數(shù)據(jù)中心服務(wù)器常常被設(shè)置為高可用性服務(wù)器,這意味著數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用程序服務(wù)器以及分布式應(yīng)用程序等等所在的主機(jī)必須在任何時間都能被客戶端訪問。這樣的應(yīng)用程序和服務(wù)器常常被部署在UNIX系統(tǒng)中,因?yàn)樵S多高端unix系統(tǒng)提供硬件切換技術(shù)。
商用系統(tǒng)總是會遇到兩種容量問題。第一個問題是,系統(tǒng)能夠支持的最大文件大小是單個硬盤驅(qū)動器的大小。第二個問題是因和其他物理介質(zhì)在一段時間高負(fù)荷使用的情況下難以避免會發(fā)生故障。即使硬盤的質(zhì)量能夠保證故障平均時間間隔(MTBF)達(dá)到若干年。因此在這種情況下,對硬盤的“熱切換”就是必須的了。不過熱切換的成功與否很大程上取決與RAID的配置情況。
從備份數(shù)據(jù)恢復(fù)磁盤內(nèi)容可能會需要幾個小時,而客戶常常會因?yàn)閹追昼姷耐C(jī)時間而抱怨不已。盡管從備份數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)是遇到災(zāi)難性故障的最好策略,但是不適用于只有一塊硬盤的商用系統(tǒng)。這時真正需要的是一定級別的內(nèi)容冗余,也就是說系統(tǒng)的多塊硬盤中能夠存在多于一份的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的冗余備份。
為了解決容量和冗余的問題。出現(xiàn)了廉價磁盤冗余標(biāo)準(zhǔn),即RAID。定義了許多不同的冗余級別,能夠提供許多類型的條帶化和鏡像的方法。在這里,條帶化是指跨越多塊不同物理磁盤存儲數(shù)據(jù),同時為邏輯卷提供一個邏輯接口的過程。因此條帶化的磁盤組可以包含多個磁盤驅(qū)動器。
鏡像提供了另一種功能,它將邏輯卷的內(nèi)容實(shí)時的復(fù)制到超過一個的物理設(shè)備上,這樣一來,多個磁盤驅(qū)動器可以鏡像為兩個完全冗余特性的邏輯卷。這意味著一個磁盤出現(xiàn)故障,它的鏡像可以自動用于在文件系統(tǒng)上進(jìn)行創(chuàng)建、讀取、更新和刪除的操作,而故障的磁盤可以替換,同樣也不需要重新啟動系統(tǒng)。這種無縫的操作只需很短的停機(jī)時間。
RAID級別0主要是條帶化級別,可以將多個物理磁盤組成一個虛擬的文件系統(tǒng)。這些物理磁盤的容量可以有效的混合組成一個大容量的磁盤。RAID級別1則是主要的鏡像級別,所有寫入的虛擬文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都會實(shí)時的寫入文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同時會實(shí)時復(fù)制到另外一個與原磁盤具有相同容量的的磁盤上,這種級別的寫操作最慢,因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)都需要分別寫到兩塊不同的磁盤上。這種級別消耗的資源也最多,因?yàn)樗凶鳛殓R像的第二個磁盤都無法用于其他用途,不過,使用RAID級別1可以實(shí)現(xiàn)完全冗余,而且它的讀效率是最高的。其他的RAID級別都是這兩種級別組合變化得到。RAID2是二級鏡像級別,它使用Hamming編碼進(jìn)行糾錯。RAID 3和4是二級條帶化級別,它們將奇偶校驗(yàn)信息寫一個磁盤驅(qū)動器,將其他數(shù)據(jù)寫入多個物理磁盤。相對而言,RAID5是條帶化鏡像級別,可以將數(shù)據(jù),包括奇偶校驗(yàn)信息寫入不同的磁盤。RAID5為同時需要鏡像和條帶化的系統(tǒng)提供了最佳解決方案。