磁盘阵列(Disk Array)原理连载之二

磁盘延伸(Disk Spanning):
译为磁盘延伸,能确切的表示disk spanning这种技术的含义。如图磁盘阵列控制器, 联接了四个磁盘,这四个磁盘形成一个阵列(array),而磁盘阵列的控制器(RAID controller)是将此四个磁盘视为单一的磁盘,如DOS环境下的C:盘。这是disk spanning的意义,因为把小容量的磁盘延伸为大容量的单一磁盘,用户不必规划数据在 各磁盘的分布,而且提高了磁盘空间的使用率。并使磁盘容量几乎可作无限的延伸;而各 个磁盘一起作取存的动作,比单一磁盘更为快捷。很明显的,有此阵列的形成而产生 RAID的各种技术。

以上几节的内容都是讨论的技术都是关于提高数据可靠性的。不过几次提到了延展这个名词，但是并没有详细的解释。这一节的内容就是重点的介绍延展技术的。延展技术通过把数据分布到阵列的所有驱动器上——而延展技术的主要原理是并行处理。假如你在一个单独的硬盘上有个非常大的文件，如果要读取它只能从头到尾的逐一读取。而Striping技术可以把它分成小块分别存储在多个硬盘之上，读取的时候就可以从多个硬盘里同时调用。同样道理当你写入数据——特别是大文件的时候也是这样的。传输性能将能明显的提高。在一定的范围内，可以说你的硬盘越多，性能的提高就越明显。驱动器数目决定了延展带宽——可以同时用于数据传输的同步延展。不过它们究竟是怎么工作的呢？

每一部分进入RAID控制器的数据都被分成了更小的部分。在延展技术中分割数据分为两个层次：一个是字节层延展（Byte Level Striping），一个是块层延展（Block Level Striping）。字节层延展主要用于把数据以字节为单位分割，并顺序存储在硬盘上。举个例子：如果一组数据被分割为16字节，并且要分布在4个硬盘上，那么第一个字节存储在第一个硬盘上、第二个字节存储在第二个硬盘上……而第五个字节又存到一个硬盘上，如此循环，不过缺点是每次要使用512字节的空间。块层延展以给定大小的尺寸来分割数据，其余的同字节层延展是一样的。这个块的大小称为延展容量（stripe size）。延展容量的大小依据不同的RAID实现方式来决定。

延展容量的大小是一个很关键的课题。因为没有固定的大小是最合适的，不同的应用中应该采用不同的尺寸。延展容量对于最终性能的提高或者降低影响很明显。延展容量越小，文件被分割的就越多。传输性能将因并行处理能力的提高而提高，但是也会增加文件存储的随机性。而使用大的延展容量所取得效果同使用小的延展容量相反。数据分布和传输的性能将会减低，不过文件存放的随机性也会下降。所以要确定指定多么大的延展容量只有根据你经常使用的程序来进行试验，找出最合适的尺寸。先从中等大小开始试验，然后分别增加和减少延展容量，并对结果做出记录，比较之后就有结果了。
需要存储的数据分为了6块（A,B,C,D,E,F），需要分布到两个硬盘上——如果你要分布到多个硬盘里按照同样的规则进行就可以了。如果你需要移动、传输数据，控制器将对两个硬盘同时存取，从而提高了性能。

镜像技术（Mirror）

镜像就是在两个或者多个独立的硬盘驱动器或者驱动器阵列上存放数据的多个拷贝。系统会同时把数据写在作为镜像的两个硬盘上，这就是RAID技术中冗余技术，用来防止数据意外丢失。当其中一个硬盘或者RAID出现问题，系统可以访问镜像的硬盘或者RAID来继续工作，这样就让数据修复的时间缩短到了最短，此时你要做的就是从完好的备份上恢复数据。