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RAID卡

产品简介

      简单的说,RAID是一种把多块独立的物理硬盘按不同方式组合起来形成一个逻辑硬盘,从而提供比单个硬盘有着更高的性能和提供数据冗余的技术。
      RAID卡一般分为硬RAID卡和软RAID卡两种,通过用硬件来实现RAID功能的就是硬RAID,独立的RAID卡,主板集成的RAID芯片都是硬RAID。通过软件并使 用CPU的RAID卡是指使用CPU来完成RAID的常用计算,软件RAID占用CPU资源较高,绝大部分服务器设备是硬件RAID。

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RAID卡介绍

1、提到RAID卡就不得不提到什么是RAID。RAID是英文Redundant Array of Independent Disks的缩写,翻译成中文即为独立磁盘冗余阵列,或简称磁盘阵列。简单的说,RAID是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同方式组合起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘),从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据冗余的技术。组成磁盘阵列的不同方式成为RAID级别(RAID Levels)。RAID技术经过不断的发展,现在已拥有了从 RAID 0 到 7 八种基本的RAID 级别。另外,还有一些基本RAID级别的组合形式,如RAID 10/01(RAID 0与RAID 1的组合) ,RAID 50(RAID 0与RAID 5的组合)等。不同RAID 级别代表着不同的存储性能、数据安全性和存储成本。

2数据冗余的功能是在用户数据一旦发生损坏后,利用冗余信息可以使损坏数据得以恢复,从而保障了用户数据的安全性(除RAID0外)。在用户看起来,组成的磁盘组就像是一个硬盘,用户可以对它进行分区,格式化等等。总之,对磁盘阵列的操作与单个硬盘一模一样。不同的是,磁盘阵列的存储性能要比单个硬盘高很多(主要是存取速度上),而且可以提供数据冗余。

3,RAID卡就是用来实现RAID功能的板卡,通常是由I/O处理器、硬盘控制器、硬盘连接器和缓存等一系列零组件构成的。不同的RAID卡支持的RAID功能不同。支持RAlD0、RAID1、RAID3、RAID4、RAID5、RAID10不等。RAID卡可以让很多磁盘驱动器同时传输数据,而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器,所以使用RAID可以达到单个的磁盘驱动器几倍、几十倍甚至上百倍的速率。这也是RAID卡最初想要解决的问题。可 以提供容错功能,这是RAID卡的第二个重要功能。

RAID卡的接口类型

1、接口是指支持的接口,目前主要有四种:IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口。

SCSI接口:

SCSI的英文全称为“Small Computer System Interface”(小型计算机系统接口),是同IDE完全不同的接口,IDE接口是普通PC的标准接口,而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口,是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低,以及支持热插拔等优点,但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普及,因此SCSI硬盘主要应用于中、高端和高档工作站中。SCSI硬盘和普通IDE硬盘相比有很多优点:接口速度快,并且由于主要用于服务器, 因此硬盘本身的性能也比较高,硬盘转速快,缓存容量大,CPU占用率低,扩展性远优于IDE硬盘,并且支持热插拔。

SATA接口:

1、使用SATA(Serial ATA)口的硬盘又叫串口硬盘,是目前PC硬盘的主流。2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范,2002年,虽然串行ATA的相关设备还未正式上市,但Serial ATA委员会已抢先确立了Serial ATA 2.0规范。Serial ATA采用串行连接方式,串行ATA总线使用嵌入式时钟信号,具备了更强的纠错能力,与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查,如果发现错误会自动矫正, 这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。。

2、串口硬盘是一种完全不同于并行ATA的硬盘接口类型,由于采用串行方式传输数据而知名。相对于并行ATA来说,就具有非常多的优势。首先,Serial ATA以连续串行的方式传送数据,一次只会传送1位数据。这样能减少SATA接口的针脚数目,使连接电缆数目变少,效率也会更高。实际上,Serial ATA 仅用四支针脚就能完成所有的工作,分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据,同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次,Serial ATA的起点更高、发展潜力更大,Serial ATA 1.0定义的数据传输率为150MB/s,这比并行ATA(即ATA/133)所能达到133MB/s的最高数据传输率还高,而 在Serial ATA 2.0的数据传输率达到300MB/s,SATA Revision 3.0可达到750 MB/s的最高数据传输率。。

SAS接口:

1、SAS是新一代的SCSI技术,和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同,都是采用串行技术以获得更高的传输速度,并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性,提供与串行ATA (Serial ATA,缩写为SATA)硬盘的兼容性。。

2、SAS的接口技术可以向下兼容SATA。SAS系统的背板(Backpanel)既可以连接具有双端口、高性能的SAS驱动器,也可以连接高容量、低成本的SATA驱动器。因为SAS驱动器的端口与SATA驱动器的端口形状看上去类似,所以SAS驱动器和SATA驱动器可以同时存在于一个存储系统之中。但需要注意的是,SATA系统并不兼容SAS,所以SAS驱动器不能连接到SATA背板上。由于SAS系统的兼容性,IT人员能够运用不同接口的硬盘来满足各类应用在 容量上或效能上的需求,因此在扩充存储系统时拥有更多的弹性,让存储设备发挥最大的投资效益。。

串行SCSI是点到点的结构,可以建立磁盘到控制器的直接连接。具有以下特点::

1、更好的性能:
点到点的技术减少了地址冲突以及菊花链连结的减速;
为每个设备提供了专用的信号通路来保证最大的带宽;
全双工方式下的数据操作保证最有效的数据吞吐量;

2、简便的线缆连结:
更细的电缆搭配更小的连接器;

3、更好的扩展性:
可以同时连结更多的磁盘设备。

RAID卡的缓存:

1、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。