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SCSI、RAID技术介绍
一、SCSI技术
SCSI是Small Computer System Interface(小型计算机系统接口)的英文缩写。SCSI最早是一种并行连接使用SCISI命令的计算机硬件接口。
SCSI在单个接口上可增加多个设备，如硬盘驱动器、Zip、Jaz、CD_RW、DVD驱动器及扫描器。其接口传输率可达40MB/s～80 MB/s，正在发展中的Ultra-160m（可达160MB/sec），并且在同时处理多个设备方面有很强的能力，适合于从高档台式机到最先进的高性能服务器的每一种应用。因此被广泛用于网络服务器及高档桌面系统中。
SCSI几经变革，传输率、支持设备等功能都有大幅度的改进，而这些变化都以近似的名词来表示，例如SCSI、Fast SCSI、Ultra SCSI、Ultra Wide SCSI等。原来SCSI目前仅有"2.5代"，而且名词简单易懂好记，分别是SCSI-1、SCSI-2、SCSI-3。除此之外，Ultra2、Ultra Wide、Ultra2 Wide、Ultra-160m（Ultra3）也都属于SCSI-3；其中Ultra2传输速率为40MB/sec，也称为"Fast-40 SCSI"。而Ultra Wide、Ultra2 Wide、Ultra3则是采用16bits数据宽度，因此可串接的设备数为15部之外，传输率也提高为2倍，分别为40MB/sec、80MB/sec与160MB/sec。
由于有效电平的不同，S/E与DIFF的最大传送距离也不同。一般说来，S/E传送距离为3米或更短，LVD（Ultra2 SCSI）为12米，普通DIFF为20米左右。有效电平越高，信号衰减也越慢，所以传送距离也就越远。传统的SCSI排线在传输速度上会与串接设备数、串接距离产生牵制关系，通常速度愈高，设备愈多，可串接的距离愈短；因此从Ultra2之后，全部改用全新的LVD串接模块，LVD的特性为（Low Voltage Differential，低电压差动法）低电压、信号干扰少、并兼容于传统排线，可以有较长的串接距离、也可以兼顾传输速度与设备数。
SCSI接口的演变过程
发展过程 传输频率（MHz）数据频宽（bits）传输率（MB/sec）可接设备数 总线长度-米
SCSI-1 5 8 5 7 6
SCSI-2
Fast 10 8 10 7 3
Wide 10 16 20 15 3
SCSI-3
Ultra（Fast-20） 20 8 20 7 1.5
Ultra Wide 20 16 40 15 1.5
Ultra（Fast-40） 40 8 40 7 12
Ultra2 Wide 40 16 80 15 12
Ultra3 80 16 160 15 12
二、RAID技术
RAID代表Redundant Array of Inexpensive (or Independent) Drive。RAID是1988年由美国加州大学的Berkeley分校的David Patterson等几人提出来的。从那以后，磁盘阵列技术发展很快，并逐渐走向成熟。
RAID的优点在于三个方面即可用性（Availability）、大容量(Capacity)及高性能(Performance)。利用RAID技术于存储系统的好处有：
Ø通过多个磁盘组织在一起作为一个逻辑卷提供磁盘跨越功能
Ø通过镜像或校验操作提供容错能力
Ø通过数据分成多个数据块并行写入/读出多个磁盘以提高访问磁盘的速度
根据实际情况选择适当的RAID级别可以满足用户对存储系统可用性、性能和容量的要求。常用的RAID级别有以下几种：NRAID，JBOD，RAID0，RAID1，RAID0+1，RAID3，RAID5等。为提高可靠性和性能，常使用RAID5和RAID（0+1）。 下面分别简要介绍各自的原理及特点：
ØNRAID－即Non-RAID，所有磁盘的容量组合成一个逻辑盘，没有数据块分条（no block stripping）。NRAID不提供数据冗余。要求至少一个磁盘。
ØJBOD－ 代表Just a Bunch of Drives，磁盘控制器把每个物理磁盘看作独立的磁盘，因此每个磁盘都是独立的逻辑盘。JBOD也不提供数据冗余。要求至少一个磁盘。
ØRAID0－ 即Data Stripping数据分条技术。整个逻辑盘的数据是被分条（stripped）分布在多个物理磁盘上，可以并行读/写，提供最快的速度，但没有冗余能力。要求至少两个磁盘。RAID0代表了RAID系统的高性能，成本最低的方案。由于没有容错功能，RAID0适用于低成本，低可靠性的台式系统，在这里，高速的数据吞吐比可靠性更重要。
ØRAID1－ 把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上，只能在两个磁盘上实施，具有最高的数据冗余能力， RAID1又称镜像(Mirror)盘，采用镜像容错来提高可靠性。即每一个工作盘都有一个镜像盘，每次写数据时必须同时写入镜像盘，读数据时只从工作盘读出。一旦工作盘发生故障立即转入镜像盘，从镜像盘中读出数据，然后由系统再恢复工作盘正确数据。因此这种方式数据可以重构，但工作盘和镜像盘必须保持一一对应关系。这种盘阵列可靠性很高，但其有效容量减小到总容量一半以下。因此RAID1常用于对出错率要求极严的应用场合，如财政、金融等领域。
ØRAID0+1－ 把RAID0和RAID1技术结合起来，即Mirroring+Stripping。数据除分布在多个盘上外，每个盘都有其物理镜像盘，提供全冗余能力，允许一个以下磁盘故障，而不影响数据可用性，并具有快速读/写能力。要求至少4个硬盘才能作成RAID0+1。
ØRAID3－ 带有一个专门的校验盘的分条技术。数据被分布在多个磁盘上以提高读/写速度，并用一个专门的校验盘来存储校验信息，当一个成员盘故障时，控制器可以从校验盘重新恢复/生成丢失的数据。RAID3要求至少3个盘，且其中一个为专职校验盘。它的优点是支持阵列中多硬盘的同步访问，整个阵列的带宽可以充分利用，在要求大块数据顺序传送时较理想，如：图形、图象、科学计算等应用。其缺点是每次读写要牵动整个组，每次只能完成一次I/O，所以作为文件服务器共享时性能不好。
ØRAID5－ RAID5是一种循环偶校验独立存取的阵列。类似于RAID3，但校验数据不是存储在一个专职的校验盘上，而是分布在多个盘上。当一个磁盘故障时，控制器可以从其他尚存的磁盘上重新恢复/生成丢失的数据而不影响数据的可用性。RAID5要求至少3个磁盘，容量是（N-1）/N。这一改变解决了争用校验盘的问题，因此DAID5内允许在同一组内并发进行多个写操作。所以RAID5即适于大数据量的操作，也适于各种事务处理。它是一种快速，大容量和容错分布合理的磁盘阵列。
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发表于 2002-09-09 10:00
发表于 2002-11-10 20:45
