RAID磁盘阵列技术原理介绍

如今磁盘阵列中针对不同的应用使用的不同技术，使用这些技术可在磁盘阵列受到灾害时保护数据丢失，这种技术就硬盘数据恢复是我们常说的RAIDlevel技术（简称RAID）。

RAID是RedundantArrayofInexpensiveDisks的缩写，而每一level代表一种技术，目前业界公认的标准是RAID0~RAID5。这个level并不代表技术的高低，level5并不高于level3，level1也不低过level4，至于要选择那一种RAIDlevel的产品，纯视用户的操作环境(operatingenvironment)及应用(application)而定，与level的高低没有必然的关系。RAID0及RAID1适用于PC及PC相关的系统如小型的网络服务器(networkserver)及需要高磁盘容量与快速磁盘存取的工作站等，因为比较便宜，但因一般人对磁盘阵列不了解，没有看到磁盘阵列对他们价值，市场尚未打开;RAID2及RAID3适用于大型电脑及影像、CAD/CAM等处理;RAID5多用于OLTP，因有金融机构及大型数据处理中心的迫切需要，故使用较多而较有名气，但也因此形成很多人对磁盘阵列的误解，以为磁盘阵列数据恢复据恢复非要RAID5不可;RAID4较少使用，因为两者有其共同之处，而RAID4有其先天的限制。其他如RAID6，RAID7，乃至RAID10等，都是厂商各做各的，并无一致的标准，在此不作说明。介绍各个RAIDlevel之前，先看看形成磁盘阵列的两个基本技术:

磁盘延伸(DiskSpanning):

译为磁盘延伸，能确切的表示diskspanning这种技术的含义。四个磁盘形成一个阵列(array)，而磁盘阵列的控制器(RAIDcontroller)是将此四个磁盘视为单一的磁盘，如DOS环境下的C:盘。这是diskspanning的意义，因为把小容量的磁盘延伸为大容量的单一磁盘，用户不必规划数据在各磁盘的分布，而且提高了磁盘空间的使用率。DFTraid的SCSI磁盘阵列更可连接几十个磁盘，形成数十GB到数百GB的阵列，使磁盘容量几乎可硬盘数据恢复作无限的延伸;而各个磁盘一起作取存的动作，比单一磁盘更为快捷。很明显的，有此阵列的形成而产生RAI数据恢复D的各种技术。我们也可从上图看出inexpensive(便宜)的意义，因为四个250MBbytes的磁盘比一个1GBytes的磁盘要便宜，尤其以前大磁盘的价格非常昴贵，但在磁盘越来越便宜的今天，inexpensive已非磁盘阵列的重点，虽然对于需要大磁盘容量的系统，仍是考虑的要点。

磁盘或数据分段(DiskStripingorDataStriping):

因为磁盘阵列是将同一阵列的多个磁盘视为单一的虚拟磁盘(virtualdisk)，所以其数据是以分段(blockorsegment)的方式顺序存放在磁盘阵列中，如下表：

A0-A1 B0-B1 C0-C1 D0-D1 磁盘0

A2-A3 B2-B3 C2-C3 D2-D3 磁盘1

A4-A5 B4-B5 C4-C5 D4-C5 磁盘2

A6-A7 B6-B7 C6-C7 D6-D7 磁盘3

数据按需要分段，从第一个磁盘开始放，放到最後一个磁盘再回到第一个磁盘放起，直到数据分布完毕。至于分段的大小视系统而定，有的系统或以1KB最有效率，或以4KB，或以6KB，甚至是4MB或8MB的，但除非数据小于一个扇区(sector，即521bytes)，否则其分段应是512byte的倍数。因为磁盘的读写是以一个扇区为单位，若数据小于512bytes，系统读取该扇区后，还要做组合或分组(视读或写而定)的动作，浪费时间。从上图我们可以看出，数据以分段于在不同的磁盘，整个阵列的各个磁盘可同时作读写，故数据分段使数据的存取有最好的效率，理论上本来硬盘数据恢复读一个包含四个分段的数据所需要的时间约=(磁盘的accesstime+数据的transfertime)X4次，现在只要一次数据恢复就可以完成。

若以N表示磁盘的数目，R表示读取，W表示写入，S表示可使用空间，则数据分段的性能为:
R:N(可同时读取所有磁盘)
W:N(可同时写入所有磁盘)
S:N(可利用所有的磁盘，并有最佳的使用率)