独立(原价)磁盘冗余阵列(RAID)存储彻底改变了企业数据存储技术,使您可以放心地使用冗余(从RAID 1开始)&以上)可以最大程度地减少由于单个驱动器故障而导致的停机时间。

但是不幸的是,RAID存储并不是一种完美的技术,因此仍然可能发生数据丢失。

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什么是RAID存储系统?

RAID的定义是以系统本身的名称。 RAID代表独立磁盘冗余阵列,字面意思是独立磁盘的冗余捆绑– 多个硬盘驱动器的集群 得到一个逻辑分区。根据目的,RAID可提高访问和写入数据的性能,同时提高信息的安全性。

RAID是一项技术,该技术支持通过使用各种磁盘配置和奇偶校验计算来获得更高的性能,可靠性和更大的卷大小,从而在各种配置中使用2个或更多硬盘驱动器。

设计了许多标准配置,这些标准配置称为级别。最初创建了五个RAID级别,但是已经演变出更多的变化,特别是几个嵌套级别和许多非标准级别(大多数是专有的)。

那怎么办 RAID级别 意思?这些数字仅表示RAID的配置。知道所有RAID系统都可以高效地存储数据,因此系统选择将基于您自己的个人需求。例如,RAID 1可以满足性能和可靠性的需求。如果您同时追求性能和容错能力,则RAID 5是一个不错的选择。

RAID系统历史记录

RAID是廉价磁盘冗余阵列(独立磁盘冗余阵列)的首字母缩写。该概念诞生于加利福尼亚大学伯克利分校,David A. Patterson,Garth Gibson和Randy H. Katz在此合作,共同生产出五层RAID存储系统的可操作原型。他们的研究结果构成了当今存在的复杂RAID存储系统的基础。今天,IBM拥有以下产品的知识产权: RAID 5.

RAID存储系统的设计旨在提高存储的性能,恢复,可靠性和可伸缩性。结果是独特的冗余概念,当驱动器在系统中发生故障时,它提供了数据恢复功能。实际上,即使磁盘处于“离线”状态,RAID控制器卡也具有继续读取和写入数据的能力。

RAID系统概述

RAID是用于在多个硬盘驱动器之间传播和/或复制数据的计算机数据存储方案的术语。 RAID的设计有两个主要目标:提高数据可靠性和提高I / O(输入/输出)性能。

RAID通过使用特殊的硬件或软件将物理硬盘组合为单个逻辑单元。硬件RAID解决方案可以采用多种样式,从内置在主板上或添加卡到大型企业NAS或SAN服务器。通过这些设置,操作系统无法识别技术工作原理或RAID。软件解决方案通常在操作系统中实现。

RAID中有三个关键概念:

  • 镜像,将数据复制到多个磁盘
  • 条带化,跨多个磁盘拆分数据
  • 纠错,其中存储了冗余数据以允许检测到问题并可能进行修复(称为容错)

根据系统要求,不同的RAID级别使用这些技术中的一种或多种。

RAID通常在服务器上使用,但也可以在工作站上使用。后者在存储密集型计算机(例如用于视频和音频编辑的计算机)中尤其如此。

RAID配置

逻辑系统配置将数据分散在所有物理磁盘上的磁带中。这样就可以在所有磁盘上保持均衡的数据速率。而不是拥有一个磁盘来完成读取和写入数据的所有工作,所有磁盘都可以一起工作。因此,数据分布在所有物理磁盘上。

冗余或容错操作

当前RAID 5配置中的冗余是使用称为“异或”(XOR)的布尔数学函数的结果。这通常称为奇偶校验。 XOR函数是逻辑二进制过程。最好将奇偶校验视为另一个磁盘的数据块的组合。相对于其他数据块计算写入数据块中的每个字节。对于该给定频段,将获得的奇偶校验写入奇偶校验块中。无论数据块丢失,此计算将始终有效。但是,如果缺少两个块,则该计算将无法进行–RAID 5的局限之一–如果两个或多个磁盘发生故障,它将无法提供足够的冗余。

如前所述,控制板将数据拆分为磁带,并对数据执行XOR功能。控制器每秒执行的逻辑计算量令人印象深刻。当前的RAID控制器是高度复杂的硬件系统,包括专门为性能和冗余而设计的SDRAM处理器和存储库。

RAID配置

RAID数据恢复

尽管RAID存储系统被设计为可容错的,但是某些硬件或其他故障会使您的数据无法访问。如果您的系统在RAID阵列中遇到此类问题,Ontrack 数据恢复会是RAID数据恢复过程和技术的专家。

我们的工程师同意,恢复RAID阵列是数据恢复最困难的技术方面之一。 RAID系统恢复的评估实际上是两个非常重要的步骤的组合:

  1. 首先,也是最长的是矩阵的重组。当Ontrack 数据恢复工程师重新组装逻辑系统时,他们会彻底研究如何在所有磁盘上组织数据。然后,他们知道磁盘的顺序以及数据块和奇偶校验块的排列。这种时间上的投入对于确定原始配置并获得质量恢复是必不可少的,

  2. 第二步是在逻辑文件系统上工作。当前的企业日志文件系统非常复杂。如果RAID阵列出现故障,则文件系统内将存在数千个错误。复制任何数据之前,Ontrack 数据恢复工程师将验证并确认矩阵的结构正确。此额外步骤可确保质量恢复。

RAID恢复

常用RAID词汇

袭击: RAID是一项技术,该技术支持通过使用各种磁盘配置和奇偶校验计算来获得更高的性能,可靠性和更大的卷大小,从而在各种配置中使用2个或更多硬盘驱动器。

平价: 一种数学计算,它允许RAID阵列中的驱动器发生故障而不会丢失数据。表示此问题的最简单方法是等式:A + B =C。您可以从上方删除任何字母,并从剩余的2个字母中求出其值。即如果B被删除,则方程看起来像A +? = C,则可以通过移动A来求出B的值,因此B = C–答:显然,这是一种描述它的简化方法,要从RAID的角度完全理解它,需要二进制知识和逻辑XOR表达式。

镜像: 来自一个或多个硬盘驱动器的数据被复制到另一个物理磁盘上。

分条: 可以跨多个磁盘写入数据和奇偶校验的方法。在下面的示例中,数据按顺序写入驱动器,直到最后一个驱动器,然后它跳回到第一个驱动器并开始第二个条带。

块: 块是写入数据的每个磁盘上的逻辑空间,该空间量由RAID控制器设置,最常见的大小是16KB至256KB。数据将填满空间,直到达到限制,然后再移动到下一个驱动器,直到最后一个驱动器,当它跳到下一个条带的开始时为止。

左右对称: RAID中的对称性控制着如何在驱动器之间分配数据和奇偶校验。对称共有四种主要样式,一种取决于RAID供应商。一些公司还根据其业务需求制作专有样式。

热备件: 处理RAID中的驱动器故障的方法有几种,一种是使用热备用。它是备用磁盘,可以代替发生故障的磁盘使用。

降级模式: 当RAID中的驱动器变得不可读时,就会发生这种情况,然后将该驱动器视为损坏并从RAID中取出。然后,将新数据和奇偶校验写入RAID内的其余驱动器,如果从发生故障的驱动器中请求了任何数据,则会与其他奇偶校验一起计算出来。这会降低RAID的性能,从而降低模式。


   

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