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三, RAID功能的实现

存储学堂:磁盘阵列和RAID卡技术漫谈

CNET中国·ZOL 作者:中关村在线 张桂林 【原创】 2008年01月10日 09:12 评论

  实现RAID可以有三种途径:

  1, 软RAID:不通过第三方的控制处理和I/O芯片,完全由操作系统CPU来实现所有RAID的功能,比如Windows Server 2003可以实现RAID0/1/5模式,虽然配置管理和数据恢复起来都比较简单,但是RAID所有任务的处理比如计算校验值等操作完全由CPU来完成,所以执行效率比较低下,这种方式需要消耗大量运算资源,支持RAID模式较少,应用不广泛。

  2, 半软半硬RAID:虽然采用了RAID处理控制芯片,但是为了节省成本,芯片的处理能力不强,RAID的任务处理大部分还是由CPU来完成。这是在有限的成本之下获得低等级RAID功能的一种折中方案。

  3, 硬RAID:全硬的RAID则全面具备了自己的RAID控制处理与I/O处理芯片,甚至还有阵列缓冲(Array Buffer),对CPU的占用率以及整体性能是这三种类型中最优势的,但设备成本也是三种类型中最高的。

四, RAID卡介绍

  上面刚刚提到了硬RAID,硬RAID包含RAID卡和主板上集成的RAID芯片。而RAID
卡在服务器平台应用的更为广泛,这里主要介绍一下RAID卡。
  
  所谓RAID卡就是可以实现RAID功能的独立板卡。RAID卡主要由以下几部分组成:

  1、 RAID核心处理芯片:用来实现RAID功能的处理芯片,可以理解为RAID卡上的“CPU”。用来实现RAID的建立和重建,检测和修复多位错误,错误磁盘自动检测等功能。RAID芯片使CPU的资源得以释放。目前生产RAID芯片的厂商主要有Promise、Highpoint、Intel、3ware、Adaptec、Silicon Image等。现在主流应用的SAS接口RAID卡多采用Intel公司的IOP348和LSI公司的SAS RoC LSISAS1078等。

  2、 端口:端口是指RAID卡支持的硬盘接口类型。目前有IDE、SCSI、SATA和SAS接口。前三种上市时间已久,市场上不难见到Promise,LSI,Adaptec等厂商的产品, SAS接口的RAID卡目前Adaptec,LSI,Highpoint,3ware,Intel等厂家的产品已经面市,产品线也在逐渐丰富。

  RAID卡按端口数目来分有2,4,8等端口的产品,Adaptec公司在07年3月推出的Adaptec RAID 31205配备12个内部端口,Adaptec RAID 31605则配备16个内部端口,为业界独有。


存储学堂:漫谈磁盘阵列和RAID卡技术
Adaptec RAID 31605

    端口的类型不同,RAID卡所能支持的驱动器数目也不同。这里涉及一个概念,独立通道数目。所谓独立通道数目是指RAID卡所带有的独立硬盘通道的数目,对于IDE端口RAID卡来说,一个独立通道可以接两个IDE硬盘,所以支持IDE驱动器的数目等于独立通道数目的两倍。对于SCSI RAID卡来说,由于一个SCSI接口可以连接多个(比如14个)硬盘,因此独立通道数目和支持驱动器数目相差若干倍。比如单通道的SCSI RAID卡可以连接14个硬盘,4通道则可以连接56个硬盘。对于SATA端口RAID卡来说,由于一个SATA通道只能连接一块SATA硬盘,因此独立通道的数目就等于支持驱动器数目。SAS端口RAID卡可以支持更多的驱动器数量,例如3ware 9690SA系列SAS端口RAID卡通过SAS扩展器最大可以支持128个设备。

存储学堂:漫谈磁盘阵列和RAID卡技术
3ware 9690SA系列

  3、 缓存:缓存(Cache)是RAID卡与外部总线交换数据的场所,RAID卡先将数据传送到缓存,再由缓存和外边数据总线交换数据。它是RAID卡电路板上的一块存储芯片,与硬盘盘片相比,具有极快的存取速度,实际上就是相对低速的硬盘盘片与相对高速的外部设备(例如内存)之间的缓冲器。缓存的大小与速度是直接关系到RAID卡的实际传输速度的重要因素,大缓存能够大幅度地提高数据命中率从而提高RAID卡整体性能。 多数RAID卡都配备了一定数量的内存作为高速缓存使用。不同的RAID卡出厂时配备的内存容量不同,一般为几兆到数百兆容量不等,这取决于磁盘阵列产品的应用范围。目前主流RAID卡所集成的缓存类型多为ECC DDR2,容量有64MB,128MB,256MB,512MB等。

  4、 电池:一些高端RAID卡上面还带有电池,电池的主要作用是给缓存供电,防止意外断电时RAID卡缓存中没有写入硬盘的数据丢失。

  看到这里,想必大家已经对RAID技术和RAID卡有一个初步的认识。由于篇幅有限,不可能对RAID技术和RAID卡产品一一详细介绍,如果需要了解更多关于RAID技术的探讨,请关注中关村在线的知识学堂。

 

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