之前,磁盘阵列技术仅出现在大型机系统、工作站和服务器上。现在,袭击已成为普通台式计算机上的常见组件。然而并不是每个人都知道如何使用袭击技术有效,尽管 BMC 可以集成它。本文将介绍有关 RAID 的基本知识以及使用它来增强台式计算机性能的一些经验。
什么是RAID?了解RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 10 图1
1.什么是Raid技术?
RAID 代表独立磁盘冗余阵列,最初用作数据保护解决方案,允许数据同时写入多个硬盘驱动器。此后,RAID 已发展成为许多不同的变体,以确保安全并加快硬盘驱动器的数据检索速度。以下是我们可以了解的五种常见的 RAID 类型。
为了快速了解RAID,我们可以参考以下资料:
- RAID 应使用相同容量的硬盘。
- 使用 RAID 会比不使用它占用更多的硬盘驱动器,但作为回报,数据将得到更好的保护。
- RAID可以在许多操作系统上工作,例如Windows 98、Windows 2000、Windows XP、Windows 10、Windows Server 2016、MAC OS X、Linux。
- RAID 0 的容量等于硬盘的总容量。
- RAID 1 将保留一个硬盘的容量。
- RAID 5 的容量将小于 1 个硬盘驱动器(例如,使用 5 个硬盘驱动器 RAID 5 将具有与 4 个硬盘驱动器相同的容量)。
- RAID 6 的容量将小于两个硬盘驱动器(例如,使用 5 个硬盘驱动器 RAID 6 将具有与 3 个硬盘驱动器相同的容量)。
- 仅当使用偶数个硬盘且至少四个硬盘时才能创建 RAID 10。 RAID 10 的可用容量是所用硬盘总容量的一半(例如,使用 10 个硬盘 RAID 10 将具有相当于 5 个硬盘的容量)。
例如:
对于 1TB 硬盘,可以使用以下 RAID 选项:
- 如果有2个硬盘:选择RAID 0将存储容量增加到2TB,但如果2个硬盘之一出现故障,数据将丢失。如果您尝试移除硬盘,系统会立即报告错误。
- 如果有 2 个硬盘:选择 RAID 1,以确保 2 个硬盘中的 1 个出现故障时的数据安全。总存储容量将为1TB。如果您尝试卸下一个硬盘驱动器,数据仍将受到保护。
- 如果有 3 个硬盘:选择 RAID 1,以确保 3 个硬盘中有 2 个出现故障时的数据安全。总存储容量将为1TB。如果您尝试移除两个硬盘,数据仍将受到保护。
- 如果有 3 个硬盘:选择 RAID 5,以确保 3 个硬盘中的 1 个出现故障时的数据安全。总存储容量将为2TB。如果您尝试卸下一个硬盘驱动器,数据仍将受到保护。
- 如果有 4 个硬盘:选择 RAID 5,以确保 4 个硬盘中的 1 个出现故障时的数据安全。总存储容量将为3TB。如果您尝试卸下一个硬盘驱动器,数据仍将受到保护。
- 如果有 4 个硬盘:选择 RAID 6,以确保 4 个硬盘中有 2 个出现故障时的数据安全。总存储容量将为2TB。如果您尝试移除两个硬盘,数据仍将受到保护。
- 如果有 4 个硬盘:选择 RAID 10 以确保数据安全,以防 2 个不同 RAID 对中的 2 个硬盘出现故障。总存储容量将为2TB。如果您尝试卸下一个硬盘驱动器,数据仍将受到保护。
- 如果有 5 个硬盘:选择 RAID 5,以确保 5 个硬盘中有 1 个出现故障时的数据安全。总存储容量将为4TB。如果您尝试卸下一个硬盘驱动器,数据仍将受到保护。
- 如果有 5 个硬盘:选择 RAID 6,以确保 5 个硬盘中有 2 个出现故障时的数据安全。总存储容量将为3TB。如果您尝试卸下一个硬盘驱动器,数据仍将受到保护。
- 如果有 6 个硬盘:选择 RAID 5,以确保 6 个硬盘中有 1 个出现故障时的数据安全。总存储容量将为5TB。如果您尝试移除两个硬盘,数据仍将受到保护。
- 如果有 6 个硬盘:选择 RAID 6,以确保 6 个硬盘中有 2 个出现故障时的数据安全。总存储容量将为4TB。如果您尝试移除两个硬盘,数据仍将受到保护。
- 如果有 6 个硬盘:选择 RAID10 以确保数据安全,以防 2 个不同 RAID 对中的 2 个硬盘损坏。总存储容量将为3TB。如果您尝试移除一个硬盘,数据仍将受到保护。
为了测试稳定性袭击,您可以执行RAID安装和Windows(或Linux)操作系统。安装完成后,取出硬盘,检查操作系统是否还能正常运行或报错。
2.了解 RAID 类型
现在有很多类型袭击使用如RAID 0、RAID 1、RAID 3、RAID 4、RAID 5、RAID 10还有许多其他人。在这篇文章中,我们将向您介绍流行且常用的RAID类型。
2.1.磁盘阵列0
磁盘阵列0是当今最流行的 RAID 类型,因为它提高了硬盘驱动器的数据交换性能。 Striping数据记录方法至少需要两个硬盘,帮助计算机将数据分成相等的部分并写入不同的硬盘,从而大大减少工作时间。
硬盘越多,速度越高。然而,磁盘阵列0由于信息以碎片的方式记录,仍然存在数据丢失的风险,如果硬盘驱动器出现故障,信息将被视为永远丢失。然而,借助现代技术,硬件产品足够耐用,可以最大限度地减少数据丢失和磁盘阵列0适合游戏玩家、图形设计师、数字视频创作者等需要快速访问大量数据的人群。
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2.2.磁盘阵列1
磁盘阵列1是RAID最基本的形式,可以保证数据安全。喜欢RAID 0、RAID 1至少需要两个硬盘才能运行。数据同时写入两个相同的驱动器(镜像)。如果一个驱动器出现故障,剩余的驱动器将正常工作,并且可以替换出现故障的驱动器,而不必担心数据丢失。
磁盘阵列1对于那些需要高速的人来说不是首选,因为性能没有优化。然而,对于网络管理员或者管理大量重要信息的人来说,RAID 1系统是必不可少的。 RAID 1系统的最终可用容量为平等的到单个驱动器的容量。
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2.3. RAID 0+1
您是否曾经想象过一个速度与磁盘阵列0和一样安全磁盘阵列1?这是完全可能的,不仅是你,还有许多其他人都希望。 RAID 0+1系统的诞生就是为了综合这两种系统的所有优点。
然而,拥有这样一个系统的成本是相当昂贵的。您至少需要 4 个硬盘才能运行RAID 0+1。数据将同时写入 4 个硬盘驱动器,其中 2 个条带驱动器用于加速,2 个镜像驱动器用于备份。这些驱动器必须相同,并且组合成一个RAID 0+1系统中,最终容量将为4个驱动器总容量的一半。
例如,
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2.4.磁盘阵列5
磁盘阵列5可以理解为相比于备份存储系统的改进磁盘阵列1和RAID 0。对于 3 或 5 个独立的硬盘驱动器,数据和备份在所有硬盘驱动器上平均分配。然而,这个原理相当复杂。例如,8个数据段(1-8)和3个硬盘:数据段1和2写入驱动器1和2,备份段写入驱动器3。
段 3 和 4 写入驱动器 1 和 3,备份段写入驱动器 2。段 5 和 6 写入驱动器 2 和 3,备份段写入驱动器 1。然后对段 7 重复此序列和8写入驱动器1和2,备份段写入驱动器3。因此磁盘阵列5确保提高速度和高安全性。系统的最终容量是硬盘的总容量减去一个驱动器的容量。例如,如果使用 3 个 80GB 驱动器,则最终容量将为 160GB。
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2.5. JBOD
虽然不是正式的RAID 类型,JBOD(只是一堆磁盘)具有一些类似的功能,并且大多数 RAID 控制器都支持。 JBOD 允许用户将任意数量的驱动器连接到其 RAID 控制器(在端口限制内),并将它们聚合成更大的硬盘驱动器以供系统使用。
例如,如果连接 10GB、20GB 和 30GB 驱动器,计算机将识别 60GB 硬盘。然而,JBOD不提供任何附加价值,不提高性能或确保数据安全,它只是连接和聚合容量。
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2.6.一些其他类型的 RAID
RAID上述标准是最常见和广泛使用的袭击标准。然而,还有许多其他类型的 RAID 应用于计算机系统中用于特定目的,包括:
还有其他变体,例如 Intel Matrix Storage,它允许运行RAID 0+1只有 2 个硬盘或 DFI磁盘阵列1.5在 BMC 865、875 系统上。虽然它们有很多差异,但大多数都是传统 RAID 方法的升级版本。
Raid 10 是一个 RAID结合Raid 1和Raid 0的方法。数据同时保存在4个硬盘上,其中2个分割驱动器 (Raid 0)和 2(镜像)突袭驱动器。与突袭5相比,突袭10还有助于提高性能和数据安全性。不过,Raid 5 比 Raid 10 更具成本效益。
突袭 50是完美的结合突袭5和突袭0。数据首先采用Raid 0机制写入,然后分为Raid 5机制进行第二次写入。因此,Raid 50 仍然保证与 Raid 10 相同的查询速度,但比 Raid 10 更好地利用硬盘容量。
3. 运行RAID的条件
使用袭击,至少需要一张控制卡和两块相同容量的硬盘。这些驱动器可以使用任何标准,例如 ATA、串行 ATA 或 SCSI,但最好它们完全相同,以确保在 RAID 等同步模式下运行时获得最佳性能。
例如,如果将160GB硬盘与40GB硬盘组合在一起,系统的整体性能将相当于一对40GB和120GB硬盘,这是一种浪费。适当的驱动器数量取决于驱动器的类型您计划使用的 RAID。驱动器的接口标准并不重要,但新的BMC可以同时支持SATA和ATA。袭击卡可以是板载的,也可以是单独的,它们将连接硬盘驱动器的数据电缆集中在袭击system ,处理通过它的所有数据。如果BMC没有集成RAID,可以在市场上购买便宜的PCI控制卡。不过,选择购买集成RAID的BMC是提高系统性能、保证数据安全的解决方案之一。
热插拔驱动器托架是可选组件袭击系统,但有时很有用。它们允许在不关闭系统的情况下更换出现故障的驱动器(只需解锁它,拔下驱动器,然后插入新驱动器)。这些托架通常与 SCSI 硬盘驱动器一起使用,对于需要始终启动和运行的服务器系统尤其重要。
软件方面,RAID在大多数现代操作系统(尤其是 Microsoft Windows)上,设置都很简单。如果您使用的是 Windows XP,添加 RAID 也很容易。驱动程序是最重要的,但如果它们包含在设备中,设置就很简单。如果您在设置 RAID 时遇到问题,请参阅本文的下一部分以获取解决方案。
当将系统升级到袭击,有两种情况需要考虑。如果RAID系统用于高速存储或信息交换,安装非常简单。然而,如果您打算使用RAID系统来安装操作系统或软件,安装过程将非常复杂,必须从头开始。
3.1.选择RAID类型
一旦您决定将系统升级到下一个级别,您将需要选择正确的袭击类型 。有许多 RAID 解决方案可供选择,包括 .其中,RAID 0和RAID 1是最经济的解决方案,在目前大多数BMC线路上普遍使用。然而,RAID 0+1和5通常仅用于高端、昂贵的型号。
RAID 0 具有最高的数据传输速度,但也是最脆弱的袭击类型 。例如,如果您在 RAID 0 中使用 4 个硬盘,数据传输速度可以超过 100MB/s——这对于任何 PC 用户来说都是一个非常有吸引力的数字。
但数据丢失的可能性也增加了4倍,因为电脑硬盘是移动产品,使用一段时间后会逐渐“老化”。此外,电网问题或控制器错误也会导致数据丢失。所以,磁盘阵列0不适合长期数据存储,但对于需要高速的临时驱动器(例如Web数据库存储)来说,它是一个很好的解决方案。如果您打算使用磁盘阵列0从长远来看,您应该多添加几个硬盘并切换到 RAID 0+1 系统,如果您有大量财力,这是理想的选择。
使用磁盘阵列1单独做的只是创建一个与主驱动器相同的新驱动器。通常,如果用户只是存储和管理常规文档,则不会关心 RAID 1。然而,对于那些需要存储和管理重要信息的人来说,例如存储客户或帐户信息的服务器,RAID 1 成为一个有用的选择。如果使用磁盘阵列1,请考虑添加热插拔托架,以便通过在系统运行时移除和安装驱动器并复制到新驱动器来更快地恢复数据。
对于由 4 个或更多硬盘驱动器构建的 RAID 系统,RAID 5 因其综合纠错和速度而成为首选。如果您计划构建 RAID 系统,RAID 5 绝对是最佳解决方案。
混合 RAID 配置,例如RAID 0+1或者RAID 50(5+0),通常结合基本 RAID 配置的功能。但是,在使用它们之前您应该考虑一下,因为组件的成本相当高。下面的汇总表可帮助您选择适合您的预期用途的 RAID 类型:
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3.2.选择硬件
首先,要选择合适的组件,需要注意袭击控制器芯片组。通常,您不会有太多选择,因为这些芯片组通常集成在 BMC 上。但需要注意以下几点。
目前常用的RAID控制器有两种:集成在芯片组上的控制器芯片和外置的控制器芯片。
集成控制芯片组包括:
这些类型通常延迟低且易于使用。然而,它们的功能和软件都有限。使用乔鼎科技、Silicon Image、Adaptec等公司的外部控制芯片,软件和功能稍微丰富一些,并且使用的资源最少,但延迟往往较高(不明显)。必要时,离散卡很容易更换和移除。请注意,硅映Sil3112型兼容性较差,切换到其他RAID系统时,可能会导致数据丢失。 Sil3114 及更高版本已克服此错误。 nForce和ICH5、6、7系统可以轻松地来回交换硬盘,它们的RAID BIOS也更智能,通常能够识别预先格式化的RAID硬盘组。
最新的BMC,例如DFI Lanparty NF4 SLI-DR, 支持磁盘阵列5以及。对于桌面接口,通常只有 PATA 或 SATA 类型,其中 SATA 是更好的选择,因为它不需要多根电缆,并且在速度和性能方面有很多技术改进。如果你有预算,可以考虑专业产品,可以添加RAM作为超大缓存,显着提升速度。
对于硬盘,应选择能够传输大量数据且访问速度快的硬盘。 Access Time越小越好,表示硬盘找到所需数据所需的时间。此外,应选择具有大缓存(8MB或以上)的硬盘,希捷NCQ等技术可以显着提高性能。最好选择同类硬盘,以免影响RAID性能。
3.3. RAID 设置
设置 RAID 很简单,并且很大程度上依赖于主板的 BIOS 和 RAID 控制器。将硬盘插入主板上的 RAID 插槽后(详细信息请参阅产品文档),只需进入 BMC 的 BIOS 即可启用 RAID 控制器并分配相关端口(通常在 Integrated Peripherals 下)。
保存参数并重新启动计算机后,您需要注意通知屏幕,并在计算机请求(例如 Ctrl+F 或 F4)进入 RAID BIOS 时按正确的组合键。
尽管每种类型的 RAID 都有不同的接口,但以下基本操作始终是必要的:
- 指定参与RAID的硬盘。
- 选择 RAID 类型 (0/1/0+1/5)。
-指定块大小:该参数影响RAID的性能。如果Block Size设置得不适合使用需求,就会浪费内存并降低性能。例如,如果块大小为 64KB,则在所有情况下至少都会将 64KB 写入驱动器,即使它是容量仅为 2KB 的文本文件。因此,该值应近似于所使用文件的平均大小。如果硬盘驱动器包含许多小文件,例如Word文档,则应将块大小保持较小。如果硬盘驱动器包含许多电影或音乐,较大的块大小将提供更高的性能(尤其是 RAID 0 系统)。
Block Size除了决定文件存储在哪里之外,还有另一个作用。例如,如果Block Size为64KB,文件大小小于64KB,则该文件将仅存储在RAID系统中的一个驱动器上,这不会提高性能。但是,如果文件大小为150KB,则会分为3段64KB + 64KB + 22KB并存储在 3 个不同的驱动器上,这显着提高了性能,因为控制器可以同时从驱动器读取信息。如果块大小为 128KB,则该文件将仅存储在 1 个驱动器中的 2 个驱动器上28KB + 22KB。如果没有特殊需要,建议台式机选择Block Size 128KB。
一旦控制器识别出新硬盘,您就可以安装操作系统并格式化 RAID 驱动器。照常安装Windows,但需要准备一个软驱和一张包含RAID控制器驱动程序的软盘。进入设置时需要注意屏幕下方的文字及时按F6,然后等待出现提示时按S将RAID驱动程序添加到设置中。
完成 RAID 后系统安装后,您将像在普通硬盘上安装一样执行后续步骤。
一旦系统稳定,您需要安装额外的 RAID 系统控制实用程序才能利用扩展功能,有时甚至是性能。一些典型的程序包括英特尔应用加速 RAID 版或者nVIDIA RAID 管理器。
笔记:
如果你想设置磁盘阵列0在已有数据的驱动器上,您必须备份数据并重新格式化驱动器。因此,在执行此操作之前,请选择合适的备份方法。对于 RAID 1 系统,无需备份数据。
当使用磁盘阵列0系统中,您应该有一个小驱动器来存储最重要的文件,以避免出现问题时数据丢失。
重新启动计算机时,尤其是计算机启动异常时,RAID 控制器的硬盘识别过程可能会比平时花费更长的时间,并且硬盘的机械部件可能会听到奇怪的声音。这是完全正常的,因为控制器必须同步其管理的 RAID 组中所有驱动器的操作。
袭击硬盘组通常由多个硬盘并排运行组成,因此产生的热量相当大,从长远来看并不有利。如果可能的话,应该找到散热解决方案,以避免发生意外事故。
4.什么是热备?
看完上面的几条,想必大家对于这个概念已经有了一个很好的了解了。袭击。然而,要使用袭击为了正确、安全,以及处理RAID相关问题,用户需要了解更多信息。
往往在使用RAID时,用户往往只使用2个硬盘,并认为这样是安全的。但您有没有想过,当两个硬盘之一出现故障时该怎么办?您可以搜索相同类型和序列号的硬盘来替换它,但这可能很困难且耗时。而且,使用两块不同类型的硬盘会使系统无法最佳运行,甚至无法组建RAID。
因此,使用时的安全解决方案袭击就是使用热备。什么是热备?作为备份机制,保证系统的稳定性。当系统的某个组件出现故障时,热备件将自动替换该组件。设置此模式时,如果两个硬盘中的一个硬盘死亡,另一个硬盘将自动替换并自动重新创建RAID系统,帮助您避免数据丢失并确保系统的稳定性。
什么是RAID?了解 RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 10 图 8
5. 使用 RAID 时需要了解的其他概念
5.1.什么是英特尔串行 IO 驱动程序?
英特尔串行 IO 驱动程序是 PC、MAC 或平板电脑上的设备与操作系统之间软件连接的重要组成部分。当设备附件连接到您的系统时,它监视和控制应用程序和设备附件提供的接口之间的通信。如果没有此驱动程序,RAID 将无法运行并且无法访问或使用。
5.2.什么是剥离?
在数据存储领域,数据分条是一种将数据顺序存储在不同物理磁盘上的方法,其目的是提高数据检索速度。它的工作原理是将每个字节的位按顺序划分并存储在不同的磁盘上,创建类似于单个文件的连续数据存储文件。
5.3.什么是英特尔® 快速存储技术?
英特尔快速存储技术 (IRST) 是一种高效硬盘管理的全新解决方案,可保护您的数据在硬盘发生故障时不丢失,从而节省能源并加快数据检索速度。随着视频、图像和文档等数字内容的产生,每天产生的数据量不断增加,需要安全可靠的存储解决方案。 IRST 已集成在流行的 Windows 操作系统平台上,例如 Windows 7、8、8.1 和 Windows 10。
概括
不可否认的是,RAID为系统带来价值。磁盘阵列0和0+1最常用于家庭环境。虽然磁盘阵列0提供最快的性能,但也很危险。系统故障可能会导致全部数据丢失。同时,RAID 1提供了最高的信息安全性,但性能和容量仅为50%,给用户带来浪费感。磁盘阵列5提供高性能和安全性,但需要昂贵的控制器和更高的驱动器成本。一些用户转向 SCSI 驱动器来实现高性能和安全性,但是,一个好的 SCSI 系统的成本可能会更加昂贵。
IDE标准也存在许多问题,例如驱动器未设计为连续运行以及ATA电缆过于笨重,导致机箱拥挤和发热量增加。然而,随着技术的发展和新标准的出现,例如SATA,袭击将不断成长并成为高端计算机系统的理想选择。
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