1.1.4 磁盘阵列
无论是DAS还是SAN都必须使用磁盘阵列作为附加存储系统。磁盘阵列是一种把若干硬磁盘驱动器按照一定要求组成一个整体，整个磁盘阵列由阵列控制器管理的系统。冗余磁盘阵列（Redundant Array of Independent Disks，RAID）技术于1987年由加州大学伯克利分校提出，最初的研制目的是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘，以降低大批量数据存储的费用（Redundant Array of Inexpensive Disks，廉价的磁盘阵列），同时也希望采用冗余信息的方式，使得磁盘失效时不会使对数据的访问受损失，从而开发出一定水平的数据保护技术。
1. 磁盘阵列简介
磁盘阵列不是独立的系统，只是单纯地由若干硬盘组建的、外置的存储系统（一般为磁盘阵列柜），必须借助SCSI或SATA/SAS线缆，甚至光纤连接到服务器。随着虚拟磁盘阵列的诞生，可以将磁盘阵列划分为若干虚拟磁盘，分别为不同的服务器提供数据存储服务，从而提高磁盘阵列的使用效益。图1-9所示为适用于SAS/SATA II硬盘接口的HP StorageWorks模块化智能磁盘阵列。
图1-9 智能磁盘阵列
图1-10所示为安装于服务器中的用于连接外置磁盘阵列的SAS适配器。
图1-10 SAS适配器
图1-11所示为磁盘阵列上用于连接服务器HBA卡的SAS接口。
图1-11 SAS接口
图1-12所示为磁盘阵列上用于连接光纤交换机的光纤FC接口。
图1-12 FC接口
磁盘阵列柜有以下优点：
● 存储容量大。每个磁盘阵列可以容纳十几、几十甚至上百个硬盘，从而提供高达数T至数十TB的存储容量。
● 数据读取速率高。由于是几十个高速硬盘同时读取，因此，数据读取速率往往高达上万MBbit/s，可以适应各种网络服务的需要。同时，磁盘阵列与服务器之间往往采用光纤通道，因此，可以提供高达数GBbit/s的连接带宽，避免可能的瓶颈限制。
● 扩展容易。拥有很高的可扩展性，并支持热插拔。
2. 磁盘阵列的选购
随着网络存储需求的不断增长，选择磁盘阵列是必然的趋势。磁盘阵列选购时应该注意以下几点：
● RISC CPU。SCSI Ultra 160和Ultra320的传输速率分别为160MB/s和320MB/s；SATA和SATA II的传输速率分别为1.5 GB/s和3.0 GB/s；SAS和SAS 2.0的传输速率则高达3.0 GB/s和6.0 GB/s。服务器的结构已由传统的I/O改为I2O，其目的就是为了减少服务器中CPU的负担，将系统的I/O与服务器CPU负载分开。I2O是由一颗RISC CPU来负责I/O的工作。磁盘阵列必须用RISC CPU才不会形成瓶颈。
● 硬盘支持乱序。磁盘阵列内的硬盘是否可以不按原先的次序插回阵列中（即乱序），而数据仍能正常存取。如果磁盘阵列不支持乱序，那么，只有按照原来的顺序插入阵列，才能正常存取数据。
● 硬件磁盘阵列。软件磁盘阵列是指用一块SCSI卡与磁盘连接；硬件磁盘阵列是指阵列柜中具有背板的阵列，它与软件磁盘阵列的区别很大。硬件磁盘阵列是一个完整的磁盘阵列系统与系统相接，内置CPU，与主机并行动作，所有的I/O都在磁盘阵列中完成，从而减轻主机的负担，增加系统整体性能，有SCSI总线主控与DMA通道，以加速数据的存取与传输。而软件磁盘阵列是一个程序，在主机上执行，通过一块SCSI卡与磁盘相接形成阵列，其最大的缺点是大大增加了主机的负担，对于大量输入输出的系统，很容易使系统瘫痪。显然，应尽量选择硬件磁盘阵列。
● SCSI/SAS/SATA磁盘。从传输速率来看，SAS和SATA接口的硬盘显然占有优势，几乎是SCSI接口的3倍。在资金允许的情况下，应当优选SAS接口。SATA接口尽管也可以提供很高的传输速率，但是，在支持并发访问方面，比SAS稍逊一筹。对于访问量较大的文件服务器、视频点播服务器等网络服务应用，显然，SAS更具优势。如果仅仅是用于数据存储或备份，那么，SATA硬盘的价格和容量优势又将凸现，具有更高的性价比。因此，应当根据具体的应用环境决定选择何种类型的磁盘。
● 冗余控制器。磁盘阵列一般都是以一个控制器连接主机及磁盘，在磁盘阵列的容错功能下达到数据的完整性。但磁盘阵列控制器同样会发生故障，在此情况之下，数据就有可能丢失。为了解决此问题，可以把两个控制器用缆线连接起来，相互备份。但两个独立控制器在机箱内的连接意味着一旦出现故障必须打开机箱换控制器，即必须停机。所以，在对业务连续性有着较高要求的应用场合，应该选择热插拔双控制冗余的架构。
提示
有些磁盘阵列利用快取内存和内存镜像的方式，以保证在出现故障时不丢失数据，且在控制器更换后，自动恢复故障前的工作设置，把工作负荷分散给相互备份的控制器，以达到负载均衡，这种架构能提供单控制器所达不到的高性能及高安全性。
● 光纤通道接口。SCSI的完善规格、成熟技术及高性能一直吸引着小型系统，但从目前的情况来看，光纤通道已形成市场，双环可达200MB/s，且传输距离达10 km，可接126 个设备。光纤通道把总线与网络合而为一，取代SCSI已是大势所趋。因此，为了保证系统的生命力，应该选择光纤通道接口。但光纤通道网络造价较高，大约是SCSI接口网络的4～5倍，所以，应根据实际情况来选择。