網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)及應(yīng)用 第2版 課件 項目二 RAID配置

項目2RAID配置Item2

-RAIDConfiguration網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)及應(yīng)用NetworkStorageTec.&App.目錄任務(wù)1認識RAID任務(wù)2軟件RAID配置任務(wù)3主機BIOSRAID配置任務(wù)4RAID卡配置項目小結(jié)RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?概念

RAID是獨立硬盤冗余陣列，簡稱硬盤陣列。其基本思想就是把多個相對便宜的硬盤組合起來，成為一個冗余的硬盤陣列組，看起來就像一個單獨的硬盤或邏輯存儲單元。??SNIA官方給出的定義是：RAID是一種硬盤陣列，部分物理存儲空間用來記錄保存在剩余空間上的用戶數(shù)據(jù)的冗余信息。當(dāng)其中某一個硬盤或訪問路徑發(fā)生故障時，冗余信息可用來重建用戶數(shù)據(jù)。所謂“冗余”就是同一個數(shù)據(jù)（塊）單元被存放在不同的RAID成員硬盤上，只有在數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤、損壞、丟失等特殊情況下才被使用，正常情況下而不被使用，貌似對于系統(tǒng)而言是“冗余”的信息。??由廉價冗余硬盤陣列進化為獨立硬盤冗余陣列。RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID的組成一般由物理硬盤陣列、緩沖器和RAID控制器幾部分組成。?RAID的發(fā)展

目前業(yè)界公認的標(biāo)準是RAID0～RAID5，除RAID2外的四個等級被定為工業(yè)標(biāo)準，而在實際應(yīng)用領(lǐng)域中使用最多的RAID等級是RAID0、RAID1、RAID3、RAID5、RAID6和RAID10。??RAID每一個等級就代表一種實現(xiàn)方法和技術(shù)，等級之間并無高低之分。在實際應(yīng)用中，到底采用哪一個等級的技術(shù)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)用戶的數(shù)據(jù)應(yīng)用特點，綜合考慮可用性、性能和成本來選擇合適的RAID等級。RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID的實現(xiàn)方式

有軟RAID、硬RAID以及軟硬混合RAID三種。??軟RAID由操作系統(tǒng)和CPU來完成，沒有獨立的RAID控制/處理芯片和I/O處理芯片。現(xiàn)代操作系統(tǒng)基本上都提供軟RAID支持，通過在硬盤設(shè)備驅(qū)動程序上添加一個軟件層，提供一個物理驅(qū)動器與邏輯驅(qū)動器之間的抽象層。目前，操作系統(tǒng)支持的最常見RAID等級有RAID0、RAID1、RAID10、RAID01、RAID5等。??硬RAID配備了專門的RAID控制/處理芯片和I/O處理芯片及陣列緩沖，不占用CPU資源，但成本很高。硬RAID通常都支持熱交換技術(shù)，可以在系統(tǒng)運行時更換故障硬盤。硬RAID有RAID卡和主板上集成的RAID芯片兩種解決方案，服務(wù)器平臺多采用RAID卡。??軟硬混合RAID為了節(jié)省成本，采用廉價且處理能力較弱的處理控制芯片，RAID的任務(wù)處理大部分還是通過固件驅(qū)動程序由CPU來完成的，性能和成本介于軟RAID和硬RAID之間。RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?

數(shù)據(jù)條帶（DataStrip）是硬盤中進行一次數(shù)據(jù)讀寫的最小單元，可能由一個或多個連續(xù)的扇區(qū)構(gòu)成。數(shù)據(jù)寫入RAID時會被分成多個數(shù)據(jù)單元來并行寫入多塊（相同規(guī)格的）硬盤中，這些數(shù)據(jù)單元在不同硬盤上的地址相同；數(shù)據(jù)讀取時會并行從多塊硬盤讀取條帶數(shù)據(jù)，最后完整輸出。這種使用大小一致的數(shù)據(jù)單元組織數(shù)據(jù)的方式稱作條帶化。條帶用條帶深度來表示，又叫條帶大小。這個參數(shù)指的是寫在每塊硬盤上的條帶數(shù)據(jù)塊的大小。RAID的數(shù)據(jù)塊大小一般在2～512KB（或更大），其數(shù)值是2的次方，即2KB、4KB、8KB、16KB、64KB等。在同一個陣列中，多個硬盤驅(qū)動器上相同位置（或說相同編號）的條帶我們使用分條（Stipe）來表示，即分條是由同一硬盤柱面上的條帶組成的。關(guān)鍵技術(shù)2數(shù)據(jù)條帶：鏡像：數(shù)據(jù)校驗：

RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1RAID分條寬度是指同時可以并發(fā)讀或?qū)懙臈l帶數(shù)量。這個數(shù)量等于RAID中的物理成員硬盤數(shù)量。條帶化本質(zhì)上是把連續(xù)的數(shù)據(jù)分割成相同大小的數(shù)據(jù)塊，把每段數(shù)據(jù)分別寫入陣列中的不同硬盤上的一種方法。簡而言之，是一種將多個硬盤驅(qū)動器合并為一個卷的方法。

為什么能夠提高磁盤的I/O性能？關(guān)鍵技術(shù)2數(shù)據(jù)條帶：鏡像：數(shù)據(jù)校驗：

RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?鏡像（Mirror）同時在硬盤陣列中產(chǎn)生兩個（甚至多個）完全相同的數(shù)據(jù)副本，分布在兩個（甚至多個）不同的硬盤驅(qū)動器組上。提供完全的數(shù)據(jù)冗余能力，當(dāng)一個數(shù)據(jù)副本失效不可用時，外部系統(tǒng)仍可正常訪問另外的副本，不會對應(yīng)用系統(tǒng)運行和性能產(chǎn)生影響。鏡像不需要額外的計算和校驗，直接復(fù)制即可。鏡像技術(shù)可以從多個副本進行并發(fā)同時讀取數(shù)據(jù)，不僅提供更高了數(shù)據(jù)的可用性，也提高了數(shù)據(jù)的的讀I/O性能。寫數(shù)據(jù)是不能并行的，因此寫多個副本會導(dǎo)致I/O性能降低。鏡像技術(shù)提供了非常高的數(shù)據(jù)安全性，其代價需要至少雙倍的存儲空間。高成本限制了鏡像的廣泛應(yīng)用，主要應(yīng)用于至關(guān)重要的數(shù)據(jù)保護。關(guān)鍵技術(shù)2數(shù)據(jù)條帶：鏡像：數(shù)據(jù)校驗：

RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?數(shù)據(jù)校驗（DataParity）通過算法檢測數(shù)據(jù)錯誤，并在能力允許的前提下進行數(shù)據(jù)重構(gòu)，用較小的數(shù)據(jù)冗余代價換取了極佳的數(shù)據(jù)完整性和可靠性，為數(shù)據(jù)提供安全性保障。采用數(shù)據(jù)校驗時，RAID要在寫入數(shù)據(jù)的同時進行校驗計算，并將得到的校驗數(shù)據(jù)存儲在RAID的成員硬盤中。校驗數(shù)據(jù)可以集中保存在某個硬盤或分散存儲在多個不同硬盤中。不同RAID等級的校驗實現(xiàn)各不相同。當(dāng)其中一部分數(shù)據(jù)出錯時，通過反校驗計算，以重建丟失的數(shù)據(jù)。校驗技術(shù)相對鏡像技術(shù)的優(yōu)勢在于節(jié)省了大量開銷，但由于每次數(shù)據(jù)讀寫都要進行大量的校驗運算，對計算機的運算速度要求很高，所以必須使用硬件RAID控制器。關(guān)鍵技術(shù)2數(shù)據(jù)條帶：鏡像：數(shù)據(jù)校驗：

RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID0是一種簡單的、無數(shù)據(jù)校驗的數(shù)據(jù)條帶化技術(shù)，是把數(shù)據(jù)分成若干相等大小的塊，并把它們寫到陣列的不同的硬盤上，第0塊被寫到硬盤0中，第1塊被寫到硬盤1中，依次類推，直到所有數(shù)據(jù)分布完畢。從系統(tǒng)管理維度看，這些物理硬盤組成了一個更大的邏輯硬盤。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID0是一種簡單的、無數(shù)據(jù)校驗的數(shù)據(jù)條帶化技術(shù)，是把數(shù)據(jù)分成若干相等大小的塊，并把它們寫到陣列的不同的硬盤上，第0塊被寫到硬盤0中，第1塊被寫到硬盤1中，依次類推，直到所有數(shù)據(jù)分布完畢。從系統(tǒng)管理維度看，這些物理硬盤組成了一個更大的邏輯硬盤。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID0是一種簡單的、無數(shù)據(jù)校驗的數(shù)據(jù)條帶化技術(shù)，是把數(shù)據(jù)分成若干相等大小的塊，并把它們寫到陣列的不同的硬盤上，第0塊被寫到硬盤0中，第1塊被寫到硬盤1中，依次類推，直到所有數(shù)據(jù)分布完畢。從系統(tǒng)管理維度看，這些物理硬盤組成了一個更大的邏輯硬盤。??在實際中，RAID0將所在硬盤條帶化后組成大容量的存儲空間，將數(shù)據(jù)分散存儲在所有硬盤中，這實際上不是一種真正的RAID，因為它并不提供任何形式的冗余策略，任何一塊硬盤毀損都將導(dǎo)致整個RAID中的所有數(shù)據(jù)丟失，因此RAID0的可靠性最差。??RAID0具有低成本、極高的讀寫性能、高存儲空間利用率等特性，適用于對速度要求嚴格，但對可靠性要求不高、數(shù)據(jù)保護不重要的應(yīng)用，如視頻處理、圖像處理、臨時文件的轉(zhuǎn)儲等場合。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID1

采用鏡像冗余來提高可靠性，即每一個工作盤都有一個鏡像盤。數(shù)據(jù)塊D0和D1的副本同時寫入兩個硬盤中（硬盤1和硬盤2），其他數(shù)據(jù)塊也以相同的方式（鏡像）寫入RAID1硬盤組中。寫入時，數(shù)據(jù)會被同時寫入工作硬盤和鏡像硬盤，而讀數(shù)據(jù)時只從工作盤讀出，一旦工作盤發(fā)生故障，系統(tǒng)將立即把鏡像盤調(diào)整為工作盤，從鏡像盤中讀出數(shù)據(jù)。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID1

采用鏡像冗余來提高可靠性，即每一個工作盤都有一個鏡像盤。數(shù)據(jù)塊D0和D1的副本同時寫入兩個硬盤中（硬盤1和硬盤2），其他數(shù)據(jù)塊也以相同的方式（鏡像）寫入RAID1硬盤組中。寫入時，數(shù)據(jù)會被同時寫入工作硬盤和鏡像硬盤，而讀數(shù)據(jù)時只從工作盤讀出，一旦工作盤發(fā)生故障，系統(tǒng)將立即把鏡像盤調(diào)整為工作盤，從鏡像盤中讀出數(shù)據(jù)。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID1

采用鏡像冗余來提高可靠性，即每一個工作盤都有一個鏡像盤。數(shù)據(jù)塊D0和D1的副本同時寫入兩個硬盤中（硬盤1和硬盤2），其他數(shù)據(jù)塊也以相同的方式（鏡像）寫入RAID1硬盤組中。寫入時，數(shù)據(jù)會被同時寫入工作硬盤和鏡像硬盤，而讀數(shù)據(jù)時只從工作盤讀出，一旦工作盤發(fā)生故障，系統(tǒng)將立即把鏡像盤調(diào)整為工作盤，從鏡像盤中讀出數(shù)據(jù)。??RAID1在數(shù)據(jù)寫入時，響應(yīng)時間會有所影響，但是讀數(shù)據(jù)的時候沒有影響，因此其讀取性能幾乎與RAID0接近。RAID1提供了最佳的數(shù)據(jù)保護，一旦工作硬盤發(fā)生故障，系統(tǒng)會自動從鏡像硬盤讀取數(shù)據(jù)，不會影響用戶工作。??RAID1由于工作硬盤和鏡像硬盤保存了相同的信息，可靠性很高，但是因為其邏輯硬盤的總?cè)萘康扔谒形锢碛脖P容量的一半，所以硬盤的空間利用率僅有50%，成本很高。因此RAID1常用于讀寫性能要求高、對出錯率要求極嚴的數(shù)據(jù)應(yīng)用場合，關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID10

RAID1+RAID0

，是將鏡像和條帶進行組合的RAID級別，先進行鏡像（RAID1）然后再做條帶（RAID0）。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID3和RAID4

RAID3采用單硬盤容錯和并行數(shù)據(jù)傳輸，先采用分條技術(shù)將數(shù)據(jù)分塊，然后再將這些塊進行異或運算得到奇偶校驗結(jié)果，最后把結(jié)果寫到最后一個盤，這個盤是RAID3組的奇偶校驗硬盤。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID3和RAID4

RAID3采用單硬盤容錯和并行數(shù)據(jù)傳輸，先采用分條技術(shù)將數(shù)據(jù)分塊，然后再將這些塊進行異或運算得到奇偶校驗結(jié)果，最后把結(jié)果寫到最后一個盤，這個盤是RAID3組的奇偶校驗硬盤。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID3和RAID4

RAID3采用單硬盤容錯和并行數(shù)據(jù)傳輸，先采用分條技術(shù)將數(shù)據(jù)分塊，然后再將這些塊進行異或運算得到奇偶校驗結(jié)果，最后把結(jié)果寫到最后一個盤，這個盤是RAID3組的奇偶校驗硬盤。RAID3完好時讀性能與RAID0完全一致，并行從多個硬盤條帶讀取數(shù)據(jù)，性能非常高，同時還提供了數(shù)據(jù)容錯能力。不足是校驗盤很容易成為整個系統(tǒng)的瓶頸，這種情況被稱為RAID3的“寫懲罰”。RAID3會把數(shù)據(jù)的寫入操作分散到多個硬盤上進行，然而不管是向哪一個數(shù)據(jù)盤寫入數(shù)據(jù)，都需要同時重寫校驗盤中的相關(guān)信息。因此，對于那些經(jīng)常需要執(zhí)行大量寫入操作的應(yīng)用來說，校驗盤的負載將會很大，無法滿足程序的運行速度，從而導(dǎo)致整個RAID系統(tǒng)性能下降。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID3和RAID4

RAID4與RAID3的原理大致相同，區(qū)別在于條帶化的方式不同。RAID4按照塊的方式來組織數(shù)據(jù)，寫操作只涉及當(dāng)前數(shù)據(jù)盤和校驗盤兩個盤，多個I/O請求可以同時得到處理，提高了系統(tǒng)性能。RAID4

按塊存儲可以保單證塊的完整性，可以避免受到其他硬盤上同條帶產(chǎn)生的不利影響。RAID4

提供了非常好的讀性能，但單一的校驗盤往往成為系統(tǒng)性能的瓶頸。對于寫操作，RAID4

只能逐個硬盤進行寫操作，包括寫入校驗數(shù)據(jù)，因此寫性能比較差。而且隨著成員硬盤數(shù)量的增加，校驗盤的系統(tǒng)瓶頸將更加突出。正是由于如上這些限制和不足，所以RAID4在實際應(yīng)用中很少見，主流存儲產(chǎn)品也很少使用RAID4保護。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID5

是改進版的RAID3。不同的是，RAID5把校驗數(shù)據(jù)按照循環(huán)的方式有規(guī)律地均勻分布在各數(shù)據(jù)硬盤上，每個RAID成員硬盤同時保存了數(shù)據(jù)和校驗信息，很好地解決了RAID3出現(xiàn)的寫瓶頸或熱點問題。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID5

是改進版的RAID3。不同的是，RAID5把校驗數(shù)據(jù)按照循環(huán)的方式有規(guī)律地均勻分布在各數(shù)據(jù)硬盤上，每個RAID成員硬盤同時保存了數(shù)據(jù)和校驗信息，很好地解決了RAID3出現(xiàn)的寫瓶頸或熱點問題。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID5

是改進版的RAID3。不同的是，RAID5把校驗數(shù)據(jù)按照循環(huán)的方式有規(guī)律地均勻分布在各數(shù)據(jù)硬盤上，每個RAID成員硬盤同時保存了數(shù)據(jù)和校驗信息，很好地解決了RAID3出現(xiàn)的寫瓶頸或熱點問題。RAID5是最常用的RAID方式之一，是RAID0和RAID1的折中方案。RAID5要求最少三塊硬盤，其中一塊硬盤作為冗余存放校驗數(shù)據(jù)，另外兩塊物理硬盤存放原始數(shù)據(jù)，即該RAID5的有效數(shù)據(jù)空間是兩塊物理硬盤空間的和。RAID5讀取速度和RAID0相同，但寫入速度不及RAID0，因為1/3空間是校驗數(shù)據(jù)。RAID5允許在最多損壞一塊硬盤的情況下實現(xiàn)數(shù)據(jù)完全恢復(fù)，安全性比RAID0高出很多。RAID5適合用于對性能和安全有一定要求但又不太高的情況。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID50

是將RAID5和RAID0進行兩級組合的RAID級別，第一級是RAID5，第二級為RAID0。兩個子組被配置成RAID5，這兩個子組再形成RAID0。每個RAID5子組完全獨立于對方。RAID50需要至少六個硬盤，因為一個RAID5組最少需要三個硬盤。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID6

引入了雙重獨立的校驗算法（P和Q校驗算法），它可以保證在陣列中同時出現(xiàn)兩個硬盤失效時，陣列仍能夠繼續(xù)工作，不會發(fā)生數(shù)據(jù)丟失。RAID6等級是在RAID5的基礎(chǔ)上為了進一步增強數(shù)據(jù)保護而設(shè)計的一種RAID方式，它可以看作是一種擴展的RAID5等級。在RAID6中，每個數(shù)據(jù)塊都會被分成若干個子塊，其中包括數(shù)據(jù)塊本身（例如D0）、P校驗塊（例如P1和Q校驗塊（例如Q1）。P校驗塊是通過對同一分條內(nèi)所有用戶數(shù)據(jù)塊的簡單異或運算得到的；而Q校驗塊需要對用戶數(shù)據(jù)進行GF（“伽羅華域”）變換得出里德·所羅門（ReedSolomon）碼，得到一系列系數(shù)Ki、Kj、Km、…，再通過Q=（Ki⊕數(shù)據(jù)塊1）⊕（Kj⊕數(shù)據(jù)塊2）⊕（Km⊕數(shù)據(jù)塊3）⊕…求出。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：

RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID6

在RAID6的實現(xiàn)中，用戶數(shù)據(jù)和校驗數(shù)據(jù)分布在同一分條的所有硬盤上。當(dāng)兩個硬盤同時失效時，即可通過求解兩元方程來重建兩個硬盤上的數(shù)據(jù)。下圖展示了五個物理硬盤組成的RAID6原理圖。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3圖中，P1是通過對D0，D1，D2所在的分條0進行異或操作獲得的，P2是對D3，D4，D5所在的分條1異或操作實現(xiàn)的，其他的分條依次類推。Q1是對D0，D1，D2所在的分條0條進行GF變換再異或操作實現(xiàn)的，Q2是對D3，D4，D5所在的分條1進行GF變換再異或運算，其他的分條也依次類推。RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：

RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?

每一種RAID硬盤陣列都有它的優(yōu)缺點，選擇適合的RAID主要根據(jù)應(yīng)用從數(shù)據(jù)可靠性、I/O性能和成本三個方面綜合權(quán)衡。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID應(yīng)用選擇4RAID

等級RAID0RAID1RAID3RAID5RAID6RAID10技術(shù)條帶鏡像專用奇偶校驗條帶分布奇偶校驗條帶雙重奇偶校驗條帶鏡像加條帶容錯性無有有有有有冗余類型無有有有有有熱備份選擇無有有有有有讀性能高低高高高高隨機寫性能高低低一般低一般連續(xù)寫性能高低低低低一般需要硬盤數(shù)n≥12n(n≥1)n≥3n≥3n≥42n(n≥2)≥4可用容量全部50%(n-1)/n(n-1)/n(n-2)/n50%RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?大容量

這是RAID的一個顯著優(yōu)勢，它擴大了硬盤的容量?，F(xiàn)在單個硬盤的容量就可以到32TB及以上，這樣RAID的存儲容量就可以達到PB級，大多數(shù)的存儲需求都可以滿足。?高性能

受益于數(shù)據(jù)條帶化技術(shù)，RAID將數(shù)據(jù)I/O分散到各個成員硬盤上，從而獲得與單個硬盤相比成倍增長的聚合I/O性能。?可靠性

可用性和可靠性是RAID的另一個重要特征。RAID冗余技術(shù)大幅提升了數(shù)據(jù)可用性和可靠性，保證了若干硬盤出錯時，不會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，不影響系統(tǒng)的連續(xù)運行。?可管理性

實際上，RAID是一種虛擬化技術(shù)，它將多個物理硬盤驅(qū)動器虛擬成一個大容量的邏輯驅(qū)動器。用戶就可以在這個虛擬驅(qū)動器上來組織和存儲應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)，大大簡化管理工作。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID應(yīng)用選擇4RAID的優(yōu)勢5RAID簡介任務(wù)1

認識RAIDTask1UnderstandRAID1?

圍繞RAID是什么、能干什么兩個主題：介紹了RAID的概念和組成，回答了RAID是什么。然后針對能干什么，從RAID關(guān)鍵技術(shù)入手，說清楚技術(shù)內(nèi)涵，以七種不同等級的RAID為例，詳細介紹了技術(shù)的應(yīng)用，給出了實際應(yīng)用時RAID的選擇策略。需要明確的是：RAID是一種歷久彌新的技術(shù)，關(guān)鍵目標(biāo)是提高數(shù)據(jù)可靠性和I/O性能，主要用在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、高性能桌面系統(tǒng)和工作站中，可以在部分硬盤（單塊或多塊）損壞的情況下，仍能保證系統(tǒng)不中斷地連續(xù)運行。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級別3RAID應(yīng)用選擇4RAID的優(yōu)勢5任務(wù)小結(jié)6配置準備工作任務(wù)2軟件RAID配置Task2SoftwareRAIDConfiguration1?硬、軟件環(huán)境??DellLatitute5310（Core(TM)i7CPU/16GB內(nèi)存/1TSSD）便攜式電腦??虛擬機VMware（VMware官網(wǎng)下載虛擬機軟件VMware17.0pro）??Windows10x64（教育版）操作系統(tǒng)??第三方的計算機硬盤檢測工具CrystalDiskMark配置準備工作任務(wù)2軟件RAID配置Task2SoftwareRAIDConfiguration1配置過程2?配置過程（詳見教材內(nèi)容）第一步，按照虛擬機VMware向?qū)г谥鳈C上成功安裝Windows10×64虛擬機（2G內(nèi)存/2個處理器/60GB硬盤NVMe）；第二步，創(chuàng)建虛擬硬盤；第三步，初始化創(chuàng)建的虛擬硬盤；第四步，創(chuàng)建RAID0；第五步，創(chuàng)建RAID1；第六步，性能測試。配置過程總結(jié)。配置準備工作任務(wù)2軟件RAID配置Task2SoftwareRAIDConfiguration1配置過程2?軟RAID使用主機操作系統(tǒng)實現(xiàn)，依賴電腦CPU的能力和RAID算法，以系統(tǒng)性能些許降低為代價實現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余。本任務(wù)使用Windows10虛擬機，實現(xiàn)了RAID0和RAID1兩種等級軟RAID的配置。軟RAID易于管理和維護，可以在不同的硬件平臺上使用。在更換硬盤或升級存儲容量時，軟RAID可以更方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)遷移和重新構(gòu)建陣列。不足之處在于對于不同的硬件平臺和操作系統(tǒng)兼容性要求較高。盡管軟RAID0是一種非常有效的RAID解決方案，但其寫入性能卻比硬件RAID0差很多。這是由于軟RAID0需要CPU在處理數(shù)據(jù)時進行額外計算，而硬RAID0則可以直接通過I/O控制器來操作數(shù)據(jù)。任務(wù)小結(jié)3配置準備工作任務(wù)3主機BIOSRAID配置Task3HostBIOSRAIDConfiguration1?硬、軟件環(huán)境??選擇華碩（ASUS）ROGSTRIXZ790-AGAMING主板（型號：Z790-A吹雪D5），這個主板上板載總共有4個M.2接口，其中M.2_1為CPU通道支持，其他三個均為Z790芯片組支持：主板上安裝三條256GB的M.2NVMeSSD，其中一個安裝到M.2_1上，另外兩個安裝到M.2_3和M.2_4位置上。??主板上自帶的UEFIBIOSUtility。

配置準備工作任務(wù)3主機BIOSRAID配置Task3HostBIOSRAIDConfiguration1?配置過程（詳見教材內(nèi)容）第一步，開機進入BIOS。第二步，兼容性支持模塊（CompatibilitySupportModule，CSM）設(shè)置。第三步，系統(tǒng)代理（SA）配置。第四步，BIOS重啟。第五步，進入創(chuàng)建的RAID。第六步，配置RAID