青島服務器數據恢復中心 服務器硬盤維修公司

RAID陣列概念

一、RAID技術規范簡介

RAID(Redundant Arrays of IndependentDisks的簡稱,中文為廉價冗余磁盤陣列),冗余磁盤陣列技術初的研制目的是為了組合小的廉價磁盤來代替大的昂貴磁盤,以降低大批量數據存儲的費用,也希望采用冗余信息的方式,使💟得磁盤失效時不會使對數據的訪問受損失,從而開發出一定水平的數據保護技術,并且能適當的提升數據傳輸速度。

過去RAID一直是服務器才有緣享用,一直作為SCSI硬盤配套技術作應用。近來隨💃著技術的發展和產品成本的不斷下降,IDE硬盤性能有了很大提升,加之RAID芯片的🎐普及,使得RAID也逐漸在個人電腦上得到應用。

那么為何叫做冗余磁盤陣列呢?冗余的漢語意思即多余,重復。而磁盤陣列說明💙不僅僅是一個磁盤,而是一組磁盤。這時你應該明白了,它是利用重復的磁盤來處理數據,使得數據的穩定性得到提高。

二、RAID的工作原理

RAID如何實現數據存儲的高穩定性呢?我們不妨來看一下它的工作原理。RAID按照實現原理的不同分為不同的級別,不同的級別之間工作模式是有區別的。整個的RAID結構是一些磁盤結構,通過對磁盤進行組合達到提高效率,減少錯誤的目的,不要因為這么多名詞而被嚇壞了,它們的原理實際上十分簡單。為了便于說明,下面示ꦏ意圖中的每個方塊代表一個磁盤🥂,豎的叫塊或磁盤陣列,橫稱之為帶區。

三、RAID規范

主要包含RAID 0~RAID7等數個規范,它們的側重點各不相同,常見的規范有如下幾種

RAID0:無差錯控制的帶區組

要實要實現RAID0必須要有兩個以上硬盤驅動器,RAID0實現了帶區組,數據并不是保存在一個硬盤上,而是分成數據塊保存在不同驅動器上。因為將數據分布在不同驅動器上,數據吞吐率大大提高,驅動器的負載也比較平衡。如果剛好所需要的數據在不同的驅動器上效率好。它不需要計算校驗碼,實現容易。它的缺點是它沒有數據差錯控制,如果一個驅動器中的數據發生錯誤,其它盤上的數據正確也無濟于事了。不應該將它用于對數據穩定性要求高的場合。如果用戶進行圖象(包括動畫)編輯和其它要求傳輸比較大的場合使用RAID0比較合適。RAID可以提高數據傳輸速率,比如所需讀取的文件分布在兩個硬盤上,這兩個硬盤可以讀取。那么原來讀取同樣文件的時間被縮短為1/2。在所有的級別中,RAID0的速度是快的。RAID 0沒有冗余功能的,如果一個磁盤(物理)損壞,則所有的數據都無法使用。

RAID 1:鏡象結構

對于使用這種RAID1結構的設備來說,RAID控制器必須能夠對兩個盤進行讀操作和對兩個鏡象盤進行寫操作。通過下面的結構圖您也可以看到必須有兩個驅動器。因為是鏡象結構在一組盤出現問題時,可以使用鏡象,提高系統的容錯能力。它比較容易設計和實現。每讀一次盤只能讀出一塊數據,也就是說數據塊傳送速率與單獨的盤的讀取速率相同。因為RAID1的校驗十分完備,對系統的處理能力有很大的影響,通常的RAID功能由軟件實現,而這樣的實現方法在服務器負載比較重的時候會大大影響服務器效率。當您的系統需要極高的可靠性時,如進行數據統計,那么使用RAID1比較合適。RAID1技術支持“熱替換”,即不斷電的情況下對故障磁盤進行更換,更換完畢只要從鏡像盤上恢復數據即可。當主硬盤損壞時,鏡像硬盤就可以代替主硬盤工作。鏡像硬盤相當于一個備份盤,可想而知,這種硬盤模式的安全性是非常高的,RAID1的數據安全性在所有的RAID級別上來說是好的。其磁盤的利用率卻只有50%,是所有RAID級別中低的。
RAID5:分布式奇偶校驗的獨立磁盤結構

從它的示意圖上可以看到,它的奇偶校驗碼存在于所有磁盤上,其中的p0代表第0帶區的奇偶校驗值,其它的意思也相同。RAID5的讀出效率很高,寫入效率一般,塊式的集體訪問效率☂不錯。因為奇偶校驗碼在不同的磁盤上,提高了可靠性,允許單個磁盤出錯。RAID5也是以數據的校驗位來保證🌼數據的安全,但它不是以單獨硬盤來存放數據的校驗位,而是將數據段的校驗位交互存放于各個硬盤上。這樣,任何一個硬盤損壞,都可以根據其它硬盤上的校驗位來重建損壞的數據。硬盤的利用率為n-1。它對數據傳輸的并行性解決不好,控制器的設計也相當困難。RAID 3 與RAID 5相比,重要的區別在于RAID3每進行一次數據傳輸,需涉及到所有的陣列盤。而對于RAID 5來說,大部分數據傳輸只對一塊磁盤操作,可進行并行操作。在RAID5中有“寫損失”,即每一次寫操作,將產生四個實際的讀/寫操作,其中兩次讀舊的數據及奇偶信息,兩次寫新的數據及奇偶信息。RAID-5的話,優點是提供了冗余性(支持一塊盤掉線后仍然正常運行),磁盤空間利用率較高(N-1/N),讀寫速度較快(N-1倍)。但當掉盤之后,運行效率大幅下降。

RAID為什么會發生故障?

     &nbꦕsp;Raid提供了不同級別的容災措施,但它并不是萬無一失的,是安全的Raid-1也可能由于不可預見的原因導致數據徹底丟失。從我們接觸的實際案例看,恰恰是陣列提供商所宣傳的安全性,放松了用戶的安全意識,終造成數據丟失。例如Raid-5允許一塊成員盤掉線而不影響正常使用,實際案例中,90%以上的Raid-5故障均表現為兩塊以上成員盤掉線,且其中一塊往往已掉線很久。這說明,當塊故障盤亮燈報警后,用戶并未及時發現并排除故障,當第二塊硬盤離線,Raid失效后才開始補救,為時已晚。

     那么Raid為🌺什么會出現故障?Raid安全性的基礎是成員盤的安全可靠,由于機械硬盤存儲密度的大幅提升以及廠商對成本的壓縮控制,現在硬盤的質量已大不如前,很多硬盤僅僅使用幾個月甚至更短時間即出現物理故障,當過多的硬盤出現故障,Raid的安全性就成了空談。為提高性能,陣列上常常采用性能更高的服務器硬盤,這種硬盤可提供10000-15000rpm的轉速,性能。但它們在出現磁頭損壞后,如不及時發現并斷電,磁頭很可能長時間與碟片接觸,將碟片嚴重劃傷,致使存儲介質的磁粉脫落,造成無法挽回的損失。

RAID發生故障后如何避免數據丟失?

      用戶在陣列出現故障后,通常向供應商求助,但供應商僅能保證陣列重新正常運行,并不對用戶數據安全負責。供應商通常采取的措施是將離線硬盤剔除,替換完好硬盤讓陣列自行做同步操作,正常情況下,這種🐭做法是安全的,但如果成員盤先后離線時間間隔較長,提前離線的硬盤可能在重啟后恢復正常并參與同步,它并未存儲其離線后的“新鮮”數據,當其參與同步操作時,就把整個陣列數據“污染”了,導致數據在同步完成后丟失或無法正常打開,明顯的表現為:數據越新越大,損壞的概率越高,數據越舊越小,損壞概率越低。

     數據恢復廠商與服務器供應商所提供的解決方案是不同的,數據恢復提倡先將數據完整恢復,再對陣列采取修復措施,甚至可以在替換故障硬盤后直接對陣列進行初始化,再將已經完整恢復的數據拷貝回去。對于大容量陣列來說,磁盤同步是個工作量巨大的操作,所有成員盤可能在連續幾天的時間里不間斷進行讀寫操作,一些存在𒁃質量問題的硬盤可能在這一過程中損壞。在我們的案例中,經常出現同步過程未結束,原來正常的硬盤又離線的情況,而這時再進行數據恢復,難度很高。

青島服務器數據恢復維修地址:青島市香港中路6號世貿中心A座21層A2122室 (地鐵2號線,3號線  五四廣場站 “E”出口  或者3號線延安三路站“C” 出口。