DIY存儲(chǔ)服務(wù)器技術(shù)篇——硬盤RAID選用

目前常用硬盤分為IDE、SATA、SCSI幾種，最大的區(qū)分的就是接口上的不同。服務(wù)器上一般采用后面兩種：SATA和SCSI，也有DIY采用比較新的SAS硬盤。下面我們就SATA、SCSI、SAS等接口技術(shù)作簡(jiǎn)單介紹。
 

隨著硬盤技術(shù)的不斷發(fā)展，DIY服務(wù)器時(shí)可選的硬盤和RAID越來(lái)越多，如何選用合適的硬盤RAID，既能提高服務(wù)器性能，又具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，是DIY愛好者關(guān)心的話題。筆者就建設(shè)世界網(wǎng)絡(luò)(www.linkwan.com)過(guò)程中DIY服務(wù)器硬盤RAID選用的經(jīng)驗(yàn)共享給大家，希望能對(duì)大家有所幫助。

　　一、 常用硬盤類型簡(jiǎn)介

　　目前常用硬盤分為IDE、SATA、SCSI幾種，最大的區(qū)分的就是接口上的不同。服務(wù)器上一般采用后面兩種：SATA和SCSI，也有DIY采用比較新的SAS硬盤。下面我們就SATA、SCSI、SAS等接口技術(shù)作簡(jiǎn)單介紹。

　　1、 SATA 接口

　　SATA(Serial Advanced Technology Attachment)是串行ATA的縮寫，目前能夠見到的有SATA-I和SATA-II兩種標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)的傳輸速度分別是150MB/s和300MB/s。SATA主要用于取代遇到瓶頸的PATA接口技術(shù)。從數(shù)據(jù)傳輸角度來(lái)看，SATA比PATA速度更快，抗干擾能力更強(qiáng)

　　SATA一般采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接方式，即一頭連接主板上的SATA接口，另一頭直接連硬盤，沒(méi)有其他設(shè)備可以共享這條數(shù)據(jù)線。 另外，SATA具備熱插撥功能，可以更加方便的組建磁盤陣列。串口的數(shù)據(jù)線由于只采用了四針結(jié)構(gòu)，因此較并口安裝起來(lái)更加便捷，更有利于縮減機(jī)箱內(nèi)的線纜，有利散熱。

　　2、 SCSI 接口

　　SCSI(Small Computer System Interface)是一種專門為小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)單元接口模式，可以對(duì)計(jì)算機(jī)中的多個(gè)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)分工操作，對(duì)于系統(tǒng)同時(shí)要求的多個(gè)任務(wù)可以靈活機(jī)動(dòng)的適當(dāng)分配，動(dòng)態(tài)完成。

　　SCSI從最初的SCSI(8bit)發(fā)展到今天的Ultra 320 SCSI，速度從1.2MB/s到現(xiàn)在的320MB/s，有了質(zhì)的飛躍，目前的主流SCSI硬盤都采用了Ultra 320 SCSI接口。SCSI硬盤也有專門支持熱拔插技術(shù)的接口，與SCSI背板配合使用，可實(shí)現(xiàn)硬盤的熱拔插。

　　3、 SAS 接口

　　SAS 是Serial Attached SCSI的縮寫，即串行連接SCSI。SAS技術(shù)引入了SAS擴(kuò)展器，使SAS系統(tǒng)可以連接更多的設(shè)備，其中每個(gè)擴(kuò)展器允許連接多個(gè)端口，每個(gè)端口可以連接SAS設(shè)備。SAS也兼容了SATA，這使得SAS的背板可以兼容SAS和SATA兩類硬盤, 對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，使用不同類型的硬盤時(shí)不需要再重新投資。

　　和傳統(tǒng)并行SCSI接口比較起來(lái)，SAS不僅在接口速度上得到顯著提升(現(xiàn)在主流Ultra 320 SCSI速度為320MB/s，而SAS才剛起步速度就達(dá)到300MB/s，未來(lái)會(huì)達(dá)到600MB/s甚至更多)，而且由于采用了串行線纜，不僅可以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的連接距離，還能夠提高抗干擾能力，并且這種細(xì)細(xì)的線纜還可以顯著改善機(jī)箱內(nèi)部的散熱情況。

 

二、 服務(wù)器硬盤的選用

　　SCSI硬盤相對(duì)于SATA硬盤，有許多優(yōu)點(diǎn)：

　　SCSI可支持多個(gè)設(shè)備，也就是說(shuō)所有的設(shè)備只需占用一個(gè)IRQ，同時(shí)SCSI還支持相當(dāng)廣的設(shè)備，如CD-ROM、DVD、CDR、磁盤、磁帶機(jī)、掃描儀等。

　　SCSI允許在對(duì)一個(gè)設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)，另一個(gè)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)查找。這就可以在多任務(wù)操作系統(tǒng)如Linux、Windows NT中獲得更高的性能。

　　SCSI占用CPU較低，在多任務(wù)系統(tǒng)中占有著明顯的優(yōu)勢(shì)。由于SCSI卡一般帶有自己的I/O處理芯片，可處理SCSI設(shè)備的事務(wù)，在工作時(shí)主機(jī)CPU只要向SCSI卡發(fā)出工作指令，SCSI卡就會(huì)自己進(jìn)行工作，工作結(jié)束后返回工作結(jié)果給CPU，在整個(gè)過(guò)程中，CPU均可以進(jìn)行自身工作。 而SATA工作時(shí)別的操作都需要等待，這就是為什么在讀取硬盤的時(shí)候你會(huì)覺得系統(tǒng)“卡”的原因，SCSI就不會(huì)有這樣的問(wèn)題。

　　SCSI設(shè)備還具有智能化，SCSI卡自己可對(duì)CPU指令進(jìn)行排隊(duì)，這樣就提高了工作效率。在多任務(wù)時(shí)磁盤會(huì)在當(dāng)前磁頭位置，將鄰近的任務(wù)先完成，再逐一進(jìn)行處理。 #p#page_title#e#

　　雖然SCSI設(shè)備價(jià)格高些，但與SATA相比，SCSI的性能更穩(wěn)定，可靠性更好，即SCSI的MTBF比IDE及SATA的MTBF要好。

　　MTBF是用來(lái)衡量硬盤性能的一個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)，指的是一個(gè)硬盤可以連續(xù)工作而不出錯(cuò)的平均時(shí)間(MTBF詳情可參考：http://www.linkwan.com/gb/tech/05110501.htm )。從MTBF角度看，SCSI硬盤明顯比SATA接口硬盤大，一般SCSI硬盤的MTBF可達(dá)1,000,000小時(shí)，IDE /SATA硬盤MTBF一般為800,000小時(shí)左右。

　　由于SCSI具有CPU占用率低，多任務(wù)并發(fā)操作效率高，連接設(shè)備多等優(yōu)勢(shì)，對(duì)于大多數(shù)的服務(wù)器應(yīng)用，建議采用SCSI硬盤，并采用最新的Ultra320 SCSI控制器。而一般的PC機(jī)，則選用傳統(tǒng)的IDE /SATA硬盤即可，具有較高的性價(jià)比。

　　SCSI的優(yōu)點(diǎn)很多，但是我們?cè)跊Q定選用時(shí)，也不能忽視它的缺點(diǎn)：

　　在同樣條件下，SCSI磁盤內(nèi)部傳輸速度要比SATA IDE慢一些。因?yàn)镾CSI磁盤的控制指令比SATA IDE磁盤復(fù)雜，SCSI磁盤在標(biāo)識(shí)磁盤扇區(qū)時(shí)使用了線性的概念，不像SATA IDE磁盤，是柱面、磁頭、扇區(qū)這種三維格式。目前的操作系統(tǒng)內(nèi)部也使用線性編號(hào)的扇區(qū)，但BIOS只接受三維格式的磁盤請(qǐng)求，所以操作系統(tǒng)必須把磁盤請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為三維格式，這樣IDE磁盤可直接使用，但SCSI為了和BIOS兼容還得將三維格式的磁盤請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為線性編號(hào)，這樣磁盤的數(shù)據(jù)傳輸率就大大降低了，所以說(shuō)SATA-II 在內(nèi)部傳輸和隨機(jī)數(shù)據(jù)下比SCSI要快。

　　SCSI的發(fā)熱量較SATA和IDE要大，這個(gè)是轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的，轉(zhuǎn)速越高，發(fā)熱量越大。

　　SCSI的價(jià)格高，目前情況下價(jià)格/容量比是SATA的3倍以上。

　　選擇硬盤時(shí)，除了需了解上面提到的性能特點(diǎn)外，還需要考慮轉(zhuǎn)速、單碟容量、平均尋道時(shí)間、緩存等因素，并結(jié)合資金預(yù)算，選定性價(jià)比最合適的硬盤。

 

三、 RAID的選用

　　獨(dú)立磁盤冗余陣列的英文名稱為Redundant Array of Independent Disks，也就是我們通常所說(shuō)的RAID。RAID的作用就是把多個(gè)獨(dú)立的磁盤組合在一起，成為一個(gè)磁盤組，而這個(gè)磁盤組我們可以將它看成一個(gè)大的磁盤，這是因?yàn)檫@個(gè)磁盤組的性能并沒(méi)有受到多個(gè)磁盤組合而造成性能減弱，相反還有所增強(qiáng)，因此，RAID技術(shù)被廣泛用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)行業(yè)中。在大型存儲(chǔ)中，我們通常通過(guò)存儲(chǔ)機(jī)柜來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ);而在服務(wù)器上的存儲(chǔ)，我們就通過(guò)支持RAID功能的RAID卡來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　1、 RAID種類及作用

　　RAID分為很多種，如常見的RAID 0、RAID 1一直到RAID 7，另外還有組合，如RAID0+1(也被稱為RAID 10)、RAID0+5(50)、RAID 5+3(RAID 53)，每一個(gè)RAID級(jí)別都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。下面和大家一起認(rèn)識(shí)四種常用的RAID (RAID 0、RAID1、RAID0+1、RAID5)工作方式。

　　RAID 0

　　采用磁盤分段的方法把數(shù)據(jù)寫到多個(gè)磁盤，而不是只寫到一個(gè)盤上，這叫RAID 0，在磁盤陣列子系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)按系統(tǒng)規(guī)定的“段”(Segment)為單位依次寫入多個(gè)磁盤，例如數(shù)據(jù)段1寫入磁盤1，段2寫入磁盤2，段3寫入磁盤3等等。當(dāng)數(shù)據(jù)寫完最后一個(gè)磁盤時(shí)，它就重新從盤1的下一可用段開始寫入，寫數(shù)據(jù)的全過(guò)程按此重復(fù)直至數(shù)據(jù)寫完;簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)RAID 0使用的是平行存取方式。

　　我們來(lái)看一下RAID 0系統(tǒng)的工作原理，圖1是由三塊磁盤組成的RAID 0系統(tǒng)：

　　圖1 RAID 0系統(tǒng)的工作原理

　　由上圖可以清楚地看到，該系統(tǒng)由三塊磁盤同時(shí)讀寫同一數(shù)據(jù)的不同數(shù)據(jù)塊來(lái)達(dá)到三倍于原來(lái)磁盤的速度。實(shí)際上，RAID也可以只使用兩塊磁盤。上圖中，在任何時(shí)刻，這三塊磁盤都在同步地工作，但它們讀寫的內(nèi)容卻完全不同。由于一個(gè)傳輸過(guò)程由三個(gè)磁盤各完成1/3，也就相當(dāng)于傳輸帶寬增加了三倍，所以操作時(shí)間也就減少了2/3。其中RAID 0控制器的作用就是將原來(lái)的數(shù)據(jù)均分為三份給三塊磁盤寫入或?qū)⑷龎K磁盤讀出的數(shù)據(jù)合并在一塊兒交給外部數(shù)據(jù)總線。磁盤數(shù)量越多，速度就越快，容量就越大(單盤速度×硬盤數(shù)量=RAID0的總速度;單盤容量×硬盤數(shù)量=RAID0的總?cè)萘?。但是，可靠性是單獨(dú)使用一塊磁盤的1/N。磁盤量越多，可靠性就越低(即是容易比單盤發(fā)生故障)，一個(gè)磁盤出故障或磁盤壞了數(shù)據(jù)將會(huì)丟失。所以RAID 0最好備份一下結(jié)構(gòu)和分區(qū)表信息，便于一般故障的恢復(fù)。 #p#page_title#e#

　　RAID 1

　　RAID 1稱為磁盤鏡像：把一個(gè)磁盤的數(shù)據(jù)鏡像到另一個(gè)磁盤上，在不影響性能情況下最大限度的保證系統(tǒng)的可靠性、可修復(fù)性，具有很高的數(shù)據(jù)冗余能力，但磁盤利用率為50%，成本高，多用在保存關(guān)鍵性重要數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。但是在RAID中，它同樣是占用了一些CPU時(shí)間，把寫往主盤的數(shù)據(jù)同步地寫到鏡像盤。它的工作方式如圖2所示。

 
圖2 RAID 1工作原理圖示

　　上圖中，寫在磁盤1和磁盤2上的數(shù)據(jù)是完全一樣的，如寫在磁盤1上的數(shù)據(jù)1、2、3，也同樣寫在磁盤2上，對(duì)外只顯示一個(gè)帶有數(shù)據(jù)1、2、3的磁盤。

　　RAID 1有以下特點(diǎn)：

　　RAID 1的每一個(gè)磁盤都具有一個(gè)對(duì)應(yīng)的鏡像盤，任何時(shí)候數(shù)據(jù)都同步鏡像，系統(tǒng)可以從一組鏡像盤中的任何一個(gè)磁盤讀取數(shù)據(jù)。

　　磁盤所能使用的空間只有磁盤容量總和的一半，系統(tǒng)成本高。

　　只要系統(tǒng)中任何一對(duì)鏡像盤中至少有一塊磁盤可以使用，甚至可以在一半數(shù)量的磁盤出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)系統(tǒng)都可以正常運(yùn)行。

　　出現(xiàn)磁盤故障之后RAID系統(tǒng)不再可靠，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)磁盤正常運(yùn)作，應(yīng)當(dāng)及時(shí)的更換損壞的磁盤，否則剩余的鏡像磁盤時(shí)間長(zhǎng)了也可能出現(xiàn)問(wèn)題，那么整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。

　　更換新盤后原有數(shù)據(jù)會(huì)需要很長(zhǎng)時(shí)間同步鏡像，外界對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)不會(huì)受到影響，只是這時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的性能有所下降。

　　RAID 1磁盤控制器的負(fù)載相當(dāng)大，用多個(gè)磁盤控制器可以提高數(shù)據(jù)的安全性和可用性。

　　RAID1磁盤的寫速度可能下降1/4左右，讀取速度比單盤可能提高1/4 左右，因?yàn)镽AID1讀取時(shí)，系統(tǒng)會(huì)同時(shí)從兩個(gè)盤上搜索，把先讀取到的數(shù)據(jù)傳輸回來(lái)。

　　RAID 1+0(也被稱為RAID 10)

　　雖然RAID 1也可以獲得少許的性能提升，但是相對(duì)RAID 0來(lái)說(shuō)恐怕是微不足道了。因此，在性能和安全兼顧的情況下，就出現(xiàn)了RAID 1+0。RAID 1+0至少使用4個(gè)磁盤，這樣，RAID 1+0在理論上同時(shí)保證了RAID 0的性能和RAID 1的安全性，代價(jià)是比RAID 0或1再多一倍的磁盤數(shù)量。其工作原理如圖3所示。RAID 10是建立在RAID 0和RAID 1基礎(chǔ)上的，具體的組合結(jié)構(gòu)看圖：

 
　　圖3 RAID 1+0工作原理圖示

　　從中可以看出，RAID 1在這里就是一個(gè)冗余的備份陣列，而RAID 0則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的讀寫陣列。其實(shí)，圖3只是一種RAID 10方式，更多的情況是從主通路分出兩路(以4個(gè)磁盤時(shí)為例)，做Striping操作，即把數(shù)據(jù)分割，而這分出來(lái)的每一路則再分兩路，做Mirroring操作，即互做鏡像。這就是RAID 10名字的來(lái)歷(也因此被很多人稱為RAID 0+1)。

　　由于利用了RAID 0較高的讀寫效率和RAID 1較高的數(shù)據(jù)保護(hù)、恢復(fù)能力，使RAID 10成為了一種性價(jià)比較高的等級(jí)，目前幾乎所有的RAID控制卡都支持這一等級(jí)。但是，RAID 10對(duì)存儲(chǔ)容量的利用率和RAID 1一樣低，只有50%，讀寫速度增加是單盤的一倍。下面就讓我們總結(jié)一下它的特點(diǎn)：

　　擁有RAID 1 數(shù)據(jù)保護(hù)及容錯(cuò)能力，具有RAID 0比較高的I/O帶寬，容錯(cuò)處理的系統(tǒng)和單獨(dú)的鏡像基本上一樣。對(duì)在RAID 1基礎(chǔ)上提高性能，RAID10 它就是完美的解決方案。適用于數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等需要高性能、高容錯(cuò)而對(duì)容量要求不大的場(chǎng)合上。

　　由于存儲(chǔ)容量的利用率較低，成本昂貴造成非常有限的擴(kuò)展性。并且所有磁盤必須并行存取，工作使用磁軌的持續(xù)性能被減弱。

　　RAID 5

　　RAID 5 是一種存儲(chǔ)性能、數(shù)據(jù)安全和存儲(chǔ)成本兼顧的方案，它使用的是Disk Striping(硬盤分割)技術(shù)，RAID 5不是利用鏡像而是利用分散奇偶校驗(yàn)冗余數(shù)據(jù)。RAID 5可以理解為是RAID 0和RAID 1的折衷方案，RAID 5可以為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全保障，但保障程度要比Mirror(鏡像)低而磁盤空間利用率要比Mirror高。

　　如上圖所示，四個(gè)硬盤組成的RAID 5采用數(shù)據(jù)分塊并行傳送的方法，但是它在數(shù)據(jù)分塊之后需計(jì)算它們的奇偶校驗(yàn)和。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式為: P4為磁盤1的數(shù)據(jù)0，數(shù)據(jù)3和數(shù)據(jù)6的奇偶校驗(yàn)信息，其它以此類推;P3為磁盤2的數(shù)據(jù)1，數(shù)據(jù)4和數(shù)據(jù)9的奇偶校驗(yàn)信息;P2為磁盤3的數(shù)據(jù)2，數(shù)據(jù)7和數(shù)據(jù)10的奇偶校驗(yàn)信息;P1為磁盤4的數(shù)據(jù)5，數(shù)據(jù)8和數(shù)據(jù)11的奇偶校驗(yàn)信息。由圖中可以看出，RAID 5不對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，而是把數(shù)據(jù)和相對(duì)應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息存儲(chǔ)到組成RAID5的各個(gè)磁盤上，并且奇偶校驗(yàn)信息和相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)于不同的磁盤上。 #p#page_title#e#

　　RAID 5具有和RAID 0相近似的數(shù)據(jù)讀取速度，只是多了一個(gè)奇偶校驗(yàn)信息，寫入數(shù)據(jù)的速度比對(duì)單個(gè)磁盤進(jìn)行寫入操作稍慢。同時(shí)由于多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)奇偶校驗(yàn)信息，RAID 5的磁盤空間利用率要比RAID 1高，存儲(chǔ)成本相對(duì)較低。RAID5是采用奇偶校驗(yàn)的方法維護(hù)數(shù)據(jù)，這些奇偶校驗(yàn)的信息只占用一塊磁盤的容量，所以RAID5的實(shí)際容量相當(dāng)于陣列中的磁盤數(shù)減1，數(shù)據(jù)讀寫速度等于單盤的速度×盤數(shù)，具有相對(duì)較好的綜合性能。

　　RAID 5E(RAID 5 Enhencement)是在 RAID 5級(jí)別基礎(chǔ)上的改進(jìn)，與RAID 5類似，數(shù)據(jù)的校驗(yàn)信息均勻分布在各硬盤上，但是在每個(gè)硬盤上都保留了一部分未使用的空間，這部分空間沒(méi)有進(jìn)行條帶化，最多允許兩塊物理硬盤出現(xiàn)故障。看起來(lái)，RAID 5E和RAID 5加一塊熱備盤好象差不多，其實(shí)由于RAID 5E是把數(shù)據(jù)分布在所有的硬盤上，性能會(huì)與RAID5 加一塊熱備盤要好。當(dāng)一塊硬盤出現(xiàn)故障時(shí)，有故障硬盤上的數(shù)據(jù)會(huì)被壓縮到其它硬盤上未使用的空間，邏輯盤保持RAID 5級(jí)別。

RAID 5E

　　
 
RAID 5EE

　　與RAID 5E相比，RAID 5EE的數(shù)據(jù)分布更有效率，每個(gè)硬盤的一部分空間被用作分布的熱備盤，它們是陣列的一部分，當(dāng)陣列中一個(gè)物理硬盤出現(xiàn)故障時(shí)，數(shù)據(jù)重建的速度會(huì)更快。

　　綜上所述，RAID 總體來(lái)說(shuō)有以下作用：

　　 增強(qiáng)了速度 ,服務(wù)器可以在同一時(shí)間從多個(gè)磁盤上讀取數(shù)據(jù)。

　　 提升I/O每秒的數(shù)量,增加可用運(yùn)用時(shí)間，減少維護(hù)。

　　 增加資料安全性及穩(wěn)定性, 大量資料快速及簡(jiǎn)易管理。

　　 擴(kuò)容了存儲(chǔ)能力，多個(gè)磁盤組成更大的空間提供給服務(wù)器使用。

　　 可高效恢復(fù)磁盤，RAID提供了相當(dāng)高的數(shù)據(jù)冗余功能，我們可以保證數(shù)據(jù)的完整無(wú)缺。

　　2、 軟RAID與硬RAID

　　RAID也有全軟、半軟半硬與全硬之分。全軟RAID就是指RAID的所有功能都是操作系統(tǒng)(OS)與CPU來(lái)完成，沒(méi)有第三方的控制/處理(業(yè)界稱其為RAID協(xié)處理器)與I/O芯片。這樣，有關(guān)RAID的所有任務(wù)的處理都由CPU來(lái)完成，可想而知這是效率最低的一種RAID。由于全軟RAID是在操作系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)RAID，不能保護(hù)系統(tǒng)盤，亦即系統(tǒng)分區(qū)不能參與實(shí)現(xiàn)RAID。有些操作系統(tǒng)，RAID的配置信息存在系統(tǒng)信息中，而不是存在磁盤上，當(dāng)系統(tǒng)崩潰，需重新安裝時(shí)，RAID的信息也會(huì)丟失。尤其是全軟RAID 5是CPU的增強(qiáng)方式，會(huì)導(dǎo)致30%-40%的I/O功能降低，所以在服務(wù)器中不建議使用全軟RAID。

　　半軟半硬RAID是一種把初級(jí)的RAID功能附加給SCSI或者SATA卡而產(chǎn)生的產(chǎn)品，它把軟件RAID功能集成到了產(chǎn)品的固件上，從而提高了產(chǎn)品的功能和容錯(cuò)能力。它可以支持RAID 0和RAID 1 RAID (1+0)。但因?yàn)槿狈ψ约旱腎/O處理芯片，所以這方面的工作仍要由CPU與驅(qū)動(dòng)程序來(lái)完成。而且，半軟半硬RAID所采用的RAID控制/處理芯片的能力一般都比較弱，不能支持高的RAID等級(jí)。

　　全硬的RAID則全面具備了自己的RAID控制/處理與I/O處理芯片，甚至還有陣列緩沖(Array Buffer)，對(duì)CPU的占用率以及整體性能是這三種類型中最優(yōu)勢(shì)的，但設(shè)備成本也是三種類型中最高的。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)半軟半硬是依靠主機(jī)本身CPU和內(nèi)存運(yùn)行，全硬RAID，自帶有微處理與I/O處理芯片及內(nèi)存，不依靠你主機(jī)的CPU內(nèi)存，直接把相關(guān)信息提交給OS處理，從而使性能獲得很大的提高。它的缺點(diǎn)是要占用PCI總線帶寬，所以PCI I/O 可能變成陣列速度的瓶頸。

　　RAID卡有多種，除主板集成能夠做的RAID的硬RAID外，還有各種專門RAID卡。如泰安7901以及目前板載SATA RAID都是典型的HOST RAID卡，只有I/O處理芯片，雖然它也能做RAID1，RAID0和RAID10，但都是通過(guò)BIOS和驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)的，其性能較全硬RAID卡如Adaptec的2系列的(2030s等)要低，優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格要低至少一半。

　　其實(shí)要識(shí)別全硬RAID也很簡(jiǎn)單：如果不掛驅(qū)動(dòng)在LINUX下能認(rèn)到RAID而不是單磁盤的就是全硬RAID了。因?yàn)長(zhǎng)INUX對(duì)RAID驅(qū)分很嚴(yán)，HOST RAID是作為軟RAID來(lái)對(duì)待的，沒(méi)有廠家專用驅(qū)動(dòng)LINUX就把它當(dāng)作SCSI卡來(lái)處理。 #p#page_title#e#

　　3、 RAID的可靠度

　　根據(jù)平均故障間隔時(shí)間(MTBF)，可以推斷出單只磁盤的規(guī)定時(shí)間的無(wú)故障可靠度概率。這里所說(shuō)的可靠度是指在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成規(guī)定功能的能力，以概率計(jì)量。按RAID可靠度的數(shù)學(xué)模型，可計(jì)算出常見RAID的可靠度，見下表。從該表不難看出，IDE的RAID 1也有極高的可靠度。由于SCSI硬盤比IDE硬盤價(jià)格要貴，性能高出不少，為了獲得比較合理的結(jié)論，可選擇以下方式比較：規(guī)定時(shí)間內(nèi)、相同價(jià)格下比可靠度;或規(guī)定時(shí)間內(nèi)、相同可靠度下比價(jià)格;當(dāng)然還有其他的比較方式。不難得出以下結(jié)論：SCSI硬盤一次性投資較大，相對(duì)一勞永逸，RAID的可選形式較多。IDE硬盤一次性投資小，要達(dá)到規(guī)定可靠度，必須分段投資，總價(jià)仍較低，相對(duì)麻煩，RAID的可選形式較少。

　　RAID可靠度表：

 4、 服務(wù)器RAID選用

 　　服務(wù)器RAID選用，需根據(jù)具體應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)安全性、速度等性能的要求，結(jié)合投資來(lái)綜合考慮。目前常用的RAID方式為RAID1、RAID0、RAID5及RAID1+0，如果數(shù)據(jù)重要而寫性能不重要?jiǎng)t選RAID1就可以了;如果性能重要而數(shù)據(jù)不重要?jiǎng)t選RAID0，如果兩種都重要只能用RAID5或RAID1+0。

　　筆者的世界網(wǎng)絡(luò)(www.linkwan.com)服務(wù)器，為兩岸三地提供速度測(cè)試服務(wù)，日訪問(wèn)用戶數(shù)近十萬(wàn)，涉及兩千多個(gè)測(cè)試站點(diǎn)，大量的測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)安全性要求很高，所以目前采用RAID 1，優(yōu)先保證系統(tǒng)的可靠性、可修復(fù)性，同時(shí)具有較高的數(shù)據(jù)冗余能力。

　　一般情況下，筆者建議在目前硬件成本已經(jīng)大幅降低的情況下選用RAID1+0，因?yàn)閺男阅軄?lái)說(shuō)RAID1+0比RAID5要高出不少，從安全性來(lái)說(shuō)RAID5隨意壞兩塊磁盤則數(shù)據(jù)全丟，RAID1+0只有特定的兩塊盤損壞才會(huì)損壞數(shù)據(jù)，所以RAID1+0從性能和安全性上都比RAID5要強(qiáng)，只是比RAID5成本略高。且普通的SCSI卡都支持RAID 1+0，針對(duì)大部分的網(wǎng)站應(yīng)用，RAID 1+0既保證數(shù)據(jù)安全性，又能提高性能，確實(shí)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

　　在低價(jià)格的RAID選用方面，筆者推介SCSI RAID 1 及 RAID 1+ 0，如泰安M7901卡只需人民幣700多元，Adaptec 29320ALP-R只需人民幣1500元。資金比較充裕的，筆者推薦使用LSI Logic MEGA RAID。此卡最大的優(yōu)點(diǎn)是做RAID的時(shí)候會(huì)比較方便，RAID的初始化可以后臺(tái)做，不用等很久，當(dāng)然還有其它優(yōu)點(diǎn)，大家可以參考廠家資料。

M7901

 
Adaptec 29320ALP-R

　　
 
Adaptec 2130S

　　綜合考慮硬盤和RAID的選用，由于SCSI具有較多性能優(yōu)勢(shì)且目前價(jià)格相對(duì)來(lái)說(shuō)也可接受，所以在數(shù)據(jù)安全性要求高的情況下，SCSI特別是SCSI RAID仍然是首選。SATA II雖然在磁盤數(shù)量多的情況下性能已經(jīng)不低于SCSI，但是從CPU占用率及數(shù)據(jù)安全的角度來(lái)看，SCSI比SATA成熟，兼容性基本上不成問(wèn)題，反觀SATA的板載芯片或HOST RAID芯片，兼容性目前還存在較嚴(yán)重的問(wèn)題，典型的如有的芯片不支持SATA II代硬盤，SATA硬盤和RAID的損壞率高于SCSI等。當(dāng)然SATA技術(shù)前景比較光明，它理論上也具備熱插拔能力，并且可以在接口上具備很好的可伸縮性，但是以后的高端來(lái)說(shuō)還是SCSI，三至五年SAS成熟后就會(huì)逐步取代SCSI。至于如何選擇，仍然是看用戶的需要。

　　當(dāng)然，RAID并不能完全保障資料的安全，RAID只是盡量減少硬件故障所造成的資料損失和提升性能。但是防不了黑客入侵和病毒侵害，所以要保證資料的安全性還是要多管齊下，本文只是從硬盤和RAID的角度做一個(gè)比較具體的介紹，所以在數(shù)據(jù)重要的情況下要采取服務(wù)做RAID，定期異機(jī)備份資料，甚至定期更換磁盤等多管齊下的辦法，才能確保企業(yè)服務(wù)器穩(wěn)定性及資料安全。