【原创】谈谈RAID磁盘阵列系统诞生

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RAID是“redundant array of independent disk”的缩写，中文意思为“独立冗余磁盘阵列”，简称“磁盘陈列”。通俗地将，RAID就是按照一定的形式和方案组织起来的存储设备。使用RAID如同使用一个磁盘一样，但磁盘陈列却能获取比单个存储设备更高的速度、更好的稳定性、更大的存储能力，以及一定的数据安全保护能力。它是一项最基础，同时也是应用最广泛的服务器技术。

RAID的起源

在过去的10年里，CPU的运算速度提高了近40倍。但作为数据存储重要设备的磁盘其存取速度却没能与微处理器的性能同步发展。虽然磁盘的容量/价格比在不断改善，但磁盘速度却只提高了三四倍。作为数据存取应用核心的服务器，一方面要求磁盘的数据读写速度要快，另一方面要求存储在服务器磁盘上的数据必须可靠、准确。那么，单靠使用SCSI接口的磁盘，是无法使服务器磁盘系统的性能达到这一要求的。如何才能进一步提升服务器磁盘系统的性能呢？

RAID磁盘阵列系统，是美国加州大学伯克利分校Patterson教授，与1988年首先提出的。它的原理是将若干个小型磁盘驱动器与控制系统组成一个整体，在使用者看来像一个大磁盘。由于有多个驱动器并行工作，大大提高了存储容量和数据传输率。某些模式的RAID可以把速度提高到单个磁盘驱动器的4倍，而且采用了纠错技术，提高了可靠性。

在计算机发展的初期，大容量磁盘的价格还相当高。满足数据存储大容量需求和解决存储安全问题的主要方法，是使用磁带机等设备进行备份。这种存储方法虽然可以满足较大容量的数据存储需求，保证了一定程度上的数据安全，但查阅和存储工作都相当繁琐。1987年，Patterson、Gibson和Katz三位工程师，在加州大学伯克利分校发表了题为《A Case of Redundant Array of Inexpensive Disks（廉价磁盘冗余陈列方案）》的论文，其基本思想就是将多个容量较小的、相对廉价的磁盘驱动器进行有机组合，使其性能超过一个昂贵的大磁盘。这一设计思想很快被业界接受。从此，RAID技术得到了广泛应用，数据存储进入了更快速、更安全和更廉价的新时代。

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RAID技术主要有以下三个基本功能。

1、通过对磁盘上的数据进行条带化，实现对数据成块存取，减少磁盘的机械寻道时间，提高了数据存取速度。

2、通过对一阵列中得几块磁盘同时读取，减少了磁盘的机械寻道时间，提高了数据存取速度。

3、通过镜像或者存储奇偶校验信息的方式，实现了对数据的冗余保护。

目前，经常应用的RAID阵列主要分为RAID0，RAID1，RAID5和RAID0+1方式。随着RAID技术的逐渐普及，RAID技术的各方面得到了很大的发展。现在，在最初的RAID0~RAID5的基础上，又增加了RAID0+1、RAID0+3和RAID0+5等几种不同的阵列组合方式，可以根据不同的需要实现不同的功能，如扩大磁盘容量，提供数据冗余，或者大幅度提高磁盘系统的I/O吞吐能力。

在服务器上加装一块RAID卡，就可以将服务器的磁盘系统组合成为一个阵列。

在初期RAID技术只应用于高档服务器中，所应用的磁盘类型也仅是当时的服务器专用磁盘——SCSI磁盘。近来随着RAID技术的发展和IDE（ATA）磁盘性能的提升，在低档服务器中采用IDE磁盘的呼声越来越高，为了继续保留服务器的RAID技术，在IDE磁盘中实现对RAID技术的支持也就日益迫切，所以现在也就可以见到在普通IDE磁盘中应用RAID技术方案。除此之外，由于新兴的SATA接口磁盘具有比IDE磁盘更高的读写性能，而价格与IDE接口磁盘差不多，所以它目前在中低档服务器中得应用也日趋普遍，很快，RAID技术成功地在SATA磁盘中得到了全面支持。这样，三种主流的接口磁盘都实现了对RAID技术的全面支持，使得用户可以有更加灵活的选择。

现在，RAID技术已不再是服务器的专利，在一些高性能工作站，甚至PC机中也开始采用，特别是廉价的IDE-RAID和SATA-RAID技术得到了广泛的应用。