#1 2009-03-20 09:01:10
RAID 概念
什麼是 RAID?
玩 NAS 前就得先了解 RAID，所謂的「RAID」，是「Redundant Array of Independent Disks 」的縮寫，也就是「獨立磁碟備援陣列」的意思。也有人將它說成「Redundant Array of Inexpensive Drives」﹙低價硬碟備援陣列﹚，當初RAID技術發表時用的是這個全名，不過現在則是前者的說法較多人採用。
其中「Redundant」是「過多、多餘」的意思，要組成一部磁碟機通常只需一顆硬碟，甚至一顆硬碟還能分割成許多磁碟區。但是在組RAID磁碟機時，要用上的硬碟比一顆還要「多」，也就是要用上2顆以上的硬碟。
因此RAID在實體上是多顆硬碟，在系統中被當作一顆硬碟使用，而在作業系統底下，也還是可以將它分割為單一或多個分割區。因此建立好的RAID，使用起來跟單一硬碟是完全相同的，只是依組成方式的不同，RAID可以提供更大的容量、更高的讀寫效能，或是額外的「安全性」。﹙這裡所說的「安全性」，是指硬碟損毀之後資料重建、回復的能力，與加密防駭等功能無關﹚
而且RAID的「容量、速度、安全性」加成之後的CP值，能夠遠遠高於相同效能表現的超高階硬碟，這才是許多玩家樂於採用的主因。RAID的組成方式很多，在進入我們的測試之前，先帶大家看看RAID的各種類別。
JBOD (Just Bunch of Disks)
這種組成方式嚴格來說不算RAID，因為它的功能就跟它的全名一樣，「只是將多顆磁碟湊在一起」， 當作一顆超大硬碟來用。假設是4顆250GB的大硬碟，在JBOD模式下就成了一顆1TB﹙=1000GB﹚的超高容量硬碟，但是除了容量提升之外，它的速度還是跟單一硬碟相同，也沒有額外的安全性。
RAID 0 (Striped)
這是最簡單也最猛的一種磁碟陣列，它的功能是在資料寫入時，將資料分割成幾個小區塊，分別存到各顆硬碟裡，因此可以提升寫入速度。當需要讀取時，再分別由所有硬碟裡將小區塊抓出來，所以也有較高的讀取速度。
但它的缺點是只要其中一顆硬碟壞掉，或只是小小的出點問題，都可能因為一小部分資料的不完整，就造成整個磁碟陣列無法正常讀取，全部的資料就這樣毀於一旦，完全沒有安全性可言。儘管如此，RAID 0存取效能隨著組成硬碟數目增加而提升的特性，對於「效能至上」的玩家們還是有不小的吸引力。
RAID 1 (Mirrored)
這種磁碟陣列是將單一磁碟作「鏡射」(Mirror)的動作，也就是資料寫入時將相同的資料同時丟進兩顆硬碟，確保所有的資料都隨時存在另一個備份。因為對單一硬碟寫入的資料量不變，所以寫入速度跟非RAID磁碟機沒有差別，不過在讀取時能同時由兩顆硬碟抓取資料，所以速度還是有所提升。
RAID 10 / 01 (Striped & Mirrored)
這是將RAID 0與RAID 1的架構作結合用的磁碟陣列，10與01的差別僅是先鏡射再分割資料，或是先分割再將資料鏡射到兩組硬碟，但功能是相同的，而且都需由4顆硬碟組成。這種組法同時具備效能提升與資料備份的優點，只要不是「同組鏡射」的兩顆硬碟同時毀損，資料都可以救得回來。
RAID 2.3.4
這幾種RAID一直都沒有成為主流，也很少有硬體支援這幾種組法。它們都是由RAID 0改良而來，RAID 2是以位元為單位將資料分割寫入，並加入位元檢查用的錯誤修正碼(ECC)，並以「漢明碼」來作資料編碼，單一磁碟毀損時可以藉此將故障硬碟的所有資料還原回來。
RAID 3則是改用的方式作資料編碼，並獨立使用一顆硬碟來存放同位檢查用的資料。而RAID 4同樣是以「同位元檢查」編碼、獨立硬碟存放檢查碼，但是資料的分割改回用資料區塊為單位。這兩種方式都至少需要3顆硬碟。
RAID 5 (Parity RAID)
RAID 5是由RAID 2.3.4改良而來，終於成為比較普及的一種架構。 它先將原始資料與同位檢查位元作組合，再以位元為單位分散存放在所有硬碟中，因此不需多用一部硬碟來存放檢查碼。
但RAID 5實際上仍需一顆硬碟的容量來存放同位檢查碼，所以RAID整體的可用容量會等於總容量減去單顆硬碟容量，只是這個浪費的空間是分散在各顆硬碟中。
RAID 5因為是分散的存取架構，因此效能提升明顯，而且任何一顆硬碟毀損，都還可以救得回來。 雖有浪費一顆硬碟容量的缺點，但是跟RAID 10 / 01一半的容量浪費相比，RAID 5單顆容量換得的安全性可說是相當划算。
各種RAID架構比較表
引用資料： http://taiwan.cnet.com/digilife/0,20000 … c-2,00.htm
技術問題請於論壇上集眾人之力公開討論，感恩
離線
#3 2009-03-23 13:24:19
- nknudragon
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Re: RAID 概念
軟體RAID 完全是因為廠商把RAID廉價化的趨勢....所以會讓大家有個錯覺
再IT技術這塊領域 "大多數的NAS都是採用軟體RAID"....然而 實際上
我聽到的幾家較大型的機構 早期是都採用SCSI , Hot Spare ,RAID Rebuil時間不可太長, 所以常常看到大型機構的IT 的部門助理需要每天進出Server Room檢查燈號
而IT預算再建置的時候 都必須要買"一堆" SCSI HD 放在旁邊等著替換
（這時候乖乖大神就現身了，這也是椰子口味會缺貨的理由）
這裡用的幾乎都是Hardware RAID 隨便一張卡都是上萬起跳的...
而由於預算的關係 不少公司也是拿主機掛ＩＤＥ ＨＤＤ作軟體ＲＡＩＤ 好一點的可能有用到南僑的ＲＡＩＤ ， 說真的 拿Linux作 mdadm 或者拿Windows Server 2000/2003 作動態磁碟的也不在少數
近期的話 想必應該是大量的替換成ＳＡＴＡ ＨＤＤ了
其實 軟體ＲＡＩＤ 還有再細分為純軟體ＲＡＩＤ或者 Fake RAID
再中低階ＮＡＳ裡面 個人猜測想必應該是使用Fake RAID
離線
#6 2009-03-24 13:36:01
- nknudragon
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Re: RAID 概念
其實Ｈ大沒講錯阿
我沒有指正的意思，只是提出一種錯覺而已 畢竟以量來說 也的確是軟體ＲＡＩＤ在這世界上存在的狀況居多，好不好用呢....
我說說我的的ＲＡＩＤ經驗
之前拿了一台 Ｐ3(733) 512 MB主機 + 400GＨＤＤX4 （只用主機板上南僑的ＩＤＥ歐）的實驗 由於Linux 安裝過程中不可以建立 ＲＡＩＤ5 磁區 所以我這樣子玩
/dev/hd[a,b,c,d]1 /dev/hd[a,b,c,d]2
40G , /dev/md1 360GX(4-1) /dev/md5
(別問我為什麼不用ＳＡＴＡ硬碟作....我那年代ＳＡＴＡ硬碟比ＩＤＥ貴兩成有餘....這台本來就是拼拼湊湊多出來的機器)
/dev/md5 是等到系統好以後再去做的...光Build就花了六個小時...
不過 cpu 沒有被吃光毆.... 大約吃個30%到60%而已啦 .... 隔天Build好以後就是一個1T的硬碟 因為被我拿來當備援機 備份資料還不錯用...因為公司需要所以得找個大容量Storage 放 我當時是使用rsnapshot這個軟體在離峰時間去做備份
至於要做其他事情....就免了吧 ＣＰＵ 永遠被/dev/md5吃去30%以上...你敢拿來做什麼即時的處理 再加上我都很勇敢的開rsync 下去同步資料 ＣＰＵ保證滿載，開不了X Terminal ...我想rlogin過去也很頓 ... 想想 以P3 733 , IDE Ultra 66/100 的主機來說 效能應該被我用到瓶頸了 (唉呦 多的機器就以省錢至上的原則下去ＲＵＮ瞜) 想想 拿來練練SHELL SCRIPT 不錯用 (都寫好sh下去讓他晚上跑...)
後來有錢買了Thecus N5200 + SATAII 500GX5
原廠連結 http://www.thecus.com/products_over.php … ge=english
附上網友使用心得 http://www.mobile01.com/print.php?f=116&t=211284&p=2
, 看了看他的規格...其實中意的是NFS這項功能 看到裡面的硬體RAID晶片 ....恩 還是勇敢的用ＲＡＩＤ 5 吧 這次就真的快多了拉...四個小時內完成....科科...
實用上還好....但是在寫資料進去的時候跟龜一樣...約1x MB/s~2X MB/s .實在不想相信這台是GigaBit Base...(可能是因為我還是開Rsync下去寫...速度當然比起單個大檔傳輸要慢...)
最後...好家在她的SAMBA 可以跟NT Domain作結合 最後的下場也被當作大容量網路磁碟來應用...落的跟備援機一樣的下場 因為我也只敢在離峰時段使用...(上班時間有限阿)
Dell PowerEdge 1750 , 2850 , 用的是ＳＣＳＩ的硬碟 (37G 萬轉,都做ＲＡＩＤ5) 雖然用途是拿來裝Win 2003 但是效能之高令我祚舌.... (1750/2850 不到 半/一 個鐘頭) 那時我開始懷疑 ？ ＲＨＥＬ4 真的有比Win2003差？
當然 硬體規格差了兩個世代... 東西也不能這樣子定位
我也不知道是因為ＳＣＳＩ 效能真的那麼猛 還是因為 RAID Controllor 真的有比較高級....
好把 不比別的 就比價格吧 ....
明明1750跟2850在ＤＥＬＬ網站上被定位成低階產品...看了看價格....
恩 台灣的ServerBank可以去關掉了...請ＤＥＬＬ來台灣做吧
只能讚嘆...Dell在美國市占率有辦法達到那麼的高不是沒有理由的......
再看到ＰＴＴ電蝦三不五時就有人開十來萬的需求要買工作站...埃
話說 我離題好久...
軟體ＲＡＩＤ 就純粹就是利用ＣＰＵ去運算RAID過程中所需要的資料 以主機上的x86 CPU 來作綽綽有餘 偏偏瓶頸就是卡在南僑or 硬碟.....只要你的南僑I/O夠高 硬碟的快取大一點 其實速度與效能真的可以接受....(反正省錢麼)... 以單純的RAID 1來說 用Software Raid 跟額外裝一張RAID卡 (經驗 兩台 P4 主機 一台上ite 1812 http://goods.ruten.com.tw/item/show?11070108216918 (當年要一千二) 一台掛動態硬碟下去做raid 1 速度明顯有差 但是不買也不是不能用阿... 恩 省下一千二
)
硬體RAID 我在這邊先把他定義的窄一點 ，以PCI-X或PCI-E的RAID Controllor 這種來說 一般這種高階的Contorllor 都會有自己的BIOS跟RAM 去負責運算的工作 所以對於主機(OS)來說 就是單純的在餵資料流而已 (想當年 PCI RAID 5卡也是賣得嚇嚇叫)
我用過FastTrak 4300/8300 當初要價快兩萬， 效能真的是讚到無話可說 可惜應用上還真的是在少數...
(賣鬧阿 這種的要自己裝卡，自己接硬碟排線，自己鎖硬碟上機殼，還要顧慮到硬碟群的散熱...我後來就用N5200來玩熱插拔了...
)
FakeRAID 其實就是把RAID Controllor 的最主要晶片放在主機板上面....還是有BIOS 在控制 以主機板上來說Intel大多會整合進去BIOS 以Embadded來說 就端看系統廠如何去控制 想當然爾 RAM 一定是吃的是主機上的RAM
而FakeRAID的種類 也還有在往下細分 (晚點我補上資料 現在在公司偷懶)
簡言之 現在的廉價FakeRAID 對於主機板或Embadded System 而言 大多只是被視作提供演算法的一個晶片，其目的在於減輕CPU的負擔...(賣鬧阿 用NAS的CPU去負責RAID的演算法....阿其他的的正事都不用做歐)
RAID 其實早期就只有軟體RAID與硬體RAID , FakeRaid的出現可說是幾乎是已經幹掉軟體Raid了 試問 現在誰還會為了 RAID 0 或者 RAID 1額外買一張卡 ? (好啦 我承認拉 我就是其中之一... 沒辦法阿 阿P3/K7 主機那來內建RAID...)
以現在P5/AM2 主機內建的RAID 來說 夠了啦~~~
現在都有廠商敢喊說內建Chip 支援 RAID 5了
主題再拉回市面上的 NAS
每家方案都不同...我也不敢斷下定論...
我很喜歡看價錢...去判斷
那種標榜超級便宜又大碗的NAS 大喊有支援RAID 0/1 的 有些許可能是用cpu 去做 純軟體RAID... 不過 機會不大，要不要省這顆chip的錢看情況而定..
通常都是給你塞個廉價晶片 以保持cpu在運作的時候 能夠很穩定去跑其他該跑的程式..
而raid chip有沒有其功用呢 有是一定有的 偏偏你無從比較... 畢竟硬體是封閉的系統 比人涉獵不多
最後 來個不負責任說法 我不做IT已經一年有餘 現在純粹是看看資料以及偶而玩玩居多... 有些觀念與社會上落差許大 還請各位看官多多包涵
最後修改： nknudragon (2009-03-24 13:53:22)
離線
#9 2009-04-03 10:16:18
- nknudragon
- 新生
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Re: RAID 概念
找到Linux相關的資料了
http://linuxmafia.com/faq/Hardware/sata.html
此篇列出RAID Driver的總表 給大家參考瞜
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