随着互联网和计算机技术的高速发展，网络用户的数据量急剧上升，虽然硬盘的容量越来越大、存取速度不断加快，但对于某些用户，如电视台的计算机播出系统、证券交易等，传统的直接硬盘存储方式已难以满足它们对海量数据存储的需要，更无法确保数据的一致性、安全性、可靠性以及数据的可管理性。因此，磁盘阵列技术和产品应运而生。
基础知识
磁盘阵列是指将多个类型、容量、接口，甚至品牌一致的专用硬盘或普通硬盘连成一个阵列，实现以某种快速、准确和安全的方式来读写磁盘数据，从而达到提高数据读写速度和安全性的一种手段。
磁盘阵列的最大特点是数据存取速度特别快，其主要功能是可提高网络数据的可用性及存储容量，并将数据有选择性地分布在多个磁盘上，从而提高整个网络系统的数据吞吐量。
磁盘阵列技术介绍
磁盘阵列所利用的技术基础是RAID技术。RAID是Redundant Array of Inexpensive Disk的缩写，意为廉价冗余磁盘阵列。目前对RAID级别的定义可以获得业界广泛认同的有4种，RAID 0、RAID 1、RAID 0+1和RAID 5。
RAID 0具有成本低、读写性能极高、存储空间利用率高等特点。但由于没有数据冗余，其安全性大大降低，阵列中的任何一块硬盘的损坏都将带来灾难性的数据损失。所以，RAID 0中配置的硬盘不宜太多。
RAID 1是两块硬盘数据完全镜像，它具有安全性高、技术简单、管理方便、读写性能良好等特点。但它无法扩展单块硬盘容量，数据空间浪费大。
RAID 0+1综合了RAID 0和RAID 1的特点，独立磁盘配置成RAID 0，两套完整的RAID 0互相镜像。它的读写性能出色、安全性高，但构建此类阵列的成本投入大，数据空间利用率低，不能称之为经济高效的方案。
RAID 5是目前应用最广泛的RAID技术。各块硬盘进行条带化分割，相同的条带区进行奇偶校验，校验数据平均分布在每块硬盘上（图1）。以n块硬盘构建的RAID 5阵列可以有n-1块硬盘的容量，存储空间利用率非常高。任何一块硬盘上的数据丢失，均可以通过校验数据推算出来。RAID 5具有数据安全、读写速度快、空间利用率高等优点，应用非常广泛，但不足之处是如果一块硬盘出现故障以后，整个系统的性能将大大降低。
总而言之，RAID 0及RAID l最适合PC服务器和图形工作站的用户，提供了最佳的性能与最便宜的价格；RAID 5则适用于银行、金融、股市、数据库等大量数据处理中心。
磁盘阵列的分类
1.硬件磁盘阵列与软件磁盘阵列
磁盘阵列从系统结构上来说，可分为硬件磁盘阵列与软件磁盘阵列。软件磁盘阵列的最大优点是便宜。而硬件磁盘阵列能够减轻主机的工作负载，增加系统整体性能。
2.直接附加存储(DAS)和集中式数据存储
磁盘阵列从连接结构上可分为直接附加存储(DAS)和集中式数据存储。其中集中式数据存储解决方案主要有以通用服务器结构为主导的SAN方案和以专用存储服务器为主导的NAS方案。
DAS（Direct Attached Storage，直接附加存储）即存储设备（如磁盘阵列、磁带机）直接与服务器相连，这是以服务器为中心的架构（图2）。这种直接存储方式，对存储数据量不大的用户来说还是不错的选择。
NAS（Network Attached Storage，网络附加存储）即将存储设备通过标准的网络拓扑结构?例如以太网?，连接到一群计算机上（图3）。它的重点在于帮助工作组和部门级机构解决迅速增加存储容量的需求。NAS产品包括存储器件（例如硬盘驱动器阵列、CD或DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质）和集成在一起的简易服务器。
SAN?Storage Area Network，存储局域网?是独立于服务器网络系统之外的几乎拥有无限存储能力的高速存储网络（图4）。它具有共享存储资源、快速备份、数据恢复、可扩展性强等优点。
选购技巧
目前，市场上能买到的磁盘阵列产品很多。那么，作为用户应该如何选择呢?笔者建议大家从以下几个方面进行选择：
1.软件磁盘阵列或硬件磁盘阵列
软件磁盘阵列因为没有其它的硬件控制，所以最大的优势就是便宜，但是由于软件控制程序要在主机上运行，因此增加了主机的负担。
硬件磁盘阵列都内置了CPU，并与主机并行工作，所有的I/O都在磁盘阵列中完成，减轻了主机的工作负载，增加了系统整体性能。同时，它具有优秀的总线主控?Bus Mastering?与DMA能力，以加速数据的存取及传输性能。建议大家采用硬件磁盘阵列。
2.磁盘阵列卡或磁盘阵列柜
硬件磁盘阵列又可分为磁盘阵列卡和磁盘阵列柜两类。由于目前许多中、高端服务器都内置了RAID卡，因此很多用户通过服务器集成的RAID卡来实现RAID功能。一般来说，在处理数据能力方面，RAID卡与阵列柜基本相同，但由于占用了主机的系统资源，导致性能无法充分发挥；同时，因为主机上的硬盘槽位有限，所以致使整体容量受限、扩展性不好、不易管理。
磁盘阵列柜是一种外置设备，它对主机无特殊要求，内部一般都配置双电源，有的阵列柜还装有环境控制器以便对内部的温度、电压进行监测，并可以进行远程报警。阵列柜采用标准化设计，可与各种平台连接，而且不用任何驱动，迁移方便。它还可以支持双机容错，并能同时连接两台主机，提供双机共享。
3.SCSI、IDE或光纤
根据接口的不同，磁盘阵列可分为光纤阵列、SCSI阵列和IDE阵列3种。前两种以其卓越的性能广泛应用于金融、电信等行业。而另外一些对存储设备的性能、安全级别要求相对不高的行业，更倾向于购买IDE阵列。
SCSI阵列是指采用SCSI硬盘，通过SCSI或光纤接口与主机相接的磁盘阵列。一个SCSI总线能接15块SCSI硬盘。大多数的SCSI阵列都支持73GB、36GB和18GB的硬盘（也有部分阵列可以支持180GB的硬盘）以及热插拔，可支持的RAID级别有0、1?0+1?、3和5。此外SCSI阵列还具有CPU使用率低、硬盘故障率低等特点。
随着IDE接口标准的升级，IDE的硬盘传输速度有了很大提高。因此，采用IDE硬盘的RAID产品由于具有明显的价格优势，而逐渐在市场上走俏。IDE阵列采用IDE硬盘，通过160MB/s的Ultra 3 SCSI、80MB/s的Ultra 2 SCSI或FC接口与主机相连，其中前两者为IDE to SCSI阵列，后者为IDE to FC阵列。
光纤阵列是采用光纤硬盘和光纤主机通道的磁盘阵列，它具有性能高、传输距离远、易于扩展等特点。总体来讲，光纤阵列具有SCSI阵列的所有优点，但是由于它价格昂贵，一般都应用于高端市场。如果用户选择光纤阵列，那么以后构建SAN环境时，可以做到平滑过渡。
4.注意事项
当我们决定了采用的阵列种类后，对于具体的磁盘阵列还应该充分考虑它的综合性能。
安全容错是各项指标中的重中之重。因为构建一个磁盘阵列系统，可靠度比速度重要。在这项指标中，我们首先要考虑该产品是否支持多种RAID级别，是否支持硬盘热插拔技术，能否在线扩容，数据能否自动重建。除此之外，还应考虑电源系统是否稳定、容错，冷却系统设计是否合理（比如外壳是否采用高导热系数金属，内部散热系统使用风扇还是抽风机）。另外还要考虑防震系统、环境监控和报警等功能的设计合理性。
第二个需要考核的指标是容量和性能。例如，产品最大可支持多少个硬盘槽位，单块硬盘的最大容量限度是多少，阵列的处理器是32位还是64位，控制器缓存为多大，系统带宽可达多少MB。
最后，我们还应考虑其管理性。例如，是否具有智能化的LCD面板，用来显示主机信道、硬盘、温度、风扇、电源等状态；能否通过操作面板对控制器菜单进行设定和监控，一旦出现异常，系统应该通过各种方式报警并给出故障提示；是否支持基于JAVA技术的Web图形接口或RS-232端口的配置管理。另外还应该考虑系统是否有专门的管理软件用于纪录系统日志和错误信息。(文/电脑报■郝忠华 陈奕辛)
