什麼是磁碟陣列?

想要請問;什麼叫做磁碟陣列?多半是使用在什麼地方?有哪些好處呢?

5 個解答

評分
  • 2 0 年前
    最佳解答

    磁碟陣列(Disk Array)簡介

    源起

      由於伺服器的大量運用,專業影音對大容量,高速儲存設備的需求,網路應用環境的普及,磁碟陣列系統遂成為近來中低階儲存設備的最佳選擇.

      目前市面上磁碟陣列系統的組成,幾乎都是依循 RAID Advisory Board 所定義的RAID 規格而製造.不同的 RAID level 有其不同的應用環境,不過大體而言,磁碟陣列系統是在提供大容量及高效能的儲存設備,同時可以提高資料的妥善性.

    RAID

    RAID 是 Redundant Array of Inexpensive Drives 的縮寫. 1988年, 由David A. Patterson , Randy H.Katz,及Garth Gibson 等加大伯克萊分校的研究學者,發表了一篇文章: A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks", 這篇文章, 產生了一個新的名詞 - R A I D,同時,定義了RAID的五種模式. RAID level 1-5.

      在發表當時,這些學者研究的目標,主要是在為系統尋找一個較便宜的解決方案-可以用較低容量而且較便宜的硬碟機,組合成大容量,較佳效率的磁碟機次系統,以取代昂貴的大容量硬碟,資料安全性在當時倒不是最重要的著眼點.

      在現在的使用環境中,磁碟機的價格快速滑落,效能也有明顯提昇.RAID的磁碟機系統,由於具備容錯能力,可以提高資料信賴性;整合各個磁碟機後,整體的效能也能提昇,遂成為中高階應用環境中的必要配備了

    一般來說, RAID 磁碟陣列具備以下的優點:

    · ¤ 集合數個硬碟機成為一個虛擬的大容量硬碟

    · ¤ 將資料分成數個區段,同步的對數個磁碟機做讀/寫,增加磁碟存取時的速度. 在 RAID 3/5 系統中, 磁碟機數目越多,其儲存的速度愈快.

  • 匿名使用者
    6 年前

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  • 2 0 年前

    這是我看過回答最長的..~"~

  • 匿名使用者
    2 0 年前

    磁碟陣列(Disk Array)簡介

    源起

      由於伺服器的大量運用,專業影音對大容量,高速儲存設備的需求,網路應用環境的普及,磁碟陣列系統遂成為近來中低階儲存設備的最佳選擇.

      目前市面上磁碟陣列系統的組成,幾乎都是依循 RAID Advisory Board 所定義的RAID 規格而製造.不同的 RAID level 有其不同的應用環境,不過大體而言,磁碟陣列系統是在提供大容量及高效能的儲存設備,同時可以提高資料的妥善性.

    RAID

    RAID 是 Redundant Array of Inexpensive Drives 的縮寫. 1988年, 由David A. Patterson , Randy H.Katz,及Garth Gibson 等加大伯克萊分校的研究學者,發表了一篇文章: A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks", 這篇文章, 產生了一個新的名詞 - R A I D,同時,定義了RAID的五種模式. RAID level 1-5.

      在發表當時,這些學者研究的目標,主要是在為系統尋找一個較便宜的解決方案-可以用較低容量而且較便宜的硬碟機,組合成大容量,較佳效率的磁碟機次系統,以取代昂貴的大容量硬碟,資料安全性在當時倒不是最重要的著眼點.

      在現在的使用環境中,磁碟機的價格快速滑落,效能也有明顯提昇.RAID的磁碟機系統,由於具備容錯能力,可以提高資料信賴性;整合各個磁碟機後,整體的效能也能提昇,遂成為中高階應用環境中的必要配備了

    一般來說, RAID 磁碟陣列具備以下的優點:

    · ¤ 集合數個硬碟機成為一個虛擬的大容量硬碟

    · ¤ 將資料分成數個區段,同步的對數個磁碟機做讀/寫,增加磁碟存取時的速度. 在 RAID 3/5 系統中, 磁碟機數目越多,其儲存的速度愈快.

    ¤ 鏡射或同位元檢測模式能提供容錯功能.

    "磁碟陣列", 或說是 "硬碟陣列", 或是 "磁盤陣列", 在今天, 相信已經不再是那麼令人感到陌生了. 因為在這幾年來, 國內的網路伺服器之成長迅速, 相隨的對資料之安全性, 也更加重視和要求.

    固然, 每日的磁帶或其他媒體方式的備份仍然重要, 但對於硬碟故障後的恢復間隔, 也希望在可接受範圍內, 得到最大的縮短. 此時最好的方案, 則非磁碟陣列莫屬. 因為磁碟陣列的優點:

    具有單一大容量的好處, 提供了硬碟容錯功能, 易於管理的優點.

    我們由美國Disk Trend公司的資料上得到, 磁碟陣列產值從 1993年的28億美元, 到1996年的107億美元, 同時更預估每年將以12% 左右成長率, 在世界各地裝設. 這肯定了它的重要性及必要性.

     

    源由:

    1987年, 有一群研究者在美國 University of California - Berkeley 發表了一篇文章: A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks", 而 IBM 是此一專案研究的主要協助者. 這篇文章, 介紹了一個新的 "頭字語" - R A I D. 同時並定義了五種 RAID 代號 - RAID level.

    這篇文章的主要論題, 是針對當時的硬碟科技, 在容量及速度上, 無法追上CPU 及記憶體的發展的現象, 提出多種改善方法. 因為長期來看, 這種腳步的差距, 會造成硬碟無法即時供應對資料的急迫需要. 所以, 它利用了各式技巧, 將許多較小容量的硬碟, 以 RAID 技術, 規劃為一座大的硬碟機. 同時, 在實際儲存資料時, 透過這項技術, 將資料切割成多區段並分別同時存放於各個硬碟機上. 在實際讀取資料時, 也是同時自此多顆硬碟機讀出資料. 由此可見, 這項技術 RAID, 著實提高了大型硬碟的效率.

    值得一提, 它的觀念, 也提供了一套思考及開發的方向: 資料容錯. 藉由 "同位檢核" Parity 的概念及方法, 能在該群陣列硬碟中任一顆硬碟故障時, 仍能讀出資料, 並可於資料重建時, 將原故障硬碟內之應有資料, 經計算後置回替代的新硬碟中, 使回復成原貌.

    這篇文章也指出了許多在各不同代號型式的 RAID, 其開發上的問題, 大多相關於強調 "速度" 及 "成本" 上的改善. 這和今日的陣列供應商所多強調的 "可靠性" Reliability 及 "資料可供應性" Data Availability, 似乎有些不同. 當然這也是因為時代背景的差異. 不過, 這也使得各磁碟陣列供應商, 各自有較大的發揮空間, 針對容錯性, 成本, 及效率, 有不同的處理方式及結果.

    例如: 在主要系統供應商方面, 如 IBM, DEC, Compaq, NCR, DG 等, 都有其自己的磁碟陣列產品, 以應用於其本公司各級大/中/小型系統, 並擴及連接至其他廠牌系統的產品. 而在專業磁碟陣列供應商中, 如 EMC, CMD, DPT, IPL, ... 等, 也各自有適用於各級系統的陣列產品. 而這些主要磁碟陣列供應商的產品, 則佔了陣列產品超過 90% 的總銷售值 (1996年的資料).

    RAID level 0 -

    這個代號是被定義為非容錯的硬碟群組. 而組構的多顆硬碟機, 被依一定的切割區段, 連貫成一顆大容量的陣列硬碟. 它沒有同位檢核的位元, 所以無法救回因其中任一硬碟故障而毀損的整個資料.

    這是最有效率的一種陣列類別, 因為資料可以多個區段方式, 在同一時間, 將之分別存放在該群所有陣列硬碟裡. 在讀取資料時, 亦可在同一時間, 由該群所有陣列硬碟送出資料至陣列控制器. 換言之, 此種陣列類型的效率, 是與該群內陣列硬碟數成正比. 所以在讀寫強而集中的應用領域 (如: 影音播放系統), 可藉 RAID level 0 得到較佳的輸出效率及品質.

    RAID level 1 -

    就是 "磁碟鏡像" Disk Mirroring. 它可將兩顆硬碟機為一組, 在有資料欲寫入時, 在同一時間將之存放在本組的兩顆硬碟中, 所以在同 "鏡像對" Mirrored Pair 中的兩硬碟, 其內部資料是完全一樣的. 而在讀取資料時, 則可自兩顆硬碟同時讀出, 即使是來自不同的用戶端所提出之不同讀取要求.

    這一型式的磁碟陣列, 不但不會降低寫入的速度, 更能提高讀取的效率. 事實上, 它是容錯型式的磁碟陣列中, 效率最高的. 不過其硬碟機的容量利用率, 則只有實際容量的一半. 所以, RAID level 1 常應用於高安全要求的多人使用環境, 例如: 作業系統磁碟 OS Disk.

     

    RAID level 0+1 -

    這是一種 Dual Level RAID, 也有人稱之為 RAID level 10. 這可不是 "十", 它是 "零加一", 亦即是兩組依一定的切割區段, 連貫成不同的兩顆大容量的陣列硬碟, 互相為 "鏡像". 在每次寫入資料, 磁碟陣列控制器會將資料同時寫入該兩組 "大容量陣列硬碟組" 內.

    同 RAID level 1 一樣, 雖然其硬碟使用率亦只有 50%, 但它卻是最具高效率的規劃方式. 真理: 真正的 "安全性" 加 "速度" 是建立在成本上的.

     

    RAID level 3 -

    這種規劃方式, 常用在繪圖, 影像處理, … 等, 對資料進行大量讀或寫的應用領域. 它由陣列控制器內建的 XOR 邏輯, 根據切割之區段大小, 計算出同位檢核位元或位元組. 這項功能, 提供了資料容錯效果. 而這個區段的大小, 是以bit 或 byte 為單位.

    每項資料中的同位檢核資料, 統一存放在一特定的同位碟 (Parity Disk)上. 而資料則是分別散存在各資料碟 Data Disk內. 單從少部份的資料碟, 是無法取得完整原資料的.

     

    RAID level 4 -

    跟上述的 level 3 大部份相同. 不過其支援的區段大小相當多樣, 是以 block 為單位計算的. 它可以是單一 block 為區段, 也有以多個 block 為區段大小. 所以有些資料是可以從某資料碟中取得, 這促成一個較 RAID level 3 優勢的是: 允許 "重疊讀取" Overlapped Read Operation.

    但是在作寫入時, 因為需同時更新 "同位碟" 的資訊, 所以不具有 "重疊寫入" 的能力. 換言之, 在同時間中多筆資料要求寫入時, 因為每筆資料之同位資訊需寫在同一顆 "同位碟" 中, 所以並不會有任何速度的優勢.

    所以在一般使用多人資料庫 (如: 醫院掛號系統, 多櫃檯大型賣場, ...), RAID level 4 是較不適合的規劃. 但是在如: 電腦繪圖, 非線性剪接, 動畫處理, 數位圖書館, ... 等用途上, 這樣的規劃, 卻是最佳的選擇.

     

    RAID level 5 -

    通常亦為 "輪轉同位型陣列" Rotating Parity Array. 它和 RAID level 4 一樣的, 在每次的寫入前, 由陣列控制器內建的 XOR 邏輯, 根據切割之區段大小 (單一或多個 block 為單位), 計算出同位檢核資訊. 每項資料中 (以 Stripe 為單位) 的同位檢核資料, 隨著資料分別散存在各陣列硬碟內, 沒有特定同位碟. 相較於上述 RAID level 4, 這個型式可允許多個寫入, 因為這多個寫入動作時, 同位資訊是置在不同的陣列硬碟中.

    但是在讀取資料時, 每項資料可能是直接來自各具該項資料的硬碟中, 但也可能是會讀入同位資訊, 而必需經由 XOR 的計算. 在連續大型檔案要求輸出時, 它顯然稍有不利.

    http://www.infomail.com.tw/ra2.htm

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  • 匿名使用者
    2 0 年前

    你可以參考以下網址

    http://www.epoch.com.tw/Hardware/tech/tech-1/diska...

    裡面有詳細解說

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