raid简介

raid简介
一．Raid定义
　　RAID(Redundant Array of Independent Disk 独立冗余磁盘阵列)技术是加州大学伯克利分校1987年

提出，最初是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘，同时希望磁盘失效时不会使对数据的访问受损

失而开发出一定水平的数据保护技术。RAID就是一种由多块廉价磁盘构成的冗余阵列，在操作系统下是作

为一个独立的大型存储设备出现。RAID可以充分发挥出多块硬盘的优势，可以提升硬盘速度，增大容量,

提供容错功能够确保数据安全性，易于管理的优点，在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作，

不会受到损坏硬盘的影响。
二、RAID的几种工作模式
1、RAID0
　　 即Data Stripping数据分条技术。RAID 0可以把多块硬盘连成一个容量更大的硬盘群，可以提高磁

盘的性能和吞吐量。RAID 0没有冗余或错误修复能力，成本低，要求至少两个磁盘，一般只是在那些对数

据安全性要求不高的情况下才被使用。
（1）、RAID 0最简单方式
　　 就是把x块同样的硬盘用硬件的形式通过智能磁盘控制器或用操作系统中的磁盘驱动程序以软件的方

式串联在一起，形成一个独立的逻辑驱动器，容量是单独硬盘的x倍,在电脑数据写时被依次写入到各磁盘

中，当一块磁盘的空间用尽时，数据就会被自动写入到下一块磁盘中，它的好处是可以增加磁盘的容量。

速度与其中任何一块磁盘的速度相同，如果其中的任何一块磁盘出现故障，整个系统将会受到破坏，可靠

性是单独使用一块硬盘的1/n。
（2）、RAID 0的另一方式
　　是用n块硬盘选择合理的带区大小创建带区集，最好是为每一块硬盘都配备一个专门的磁盘控制器,在

电脑数据读写时同时向n块磁盘读写数据,速度提升n倍。提高系统的性能。
2、RAID 1
　　RAID 1称为磁盘镜像：把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上，在不影响性能情况下最大限度的保证

系统的可靠性和可修复性上，具有很高的数据冗余能力，但磁盘利用率为50%，故成本最高，多用在保存

关键性的重要数据的场合。RAID 1有以下特点： 　
　　 （1）、RAID 1的每一个磁盘都具有一个对应的镜像盘，任何时候数据都同步镜像，系统可以从一组

镜像盘中的任何一个磁盘读取数据。
　　（2）、磁盘所能使用的空间只有磁盘容量总和的一半，系统成本高。
　　（3）、只要系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用，甚至可以在一半数量的硬盘出现问

题时系统都可以正常运行。
　　（4）、出现硬盘故障的RAID系统不再可靠，应当及时的更换损坏的硬盘，否则剩余的镜像盘也出现

问题，那么整个系统就会崩溃。
　　（5）、更换新盘后原有数据会需要很长时间同步镜像，外界对数据的访问不会受到影响，只是这时

整个系统的性能有所下降。
　　（6）、RAID 1磁盘控制器的负载相当大，用多个磁盘控制器可以提高数据的安全性和可用性。
3、RAID0+1
　 把RAID0和RAID1技术结合起来，数据除分布在多个盘上外，每个盘都有其物理镜像盘，提供全冗余能

力，允许一个以下磁盘故障，而不影响数据可用性，并具有快速读/写能力。RAID0+1要在磁盘镜像中建立

带区集至少4个硬盘。
4、RAID2
　　电脑在写入数据时在一个磁盘上保存数据的各个位，同时把一个数据不同的位运算得到的海明校验码

保存另一组磁盘上，由于海明码可以在数据发生错误的情况下将错误校正，以保证输出的正确。但海明码

使用数据冗余技术，使得输出数据的速率取决于驱动器组中速度最慢的磁盘。RAID2控制器的设计简单。
5、RAID3：带奇偶校验码的并行传送
　　RAID 3使用一个专门的磁盘存放所有的校验数据，而在剩余的磁盘中创建带区集分散数据的读写操作

。当一个完好的RAID 3系统中读取数据，只需要在数据存储盘中找到相应的数据块进行读取操作即可。但

当向RAID 3写入数据时，必须计算与该数据块同处一个带区的所有数据块的校验值，并将新值重新写入到

校验块中，这样无形虽增加系统开销。当一块磁盘失效时，该磁盘上的所有数据块必须使用校验信息重新

建立，如果所要读取的数据块正好位于已经损坏的磁盘，则必须同时读取同一带区中的所有其它数据块，

并根据校验值重建丢失的数据，这使系统减慢。当更换了损坏的磁盘后，系统必须一个数据块一个数据块

的重建坏盘中的数据，整个系统的性能会受到严重的影响。RAID 3最大不足是校验盘很容易成为整个系统

的瓶颈，对于经常大量写入操作的应用会导致整个RAID系统性能的下降。RAID 3适合用于数据库和WEB服

务器等。
6、 RAID4
　　RAID4即带奇偶校验码的独立磁盘结构，RAID4和RAID3很象，它对数据的访问是按数据块进行的，也

就是按磁盘进行的，每次是一个盘，RAID4的特点和RAID3也挺象，不过在失败恢复时，它的难度可要比

RAID3大得多了，控制器的设计难度也要大许多，而且访问数据的效率不怎么好。
7、 RAID5
　　RAID 5把校验块分散到所有的数据盘中。RAID 5使用了一种特殊的算法，可以计算出任何一个带区校

验块的存放位置。这样就可以确保任何对校验块进行的读写操作都会在所有的RAID磁盘中进行均衡，从而

消除了产生瓶颈的可能。RAID5的读出效率很高，写入效率一般，块式的集体访问效率不错。RAID 5提高

了系统可靠性，但对数据传输的并行性解决不好，而且控制器的设计也相当困难。
8、RAID6
　　RAID6即带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构，它是对RAID5的扩展，主要是用于要求数据

绝对不能出错的场合，使用了二种奇偶校验值，所以需要N+2个磁盘，同时对控制器的设计变得十分复杂

，写入速度也不好，用于计算奇偶校验值和验证数据正确性所花费的时间比较多，造成了不必须的负载，

很少人用。
9、 RAID7
　　RAID7即优化的高速数据传送磁盘结构，它所有的I/O传送均是同步进行的，可以分别控制，这样提高

了系统的并行性和系统访问数据的速度；每个磁盘都带有高速缓冲存储器，实时操作系统可以使用任何实

时操作芯片，达到不同实时系统的需要。允许使用SNMP协议进行管理和监视，可以对校验区指定独立的传

送信道以提高效率。可以连接多台主机，当多用户访问系统时，访问时间几乎接近于0。但如果系统断电

，在高速缓冲存储器内的数据就会全部丢失，因此需要和UPS一起工作，RAID7系统成本很高。
10、 RAID10
RAID10即高可靠性与高效磁盘结构它是一个带区结构加一个镜象结构，可以达到既高效又高速的目的。这

种新结构的价格高，可扩充性不好。
11、 RAID53
RAID7即高效数据传送磁盘结构，是RAID3和带区结构的统一，因此它速度比较快，也有容错功能。但价格

十分高，不易于实现。

三、应用RAID技术
　　要使用磁盘RAID主要有两种方式，第一种就是RAID适配卡，通过RAID适配卡插入PCI插槽再接上硬盘

实现硬盘的RAID功能。第二种方式就是直接在主板上集成RAID控制芯片，让主板能直接实现磁盘RAID。这

种方式成本比专用的RAID适配卡低很多。
此外还可以用2k or xp or linux系统做成软raid.
　　个人使用磁盘RAID主要是用RAID0、 RAID1或RAID0＋1工作模式。

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[RAID简介]

RAID最初是Redundent Array of Inexpensive Disks的缩写，直译为“廉价冗余磁盘阵列”。这个术语首次出现在1987年，是由美国加利福尼亚大学三个研究者发表的。后来RAID中的字母I被改作了Independent，RAID就成了“独立冗余磁盘阵列”，但这只是名称的变化，实质性的内容并没有改变。

RAID的级别从RAID概念的提出到现在，巳经发展了多个级别，根据组建磁盘阵列的用途及组建模式可以把磁盘阵列分为RAID 0、RAID 1、RAID 2、RAID 3……，不同的磁盘阵列所能达到的性能与容量都是不相同的。不过目前离我们桌面级个人用户最近的，也是最常使用的还只有RAID 0、RAID 1和RAID 0+1，我们来简单了解一下这三种RAID类型。

RAID 0：

无冗余无校验的磁盘阵列。RAID 0可以说是最简单的硬盘阵列，它将多个磁盘并列起来，成为一个大硬盘。在存放数据时，其将数据按磁盘的个数来进行分段，然后同时将这些数据写进这些盘中，RAID 0因此也被称为条带（Striping）结构。



优点：有非常好的存取效率以及加大了硬盘的总容量。
缺点：安全性不足，若有一个硬盘损坏，便会对整个文件系统造成破坏。

RAID 1：

镜象磁盘阵列。把磁盘阵列中的硬盘分成相同的两组，互为镜像，当任一磁盘介质出现故障时，可以利用其镜像上的数据恢复，但是这样也就最多只有一半的磁盘空间被用来存储数据。由于对数据的操作仍采用分块后并行传输方式，所以有效的提高了数据读取性能，不过写入数据性能反而会有轻微的下降。RAID 1也被称为镜像（Mirroring）结构。



优点：提高了整个系统的容错能力和安全性，提高了数据读取性能。
缺点：硬盘的利用率低，数据的写入性能会有轻微的下降。

RAID 0+1：

由至少四个硬盘组成，分别组成两组互为镜像的RAID 1阵列，然后再由这两个阵列为单位组成一个用于提高数据读写速度的RAID 0阵列，这样就算组成RAID 0的两对磁盘驱动器组内各有一块硬盘损坏，数据的安全性和完整性依然可以得到保证。这种RAID模式其实是RAID 0和RAID 1模式的组合，不过要把它和RAID 1+0区分开来。



优点：综合了RAID 0和RAID 1的优点，既拥有较高的磁盘性能和又保证了较高的数据安全性。
缺点：所需成本较高，构造比较复杂。

[没有硬件控制芯片也可以RAID——软RAID]

其实除了使用主板板载的RAID控制芯片或者独立IDE RAID控制器可以创建RAID系统外，我们还可以利用Windows 2000/XP自带的软件实现软RAID。

先给大家介绍一下软RAID的基本知识。

　　在Windows2000/XP中，物理硬盘分为两种类型，一种是基本磁盘，一种是动态磁盘。我们现在大部分使用的都是基本磁盘类型，我们要使用软件RAID功能，就必须把基本磁盘转换为动态磁盘。不过要注意的是，动态磁盘只能在Windows NT/2000/XP系统中使用，其他的操作系统无法识别动态磁盘。

动态磁盘与基本磁盘相比，不再采用以前的分区方式，而是叫卷集，它的作用其实和分区相一致，我们来介绍组建软RAID 0涉及的几种卷。

　　1．简单卷：构成单个物理磁盘空间的卷。它可以由磁盘上的单个区域或同一磁盘上连接在一起的多个区域组成，可以在同一磁盘内扩展简单卷。安装操作系统的简单卷成为引导卷。
　　2．跨区卷：简单卷也可以扩展到其他的物理磁盘，这样由多个物理磁盘的空间组成的卷就称为跨区卷。简单卷和跨区卷都不属于RAID范畴。
　　3．带区卷：以带区形式在两个或多个物理磁盘上存储数据的卷。带区卷上的数据被交替、平均（以带区形式）地分配给这些磁盘，带区卷是所有 Windows 2000/XP可用的卷中性能最佳的，但它不提供容错。如果带区卷上的任何一个磁盘数据损坏或磁盘故障，则整个卷上的数据都将丢失。带区卷可以看做硬件RAID中的RAID 0。

[如何搭建RAID 0]

下面我们就以Intel 875P芯片组的南桥ICH-5R控制芯片为例组建一个RAID系统。要搭建RAID 0，前提当然是至少要有两块硬盘，为了确保有最佳的传输效果和兼容性，最好选同一品牌和型号的硬盘。在创建RAID 0时，所有阵列中磁盘上的数据都将被抹去，包括硬盘分区表在内，所以用户要备份好硬盘中的数据。首先在BIOS中打开RAID功能。



D875PBZ的BIOS界面和其他主板的不太一样，先把“Advanced”下的“ATA/IDE Configuration”选项设为“Enhanced”。



接着把下面的“Intel Raid Technology”选项，把其设为“Enabled”，就可以在BIOS中打开RAID功能了。
重启开机后就可以看到出现下图的提示，无论是主板板载的RAID控制芯片还是独立的PCI接口IDE RAID控制器，它们都有一个用来进行配置和工作的独立BIOS，它们的BIOS设置画面会在系统POST完成之后显示，我们可以看到，主板已经正确辨认出两块迈拓硬盘，接下来就可以组建RAID了。



按下“CTRL＋I”，就可进入RAID设置的界面。



第一个选项就是创建RAID，按回车键进入。



在这里可以开始设置RAID，第一项是设置RAID的名称，你可以选择自己好识别容易记的名字，设置好后按“TAB”键向下移动。



接着可以设置需要做的RAID类型，这里支持RAID 0和RAID 1的创建，我们当然设置成RAID 0，继续按“TAB”键向下移动，接着要设置数据块（Strip Size）的大小。

数据块的大小对于最终RAID 0性能的提高或者降低影响很明显：数据块越小，文件被分割的就越多，传输性能将因并行处理能力的提高而提高，但是也会增加文件存储的随机性，使用大的数据块所取得效果则同使用小的数据块相反。所以一般对于需要频繁读写大块数据的应用程序来说，设置较大的数据块容量会提升系统整体性能，但对于那些通常使用大量的小文件的应用来说，使用较小的数据块会带来更高的性能。

为了测试方便，我们这里选择了默认值128KB。全部设置好后，按“TAB”键把光标移到“Cteate Volume”，按回车键，然后输入“Y”确认。



退出来可以看到下面的信息框里已经多了个RAID 0，到此RAID 0创建成功！退出重新启动后即可开始安装系统。其他控制器芯片的RAID创建过程都和这里的大同小异，读者可以自己摸索。

[安装操作系统]

设置好RAID后，安装操作系统当然也会跟平时不一样了。先进入BIOS把光驱设为第一启动，这里我们会看到BIOS已经把刚刚建立的RAID阵列视为一个单独的硬盘了。在安装系统前要先准备好一张带有相应的RAID控制器驱动程序的软盘，一般在主板的附件里可以找到，你也可以在驱动之家（http://www.mydrivers.com）下载一个最新版本的驱动。



把WinXP光盘放入光驱，开始安装操作系统，当显示“Press F6 if you need to install a third party SCSI or RAID driver”的提示信息时要按下“F6”。



如果按得不及时或者没有按下，就会出现找不到硬盘的情况，没法继续安装。



Windows XP 安装程序把一些必要的驱动程序调入后，就会要求用户按“S”键安装SCSI设备或者RAID设备的驱动程序。这时候把准备好的RAID控制器驱动程序的软盘插入软驱，然后按下“S”键。



系统就会读取软盘里的信息，由于我们使用的是一张最新版本的RAID磁盘创建程序，里面还包含对ICH-6R等南桥芯片的支持，所以要选择加载正确的RAID控制器驱动，ICH-5R的芯片编号为82801ER，选择之后按下回车键。



在一阵读取软盘的怪叫声后，系统显示已经加载了82801ER的RAID控制器驱动，按下回车键继续安装操作系统就可以了。不过这时不必急于把软驱里的驱动程序磁盘拿出来，在后面的正式安装过程中，依然会要从软盘拷贝驱动程序到硬盘，等确实正式安装完成后，安装程序会提醒您把软盘取出的。
 

[如何搭建软RAID]


同搭建硬RAID一样，搭建软RAID同样会造成硬盘的数据丢失，所以首先记得备份硬盘数据。虽然我们测试时是使用的英文版操作系统，但为了方便国内大多数使用中文版操作系统的用户，我们就以中文版的WindowsXP来讲解软RAID的搭建过程，这里的方法同样适用于Windows2000系统。

先以系统管理员身份登录Windows，然后依次打开“我的电脑→控制面板→管理工具→计算机管理→存储→磁盘管理”。



然后用鼠标右键单击窗口下半部的磁盘0或磁盘1，选择“转换到动态磁盘”。



在出现的对话框里把磁盘0和磁盘1前面打勾并确定，几秒钟后这两个磁盘就转换成动态磁盘了，此时在“磁盘管理”中磁盘0和磁盘1已经变成动态磁盘了，并且WindowsXP系统所在的分区变成包含引导信息的简单卷，也就是引导卷，而其他空间则变成未指派空间。

接着就来创建带区卷。未指派空间可以创建简单卷或者带区卷，在磁盘0或磁盘1上点右键并选择“创建卷”；点击“下一步”后选择“带区卷”，将磁盘0和磁盘1添加到右边的“选定的动态磁盘”一栏中，按下一步后，Windows提示指派驱动器号，我们可以由Windows指定也可自己手动分配，然后需要进行格式化.可以选择FAT32和NTFS作为带区卷的文件系统，然后选择簇的大小和卷标。可以选择了“默认”由Windows自动设定，在“执行快速格式化”上打勾并确定，经过几秒钟的格式化后，屏幕上半部分就出现了一个驱动器号为“D”，容量为磁盘0原未指派容量两倍的带区卷，这个分区也就是我们要建立的RAID 0阵列了。

如果你使用的是同样容量大小的硬盘的话，现在还会剩下一块和系统所在的分区（一般是C盘）同样大小的未指派空间。当我们在搭建硬件级的RAID 0时，如果使用的两个硬盘容量不相等，那么创建的RAID 0阵列的总容量只会为容量较小的硬盘的两倍，比如一个40GB和一个80GB硬盘创建硬件级RAID0，那么得到的总容量就是40G×2=80GB，剩下的40GB就没法使用了。不过使用Windows 2000/XP搭建的软RAID，这剩下的未指派空间就不会浪费了，可以把这剩余的空间再创建成一个或多个简单卷，并且使用起来跟基本磁盘上的逻辑驱动器一样。

创建简单卷的步骤与创建带区卷大体相同，只是在选择卷类型是选择“简单卷”就行了。一个动态磁盘上允许多种类型的卷共存。

全部空间分配完成之后，重新启动系统软RAID就创建成功了。