【原创】RAID技术的入门讲座，写得我手酸！

折腾

题目：RAID技术的入门讲座
作者：折腾

详细内容：
RAID是Redundant Array of Inexpensive (Independent) Disks的缩写，廉价磁盘冗余阵列，于1987年在柏克利大学开发的一项技术。开发这项技术的目的是通过将多个廉价磁盘集合起来，以提供更高的安全性、更大的磁盘容量。

目前常用的RAID级别有0、1、5三种级别，三种RAID级别提供不同的容错特性、不同的磁盘容量、不同的读写特性、以及不同的冗余开销。

名词解释：

        Array，Array是将一些物理磁盘集合在一起，以进行操作的一个硬盘组，一个Array至少应包括一块物理磁盘。
        Logical Drive，这里的逻辑驱动器和我们台式机操作系统中提到的逻辑盘不是一个概念，虽然有点像（可能我们平时说的逻辑盘应该说成逻辑分区更合适一些）。在RAID技术中，我们提到的Logical Drive是指在Array中所划分出来的一个区域，对于操作系统来说，这个区域将被视为一个虚拟的物理磁盘。
        RAID Level，在一个Logical Drive上实现数据存储和冗余保护的不同方式。
        Synchronize，对Logical Drive上的数据进行重新整理的过程，该过程确保Logical Drive上的数据被正确保存、并确保适当的数据校验信息。（RAID 5在创建时就必须进行初始化同步工作，该工作会自动进行，同步过程中可以对RAID 5进行读写操作。）
        Logical Drive Migration，在Online状态下（即是不损坏数据、并保持系统持续运作的情况下），将一个现有的Logical Drive的RAID Level进行更改，比方说，将一个逻辑磁盘从RAID 0迁移至RAID 5。

冗余（Fault Tolerance）
        RAID技术通过数据冗余，比标准的SCSI磁盘系统提供更高的数据安全性
        IBM的ServeRAID Adapter提供了RAID 0、1、1E、5、5E等五种RAID级别。（E是指Enhanced）
        RAID 0不提供数据容错功能
        RAID 1提供了完全的数据容错
        RAID 1E修正了RAID 1的一些特性，也提供了完全的数据容错
        RAID 5提供了良好的数据容错功能
        RAID 5E比RAID 5提供了更好的存储特性及更高的数据容错。

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RAID 0 Striping（条带化存储）
        在RAID 0中，数据被条带化平均分布于Array中的每个磁盘上。
        RAID 0将比单个磁盘提供更好的性能
        至少一块物理硬盘以组成RAID 0
        无数据容错，Array中的任何一个磁盘损坏，都将造成所有数据的丢失
        阵列容量等于所有的磁盘容量的总和。

折腾

RAID 1 Mirroring（镜像）
        将一样的数据同步写入Array中的两个硬盘
        非常好的数据保护，任意一块硬盘的故障不会造成数据的丢失
        至少两个硬盘组成一个RAID 1系统，但是要求n为偶数
        提供良好的读性能，但是写性能受到影响
        RAID容量为（单块硬盘容量×n / 2）

折腾

RAID 1E
        RAID 1E在所有的硬盘上通过条带化、镜像存储数据
        RAID 1E要求使用至少3块硬盘
        RAID 1要求用偶数块硬盘组成，而RAID 1E允许用奇数硬盘组成一个RAID 1E系统
        容量为n/2

折腾

RAID 5 Data / Parity Striping（带校验的条带集）

        将所有数据条带化平均分布于所有硬盘上
        校验数据也平均分布于所有硬盘上
        良好的数据容错，任意一块硬盘损坏，都能通过校验数据恢复
        最少需要三块硬盘组成
        RAID容量为n－1
        RAID 5中的任一块硬盘损坏后，Array将失去保护，这时候系统转变为RAID 0，这时候称为临界状态。
        RAID 5是我们最常使用的RAID级别，提供了合理的数据冗余和合理的读写性能

折腾

RAID 5E

        在所有硬盘上平均分布数据条带、校验信息、热备份区域（HSP、Hot Spare Partition）
        最少需要四块硬盘组成
        任何一块硬盘故障，都将在热备份区中重建数据
        容量为n－2
        任意一块硬盘损坏后，RAID 5E将转化为RAID 5
        实际上，RAID 5E可以看作是集成了一个Hot Spare Disk的RAID 5系统

折腾

下面这张图用来说明Physical Drive、Array、Logical Drive之间的关系：

        最上方的是四个物理磁盘
        第二张是我们将这四个物理磁盘组成一个Array，所有的RAID操作都将基于这个Array（那个方框表示Array）
        第三张图是我们在这个Array中创建了两个Logical Drive，1和2。在操作系统中，我们可以看到系统上有两个物理硬盘，相对应的就是RAID中的Logical Drive 1和Logical Drive 2，而真正意义上的那四个物理磁盘对于操作系统来说是不可见的。因为RAID技术是基于底层实现的，也就是说，在操作系统和真正的物理磁盘中还隔着一个RAID控制器，这个RAID控制器真正控制了物理磁盘，向操作系统接受及反馈所有的读写操作，并将这些信息经过RAID算法处理后在真正的物理磁盘上进行读写操作。
        在RAID 5E中，任何一个Array中只能存在一个Logical Drive，而RAID 0、1、1E、5在一个Array中可以存在多个Logical Drive。

折腾

下面这个图是五种RAID级别的对比

折腾

Logical Drive Migration，这是IBM的ServeRAID Adapter内置的一项功能。包括：

        RAID 0 －> RAID 5
        RAID 5 －> RAID 0
        RAID 1 －> RAID 5
        RAID 5 －> RAID 5（RAID扩容）
这些操作可以在线进行，但是有些操作系统要求完成后重启系统，以识别到不同容量的RAID。

折腾

RAID的相关工具

        IBM ServeRAID Support CD，这是最完整的图形界面工具，是一个自启动光盘，上面集成了所有的相关工具软件，目前最高的版本是6.10.70。

        ServeRAID Mini-Config Utility，这是集成在RAID卡中的工具，实现一些基本的功能（在RAID卡自检过程中，通过Ctrl-I进入）。
        IBM ServeRAID Manager，这是基于操作系统的一个工具，用以实现ServeRAID Adapter的日常管理工作。该工具可通过远程TCP/IP协议进行监控。
        IBM ServeRAID Command Line Tools，这是一个基于命令行的工具，虽然很小，但是功能非常强大，可以实现很多高级管理功能，正是因为功能太多了，所以不推荐一般用户使用。

折腾

RAID硬盘的常用状态缩写

在ServeRAID Adapter中，常用到的物理硬盘状态如下：
        RDY，Ready，表明物理磁盘已经被正确的连接，可以进行配置工作
        ONL，Online，表明物理磁盘已经被正确配置为一个Array的组成部分，而且状态正常
        HSP，Hot Spare Drive，热后备硬盘，该硬盘的作用是，RAID中的一个硬盘发生故障后，RAID控制器会在HSP硬盘上重建损坏的硬盘数据
        DDD，Defunct，一个RAID中的损坏的物理硬盘
        RBL，Rebuild，正在重新生成数据的阵列（发生于更换DDD硬盘之后）
        DHS，Dead Hot Spare，损坏的Hot Spare硬盘（当系统中一块RAID硬盘DDD后，如果系统中有Hot Spare Drive，则系统自动在HSP上重建故障硬盘数据，在成功完成RBL后，被替换下的DDD硬盘就转化为DHS）

Stripe Size（条带）
        条带是指数据为保存在RAID中，被分割成的最小单元。
        通过调整条带大小可以针对服务器的应用类型进行性能优化
        条带大小可以调整为8、16、32、64KB
        默认大小为8KB
        必须在Array创建前调整条带大小，一旦调整条带大小，必须重新创建Array
        8KB或16KB的条带尺寸下，允许每个Array中有16个物理磁盘
        32KB或64KB的条带尺寸，允许每个Array中最多8个物理磁盘

lancelot1234

牛人。。

感觉又回到学校里面上体系结构课了

golden

真的很不错,谢谢斑竹!!!


受益匪浅

beyond_tp

老大 ，辛苦了。

ibmyinyu

真的很不错!非常感谢!
能不能在来点具体在IBM服务器上做RAID的步骤
谢谢!!!!!

adam99

谢谢，写的非常好

HIIK

好东西  刚好用得到

x24 n600c选谁

好贴
怎么在BB上用双硬盘RAID呢?

lingzhu

FAINT，折腾都99分了~！郁闷ING~！

nt941

折腾真能折腾！佩服！
正为此迷惑呢，感谢版主的及时雨！
收藏先。

aithinkpad

谢谢折腾，很好的文章，后面的赶快出啊

khsky

经典顶支持

折腾

QUOTE:

Originally posted by x24 n600c选谁 at 2003-11-14 12:31 AM:
好贴
怎么在BB上用双硬盘RAID呢?

BB上，可以这么做。

1、用UltraBay2000 2nd HDD Adapter安装一个与内置硬盘一样或更大容量的硬盘。
2、安装Windows 2000 Server或其他Server版操作系统
3、将两块硬盘都升级至动态磁盘，分区全部使用NTFS
4、将第二块硬盘作为镜像卷添加。
5、这时候系统会对镜像卷进行同步。

其实，这样属于软件镜像，在操作系统层对硬盘数据进行镜像，会占用大量的机器资源。不推荐这么使用。

黄振宇

折腾兄辛苦了，好文章

lingzhu

折腾我想玩RAID了。

给个建议配置来看看？

最便宜的要多少米啊？

sthaboutom

不错，一看就是在netfinity上抓的图片

yogibear

http://www.pcguide.com/ref/hdd/perf/raid/index.htm

这是一个30多岁的老外写的，
我看到过的最清楚，而且幽默风趣的关于RAID的文章.

折腾, 你没有提到这个人写的 双工(duplex )哦..

折腾

双工，那是SCSI里面的概念了，RAID没有区分双工或单工的呀。这和SCSI有关的呀。

yogibear

折腾，请看这里。
关于mirror,
http://www.pcguide.com/ref/hdd/p ... genMirroring-c.html
关于duplex
http://www.pcguide.com/ref/hdd/p ... genDuplexing-c.html
根据我的理解，duplex是使用RAID 1时的一种Option, 使用多个 host adapter或者RAID Controller, 比mirror更进一步提高了可靠性,但是使用mirror比使用duplex更加 common而已。
我也是因为工作需要，刚刚接触这些不熟悉的东西，请多指教。

折腾

摁，可以这么理解，不过，基本上没有人用这种模式做RAID 1，除非是在大机上面。

其实，这个可以参考FAStT的模式，如果使用Mirror，基本上和光纤存储中的双机双环一个概念了，目的就是提供单点故障冗余。

一般在使用过程中，我们选择RAID1做系统，RAID 5作数据。