磁盘阵列基础知识
SAN、NAS、SCSI、iSCSI等存储基础知识
1SAN 与NAS1.1什么是SAN，什么是NAS1.1.1SANSAN (Storage Area Network and SAN Protocols)是一种高速网络或子网络，提供在计算机与存储系统之间的数据传输。
存储设备是指一张或多张用以存储计算机数据的磁盘设备。
一个SAN 网络由负责网络连接的通信结构、负责组织连接的管理层、存储部件以及计算机系统构成，从而保证数据传输的安全性和力度。
典型的SAN 是一个企业整个计算机网络资源的一部分。
通常SAN 与其它计算资源紧密集群来实现远程备份和档案存储过程。
SAN 支持磁盘镜像技术（disk mirroring）、备份与恢复（backup and restore）、档案数据的存档和检索、存储设备间的数据迁移以及网络中不同服务器间的数据共享等功能。
此外SAN 还可以用于合并子网和网络附接存储（NAS：network-attached storage）系统。
当前常见的可使用SAN 技术，诸如IBM 的光纤SCON，它是FICON 的增强结构，或者说是一种更新的光纤信道技术。
另外存储区域网络中也运用到高速以太网协议。
SCSI 和iSCSI是目前使用较为广泛的两种存储区域网络协议。
SAN 的典型结构1.1.2NASNAS（Network Attached Storage：网络附属存储）是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心，以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。
按字面简单说就是连接在网络上，具备资料存储功能的装置，因此也称为“网络存储器”。
它是一种专用数据存储服务器。
它以数据为中心，将存储设备与服务器彻底分离，集中管理数据，从而释放带宽、提高性能、降低总拥有成本、保护投资。
其成本远远低于使用服务器存储，而效率却远远高于后者。
目前国际著名的NAS企业有Netapp、EMC、OUO等。
国内尚无有竞争力的NAS企业。
NAS被定义为一种特殊的专用数据存储服务器，包括存储器件（例如磁盘阵列、CD/DVD 驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质）和内嵌系统软件，可提供跨平台文件共享功能。
存储基础知识1_介质和阵列
250
—— 支持 不支持
1000
0.73% 支持 支持*
300
—— 支持 支持
450
0.55% 支持 支持
450
0.55% 支持 支持
* SATA Ⅱ接口硬盘支持NCQ，SATA Ⅰ不支持
企业级Nearline与Online硬盘区别
Nearline Storage 7,200 rpm SATA 成本 容量 负载 可靠性 扩展性 性能 耗电 Online Storage 15,000 rpm SAS/FC
SATA串行ATA：(Serial Advanced Technology Attachment ) SATA采用串行方式进行数据传输，接口 速率比IDE接口高 SATA硬盘采用点对点连接方式，支持热 插拔，即插即用 SATA II有以下五个主要特性：
更高的端口传输率（300MB/s） 本机命令队列（NCQ） 组件管理（Enclosure Management ），比如风 扇控制，温度控制，新硬盘指示，坏硬盘指示， 硬盘状态指示等 端口复用（Port Multiplier ），允许多个硬盘连 接到同一端口 可向上兼容SAS技术
存储基础知识
存储基础讨论哪些问题？
VSS RAID NAS 体系结构 DAS 快照 重复删除
FC
IP
SCSI
Host Platforms 通道技术
性能 Performance 容量 capacity 介质技术
复制
虚拟化
云存储
ILM 备份 容灾 WORM
SAN
存储协议 Media Management
外部边缘 外部中间 中心 内部中间 内部边缘 慢 快 慢 访问速度
raid(独立冗余磁盘阵列)基础知识
raid(独立冗余磁盘阵列)基础知识RAID（独立冗余磁盘阵列）基础知识RAID（独立冗余磁盘阵列）是一种通过将多个磁盘驱动器组合在一起来提高数据存储性能和冗余性的技术。
RAID技术通过将数据分散存储在多个磁盘上，实现了数据的并行读写和冗余备份，从而提高了数据的可靠性和性能。
RAID技术的核心思想是将多个磁盘驱动器组合在一起，形成一个逻辑卷（Logical Volume），这个逻辑卷被操作系统看作是一个单独的磁盘。
RAID可以通过不同的方式组织磁盘驱动器，从而实现不同的性能和冗余级别。
常见的RAID级别包括RAID 0、RAID 1、RAID 5和RAID 10。
RAID 0是一种数据分布方式，它将数据均匀地分布在多个磁盘上，从而提高了数据的读写性能。
RAID 0的性能优势主要体现在读取速度方面，因为数据可以同时从多个磁盘上读取。
然而，RAID 0没有冗余备份机制，一旦其中一个磁盘发生故障，所有数据都将丢失。
RAID 1是一种数据冗余方式，它通过将数据在多个磁盘上进行镜像备份来提高数据的可靠性。
RAID 1的优势在于当一个磁盘发生故障时，系统可以从其他磁盘上读取数据，保证数据的完整性。
然而，RAID 1的缺点是存储效率较低，因为每个磁盘都需要存储完整的数据。
RAID 5是一种将数据和校验信息分布在多个磁盘上的方式，通过计算校验信息来实现数据的冗余备份。
RAID 5的优势在于能够提供较高的数据存储效率和较好的读取性能，同时具备一定的容错能力。
当一个磁盘发生故障时，可以通过校验信息恢复数据。
然而，RAID 5的写入性能相对较低。
RAID 10是RAID 1和RAID 0的结合，它将数据分散存储在多个磁盘上，并通过镜像备份提供冗余性。
RAID 10的优势在于能够提供较高的读取和写入性能，同时具备较好的容错能力。
然而，RAID 10的缺点是存储效率较低，因为每个磁盘都需要存储完整的数据。
除了上述常见的RAID级别外，还存在一些其他的RAID级别，如RAID 2、RAID 3、RAID 4和RAID 6等。
存储基础知识(RAID及磁盘技术)..
• RAID可以多个硬盘按照指定容量创建一个或多个逻辑卷，便通过
LUN（Logic Unit Number）来标识。一个逻辑卷对于主机来说 就是一块硬盘（物理卷）
逻辑卷
LUN1
逻辑卷
LUN2
LUN3
物理卷
物理卷
RAID10
RAID5
多个物理卷上创建1个逻辑卷
多个物理卷上创建2个逻辑卷
特点：较高的数据冗余性能；超强的数据保护能力，可以应付多颗盘同 时出错； 优点：允许在同一组内并发进行多个写操作 缺点：计算校验地址占用较多的处理时间；较低的写入速率。
RAID6 P+Q
•
RAID6 P+Q会根据公式计算出P和Q的值，当有 两个数据同时丢失时，仍可以计算出原数据
磁盘1 条带1 条带2 数据1a 数据2d
I/O 2
I/O 2 (Disk 2)
• CPU运算速度飞速 提高，数据读写速 度不应该成为计算 机系统处理的瓶颈
节省时间
Total request execution time
速度 @ N x 单块硬盘的速度
RAID基本概念 ——条带
大数据块写入RAID时会被分成多个数据块并行写入多块硬盘， 这些大小一致的数据块就称为条带。同时数据读取时会并行从 多块硬盘读取条带数据，最后完整输出。 条带无疑会大幅度提升整体读写效率。
磁盘2 数据1b 数据2e
磁盘3 数据1c P2
磁盘4 P1 Q2
磁盘5 Q1 数据2f
条带3
条带4 条带5
数据3g
P4 Q5
P3
Q4 数据5m
Q3
数据4j 数据5n
数据3h
RAID卡基础知识培训
（二）RAID分类——HostRaid
Host RAID是基于硬和软RAID之间的一种产品。它把软件RAID功能 集成到了产品的固件上，从而提高了产品的功能和容错能力。
能够实现简单的RAID功能，如RAID0，1，10。 例如，NVMCP55集成了HostRAID功能，可以实现简单的sataRAID
RAID卡基础知识培训
（一）RAID定义
• RAID技术诞生于1987年，由美国加州大学伯克利分校提出。RAID是 “Redundant Array of Independent Disk”的缩写，中文意思是独立冗 余磁盘阵列。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 更高的存储性能和提供数据冗余的技术。冗余磁盘阵列最初的研制目 的是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘，以降低大批量数据 存储的费用，同时也希望采用冗余信息的方式，使得磁盘失效时不会 使对数据的访问受损失，从而开发出一定水平的数据保护技术，并且 能适当的提升数据传输速度。早期的RAID技术只应用于高端服务器 ，并且只配合SCSI硬盘使用。后来随着IDE硬盘转速的提升和RAID 技术的发展，RAID技术也被应用于桌面计算机领域。现今，RAID技 术已经被广泛应用于SATA，SAS接口硬盘之上。
（Online Capacity Expansion---在线扩容），RLM（ RAID Level Migration –raid在线迁移）等高级功能、有些高级的卡还支持 snapshot等。
零通道RAID卡
• 零通道RAID卡简称ZCR（Zero Channel Raid），主要是利用主板上 的SCSI芯片和SCSI通道接口，通过支持零通道RAID卡主板上的板载 SCSI控制芯片与某指定的PCI插槽之间的电气连接来实现各种RAID 功能。对于这种电气连接，Adaptec称之为Embedded RAID Logic（ EMRL），Intel则称之为RAIDIOS。
磁盘阵列基本知识
最小需要的硬盘数
3
容量
N-1
备余
Yes
RAID5
在运行机制上，RAID 5和RAID 3完全相同，也是由几个数据块共享一个校验块。RAID 5和RAID 3的最大区别在于RAID 5不是把所有的校验块集中保存在一个专门的校验盘中，而是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，并避免了像RAID3那样因校验盘损坏而导致系统失去容错能力的严重故障。硬盘的利用率为n-1。
RAID 5
Minimum Disks required
3
Capacity
N-1
Redundancy
Yes
RAID (0+1)
结合了RAID 0和RAID 1 –条块化读写的同时使用镜像操作。RAID (0+1)允许多个硬盘损坏，因为它完全使用硬盘来实现资料备余。如果有超过两个硬盘做RAID 1，系统会自动实现RAID (0+1)。
第二章磁盘阵列
什么是磁盘阵列（RAID）
所谓磁盘阵列(RAID)是指将多块磁盘连成一个阵列，并以某种方式读写磁盘，该读写方式可以保证一块或多块磁盘失效时能有效地防止数据丢失。冗余磁盘阵列RAID(Redundant Array of Independent Disks)技术1987年由加州大学伯克利分校提出，最初的研制目的是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘，以降低大批量数据存储的费用（当时RAID称为Redundant Array of Inexpensive Disks廉价的磁盘阵列），同时也希望采用冗余信息的方式，使得磁盘失效时不会使对数据的访问受损失，从而开发出一定水平的数据保护技术。RAID的具体实现可以靠硬件也可以靠软件，Windows NT（WIN2000）操作系统就提供软件RAID功能，但硬件和软件两者的性能差别较大。
磁盘阵列基础知识
基本的RAID介绍RAID是英文Redundant Array of Independent Disks（独立磁盘冗余阵列），简称磁盘阵列.下面将各个级别的RAID介绍如下。
RAID0条带化（Stripe）存储。
理论上说，有N个磁盘组成的RAID0是单个磁盘读写速度的N 倍.RAID 0连续以位或字节为单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上，因此具有很高的数据传输率,但它没有数据冗余，因此并不能算是真正的RAID结构.RAID1镜象（Mirror）存储。
它是通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据。
当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此RAID 1可以提高读取性能。
RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的，但提供了很高的数据安全性和可用性。
当一个磁盘失效时,系统可以自动切换到镜像磁盘上读写,而不需要重组失效的数据。
RAID2海明码（Hamming Code)校验条带存储.将数据条块化地分布于不同的硬盘上，条块单位为位或字节，使用称为海明码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。
RAID3奇偶校验(XOR）条带存储,共享校验盘，数据条带存储单位为字节。
它同RAID 2非常类似，都是将数据条块化分布于不同的硬盘上，区别在于RAID 3使用简单的奇偶校验，并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，但对于随机数据来说，奇偶盘会成为写操作的瓶颈。
RAID4奇偶校验（XOR）条带存储，共享校验盘，数据条带存储单位为块.RAID 4同样也将数据条块化并分布于不同的磁盘上，但条块单位为块或记录。
RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘，每次写操作都需要访问奇偶盘，这时奇偶校验盘会成为写操作的瓶颈，因此RAID 4在商业环境中也很少使用。
储存磁盘阵列柜基础知识培训
储存磁盘阵列柜基础知识培训一、储存磁盘阵列柜的原理储存磁盘阵列柜是通过将多个硬盘组合在一起，通过磁盘阵列控制器实现数据的存储和管理。
它可以通过不同的RAID级别来提供不同的数据保护和性能特性，比如RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6等。
通过数据条带化和容错机制，可以实现数据的备份和恢复，并提高数据的可靠性和安全性。
二、储存磁盘阵列柜的工作模式储存磁盘阵列柜的工作模式分为基本模式和高级模式两种。
基本模式是指将多个硬盘组合在一起，通过RAID控制器实现数据的条带化和容错，并提高数据的可靠性和安全性。
高级模式是在基本模式的基础上，通过缓存、快照、异步复制等技术实现数据的高速访问和高效管理，进一步提高了系统的稳定性和可用性。
三、储存磁盘阵列柜的优缺点储存磁盘阵列柜的优点包括：1）提供更高的存储容量和更快的数据传输速度，满足了大容量、高速度的数据存储需求；2）通过RAID技术提供数据的条带化和容错，提高了数据的可靠性和安全性；3）支持多种RAID级别和不同的工作模式，能够满足不同用户的需求。
其缺点包括：1）成本较高，需要大量的硬盘和专用的磁盘阵列控制器；2）复杂的配置和管理，需要专业的技术人员进行操作和维护；3）对电源和散热要求较高，需要额外的设备保障系统的稳定运行。
四、储存磁盘阵列柜的应用场景储存磁盘阵列柜广泛应用于企业级数据中心和大型存储系统中，特别适合于对数据可靠性、存储容量和传输速度有较高要求的场景。
比如金融、电信、互联网、大数据等行业，都需要大容量、高速度和可靠性的数据存储系统来支撑业务的正常运行。
此外，储存磁盘阵列柜也适用于科学计算、医疗影像、视频监控等领域，能够满足大规模数据处理和高性能计算的需求。
总之，储存磁盘阵列柜作为一种高性能、高可靠性的数据存储设备，具有重要的应用价值和广阔的市场前景。
通过了解其基础知识，可以更好地理解其工作原理和优缺点，为推动其在各行业的应用和发展提供有力的支持。
各厂商磁盘阵列介绍
磁盘阵列的基础知识
RAID 5（无独立校验盘的奇偶校验磁盘阵列 ）：RAID 5不 单独指定的奇偶盘，而是在所有磁盘上交叉地存取数据 及奇偶校验信息。在RAID 5上，读/写指针可同时对阵列 设备进行操作，提供了更高的数据流量。RAID 5更适合 于小数据块和随机读写的数据。
磁盘阵列的基础知识
RAID 6：与RAID 5相比，RAID 6增加了第二个独立的奇偶校 验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法，数据 的可靠性非常高，即使两块磁盘同时失效也不会影响数 据的使用。但RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁 盘空间，相对于RAID 5有更大的“写损失” 。
企业级磁盘系统
Sun StorageTek 9990 Sun StorageTek 9985 Sun StorageTek 9980
IBM
DS300 DS400 DS4100（FAStT100）
DS6000 系列 DS8000 系列
HP
HP StorageWorks MSA20/30 HP StorageWorks MSA500 HP StorageWorks MSA1000 HP StorageWorks MSA1500
IBM、HP、SUN产品介绍设备SUN入门级磁盘系统
Sun StorageTek 3511 SATA Sun StorageTek 3510 FC Sun StorageTek 3320 SCSI
中端磁盘系统
Sun StorageTek 6130 Sun StorageTek 6140 Sun StorageTek 6540 DS4100（FAStT100） DS4300（FAStT600） DS4400（FAStT700） DS4500（FAStT900） DS4700 DS4800
raid(独立冗余磁盘阵列)基础知识
raid(独立冗余磁盘阵列)基础知识RAID（独立冗余磁盘阵列）基础知识一. 什么是RAID？RAID是独立冗余磁盘阵列（Redundant Array of Independent Disks）的缩写，是一种通过将多个磁盘组合在一起来提供高数据性能和冗余存储的技术。
RAID技术通过将数据分散存储在多个磁盘上，实现数据的冗余备份和提高系统性能。
二. RAID的基本原理RAID通过将数据切分成多个块，并将这些块分别存储在不同的磁盘上，以实现数据的冗余备份和提高读写性能。
常见的RAID级别包括RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6等。
1. RAID 0：条带化（Striping）RAID 0将数据切分成固定大小的块，并将这些块依次存储在多个磁盘上，提高了数据的读写性能。
然而，RAID 0没有冗余备份功能，一旦其中一个磁盘损坏，所有数据都将丢失。
2. RAID 1：镜像化（Mirroring）RAID 1将数据同时写入两个磁盘，实现了数据的冗余备份。
当其中一个磁盘损坏时，另一个磁盘仍然可以正常工作，保证数据的可靠性。
然而，RAID 1并没有提高数据的读写性能。
3. RAID 5：条带化加分布式奇偶校验（Striping with Distributed Parity）RAID 5将数据切分成固定大小的块，并在多个磁盘上存储数据和奇偶校验位。
奇偶校验位用于恢复损坏的数据。
RAID 5的读写性能较高，并且具有冗余备份功能。
然而，当多个磁盘损坏时，数据恢复的时间和复杂度较高。
4. RAID 6：双分布式奇偶校验（Double Distributed Parity）RAID 6是在RAID 5的基础上增加了第二个奇偶校验位，提高了数据的冗余备份能力。
RAID 6可以同时容忍两个磁盘的损坏，提供了更高的数据可靠性。
三. RAID的优缺点RAID技术具有以下优点：1. 提高数据的读写性能：通过条带化技术，数据可以同时从多个磁盘读取或写入，提高了系统的读写性能。
RAID基本知识
RAID 1：按块Байду номын сангаас像
• RAID 1的操作方式是把用户写入硬盘的数据百分 之百地自动复制到另外一个硬盘上。由于对存储 的数据进行百分之百的备份，在所有RAID级别中， RAID 1提供最高的数据安全保障。同样，由于数 据的百分之百备份，备份数据占了总存储空间的 一半，因而，磁盘空间利用率低，存储成本高。
RAID 0：按块条带
• RAID 0是性能最高的级别，RAID 0提高存储性能 的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取， 这样，系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的 执行，每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请 求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的 带宽，显著提高磁盘整体存取性能。
RAID 0：按块条带
RAID定义
• Redundant Array of Independent Disks An Acronym for Redundant Array of Independent Disks, a family of techniques for managing multiple disks to deliver desirable cost, data availability, and performance characteristics to host environments. • 独立磁盘冗余阵列 Redundant Array of Independent Disks的缩写， RAID是一类多磁盘管理技术，其向主机环境提供 了成本适中、数据可靠性高的高性能存储。
RAID基础知识PPT学习课件
2020/3/2
1
目录
1 2 3 4 5
RAID介绍 RAID分类 RAID制作
实例
Linux下磁盘阵列的挂载
2020/3/2
2
RAID介绍
RAID是Redundent Array of Inexpensive Disks的缩写，直译为“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”，但这只是名称 的变化，实质性的内容并没有改变。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。
2020/3/2
18
RAID 制作
第三步：
按下F6后，系统没有任何提示，也不会中断系统的硬件检测过程，而是在全 部自检完毕后，会进入手动驱动安装界面。此时，将主板附件中的软盘驱动 程序放入软驱内，按S键开始手动驱动安装； 提示软驱内插入软盘，按回车键确认； 安装程序会读取软盘内的驱动，并以列表形式列出。 由于受到安装程序的限制，列表中的驱动最多只能显示四项，如驱动大于四 项的，可按上下键移动显示框，来显示列表中的全部驱动。 加载完成后，继续操作系统安装过程时就能正确识别RAID和正确的磁盘容量， 利用操作系统安装程序自带的分区及格式化工具可进行分区及格式化并在 RAID上安装操作系统。
2020/3/2
8
RAID的分类
A1
RAID 1
A2 A3
A4
Raid1
A1
A1
A2
A2
A3
A3
A4
A4
Disk0
2020/3/2
磁盘阵列技术
磁盘阵列技术磁盘阵列技术磁盘阵列技术是一种通过将多个硬盘组合在一起，形成一个逻辑上的单一存储设备的技术。
它能够提供更高的存储容量、更快的数据读写速度和更高的数据可靠性。
本文将从以下几个方面详细介绍磁盘阵列技术。
一、磁盘阵列基础知识1. 磁盘阵列定义磁盘阵列指的是将多个硬盘组合成一个逻辑上的单一存储设备，以提供更高的存储容量、更快的数据读写速度和更高的数据可靠性。
2. 磁盘阵列类型常见的磁盘阵列类型包括RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6等。
其中，RAID 0可以提供较高的读写速度，但没有冗余机制；RAID 1可以提供较高的数据可靠性，但存储容量较低；RAID 5和RAID 6则兼具了读写速度和数据可靠性，并且能够实现部分硬盘故障时仍然能够正常运行。
3. 磁盘阵列控制器磁盘阵列控制器是磁盘阵列的核心组成部分，它负责管理和控制硬盘的读写操作，并提供RAID级别的数据保护功能。
磁盘阵列控制器可以分为软件RAID和硬件RAID两种类型，其中硬件RAID通常性能更好、可靠性更高。
二、磁盘阵列实现原理1. RAID 0实现原理RAID 0通过将数据块分散存储在多个硬盘上，从而实现读写速度的提升。
例如，如果有两个硬盘A和B，那么一个10MB的文件可以被分成两个5MB的块，分别存储在A和B上。
当需要读取这个文件时，两个硬盘可以同时进行读取操作，从而实现读取速度的加快。
2. RAID 1实现原理RAID 1通过将数据同时存储在多个硬盘上，从而实现数据冗余备份。
例如，如果有两个硬盘A和B，在RAID 1中它们会被视为一个逻辑上的单一存储设备，并且所有数据都会被同时写入到A和B中。
当其中一个硬盘出现故障时，另一个硬盘仍然可以继续工作，从而保证数据的可靠性。
3. RAID 5实现原理RAID 5通过将数据块分散存储在多个硬盘上，并使用奇偶校验码来实现数据冗余备份。
例如，如果有三个硬盘A、B和C，在RAID 5中它们会被视为一个逻辑上的单一存储设备，并且所有数据都会被分成多个块，分别存储在A、B和C中。
RAID 卡基础知识
目录第一章RAID知识介绍 --------------------------------------------------------------------------------------- 21.1. RAID0：条带化 -------------------------------------------------------------------------------- 21.2. RAID1 --------------------------------------------------------------------------------------------- 31.3. RAID0+1 ----------------------------------------------------------------------------------------- 31.4. RAID5 --------------------------------------------------------------------------------------------- 4 第二章RAID的实现 ------------------------------------------------------------------------------------------ 52.1. 软件RAID --------------------------------------------------------------------------------------- 52.2. 硬件RAID --------------------------------------------------------------------------------------- 5 第三章RAID卡原理 ------------------------------------------------------------------------------------------ 6 第四章Mylex Accele352 RAID 卡设置与使用 --------------------------------------------------------- 94.1. Mylex Accele352 RAID卡简介 ------------------------------------------------------------- 94.2. RAID卡配置方法 ------------------------------------------------------------------------------ 94.3. RAID阵列的管理 ----------------------------------------------------------------------------- 10 第五章Adaptec3200s RAID卡 ----------------------------------------------------------------------------- 135.1. Adaptec3200s RAID卡简介----------------------------------------------------------------- 135.2. RAID卡配置方法 ----------------------------------------------------------------------------- 135.3. RAID阵列的管理 ----------------------------------------------------------------------------- 14第一章RAID知识介绍RAID的全称是廉价磁盘冗余阵列（Redundant Array of Inexpensive Disks），于1987年由美国Berkeley 大学的两名工程师提出的RAID出现的，最初目的是将多个容量较小的廉价硬盘合并成为一个大容量的“逻辑盘”或磁盘阵列，实现提高硬盘容量和性能的功能。
磁盘阵列系统
1
目录
一、磁盘阵列基础知识
二、RAID基础知识 三、DAS、SAN、NAS等存储方式介绍
2
磁盘阵列基础
第一部分 磁盘阵列基础知识
3
磁盘阵列的定义
定义：
磁盘阵列将多个磁盘组成一个阵列，并视为单一的虚拟磁盘， 此虚拟磁盘被操作系统当做是一个硬盘。
4
磁盘阵列的优点
• • • • •
12
RAID 0+1
RAID 0+1：RAID0与RAID1的结合体。这种配置方式综合了带区集和镜像 的优势，所以被称为RAID 0+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。
• Enclosure Spare 机框热备：针对盘柜，只会作用于该磁盘所在盘柜， 当该磁盘所在盘柜中RIAD组故障才进行恢复
21
RAID的实现方式
实现RAID的方式：软件方式、硬件方式（RAID卡，包含CPU芯片、ROM、 内存及相应接口）
软件方式 • RAID需要在操作系统 中运行，系统盘不在 RAID中 • 占用过多的系统资源
硬件方式
• RAID卡可以实现多个磁盘同时 传输，并在逻辑上将这些磁盘 划成一体磁盘，读写速度上大 大提高。 • RAID卡在芯片上实现RAID算法， 提供磁盘的容错功能
22
RAID卡
• RAID卡：通过主板上的SCSI控制器来管理硬盘，RAID卡不集成SCSI控 制器为零通道卡。集成了SCSI控制器的，根据SCSI控制器的通道数， 分单通道卡，双通道卡。 • HBA卡Host Bus Adaptor： 主机总线适配卡，是服务器内部I/O通道与 存储系统I/O通道之间的物理连接接口。功能类似网卡，是计算机内部 总线与存储系统的桥梁。 • 常用协议：IDE、SCSI、光纤通道。选择类型是由磁盘所支持的协议决 定的。
RAID技术基础知识
1
引入
计算机和网络技术的高速发展对存储性能和数据可靠 性的要求不断的提高。使用RAID技术是很好的解决 途径。
1
课程目标
学习完本课程，您应该能够：
了解RAID的定义与特点 理解RAID数据组织方式和冗余原理 熟练掌握各RAID级别的原理及特性 了解RAID的实现方式
D6 5 P3
P2 D9
D7
D8
条带2
D10
D11
条带3
D11
物理磁盘0 物理磁盘1 物理磁盘2 物理磁盘3
…..
1
RAID5的特性
1
RAID6
• RAID6是指带有两种分布存储的检验信 息的磁盘阵列，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方法，需要N+2 个磁盘
每个I/O操作都会在两个磁盘上执行，两 个磁盘看起来就像一个磁盘一样 • 镜像冗余可以提高磁盘的读性能
1
镜像冗余的实现方式
文件系统 卷管理器 设备驱动程序 系统总线 主机I/O控制器 I/O总线 子系统
设备
I/O请求
镜像器 镜像I/O路径
主磁盘
1
镜像磁盘
校验冗余的概念
• 根据冗余算法计算阵列中成员磁盘上数 据的校验信息，将校验信息保存在其他 的磁盘资源上
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D0
D1
D7
D4
D5
D8
D8
D9
D9
D10
D11
物理磁盘0 物理磁盘1
D2 D6 D10
物理磁盘2
D3 D7 D11
物理磁盘3
磁盘阵列各种RAID基本知识,磁盘使用率
.磁盘阵列RAID原理、种类及性能优缺点对比磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID）1. 存储的数据一定分片；2. 分基于软件的软RAID（如mdadm）和基于硬件的硬RAID（如RAID 卡）；3. RAID卡如同网卡一样有集成板载的也有独立的(PCI-e)，一般独立RAID卡性能相对较好，淘宝一搜便可看到他们的原形；4. 现在基本上服务器都原生硬件支持几种常用的RAID;5. 当然还有更加高大上的专用于存储的磁盘阵列柜产品，有专用存储技术，规格有如12/24/48盘一柜等，盘可选机械/固态，3.5/2.5寸等。
近来想建立一个私有云系统，涉及到安装使用一台网络存储服务器。
对于服务器中硬盘的连接，选用哪种RAID模式能准确满足需求收集了资料，简单整理后记录如下：一、RAID模式优缺点的简要介绍目前被运用较多的RAID模式其优缺点大致是这样的：1、RAID0模式优点：在RAID 0状态下，存储数据被分割成两部分，分别存储在两块硬盘上，此时移动硬盘的理论存储速度是单块硬盘的2倍，实际容量等于两块硬盘中较小一块硬盘的容量的2倍。
缺点：任何一块硬盘发生故障，整个RAID上的数据将不可恢复。
备注：存储高清电影比较适合。
2、RAID1模式优点：此模式下，两块硬盘互为镜像。
当一个硬盘受损时，换上一块全新硬盘(大于或等于原硬盘容量)替代原硬盘即可自动恢复资料和继续使用，移动硬盘的实际容量等于较小一块硬盘的容量，存储速度与单块硬盘相同。
RAID 1的优势在于任何一块硬盘出现故障是，所存储的数据都不会丢失。
缺点：该模式可使用的硬盘实际容量比较小，仅仅为两颗硬盘中最小硬盘的容量。
备注：非常重要的资料，如数据库，个人资料，是万无一失的存储方案。
3、RAID 0+1模式RAID 0+1是磁盘分段及镜像的结合，采用2组RAID0的磁盘阵列互为镜像，它们之间又成为一个RAID1的阵列。
存储基础知识三(阵列)
主机写入 数据流
反馈 写OK
前端总线
Write-back 回写
系统缓存 读缓存 写缓存
CPU CPU
系统缓存 读缓存 写缓存
CPU CPU
Write-through 透写
后端总线
后端总线
磁盘
控制器缓存镜像
1、主机数据写入缓存； 2、缓存数据进行异或运 算，产生校验数据；
前端总线
系统缓存 读缓存 写缓存 CPU CPU
1000系列独特的 一体化设计
前端（对外RJ45口） 控制器缓存(Cache) CPU RAID 后端连接 16磁盘位 CPU
注：缓存电池、RAID 控制器可选设计
CPU、缓存、接口速率 是决定控制器性能的关 键硬件组件
整机软硬件一体化 设计
阵列控制器缓存
控制器缓存工作模式
主机写入 数据流 反馈 写OK
希益丰存储技术培训教材之三
磁盘阵列技术
课程目的：
1 磁盘阵列的组成和分类 2 阵列控制器缓存 3 阵列扩展方式
杨振广
技术总监 13910008527 E:yzg@
2011.3 北京
磁盘阵列的组成和分类
பைடு நூலகம்
什么是磁盘阵列
常见的磁盘阵列组成部分： 控制器和磁盘柜分离
+
控制器
磁盘扩展柜(JBOD) 控制器和磁盘柜一体
=
磁盘阵列
+
控制器模块
磁盘柜
=
磁盘阵列
常见磁盘阵列分类
按控制器数量 JBOD：无控制器，通常用于 扩展柜或者与主机端RAID结合 使用 双控制器阵列
多控制器阵列 按对外接口
SCSI阵列
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
奇偶校验（XOR）条带存储，两个分布式存储的校验数据，数据条带存储单位为块。
与RAID 5相比，RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块。
两个独立的奇偶系统使用不同的算法，数据的可靠性非常高，即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用。
但RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间，相对于RAID 5有更大的“写损失”，因此“写性能”非常差。
较差的性能和复杂的实施方式使得RAID 6很少得到实际应用。
RAID7
这是一种新的RAID标准，其自身带有智能化实时操作系统和用于存储管理的软件工具，可完全独立于主机运行，不占用主机CPU资源。
RAID 7可以看作是一种存储计算机（Storage Computer），它与其他RAID标准有明显区别。
RAID 7等级是至今为止，理论上性能最高的RAID模式，因为它从组建方式上就已经和以往的方式有了重大的不同。
基本成形式见图，以往一个硬盘是一个组成阵列的“柱子”，而在RAID 7中，多个硬盘组成一个“柱子”，它们都有各自的通道，也正因为如此，你可以把这个图分解成一个个硬盘连接在主通道上，只是比以前的等级更为细分了。
这样做的好处就是在读/写某一区域的数据时，可以迅速定位，而不会因为以往因单个硬盘的限制同一时间只能访问该数据区的一部分，在RAID 7中，以前的单个硬盘相当于分割成多个独立的硬盘，有自己的读写通道。
工程中常用的RAID方式是RAID10和RAID5。
下面分别介绍RAID10和RAID01的区别；以及RAID10和RAID5的区别。
RAID10和RAID01的比较
RAID10是先做镜象，然后再做条带。
RAID01则是先做条带，然后再做镜象。
比如以6个盘为例，RAID10就是先将盘分成3组镜象，然后再对这3个RAID1做条带。
RAID01则是先利用3块盘做RAID0，然后将另外3块盘做为RAID0的镜象。
下面以4块盘为例来介绍安全性方面的差别：
1、RAID10的情况
这种情况中，我们假设当DISK0损坏时，在剩下的3块盘中，只有当DISK1一个盘发生故障时，才会导致整个RAID失效，我们可简单计算故障率为1/3。
2、RAID01的情况
这种情况下，我们仍然假设DISK0损坏，这时左边的条带将无法读取。
在剩下的3块盘中，只要DISK2，DISK3两个盘中任何一个损坏，都会导致整个RAID失效，我们可简单计算故障率为2/3。
因此RAID10比RAID01在安全性方面要强。
从数据存储的逻辑位置来看，在正常的情况下RAID01和RAID10是完全一样的，而且每一个读写操作所产生的IO数量也是一样的，所以在读写性能上两者没什么区别。
而当有磁盘出现故障时，比如前面假设的DISK0损坏时，我们也可以发现，这两种情况下，在读的性能上面也将不同，RAID10的读性能将优于RAID01。
RAID10和RAID5的比较
为了方便对比，这里拿同样多驱动器的磁盘来做对比，RAID5选择3D+1P的RAID方案，RAID10选择2D+2D的RAID方案，如图：。