RAID技术在数字图书馆中的应用

进入电脑版    时间:2017-02-07 16:14:15

阴江烽

(广东省委党校图书馆,广东 广州 510053)

关键词:RAID;存储技术;应用

摘 要:随着数字图书馆信息量的不断增加,信息存储技术一直是整个电脑系统性能的瓶颈。本文探讨了新的存储技术——RIAD在数字图书馆中的应用与发展前景。

中图分类号:G250.7 文献标识码:A 文章编号:1003-1588(2010)03-0053-03

1 RAID的特点

RAID诞生于1987年,其定义要追溯到1988年发表的A Case for Redundant Array of Inexpensive Disks (RAID)中,是由三位加州大学伯克利分校的研究人员提出的这种阵列的发展方向。它的作用是将小的廉价磁盘组合起来建立一个大型、快速和安全稳定的数据储存媒介,代替大的昂贵磁盘,以此降低数据存储的费用。它在物理上由多个磁盘组成,但在逻辑上就只有一个逻辑盘,通过把数据分成多个数据块(Block)在多个磁盘上并行写入/读出,以提高访问磁盘的速度。早期RAID一般是在SCSI磁盘驱动器上实现的,SCSI适配器保证每个SCSI通道随时都是畅通的,在同一时刻每个SCSI磁盘驱动器都能自由地向主机传递数据,不会出现像IDE磁盘驱动器争用设备通道的现象。

RAID是一个服务器大容量硬盘,其可用性强,延展性好,作业效率高,在大型主机上经常可见,尤其在信息存取量大的主机上。RAID的主要特点是:(1)性能好。这是最重要的一个方面。开发RAID就是为了提高性能,从理论上说,仅RAID0就可以获得使用单硬盘双倍的速度,如果使用者想要增加信息存储量及存取速度,那么RAID是极好的选择。(2)价格低。如前所述,RAID开发的初衷就是利用“便宜”的小硬盘组合起来代替大的昂贵硬盘,自然在价格上就有一定的优势。(3)稳定性好。特别是硬RAID的稳定性要比软RAID更高一些。(4)操作简便。RAID操作简便,比较容易掌握。(5)兼容性。硬RAID的兼容性很好,甚至可以兼容DOS,而软RAID只有Windows2000/XP才能支持。(6)安全性。RAID具有很好的安全性,这也是信息存储最需要的。

2 RAID的分类

RAID在信息存储方式上,因不同的需求有不同的规格,经过不断的发展,现在已拥有了从RAID 0到RAID 7共8种基本RAID级别,还有一些基本RAID级别的组合形式,如RAID 0+1(即RAID 0与RAID 1的组合),RAID 50(RAID 0与RAID 5的组合)等。不同的RAID级别代表着不同的存储性能、数据安全性和存储成本,其比较如下图:

2.1 RAID 0

RAID 0是一种串行架构,其全名叫做数据分块储存阵列(Stripping),是最常用的,也是所有规格中惟一不具容错性,但效率却是最高的。它将一个逻辑盘的数据分割成数个区块分布在多个物理磁盘上,由于RAID 0使用了一种名为“数据串行”的机制,数据是用连续“串行”的形式,以规定的大小储存在实体硬盘上,这表示大于实际串行大小的文件将会被分散储存在硬盘阵列中,因此单一文件中的不同串行可以平行处理,在这种情况下,其阵列或“串行集合”的数据传输率即为阵列中最低速硬盘的数据传输率与该阵列硬盘数之乘积。若使用相同的硬盘,则数据传输率带宽恰好是单个硬盘传输率的倍数,为了不浪费空间,一般在RAID 0的组建时,均选用容量相同的硬盘,若条件允许,最好选用型号也相同的硬盘。此规格最需提醒用户的是,如果阵列中任何一块硬盘损坏,整个系统的信息将全部损失。且构建好阵列后,阵列中的硬盘将无法单独使用。

2.2 RAID 1

RAID 1是一种镜像架构,又称为Mirror或Mirroring(镜像),因为它就是将一份信息同时储存于两个硬盘中。简单地说,即是一个两块硬盘所构成的RAID 1阵列,其容量仅等于一块硬盘的容量,因为另一块只是当作数据“镜像”。若其中一个硬盘出现问题,系统仍可正常运作,它具有备份的功能。显然这是最可靠的一种阵列,不过也是较贵的一种RAID解决方案。RAID 1的写入速度通常较慢,是由于数据要分别写入两块硬盘中并作比较导致的,读取速度较单一硬盘来得快,是因为数据会从两块硬盘中较快的一块中读取。

2.3 RAID 2

RAID 2是RAID 0的改良版,以汉明码(Hamming Code)方式将信息编码后分割为独立位元,并将信息分别写入硬盘中,但是因为加入了错误修正码(ECC, Error Correction Code),所以储存的信息会比原来的大。

2.4 RAID 3

RAID 3也被称为带有专用奇偶位的条带,每个条带片上都有相当于一“块”那么大的空间来有效存储冗余信息,即奇偶位。奇偶位是数据编码信息,如果某个磁盘发生故障,可以用来恢复数据。RAID 3需要经过编码将信息位元分割,并分别存于硬盘中,而将同位元检查单独存于一个硬盘中。但由于信息的位元分散在不同的硬盘上,因此就算读取一小段信息都有可能用到所有的硬盘,故这种规格比较适合在读取大量信息时使用,尤其有益于访问较长的连续记录。RAID 3需要同步主轴驱动器来预防较短的记录导致的性能下降。

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