1、大容量存儲(chǔ)設(shè)備第 2 章 大容量存儲(chǔ)設(shè)備 - 磁盤陣列2.1 大容量存儲(chǔ)設(shè)備的概念所謂大容量硬盤，在磁盤陣列的概念中，并不是指市場(chǎng)上所賣的 9GB, 18GB, 36GB, 90GB,180GB的單個(gè)硬盤容量較大叫大容量。而是指將這些單個(gè)硬盤透過RAID 的技術(shù)，按 RAID LEVEL組合成更大容量的硬盤。例如從 100GB. 800GB或到更大的 5000GB(5TB)， 依單個(gè)硬盤的個(gè)數(shù)，容量，可組合成不同超大容量的磁盤陣列系統(tǒng)，從主機(jī)端來看磁盤 陣列，是一個(gè)超大硬盤，同樣的與單個(gè)盤一樣的可以分不同的區(qū)域 (LUN) 。此超大硬盤 的功能，則要視你所選擇的 RAID Level的級(jí)別，有

2、著不同的功能 (可參考 Appendix A 的 章節(jié) )。然而未來市場(chǎng)對(duì)容量的需求由目前的Gigabytes(GB)到 Terabytes(TB, 1 TB =1000GB)進(jìn)而到 Petabytes(PB, 1 PB = 1000TB，) 相當(dāng)于 1,000,000,000,000,000個(gè)位，也就 是 10 的 15 次方位元。這種大容量存儲(chǔ)已經(jīng)撐爆 SCSI硬盤所能支持的程度，針對(duì)存取 速度和硬盤數(shù)量的提高，顯而易見的取代方案只有光纖通道仲裁回路也就是所謂的 FC-AL(Fibre Channel Arbitrated Loop，) 在此我們要強(qiáng)調(diào)的 Ultra 2, Ultra 3(

3、Ultra 160), Fibre Channel的磁盤陣列所用的 CPU不能用以 586 CPU為主了，因?yàn)樗俣仁且淮髥栴}，必須 是以 Intel i960 RISC CPU為主(主要的理由在前言及第 4章都有說明 )。 硬盤的存儲(chǔ)方式就是所謂的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)，而磁帶機(jī)不同，則是有順序的，由前向后，或由 后向前存取因而速度較慢，另外 CD-ROM，或 MO，雖是屬動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)，但速度仍然較硬 盤慢，另外一點(diǎn)由 CD-ROM組合成的 CD-ROM Server or MO Server只是由一個(gè)管理程序所控制，決定讀取某一光盤的數(shù)據(jù)， 此種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)概念仍是以 “各別”的觀點(diǎn)來看的， 也就是說由主機(jī)端來

4、看是由多個(gè) CD-ROM或MO所組成，而磁盤陣列系統(tǒng)， 是以“單一 整體”的觀點(diǎn)來看的， 所以從主機(jī)端來看是一超大容量硬盤， 速度是遠(yuǎn)超過 CD-ROM及 MO，從操作難易度來看，操作磁盤陣列，就如同操作單個(gè)硬盤同樣的簡單。數(shù)據(jù)的“安全”對(duì)“數(shù)據(jù)永不丟失 ”是最重要的因素。在 Appendix A中我們提到 RAID Level的原理及優(yōu)缺點(diǎn)：如 RAID Level 0：數(shù)據(jù)不能容錯(cuò)，但速度最快， RAID Level 1：（即 鏡像），數(shù)據(jù)可以容錯(cuò)，但容量需要 2倍，成本高，速度一般。 RAID Level 3-5：數(shù)據(jù)可 容錯(cuò)，速度快，成本較 Level 0 高，比 Level 1低，所

5、以選擇 RAID Level的不同級(jí)別，可提供不同的安全保障 （RAID Level 除了 0,1,3,5外還有所謂的 RAID Level 10, 30, 50詳述可 參考 Appendix A 的章節(jié)并有圖解 ）。我們?cè)?jīng)碰過一個(gè)案例：某一用戶將所有的計(jì)費(fèi)帳 單存在一個(gè) 9GB SCSI硬盤中，而此硬盤內(nèi)存的計(jì)帳單總金額將近 1 千萬人民幣，有一 天此客戶的 9GB 硬盤損壞，他所損失的就不是一個(gè) 9GB 硬盤。他所面臨的問題是如何 將數(shù)據(jù)修復(fù)回來，將總金額近 1 千萬人民幣的應(yīng)收帳收回。如果他用的是磁盤陣列， RAID 級(jí)別是 Level 5，當(dāng)硬盤損壞故障的話，他就不用擔(dān)心數(shù) 據(jù)會(huì)丟失

6、，因?yàn)楫?dāng)時(shí)硬盤損壞， RAID 控制器會(huì)最先發(fā)現(xiàn)，控制器會(huì)繼續(xù)對(duì)主機(jī)提供存 儲(chǔ)數(shù)據(jù)的動(dòng)作，并同時(shí)發(fā)出硬盤損壞信號(hào)， 通知機(jī)房更換硬盤，如果當(dāng)時(shí)磁盤陣列上就 已經(jīng)放置一塊熱備份硬盤 (Hot Spare),RAID控制器會(huì)自動(dòng)將備份盤取代損壞盤，并自動(dòng) Rebuild(數(shù)據(jù)重新建立回 Spare盤上 )損壞盤上的資料。如沒有 Spare的備份盤，只要將 新的盤插回原來的位置， RAID 控制器會(huì)自動(dòng)偵測(cè)，再將數(shù)據(jù)重新建立回新盤上，這種 方式客戶就不需擔(dān)心盤損壞，數(shù)據(jù)丟失的問題。2.2 如何計(jì)算存儲(chǔ)的容量我們知道從主機(jī)端來看磁盤陣列是一個(gè)大容量硬盤， 您可以依據(jù)需求將磁盤陣列分區(qū)成 不同大小的邏輯

7、盤如圖所示， 從圖中可以清楚了解磁盤陣列實(shí)際上與使用單一硬盤一樣 的簡單易懂。從 Host 端來看磁盤陣列是看到邏輯的 Array 1, Array 2, Array 3, Array 4, 在 Array 中又 可將Array 分成數(shù)個(gè)邏輯區(qū) (LUN), 就如在SCS盤I 上分LUN 一樣( PC上IDE盤分區(qū)相同 , Partition), 每個(gè) Array可由幾個(gè)硬盤組成是有限制的，不同品牌有不同的限制。同樣的， 不同品牌對(duì) Array 的數(shù)目也不相同。不過在這些不同的 Array，可建立不同的 RAID Level 確是相同的 , 例如： Array 1 可建立RAID 0, Arr

8、ay 2可建立RAID 5, Array 3可建立RAID 1, Array 4 可空白不用。當(dāng)我們了解這些基本概念后，我們?cè)賮碚f明容量如何計(jì)算：例如：我們計(jì)劃用 8個(gè)硬盤來規(guī)劃磁盤陣列，每個(gè)盤的容量為 50GB:Array 1 用兩個(gè)盤做 RAID Level 1(鏡像 ),Array 2 其它6個(gè)盤做 RAID Level 5 則可用空間為：Array 1 的可用容量為： ( 2 * 50GB ) / 2 = 50GB ; RAID Level 1定律Array 2 的可用容量為： ( ( 6 1 ) * 50GB ) = 250GB ; ( N 1 )RAID 5 定律Total 全部可

9、用容量為： Array 1 + Array 2 = 50 GB + 250 GB = 300 GB分析：原來 8 個(gè) 50GB 硬盤總?cè)萘繛?400 GB, 但是實(shí)際可用容量為 : 300 GB，少了 100GB，也就是少了兩個(gè)硬盤？原因是 Array 1做 RAID Level 1(鏡像)及 Array 2 做 RAID Level 5，Array 1 及 Array 2 各浪費(fèi)一個(gè)硬盤所至。 所以在規(guī)劃磁盤陣列 的容量時(shí)，不但要考慮實(shí)用性以外還要有經(jīng)濟(jì)性等因素。 在這個(gè)例子當(dāng)中， Array 1是多此一舉，因?yàn)榭紤] Array 1做 RAID Level 1(鏡像)是因?yàn)閿?shù)據(jù)要有備份，但 RAID 5 本身就已有容錯(cuò)的功能不需考慮備份，實(shí)用性這一面已不需考慮，只要 考慮經(jīng)濟(jì)性就可以了。所以我們重新規(guī)劃將 Array 1, Array 2 合而為一個(gè) Array 1 即可，則計(jì)算方式可改為 8 個(gè)盤