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可扩充 RAID 控制器 4/Di/Si 和 4e/Di/Si 介绍 组件和功能 RAID 级 RAID 配置策略 RAID 可用性 配置规划

RAID 是由多个硬盘驱动器组成的一种阵列，可提供高性能和容错功能。对主机而言，RAID 阵列如同单个存储器单元，或多个逻辑单元。由于可以同时访问多个磁盘，所以数据吞吐量得以提高。RAID 系统还提高了数据存储的可用性和容错能力。通过利用剩余数据或奇偶校验驱动器重构丢失的数据，可以对由于硬盘故障导致的数据丢失进行恢复。

RAID 说明

RAID（磁盘冗余阵列）是由多个硬盘驱动器组成的阵列或组，用于提供高性能和容错能力。RAID 磁盘子系统提高了 I/O（输入/输出）性能和可靠性。对主机而言，RAID 阵列如同单个存储器单元或多个逻辑单元。由于可同时访问多个磁盘而加快了 I/O 的速度。 RAID 的益处

与单驱动器存储系统相比，RAID 系统提高了数据存储可靠性和容错能力。通过从其余硬盘驱动器中重构缺少的数据，可以防止因硬盘驱动器故障而导致的数据丢失。因为 RAID 能提高 I/O 性能及存储子系统的可靠性，所以 RAID 目前已受到普遍的欢迎。 RAID 功能

逻辑驱动器也称为虚拟磁盘，是可用于操作系统的阵列或跨接阵列。逻辑驱动器中的存储空间分布在阵列中的所有物理驱动器上。

注: 对于所有支持的 RAID 级（0、1、5、10 和 50），最大逻辑驱动器容量为 2 TB。您可以在同样的物理磁盘上创建多个逻辑驱动器。

SCSI 硬盘驱动器必须被组织成一阵列的逻辑驱动器并且能够支持选定的 RAID 级。下面列举了一些常见的 RAID 功能：

       

创建热备份驱动器。

配置物理阵列和逻辑驱动器。 初始化一个或多个逻辑驱动器。

分别访问控制器、逻辑驱动器和物理驱动器。 重建故障硬盘驱动器。

验证使用 RAID 级 1、5、10 或 50 的逻辑驱动器中的冗余数据是否正确。 在更换 RAID 级或添加硬盘驱动器到一个阵列中后重新创建逻辑驱动器。 选择一台主机控制器并在其上工作。

组件和功能

RAID 级描述了一个系统，该系统用于确保大型磁盘子系统上所储存数据的可用性和冗余性。 PERC 4/Di/Si 和 4e/Di/Si 支持 RAID 级 0、1、5、10 (1+0) 和 50 (5+0)。有关 RAID 级的详细信息，请参阅 RAID 级。

物理阵列

物理阵列是一组物理磁盘驱动器。物理磁盘驱动器在称为逻辑驱动器的分区中进行管理。

逻辑驱动器

逻辑驱动器是磁盘物理阵列中的一个分区，它由物理磁盘上的相邻数据段组成。一个逻辑驱动器的组成可以包括一个完整的物理阵列、多个完整的物理阵列、一个阵列的一部分、多个阵列的多个部分或这些条件中任意两个的组合。 注: 对于所有支持的 RAID 级（0、1、5、10 和 50），最大逻辑驱动器容量为 2 TB。您可以在同一物理阵列中创建多个逻辑驱动器。

RAID 阵列

RAID 阵列是由 PERC 控制的一个或多个逻辑驱动器。 通道冗余逻辑驱动器

创建逻辑驱动器时，可以使用连接至不同通道的磁盘来实现通道冗余，这称为“通道冗余逻辑驱动器”。此配置可以用于易受系统热关闭影响的机壳中的磁盘。

有关详细信息，请参阅“Dell OpenManage 阵列管理器”或“Dell OpenManage 存储管理”用户指南，所在网址为：http://support.dell.com。

注: 通道冗余只适用于具有一个以上通道且连接至外部磁盘机壳的控制器。 注: 确保跨接处于不同的背板中，这样便不会因一个跨接出现故障而丢失整个阵列。

容错

容错是子系统的一种功能，可在每个跨接承受单个驱动器故障时，保持数据的完整性和处理能力。RAID 控制器通过 RAID 级 1、5、10 和 50 中的冗余阵列，来提供这一支持。虽然性能在某种程度上会有所降低，但在一个阵列中出现单一磁盘故障时，系统仍可正常工作。

注: RAID 级 0 无容错功能。如果 RAID 0 阵列中的某个驱动器出现故障，整个逻辑驱动器（与逻辑驱动器关联的所有物理驱动器）都将不可用。 容错常常与系统可用性相关，因为它能在故障期间允许系统保持可用。但这同时意味着在故障维修过程中系统保持可用也很重要。为此，PERC 4/Di/Si 和 4e/Di/Si 支持热备份磁盘和自动重建功能。

热备份磁盘是一种空闲的物理磁盘，在冗余 RAID 阵列中出现磁盘故障时，可用来重建数据并重新建立冗余。在热备份磁盘自动移动到 RAID 阵列中之后，会自动在该热备份驱动器上重建数据。进行重建时，RAID 阵列继续处理请求。 通过“热切换”同一驱动器托架中的驱动器，自动重建功能允许替换出现故障的驱动器并自动重建数据。进行重建时，RAID 阵列继续处理请求。

一致性检查

“一致性检查”操作用于验证使用 RAID 级 1、5、10 和 50 的逻辑驱动器中数据的正确性。（RAID 0 不提供数据冗余）。例如，在一个采用奇偶校验的系统中，检查一致性意味着计算一个驱动器上的数据，并将计算结果与奇偶校验驱动器的内容进行对比。

注: 建议至少每月执行一次一致性检查。

后台初始化

后台初始化是创建逻辑驱动器时强制进行的一致性检查。后台初始化与一致性检查的区别是：后台初始化是在新逻辑驱动器上强制进行的。此操作将在创建驱动器后 5 分钟自动开始。

后台初始化检查物理驱动器上是否有介质错误。它可确保阵列中所有物理驱动器上的带状划分数据分段均相同。后台初始化速率由使用“BIOS 配置公用程序”设置的重建率控制。默认值和推荐初始化率为 30%。在更改重建率之前必须先停止后台初始化，否则重建率更改将不会影响后台初始化率。停止后台初始化并更改重建率后，所作更改将在重新启动后台初始化后生效。

巡读

“巡读”可以检查系统以寻找可能导致驱动器故障的硬盘错误，然后采取措施更正这些错误。目的是为了能够在故障导致数据损坏之前检测到物理驱动器故障，从而保护数据的完整性。校正操作取决于阵列配置和错误的类型。

尽管“巡读”可在繁重 I/O 处理期间继续运行，但它仅当控制器在定义时间段内空闲且无其它后台任务活动时才会启动。

您可以使用“BIOS 配置公用程序”来选择“巡读”选项，借此可设置自动或手动操作，也可禁用“巡读”。请执行下列步骤以选择“巡读”选项：

1. 从 Management Menu（管理菜单）选择 Objects（对象）-> Adapter（适配器）。 Adapter（适配器）菜单显示出来。

2. 从 Adapter（适配器）菜单选择 Patrol Read Options（巡读选项）。 以下选项将显示：

o o o

Patrol Read Mode（巡读模式） Patrol Read Status（巡读状态） Patrol Read Control（巡读控制）

3. 选择 Patrol Read Mode（巡读模式）显示“巡读”模式选项：

o

Manual（手动）- 在手动模式下，必须由您启动巡读。

o o

Auto（自动）- 在自动模式下，固件将按计划启动巡读。 Manual Halt（手动中止）- 使用手动中止停止自动操作，然后切换到手动模式。

Disable（禁用）- 使用此选项禁用巡读。

o

4. 如果使用 Manual（手动）模式，执行以下步骤启动巡读：

o o

选择 Patrol Read Control（巡读控制），然后按 键。 选择 Start（启动），然后按 键。

注: 当“巡读”设置为手动模式时，暂停/恢复操作无效。

5. 选择 Patrol Read Status（巡读状态）显示已完成的反复数、“巡读”的当前状态（活动或停止）以及下次执行“巡读”的时间安排。

磁盘带状划分

磁盘带状划分允许用户跨多个物理磁盘而不仅是一个物理磁盘来写入数据。磁盘带状划分涉及到将每个驱动器存储空间分为从 8 KB 到 128 KB 不等的磁条。这些磁条以重复顺续方式交叉存取。综合存储空间由来自每个驱动器的磁条组成。PERC 4/Di/Si 和 4e/Di/Si 支持 2 KB、4 KB、8 KB、16 KB、32 KB、 KB 和 128 KB 的磁条大小。建议在 RAID 阵列间保持磁条大小相同。

注: 出于性能考虑，不建议使用 2 KB 或 4 KB 的磁条容量。只有在所使用的应用程序需要时，才使用 2 KB 或 4 KB。默认的磁条大小是 KB。不要在磁条大小小于 16 KB 的逻辑驱动器上安装操作系统。

例如，在一个仅使用磁盘带状划分的四磁盘系统（在 RAID 级 0 中使用）中，分段 1 被写入磁盘 1，分段 2 被写入磁盘 2，依此类推。由于同时存取多个驱动器，磁盘带状划分可提高性能，但是不会提供数据冗余性。 图 2-1 显示了一个磁盘带状划分实例。 图 2-1. 磁盘带状划分实例 (RAID 0)

磁条宽度

磁条宽度是指实施带状划分的阵列中所涉及的磁盘数量。例如，一个具有磁盘带状划分的四磁盘阵列，其磁条宽度为 4。 磁条大小

磁条大小是指 RAID 控制器跨越多个驱动器写入的交叉存取数据分段的长度。PERC 4/Di/Si 和 4e/Di/Si 支持 2 KB、4 KB、8 KB、16 KB、32 KB、 KB 和 128 KB 的磁条大小。

注: 出于性能考虑，不建议使用 2 KB 或 4 KB 的磁条容量。只有在所使用的应用程序需要时，才使用 2 KB 或 4 KB。默认的磁条大小是 KB。在磁条容量小于 16 KB 的逻辑驱动器上不要安装操作系统。

磁盘镜像

利用镜像技术（用于 RAID 1），写到一个磁盘的数据同时写到另一个磁盘。如果一个磁盘出现故障，可利用另一个磁盘上的内容来运行系统并重建出现故障的磁盘。磁盘镜像的最大优势在于提供了 100% 的数据冗余。因为一个磁盘上的内容完全写到另一个磁盘，所以即使一个磁盘出现故障也无关紧要。两个磁盘始终包含相同的数据。任何一个驱动器都可以作为操作驱动器。

磁盘镜像提供了 100% 的冗余，但由于必须复制系统中的每个驱动器，所以价格比较昂贵。图 2-2 显示了一个磁盘镜像实例。 图 2-2. 磁盘镜像实例 (RAID 1)

奇偶校验

奇偶校验通过两个或多个父数据集生成一个冗余数据集。这些冗余数据可用于重新创建其中一个父数据集。奇偶校验数据并不完全复制父数据集。在 RAID 中，这种方法被用于一个阵列中的全部驱动器或所有磁盘驱动器的磁条。表 2-1 显示了奇偶校验的类型。

表 2-1. 奇偶校验类型 奇偶校验类型 Dedicated （专用式） 说明 两个或多个磁盘驱动器上的奇偶校验数据储存在一个额外磁盘上。 Distributed 奇偶校验数据分布于系统中的多个驱动器上。 （分布式） 如果一个磁盘驱动器出现故障，可利用奇偶校验和其余驱动器上的数据进行重建。RAID 级 5 将分布式奇偶校验与磁盘带状划分结合在一起，如图 2-3 所示。奇偶校验在一个驱动器出现故障时提供冗余，而不用复制整个磁盘驱动器的内容，但生成奇偶校验时会减慢写入进程。 图 2-3. 分布式奇偶校验实例 (RAID 5)

磁盘跨接

磁盘跨接允许多个物理驱动器像一个大驱动器那样工作。通过组合现有资源或添加相对便宜的资源，跨接可以克服磁盘空间的缺乏并简化储存管理。例如，可以组合四个 20 GB 的驱动器，使其对于操作系统就像一个单个的 80 GB 驱动器。 跨接本身并不能提供可靠性或使性能提高。跨接的逻辑驱动器必须具有相同的磁条大小且必须是相连的。在图 2-4 中，RAID 1 阵列被转变成了一个 RAID 10 阵列。

注: 确保 RAID 10 阵列中的跨接处于不同的背板中，这样便不会因一个跨接出现故障而丢失整个阵列。 图 2-4. 磁盘跨接实例

注: 跨接两个相连的 RAID 0 逻辑驱动器不会产生一个新的 RAID 级或增加容错。它通过使主轴数量翻倍，可增加逻辑卷的容量并改善性能。

RAID 10 或 RAID 50 的跨接

表 2-2 说明了如何通过跨接来配置 RAID 10 和 RAID 50。PERC 4/Di/Si 和 4e/Di/Si 系列只支持 RAID 1 和 RAID 5 的跨接。逻辑驱动器必须具有相同的磁条大小，并且最大跨接数为 8。当跨接逻辑驱动器时，全部驱动器容量被使用；不能指定较小的驱动器容量。

有关配置阵列和逻辑驱动器以及跨接驱动器的详细过程，请参阅RAID 配置和管理。

表 2-2. RAID 10 和 RAID 50 的跨接 级 说明 10 通过跨接两个相连的 RAID 1 逻辑驱动器来配置 RAID 10。RAID 1 逻辑驱动器必须具有相同的磁条大小。 50 通过跨接两个相连的 RAID 5 逻辑驱动器来配置 RAID 50。RAID 5 逻辑驱动器必须具有相同的磁条大小。 热备份

热备份是一个额外的空闲磁盘驱动器，它是磁盘子系统的一部分。它通常处于待机模式，可在某个驱动器出故障时使用。热备份使用户不用关闭系统或干预就可替换故障驱动器。利用热备份驱动器，PERC 4/Di/Si 和 4e/Di/Si 可实现故障驱动器的自动和透明重建，可提供高级别的容错和零停机时间。

注: 如果同一组物理驱动器（分片配置）上运行 RAID 0 和 RAID 5 逻辑驱动器，出现驱动器故障后，直到删除了 RAID 0 逻辑驱动器时，才会进行热备份重建。

PERC 4/Di/Si 和 4e/Di/Si RAID 管理软件允许将物理驱动器指定为热备份。需要热备份时，RAID 控制器分配一个容量与故障驱动器容量最接近且至少同样大的热备份来替换故障驱动器。故障驱动器会从逻辑驱动器中移除并在热备份重建开始后标记为准备等待卸下。有关每个 RAID 控制器的每个 RAID 级所支持的最大和最小硬盘驱动器数量的详细信息，请参阅指定 RAID 级 中的 表 4-12。您可以对不在 RAID 逻辑驱动器中的物理驱动器进行热备份。

注: 如果由于某种原因导致热备份重建失败，热备份驱动器将标记为“故障”。如果源驱动器出现故障，源驱动器和热备份驱动器都将标记为“故障”。

热备份有两种类型：

 

全局热备份 专用热备份

全局热备份

全局热备份驱动器可用来替代一个冗余阵列中任何出现故障的驱动器，前提是其容量要等于或大于出现故障的驱动器的强制容量。在任何通道上定义的全局热备份驱动器应可用于替换在两个通道上出现故障的驱动器。 专用热备份

专用热备份仅可用于替换所选阵列中出现故障的驱动器。可将一个或多个驱动器指定为备用驱动器池中的成员；池中最适合的驱动器被选定用于故障替换。专用热备份先于来自全局热备份池的驱动器使用。

热备份驱动器可位于任何 RAID 通道上。待机热备份（未用在 RAID 阵列中）至少每 60 秒轮询一次，并将其状态显示在阵列管理软件中。PERC 4/Di/Si 和 4e/Di/Si 提供用系统内的磁盘进行重建的功能，但不能在开始时就将它设置为热备份。

在使用热备份时请注意观察下列参数：

 

热备份仅在具有冗余的阵列中使用，例如，RAID 级 1、5、10 和 50。 连接到某一特定 RAID 控制器的热备份，仅可用来重建连接到同一控制器的驱动器。

必须通过控制器的 BIOS 来将热备份分配到一个或多个驱动器，或使用阵列管理软件将其放置到热备份池中。

一个热备份的可用空间必须等于或大于它要替换的驱动器。例如，要替换一个 18 GB 的驱动器，热备份的空间必须是 18 GB 或更大。





磁盘重建

当 RAID 阵列中的某个物理驱动器出现故障时，可以通过重新创建该驱动器出现故障前储存在其上的数据来重建该驱动器。RAID 控制器使用热备份以用户定义的重建率自动、透明地重建故障驱动器。如果热备份可用，当某个驱动器出故障时重建可以自动开始。如果热备份不可用，必须使用新的驱动器替换出现故障的驱动器，这样才能重建故障驱动器上的数据。重建仅可在具有数据冗余性的阵列中进行，其中包括 RAID 1、5、10 和 50。

故障物理驱动器会从逻辑驱动器中移除并在热备份重建开始后标记为准备等待卸下。如果系统在重建期间停机，则 RAID 控制器会在系统重新引导后自动重新启动重建。

OpenManage 阵 注: 热备份重建开始时，通常会在管理应用程序（如 “Dell

列管理器”或“Dell OpenManage 存储管理”）检测到故障驱动器前，将故障驱动器从逻辑驱动器中移除。此时，事件日志显示正在进行热备份重建的驱动器，而不显示故障驱动器。在热备份重建开始后，先前的故障驱动器将被标记为“就绪”。

注: 如果由于某种原因导致热备份重建失败，热备份驱动器将标记为“故障”。如果源驱动器出现故障，源驱动器和热备份驱动器都将标记为“故障”。

如果在联机容量扩充或 RAID 级迁移过程中替换了驱动器，驱动器重建将不会自动开始。在扩充或迁移过程完成后，必须手动开始重建。

重建检验点

假如在重建操作过程中突然断电或服务器重新引导，Dell PERC 固件具有在物理驱动器上恢复重建的功能。然而，在以下任何情况下，重建无法恢复：

  

在控制器上检测到配置不匹配。 重新创建当前也在进行中。 逻辑驱动器现为同级节点所拥有。

重建率

重建率是专用于重建出现故障驱动器的计算周期的百分率。重建率为 100% 意味着系统会优先重建故障驱动器。

重建率可配置为 0% 到 100% 之间的值。若为 0%，只有在系统未进行其它任何操作时才会进行重建。若为 100%，则重建比任何其它系统活动具有更高的优先权。建议不要使用 0% 或 100%。默认重建率为 30%。

热交换

热交换是在计算机仍在运行时对有缺陷的物理磁盘单元进行手动替换。安装新驱动器后，在以下情况下将自动进行重建：

 

新插入驱动器的容量等于或大于故障驱动器

新插入驱动器与其所替换的故障驱动器位于同一驱动器托架中

可以配置 RAID 控制器，以便自动检测到新磁盘并重建磁盘驱动器的内容。

SCSI 物理驱动器状态

SCSI 物理驱动器状态在表 2-3 中加以说明。 表 2-3. SCSI 物理驱动器状态 状态 Online （联机） Ready （准备就绪） 说明 物理驱动器正常工作而且是一个经过配置的逻辑驱动器的组成部分。 该物理驱动器工作正常，但不是已配置的逻辑驱动器的组成部分，并且没有被指定为热备份。 Hot Spare 物理驱动器已加电，并且在联机驱动器出现故障时，即刻作为备份（热备份） 使用。 Fail （故障） Rebuild （重建） 该物理驱动器出现故障，使其退出工作。 正在使用出现故障驱动器中的数据重建物理驱动器。 逻辑驱动器状态

表 2-4 中说明了逻辑驱动器状态。 表 2-4. 逻辑驱动器状态

状态 说明 Optimal 逻辑驱动器工作状态良好。所有已配置逻辑驱动器均处于联机状态。 （最佳） Degraded 逻辑驱动器工作状态并非最优。有一个配置的物理驱动器已出现故障（降级） 或脱机。 Failed 逻辑驱动器出现了故障。 （故障） Offline RAID 控制器无法使用该逻辑驱动器。 （脱机） 机壳管理

机壳管理是指通过软件和/或硬件进行的磁盘子系统的智能监控。磁盘子系统可以是主机的一部分，也可驻留在外部磁盘机壳中。机壳管理使用户可随时获知磁盘子系统中发生的事件，如驱动器或电源故障。机壳管理增加了磁盘子系统的容错能力。

RAID 级

RAID 控制器支持 RAID 级 0、1、5、10 和 50。在下面一节中对支持的 RAID 级进行了总结。另外，它还支持驱动器（配置为 RAID 0）。后面各节将对 RAID 级进行详细说明。

RAID 级摘要

RAID 0 使用带状划分以提供高数据吞吐量，特别适合于在不要求容错环境中的大文件。

RAID 1 通过使用镜像，使得写入一个磁盘驱动器的数据同时被写入另一个磁盘驱动器。这对于小数据库或其他需要小容量但需完全数据冗余的应用程序有利。 RAID 5 在所有驱动器间使用磁盘带状划分和奇偶校验数据（分布式奇偶校验）来提供高数据吞吐量，尤其适用于小型随机存取。

RAID 10（RAID 0 和 RAID 1 的组合）由各镜像跨接上的带状划分数据组成。它可提供高数据吞吐量和完全的数据冗余，但使用的跨接数量较大。

RAID 50（RAID 0 和 RAID 5 的组合）使用分布式奇偶校验和磁盘带状划分，最适合需要高可靠性、高请求速率、高数据传输以及大中型容量的数据。 注: 建议不要在同一组物理磁盘（分片配置）上运行 RAID 0 和 RAID 5 逻辑阵列。如果出现磁盘故障，RAID 0 逻辑驱动器会导致所有重建尝试失败。

选择一个 RAID 级

为确保最佳性能，在创建一个系统驱动器时应选择最佳的 RAID 级。 磁盘阵列的最佳 RAID 级取决于多个因素：

   

磁盘阵列中物理驱动器的数量 阵列中的物理驱动器的容量 对数据冗余性的需要 磁盘性能要求

RAID 0

RAID 0 为 RAID 阵列中的所有驱动器都提供磁盘带状划分。RAID 0 不提供任何数据冗余，但提供各 RAID 级的最佳性能。RAID 0 将数据分成较小的块，然后将块写入到阵列的每个驱动器中。每个块的大小由在创建 RAID 集时设定的磁条容量参数决定。RAID 0 提供了高带宽。

注: RAID 级 0 无容错功能。如果 RAID 0 阵列中的某个驱动器出现故障，整个逻辑驱动器（与逻辑驱动器关联的所有物理驱动器）都将不可用。 通过将一个大文件分为多个小块，RAID 控制器可使用多个驱动器来更快地读写文件。RAID 0 不涉及奇偶校验计算，因此不会使写操作复杂化。这使得 RAID 0 可理想用于带宽要求高但无容错要求的应用程序。RAID 0 还用于表示一个“”或单驱动器。

表 2-5 提供了 RAID 0 的概览。 表 2-5. RAID 0 概览 用途 优点 提供高数据吞吐量，尤其适用于大型文件。适用于任何不需要容错的环境。 提高大文件的数据吞吐量。无奇偶校验引起的容量损失。 缺点 驱动器 不提供容错或高带宽。如果任何驱动器出故障，则所有数据都将丢失。 1 到 32 RAID 1

在 RAID 1 中，RAID 控制器将全部数据从一个驱动器复制到第二个驱动器上。RAID 1 提供完整的数据冗余，但代价是所需数据存储容量加倍。 表 2-6 提供了 RAID 1 的概览。 表 2-6. RAID 1 概览 用途 优点 缺点 RAID 1 用于小型数据库，或其它有容错要求、但所需容量小的环境。 提供完全数据冗余。理想应用于对于有容错要求且容量小的环境。 需要两倍数量的磁盘驱动器。驱动器重建时性能会受损。 驱动器 2 RAID 5

RAID 5 含有数据块级的磁盘带状划分和奇偶校验。在 RAID 5 中，奇偶校验信息被写入到多个驱动器中。RAID 5 最适合于同时处理许多小型输入/输出 (I/O) 事务的网络。

RAID 5 重点解决随机 I/O 操作的瓶颈问题。由于每个驱动器都同时含有数据和奇偶校验，因此多个写操作可并发进行。另外，健壮的高速缓存算法和基于硬件的“异或”辅助使得 RAID 5 的性能在许多不同的环境中显得非同寻常。 表 2-7 提供了 RAID 5 的概览。 表 2-7. RAID 5 概览

用提供高数据吞吐量，尤其适用于大型文件。因为每个驱动器能进行读写，途 因此 RAID 5 可用于事务处理应用程序。如果一个驱动器出现故障，则 RAID 控制器使用奇偶校验驱动器，重新创建所有丢失的信息。RAID 5 也用于办公自动化，及需要有容错能力的在线客户服务。它还用于任何要求读取速率高但写入速率低的应用程序。 优在大多数环境中提供数据冗余、高读取速率和良好性能。以最低的容量损失点 换得冗余。 缺不太适合于需要大量写入操作的任务。如果未使用高速缓存（群集），则所点 受影响更大。如果正在重建驱动器，则磁盘驱动器的性能将下降。在处理量较少的环境中，其性能也不够好。因为同步任务处理的高性能不够抵消 RAID 的额外开销。 驱3 至 28 动器 RAID 10

RAID 10 是 RAID 0 和 RAID 1 的组合。RAID 10 由跨越镜像驱动器的磁条组成。RAID 10 将数据分为多个小数据块，然后将数据块镜像到每个 RAID 1 的 RAID 集。然后每个 RAID 1 的 RAID 集将它的数据复制到另一个驱动器上。每个块的大小由创建 RAID 集时设定的磁条大小参数决定。RAID 10 可支持的跨接多达 8 个。

表 2-8 提供了 RAID 10 的概览。 表 2-8. RAID 10 概览

用适用于需要镜像阵列 100% 冗余而且还需要 RAID 0 增强 I/O 性能的数途 据存储（带状划分阵列）。RAID 10 适用于中等大小的数据库，或任何要求较高容错性和中等容量的环境。 优提供高数据传输速率和完全数据冗余。 点 缺所需驱动器数量是除 RAID 1 之外的其它所有 RAID 级的两倍。 点 驱2n，其中 n 大于 1。 动器 在图 2-5 中，逻辑驱动器 0 是通过将数据分布于四个阵列（阵列 0 至阵列 3）上而创建的。由于一个逻辑驱动器是跨越一个以上阵列定义的，所以使用了跨接。跨越多个 RAID 1 级阵列定义的逻辑驱动器被称为 RAID 级 10，(1+0)。为提高性能，通过启用对多个阵列的同时访问，将数据在各阵列间进行了带状划分。 使用 RAID 级 10 而非简单 RAID 集，最多可支持 8 个跨接，并且最多可容许 8 个驱动器故障（每个跨接一个故障），然而，可用磁盘驱动器容量小于总容量。虽然可容许多个驱动器故障，但是在每个 RAID 1 级阵列中只能容许一个驱动器故障。

图 2-5. RAID 10 级逻辑驱动器

RAID 50

RAID 50 同时提供 RAID 0 和 RAID 5 的特性。RAID 50 包括跨多个阵列的奇偶校验和磁盘带状划分。RAID 50 最好在两个 RAID 5 磁盘阵列上实施，并同时将数据在这两个磁盘阵列上进行带状划分。

RAID 50 将数据分成较小的块，然后把数据块分到每个 RAID 5 磁盘集中。RAID 5 将数据分成较小的块，通过在数据块上执行块的异或来计算奇偶校验，然后将数据块和奇偶校验写到阵列中的每个驱动器。每个块的大小由创建 RAID 集时设定的磁条大小参数决定。

RAID 级 50 最多可支持 8 个跨接并且最多容许 8 个驱动器故障（每个跨接一个故障），然而，可用磁盘驱动器容量小于总容量。虽然可容许多个驱动器故障，但是在每个 RAID 5 级阵列中只能容许一个驱动器故障。 表 2-9 提供了 RAID 50 的概览。 表 2-9. RAID 50 概览 用途 优点 缺点 驱动器 适用于要求高可靠性、高请求速率、高数据传输以及中到大容量的数据。 提供高数据吞吐量、数据冗余和出色的性能。 所需奇偶校验驱动器数量是 RAID 5 的 2 到 8 倍。 6 至 28 Dell 支持使用两个通道，每个通道最多可有 14 个物理驱动器。 图 2-6 提供了 RAID 50 级逻辑驱动器的一个实例。 图 2-6. RAID 50 级逻辑驱动器

RAID 配置策略

RAID 阵列配置中的最重要的因素是：

  

逻辑驱动器可用性（容错） 逻辑驱动器性能 逻辑驱动器容量

不可能将一个逻辑驱动器的三个因素都配置为最优化状态，但可很容易地选择一种逻辑驱动器配置，使其中之一成为最优化状态，而另外一种不是最优化。例如，RAID 1（镜像）提供了优良的容错能力，但是需要一个冗余的驱动器。下面各小节说明如何使用 RAID 级来最大程度地提高逻辑驱动器可用性（容错）、逻辑驱动器性能和逻辑驱动器容量。

容错最大化

容错是通过使用热备份驱动器和热交换执行自动和透明重建来实现的。热备份驱动器是空闲的联机可用驱动器，PERC 4/Di/Si 和 4e/Di/Si 在活动驱动器出现故障时立即将其插入系统。在热备份磁盘自动移动到 RAID 阵列后，出现故障的驱动器自动在备用驱动器上进行重建。进行重建时，RAID 阵列继续处理请求。 热交换指在磁盘子系统中对有缺陷替代单元的手动替换，可以在子系统运行热交换驱动器期间进行替换。利用“BIOS 配置公用程序”中的“自动重建”，可以替换故障驱动器，并通过“热交换”同一驱动器托架中的驱动器自动对其进行重建。RAID 阵列在进行重建时继续处理请求，提供了高度容错和零停机时间。 表 2-10 对每个 RAID 级的容错功能进行了说明。 表 2-10. RAID 级和容错 RAID 容错 级 0 不提供容错能力。如果任何驱动器出故障，则所有数据都将丢失。磁盘带状划分跨多个而不仅是一个磁盘驱动器写入数据。其中包括将每个驱动器存储空间分成大小不等的磁条。RAID 0 是需要高带宽、但无容错要求的应用程序的理想之选。 提供完全数据冗余。如果一个磁盘驱动器出现故障，则可以用另一个磁盘驱动器的内容来运行系统并重新创建故障驱动器。磁盘镜像的最大优势在于提供了 100% 的数据冗余。由于磁盘驱动器的内容被完全写至第二个磁盘驱动器中，所以如果其中一个驱动器出现故障，不会丢失任何数据。任何时侯，两个驱动器都包含着相同的数据。理想应用于有容错要求且容量小的环境。 将分布式奇偶校验与磁盘带状划分结合在一起。奇偶校验无需复制全部磁盘驱动器的内容，便可为一个驱动器故障提供冗余。如果一个驱动器出现故障，则 RAID 控制器使用奇偶校验数据，重新创建所有丢失的信息。在 RAID 5 中，这种方法适用于一个阵列中的全部驱动器或所有磁盘驱动器的磁条。利用分布式奇偶校验，RAID 5 以有限的额外开销提供了容错。 通过在跨接的 RAID 1 阵列间进行带状划分来提供完全数据冗余。RAID 10 很适合任何需要镜像阵列提供 100% 冗余的环境。RAID 10 可承受每个镜像阵列中的一个驱动器故障并保持驱动器完整性。 通过在跨接的 RAID 5 阵列间使用分布式奇偶校验来提供数据冗余。RAID 50 同时包括跨越多个驱动器的奇偶校验和磁盘带状划分。如果一个驱动器出现故障，则 RAID 控制器使用奇偶校验数据重建所有丢失的信息。RAID 50 可承受每个 RAID 5 阵列一个驱动器故障而仍能保持数据完整性。 1 5 10 50 性能最大化

RAID 磁盘子系统提高了 I/O 性能。对主机而言，RAID 阵列如同单个存储器单元，或多个逻辑单元。由于可同时访问多个驱动器而加快了 I/O 的速度。 表 2-11 对每个 RAID 级的性能进行了说明。 表 2-11. RAID 级和性能 RAID 性能 级 0 RAID 0（带状划分）在所有 RAID 级中性能最好。RAID 0 将数据分成较小的块，然后将块写入到阵列的每个驱动器中。磁盘带状划分跨多个而不仅是一个磁盘驱动器写入数据。其中涉及到将每个驱动器储存空间分为从 8 KB 到 128 KB 不等的磁条。这些磁条以重复顺续方式交叉存取。由于可同时访问多个驱动器，磁盘带状划分增强了性能。 1 5 对于 RAID 1（镜像），系统中的每个驱动器均须进行复制，这比带状划分需要更多的时间和资源。驱动器重建时性能会受损。 RAID 5 提供了高数据吞吐量，尤其适用于大型文件。可将此 RAID 级用于需要高读取请求速率而对写入请求速率要求较低的任何应用程序，如事务处理应用程序，因为每个驱动器均可读写。由于每个驱动器都同时含有数据和奇偶校验，因此多个写操作可并发进行。另外，健壮的高速缓存算法和基于硬件的“异或”辅助使得 RAID 5 的性能在许多不同的环境中显得非同寻常。 生成奇偶校验会减慢写入进程，因而使得 RAID 5 的写入性能明显低于 RAID 0 或 RAID 1。重建驱动器时，磁盘驱动器性能会降低。群集也会降低驱动器性能。在处理量较少的环境中，其性能也不够好。因为同步任务处理的高性能不够抵消 RAID 的额外开销。 10 RAID 10 最适合需要 RAID 0（带状划分阵列）增强 I/O 性能（可提供高数据传输速率）的数据存储。跨接通过使主轴数量翻倍，可增加逻辑卷的容量并改善性能。随着跨接数量的增加，系统性能提高。（最大跨接数为 8。）随着跨接中的存储空间被填满，系统在越来越少的跨接上带状划分数据，RAID 性能降低至 RAID 1 或 RAID 5 阵列的水平。 RAID 50 最适用于需要高可靠性、高请求速率和高数据传输的数据。它提供了高数据吞吐量、数据冗余和出色的性能。跨接通过使主轴数量翻倍，可增加逻辑卷的容量并改善性能。随着跨接数量的增加，系统性能提高。（最大跨接数为 8。）随着跨接中的存储空间被填满，系统在越来越少的跨接上带状划分数据，RAID 性能降低至 RAID 1 或 RAID 5 阵列的水平。 50 存储容量最大化

在选择 RAID 级时，存储容量是一个重要的因素。有几个变数需要考虑。 镜像数据和奇偶校验数据所需的存储空间要多于单独的带状划分 (RAID 0)。奇偶校验生成使用算法创建冗余，所需空间比镜像少。 表 2-12 解释了 RAID 级对存储容量产生的影响。 表 2-12. RAID 级和容量 RAID 容量 级 0 RAID 0（磁盘带状划分）涉及到将每个驱动器储存空间分为大小不等的磁条。综合存储空间由来自每个驱动器的磁条组成。RAID 0 可为给定的一组物理磁盘提供最大存储容量。 对于 RAID 1（镜像），写入一个磁盘驱动器的数据被同时写入到另一个磁盘驱动器，这样就使需要的数据存储容量翻了一倍。由于系统中的每个1 驱动器均须复制，所以开销很大。 5 RAID 5 无需复制全部磁盘驱动器的内容，便可为一个驱动器故障提供冗余。RAID 5 将数据分成更小的块，通过在数据块上执行块的异或来计算奇偶校验，然后将数据块和奇偶校验写到阵列中的每个驱动器。每个块的大小由创建 RAID 集时设定的磁条大小参数决定。 RAID 10 所需驱动器数量是除 RAID 1 之外的其它所有 RAID 级的两倍。RAID 10 很适合中型数据库，或任何需要更高容错度和中等容量的环境。磁盘跨接允许多个磁盘驱动器就像一个大容量驱动器那样工作。通过组合现有资源或添加相对便宜的资源，跨接可以克服磁盘空间的缺乏并简化储存管理。 RAID 50 所需的奇偶校验驱动器数量是 RAID 5 的 2 至 4 倍。此 RAID 级最适用于需要中到大型容量的数据。 10 50 RAID 可用性

RAID 可用性概念

无停机时间的数据可用性对于许多类型的数据处理和存储系统都是必要的。商业应用希望避免由于服务器停机所带来的财务费用和客户受阻。RAID 可帮助您保持数据可用性并避免提供数据的服务器停机。RAID 提供了多种功能，例如备份驱动器和重建，您可以使用这些功能修复任何硬盘驱动器问题，同时保持服务器运行和数据可用。下面各小节对这些功能进行了说明。

备份驱动器

您可以用备份驱动器替换阵列中出现故障或有缺陷的驱动器。替换驱动器必须至少与其所替换的驱动器容量相同。备份驱动器包括热交换、热备份和冷交换驱动器。

热交换指在磁盘子系统中对有缺陷替代单元的手动替换，可以在子系统运行期间（执行正常功能）进行替换。背板和机壳必须支持热交换才能实现该功能。 热备份驱动器是与 RAID 驱动器一起加电、处于备用状态的物理驱动器。如果在 RAID 逻辑驱动器中使用的硬盘驱动器出现故障，热备份自动代替它并且故障驱动器上的数据在热备份上进行重建。热备份可用于 RAID 级 1、5、10 和 50。 注: 如果由于某种原因导致热备份重建失败，热备份驱动器将标记为“故障”。如果源驱动器出现故障，源驱动器和热备份驱动器都将标记为“故

障”。

冷交换要求在更改磁盘子系统中缺陷硬盘驱动器前必须关闭系统电源。

扇区重新分配

每当遇到介质缺陷，驱动器或 RAID 固件都会自动进行扇区重新分配。

重建

如果在被配置为 RAID 1、5、10 或 50 的逻辑驱动器的阵列中硬盘驱动器出现故障，可以通过重建该驱动器来恢复丢失的数据。如果已经配置了热备份，则 RAID 控制器会自动尝试使用它们来重建故障磁盘。如果没有足够容量的热备份来重建故障驱动器，则需要采用手动重建。必须在重建故障驱动器前，将有足够存储空间的驱动器插入子系统中。

配置规划

规划配置时需要考虑的因素有 RAID 控制器可支持的硬盘驱动器数量、阵列的用途以及备份驱动器的可用性。

存储在磁盘子系统中的每一种数据类型都有不同的读写频率。如果知道了数据访问要求，就可以更好地确定一种优化磁盘子系统的容量、可用性和性能的策略。 支持实时视频的服务器一般都经常读取数据,但很少写入数据。读写操作时间往往较长。存储在通用文件服务器上的数据的读写操作较短，文件也较小。

硬盘驱动器数量

您的配置规划部分取决于要在 RAID 阵列中使用的硬盘驱动器数量。阵列中的驱动器数量决定可被支持的 RAID 级。有关每个 RAID 控制器的每个 RAID 级所支持的最大和最小硬盘驱动器数量的详细信息，请参阅指定 RAID 级 中的 表 4-12。

阵列用途

创建 RAID 阵列时需要考虑的重要因素包括可用性、性能和容量。请通过回答下列与这些因素有关的问题来确定磁盘阵列的主要用途，问题后含有针对每种情况的 RAID 级建议：

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该磁盘阵列是用来增加通用文件服务器和打印服务器的系统存储容量吗？使用 RAID 5、10 或 50。

该磁盘阵列支持任何必须一天 24 小时可用的软件系统吗？使用 RAID 1、5、10 或 50。

该磁盘阵列中将存储的信息包含在点播时必须可用的大音频或视频文件吗？使用 RAID 0。

该磁盘阵列中包含来自映像系统的数据吗？使用 RAID 0 或 10。

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填写表 2-13 来帮助您规划阵列配置。按重要性顺序（如存储空间和数据冗余等）对阵列要求分级，然后，检查建议的 RAID 级。 有关每个 RAID 级可允许驱动器数量的最小值和最大值，请参阅 表 4-12。 表 2-13. 阵列配置需考虑的因素 要求 存储空间 数据冗余 硬盘驱动器性能和吞吐量 等级 建议的 RAID 级 RAID 0、RAID 5 RAID 5、RAID 10、RAID 50 RAID 0、RAID 10 RAID 1、RAID 5、RAID 10、RAID 50 热备份（需要额外的硬盘驱动器）