目錄

5.1操作系統(tǒng)中配置RAID

5.2 RAID卡

5.2.1 RAID卡的結(jié)構(gòu)

5.2.2 RAID卡的初始化和配置過程

5.2.3通道RAID卡

5.2.4無驅(qū)RAID卡

5.2.5 RAID On Chip (ROC)技術(shù)

5.2.6 RAID卡上的內(nèi)存

5.2.7緩存兩種寫模式

1.WriteBack模式

2.WriteThrough模式

5.2.8 RAID配置完成后的初始化過程

5.3 磁盤陣列

5.3.1.RAID 50

5.3.2.RAID10和RAID01

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5.1操作系統(tǒng)中配置RAID

可以選擇操作系統(tǒng)中的磁盤，配置成RAID。例如；

將兩塊IDE磁盤做成RAID 0系統(tǒng)，原來的IDE磁盤是80G容量，做成RAID0 后變成了160G容量的虛擬磁盤。

將4塊SCSI磁盤做成一個RAID5系統(tǒng)，如果原來每塊SCSI磁盤是73G容量，4塊磁盤做成RAID5之后虛擬磁盤的容量約為3塊磁盤的容量即216GB

5.2 RAID卡

軟件RAID缺點：占用內(nèi)存空間、占用CPU、無法將操作系統(tǒng)作為RAID模式

RAID卡就是一種利用獨立硬件來實現(xiàn)RAID功能的方法。要在硬件上實現(xiàn)RAID功能，必須找一個物理硬件作為載體，SCSI卡或者主板上的南橋無疑就是這個載體。人們在SCSI卡上增加了額外芯片用于實現(xiàn)RAID功能。這些芯片是專門用來實現(xiàn)RAID。對于硬件RAID來說操作系統(tǒng)根本無法感知底層物理磁盤。RAID卡客服了RAID的缺點，使操作系統(tǒng)本身可以安裝在RAID虛擬磁盤之上。

5.2.1 RAID卡的結(jié)構(gòu)

帶CPU的RAID卡儼然就是一個曉得計算機系統(tǒng)，有自己的CPU、內(nèi)存、ROM、總線和IO接口，只不過是這個小計算機為大計算機服務(wù)的。

SCSI RAID卡上一定要包含SCSI控制器，因為后端連接的是SCSI物理磁盤，前端連接到PCI總線，所以一定要有一個PCI總線控制器來維護(hù)總線的仲裁、數(shù)據(jù)發(fā)送接收等功能。還有一個ROM，一般是用Flash芯片作為ROM，其中存放著初始化RAID卡必須的代碼以及實現(xiàn)RAID功能所需要的代碼。RAM的作用首先是作為數(shù)據(jù)緩存，提高性能；其次作為RAID卡上的CPU執(zhí)行RAID運算所需要的內(nèi)存空間。XOR芯片是專門用來做RAID3、5、6等校驗的。

RAID卡和SCSI卡的區(qū)別就在于RAID功能，其他沒有太大區(qū)別，如果RAID卡上有多個SCSI通道，那么就稱為多通道RAID卡。目前SCSIRAID卡最高有4通道的，其后端可以接入4條SCSI總線。所以最多可以連接64個SCSI設(shè)備。增加RAID卡之后，SCSI控制器就成了RAID程序代碼的傀儡。

條帶的概念只是邏輯上的，物理上并不存在，所以，條帶的概念只需記憶在RAID程序代碼之中就可以了。唯一需要像磁盤寫入的就是一些RAID信息，這樣，即使將這些春節(jié)拿下來，放到另一塊RAID卡上，也能準(zhǔn)確無誤地認(rèn)出以前做好的RAID信息。

條帶化之后，RAID程序代碼就操控SCSI控制器向OS驅(qū)動層驅(qū)動程序代碼提交一個虛擬化之后的所謂虛擬盤或者邏輯盤，也有人干脆稱為LUN。

5.2.2 RAID卡的初始化和配置過程

加點之后CPU執(zhí)行SCSI卡這個設(shè)備上ROM中的程序代碼來初始化這塊卡。包括檢測卡型號、生產(chǎn)商以及掃描卡上的所有SCSI總線以找出每個設(shè)備，并顯示在顯示器上。

5.2.3通道RAID卡

0通道卡又稱為RAID子卡，0通道的意思是這塊卡的后端沒有SCSI通道。將這塊子卡插入主機PCI插槽后。利用主板上已經(jīng)集成的或者已經(jīng)插在PCI上的SCSI卡，來操控它們的通道，從而實現(xiàn)RAID。測個0通道子卡，也是查到PCI上的一塊卡，只不過它需要利用主板上為0通道子卡專門設(shè)計的邏輯電路，對外和SCSI控制器組成一塊RAID卡來用。只不過這塊物理上被分割到兩個PCI插槽中而已。如圖所說，ICR電路來截獲CPU發(fā)送的地址信號和發(fā)送給CPU的中斷信號。

5.2.4無驅(qū)RAID卡

通過SATA接口來連接到計算機，將多塊物理磁盤虛擬成若干個虛擬磁盤，將這些磁盤通過SATA接口連接到計算機。計算機就認(rèn)為自身所連接的是多塊SATA物理磁盤。

5.2.5 RAID On Chip (ROC)技術(shù)

廉價RAID技術(shù)，利用SCSI卡上的CPU處理芯片，通過SCSI卡的ROM中加入RAID代碼實現(xiàn)。利用SCSI控制芯片內(nèi)部的RSIC處理器完成一些簡單的RAID類型（RAID0、1、0+1），需要RAID5時候，再購買獨立的RAID卡。

5.2.6 RAID卡上的內(nèi)存

數(shù)據(jù)緩存和代碼執(zhí)行兩種作用。

RAID卡RAM中有固定的地址段用于存放CPU執(zhí)行的代碼。大部分空間都是用作數(shù)據(jù)緩存。我們知道CPU和內(nèi)存之間有緩存，同樣RAID控制器和磁盤通道控制器之間也要有緩存。同時RAID控制器可以緩沖數(shù)據(jù)IO，上層發(fā)起的IO請求放入緩存隊列，然后一條一條執(zhí)行。

5.2.7緩存兩種寫模式

對于上層的寫IO，RAID控制器有兩種手段來處理。

1.WriteBack模式

寫入緩存就返回成功的模式，但是如果斷電了，緩存沒有寫入就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。高端RAID卡用電池來保護(hù)緩存，防止意外掉電。再次加電時，RAID卡會首先將緩存中未完成的IO寫入磁盤。

2.WriteThrough模式

寫透模式，上層IO只有數(shù)據(jù)切切實實被RAID控制器寫入磁盤后，才會通知主機IO完成。這樣保證了高可靠性。此時，緩存的提速作用就沒有優(yōu)勢了，但其緩沖作用依然有效。

再讀取時，主機的下一次IO很大幾率會讀取這一次IO所在磁盤相鄰位置的數(shù)據(jù)

5.2.8 RAID配置完成后的初始化過程

對于校驗型RAID，再RAID卡上設(shè)置完RAID參數(shù)并且應(yīng)用RAID設(shè)置之后，RAID陣列中的所有磁盤需要進(jìn)行一個初始化過程，所需要的時間與磁盤數(shù)量、大小有關(guān)。磁盤越大，數(shù)量越多，需要的時間就越長。

例如五塊數(shù)據(jù)塊一個校驗盤總共六個盤，數(shù)據(jù)盤中的數(shù)據(jù)都為1，檢驗盤中的數(shù)據(jù)為0。倘若磁盤中的數(shù)據(jù)都是初始的數(shù)據(jù)，那么初始狀態(tài)就是錯誤的。因此需要初始化。

5.3 磁盤陣列

RAID卡的出現(xiàn)著實讓批示領(lǐng)域變得紅火起來，幾乎每臺服務(wù)器都標(biāo)配RAID卡或者集成RAID芯片。但RAID卡接入的設(shè)備畢竟有限，磁盤陣列誕生了。磁盤陣列的出現(xiàn)時存儲領(lǐng)域的一個里程碑。

由于RAID0 無疑時所有RAID系統(tǒng)中最快的，所以將其他RAID形式與RAID0雜交，將會生成更多新奇的品種。

5.3.1.RAID 50

控制器接收到主機發(fā)來的數(shù)據(jù)后，按照RAID0的映射關(guān)系將數(shù)據(jù)分塊，一部分存放于左邊的RAID5系統(tǒng)，另一部分存放于右邊的RAID5系統(tǒng)。左邊的磁盤按照RAID5的映射關(guān)系將這部分?jǐn)?shù)據(jù)存放于5塊磁盤中的若干塊。另一邊也進(jìn)行相同的過程。

5.3.2.RAID10和RAID01

RAID 10要比RAID01冗余的高，安全性高。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【存储知识学习】第五章-5.1-5.3 RAID磁盘阵列-《大话存储》 阅读笔记的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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