shù)據(jù)保護系統(tǒng)Data SafeGuide（數(shù)據(jù)衛(wèi)士）等等。這些保護技術(shù)都是在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上推出第二代、第三代……等技術(shù)。

　　此外硬盤的數(shù)據(jù)緩存也隨著硬盤的不斷發(fā)展而不斷增大，早期IDE硬盤的數(shù)據(jù)緩存只有128KB甚至更小，而那時2MB的數(shù)據(jù)的只能在高端的SCSI硬盤上看到。當(dāng)然隨著存儲技術(shù)及高速存儲器價格的降低，IDE硬盤的數(shù)據(jù)緩存增加到了256KB，而接下來就是512KB了，目前主流的IDE硬盤數(shù)據(jù)嬖?MB或8M。

　　接下來，讓我們一起關(guān)注RAID（磁盤陣列）。

　　RAID的英文全稱為：Redundant Array of Independent Disks。翻譯成中文即為獨立磁盤冗余陣列，或簡稱磁盤陣列。由美國加州大學(xué)在1987年開發(fā)成功。

　　RAID的初衷主要是為大型服務(wù)器提供高端的存儲功能和冗余的數(shù)據(jù)安全。 我們可以這樣來理解，RAID是一種把多塊獨立的硬盤（物理硬盤）按不同方式組合起來形成一個硬盤組（邏輯硬盤），從而提供比單個硬盤更高的存儲性能和提供數(shù)據(jù)冗余的技術(shù)。組成磁盤陣列的不同方式成為RAID級別（RAID Levels）。在用戶看起來，組成的磁盤組就像是一個硬盤，用戶可以對它進(jìn)行分區(qū)，格式化等等?？傊?，對磁盤陣列的操作與單個硬盤一模一樣。不同的是，磁盤陣列的存儲性能要比單個硬盤高很多，而且在很多RAID模式中都有較為完備的相互校檢/恢復(fù)的措施，甚至是直接相互的鏡象備份，從而大大提高了RAID系統(tǒng)的容錯度,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定冗余性，這也是Redundant一詞的由來。

　　不過，所有的RAID系統(tǒng)最大的優(yōu)點則是“熱交換”能力：用戶可以取出一個存在缺陷的驅(qū)動器，并插入一個新的予以更換。對大多數(shù)類型的RAID來說，可以利用鏡像或奇偶信息來從剩余的驅(qū)動器重建數(shù)據(jù)不必中斷服務(wù)器或系統(tǒng)，就可以自動重建某個出現(xiàn)故障的磁盤上的數(shù)據(jù)。這一點，對服務(wù)器用戶以及其他高要求的用戶是至關(guān)重要的。

　　數(shù)據(jù)冗余的功能指的是：在用戶數(shù)據(jù)一旦發(fā)生損壞后，利用冗余信息可以使損壞數(shù)據(jù)得以恢復(fù)，從而保障了用戶數(shù)據(jù)的安全性。

　　RAID以前一直是SCSI領(lǐng)域獨有的產(chǎn)品，因為它當(dāng)時的技術(shù)與成本也限制了其在低端市場的發(fā)展。今天，隨著RAID技術(shù)的不斷成熟與廠商的不斷努力，我們已經(jīng)能夠享受到相對成本低廉的多的IDE-RAID系統(tǒng)，雖然穩(wěn)定與可靠性還不能與SCSI-RAID相比，但它相對于單個硬盤的性能優(yōu)勢對廣大玩家是一個不小的誘惑。隨著相關(guān)設(shè)備的擁有成本和使用成本不斷下降，這項技術(shù)也已獲得一般電腦用戶的青睞。

　　 RAID技術(shù)是一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，下面我們就一起來對各主要RAID級別做一個大致的了解。

　　 RAID 0

　　 RAID 0又稱為Stripe或Striping，中譯為集帶工作方式。它代表了所有RAID級別中最高的存儲性能。RAID 0提高存儲性能的原理是把連續(xù)的數(shù)據(jù)分散到多個磁盤上存取。系統(tǒng)傳輸來的數(shù)據(jù)，經(jīng)過RAID控制器通常是平均分配到幾個磁盤中，而這一切對于系統(tǒng)來說是完全不用干預(yù)的，每個磁盤執(zhí)行屬于它自己的那部分?jǐn)?shù)據(jù)請求。這樣，系統(tǒng)有數(shù)據(jù)請求就可以被多個磁盤并行的執(zhí)行。這種數(shù)據(jù)上的并行操作可以充分利用總線的帶寬，顯著提高磁盤整體存取性能。我們可以這樣簡單的認(rèn)為：N個硬盤是一個容量為N個硬盤容量之和的“大”硬盤。RAID0的主要工作目的是獲得更大的“單個”磁盤容量。另一方面就是多個硬盤同時讀取，從而獲得更高的存取速度。例如一個由兩個硬盤組成的Raid系統(tǒng)中，系統(tǒng)向兩個磁盤組成的邏輯硬盤（RADI 0 磁盤組）發(fā)出的I/O數(shù)據(jù)請求被轉(zhuǎn)化為2項操作，其中的每一項操作都對應(yīng)于一塊物理硬盤。通過建立RAID 0，原先順序的數(shù)據(jù)請求被分散到所有的兩塊硬盤中同時執(zhí)行。從理論上講，兩塊硬盤的并行操作使同一時間內(nèi)磁盤讀寫速度提升了2倍。雖然由于總線帶寬等多種因素的影響，實際的提升速率肯定會低于理論值。但是，大量數(shù)據(jù)并行傳輸與串行傳輸比較，提速效果還是非常明顯的。

　　RAID 0最大的缺點是不提供數(shù)據(jù)冗余，其安全性大大降低，構(gòu)成陣列的任何一塊硬盤的損壞都將帶來災(zāi)難性的數(shù)據(jù)損失。

　　RAID 0具有的特點，使其不適用于關(guān)鍵任務(wù)環(huán)境，但是，它卻非常適合于特別適用于對性能要求較高的視頻生產(chǎn)和編輯或圖像編輯領(lǐng)域。對個人用戶，RAID 0也是提高硬盤存儲性能的絕佳選擇。

　　RAID 1

　　RAID 1又稱為Mirror或Mirroring，中譯為鏡像方式。這種工作方式的出現(xiàn)完全是為了數(shù)據(jù)安全考慮的，因為在整個鏡像的過程中，只有一半的磁盤容量是有效的，因為另一半用來存放同這一半完全一樣的數(shù)據(jù)，也就是數(shù)據(jù)的冗余了。同RAID0相比，它是另一個極端。RAID0首要考慮的是磁盤的速度和容量，忽略安全；而RAID1首要考慮的是數(shù)據(jù)的安全性，容量可以減半、速度可以不變。它的宗旨是最大限度的保證用戶數(shù)據(jù)的可用性和可修復(fù)性。

　　RAID 1的操作方式是把用戶寫入硬盤的數(shù)據(jù)百分之百地自動復(fù)制到另外一個硬盤上。當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)先從RAID 0的源盤讀取數(shù)據(jù)，如果讀取數(shù)據(jù)成功，則系統(tǒng)不去管備份盤上的數(shù)據(jù)；如果讀取源盤數(shù)據(jù)失敗，則系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)而讀取備份盤上的數(shù)據(jù)，不會造成用戶工作任務(wù)的中斷。當(dāng)然，我們應(yīng)當(dāng)及時地更換損壞的硬盤并利用備份數(shù)據(jù)重新建立Mirror，避免備份盤在發(fā)生損壞時，造成不可挽回的數(shù)據(jù)損失。 由于對存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行百分之百的備份，在所有RAID級別中，RAID 1提供最高的數(shù)據(jù)安全保障。同樣，由于數(shù)據(jù)的百分之百備份，備份數(shù)據(jù)占了總存儲空間的一半，因而，Mirror的磁盤空間利用率低，存儲成本高。

　　Mirror雖不能提高存儲性能，但由于其具有的高數(shù)據(jù)安全性，使其尤其適用于存放重要數(shù)據(jù)，如服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫存儲等領(lǐng)域。

　　RAID 0+1

　　正如其名字一樣RAID 0+1是RAID 0和RAID 1的組合形式，也稱為RAID 10。它的出現(xiàn)就是為了達(dá)到既高速又安全目的， RAID10也可以簡單的理解成兩個分別由多個磁盤組成的 RAID0陣列再進(jìn)行鏡像；其實反過來理解也沒有錯。

　　以四個磁盤組成的RAID 0+1為例，RAID 0+1是存儲性能和數(shù)據(jù)安全兼顧的方案。它在提供與RAID 1一樣的數(shù)據(jù)安全保障的同時，也提供了與RAID 0近似的存儲性能。

　　由于RAID 0+1也通過數(shù)據(jù)的100%備份提供數(shù)據(jù)安全保障，因此RAID 0+1的磁盤空間利用率與RAID 1相同，存儲成本高。

　　構(gòu)建RAID 0+1陣列的成本投入大，數(shù)據(jù)空間利用率低。不是種經(jīng)濟高效的磁盤陣列解決方案。但特別適用于既有大量數(shù)據(jù)需要存取，同時又對數(shù)據(jù)安全性要求嚴(yán)格的領(lǐng)域，如銀行、金融、商業(yè)超市、政府各種檔案管理等。

　　 RAID 3

　　 RAID 3 采用的是一種較為簡單的校驗實現(xiàn)方式。將數(shù)據(jù)做XOR 運算，產(chǎn)生Parity Data后，在將數(shù)據(jù)和Parity Data以并行存取模式寫入一個專門的存放所有校驗數(shù)據(jù)的磁盤中，而在剩余的磁盤中創(chuàng)建帶區(qū)集分散數(shù)據(jù)的讀寫操作。因此具備并行存取模式的優(yōu)點和缺點。RAID 3所存在的最大一個不足同時也是導(dǎo)致RAID 3很少被人們采用的原因就是校驗盤很容易成為整個系統(tǒng)的瓶頸。我們已經(jīng)知道RAID 3會把數(shù)據(jù)的寫入操作分散到多個磁盤上進(jìn)行，然而不管是向哪一個數(shù)據(jù)盤寫入數(shù)據(jù)，都需要同時重寫校驗盤中的相關(guān)信息。因此，對于那些經(jīng)常需要執(zhí)行大量寫入操作的應(yīng)用來說，校驗盤的負(fù)載將會很大，無法滿足程序的運行速度，從而導(dǎo)致整個RAID系統(tǒng)性能的下降。RAID 3的并行存取模式，需要RAID 控制器特別功能的支持，才能達(dá)到磁盤驅(qū)動器同步控制，而且上述寫入性能的優(yōu)點，以目前的Caching 技術(shù)，都可以將其取而代之，因此一般認(rèn)為RAID 3的應(yīng)用，將逐漸淡出市場。　　

　　RAID 4

　　RAID 4 是采取獨立存取模式，它的每一筆傳輸﹝Strip﹞資料較長，而且可以執(zhí)行Overlapped I/O，因此其讀取的性能很好。但是由于使用單一專屬的Parity Disk 來存放Parity Data，因此每次寫操作都需要訪問奇偶盤，就會造成系統(tǒng)很大的瓶頸。RAID 4在商業(yè)應(yīng)用中很少使用.

　　RAID 5

　　RAID 5 是一種存儲性能、數(shù)據(jù)安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案。

　　RAID 5也是目前應(yīng)用最廣泛的RAID技術(shù)。各塊獨立硬盤進(jìn)行條帶化分割，相同的條帶區(qū)進(jìn)行奇偶校驗（異或運算），校驗數(shù)據(jù)平均分布在每塊硬盤上。以n塊硬盤構(gòu)建的RAID 5陣列可以有n－1塊硬盤的容量，存儲空間利用率非常高。RAID 5不對存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，而是把數(shù)據(jù)和相對應(yīng)的奇偶校驗信息存儲到組成RAID5的各個磁盤上，并且奇偶校驗信息和相對應(yīng)的數(shù)據(jù)分別存儲于不同的磁盤上。當(dāng)RAID5的任何一塊硬盤上的數(shù)據(jù)丟失，均可以通過校驗數(shù)據(jù)推算出來它和RAI D 3最大的區(qū)別在于校驗數(shù)據(jù)是否平均分布到各塊硬盤上。RAID 5具有數(shù)據(jù)安全、讀寫速度快，空間利用率高等優(yōu)點，應(yīng)用非常廣泛，但不足之處是如果1塊硬盤出現(xiàn)故障以后，整個系統(tǒng)的性能將大大降低。RAID 5可以為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁盤空間利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的數(shù)據(jù)讀取速度，只是多了一個奇偶校驗信息，寫入數(shù)據(jù)的速度比對單個磁盤進(jìn)行寫入操作稍慢。同時由于多個數(shù)據(jù)對應(yīng)一個奇偶校驗信息，RAID 5的磁盤空間利用率要比RAID 1高，存儲成本相對較低。

　　RAID 5模式適合多人多任務(wù)的存取頻繁，數(shù)據(jù)量不是很大的環(huán)境，例如企業(yè)檔案服務(wù)器、WEB 服務(wù)器、在線交易系統(tǒng)、電子商務(wù)等等。

　　RAID 6

　　RAID 6 與RAID 5相比，增加了第二個獨立的奇偶校驗信息塊。兩個獨立的奇偶系統(tǒng)使用不同的算法，數(shù)據(jù)的可靠性非常高。即使兩塊磁盤同時失效，也不會影響數(shù)據(jù)的使用。但需要分配給奇偶校驗信息更大的磁盤空間，相對于RAID 5有更大的“寫損失”。RAID 6 的寫性能非常差，較差的性能和復(fù)雜的實施使得RAID 6很少使用。

EDI陣列42塊盤3組Raid5硬盤修復(fù)

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)恢復(fù)資料，數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)
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