《磁盘阵列的安全问题分析》.pdf

全国火电 200MW 级机组协作会第 22 届年会 其它 磁盘阵列的安全问题分析 杨 华 （北京京能热电股份有限公司） 摘要：磁盘阵列（Redundant Array of Inexpensive ，简称RAID ）作为数据存储的一种主要方式在许多企业中被 大量采用。磁盘阵列是一种安全可靠的数据存储备份方式，但是磁盘阵列系统本身也存在着安全性的问题，也 需要对其本身进行管理维护。本文通过介绍 RAID 技术基本概念，分析了磁盘阵列崩溃的主要原因、提出了解 决办法以及对磁盘阵列的管理问题等。 关键词：磁盘阵列 数据存储 RAID 1 RAID 有关概念 磁盘系统冗余：冗余磁盘阵列（RAID －Redundant Array of Inexpensive/Independent Disks ）技 术，是通过对多个硬盘进行条带化处理，将有效数据和校验数据均匀分布在多个硬盘中并加入校 验数据，当有硬盘损环时，通过校验数据恢复损环硬盘中的数据。在恢复过程中，不影响系统的 服务。同时，RAID 系统可以充分利用 SCSI 总线的带宽，大幅度提高磁盘数据 I ／O 的性能。通过 配置热插拔硬盘并使用 RAID 系统，可以最大限度地减少由于硬盘损环造成的系统故障和数据丢 失。目前，RAID 是解决数据稳定和传输速度的最好对策。 1.1 RAID 的定义 RAID 是“Redundant Array of Independent Disk” 的缩写，中文意思是独立冗余磁盘阵列。冗余 磁盘阵列技术诞生于 1987 年，由美国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，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，并且能适当 的提升数据传输速度。它是利用重复的磁盘来处理数据，使得数据的稳定性得到提高。 1.2 RAID的级别及其实现原理 RAID 按照实现原理的不同分为不同的级别，不同级别之间的工作模式有一定的区别。RAID 的级别从 RAID 概念的提出到现在，发展了多个级别，有明确标准级别分别是 0、1、2 、3、4 、5 等。最常用的是 0、1、3、5 四个级别，其它还有 6、7、10、30、50 等。RAID 为使用者降低了成 本、增加了执行效率，并提供了系统运行的稳定性。 标准的 RAID 写操作，包括如：RAID4 或 RAID5 中所必需的校验计算，包括以下几个步骤： （1）以校验盘中读取数据 （2 ）以目标数据盘中读取数据 （3 ）以旧校验数据，新数据及已存在数据，生成新的校验数据 （4 ）将新校验数据写入校验盘 （5 ）将新数据写入目标数据盘 当主机将一个待写入阵列 RAID 组中的数据发送到阵列时，阵列控制器将该数据保存在缓存 中并立即报告主机该数据的写入工作已完成。该数据写入到阵列硬盘的工作由阵列控制器完成， 425 全国火电 200MW 级机组协作会第 22 届年会 其它 该数据可继续存放在 Cache 中直到 Cache 满，而且要为新数据腾出空间而必须刷新时或阵列需停 机时，控制器会及时将该数据从 Cache 写入阵列硬盘中。 这种缓存回写技术使得主机不必等待 RAID 校验计算过程的完成，即可处理下一个读写任务， 从而主机的读写效率大为增加。当主机命令将一个数据写入硬盘，则阵列控制器将该数据写入缓 存最上面的位置，只有新数据才会被控制器按 Write-Back Cache 的方式最后写入硬盘。整个 RAID 结构是一些磁盘结构，通过对磁盘进行组合达到提高效率，减少错误的目的。为了便于说明，下 面示意图中的每个方块代表一个磁盘，竖的叫块或磁盘阵列，横称之为带区。 （1）RAID 0 ：无差错控制的带区组 RAID 0 - Disk Strippin