RAID卡簡介


參考資料:

https://blog.csdn.net/cymm_liu/article/details/8656154?spm=a2c4e.10696291.0.0.406119a4YLoXPK

 

0RAID卡簡介

RAID 卡有自己的CPU、Cache Memory,通過集成或借用主板上的 SCSI 控制器來管理硬盤,可以稱之為一個智能化的設備。

 

RAID 卡的分類:

一般根據集成的 SCSI 控制器來划分。如果沒有集成 SCSI 控制器,而是借用主板上的 SCSI 控制器來管理硬盤,則為零通道 RAID 卡。根據 RAID 卡集成的 SCSI 控制器的通道數量,可以分為單通道、雙通道、三通道 RAID 卡。還可以按照 SCSI 控制器的標准來划分 RAID 卡的種類,如 Ultra Wide 、 Ultra2 Wide 、 Ultra160 Wide 。

RAID 處理器:

是一個PCI從設備,接受並執行來自系統的命令。 同時占用 PCI 中斷,代表 SCSI 磁盤子系統向系統 提出中斷請求,請求占用 PCI 總線,返回對系統命令的響應,如輸送 SCSI 硬盤上的數據。

作為 RAID 卡的 CPU ,通過執行閃存中的 Firmware ,控制 SCSI 控制器、 Cache Memory 以及指示報警電路,來實現 RAID 卡的功能,運作流程如下:

• 初始化 RAID 卡寄存器

• 讀取 NVRAM 的上次 RAID 參數,與硬盤實際信息進行比較,顯示結果

• 發送配置提示、響應 HOST 命令進入配置界面

• 提供配置菜單、將用戶提供的 RAID 卡參數、 RAID 參數存入 NVRAM

• 根據 RAID 參數,通過 SCSI 控制器對硬盤進行初始化寫操作

• 完成配置

• 等待 Host 發出讀寫操作命令

 

RAID 卡提高磁盤讀寫性能的另一手段是:磁盤CACHE。

 

1、RAID卡結構:

 

實現了raid功能的板卡(SCSI卡或者IDE擴展卡)就叫做RAID卡。同樣,在主板南橋芯片(又稱之為輸出/輸入控制器中心(Input/Output Controller Hub,ICH),負責I/O總線之間的通信,如PCI總線、USB、LAN、ATA、SATA、音頻控制器、鍵盤控制器、實時時鍾控制器、高級電源管理等,這些技術相對來說比較穩定,所以不同芯片組中南橋芯片可能是一樣的,不一樣的只是北橋芯片。)上也可實現RAID功能,由於南橋中的芯片不能靠CPU來完成他們的功能,所以這些芯片完全靠電路邏輯來自己運算,盡管速度很快,但是功能相對插卡式的RAID卡要弱。從某些主板的宣傳廣告中就可以看到,所謂板載raid芯片就是指南橋中有實現raid功能的芯片

 

這樣操作系統不需要作任何改動,除了RAID卡驅動程序之外不用安裝任何額外的軟件,就可以直接識別到已經過raid處理而生產的虛擬磁盤。

 

對於硬件的raid卡,操作系統無法感知底層物理磁盤,OS只能通過廠家提供的raid卡的管理軟件來查看卡上所連接的物理磁盤。而且,配置raid卡的時候,也不能在操作系統下完成,而必須進入這個硬件來完成(或者在操作系統下通過raid卡配置工具來設置)。一般的raid卡都是在開機自檢的時候,進入他的ROM配置程序來配置各種RAID功能。

RAID卡的結構圖:

  • SCSI RAID卡上一定要包含SCSI控制器,因為其后端連接的依然是SCSI物理磁盤
  • 其前端連接到主機的PCI總線上,所以一定要有一個PCI總線控制器來維護PCI總線仲裁、數據發送接收等功能
  • 還需要一個ROM,一般都是用flsh芯片作為ROM,其中存放着初始化RAID卡必須的代碼以及實現RAID功能所需的代碼
  • RAM的作用,首先是作為數據緩存OS要寫入硬盤的數據以及OS要讀取的硬盤的數據),提高性能;其次作為RAID卡上的CPU執行RAID運算所需要的內存空間
  • XOR芯片是准們用來做RAID3,5,6,等這類校驗型RAID的校驗數據計算用的。如果讓cpu來做校驗運算,需要執行代碼,將耗費很多周期。而如果直接使用專用的數字電路,一進一出就立即得到結果。所以為了解脫CPU,增加了這塊專門用於XOR運算的電路模塊,大大增加了數據校驗計算的速度。

RAID卡與 SCSI卡SCSI控制器 不是同一個東西SCSI和RAID這兩板卡功能是完全不同的,RAID卡的價格通常會比SCSI卡的價格高許多,原因是它們的用途不一樣,SCSI卡僅用於連接SCSI硬盤或外設,而RAID卡的主要用途是通過相應的RAID技術實現磁盤讀寫性能的提高和數據備份以便當一個磁盤發生故障時,通過RAID技術可以從陣列中其它磁盤中恢復損壞磁盤中的數據,以最大限度地確保企業服務器數據的完整性,減少因單個磁盤損壞而造成的損失。 且RAID卡不僅可支持SCSI接口,還可支持如IDE和SATA這樣常用的磁盤接口,所以不僅RAID卡的作用要遠大於SCSI卡,而且適用范圍也更廣,它們唯一相似的一點就是兩者都可以連接多個硬盤。,RAID卡有raid功能,而SCSI卡上沒有raid功能的,如果RAID卡上有多個SCSI通道,那么就成為多通道RAID卡。目前scsi RAID 卡最高有4通道,其后端可以接入4條SCSI總線,所以最多連接64個SCSI設備。有了RAID卡之后,SCSI控制器(SCSI卡)就了RAID程序代碼的傀儡,raid讓它干啥,他就干啥,SCSI控制器對它下面掌管的磁盤情況完全明了,它和RAID程序代碼之間進行通信。RAID程序代碼知道SCSI控制器SCSI卡)掌管的磁盤情況之后,就按照ROM中所設置的選項,比如RAID類型,條帶大小等,對RAID程序代碼做相應的調整,操控它的傀儡SCSI控制器向主機報告“虛擬”的邏輯盤,而不是物理磁盤了。

RAID卡會向每個磁盤寫入一些RAID信息(這也是做過raid的磁盤與普通磁盤唯一的區別,raid磁盤里不會又條帶化的信息,因為條帶化信息在raid卡內),這樣即使將這些磁盤拿下來,放到同型號的另一塊RAID卡上,也能無誤地認出以前做好的raid信息。

條帶化之后,raid程序代碼就操控SCSI控制器向OS層驅動程序代碼提交一個虛擬化之后的所謂的“虛擬盤”或者稱“邏輯盤” 也有人干脆稱為LUN

RAID卡


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM