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隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們處理和分析數(shù)據(jù)的需求也越來越大。在這樣的背景下，大數(shù)據(jù)應(yīng)運而生，成為了信息時代海量數(shù)據(jù)處理和分析的重要手段。但是，大數(shù)據(jù)的存儲和處理需要巨大的存儲空間和強大的計算能力，這也促進(jìn)了大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的不斷發(fā)展。本文將重點介紹大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)中的陣列方式以及其優(yōu)勢。
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一、陣列方式的概念
陣列方式是一種大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，它結(jié)合了多個物理硬盤（或閃存存儲）來形成一個虛擬磁盤，可以提供更大的存儲容量和更高的數(shù)據(jù)可靠性。陣列方式可以通過多種形式實現(xiàn)，例如鏡像陣列、條帶化陣列、混合陣列等。
二、陣列方式的優(yōu)勢
1. 提高數(shù)據(jù)容量
陣列方式集成了多塊物理硬盤，在不同的硬盤上實現(xiàn)的數(shù)據(jù)存儲經(jīng)過計算機(jī)指定的算法處理后，視為一個獨立的、巨大的存儲設(shè)備。因此，使用陣列方式可以將多個硬盤的存儲容量累加到一起，大大提高了數(shù)據(jù)容量。
2. 提升數(shù)據(jù)傳輸速率
陣列方式還可以提升數(shù)據(jù)的傳輸速率。在陣列設(shè)備中，數(shù)據(jù)可以同時存儲在多個硬盤上，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸時，可以通過多塊硬盤同時進(jìn)行，從而大大提高數(shù)據(jù)傳輸速率。
3. 提高數(shù)據(jù)可靠性
當(dāng)使用陣列方式存儲大規(guī)模的數(shù)據(jù)時，如果某個硬盤出現(xiàn)了問題，其它硬盤仍可以正常工作，因此數(shù)據(jù)的可靠性也得到了提高。陣列方式中還可以使用冗余技術(shù)，將數(shù)據(jù)存儲在多個物理硬盤上，當(dāng)某個硬盤發(fā)生故障時，其他硬盤上的數(shù)據(jù)可以起到備份的作用，保障數(shù)據(jù)的安全性。
4. 提升系統(tǒng)性能
使用陣列方式不僅可以提高存儲容量和數(shù)據(jù)傳輸速率，還可以提升系統(tǒng)性能。由于陣列設(shè)備可以實現(xiàn)多個硬盤同時讀寫數(shù)據(jù)，因此對于需要高強度讀寫數(shù)據(jù)的場景，使用陣列方式可以大大提高系統(tǒng)性能。
三、使用陣列方式存儲大數(shù)據(jù)的注意事項
1. 為了獲得更好的系統(tǒng)性能，建議使用相同容量、相同規(guī)格和相同型號的物理硬盤。
2. 在配置陣列時，應(yīng)選擇一種合適的算法，因為不同的算法在容錯性、性能、可擴(kuò)展性等方面有所不同。
3. 設(shè)備出現(xiàn)故障時，盡快進(jìn)行檢查和修復(fù)，以保障數(shù)據(jù)的安全性。
4. 進(jìn)行備份，以防止設(shè)備故障造成重要數(shù)據(jù)丟失。
四、結(jié)論
陣列方式是大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的一種方式，它可以大大提高存儲容量、數(shù)據(jù)傳輸速率、數(shù)據(jù)可靠性和系統(tǒng)性能。在使用陣列方式存儲大數(shù)據(jù)時，需要了解一些注意事項，以保障數(shù)據(jù)的安全和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- 什么是磁盤陣列？
什么是磁盤陣列？
磁盤陣列（Redundant Arrays of Independent Drives，RAID），有“旦敬獨立磁盤構(gòu)成的具有冗余能力的陣列”之意。磁盤陣列是由很多塊獨立的磁盤，組合成一個容量巨大的磁盤組，利用個別磁盤提供數(shù)據(jù)所產(chǎn)生加成效果提升整橋鋒個磁盤系統(tǒng)效能。敏遲晌
磁盤陣列簡述：
磁盤陣列是一種把若干硬磁盤驅(qū)動器按照一定要求組成一個整體，整個磁盤陣列由陣列控制器管理的系統(tǒng)。冗余磁盤陣列RAID(Redundant Array of Independent Disks)技術(shù)1987年由加州大學(xué)伯克利分校提出，最初的研制目的是為了組合小的廉價磁盤來代替大的昂貴磁盤，以降低大批量數(shù)據(jù)存儲的費用（當(dāng)時RAID稱為Redundant Array of Inexpensive Disks 廉價的磁盤陣列），同時也希望采用冗余信息的方式，使得磁盤失效時不會使對數(shù)據(jù)的訪問受損失，從而開發(fā)出一定水平的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)。
磁盤陣列的工作原理與特征：
RAID的基本結(jié)昌巖構(gòu)特征就是組合(Striping)，捆綁2個或多個物理磁盤成組，形成一個單獨的邏輯盤。組合套(Striping Set)是指將物理磁盤組捆綁在一塊兒。在利用多個磁盤驅(qū)動器時，組合能夠提供比單個物理磁盤驅(qū)動器更好的性能提升。 數(shù)據(jù)是以塊(Chunks)的形式寫入組合套中的，塊的尺寸是一個固定的值，在捆綁過程實施前就已選定。塊尺寸和平均I/O需求的尺寸之間的關(guān)系決定了組合套的特性?？偟膩碚f，選擇塊尺寸的目的是為了更大程度地提高性能，以適應(yīng)不同特點的計算環(huán)境應(yīng)用。
磁盤陣列優(yōu)點：
磁盤陣列有許多優(yōu)點：首先，提高了存儲容量；其次，多臺磁盤驅(qū)動器可并行工作，提高了數(shù)據(jù)傳輸率；…RAID技術(shù)確實提供了比通常的磁盤存儲更高的性能指標(biāo)、數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)可用性，尤其是在當(dāng)今面臨的I/O總是滯后于CPU性能的瓶頸問題越來越突出的情況下，RAID解決方案能夠有效地彌補這個缺口。
陣列技術(shù)的介紹：
RAID技術(shù)是一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，各廠商對RAID級別的定義也不盡相同。目前對RAID級別的定義可以獲得業(yè)界廣泛認(rèn)同的有4種，RAID 0、RAID 1、RAID 0＋1和RAID 5，我們常見的主板自帶的陣列芯片或陣列卡能支持的模式有：RAID 0、RAID 1、RAID 0＋1。
1) RAID 0是無數(shù)據(jù)冗余的存儲空間條帶化，它將所有硬盤構(gòu)成一個磁盤陣列，可以同時對多個硬盤做讀寫動作，但是不具備備份及容錯能力，具有成本低、讀寫性能極高、存儲空間利用率高等特點，在理論上可以提高磁盤子系統(tǒng)的性能。
2) RAID 1是兩塊硬盤數(shù)據(jù)完全鏡像，可以提高磁盤子系統(tǒng)的安全性，技術(shù)簡單，管理方便，讀寫性能均好。但它無法擴(kuò)展（單塊硬盤容量），數(shù)據(jù)空間浪費大，嚴(yán)格意義上說，不應(yīng)稱之為“陣列”。
3) RAID 0＋1綜合了RAID 0和RAID 1的特點，獨立磁盤配置成RAID 0，兩套完整的RAID 0互相鏡像。它的讀寫性能出色，安全性高，但構(gòu)弊迅猛建陣列的成本投入大，數(shù)據(jù)空間利用率低，不能稱之為經(jīng)濟(jì)高效的方案。
常見的陣列卡芯片有三種：Promise（喬鼎信息）、highpoint、ami（美商安邁）。這三種芯租橋片都有主板集成或獨立的陣列卡這二種形式的產(chǎn)品。我們主要用到的是Promise陣列卡，經(jīng)過測試在無盤中穩(wěn)定，并且不容易壞Promise常見的陣列芯片有：Promise Fasttrak 66、Fasttrak 100、Fasttrak 133、20232、20235、20237、20230、Fasttrak TX2、Fasttrak TX4、Fasttrak TX2023,TX4000.Highpoint常見的陣列芯片有：highpoint 370、370a、372、372a。AMI / LSI Logic MegaRAID 這種芯片的產(chǎn)品我們用得很少，現(xiàn)在知道的有艾崴 WO2-R主板上集成了American Megatrends MG80649 控制器，其陣列卡的產(chǎn)品也沒有使用過。
注意事項：
1) 用來創(chuàng)建磁盤陣列的硬盤一般需成對使用。
2) 強烈建議使用型號、容量、品牌均一致的四個硬盤來做陣列。
3) 陣列卡和一部分集成的陣列芯片支持雙陣列，當(dāng)您使用四個硬盤來做陣列時，建議設(shè)置為雙陣列。但如果主板集成的是Promise類芯片，幾乎都不支持創(chuàng)建雙陣列。(4)、沒有安裝對應(yīng)的陣列驅(qū)動程序或驅(qū)動程序不對，而又設(shè)置為由陣列啟動時，NT服務(wù)器啟動時將會藍(lán)屏。任何創(chuàng)建陣列或者重建陣列的操作都將清除硬盤或者陣列上的所有現(xiàn)有數(shù)據(jù)!
陣列卡的作用，簡單的一句話就是加快網(wǎng)吧的速度，本為一個IDE的硬盤在帶30以上就會造成瓶頸，速度就會慢下來，想提高速度一定得做陣列，這樣不但速度快，以后加機(jī)器也不會有太大的影響。
做陣列注意的是：
陣列的一個誤區(qū)就是大家還是把磁盤分開來看，作為陣列，你只能把做陣列的硬盤當(dāng)成一個大的硬盤！在拷盤前我們用SFDISK（或者用其它分區(qū)軟件，不用FDISK.EXE，因為FDISK.EXE只認(rèn)80G，而一般做陣列后，硬盤都大于80G）對其進(jìn)行分區(qū)，然后用GHOST將盤刻到陣列硬盤上面！
只要硬盤的位置與數(shù)據(jù)線不脫離，陣列卡如果換同名的陣列卡，其內(nèi)容是不會改變的，因為陣列卡中相關(guān)參數(shù)設(shè)置保存在了硬盤當(dāng)中。
磁盤陣列
1. 什么是磁盤陣列（Disk Array）?
磁盤陣列（Disk Array）是由一個硬盤控制器來控制多個硬盤的相互連接，使多個硬盤的讀寫同步，減少錯誤，增加效率和可靠度的技術(shù)。
2.什么是RAID?
RAID是Redundant Array of Inexpensive Disk的縮寫，意為廉價冗余磁盤陣列，是磁盤陣列在技術(shù)上實現(xiàn)的理論標(biāo)準(zhǔn)，其目的在于減少錯誤、提高存儲系統(tǒng)的性能與可靠度。常用的等級有1、3、5級等。
3.什么是RAID Level 0?
RAID Level 0是Data Striping(數(shù)據(jù)分割)技術(shù)的實現(xiàn)，它將所有硬盤構(gòu)成一個磁盤陣列，可以同時對多個硬盤做讀寫動作，但是不具備備份及容錯能力，它價格便宜，硬盤使用效率更佳，但是可靠度是最差的。
以一個由兩個硬盤組成的RAID Level 0磁盤陣列為例，它把數(shù)據(jù)的第1和2位寫入之一個硬盤，第三和第四位寫入第二個硬盤……以此類推，所以叫“數(shù)據(jù)分割”，因為各盤數(shù)據(jù)的寫入動作是同時做的，所以它的存儲速度可以比單個硬盤快幾倍。
但是，這樣一來，萬一磁盤陣列上有一個硬盤壞了，由于它把數(shù)據(jù)拆開分別存到了不同的硬盤上，壞了一顆等于中斷了數(shù)據(jù)的完整性，如果沒有整個磁盤陣列的備份磁帶的話，所有的數(shù)據(jù)是無法挽回的。因此，盡管它的效率很高，但是很少有人冒著數(shù)據(jù)丟失的危險采用這項技術(shù)。
4.什么是RAID Level 1?
RAID Level 1使用的是Disk Mirror(磁盤映射)技術(shù)，就是把一個硬盤的內(nèi)容同步備份復(fù)制到另一個硬盤里，所以具備了備份和容錯能力，這樣做的使用效率不高，但是可靠性高。
5.什么是RAID Level 3?
RAID Level 3采用Byte－interleaving(數(shù)據(jù)交錯存儲)技術(shù)，硬盤在SCSI控制卡下同時動作，并將用于奇偶校驗的數(shù)據(jù)儲存到特定硬盤機(jī)中，它具備了容錯能力，硬盤的使用效率是安裝幾個就減掉一個，它的可靠度較佳。
6.什么是RAID Level 5?
RAID Level 5使用的是Disk Striping(硬盤分割)技術(shù)，與Level 3的不同之處在于它把奇偶校驗數(shù)據(jù)存放到各個硬盤里，各個硬盤在SCSI控制卡的控制下平行動作，有容錯能力，跟Level 3一樣，它的使用效率也是安裝幾個再減掉一個。
7.什么是熱插拔硬盤？
熱插拔硬盤英文名為Hot－Swappable Disk，在磁盤陣列中，如果使用支持熱插拔技術(shù)的硬盤，在有一個硬盤壞掉的情況下，服務(wù)器可以不用關(guān)機(jī)，直接抽出壞掉的硬盤，換上新的硬盤。一般的商用磁盤陣列在硬盤壞掉的時候，會自動鳴叫提示管理員更換硬盤。
磁盤陣列(Disk array)原理
為什么需要磁盤陣列? 如何增加磁盤的存取(acces)速度，如何防止數(shù)據(jù)因磁盤的故障而失落及如 何有效的利用磁盤空間，一直是電腦專業(yè)人員和用戶的困憂；而大容量磁盤的價 格非常昂貴，對用戶形成很大的負(fù)擔(dān)。磁盤陣列技術(shù)的產(chǎn)生一舉解決了這些問題。
過去十年來，CPU的處理速度幾乎是幾何級數(shù)的躍升，內(nèi)存(memory)的 存取速度亦大幅增加，而數(shù)據(jù)儲存裝置——它要是磁盤(hard disk)——的存取 速度相較之下。較為緩慢。整個I／0吞吐量不能和系統(tǒng)匹配，形成電腦系統(tǒng)的瓶 頸，降低了電腦系統(tǒng)的整體性能(throughout)若不能有效的提升磁盤的存取速 度，CPU、內(nèi)存及磁盤間的不平衡將使CPU及內(nèi)存的改進(jìn)形成浪費。
目前改進(jìn)磁盤存取速度的方式主要有兩種。一是磁盤快取控制(disk cache controller)，它將從磁盤讀取的數(shù)據(jù)存在快取內(nèi)存(cache memory)中以減少磁 盤存取的次數(shù)。數(shù)據(jù)的讀寫都在cache內(nèi)存中進(jìn)行，大幅增加存取的速度，如要讀 取的數(shù)據(jù)不在cache內(nèi)存中，或要寫數(shù)據(jù)到磁盤時，才做磁盤的存取動作。這種方 式在單工期環(huán)境(Single—tasking envioronment)如DOS之下。對大量數(shù)據(jù)的 存取有很好的性能(量小且頻繁的存取則不然)。但在多工(multi—tasking)環(huán) 境之下(因為要不停的作數(shù)據(jù)交換(swapping)的動作)或數(shù)據(jù)庫(database) 的存取(因每一記錄都很小)就不能顯示其性能。這種方式?jīng)]有任何安全保障。
其一是使用磁盤陣列的技術(shù)。磁盤陣列是把多個磁盤組成一個陣列，當(dāng)作單 一磁盤使用，它將數(shù)據(jù)以分段(striping)的方式儲存在不同的磁盤中，存取數(shù)據(jù) 時，陣列中的相關(guān)磁盤一起動作：大幅減低數(shù)據(jù)的存取時間，同時有更佳的空間 利用率。磁盤陣列所利用的不同的技術(shù)，稱為RAID level，不同的level針對不 同的系統(tǒng)及應(yīng)用，以解決數(shù)據(jù)安全的問題。
一般高性能的磁盤陣列都足以硬件的形式來達(dá)成、進(jìn)—步的把磁盤cache控制 及磁盤陣列結(jié)合在—個控制器(RAID controler)或控制卡個，針對個同的用戶 解決人們對磁盤輸出／入系統(tǒng)的四大要求：
(1)增加存取速度。
(2)容錯(fault tolerance)，即安全性。
(3)有效的利用磁盤空間。
(4)盡量的平衡CPU，內(nèi)存及磁盤的性能并異，提高電腦的整體工作性能。
磁盤陣列原理
1987年，加州伯克利大學(xué)的一位人員發(fā)表了名為“磁盤陣列研究”的論文， 正式提到了RAID也就是滋盤陣列，論文提出廉價的5．25”及3．5”的硬盤也能如 大機(jī)器上的8”盤能提供人容量、高性能和數(shù)據(jù)的一致性，并詳述了RAIDl至5 的技術(shù)。 磁盤陣列針對不同的應(yīng)用使用的不同技術(shù)，稱為RAID level，RAID是Redundant Array of Inexpenslve Disks的縮寫，而每一level代表一種技術(shù)，目前 業(yè)界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)是RAID0—RAID5。這個level并個代表技術(shù)的高低，level5并不高于level3，level1也個低于level4。字于要選樣哪一種RAID level的產(chǎn)品，純視用戶的操作環(huán)境(Operating envir0nment)及應(yīng)用(application)而定，與level 的高低沒有必然的關(guān)系。RAID0沒有安全的保障，僅其快速，所以適合高速I／0 的系統(tǒng)；RAIDl適用于需安全性又要兼顧速度的系統(tǒng)，RAID2及RAID3適用于 大型電腦及影像、CAD／CAM等處理；RAID5多用于0LTP，因有余融機(jī)構(gòu)及 大型數(shù)據(jù)處理中心的迫切需要，故使用較多而較有名氣，但也因此形成很多人對 磁盤陣列的誤解，以為磁盤陣列非要RAID5不可；RAID4較少使用、和RAID5 有其共同之處，但RAID4適合大量數(shù)據(jù)的存取。其他如RAID6，RAID7。乃至 RAIDl0、50、100等，都是廠商各做各的，并無一致的標(biāo)準(zhǔn)，在此不作說明。
RAID1
RAID1是使用磁盤鏡像(disk muroring)的技術(shù)，磁盤鏡像應(yīng)用在RAIDl 之前就在很多系統(tǒng)中使用，它的方式是在工作磁盤(working disk)之外再加一 額外的備份磁盤(backup disk)兩個磁盤所儲存的數(shù)據(jù)安全一致。數(shù)據(jù)在寫入工 作磁盤同時也寫入備份磁盤。
RAID2
RAID2是把數(shù)據(jù)分散為位元／位元組(bit／byte)或塊(b1ock)，加入海明碼Hamming Code、在磁盤陣列中作間隔寫入(Interleaving)到每個磁盤小。而 且地址(address)都一樣，也就是在各個磁盤中，其數(shù)據(jù)都在相同的磁道(cylinder or track)及扇區(qū)中。RAID2又稱為并行陣列(parallel array)其設(shè)計足使 用共軸同步(spindle synchronize)的技術(shù)，存取數(shù)據(jù)時、控個磁盤陣列—起動 作，在各個磁盤的相同位置作平行存取，所以有更好的存取時間(auesstime)，共 總線(bus)是特別的設(shè)計以大帶寬并行傳輸所存取的數(shù)據(jù)，所以有更好的傳輸時 間(transfer time)。在人型檔案的存取應(yīng)用，RAID2有更好的件能，僅如果檔 案太小，會將其性能批下來。因為磁盤的存取足以期區(qū)為單位。而RAID2的存取是所有磁盤平行動作，而且是作單位元或位元組的存取。故小于—個扇區(qū)的數(shù)據(jù) 最會使其件能大打折扣。RAID2是設(shè)計給需要連續(xù)且大量數(shù)據(jù)的電腦使用的、如 大型電腦(mainframe to supercomputer)、作影像處理或CAD／CAM的工作站 (workstation)等，并個適用于—般的多用戶環(huán)境網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(network server)。 小型機(jī)或PC。
RAID3
RAID3的數(shù)據(jù)儲存及存取方式都和RAID2一樣，僅在安今方面以奇偶較驗 (parity check)取代海明碼做錯誤校正及檢測，所以只需要—個額外的校檢磁盤 (parity disk)。奇偶校驗值的計算足以各個磁盤的相對應(yīng)位作XOR的邏輯運算， 然后將結(jié)果寫入奇偶校驗磁盤，仟何數(shù)據(jù)的修改都要做奇偶校驗計算。
RAID4
RAID4也使用一個校驗磁盤，但和RAID3不一樣，RAID4的方式是RAID0 加上一個校驗磁盤。
RAID5
RAID5和RAID4相似但避免了RAID4的瓶頸，方法是不用校驗磁盤而將校 驗數(shù)據(jù)以循環(huán)的方式放在每一個磁盤中，RAID5的控制比較復(fù)雜，尤其是利用硬件對磁盤陣列的控制，因為這種方式的應(yīng)用比其他的RAID level要掌握更多的事情，更多的輸出／入需求，既要速度快，又要處理數(shù)據(jù)，計算校驗值，做錯誤 校正等，所以價格較高，其應(yīng)用更好是0LTP，至于用于大型文件，不見得有最 佳的性能。
RAID的對比： 下面幾個表列是RAID的一些性質(zhì)：
操作 工作模式 最少硬盤量 可用容量 適用范圍
RAID0 磁盤延伸和數(shù)據(jù)分布 2 T PC服務(wù)器和圖形工作站
RAIDl 數(shù)據(jù)分布和鏡像 2 T／2
RAID2 共軸同步，并行傳輸，ECC 3 視結(jié)構(gòu)而定 大檔案且輸入輸出不頻繁的應(yīng)用 如：影像處理和CAD／CAM等
RAID3 共軸同步，并行傳輸，Parity 3 Tx(n—1)／n
RAID4 數(shù)據(jù)分布，固定Parity 3 Tx(n—1)／n
RAID5 數(shù)據(jù)分布，分布Parity 3 Tx(n—1)／n 銀行、金融、股市、數(shù)據(jù)庫等大 型數(shù)據(jù)處理中心OLTP應(yīng)用
RAID的性能與可用性
RAID Level 用戶數(shù)據(jù)利用率 BandWidth Performance Transaction Performance 數(shù)據(jù)可用性
RAID0 1 0.25 1 0.0005
RAID1 0.5 0.25 0.85 1
RAID2 0.67 1 0.25 0.9999
RAID3 0.75 1 0.25 0.9999
RAID4 0.75 0.25 0.61 0.9999
RAID5 0.75 0.25 0.61 0.9999
以上數(shù)據(jù)基于4個磁盤，傳輸塊大小lK，75％的讀概率，數(shù)據(jù)可用性的計算 基于同樣的損壞概率。
RAID的概述
RAID0
沒有任何額外的磁盤或空間作安全準(zhǔn)備，所以一般人不重視它，這是誤解。 其實它有更好的效率及空間利用率，對于追求效率的應(yīng)用，非常理想，可同時用 其他的RAID level或其他的備份方式以補其不足，保護(hù)重要的數(shù)據(jù)。
RAID1
更佳的安全性，100％不停機(jī)，即使有一個磁盤損壞也能照常作業(yè)而不影響 其效能(對能并行存取的系統(tǒng)稍有影響)，因為數(shù)據(jù)是作重復(fù)儲存。RAIDl的并行 讀取幾乎有RAID0的性能、因為可同時讀取相互鏡像的磁盤；寫入也只比RAID0略遜，因為同時寫入兩個磁盤并沒有增加多少工作。雖比RAID0要增加—倍的 磁盤做鏡像，但作為采用磁盤陣列的進(jìn)入點，它是更便宜的一個方案，是新設(shè)磁 盤陳列的用戶之更佳選擇。
RAlD5
RAID5在不停機(jī)及容錯的表現(xiàn)都很好，但如有磁盤故障。對性能的影向較大， 大容量的快取內(nèi)存有助于維持性能，但在0LTP的應(yīng)用中，因為每—筆數(shù)據(jù)或記 錄(record)都很小，對磁盤的存取頻繁。故有—定程度的影響。某磁盤故障 時，讀取該磁盤的數(shù)據(jù)需把共用同一校驗值分段的所有數(shù)據(jù)及校驗值讀出來、再把故障磁盤的數(shù)據(jù)計算出來；寫入時，除了要重覆讀取的程序外，還要再做校驗值的計算，然后寫入更新的數(shù)據(jù)及校驗值；等換上新的磁盤，系統(tǒng)要計算整個磁 盤陣列的數(shù)據(jù)以回復(fù)故障磁盤的數(shù)據(jù)，時間要很長，如系統(tǒng)的工作負(fù)載很重的話， 有很多輸出／入的請求征排隊等候時，會把系統(tǒng)的性能拉下來。僅如使用硬件磁 盤陣列的話，其件能就可以得到大幅度的改進(jìn)，因為硬件磁盤陣列如Arena系列 本身有內(nèi)置的CPU與個機(jī)系統(tǒng)并行運作。所有存取磁盤的輸出入工作都在磁盤陳列本身完成，不花費主機(jī)的時間，配合磁盤陳列的cache內(nèi)存的使用，可以提高 系統(tǒng)的整體性能，而優(yōu)越的SCSI控制更能增加數(shù)據(jù)的傳輸速率，即使枉磁盤故障 的情況下，主機(jī)系統(tǒng)的件能也不會有明顯的降低。RAID5要做的事情太多，所以 價格較貴。不適于小系統(tǒng)，但如果是大系統(tǒng)使用大的磁盤陣列的話，RAID5卻是 更便宜的方案。
總而言之，RAID0及RAIDl最適合PC服務(wù)器及圖形工作站的用戶，提供 更佳的性能及更便宜的價格。以低成本符合市場的需求。RAID2及RAID3適用 于大檔案輸入輸出需求個頻繁的應(yīng)用如影像處理及CAD／CAM等；而RAID5 則適用于銀行、金融、股市、數(shù)據(jù)庫等大列數(shù)據(jù)處理中心的0LTP應(yīng)用；RAID4 與RAID5有相同的特件及用方式，但其較適用于大型文件的讀取。
磁盤陣列的額外容錯功能
事實上容錯功能已成為磁盤陣列最受清睞的特性，為了加強容錯的功能以及使系統(tǒng)在磁盤故障的情況下能迅速的重建數(shù)據(jù)，以維持系統(tǒng)的性能，一般的磁盤 陣列系統(tǒng)都可使用熱備份(hot spare or hot standby drive)的功能，所謂熱備份是在建立(configure)磁盤陣列系統(tǒng)的時候，將其中一磁盤指定為后備磁盤， 此一磁盤在平常并不操作，僅若陣列中某一磁盤發(fā)生故障時，磁盤陣列即以后備 磁盤取代故障磁盤，并自動將故障磁盤的數(shù)據(jù)重建(rebuild)在后備磁盤之上， 因為反應(yīng)快速，加上cache內(nèi)存減少了磁盤的存取，所以數(shù)據(jù)重建很快即可完成，對 系統(tǒng)的性能影響不大。對丁要求不停機(jī)的大型數(shù)據(jù)處理中心或控制小心而言，熱 備份更是一項重要的功能，因為可避免晚間或無人守護(hù)時發(fā)生磁盤故障所引起的 種種不便。
備份盤又有熱備份與溫備份之分，熱備份稅和溫備份的不同在于熱備份盤 和陣列—起運轉(zhuǎn)，一有故障時馬上備援，而溫備份盤雖然帶電但并個運轉(zhuǎn)，需要 備援時才啟動。兩者分別在是否運轉(zhuǎn)及啟動的時間，僅溫備份并不運轉(zhuǎn)，理論上有較長的壽命。另一個額外的容錯功能是壞期區(qū)轉(zhuǎn)移(bad sector reassignment)。壞扇區(qū)是磁盤故障的主要原因，通常磁盤在讀寫時發(fā)牛壞扇區(qū)的 情況即表示此磁盤故障。不能冉作讀寫，甚至有很多系統(tǒng)會因為不能完成讀寫的 動作而死機(jī)，僅若因為某一扇區(qū)的損壞而使工作不能完成或要更換磁盤，則使得 系統(tǒng)性能大打折扣，而系統(tǒng)的維護(hù)成本也未免太高了，壞扇區(qū)轉(zhuǎn)移是當(dāng)磁盤陣列 系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)磁盤有壞扇區(qū)時，以另一空白的且無故障的扇區(qū)取代該扇區(qū)，以延長磁盤 的使用壽命，減少壞磁盤的發(fā)生率以及系統(tǒng)的維護(hù)成本。所以壞扇區(qū)轉(zhuǎn)移功能使 磁盤陣列具有更好的容錯性，同時使整個系統(tǒng)村更好的成本效益比。其他如可外 接電池備援磁盤陣列的快取內(nèi)存，以避免突然斷電時數(shù)據(jù)尚未寫回磁盤而丟失； 或在RAIDl時作寫入一致性的檢查等，雖是小技術(shù)，但亦不可忽視。
深入了解RAID
·元凱寧·PCHDD
RAID是由美國加州大學(xué)伯克利分校的D.A. Patterson教授在1988年提出的。RAID是Redundent Array of Inexpensive Disks的縮寫，直譯為“廉價冗余磁盤陣列”，也簡稱為“磁盤陣列”。后來RAID中的字母I被改作了Independent，RAID就成了“獨立冗余磁盤陣列”，但這只是名稱的變化，實質(zhì)性的內(nèi)容并沒有改變?？梢园裄AID理解成一種使用磁盤驅(qū)動器的方法，它將一組磁盤驅(qū)動器用某種邏輯方式聯(lián)系起來，作為邏輯上的一個磁盤驅(qū)動器來使用。一般情況下，組成的邏輯磁盤驅(qū)動器的容量要小于各個磁盤驅(qū)動器容量的總和。RAID的具體實現(xiàn)可以靠硬件也可以靠軟件，Windows NT操作系統(tǒng)就提供軟件RAID功能。RAID一般是在SCSI磁盤驅(qū)動器上實現(xiàn)的，因為IDE磁盤驅(qū)動器的性能發(fā)揮受限于IDE接口(IDE只能接兩個磁盤驅(qū)動器，傳輸速率更高1.5MBps)。IDE通道最多只能接4個磁盤驅(qū)動器，在同一時刻只能有一個磁盤驅(qū)動器能夠傳輸數(shù)據(jù)，而且IDE通道上一般還接有光驅(qū)，光驅(qū)引起的延遲會嚴(yán)重影響系統(tǒng)速度。SCSI適配器保證每個SCSI通道隨時都是暢通的，在同一時刻每個SCSI磁盤驅(qū)動器都能自由地向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)，不會出現(xiàn)像IDE磁盤驅(qū)動器爭用設(shè)備通道的現(xiàn)象。
RAID的優(yōu)點
1.成本低，功耗小，傳輸速率高。在RAID中，可以讓很多磁盤驅(qū)動器同時傳輸數(shù)據(jù)，而這些磁盤驅(qū)動器在邏輯上又是一個磁盤驅(qū)動器，所以使用RAID可以達(dá)到單個的磁盤驅(qū)動器幾倍、幾十倍甚至上百倍的速率。這也是RAID最初想要解決的問題。因為當(dāng)時CPU的速度增長很快，而磁盤驅(qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸速率無法大幅提高，所以需要有一種方案解決二者之間的矛盾。RAID最后成功了。
2.可以提供容錯功能。這是使用RAID的第二個原因，因為普通磁盤驅(qū)動器無法提供容錯功能，如果不包括寫在磁盤上的CRC(循環(huán)冗余校驗)碼的話。RAID和容錯是建立在每個磁盤驅(qū)動器的硬件容錯功能之上的，所以它提供更高的安全性。
3.RAID比起傳統(tǒng)的大直徑磁盤驅(qū)動器來，在同樣的容量下，價格要低許多。
RAID的分級
1.RAID0級，無冗余無校驗的磁盤陣列。數(shù)據(jù)同時分布在各個磁盤驅(qū)動器上，沒有容錯能力，讀寫速度在RAID中最快，但因為任何一個磁盤驅(qū)動器損壞都會使整個RAID系統(tǒng)失效，所以安全系數(shù)反倒比單個的磁盤驅(qū)動器還要低。一般用在對數(shù)據(jù)安全要求不高，但對速度要求很高的場合。
2.RAID1級，鏡象磁盤陣列。每一個磁盤驅(qū)動器都有一個鏡像磁盤驅(qū)動器，鏡像磁盤驅(qū)動器隨時保持與原磁盤驅(qū)動器的內(nèi)容一致。RAID1具有更高的安全性，但只有一半的磁盤空間被用來存儲數(shù)據(jù)。主要用在對數(shù)據(jù)安全性要求很高，而且要求能夠快速恢復(fù)被損壞的數(shù)據(jù)的場合。
3.RAID2級，糾錯海明碼磁盤陣列。磁盤驅(qū)動器組中的之一個、第二個、第四個……第2n個磁盤驅(qū)動器是專門的校驗盤，用于校驗和糾錯，例如七個磁盤驅(qū)動器的RAID2，之一、二、四個磁盤驅(qū)動器是糾錯盤，其余的用于存放數(shù)據(jù)。使用的磁盤驅(qū)動器越多，校驗盤在其中占的百分比越少。RAID2對大數(shù)據(jù)量的輸入輸出有很高的性能，但少量數(shù)據(jù)的輸入輸出時性能不好。RAID2很少實際使用。
4.RAID3和RAID4，奇校驗或偶校驗的磁盤陣列。不論有多少數(shù)據(jù)盤，均使用一個校驗盤，采用奇偶校驗的方法檢查錯誤。任何一個單獨的磁盤驅(qū)動器損壞都可以恢復(fù)。RAID3和RAID4的數(shù)據(jù)讀取速度很快，但寫數(shù)據(jù)時要計算校驗位的值以寫入校驗盤，速度有所下降。RAID3和RAID4的使用也不多。
5.RAID5級，無獨立校驗盤的奇偶校驗磁盤陣列。同樣采用奇偶校驗來檢查錯誤，但沒有獨立的校驗盤，校驗信息分布在各個磁盤驅(qū)動器上。RAID5對大小數(shù)據(jù)量的讀寫都有很好的性能，被廣泛地應(yīng)用。
從RAID1到RAID5的幾種方案中，不論何時有磁盤損壞，都可以隨時拔出損壞的磁盤再插入好的磁盤(需要硬件上的熱插拔支持)，數(shù)據(jù)不會受損，失效盤的內(nèi)容可以很快地重建，重建的工作也由RAID硬件或RAID軟件來完成。但RAID0不提供錯誤校驗功能，所以有人說它不能算作是RAID，其實這也是RAID0為什么被稱為0級RAID的原因——0本身就代表“沒有”。
RAID的應(yīng)用
當(dāng)前的PC機(jī)，整個系統(tǒng)的速度瓶頸主要是硬盤。雖然不斷有Ultra DMA33、DMA66、DMA100等快速的標(biāo)準(zhǔn)推出，但收效不大。在PC中，磁盤速度慢一些并不是太嚴(yán)重的事情。但在服務(wù)器中，這是不允許的，服務(wù)器必須能響應(yīng)來自四面八方的服務(wù)請求，這些請求大多與磁盤上的數(shù)據(jù)有關(guān)，所以服務(wù)器的磁盤子系統(tǒng)必須要有很高的輸入輸出速率。為了數(shù)據(jù)的安全，還要有一定的容錯功能。RAID提供了這些功能，所以RAID被廣泛地應(yīng)用在服務(wù)器體系中。
RAID提供的容錯功能是自動實現(xiàn)的(由RAID硬件或是RAID軟件來做)。它對應(yīng)用程序是透明的，即無需應(yīng)用程序為容錯做半點工作。要得到更高的安全性和最快的恢復(fù)速度，可以使用RAID1(鏡像)；要在容量、容錯和性能上取折衷可以使用RAID5。在大多數(shù)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所在的磁盤驅(qū)動器是RAID1，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)文件則是存放于RAID5的磁盤驅(qū)動器上。
有時我們看某些名牌服務(wù)器的配置單，發(fā)現(xiàn)其CPU并不是很快，內(nèi)存也算不上是很大，顯卡更不是更好，但價格絕對不菲。是不是服務(wù)器系統(tǒng)都是暴利產(chǎn)品呢？當(dāng)然不是。服務(wù)器的配置與一般的家用PC的著重點不在一處。除去更高的穩(wěn)定性外，冗余與容錯是一大特點，如雙電源、帶電池備份的磁盤高速緩沖器、熱插拔硬盤、熱插拔PCI插槽等。另一個特點就是巨大的磁盤吞吐量。這主要歸功于RAID。舉一個例子來說，一臺使用了SCSI RAID的奔騰166與一臺IDE硬盤的PⅢCopermine 800都用做文件服務(wù)器，奔騰166會比PⅢ的事務(wù)處理能力高上幾十倍甚至上百倍，因為PⅢ處理器的運算能力根本用不上，反倒是奔騰166的RAID起了作用。
RAID現(xiàn)在主要應(yīng)用在服務(wù)器，但就像任何高端技術(shù)一樣，RAID也在向PC機(jī)上轉(zhuǎn)移。也許所有的PC機(jī)都用上了SCSI磁盤驅(qū)動器的RAID的那一天，才是PC機(jī)真正的“出頭之日”。
磁盤陣列簡稱RAID(RedundantpArrayspofpInexpensivepDisks)，有”價格便則升宜且多余的磁盤陣列”之意。其原理是利用數(shù)組方式來作磁盤組，配合數(shù)據(jù)分散排列的設(shè)計，提升數(shù)據(jù)的安全性。磁盤陣列主要針對硬盤，在容量及速度上，無法跟上CPU及內(nèi)存的發(fā)展，提出改善方法。磁盤陣列是由很多便宜孫裂老、容量較小、穩(wěn)定性較高、速度較慢磁盤，組合成一個大型的磁盤組，利用個別磁盤提供數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的加成效果來提升整個磁盤系統(tǒng)的效能。同時，在儲存數(shù)據(jù)時，利用這項技術(shù)，將數(shù)據(jù)切割成許多區(qū)段，分別存放在各個硬盤上。
磁盤陣列還能利用同位檢查(ParitypCheck)的觀念，在數(shù)組中任一顆硬盤故障時，仍可讀出數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)重構(gòu)時，將故障硬盤內(nèi)的數(shù)據(jù)，經(jīng)計算源跡后重新置入新硬盤中。
磁盤陣列是一種把若干硬磁盤驅(qū)動器按照一定要求組成一個整體，整個磁盤陣列由陣列控制器管理的系統(tǒng)。冗余磁盤陣列RAID(Redundant Array of Independent Disks)技術(shù)1987年由加州大學(xué)伯克利分校提出，最初的研制目的是為了組合小的廉價磁盤來段前代替大的昂貴磁盤，以降低大批量數(shù)據(jù)存儲的費用（當(dāng)時RAID稱為Redundant Array of Inexpensive Disks 廉價握橘清的磁盤陣列），同時也希望采用冗余信息的方式，使得磁盤失效時不會使對數(shù)據(jù)的訪問受損失，從而開發(fā)出一定水平的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)。
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多塊硬盤用RAID卡合成一塊就是陳列
大數(shù)據(jù)庫陣列方式的介紹就聊到這里吧，感謝你花時間閱讀本站內(nèi)容，更多關(guān)于大數(shù)據(jù)庫陣列方式,大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)：陣列方式的優(yōu)勢,什么是磁盤陣列？的信息別忘了在本站進(jìn)行查找喔。
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名稱欄目：大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)：陣列方式的優(yōu)勢(大數(shù)據(jù)庫陣列方式)
轉(zhuǎn)載來于：http://www.dlmjj.cn/article/dpspdjp.html
