目錄

5.1操作系統中配置RAID

5.2 RAID卡

5.2.1 RAID卡的結構

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RAID卡

5.2.5 RAID On Chip (ROC)技術

5.2.6 RAID卡上的內存

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操作系統中配置RAID

可以選擇操作系統中的磁盤，配置成RAID。例如；

將兩塊IDE磁盤做成RAID 0系統，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，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：占用內存空間、占用CPU、無法將操作系統作為RAID模式

RAID卡就是一種利用獨立硬件來實現RAID功能的方法。要在硬件上實現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RAID功能。這些芯片是專門用來實現RAID。對于硬件RAID來說操作系統根本無法感知底層物理磁盤。RAID卡客服了RAID的缺點，使操作系統本身可以安裝在RAID虛擬磁盤之上。

5.2.1 RAID卡的結構

帶CPU的RAID卡儼然就是一個曉得計算機系統，有自己的CPU、內存、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總線控制器來維護總線的仲裁、數據發送接收等功能。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RAID功能所需要的代碼。RAM的作用首先是作為數據緩存，提高性能；其次作為RAID卡上的CPU執行RAID運算所需要的內存空間。XOR芯片是專門用來做RAID3、5、6等校驗的。

RAID卡和SCSI卡的區別就在于RAID功能，其他沒有太大區別，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，即使將這些春節拿下來，放到另一塊RAID卡上，也能準確無誤地認出以前做好的RAID信息。

條帶化之后，RAID程序代碼就操控SCSI控制器向OS驅動層驅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執行SCSI卡這個設備上ROM中的程序代碼來初始化這塊卡。包括檢測卡型號、生產商以及掃描卡上的所有SCSI總線以找出每個設備，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。利用主板上已經集成的或者已經插在PCI上的SCSI卡，來操控它們的通道，從而實現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發送的地址信號和發送給CPU的中斷信號。

5.2.4無驅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。計算機就認為自身所連接的是多塊SATA物理磁盤。

5.2.5 RAID On Chip (ROC)技術

廉價RAID技術，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。利用SCSI控制芯片內部的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卡上的內存

數據緩存和代碼執行兩種作用。

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

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致數據丟失。高端RAID卡用電池來保護緩存，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只有數據切切實實被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據

5.2.8 RAID配置完成后的初始化過程

對于校驗型RAID，再RAID卡上設置完RAID參數并且應用RAID設置之后，RAID陣列中的所有磁盤需要進行一個初始化過程，所需要的時間與磁盤數量、大小有關。磁盤越大，數量越多，需要的時間就越長。

例如五塊數據塊一個校驗盤總共六個盤，數據盤中的數據都為1，檢驗盤中的數據為0。倘若磁盤中的數據都是初始的數據，那么初始狀態就是錯誤的。因此需要初始化。

5.3 磁盤陣列

RAID卡的出現著實讓批示領域變得紅火起來，幾乎每臺服務器都標配RAID卡或者集成RAID芯片。但RAID卡接入的設備畢竟有限，磁盤陣列誕生了。磁盤陣列的出現時存儲領域的一個里程碑。

由于RAID0 無疑時所有RAID系統中最快的，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來的數據后，按照RAID0的映射關系將數據分塊，一部分存放于左邊的RAID5系統，另一部分存放于右邊的RAID5系統。左邊的磁盤按照RAID5的映射關系將這部分數據存放于5塊磁盤中的若干塊。另一邊也進行相同的過程。

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

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》 阅读笔记的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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