软件与硬件RAID的差异分析

各种存储解决方案，无论是NAS还是DAS，其都有一个核心的内容，即RAID(磁盘阵列)。或者说，RAID是一个相对独立的存储解决方案，其与其他的存储方案是相辅相成的。其他的解决方案侧重于一些网络的架构，而RAID则是侧重于服务器内部硬盘的部署。在大部分情况下，合理选择RAID的部署方式，可以从整体上提高存储解决方案的效率以及数据的安全与稳定。
　　从大的方面来说，RAID的实现方式主要有两种，分别为基于硬件的RAID与基于软件的RAID方式。这两种解决方案各有各的优缺点。作为存储解决方案的设计者，必须要了解这两种不同方式的特点，并结合企业的实际情况来选择合适的实现方案。
　　一、硬件的RAID实施方案。
　　基于硬件的RAID实施方案是指从主机之外独立的管理RAID自系统，并且它在主机处把每一组RAID阵列只标示为一个磁盘。简单的说，如果采用硬件RAID实施方案的话，则对于操作系统来说其是透明的。虽然可能采用了多块硬盘组成了一个RAID磁盘阵列，但是对于操作系统来说，其看见的只有一块硬盘。
　　现在市场上的硬件RAID主要有两种，分别为内置的RAID控制器和外置的RAID控制器。内置的RAID控制器通常是以卡件的形式直接插接在服务器主板上的插口中。而有些RAID控制器则是由主板厂商直接把控制芯片集成在主板上。现在一些面向高端的服务器主板基本上都已经集成了这个RAID控制芯片。
　　如果管理员准备采用基于硬件的RAID实施方案的话，主要注意RAID的解决方案的性能主要跟控制器有关，而跟操作系统等相关的软件关系不大。特别是需要注意，硬件RAID跟独立显卡类似，都有自己的缓存。一般来说，缓存越大，其解决方案的性能也就越高。不过其购置的价格也会水涨船高。换句话说，采用硬件RAID实施方案，要提高其性能，通过提高服务器内存等方式效果是不明显的。有时候不等不更换RAID硬件控制器。显然这会增加其方案的成本。这是需要特别注意的。
　　二、基于软件的RAID实施方案。
　　基于软件的RAID实施方案主要是指通过各种操作系统来实现磁盘阵列。此时由于不需要用到昂贵的硬件RAID控制器，虽然其实现方案往往比较廉价。同时因为其应服务器硬件的关系不大，主要靠软件来进行控制，所以进行升级等维护作业时，灵活性相对来说比较高一点。故这种解决方案还是比较受大众欢迎的。
　　从目前的市场情况来看，基于软件的RAID实施方案兼容性还是不错的。如现在主流的一些操作系统，都实现了RAID技术。如微软的操作系统，从比较早的2000开始，到现在最新的2007，都是支持基于软件的RAID解决方案的。而一些开源的操作系统，如Linux、FreeFSB等等操作系统，也可以完成基于软件的RAID磁盘阵列。除了操作系统的兼容性让人刮目相看之外，在硬件上其兼容性也有特殊的地方。现在市场上主要有IDE与SCSI两种磁盘。基于软件的RAID技术都能够支持。
　　当项目管理员决定采用基于软件的RAID解决方案的时候，笔者认为主要需要注意如下几个方面。
　　一是软件RAID方案的性能。虽然从总体上来说，软件RAID磁盘阵列其性能是不能够跟硬件RAID相比的。但是只要服务器的性能比较好，如采用了快速的CPU以及比较大的内存，则软件RAID性能还是比较出色的，有时候甚至可以跟硬件RAID相媲美。而最重要的是，对这些CPU或者内存进行升级，其不仅RAID可以享受好处，而且其他的应用服务也可以共享这些资源。况且其升级的费用比购买硬件RAID可能还要便宜。总之，对于大部分应用来说，软件的RAID解决方案只要对服务器的硬件进行一定程度的升级，其性能还是可以跟的上的。
　　二是基于软件的RAID实施方案，其跟硬件RAID不同，可以实现不同的RAID级别。根据需要实现的RAID 级别不同，其服务器需要的硬盘个数也是不相同的。如实现RAID0的话，最好一块硬盘就可以了。而需要实现RAID1的话，则至少需要两块硬盘或者2N个物理硬盘。RAID3的话需要3块硬盘，RAID10则需要4块硬盘。一般来说，其级别越高，需要的硬盘数量也就越多。不过这里需要注意的是，有不少的级别其对硬盘的数量有一个限制。如RAID10则要求硬盘的数量是4的整数倍。否则的话，对于的硬盘可能发挥不了其应有的作用。那么企业到底该选择什么样的级别呢?根据笔者的意见，管理员在考虑这个因素的时候，主要是从可用性、性能以及成本三个方面去考虑。通常情况下，如果可用性可以忽略的话，那么采用 RAID0的级别性能是最佳的，而且成本也是最低的。相反，如果可用性和性能是解决方案中的关键(这是大部分企业所考虑的内容)，而对于解决方案所需要的成本没有多大的限制，此时笔者建议采用RAID1解决方案。可以选择多块硬盘来提高数据的可用性与解决方案的性能。如果企业的资金比较紧张，同时又非常看重数据的可用性与存储性能的话，那么笔者建议可以采用RAID3或者更高的级别。通常来说，现在大部分文件服务器都比较倾向于采用RAID5级别。因为这个级别在性价比上是最突出的。
　　三是要考虑数据的安全。在基于硬件的RAID解决方案中，不少硬件控制器中都有针对磁盘阵列的安全措施。而在通过软件来实现RAID的情况下，其安全主要是通过操作系统来实现的。也就是说，保护了操作系统的安全，就是保护了RAID方案的安全。当操作系统受到了攻击或者破坏，那么无论使用什么样级别的RAID都将失效，无法起到保护数据存储的作用。也就是说，在基于软件的RAID方案中，对数据的保护只局限于硬盘的损坏。当某块硬盘损坏时，可以对损坏硬盘中的数据进行恢复。但是当操作系统受到攻击时，由此带来的数据损失基于软件的RAID是没有任何保护措施的，而全部要依赖于其所采用的操作系统。故在这种情况下，操作系统的安全就变得

电商人  发表于: 2009-12-14