《RAID技术的实现》PPT课件.ppt

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1、RAIDRAID是是Redundant Array Independent DisksRedundant Array Independent Disks的缩写，的缩写，直译是直译是“独立冗独立冗余磁盘阵列余磁盘阵列”，简称，简称“磁盘阵列磁盘阵列”,即多块独立的硬盘即多块独立的硬盘（物理硬盘）（物理硬盘）按不同方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），按不同方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬从而提供比单个硬盘更高的储存性能和提供更安全的数据冗余的技术。盘更高的储存性能和提供更安全的数据冗余的技术。1.1.写入数据：写入数据：RAIDRAID控制器把主机要写入的数据分解为多个

2、数控制器把主机要写入的数据分解为多个数据块，然后并行写入磁盘阵列；据块，然后并行写入磁盘阵列；2.2.读取数据时，读取数据时，RAIDRAID控制器并行读取分散在磁盘阵列中各个控制器并行读取分散在磁盘阵列中各个硬盘上的数据，把它们重新组合后提供给主机；硬盘上的数据，把它们重新组合后提供给主机；3.3.采用并行读写操作，从而提高了存储系统的存取速度；采用并行读写操作，从而提高了存储系统的存取速度；4.RAID4.RAID磁盘阵列还可以采用镜像、奇偶校验等措施，来提磁盘阵列还可以采用镜像、奇偶校验等措施，来提高系统的容错能力，保证数据的可靠性。高系统的容错能力，保证数据的可靠性。易操作，功耗小，易

3、操作，功耗小，传输速率高传输速率高工作原理工作原理优点优点可以提供容错功可以提供容错功能能容量更大，成本容量更大，成本更低更低RAID RAID levellevelRAID 0RAID 0RAID 1RAID 1RAID 5RAID 5RAID 10RAID 10别名别名条带条带镜像镜像分布奇偶位条带分布奇偶位条带镜像阵列条带镜像阵列条带容错性容错性没有没有有有有有有有冗余类型冗余类型没有没有复制复制奇偶校验奇偶校验复制复制读性能读性能高高一般一般高高高高随机写性能随机写性能高高一般一般低低高高连续写性能连续写性能高高一般一般低低中间中间硬盘需求数硬盘需求数量量最少最少2 2颗颗2 2颗颗3

4、 3个以上的硬盘个以上的硬盘4+2*N4+2*N个磁盘驱动器个磁盘驱动器 （N=0)N=0)可有容量可有容量磁盘容量总和磁盘容量总和磁盘容量总和的磁盘容量总和的50%50%（N-1)XN-1)X单颗磁盘容量单颗磁盘容量(N(N为磁盘数）为磁盘数）磁盘容量总和的磁盘容量总和的50%50%工作原理工作原理适用范围适用范围无故障的迅速读写，无故障的迅速读写，要求安全性不高，要求安全性不高，如视频点播、图像如视频点播、图像编辑等工作站编辑等工作站随机数据写入，要求随机数据写入，要求安全性高，如服务器、安全性高，如服务器、数据存储领域数据存储领域随机数据传输，要求安随机数据传输，要求安全性高，如文件和应

5、用全性高，如文件和应用服务器、数据库服务器、服务器、数据库服务器、WEBWEB、EmailEmail服务器、局服务器、局域网服务器域网服务器要求数据量大，安全要求数据量大，安全性高，如银行业、证性高，如银行业、证券业、大型超市、物券业、大型超市、物流仓储、档案管理等。流仓储、档案管理等。RAID RAID 实现方式实现方式软软RAID与硬与硬RAIDvRAID也有软件与硬件之分。全软RAID就是指RAID的所有功能都是操作系统(OS)与CPU来完成，没有第三方的控制/处理(业界称其为RAID协处理器)与I/O芯片。这样，有关RAID的所有任务的处理都由CPU来完成，可想而知这是效率最低的一种R

6、AID。由于全软 RAID是在操作系统下实现RAID，不能保护系统盘，亦即系统分区不能参与实现RAID。有些操作系统，RAID的配置信息存在系统信息中，而不是存在磁盘上，当系统崩溃，需重新安装时，RAID的信息也会丢失。尤其是全软RAID 5是CPU的增强方式，会导致30%-40%的I/O功能降低，所以在服务器中不建议使用全软RAID。功能功能硬硬RAIDRAID方式方式软软RAIDRAID方式方式RAID RAID 等级等级与系统无关，硬件功能支持决与系统无关，硬件功能支持决定定较低级别较低级别 0 0，1 1性能性能CPUCPU占用率低，性能较高于软占用率低，性能较高于软RAIDRAID读

7、写性能差异不大，读写性能差异不大，I/OI/O处理会占处理会占用用CPUCPU热备用及自动恢热备用及自动恢复复可以，专门的全程备用设计可以，专门的全程备用设计不可以不可以重建优先级重建优先级低低/中中/高高不可以不可以可启动阵列可启动阵列可以可以不可以不可以错误报告错误报告SNMPSNMP用通用的系统标志报告，用通用的系统标志报告，同时采用彩色代码发出警告及同时采用彩色代码发出警告及E-mailE-mail通告。通告。SNMPSNMP过滤硬盘事件，用能用的系过滤硬盘事件，用能用的系统标志报告统标志报告预防性维护预防性维护对服务器、网络、无对服务器、网络、无RAIDRAID存储存储空间进行轮流检

8、测，安排阵列空间进行轮流检测，安排阵列校验，对备用硬盘测试，磁盘校验，对备用硬盘测试，磁盘重建。重建。几乎没有几乎没有成本成本初期成本高，后期维护成本低初期成本高，后期维护成本低初期成本低，但隐藏的管理费用初期成本低，但隐藏的管理费用及安全费用高及安全费用高产品产品IBM,Compaq,storagetekIBM,Compaq,storagetek的外置的外置磁盘阵列；磁盘阵列；adaptec,promise,highpointadaptec,promise,highpoint的的RAID RAID 卡片卡片NovellNovell公司的公司的Netware;Netware;microsoft

9、microsoft的的Win NT;unixWin NT;unix 的的datawaredatawarev软RAID演示v硬RAID演示v磁盘在存储数据之前，必须被分成一个或多个区域，这就叫磁盘分区 v分区是由各操作系统的分区程序完成的 v1.基本磁盘基本磁盘Windows Server 2003基本磁盘分区又分为：主分基本磁盘分区又分为：主分区和扩展分区。区和扩展分区。v主分区用来存放操作系统的引导记录（在该主分区的主分区用来存放操作系统的引导记录（在该主分区的第一扇区）和操作系统文件。每个基本磁盘最多可以第一扇区）和操作系统文件。每个基本磁盘最多可以分成分成4个主分区。个主分区。v扩展分区

10、一般用来存放数据和应用程序，无法用来启扩展分区一般用来存放数据和应用程序，无法用来启动操作系统，也无法直接存储数据，必须先在扩展分动操作系统，也无法直接存储数据，必须先在扩展分区中建立区中建立“逻辑磁盘逻辑磁盘”才能将文件保存在逻辑磁盘。才能将文件保存在逻辑磁盘。v每个磁盘只能有一个扩展分区，其中包含多个逻辑驱每个磁盘只能有一个扩展分区，其中包含多个逻辑驱动器。扩展分区是一个容器，不能用一个具体的驱动动器。扩展分区是一个容器，不能用一个具体的驱动器盘符表示，必须要在其中划分逻辑驱动器之后才可器盘符表示，必须要在其中划分逻辑驱动器之后才可以使用。以使用。v2.动态磁盘动态磁盘“动态磁盘动态磁盘”

11、的最大优点是可以将磁盘容量扩展到的最大优点是可以将磁盘容量扩展到非邻近的磁盘空间非邻近的磁盘空间 动态磁盘是用“卷”来命名的，不受卷数目的限制。磁盘类型磁盘类型（1）简单卷）简单卷（2)跨区卷跨区卷 (3)带区卷带区卷 (4)镜像卷镜像卷 (5)RAID5卷卷RAID是英文Redundant Array of Inexpensive Disks的缩写，中文简称为廉价磁盘冗余阵列廉价磁盘冗余阵列。RAID就是一种由多块硬盘构成的冗余阵列。虽然RAID包含多块硬盘，但是在操作系统下是作为一个独立 的大型存储设备出现。利用RAID技术于存储系统的好处主要有以下三种：(1)通过把多个磁盘组织在一起作为

12、一个逻辑卷提供磁盘跨越功能 (2)通过把数据分成多个数据块（Block）并行写入/读出多个磁盘以提高访问磁盘的速度 (3)通过镜像或校验操作提供容错能力 动态磁盘动态磁盘-创建分区和卷创建分区和卷 创建磁盘主分区并格式化创建磁盘主分区并格式化 创建磁盘主分区并格式化创建磁盘主分区并格式化 创建磁盘主分区并格式化创建磁盘主分区并格式化 创建磁盘扩展分区创建磁盘扩展分区 创建磁盘扩展分区创建磁盘扩展分区 创建磁盘逻辑驱动器并格式化创建磁盘逻辑驱动器并格式化 基本磁盘与动态磁盘基本磁盘与动态磁盘v3.“基本磁盘基本磁盘”与与“动态磁盘动态磁盘”转换转换从从“基本磁盘基本磁盘”升级到升级到“动态磁盘动

13、态磁盘”，磁盘，磁盘数据是不会改变的。数据是不会改变的。但是从但是从“动态磁盘动态磁盘”返回到返回到“基本磁盘基本磁盘”，必须对驱动器进行重新分区，这将导致磁盘必须对驱动器进行重新分区，这将导致磁盘中的数据会全部丢失。中的数据会全部丢失。-基本磁盘升级为动态磁盘基本磁盘升级为动态磁盘-基本磁盘升级为动态磁盘基本磁盘升级为动态磁盘-创建和扩展简单卷创建和扩展简单卷v动态磁盘的管理是基于卷的管理。卷是由一个或多个磁盘上的可用空间组成的存储单元。可以将它格式化为一种文件系统并分配驱动器号。v动态磁盘上的卷可以是下列：简单卷、跨区卷、带区卷、镜像卷或 RAID-5。简单卷可以在同一物理磁盘内扩展。简单

14、卷可以在同一物理磁盘内扩展。-创建和扩展简单卷创建和扩展简单卷-创建和扩展简单卷创建和扩展简单卷-创建和扩展简单卷创建和扩展简单卷如果建立的简单卷的如果建立的简单卷的空间不能满足我们的空间不能满足我们的需要，可以将邻近的需要，可以将邻近的未指派空间加入到该未指派空间加入到该简单卷中，也就是扩简单卷中，也就是扩大简单卷的磁盘容量大简单卷的磁盘容量-创建和扩展简单卷创建和扩展简单卷-创建和扩展简单卷创建和扩展简单卷v跨区卷由多个物理磁盘上的可用空间组成，也就是将多个物理磁盘的未指派空间合并为一个逻辑盘，用一个逻辑驱动器表示。v跨区卷还可以扩展到其他磁盘。不能对跨区卷进行镜像。v当数据被存到跨区卷时

15、，先存到跨区卷成员中的第1个磁盘内，待空间用尽后，才将数据存到第2块磁盘，以此类推。v跨区卷没有容错功能。当成员磁盘中任何一个发生故障，整个跨区卷的数据都将丢失。-创建跨区卷和带区卷创建跨区卷和带区卷-创建跨区卷和带区卷创建跨区卷和带区卷-创建跨区卷和带区卷创建跨区卷和带区卷-创建跨区卷和带区卷创建跨区卷和带区卷v带区卷是指数据交错分布于两个或更多物理磁盘的卷。此类型卷上的数据交替且平均地分配到各个物理磁盘中。v带区卷不能镜像或扩展。带区又称为RAID-0。v带区卷的每个成员其容量大小相同，并且数据写入时是以64KB为单位，平均地写到每个磁盘内-创建跨区卷和带区卷创建跨区卷和带区卷-创建跨区卷

16、和带区卷创建跨区卷和带区卷-镜像卷和镜像卷和RAID 5卷卷v镜像卷是一种容错卷，可以由一个基本磁盘上的简单卷和另一个动态磁盘上的未指派空间组成一个镜像卷，还可以由两个动态磁盘的“未指派空间”组成一个镜像卷。系统将给这两块空间赋予一个驱动器号。v存储在镜像卷的数据被复制到两个物理磁盘上，如果其中一个磁盘发生故障，则还可以从剩下的磁盘中访问数据。v镜像又称为 RAID-1。v镜像卷一旦被建立，就无法再被扩展。v镜像卷的磁盘空间利用率只有50，磁盘空间利用率较低。v1创建镜像卷创建镜像卷-镜像卷和镜像卷和RAID 5卷卷v2中断、删除镜像卷中断、删除镜像卷（1）中断镜像卷的具体步骤）中断镜像卷的具

17、体步骤中断后，镜像卷的成员中断后，镜像卷的成员都会独立成简单卷，且都会独立成简单卷，且其中的数据都被保留，其中的数据都被保留，但是驱动器号会有变化，但是驱动器号会有变化，其中一个沿用原来的驱其中一个沿用原来的驱动器号，另一个卷的驱动器号，另一个卷的驱动器号会被自动分配一动器号会被自动分配一个个-镜像卷和镜像卷和RAID 5卷卷v（2）删除）删除镜像镜像的具体步骤的具体步骤右击磁盘右击磁盘1的的G：卷：卷“删除镜像删除镜像”。G：卷及其数据都被删除，：卷及其数据都被删除，并且将释放所占有的空间为未指派空间，另一成员的数据保存并且将释放所占有的空间为未指派空间，另一成员的数据保存下来。下来。-镜像

18、卷和镜像卷和RAID 5卷卷v（3）删除）删除镜像卷镜像卷的具体步骤的具体步骤右击镜像卷右击镜像卷“删除卷删除卷”。结果将删除两个成员的结果将删除两个成员的数据，且两个成员都被数据，且两个成员都被指定为未指派空间指定为未指派空间 数据都被删除，并且将数据都被删除，并且将释放所占有的空间为未释放所占有的空间为未指派空间指派空间-镜像卷和镜像卷和RAID 5卷卷vRAID-5 卷是一种容错卷，其数据条带状分布于三个或更多磁盘组成的磁盘阵列中。奇偶效验（可用于在出现故障后重建数据的计算值）也是条带状分布于磁盘阵列中。v如果一个物理磁盘发生故障，可以使用剩余数据和奇偶效验重建该故障磁盘上的 RAID-

19、5 卷部分。vRAID-5卷的磁盘空间利用率（n-1）/n，n为磁盘数。因为要用1/n个磁盘来存储奇偶校验数据。-镜像卷和镜像卷和RAID 5卷卷硬件硬件RAIDRAID技技术术硬硬RAID RAID 技术技术内置阵列卡内置阵列卡RAIDRAID技术技术外置磁盘阵列外置磁盘阵列RAIDRAID技术技术与与主机主机1.内置阵列卡安装在主机上，受主机影响。2.安装需驱动软件,与主机类型、操作系统等有关。3.主机故障(如停电等)会直接影响到存储数据及RAID完整性。1.外置磁盘阵列与主机和操作系统完全独立（本身带硬件RAID控制器),是一个独立的存储子系统;2.与主机通过数据电缆连接，无需任何软件驱

20、动或硬件支持;3.数据安全及RAID的完整性与主机等无关。系统系统当主机改变或操作系统改变时，阵列卡就可能要更换。当主机改变或操作系统改变时，磁盘阵列无需更换，可继续采用。维护维护RAID的设置通过DOS下改BIOS等实施，较难维护。通过多种方式实施，亦可直接在磁盘阵列的面板上通过菜单设置，非常直观容易，易操作，易维护。冗余、热冗余、热插拔插拔内置阵列卡的硬件的冗余程度及热拨插功能一般要低于外置磁盘阵列，因阵列卡安装在主机上，受主机故障（如电源）的影响；另电源、风扇等无法配置，只能依靠主机。外置磁盘阵列的硬件冗余程度及热拨插功能远高于内置阵列卡，从而提供更高的可靠性。因为与主机完全独立，主机故

21、障时存储子系统无影响。另电源、风扇等均冗余且热拨插配置。预警预警内置阵列卡方式可提供硬盘故障报警显示，但如风扇、电源、温度等异常则无法提供，且警告方式比较单一。外置磁盘阵列方式提供硬盘、风扇、电源、控制器等异常情况监测警示，并以声音、光线，LCD面板显示等三重方式在故障部位同时显示。准确确定故障类型，位置，再加上冗余热拨插设计，确保整个存储子系统不中断运行并在工作状态下进行维护。扩容扩容1.扩容能力不如外置磁盘阵列，一般阵列卡再多3个通道每个通道接7个硬盘计，仅为21个硬盘。2.可通过RAID管理界面完成可支持线扩容1.扩展能力高，通道数量最多可至8个，1个接主机，7个接硬盘，按每个通道接7个

22、硬盘计，可接49个硬盘。再加上与主机完全独立，使得扩容（增加盘箱）更为灵活。2.支持在线扩容，自动重建。内置式raid系统已成为许多 pc server的标准配置或选件外置式系统多用于双机容错系统中，作为服务器的大容量高可靠外存IDE RAIDIDE RAIDv基于IDE接口的RAID 应用产品称为IDE RAID与与SCSI RAIDSCSI RAID相比有及具竞争力的性价比相比有及具竞争力的性价比 为中低端应用的服务器产品提供更强的数据处理和数据为中低端应用的服务器产品提供更强的数据处理和数据保护以及较高的性能价格比保护以及较高的性能价格比 支持支持RAID 0RAID 0，1 1，0+1

23、0+1，5 5SCSI RAIDSCSI RAIDv基于SCSI接口的RAID 应用产品称为SCSI RAID多个多个I/OI/O并行操作，设备传输速度快；并行操作，设备传输速度快；可扩展性好，最多可连接可扩展性好，最多可连接1515个外部个外部scsiscsi设备；设备；支持支持RAIDRAID级别多，级别多，RAID0RAID0、RAID1RAID1、RAID10RAID10、RAID3RAID3、RAID5RAID5、RAID30RAID30、RAID50RAID50、JBODJBOD等；等；支持支持Hotspare,Hotspare,在线热插拔，性能更稳定、可靠性更好；在线热插拔，性能

24、更稳定、可靠性更好；IDE RAID IDE RAID 卡卡v将若干IDE硬盘做成一个或几个阵列盘，提高了系统中磁盘I/O的性能，并且使磁盘系统具有数据镜像的安全保护功能。v具有可管理性，在操作系统支持下，管理软件可监控阵列的状态，添加和删除阵列，在线数据恢复等；v最多支持最多支持4 4个硬盘，可实现个硬盘，可实现RAID 0RAID 0、1 1、0+10+1vQW1060、1600B应用了IDE RAID卡，2100主板集成IDE RAID 控制器SCSI RAIDSCSI RAID卡卡v将若干硬盘做成一个或几个阵列盘，提高了系统中磁盘I/O的性能，并且使磁盘系统具有容错的安全保护功能。v通

25、过磁盘Cache的运用，提高系统的存取速度，v结合SAF-TE（SCSI Access Fault Tolerant Enclosure）对磁盘阵列中的磁盘进行监控管理，管理的人机接口有1 1）RAIDRAID卡本身的指示报警；卡本身的指示报警；2 2）具有）具有SAF-TESAF-TE功能的热插拔背板；功能的热插拔背板；3 3）操作系统上安装的监控软件。）操作系统上安装的监控软件。IDE RAIDIDE RAID与与SCSI RAIDSCSI RAID技术及应用技术及应用RAID技术及应用技术及应用SCSI RAID卡的结构卡的结构SCSISCSISCSISCSI控制器控制器控制器控制器RA

26、IDRAIDRAIDRAID处理器处理器处理器处理器FirmwareFirmwareFirmwareFirmwareCACHE MEMORYCACHE MEMORYCACHE MEMORYCACHE MEMORY指示报警指示报警指示报警指示报警电池电池电池电池通通通通 道道道道 B B B B通通通通 道道道道 A A A APCI PCI PCI PCI 总总总总 线线线线SCSISCSISCSISCSI终结器终结器终结器终结器IDE RAIDIDE RAID与与SCSI RAIDSCSI RAID技术及应用技术及应用RAID技术及应用技术及应用IOP,I/O Processor,专门用于I

27、/O的处理器。市场上主要 有Promise/AMI/Highpoint/intel等厂商设计 和生产。I/O Processor：T8 ASIC PDC82830BIOS,储存与RAID卡设置相关的程序Cache Memory，数据交换的缓冲区及奇偶校验位的保留区以加快校验速度8 Channel,连接硬盘工作原理工作原理初始化RAID卡寄存器读取NVRAM的RAID参数，与硬盘实际信息进行比较，显示结果提供配置菜单、将用户提供的RAID卡参数、RAID参数存入NVRAM发送配置提示、响应 HOST 命令进入配置界面根据RAID参数，通过RAID控制器对硬盘进行初始化写操作完成配置等待Host发

28、出读写操作命令 SCSI 接口的图片接口的图片磁盘磁盘CACHECACHERAIDRAID卡提高磁盘读写性能的另一手段是：磁盘卡提高磁盘读写性能的另一手段是：磁盘CACHECACHE。CPUCPU系统系统CACHECACHEMemoryMemoryMemory Memory 控制器控制器RAID CPU RAID CPU 磁盘磁盘CACHECACHESCSISCSI控制器控制器SCSISCSI硬盘硬盘IDE RAIDIDE RAID与与SCSI RAIDSCSI RAID技术及应用技术及应用RAID技术及应用技术及应用磁盘磁盘CACHECACHE的两大工作：的两大工作：磁盘磁盘I/OI/O从磁

29、盘读从磁盘读从磁盘读从磁盘读写入磁盘写入磁盘写入磁盘写入磁盘首先从首先从首先从首先从CACHECACHECACHECACHE读读读读首先往首先往首先往首先往CACHECACHECACHECACHE写写写写无无CACHECACHE有有CACHECACHE预读预读预读预读回写回写回写回写IDE RAIDIDE RAID与与SCSI RAIDSCSI RAID技术及应用技术及应用RAID技术及应用技术及应用预预 读读Read Ahead Read Ahead Pre-Fetch Pre-Fetch 预读的两种方式预读的两种方式CACHECACHE预读提高了计算机系统中的硬盘读的功能，尤其是在读预读提

30、高了计算机系统中的硬盘读的功能，尤其是在读取含有大量文件碎片的文件时。取含有大量文件碎片的文件时。具有良好预读功能的具有良好预读功能的RAIDRAID卡能在看起来很随机的读访问中，识卡能在看起来很随机的读访问中，识别出读取磁盘的规律，别出读取磁盘的规律，通过这个规律提前将系统要读取的数据放在通过这个规律提前将系统要读取的数据放在CACHECACHE中。中。IDE RAIDIDE RAID与与SCSI RAIDSCSI RAID技术及应用技术及应用RAID技术及应用技术及应用Read aheadRead ahead Pre-Fetch Pre-Fetch 当当RAIDRAID卡发现系统要读的是先

31、前已经读过的数据时，在这一次，便将卡发现系统要读的是先前已经读过的数据时，在这一次，便将这一个数据块的数据写到这一个数据块的数据写到CACHECACHE里。里。由于硬盘数据经常是以一族连续的硬盘扇区组织起来的，所以有时侯由于硬盘数据经常是以一族连续的硬盘扇区组织起来的，所以有时侯如把系统所请求的扇区随后的一个扇区里的数据同时读进来是有价值的。如把系统所请求的扇区随后的一个扇区里的数据同时读进来是有价值的。IDE RAIDIDE RAID与与SCSI RAIDSCSI RAID技术及应用技术及应用RAID技术及应用技术及应用回写回写回写是通过暂时将数据存在回写是通过暂时将数据存在CACHECAC

32、HE里，从而推里，从而推迟将数据写到慢设备（如硬盘、磁带机）的一种工迟将数据写到慢设备（如硬盘、磁带机）的一种工作方式。数据将在随后的时间，硬盘闲置的时候写作方式。数据将在随后的时间，硬盘闲置的时候写到硬盘中。写的时候也是统一将到硬盘中。写的时候也是统一将CACHECACHE内的尚未写内的尚未写出的数据按照数据块的在硬盘中的出的数据按照数据块的在硬盘中的BLOCKBLOCK序号写入，序号写入，这样可以提高写的效率。这样可以提高写的效率。IDE RAIDIDE RAID与与SCSI RAIDSCSI RAID技术及应用技术及应用RAID技术及应用技术及应用系统系统 block7 block7 b

33、lock1 block1 block5 block5 block3 block3 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 block1 block1 block3 block3 block5 block5 block7 block7 注：回写需要加电池给注：回写需要加电池给CACHECACHE供电，以免数据在写到硬盘之前系统断电导供电，以免数据在写到硬盘之前系统断电导致硬盘数据丢失。致硬盘数据丢失。电梯式回写电梯式回写 IDE RAIDIDE RAID与与SCSI RAIDSCSI RAID技术及应用技术及应用RAID技术及应用技术及应用通写通写通写模式下，所有

34、数据在以命令完成状态返回到计算机之前，直接写到硬盘。通写模式下，所有数据在以命令完成状态返回到计算机之前，直接写到硬盘。系统系统 block7 block7 block1 block1 block5 block5 block3 block3 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 IDE RAIDIDE RAID与与SCSI RAIDSCSI RAID技术及应用技术及应用RAID技术及应用技术及应用磁盘Cache性能分析v容量增加增加CACHECACHE大小对于预读来说，为系统提供了更大小对于预读来说，为系统提供了更多的来自多的来自CACHECACHE的可供读取

35、的记录。的可供读取的记录。对于回写来对于回写来说，允许控制卡保存更多的记录留待后期写磁盘。说，允许控制卡保存更多的记录留待后期写磁盘。特别是对于电梯式回写，使得连续的回写段之间特别是对于电梯式回写，使得连续的回写段之间有更近的间隔，降低硬盘写操作的平均访时间并有更近的间隔，降低硬盘写操作的平均访时间并提高了吞吐率。提高了吞吐率。1 1、当用户数很多而且不是都访问相同的数据。、当用户数很多而且不是都访问相同的数据。2 2、当数据文件很大时。、当数据文件很大时。大容量大容量cacheIDE RAIDIDE RAID与与SCSI RAIDSCSI RAID技术及应用技术及应用RAID技术及应用技术及

36、应用磁盘磁盘CACHECACHE的类型的类型EDOEDO：工作频率在：工作频率在33MHz33MHz，RAIDRAID处理器频率低于处理器频率低于100MHz100MHz时时SDRAM:SDRAM:工作频率在工作频率在66MHz66MHz，RAIDRAID处理器频率高于处理器频率高于100MHz100MHz时时-提高系统提高系统I/OI/O的速度的速度 ECCECC：对：对CACHECACHE数据进行校验数据进行校验Non-ECCNon-ECC：不对：不对CACHECACHE数据进行校验数据进行校验-提高系统提高系统I/OI/O的可靠性的可靠性 MylexMylex的的RAIDRAID卡需要卡

37、需要ECCECC的；的；AdaptecAdaptec的的RAIDRAID卡没限定卡没限定磁盘Cache性能分析IDE RAIDIDE RAID与与SCSI RAIDSCSI RAID技术及应用技术及应用RAID技术及应用技术及应用带带RAID卡卡SCSI系统硬件框图系统硬件框图H O S TH O S TH O S TH O S TRAID RAID RAID RAID 处理器处理器处理器处理器FirmwareFirmwareFirmwareFirmwareCache MemoryCache MemoryCache MemoryCache MemorySCSI主控制器ID=7SCSI ID=0

38、SCSI ID=5终结器终结器SCSI 总线背板 HSC ID=6IDE RAIDIDE RAID与与SCSI RAIDSCSI RAID技术及应用技术及应用RAID技术及应用技术及应用RAID RAID 处理器处理器v是一个PCI从设备，接受并执行来自系统的命令。同时占用PCI中断，代表SCSI磁盘子系统向系统。提出中断请求，请求占用PCI总线，返回对系统。命令的响应，如输送SCSI硬盘上的数据。v作为RAID卡的CPU，通过执行闪存中的Firmware，控制SCSI控制器、Cache Memory以及指示报警电路，来实现RAID卡的功能，运作流程如流程图所示。初始化初始化初始化初始化RAI

39、DRAIDRAIDRAID卡寄存器卡寄存器卡寄存器卡寄存器发送配置提示、响应发送配置提示、响应发送配置提示、响应发送配置提示、响应 HOST HOST HOST HOST 命令进入配置界面命令进入配置界面命令进入配置界面命令进入配置界面提供配置菜单、将用户提供的提供配置菜单、将用户提供的提供配置菜单、将用户提供的提供配置菜单、将用户提供的RAIDRAIDRAIDRAID卡参数、卡参数、卡参数、卡参数、RAIDRAIDRAIDRAID参数存入参数存入参数存入参数存入NVRAMNVRAMNVRAMNVRAM根据根据根据根据RAIDRAIDRAIDRAID参数，通过参数，通过参数，通过参数，通过SC

40、SISCSISCSISCSI控制器对硬盘进行初始化写操作控制器对硬盘进行初始化写操作控制器对硬盘进行初始化写操作控制器对硬盘进行初始化写操作完成配置完成配置完成配置完成配置读取读取读取读取NVRAMNVRAMNVRAMNVRAM内的上次内的上次内的上次内的上次RAIDRAIDRAIDRAID参数，与硬盘实际信息进行比较，显示结果参数，与硬盘实际信息进行比较，显示结果参数，与硬盘实际信息进行比较，显示结果参数，与硬盘实际信息进行比较，显示结果等待等待等待等待HostHostHostHost发出读写操作命令发出读写操作命令发出读写操作命令发出读写操作命令处处理理器器运运作作流流程程简简图图RAID

41、RAIDIDE RAIDIDE RAID与与SCSI RAIDSCSI RAID技术及应用技术及应用RAID技术及应用技术及应用SCSI RAID SCSI RAID 卡产品介绍卡产品介绍vAdaptec2100Sv单通道Ultra160 SCSI RAIDvi960RS/32-Bit/33MHz3200Sv双通道Ultra160 SCSI RAIDvi960RN/64-Bit/33MHz3210Sv双通道Ultra160 SCSI RAIDvIOP303/64-Bit/66MHz3410Sv四通道SCSI RAIDvIOP303/64-Bit/66MHzvRAID 0,1,0/1,5,0/5

42、v支持 Windows 2000，Windows NT,NetWare，SCO UNIX以及 Linux等多种操作系统常用常用RAIDRAID卡产品介绍卡产品介绍RAID技术及应用技术及应用vMylex(IBM)AcceleRAID 160v单通道Ultra160 SCSI RAIDvi960RS/32-Bit/33MHzAcceleRAID 170v单通道Ultra160 SCSI RAIDvi960RM/32-Bit/33MHzAcceleRAID 352v双通道Ultra160 SCSI RAIDvi960RN/64-Bit/33MHzvRAID 0,1,0+1,3,5,10,30,50

43、,JBODv支持 Windows 2000，Windows NT,NetWare，Solaris，SCO UNIX等多种操作系统SCSI RAID SCSI RAID 卡产品介绍卡产品介绍常用常用RAIDRAID卡产品介绍卡产品介绍RAID技术及应用技术及应用SCSI RAID SCSI RAID 卡产品介绍卡产品介绍vAMI(LSI)Express 300(Series 490)v单通道U2W SCSI RAIDvi960RM/32-Bit/33MHzExpress 500(Series 475)v单通道Ultra160 SCSI RAIDvi960RM/32-Bit/33MHzElite

44、1600(Series 493)v双通道Ultra160 SCSI RAIDvi960RN/64-Bit/66MHzvRAID 0,1,3,5,10,30,50v支持 Windows 2000，Windows NT,NetWare，Solaris，SCO UNIX以及 Linux等多种操作系统常用常用RAIDRAID卡产品介绍卡产品介绍RAID技术及应用技术及应用IDE RAID卡产品介绍卡产品介绍vPromiseFastTrak66v双通道ATA/66 RAIDv支持四颗硬盘vRAID 0,1,0+1,JBODFaseTrak100v双通道ATA/100 RAIDv支持四颗硬盘vRAID 0

45、,1,0+1,JBODv支持 Windows 2000，Windows NT，NetWare以及 Linux等多种操作系统常用常用RAIDRAID卡产品介绍卡产品介绍RAID技术及应用技术及应用主流 RAID卡品牌及控制器LSILSILSI公司最早名为LSI Logic，后更名为LSI。成立于1981年,是市场上顶级的存储和网络产品供应商，提供领先的存储和网络电子产品技术。目前，LSI已经能提供从控制芯片、RAID、扩展器、硬盘控制器到存储系统等，几乎所有的SAS生态环境构成元素，并在SCSI商业协会和ANSI T10委员会中持有关键席位.此外，2009年，LSI还收购了另外一家以RAID控制

46、器产品见长的厂商3Ware，使LSI的SAS RAID控制器产品空前丰富.AdaptecAdaptecAdaptec公司成立于公司成立于19811981年，总部位于加州年，总部位于加州MilpitasMilpitas。提供从芯片到内部提供从芯片到内部主机适配器、从主机适配器、从RAIDRAID控制器到外部存储网络、从基于以太网的控制器到外部存储网络、从基于以太网的iSCSI SAN(IP SAN)iSCSI SAN(IP SAN)、到网、到网络连接存储络连接存储(NAS)(NAS)的全面的软硬件解决方案的全面的软硬件解决方案。在。在SAS RAIDSAS RAID出现之前，曾经和出现之前，曾经

47、和LSILSI两分两分SCSI SCSI RAIDRAID控制器的天下控制器的天下Adaptec 3系列产品系列产品Adaptec 5系列产品系列产品采用了Intel 1.2GHz IOP348双核处理器，这款处理器是Intel推出的较具代表性的单芯片SAS RAID解决方案.Intel IOP 348双核处理器，是目前Intel I/O处理器中集成度最高的一款产品，它拥有2个主频高达的XScale核心，集成了传统意义上的IOP和8端口SAS控制器(兼容SATA)，即通常所说的RoC(RAID on Chip)。PromisePromisePromise公司公司(乔鼎信息乔鼎信息)于于1988

48、1988年创立于美国加州硅谷，创业初期即推出全年创立于美国加州硅谷，创业初期即推出全世界第一片世界第一片IDE/ATAIDE/ATA硬盘加速卡，自此，硬盘加速卡，自此，PromisePromise便在便在IDE/ATAIDE/ATA市场上享有领导地位，拥市场上享有领导地位，拥有有IDE/ATAIDE/ATA核心技核心技术，并在术，并在9090年代持续领导年代持续领导IDEIDE市场。随着硬盘接口标准从市场。随着硬盘接口标准从IDE/ATAIDE/ATA过渡到过渡到SATASATA和和SASSAS，PromisePromise同样也提供了同样也提供了SATASATA和和SASRAIDSASRAI

49、D解决方案，并以突出的性价比在低端市场拥有解决方案，并以突出的性价比在低端市场拥有良好赞誉。良好赞誉。HighpointHighPoint(HighPoint(微辰微辰/高端高端)，成立于，成立于19851985年，最早做年，最早做IDE RAIDIDE RAID起家，在起家，在IDE IDE RAIDRAID芯片上成就不小芯片上成就不小，整条，整条IDE RAIDIDE RAID产品线较为著名，但过渡到产品线较为著名，但过渡到SATASATA和和SASSAS年代，并没有原生年代，并没有原生SATASATA或者或者SAS RAIDSAS RAID芯片技术。由于从芯片技术。由于从IDE RAIDIDE RAID发展而来，因此该公司主要盘踞在发展而来，因此该公司主要盘踞在RAIDRAID市场的市场的中低端，相比中低端，相比LSILSI和和AdaptecAdaptec来说更加便宜，以突出的性价比在市场上拥有广泛的占有率。来说更加便宜，以突出的性价比在市场上拥有广泛的占有率。