??? RAID(Redundant Array of Independent Disk)：獨立冗余磁盤陣列。該技術是加州大學伯克利分校1987年提出，最初是為了組合小的廉價磁盤來代替大的昂貴磁盤，同時希望磁盤失效時不會使對數據的訪問受損失而開發出一定水平的數據保護技術。RAID就是一種由多塊廉價磁盤構成的冗余陣列，在操作系統下是作為一個獨立的大型存儲設備出現。RAID可以充分發揮出多塊硬盤的優勢，可以提升硬盤速度，增大容量,提供容錯功能夠確保數據安全性，易于管理的優點，在任何一塊硬盤出現問題的情況下都可以繼續工作，不會受到損壞硬盤的影響。
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??? RAID有以下集中工作模式：
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??? 1、RAID 0
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??? 即Data Stripping數據分條技術。RAID 0可以把多塊硬盤連成一個容量更大的硬盤群，可以提高磁盤的性能和吞吐量。數據按系統規定的“段”（Segment）為單位依次寫入多個硬盤，例如數據段1寫入硬盤0，段2寫入硬盤1，段3寫入硬盤2等等。當數據寫完最后一個硬盤時，它就重新從盤0的下一可用段開始寫入，寫數據的全過程按此重復直至數據寫完。
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??? 由于硬盤分段的方法，是把數據立即寫入（讀出）多個硬盤，因此它的速度比較快。實際上，數據的傳輸是順序的，但多個讀（或寫）操作則可以相互重迭進行。這就是說，正當段1在寫入驅動器0時，段2寫入驅動器1的操作也開始了；而當段2尚在寫盤驅動器1時，段3數據已送驅動器2；如此類推，在同一時刻有幾個盤（即使不是所有的盤）在同時寫數據。因為數據送入盤驅動器的速度要遠大于寫入物理盤的速度。因此只要根據這個特點編制出控制軟件，就能實現上述數據同時寫盤的操作。
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??? RAID 0沒有冗余或錯誤修復能力，成本低，要求至少兩個磁盤，一般只是在那些對數據安全性要求不高的情況下才被使用。
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??? 2、RAID 1
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??? RAID 1稱為磁盤鏡像：把一個磁盤的數據鏡像到另一個磁盤上，在不影響性能情況下最大限度的保證系統的可靠性和可修復性上，具有很高的數據冗余能力，但磁盤利用率為50%，故成本最高，多用在保存關鍵性的重要數據的場合。RAID 1有以下特點：
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??? 1、RAID 1的每一個磁盤都具有一個對應的鏡像盤，任何時候數據都同步鏡像，系統可以從一組鏡像盤中的任何一個磁盤讀取數據。
??? 2、磁盤所能使用的空間只有磁盤容量總和的一半，系統成本高。
??? 3
、只要系統中任何一對鏡像盤中至少有一塊磁盤可以使用，甚至可以在一半數量的硬盤出現問題時系統都可以正常運行。
??? 4、出現硬盤故障的RAID系統不再可靠，應當及時的更換損壞的硬盤，否則剩余的鏡像盤也出現問題，那么整個系統就會崩潰。
??? 5
、更換新盤后原有數據會需要很長時間同步鏡像，外界對數據的訪問不會受到影響，只是這時整個系統的性能有所下降。
??? 6
、RAID 1磁盤控制器的負載相當大，用多個磁盤控制器可以提高數據的安全性和可用性。
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??? 3、RAID 0+1
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??? 把RAID 0和RAID 1技術結合起來，數據除分布在多個盤上外，每個盤都有其物理鏡像盤，提供全冗余能力，允許一個以下磁盤故障，而不影響數據可用性，并具有快速讀
/寫能力。RAID0+1要在磁盤鏡像中建立帶區集至少4個硬盤。
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??? 4、RAID 2
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??? 電腦在寫入數據時在一個磁盤上保存數據的各個位，同時把一個數據不同的位運算得到的海明校驗碼保存另一組磁盤上，由于海明碼可以在數據發生錯誤的情況下將錯誤校正，以保證輸出的正確。但海明碼使用數據冗余技術，使得輸出數據的速率取決于驅動器組中速度最慢的磁盤。RAID2控制器的設計簡單。
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??? 5、RAID 3
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??? RAID 3使用一個專門的磁盤存放所有的校驗數據，而在剩余的磁盤中創建帶區集分散數據的讀寫操作。
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??? 當一個完好的RAID 3系統中讀取數據，只需要在數據存儲盤中找到相應的數據塊進行讀取操作即可。但當向RAID 3寫入數據時，必須計算與該數據塊同處一個帶區的所有數據塊的校驗值，并將新值重新寫入到校驗塊中，這樣無形雖增加系統開銷。
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??? 當一塊磁盤失效時，該磁盤上的所有數據塊必須使用校驗信息重新建立，如果所要讀取的數據塊正好位于已經損壞的磁盤，則必須同時讀取同一帶區中的所有其它數據塊，并根據校驗值重建丟失的數據，這使系統減慢。當更換了損壞的磁盤后，系統必須一個數據塊一個數據塊的重建壞盤中的數據，整個系統的性能會受到嚴重的影響。
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??? RAID 3最大不足是校驗盤很容易成為整個系統的瓶頸，對于經常大量寫入操作的應用會導致整個RAID系統性能的下降。RAID 3適合用于數據庫和WEB服務器等。
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??? 6、RAID 4
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??? RAID 4即帶奇偶校驗碼的獨立磁盤結構，RAID 4和RAID 3很象，它對數據的訪問是按數據塊進行的，也就是按磁盤進行的，每次是一個盤，RAID 4的特點和RAID 3也挺象，不過在失敗恢復時，它的難度可要比RAID 3大得多了，控制器的設計難度也要大許多，而且訪問數據的效率不怎么好。
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??? 7、RAID 5
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??? RAID 5把校驗塊分散到所有的數據盤中。RAID 5使用了一種特殊的算法，可以計算出任何一個帶區校驗塊的存放位置。這樣就可以確保任何對校驗塊進行的讀寫操作都會在所有的RAID磁盤中進行均衡，從而消除了產生瓶頸的可能。
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??? RAID5的讀出效率很高，寫入效率一般，塊式的集體訪問效率不錯。RAID 5提高了系統可靠性，但對數據傳輸的并行性解決不好，而且控制器的設計也相當困難。
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????這種方法將提高硬盤子系統的事務處理速度。所謂事務處理，是指處理從許多不同用戶來的多個硬盤I/O操作，由于可能同時有很多用戶與硬盤打交道，迅速向硬盤寫入數據，有時幾乎是同時進行的，這種情況下，用分布式奇偶盤的方式比起用專用奇偶盤，瓶頸效應發生的可能性要小。
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????對硬盤操作來說，RAID 5的寫性能比不上直接硬盤分段（指沒有校驗信息的RAID 0）。因為產生或存儲奇偶碼需要一些額外操作。例如，在修改一個硬盤上的數據時，其它盤上對應段的數據（即使是無關的數據）也要讀入主機，以便產生必要的奇偶信息。奇偶段產生后（這要花一些時間），我們要將更新的數據段和奇偶段寫入硬盤，這通常稱為讀－修改－寫策略。因此，雖然RAID 5比RAID 0優越，但就寫性能來說，RAID 5不如RAID 0
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??? 采用RAID 5時，對于5個硬盤的數組，有大約20%的硬盤空間用于存放奇偶碼，而十個硬盤的數組只有約10%的空間存放奇偶碼。在可用空間總的格式化空間的意義上來說，硬盤系統中的硬盤越多該系統就越省錢。
總之，RAID 5把硬盤分段和奇偶冗余技術的優點結合在一起，這樣的硬盤子系統特別適合于事務處理環境，例如民航售票處，汽車出租站，銷售系統的終端，等等。在某些場合，可優先考慮RAID 1（在那些寫數據比讀數據更頻繁的情況）。但許多情況，RAID 5提供了將高性能，低價格和數據安全性綜合在一起的解決辦法。
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??? 8、RAID 6
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??? RAID 6即帶有兩種分布存儲的奇偶校驗碼的獨立磁盤結構，它是對RAID 5的擴展，主要是用于要求數據絕對不能出錯的場合，使用了二種奇偶校驗值，所以需要N+2個磁盤，同時對控制器的設計變得十分復雜，寫入速度也不好，用于計算奇偶校驗值和驗證數據正確性所花費的時間比較多，造成了不必須的負載，很少人用。
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??? 9、RAID 7
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??? RAID 7即優化的高速數據傳送磁盤結構，它所有的I/O傳送均是同步進行的，可以分別控制，這樣提高了系統的并行性和系統訪問數據的速度；
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??? 每個磁盤都帶有高速緩沖存儲器，實時操作系統可以使用任何實時操作芯片，達到不同實時系統的需要。允許使用SNMP協議進行管理和監視，可以對校驗區指定獨立的傳送信道以提高效率。
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??? RAID 7可以連接多臺主機，當多用戶訪問系統時，訪問時間幾乎接近于0。但如果系統斷電，在高速緩沖存儲器內的數據就會全部丟失，因此需要和UPS一起工作，RAID 7系統成本很高。
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??? 10、RAID 10
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??? RAID 10即高可靠性與高效磁盤結構，它是一個帶區結構加一個鏡象結構，可以達到既高效又高速的目的。這種新結構的價格高，可擴充性不好。
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??? RAID 10可以簡單得理解為RAID?1 + RAID 0，先鏡像后條帶，而RAID 0+1是：先條帶后鏡像。如圖所示：
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??? 總體來說，RAID10的性能和安全性都是優于RAID 0+1的
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??? 列舉一下磁盤陣列技術術語：
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硬盤鏡像(Disk Mirroring)：硬盤鏡像最簡單的形式是，一個主機控制器帶二個互為鏡像的硬盤。數據同時寫入二個硬盤，二個硬盤上的數據完全相同，因此一個硬盤故障時，另一個硬盤可提供數據。
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??? 硬盤數據跨盤(Disk Spanning)：利用這種技術，幾個硬盤看上去像是一個大硬盤；這個虛擬盤可以把數據跨盤存儲在不同的物理盤上，用戶不需關心哪個盤上存有他需要的數據。
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??? 硬盤數據分段(Disk Striping)：數據分散存儲在幾個盤上。數據的第一段放在盤0，第2段放在盤1，……直至達到硬盤鏈中的最后一個盤，然后下一個邏輯段將放在硬盤0，再下一個邏輯段放在盤1，如此循環直至完成寫操作。
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??? 雙控(Duplexing)：這里指的是用二個控制器來驅動一個硬盤子系統。一個控制器發生故障，另一個控制器馬上控制硬盤操作。此外，如果編寫恰當的控制器軟件，可實現不同的硬盤驅動器同時工作。
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??? 容錯(Fault Tolerant)：具有容錯功能的機器有抗故障的能力。例如RAID 1鏡像系統是容錯的，鏡像盤中的一個出故障，硬盤子系統仍能正常工作。
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??? 主機控制器(Host Adapter)：這里指的是使主機和外設進行數據交換的控制部件（如SCSI控制器）。
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??? 熱修復(Hot Fix)：指用一個硬盤熱備份來替換發生的故障的硬盤。要注意故障盤并不是真正地被物理替換了。用作熱備份的盤被加載上故障盤原來的數據，然后系統恢復工作。
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??? 熱補(Hot Patch)：具有硬盤熱備份，可隨時替換故障盤的系統。
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??? 熱備份(Hot Spare)：與CPU系統電連接的硬盤，它能替換下系統中的故障盤。與冷備份的區別是，冷備份盤平時與機器不相連接，硬盤故障時才換下故障盤。
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??? 平均數據丟失時間(MTBDL－Mean Time Between Data Loss)：發生數據丟失的事件間的平均時間。
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??? 平均無故障工作時間(MTBF－Mean Time Between Failure或MTIF)：設備平均無故障運行時間。
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??? 廉價冗余磁盤陣列(RAID－Redundant Array of Inexpensive Drives)：一種將多個廉價硬盤組合成快速，有容錯功能的硬盤子系統的技術。
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??? 系統重建(Reconstruction or Rebuild)：一個硬盤發生故障后，從其它正確的硬盤數據和奇偶信息恢復故障盤數據的過程。
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??? 恢復時間(Reconstruction Time)：為故障盤重建數據所需要的時間。
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??? 單個大容量硬盤(SLED－Singe Expensive Drive)：就是一個大硬盤。
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??? 傳輸速率(Transfer Rate)：指在不同條件下存取數據的速度。
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??? 虛擬盤(Virtual Disk)：與虛擬存儲器類似，虛擬盤是一個概念盤，用戶不必關心他的數據寫在哪個物理盤上。虛擬盤一般跨越幾個物理盤，但用戶看到的只是一個盤。
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-The End-