磁盘阵列卡教程全集 我爱买电脑配件批发网 我爱买电脑配件批发网 磁盘阵列教程全集 [我爱买电脑配件批发网（）收集整理发布。] [磁盘阵列(Disk Array) 1. 磁盘阵列原理 磁盘阵列中针对不同的应用使用的不同技术,称为 RAID level, RAID 是 Redundant Array of Inexpensive Disk...

　　我爱买电脑配件批发网 我爱买电脑配件批发网 磁盘阵列教程全集 [我爱买电脑配件批发网（）收集整理发布。] [磁盘阵列(Disk Array) 1. 磁盘阵列原理 磁盘阵列中针对不同的应用使用的不同技术,称为 RAID level, RAID 是 Redundant Array of Inexpensive Disks 的缩写,而每一 level 代

　　是 RAID 0~RAID 5。这个 level并不代表技术的高低,level 5并不高于 level 3,level 1也不低过 level 4,至于要选择那一种 RAID level 的产品,纯视用户的操作环境(operating environment)及应用(application)而定,与 level 的高 低没有必然的关系。RAID 0及 RAID 1适用于 PC及 PC相关的系统如小型的网络服务器(network server) 及需要高磁盘容量与快速磁盘存取的工作站等,因为比较便宜,但因一般人对磁盘阵列不了解,没有看到 磁盘阵列对他们价值,市场尚未打开;RAID 2及 RAID 3适用于大型电脑及影像、CAD/CAM等处理;RAID 5 多用于 OLTP,因有金融机构及大型数据处理中心的迫切需要,故使用较多而较有名气,但也因此形成很多 人对磁盘阵列的误解,以为磁盘阵列非要 RAID 5不可;RAID 4较少使用,因为两者有其共同之处,而 RAID 4 有其先天的限制。其他如 RAID 6,RAID 7,乃至 RAID 10 等,都是厂商各做各的,并无一致的标准,在此不 作说明。介绍各个 RAID level之前,先看看形成磁盘阵列的两个基本技术: 译为磁盘延伸,能确切的表示 disk spanning 这种技术的含义。如下图所示,DFTraid 磁盘阵列, 联接了四个磁盘: 这四个磁盘形成一个阵列(array),而磁盘阵列的(RAID controller)是将此四个磁盘视为单一的 磁盘,如 DOS环境下的 C:盘。这是 disk spanning的意义,因为把小容量的磁盘延伸为大容量的单一磁盘, 用户不必规划数据在各磁盘的分布,而且提高了磁盘空间的使用率。DFTraid 的 SCSI 磁盘阵列更可连接 几十个磁盘，形成数十 GB到数百 GB的阵列,使磁盘容量几乎可作无限的延伸;而各个磁盘一起作取存的 动作,比单一磁盘更为快捷。很明显的,有此阵列的形成而产生 RAID 的各种技术。我们也可从上图看出 inexpensive(便宜)的意义,因为四个 250MBbytes的磁盘比一个 1GBytes的磁盘要便宜,尤其以前大磁盘 的价格非常昴贵,但在磁盘越来越便宜的今天,inexpensive 已非磁盘阵列的重点,虽然对于需要大磁盘 容量的系统,仍是考虑的要点。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 我爱买电脑配件批发网 我爱买电脑配件批发网 磁盘 因为磁盘阵列是将同一阵列的多个磁盘视为单一的虚拟磁盘(virtual disk),所以其数据是以分段 (block or segment)的方式顺序存放在磁盘阵列中,如下图: 磁盘 0 磁盘 1 磁盘 2 磁盘 3 A0-A1 B0-B1 C0-C1 D0-D1 A2-A3 B2-B3 C2-C3 D2-D3 A4-A5 B4-B5 C4-C5 D4-C5 A6-A7 B6-B7 C6-C7 D6-D7 数据按需要分段,从第一个磁盘开始放,放到最後一个磁盘再回到第一个磁盘放起,直到数据分布完毕。至 于分段的大小视系统而定,有的系统或以 1KB最有效率,或以 4KB,或以 6KB,甚至是 4MB或 8MB的,但除非数 据小于一个扇区(sector,即 521bytes),否则其分段应是 512byte的倍数。因为磁盘的读写是以一个扇区为 单位,若数据小于 512bytes,系统读取该扇区后,还要做组合或分组(视读或写而定)的动作,浪费时间。从上 图我们可以看出,数据以分段于在不同的磁盘,整个阵列的各个磁盘可同时作读写,故数据分段使数据的存 取有最好的效率,理论上本来读一个包含四个分段的数据所需要的时间约=(磁盘的 access time +数据的 transfer time)X4次,现在只要一次就可以完成。 若以 N表示磁盘的数目,R表示读取,W表示写入,S表示可使用空间,则数据分段的性能为: R:N(可同时读取 所有磁盘) W:N(可同时写入所有磁盘) S:N(可利用所有的磁盘,并有最佳的使用率) Disk striping 也称为 RAID 0,很多人以为 RAID 0 没有甚么,其实这是非常错误的观念,因为 RAID 0 使磁 盘的输出入有最高的效率。而磁盘阵列有更好效率的原因除数据分段外,它可以同时执行多个输出入的要 求,因为阵列中的每一个磁盘都能独立动作,分段放在不同的磁盘,不同的磁盘可同时作读写,而且能在快 取内存及磁盘作并行存取(parallel access)的动作,但只有硬件的磁盘阵列才有此性能表现。 从上面两点我们可以看出,disk spanning定义了 RAID的基本形式,提供了一个便宜、灵活、高性能的系统 结构,而 disk striping解决了数据的存取效率和磁盘的利用率问

　　。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 我爱买电脑配件批发网 我爱买电脑配件批发网 是使用磁盘镜像(disk mirroring)的技术。磁盘镜像应用在 RAID 1之前就在很多系统中使用,它的 方式是在工作磁盘(working disk)之外再加一额外的备份磁盘(backup disk),两个磁盘所储存的数据完全 一样,数据写入工作磁盘的同时亦写入备份磁盘。磁盘镜像不见得就是 RAID 1,如 Novell NetWare 亦有提 供磁盘镜像的功能,但并不表示 NetWare有了 RAID 1的功能。一般磁盘镜像和 RAID 1有二点最大的不同: RAID 1 无工作磁盘和备份磁盘之分,多个磁盘可同时动作而有重叠(overlapping)读取的功能,甚至不同的 镜像磁盘可同时作写入的动作,这是一种最佳化的方式,称为负载平衡(load-balance)。例如有多个用户在 同一时间要读取数据,系统能同时驱动互相镜像的磁盘,同时读取数据,以减轻系统的负载,增加 I/O 的性 能。 RAID 1 的磁盘是以磁盘延伸的方式形成阵列,而数据是以数据分段的方式作储存,因而在读取时,它几乎和 RAID 0有同样的性能。从 RAID的结构就可以很清楚的看出 RAID 1和一般磁盘镜像的不同。 下图为 RAID 1,每一笔数据都储存两份 磁盘 0 磁盘 1 磁盘 0 磁盘 1 A0 A2 A4 B1 A1 A3 B0 B2 A0 A2 A4 B1 A1 A3 B0 B2 从上图可以看出: R:N(可同时读取所有磁盘) W:N/2(同时写入磁盘数) S:N/2(利用率) 读取数据时可用到所有的磁盘,充分发挥数据分段的优点;写入数据时,因为有备份,所以要写入两个磁盘, 其效率是 N/2,磁盘空间的使用率也只有全部磁盘的一半。 很多人以为 RAID 1要加一个额外的磁盘,形成浪费而不看好 RAID 1,事实上磁盘越来越便宜,并不见得造成 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 我爱买电脑配件批发网 我爱买电脑配件批发网 负担,况且 RAID 1 有最好的容错(fault tolerance)能力,其效率也是除 RAID 0 之外最好的。我们可视应 用的不同,在同一磁盘阵列中使用不同的 RAID level,如华艺科技公司的 DFTraid系列都可同一磁盘阵列中 定义八个逻辑磁盘(logic disk),分别使用不同的 RAID level,分为 C:,D:及 E:三个逻辑磁盘(或 LUN0,LUN1,LUN2). RAID 1完全做到了容错包括不停机(non-stop),当某一磁盘发生故障,可将此磁盘拆下来而不影向其他磁盘 的操作;待新的磁盘换上去之后,系统即时做镜像,将数据重新复上去,RAID 1在容错及存取的性能上是所有 RAID level之冠。 在磁盘阵列的技术上,从 RAID 1到 RAID 5,不停机的意思表示在工作时如发生磁盘故障,系统能持续工作而 不停顿,仍然可作磁盘的存取,正常的读写数据;而容错则表示即使磁盘故障,数据仍能保持完整,可让系统 存取到正确的数据,而 SCSI 的磁盘阵列更可在工作中抽换磁盘,并可自动重建故障磁盘的数据。磁盘阵列 之所以能做到容错及不停机,是因为它有冗余的磁盘空间可资利用,这也就是 Redundant的意义。 RAID 2 RAID 2 是把数据分散为位元(bit)或块(block),加入海明码 Hamming Code,在磁盘阵列中作间隔写入 (interleaving)到每个磁盘中,而且地址(address)都一样,也就是在各个磁盘中,其数据都在相同的磁道 (cylinder or track)及扇区中。RAID 2 的设计是使用共轴同步(spindle synchronize)的技术,存取数据 时,整个磁盘阵列一起动作,在各作磁盘的相同位置作平行存取,所以有最好的存取时间(access time),其 总线(bus)是特别的设计,以大带宽(band wide)并行传输所存取的数据,所以有最好的传输时间(transfer time)。在大型档案的存取应用,RAID 2 有最好的性能,但如果档案太小,会将其性能拉下来,因为磁盘的存 取是以扇区为单位,而 RAID 2的存取是所有磁盘平行动作,而且是作单位元的存取,故小于一个扇区的数据 量会使其性能大打折扣。RAID 2 是设计给需要连续且大量数据的电脑使用的,如大型电脑(mainframe to supercomputer)、作影像处理或 CAD/CAM的工作站(workstation)等,并不适用于一般的多用户环境、网络 服务器(network server),小型机或 PC。 RAID 2 的安全采用内存阵列(memory array)的技术,使用多个额外的磁盘作单位错误校正(single-bit correction)及双位错误检测(double-bit detection);至于需要多少个额外的磁盘,则视其所采用的方法 及结构而定,例如八个数据磁盘的阵列可能需要三个额外的磁盘,有三十二个数据磁盘的高档阵列可能需 要七个额外的磁盘。 RAID 3 RAID 3的数据储存及存取方式都和 RAID 2一样,但在安全方面以奇偶校验(parity check)取代海明码做错 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 我爱买电脑配件批发网 我爱买电脑配件批发网 误校正及检测,所以只需要一个额外的校检磁盘(parity disk)。奇偶校验值的计算是以各个磁盘的相对应 位作 XOR的逻辑运算,然后将结果写入奇偶校验磁盘,任何数据的修改都要做奇偶校验计算,如下图: 磁盘 0 磁盘 1 磁盘 2 磁盘 3 磁盘 4 A0 A4 B3 C2 A1 B0 B4 C3 A2 A1 C0 C4 A3 A2 C1 D0 P P P P 如某一磁盘故障,换上新的磁盘后,整个磁盘阵列(包括奇偶校验磁盘)需重新计算一次,将故障磁盘的数据 恢复并写入新磁盘中;如奇偶校验磁盘故障,则重新计算奇偶校验值,以达容错的要求. 较之 RAID 1 及 RAID 2,RAID 3 有 85%的磁盘空间利用率,其性能比 RAID 2 稍差,因为要做奇偶校验计算; 共轴同步的平行存取在读档案时有很好的性能,但在写入时较慢,需要重新计算及修改奇偶校验磁盘的内 容。RAID 3和 RAID 2有同样的应用方式,适用大档案及大量数据输出入的应用,并不适用于 PC及网络服务 器。 RAID 4 RAID 4也使用一个校验磁盘,但和 RAID 3不一样,如下图: 磁盘 0 磁盘 1 磁盘 2 磁盘 3 磁盘 4 A0-A1 B3-B4 D1-D2 A2-A3 C0-C1 D3-D4 A4-B0 C2-C3 B0-B1 B1-B2 C4-D0 B2-B3 P P P PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 我爱买电脑配件批发网 我爱买电脑配件批发网 是以扇区作数据分段,各磁盘相同位置的分段形成一个校验磁盘分段(parity block),放在校验磁 盘。这种方式可在不同的磁盘平行执行不同的读取命今,大幅提高磁盘阵列的读取性能;但写入数据时,因 受限于校验磁盘,同一时间只能作一次,启动所有磁盘读取数据形成同一校验分段的所有数据分段,与要写 入的数据做好校验计算再写入。即使如此,小型档案的写入仍然比 RAID 3 要快,因其校验计算较简单而非 作位(bit level)的计算;但校验磁盘形成 RAID 4 的瓶颈,降低了性能,因有 RAID 5 而使得 RAID 4 较少使 用。 RAID 5 RAID5避免了 RAID 4的瓶颈,方法是不用校验磁盘而将校验数据以循环的方式放在每一个磁盘中,如下图: 磁盘 0 磁盘 1 磁盘 2 磁盘 3 磁盘 4 P B3-B4 D1-D2 E4-F0 A0-A1 P D3-D4 F1-F2 A2-B3 C0-C1 P F3-F4 A4-B0 C2-C3 B0-B1 P B2-B2 C4-D0 B2-B3 G0-G1 磁盘阵列的第一个磁盘分段是校验值,第二个磁盘至后一个磁盘再折回第一个磁盘的分段是数据,然后第 二个磁盘的分段是校验值,从第三个磁盘再折回第二个磁盘的分段是数据,以此类推,直到放完为止。图中 的第一个 parity block是由 A0,A1...,B1,B2计算出来,第二个 parity block是由 B3,B4,...,C4,D0计 算出来,也就是校验值是由各磁盘同一位置的分段的数据所计算出来。这种方式能大幅增加小档案的存取 性能,不但可同时读取,甚至有可能同时执行多个写入的动作,如可写入数据到磁盘 1 而其 parity block 在磁盘 2,同时写入数据到磁盘 4 而其 parity block 在磁盘 1,这对联机交易处理(OLTP, on-line Transaction Processing)如银行系统、金融、等或大型数据库的处理提供了最佳的解决方案 (solution),因为这些应用的每一笔数据量小,磁盘输出入频繁而且必须容错。 事实上 RAID 5的性能并无如此理想,因为任何数据的修改,都要把同一 parity block的所有数据读出来 修改后,做完校验计算再写回去,也就是 RMW cycle(Read-Modify-Write cycle,这个 cycle没有包括校验 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 我爱买电脑配件批发网 我爱买电脑配件批发网 计算);正因为牵一而动全身,所以: R:N(可同时读取所有磁盘) W:1(可同时写入磁盘数) S:N-1(利用率) RAID 5 的控制比较复杂,尤其是利用硬件对磁盘阵列的控制,因为这种方式的应用比其他的 RAID level 要掌握更多的事情,有更多的输出入需求,既要速度快,又要处理数据,计算校验值,做错误校正等,所以价 格较高;其应用最好是 OLTP,至于用于 PC等,不见得有最佳的性能。 2.RAID的对比： 下面几个表列是 RAID的一些性质: 操作 工作模式 最少硬盘需求量 可用容量 RAID 0 磁盘延伸和数据分布 2 T RAID 1 数据分布和镜像 2 T/2 RAID 2 共轴同步,并行传输,ECC 3 T*(n-1)/n RAID 3 共轴同步,并行传输,Parity 3 T*(n-1)/n RAID 4 数据分布，固定 Parity 3 T*(n-1)/n RAID 5 数据分布，分布 Parity 3 T*(n-1)/n RAID的性能与可用性： RAID Level 用户数据利用率 Bandwidth Performance Transaction Performance 数据可用性 RAID 0 1 0.25 1 0.0005 RAID 1 0.5 0.25 0.85 1 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 我爱买电脑配件批发网 我爱买电脑配件批发网 以上数据基于 4个磁盘，传输块大小 1K，75%的读概率，数据可用性的计算基于同样的损坏概率 3.RAID的概述： RAID 0 没有任何额外的磁盘或空间作安全准备,所以一般人不重视它,这是误解,其实它有最好的效率及空 间利用率,对于追求效率的应用,非常理想,可同时用其他的 RAID level 或其他的备份方式以补其不足,保 护重要的数据。 RAID 1 有最佳的安全性,100%不停机,即使有一个磁盘损坏也能照常作业而不影向其效能(对能并行存取的 系统稍有影响),因为数据是作重复储存。RAID1 的并行读取几乎有 RAID 0 的性能,因为可同时读取相互镜 像的磁盘;写入也只比 RAID 0略逊,因为同时写入两个磁盘并没有增加多少工作。虽然 RAID 1要增加一倍 的磁盘做镜像,但作为采用磁盘阵列的进入点,它是最便宜的一个方案,是新设磁盘阵列的用户之最佳选 择。 RAID 5 在不停机及容错的表现都很好,但如有磁盘故障,对性能的影响较大,大容量的快取内存有助于维持 性能,但在 OLTP 的应用上,因为每一笔数据或记录(record)都很小,对磁盘的存取频繁,故有一定程度的影 响。某一磁盘故障时,读取该磁盘的数据需把共用同一 parity block 的所有数据及校验值读出来,再把故 障磁盘的数据计算出来;写入时,除了要重覆读取的程序外,还要再做校验值的计算,然后再写入更新的数 据及校验值;等换上新的磁盘,系统要计算整个磁盘阵列的数据以回复故障磁盘的数据,时间要很长,如系 统的工作负载很重的话,有很多输出入的需求在排队等候时,会把系统的性能拉下来。但如使用硬件磁盘阵 列的话,其性能就可以得到大幅度的改进,因为硬件磁盘阵列如 DFTraid系列本身有内置的 CPU与主机系统 并行运作,所有存取磁盘的输出入工作都在磁盘阵列本身完成,不花费主机的时间,配合磁盘阵列的快取内 存的使用,可以提高系统的整体性能,而优越的总线控制更能增加数据的传输速率,即使在磁盘故障的情况 下,主机系统的性能也不会有明显的降低。RAID 5要做的事情太多,所以价格较贵,不适于小系统,但如果是 大系统使用大的磁盘阵列的线却是最便宜的方案。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 我爱买电脑配件批发网 我爱买电脑配件批发网 总而言之,RAID 0及 RAID 1最适合 PC及图形工作站的用户,提供最佳的性能及最便宜的价格,所以 RAID 0 及 RAID 1多是使用 IDE界面,以低成本符合 PC市埸的需求。RAID 2及 RAID 3适用于大档案且输入输出需 求不频繁的应用如影像处理及 CAD/CAM等;而 RAID 5则适用于银行、金融、、数据库等大型数据处理 中心的 OLTP应用;RAID 4与 RAID 5有相同的特性及应用方式,但有其先天的限制,所以并不受推荐。 4.磁盘阵列的额外容错功能：Spare or Standby driver 事实上容错功能已成为磁盘阵列最受青睐的特性,为了加强容错的功能以及使系统在磁盘故障的情况下能 迅速的重建数据,以维持系统的性能,一般的磁盘阵列系统都可使用热备份(hot spare or hot standby driver)的 功能,所谓热备份是在建立(configure)磁盘阵列系统的时候,将其中一磁盘指定为后备磁盘,此一磁盘在平常 并不操作,但若阵列中某一磁盘发生故障时,磁盘阵列即以后备磁盘取代故障磁盘,并自动将故障磁盘的数据 重建(rebuild)在后备磁盘之上,因为反应快速,加上快取内存减少了磁盘的存取,所以数据重建很快即可完成, 对系统的性能影响不大。对于要求不停机的大型数据处理中心或控制中心而言,热备份更是一项重要的功能, 因为可避免晚间或无人持守时发生磁盘故障所引起的种种不便。 另一个额外的容错功能是坏扇区转移(bad sector reassignment)。坏扇区是磁盘故障的主要原因,通常磁盘在 读写时发生坏扇区的情况即表示此磁盘故障,不能再作读写,甚至有很多系统会因为不能完成读写的动作而 死机,但若因为某一扇区的损坏而使工作不能完成或要更换磁盘,则使得系统性能大打折扣,而系统的维护成 本也未免太高了。坏扇区转移是当磁盘阵列系统发现磁盘有坏扇区时,以另一空白且无故障的扇区取代该扇 区,以延长磁盘的使用寿命,减少坏磁盘的发生率以及系统的维护成本。所以坏扇区转移功能使磁盘阵列具 有更好的容错性,同时使整个系统有最好的成本效益比。其他如可外接电池备援磁盘阵列的快取内存,以避 免突然断电时数据尚未写回磁盘而损失;或在 RAID 1时作写入一致性的检查等,虽是小技术,但亦不可忽视。 5.硬件磁盘阵列卡的作用 过去十年来,CPU 的处理速度增加了五十倍有多,内存(memory)的存取速度亦大幅增加,而数据储存置--主 要是磁盘(hard disk)--的存取速度只增加了三、四倍,形成电脑系统的瓶颈,拉低了电脑系统的整体性能 (throughput),若不能有效的提升磁盘的存取速度,CPU、内存及磁盘间的不平衡将使 CPU 及内存的改进形 成浪费。 如何增加磁盘的存取(access)速度,如何防止数据因磁盘的故障而失落及如何有效的利用磁盘空间,一直 是电脑专业人员和用户的困扰;而大容量磁盘的价格非常昂贵,对用户形成很大的负担。磁盘阵列技术的产 生一举解决了这些问题。 目前改进磁盘存取速度的的方式主要有两种。一是磁盘快取控制(disk cache controller),它将从磁 盘读取的数据存在快取内存(cache memory)中以减少磁盘存取的次数,数据的读写都在快取内存中进行,大 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 我爱买电脑配件批发网 我爱买电脑配件批发网 幅增加存取的速度,如要读取的数据不在快取内存中,或要写数据到磁盘时,才做磁盘的存取动作。这种方 式在单工环境(single-tasking environment)如 DOS之下,对大量数据的存取有很好的性能(量小且频繁的 存取则不然),但在多工(multi-tasking)环境之下(因为要不停的作数据交换(swapping)的动作)或数据库 (database)的存取(因为每一记录都很小)就不能显示其性能。这种方式没有任何安全保障。 其二是使用 磁盘阵列的技术。磁盘阵列是把多个磁盘组成一个阵列,当作单一磁盘使用,它将数据以分段(striping)的 方式储存在不同的磁盘中,存取数据时,阵列中的相关磁盘一起动作,大幅减低数据的存取时间,同时有更 佳的空间利用率。磁盘阵列所利用的不同的技术,称为 RAID level,不同的 level针对不同的系统及应用, 以解决数据安全的问题。 一般高性能的磁盘阵列都是以硬件的形式来达成,进一步的把磁盘快取控制及磁盘阵列结合在一个 (RAID controller) 或控制卡上,针对不同的用户解决人们对磁盘输出入系统的四大要求: (1)增加 存取速度, (2)容错(fault tolerance),即安全性 (3)有效的利用磁盘空间; (4)尽量的平衡 CPU,内存及磁 盘的性能差异,提高电脑的整体工作性 6.硬件磁盘阵列还是软件磁盘阵列 市面上有所谓硬件磁盘阵列与软件磁盘阵列之分,因为软件磁盘阵列是使用一块SCSI卡与磁盘连接,一般用 户误以为是硬件磁盘阵列。以上所述主要是针对硬件磁盘阵列,其与软件磁盘阵列有几个最大的区别: l 一个完整的磁盘阵列硬件与系统相接。 l 内置 CPU,与主机并行运作,所有的 I/O 都在磁盘阵列中完成,减 轻主机的工作负载,增加系统整体性能。 l 有卓越的总线主控(bus mastering)及 DMA(Direct Memory Access) 能力,加速数据的存取及传输性能。 l 与快取内存结合在一起,不但增加数据的存取及传输性能,更因减少对 磁盘的存取而增加磁盘的寿命。 l 能充份利用硬件的特性,反应快速。 软件磁盘阵列是一个程序,在主机执行,透过一块 SCSI 卡与磁盘相接形成阵列,它最大的优点是便宜,因为没 有硬件成本(包括研发、生产、维护等),而 SCSI卡很便宜(亦有的软件磁盘阵列使用指定的很贵的 SCSI卡); 它最大的缺点是使主机多了很多进程(process),增加了主机的负担,尤其是输出入需求量大的系统。目前市面 上的磁盘阵列系统大部份是硬件磁盘阵列,软件磁盘阵列较少。 7.IDE磁盘阵列还是 SCSI磁盘阵列 目前使用在磁盘输出入的界面主要有两种: 1. IDE (Integrated Drive Electronics) 是广泛使用在 PC上的磁盘驱动器界面,一般而言,其传输速度从磁盘到 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 我爱买电脑配件批发网 我爱买电脑配件批发网 磁盘缓冲器(medium to drive buffer)是 1.5-2.5MB/Sec,从缓冲器到界面(drive buffer to drive interface)约 4.0-6.0MB/Sec,而且新的设计其速率有大幅的改进,如增强型 IDE界面(mode 4)在 PCI(Peripheral Component Interconnect)总线. SCSI (Small Computer Standard Interface) SCSI是较高级(high level)的界面,可用于主机,磁盘,磁带,打印机 等,因为是高阶的界面,规格较为复杂,一般自带,也较为复杂,这就是 SCSI磁盘为什么比 IDE磁盘费的 原因。但 SCSI界面能较有效的利用硬件特性而提高其速度。其还能对主机发给 SCSI磁盘的命令进 行缓冲、排队,并进行优化处理(命令队列)。现在较流行的是标准 SCSI-2 和 SCSI-3。有两种规格,FAST SCSI(SCSI-2)的同步传输速率为 10MB/Sec,数据传输宽度为 8 bit, WIDE SCSI的数据传输宽度可达 16-bit。 Ultra SCSI(SCSI-3)的同步传输速率为 20MB/Sec,Ultra Wide SCSI的同步传输速率为 40MB/Sec,数据传输宽 度可达 32-bit。SCSI磁盘有虽有较高的传输速度,但受限于磁盘的存取速度及磁盘至 SCSI界面的传输速度 而不能充分发挥其性能(因为磁盘的机械动作难于有大幅度的改进);其命令分析程序(command phase)也较 复杂。对单机来言，磁盘数量越多,主机找到特定的数据的时间越长,但对磁盘阵列来言,由于是多个磁盘一 起并行处理,则表现为磁盘数量越多,速度越快。 以上界面的直接反应是单任务时 IDE比 SCSI快,多任务时 SCSI较快,这可从用 IDE盘和 SCSI盘做多用户、 多任务的操作系统(如 UNIX、Windows/NT等)的系统盘时的启动时间的差别中明显看出。在单机时则不一 定。我们看一个界面是否较快,不应只看其传崐输速度的高低而应就整个输入/输出的

　　看,因为磁盘存取 的机械动作比不上电脑的传输速率。IDE界面简单,反应快速,用于 PC单机的小型的磁盘阵列其效果可能比 SCSI为佳;但较大型的磁盘阵列就非 SCSI界面莫属,因为阵列中的各个磁盘一起作存取的动作,能充分发挥 SCSI的传输速率快及多工的特点。 此外 IDE 因为其配线规格的关系,不能作热插拔(hot swap),也就是不能在工作中带电插拔磁盘,而其线缆即 使是增强型 IDE 也只有 18 寸,不能接在机箱之外,难于形成大的阵列,也就是只适用于 PC 低层次的用户。 SCSI 缆线在差分传输模式(differential transmission mode)下最大长度为 25 米,单端传输模式 (single-ended transmission mode)时最大长度为 6米,而一条 SCSI总线台系统或各种不同的装置,扩充性很强,可形 成很大的磁盘阵列空间;SCSI规格完备,容错能力很好,可带电插拔磁盘,是外接式装置无可取代的界面。 8. 磁盘阵列卡还是磁盘阵列 磁盘阵列控制卡一般用于小系统，供单机使用。与主机共用电源，在关闭主机电源时存在丢失 Cache中的 数据的的危险PP电子游戏。磁盘阵列控制卡只有常用总线方式的接口，其驱动程序与主机、主机所用的操作系统都有 关系，有软、硬件兼容性问题并潜在地增加了系统的不安定因素。在更换磁盘阵列卡时要冒磁盘损坏，资 料失落，随时停机的风险。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 我爱买电脑配件批发网 我爱买电脑配件批发网 独立式磁盘阵列控制一般用于较大型系统,可分为两种： 单通道磁盘阵列和多通道式磁盘阵列，单通道磁 盘阵列只能接一台主机，有很大的扩充限制。多通道磁盘阵列可接多个系统同时使用,以群集(cluster)的方 式共用磁盘阵列,这使内接式阵列控制及单接式磁盘阵列无用武之地。DFT 数据容错公司的 DFTraid Rack Mount和 DFTraid Tower等系统,都是独立形式的磁盘阵列子系统，其本身与主机系统的硬件及操作环境无 关，只通过 SCSI 线缆与主机相接，主机把它当作一般的磁盘，所有的输出入动作都在磁盘阵列上完成， 与主机的操作无关，所以可接任何可使用 SCSI界面的主机。DFTraid Rack Mount和 DFTraid Tower两系统 最多可有六个 SCSI通道，可同时连接 5台主机;而 DFTraid 5000系列则有 9个通道,可同时连接多达 8台主 机，使之一起共用磁盘阵列子系统。这种方式的磁盘阵列既可给单机使用，又可给群集多机使用，对用户 对增加阵列中的磁盘数量限制较小，并可用于备援及并行的容错电脑系统，特别适合较大的系统用户，使 这些用户可从封闭的环境中解放出来。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建

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