2024年4月16日发(作者：)

引言及RAID的源由

引言

"磁盘阵列",或说是"硬盘数组",或是 "磁盘数组",在今天,相信已经不再是那么令人感到陌生

了.因为在这几年来,网络以及服务器之成长迅速,相随的对资料之安全性,也更加重视和要求.

固然,每日的磁带或其它媒体方式的备份仍然重要,但对于硬盘故障后的恢复间隔,也希望在

可接受范围内,得到最大的缩短. 此时最好的方案,则非磁盘阵列莫属.因为磁盘阵列的优点:具有

单一大容量的好处,提供了硬盘容错功能,易于管理的优点.

源由

1987年,有一群研究者在美国University of California - Berkeley 发表了一篇文章: A Ca

se for Redundant Arrays of Inexpensive Disks",而IBM 是此一项目研究的主要协助者.这篇

文章,介绍了一个新的 "头字语" - R A I D. 同时并定义了五种RAID代号- RAID level.

这篇文章的主要论题,是针对当时的硬盘科技,在容量及速度上,无法追上CPU及内存的发

展的现象,提出多种改善方法.因为长期来看,这种脚步的差距,会造成硬盘无法实时供应对资料的

急迫需要.

所以,它利用了各式技巧,将许多较小容量的硬盘,以RAID 技术,规划为一座大的硬盘机.同

时,在实际储存资料时,透过这项技术,将资料切割成多区段并分别同时存放于各个硬盘机上.在实

际读取资料时,也是同时自此多颗硬盘机读出资料.由此可见,这项技术 RAID, 着实提高了大型

硬盘的效率.

值得一提,它的观念,也提供了一套思考及开发的方向:资料容错.藉由"同位检核" Parity 的

概念及方法,能在该群数组硬盘中任一颗硬盘故障时,仍能读出资料,并可于数据重构时,将原故障

硬盘内之应有资料,经计算后置回替代的新硬盘中,使回复成原貌.

这篇文章也指出了许多在各不同代号型式的RAID,其开发上的问题,大多相关于强调"速度"

及"成本"上的改善.这和今日的数组供货商所多强调的"可靠性" Reliability 及"资料可供应性" D

ata Availability, 似乎有些不同.当然这也是因为时代背景的差异.不过,这也使得各磁盘阵列供货

商,各自有较大的发挥空间,针对容错性,成本,及效率,有不同的处理方式及结果.

RAID的分类

以下就几项基本的名词作一分项解释.

N颗硬盘

数组种类

英文简述

硬盘容错吗?

可用容量

RAID level 0

RAID level 1

RAID level 3

RAID level 4

RAID level 5

RAID level 0+1

Stripe / Span

Mirror

Parallel with Parity

Parallel with Parity

Striped with Rotating Parity

Mirror + Stripe

No

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes

N

N÷2

N?D1

N?D1

N?D1

N÷2

RAID level 0

这个代号是被定义为非容错的硬盘群组.而组构的多颗硬盘机,被依一定的切割区段,连贯成

一颗大容量的数组硬盘.它没有同位检核的位,所以无法救回因其中任一硬盘故障而毁损的整个

资料.

这是最有效率的一种数组类别,因为资料可以多个区段方式,在同一时间,将之分别存放在该

群所有数组硬盘里.在读取资料时,亦可在同一时间,由该群所有数组硬盘送出资料至数组控制器.

换言之,此种数组类型的效率,是与该群内数组硬盘数成正比.所以在读写强而集中的应用领域

(如:影音播放系统),可藉 RAID level 0 得到较佳的输出效率及品质