在计算机发展的初期,“大容量”硬盘的价格还相当高,解决数据存储安全性问题的主要方
法是使用磁带机等设备进行备份,这种方法虽然可以保证数据的安全,但查阅和备份工作都
相当繁琐。1987 年, Patterson、Gibson 和 Katz 这三位工程师在加州大学伯克利分校发表了
题为《A Case of Redundant Array of Inexpensive Disks(廉价磁盘冗余阵列方案)》的论文,
其基本思想就是将多只容量较小的、相对廉价的硬盘驱动器进行有机组合,使其性能超过一
只昂贵的大硬盘。这一设计思想很快被接受,从此 RAID 技术得到了广泛应用,数据存储进
入了更快速、更安全、更廉价的新时代。
磁盘阵列对于个人电脑用户,还是比较陌生和神秘的。印象中的磁盘阵列似乎还停留在
这样的场景中:在宽阔的大厅里,林立的磁盘柜,数名表情阴郁、早早谢顶的工程师徘徊在
其中,不断从中抽出一块块沉重的硬盘,再插入一块块似乎更加沉重的硬盘……终于,随着
大容量硬盘的价格不断降低,个人电脑的性能不断提升,IDE-RAID 作为磁盘性能改善的最
廉价解决方案,开始走入一般用户的计算机系统。
一、RAID 技术规范简介
RAID 技术主要包含 RAID 0~RAID 7 等数个规范,它们的侧重点各不相同,常见的规
范有如下几种:
RAID 0: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。RAID 0 只是
单纯地提高性能,并没有为数据的可靠性提供保证,而且其中的一个磁盘失效将影响到所有
数据。因此,RAID 0 不能应用于数据安全性要求高的场合。
RAID 1: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。
RAID 0+1: 也被称为 RAID 10 标准,实际是将 RAID 0 和 RAID 1 标准结合的产物,在
连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时,为每一块磁盘作磁盘镜
像进行冗余。它的优点是同时拥有 RAID 0 的超凡速度和 RAID 1 的数据高可靠性,但是
CPU 占用率同样也更高,而且磁盘的利用率比较低。
RAID 2: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,并使用称为“加
重平均纠错码(海明码)”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。
RAID 3: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。
RAID 4: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。