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文件服务器的配置与管理(1) RAID技术

简介:

文件共享是局域网中常用的功能,局域网中的文件共享功能主要是借助于文件服务器来实现。文件服务器既可以对网络中的共享资源进行统一集中管理,又可以通过设置共享权限或NTFS权限来控制用户的访问。当网络中的共享资源较多而且比较分散的时候,还可以利用文件服务器中的DFS功能,将分散的共享资源集中起来,方便用户的访问。

一、 文件服务器中的存储技术
 
文件服务器中往往集中存储了网络中的大量关键数据。企业网络中的数据可以分为操作系统数据和应用程序数据,关键数据主要是指应用程序数据,这些数据一般都需要集中存储和备份。
文件服务器通常配置有RAID卡和高速的SCSI硬盘,既可保证数据存储的安全,又可避免由于硬盘损坏造成的数据丢失。
文件服务器一般都会配备多块硬盘,如1块SATA硬盘加2块SCSI硬盘。在SATA硬盘上安装操作系统,存放操作系统数据;2块SCSI硬盘通过RAID卡组成磁盘阵列,存放应用程序数据。
因而在学习如何配置和管理文件服务器之前,应对这些常用的存储技术有所了解。
 
1. SCSI硬盘
 
硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件,作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。每种接口拥有不同的技术规范,具备不同的传输速度,性能差异较大。在目前服务器的存储系统中普遍采用的硬盘接口主要是SATA和SCSI。
SATA(串行ATA)是由前期的PATA(并行ATA)接口发展而来的,主要用于PC机和一些中低端的服务器。
SCSI(Small Computer System Interface,小型计算机系统接口)则主要应用于服务器。SCSI技术到今天已经发展到第六代,目前的主流SCSI硬盘都采用了Ultra 320 SCSI接口,能提供320MBps的接口传输速度,并且支持热插拔。与SATA硬盘相比,SCSI硬盘的价格较贵,但其品质性能更高,更加具备适合中高端存储应用的技术优势。SATA硬盘转速是5400或7200RPM,SCSI硬盘是10000或15000RPM,而且平均无故障时间也要更长。
 
2. 独立冗余磁盘阵列RAID
 
RAID,也可以简称磁盘阵列,是一种把多块独立的硬盘按不同的方式组合起来形成一个硬盘组,从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份的技术。在用户看来,组成的硬盘组就像是一个硬盘,用户可以对它进行分区、格式化等,对磁盘阵列的操作与单个硬盘基本一样。不同的是,磁盘阵列的存储速度要比单个硬盘高很多,而且可以提供自动数据备份。
 
2.1 RAID级别
 
RAID技术的两大特点:一是速度;二是安全。组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别,常用的RAID级别主要包括RAID 0、RAID 1、RAID 0+1、RAID5,不同的RAID级别对应了不同的技术特点。
 
2.1.1 RAID 0
RAID 0至少要由两块以上磁盘实现,其原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取。比如准备往硬盘里写入8块数据,而每执行一次写入操作可以写入一块数据,这样在没有组建RAID 0的情况下,就要向硬盘里写入8次。而如果用2块硬盘组成了RAID 0,在向硬盘1写入第1块数据的同时,可以向硬盘2写入第2块数据,这样只需4次就可以完成写入操作,因而RAID 0可以显著提高磁盘整体存取性能。

在所有的RAID级别中,RAID 0的存取速度最快,磁盘利用率也最高,缺点是不提供数据冗余,一旦数据损坏,损坏的数据将无法得到恢复,因而主要适用于对性能要求较高,而对数据安全要求低的领域。

2.1.2 RAID 1
RAID 1由两块硬盘实现,它的原理是将用户写入到其中一块硬盘中的数据原样地自动复制到另外一块硬盘上。当读取数据时,系统先从RAID 1的源盘读取数据,如果读取数据成功,则系统不去管备份盘上的数据;如果读取源盘数据失败,则系统自动转而读取备份盘上的数据,不会造成用户工作任务的中断。

 

在所有的RAID级别中,RAID 1提供最高的数据安全保障,但是写入速率低,存储成本高,所能使用的空间只是所有磁盘容量总和的一半,所以主要用于存放重要数据。
 
2.1.3 RAID 0+1
RAID 0+1是RAID 0和RAID 1的组合形式,也称为RAID 10,需要由4块硬盘实现。其中2块硬盘做成RAID 0,另外两块硬盘做成他们的镜像,即RAID 1,这样既具有出色的读写性能,又具有非常高的安全性。但是存储成本高,磁盘空间利用率与RAID 1相同,只有50%。适用于既有大量数据需要存储,同时又对数据安全性要求严格的领域,如银行、金融、商业超市等。

2.1.4 RAID 5
RAID 5是由至少3块磁盘实现的冗余磁盘阵列,将数据分布于不同的磁盘上,并在所有磁盘上交叉地存取数据及奇偶校验信息。如下图所示由4块硬盘组成的RAID 5,当第一次执行写入操作的时候,将数据block 1a、block 2a、block 3a分别写入到disk1、disk2、disk3三块硬盘中,同时将由这些数据产生的奇偶校验信息parity存储到disk4硬盘中。第二次执行写入操作的时候,再将奇偶校验信息存储到disk3硬盘中,在其余3块硬盘中存储数据,以此类推。

 

采用RAID 5时,数据存储安全,读取速率较高,磁盘利用率较高,但写入速率较低。因而在所有的RAID级别中,RAID 5应用最多,被广泛用于各种类型的服务器,如文件服务器、数据库服务器、Web服务器、E-mail服务器等。

不同级别的RAID特性比较。

 

本文转自 yttitan 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/yttitan/1166642


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