信息化建设中的RAID 技术应用分析

许 芳

（武警后勤信息中心，北京，100089)

0 引言

我国的信息化建设是在国家的统一规划和组织下进行的，在农业、工业以及教育科学技术等方面都发挥着重要作用，并在我国信息资源开发领域，做出了巨大的贡献，促进了我国现代建设的进程，在现代化进程不断加深的过程中，各个领域的信息量也在增加，这对于信息处理技术的要求也有了更高的要求，计算机以及通信技术的发展已经成为了一个必然趋势，在这些技术中，RAID 技术是一种具有明显优势而逐渐被我国各个领域应用起来的技术。

1 RAID 技术简介

所谓的RAID 技术，就是一种采用多种磁盘驱动器来储存信息的信息储存系统，并能够应用在不同储存技术中实现不同等级的冗余，错误恢复以及数据保护功能通过RAID 技术可以提高计算保存数据的安全性，同时对于磁盘列阵的操作与单个磁盘也一样，使用者不需要可以的进行数据规划在磁盘上，因此，就有效的释放了磁盘的空间，使磁盘使用率得到了有效的提高。RAID 技术分为很多级别，具体为RAID0、RAID1、RAID0+1、RAID3、RAID5、RAID6、RAID7、RAID5E、RAID5EE 等。在这技术当中，RAID5 是应用最为广泛的，其与RAID3 之间有着巨大区别，RAID5 实现了平均分配校验数据在各个磁盘上。并且具有更加强大的数据安全性，以及读写速度，并且空间利用率也非常高，正是因为具有这些有点，因此得到了广泛的应用。但是RAID5 也具有一些不足，那就是如果其中一块磁盘出现了问题，那么就会导致连锁反应，从降低整个系统的性能。下面图1 为AID5 条带化数据和校验信息存放示意图。

图1 AID5 条带化数据和校验信息存放示意图

而RAID3则是在不同的硬盘上jinx那个数据快分布的技术，所采用的是单一的奇数、偶数验对方法，这个时候，如果单块磁盘出故障，奇偶盘连同其他的数据盘就会再次进行数据的整合，不会导致系统停止运行，而RAID3 这种技术具有 一定的局限性，它比较适合在一些大型数据档案系统进行使用，比如：绘图、数据仓储以及影响和传输等。而RAID6 与RAID5 之间最大的不同在于其每一个磁盘都会提供2 个校对码，图2 所示，正是因为如此，RAID6 的数据恢复能力会更强，那么如果是这种系统的中列阵出现故障，那么，其故障磁盘的数量可以是同时两个，与其相对应的阵列磁盘数量则在四个，不过在增加一位校验位后,就需要一个比较复杂的控制器来进行控制,同时也使磁盘的写能力降低,并且还需要占用一定的磁盘空间。因此,这种RAID 级别应用还比较少,图2 为RAID6 校验数据存放示意图。

2 RAID 技术的工作原理及特点

2.1 技术原理

一般来说RAID 系统是由两个部分构成，一部分为RAID 控制器，另一部分为RAID 磁盘列阵。其中控制器是最为关键的部分，主要是负责针对路由以及缓冲、管理主机与磁盘列阵之间的数据传输，而磁盘列阵则是由两个或者两个以上的磁盘组合而成的统一管理程序，如果使用者对这些程序进行操作的时候，那么管理程序就会对着操作进行处理，并将处理的结果展示给用户，并且用户操作这些列阵的方法与普通列阵的方法相同，操作上不存在困难。

2.2 RAID 的特点

这种技术具有传输速度快，数据处理量大，能够同时处理多个磁盘的优势，RAID 技术能够同时采用两个或者两个以上的磁盘，因此，系统的运行效率得到了巨大的提供，并且因为多个磁盘同时使用，数据储存量也有了提供，可以说这种技术的与单个磁盘驱动的传输速度相比，可以高出上百倍，这也是人类设计以及推广这种技术的最基本目的。另外，RAID 技术还有一个特点，那就是容错能力强大，能够提供数据的安全性，对于普通的磁盘驱动来说，是不能够进行容错处理的，而对于RAID 技术来说，其容错功能是一每个磁盘的驱动器为基础，在它们的硬件容错功能之上实现更好的数据安全性。在大部分的RAID 模式中，基本都具有相对完善的相互验证校对以及恢复措施，有的还能够直接进行相互镜像备份，这也是此项技术的容错能力更加强大。再次RAID 还具有一个非常重要的功能，那就是功能冗余，正是因为如此，该系统能够实现系统操作的可行性，同时也提高了其工作效率，值得一提的就是在热备份功能方面，折现功能在正常使用时可以有效的进行硬盘替换，也就说，如果硬盘出现故障问题，那么其所具有功能冗余会保障其它各部分数据的安全，不会增加额外损失，最后，就是辅助技术，在使用RAID 系统的过程中，对于各种读写数据，必须要消耗大量的时间去处理和校对，那么这样一来就产生了操作上的苦难，从而导致整个系统地运行效率降低，为了能够克服这个问题，系统中便融入了能够处理病助写盘以及数据映射技巧等技术，从而有效的提高了RAID 的整体性能。

图2 RAID6 校验数据存放示意图

3 RAID 技术在信息存储中的应用

3.1 针对RAID 技术的实现方式，具体表现为两种，分别为软件阵列以及硬件阵列。其中软件列阵是通过网络操作系统来实现自身磁盘的管理功能的，并与普通的SCSI 卡上的多个此片进行配置，从而构成列阵。比如，微软的WindowsNT/2000Server/Server2003 和NetVoll 的NetWare 两种操作系统都可以提供软件阵列功能。

3.2 其中WindowsNT/2000Server/Server2003 可以提供RAID0,RAID1,RAID5；NetWare 操作系统可以实现RAID1 功能。同时软件列阵是具有数据冗余功能的，但是这样一来也有可能会降低系统的整体性能，硬件列阵则是采用专业化的磁盘列阵卡来进行的，目前我国所采用的非入门级的服务器所采用的基本都是提供磁盘列阵卡，包括集成主板以及非集成主板，都能够很容易的实现列阵功能。针对硬件而言，实现在线扩容以及动态修改阵列级别是必须具备的基础功能，同时还需要具备数据恢复以及驱动器漫游、超高速缓冲等功能。硬件基于电脑是非常重要的部分，能够提供数据保护，可靠性以及可用性管理方案。

4 RAID 的安全管理

4.1 注意检查运行日志文件

日志的作用就是对日常的磁盘运行情况进行记录，记录非常详细，包括每一个事件的序号、严重级别以及有关服务器的IP 地址等。这些信息能够为故障的排除提供非常重要的依据。

4.2 注意备份系统配置参数

在磁盘列阵建立之后，必须要马上对其逻辑配置、物理以及状态配置参数进行记录，包括逻辑盘大小在内的RAID 类型、条带容量都需要记录。尤其是物理磁盘的组成，它的通道号，目标序列号、生产日期和生产厂家、容量等。

4.3 定时备份重要数据

并不是进行了磁盘列阵配备就结束的，如果从设备本身来看，其成本、复杂性等方面，都需要有相应的列阵控制器冗余，磁盘冗余以及磁盘等技术来实现，为了能够满足这些需求，就必须要进行数据备份，尤其是一些重要的数据，例如：在数据备份方面，采用介质的话，一般会使用磁带或者光盘之类的设备，除此之外，还有一种方式就是操作系统自行进行本地备份，以及远程备份等。

4.4 建立热备用磁盘

在RAID 技术中，热备磁盘也同样是非常重要的部分，如果列阵中一个磁盘出现问题，那么一直处于待机状态的其他磁盘就能够立刻代替它进行运行，保障整个系统地完整性与安全性。热备磁盘还必须同时妈祖三个条件，分别为：空间容量大的鼓掌盘，空盘以及列阵控制器自动重建数据功能必须有效。热备用磁盘增加了一次数据逃生的机会,系统管理员要及时更换发生故障的磁盘,并指定新的热备用磁盘。

4.5 定期检查数据一致性

进行数据检查时，采用此项技术，能够有效的提高检查的效率与质量，它能够进行镜像一次性检查，或者是对数据盘进行数据从新检查，一致性检查一般间隔时间以每周1～2 次为宜。

5 结束语

现阶段，RAID 技术在我国的应用已经非常普遍，并且也限度成熟，在很多领域都发挥着重要作用。在信息化建设不断深入的过程中，不同的企业，应该从自身的需求以及实际特点出发，科学合理的选择相对应的RAID 模式，通过这项技术实现自身信息化管理与办公水平的提高。我国社会的发展以及国际地位的提高，与国内的计算网络技术发展有着密切联系，与国外很多发达国家相比，我国在这个方面一直比较薄弱，因此，加大研究力度，在国家政府的大力支持下，积极的进行更加全面、深入的研究，是非常必要的。

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