第4讲 存储子系统-RAID (1)

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RAID知识简介(附模拟器)

RAID知识简介(附模拟器)

RAID知识简介RAID功能概述RAID是英文Redundant Array of Inexpensive Disks的缩写,中文简称为廉价磁盘冗余阵列。

RAID就是一种由多块硬盘构成的冗余阵列。

虽然RAID包含多块硬盘,但是在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现。

利用RAID技术于存储系统的好处主要有以下三种:1. 通过把多个磁盘组织在一起作为一个逻辑卷提供磁盘跨越功能2. 通过把数据分成多个数据块(Block)并行写入/读出多个磁盘以提高访问磁盘的速度3. 通过镜像或校验操作提供容错能力最初开发RAID的主要目的是节省成本,当时几块小容量硬盘的价格总和要低于大容量的硬盘。

目前来看RAID在节省成本方面的作用并不明显,但是RAID可以充分发挥出多块硬盘的优势,实现远远超出任何一块单独硬盘的速度和吞吐量。

除了性能上的提高之外,RAID还可以提供良好的容错能力,在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作,不会受到损坏硬盘的影响。

RAID技术分为几种不同的等级,分别可以提供不同的速度,安全性和性价比。

根据实际情况选择适当的RAID级别可以满足用户对存储系统可用性、性能和容量的要求。

常用的RAID级别有以下几种:NRAID,JBOD,RAID0,RAID1,RAID0+1,RAID3,RAID5等。

目前经常使用的是RAID5和RAID(0+1)。

RAID等级概述RAID技术分为几种不同的等级,分别可以提供不同的速度,安全性和性价比。

根据实际情况选择适当的RAID级别可以满足用户对存储系统可用性、性能和容量的要求。

常用的RAID级别有以下几种:NRAID,JBOD,RAID0,RAID1,RAID0+1,RAID3,RAID5等。

目前经常使用的是RAID5和RAID(0+1)。

NRAIDNRAID即Non-RAID,所有磁盘的容量组合成一个逻辑盘,没有数据块分条(no block stripping)。

《存储子系统》课件

《存储子系统》课件

云存储服务
云存储服务是一种基于云计算的存储服务,可以 01 提供灵活、可扩展和高可用的数据存储和管理。
云存储服务通常采用分布式存储架构,将数据分 02 散存储在多个节点上,以提高数据的可靠性和可
用性。
云存储服务还提供了丰富的API和SDK,方便开发 03 人员进行数据存储和管理,同时也提供了完善的
机遇
随着数据安全和隐私保护需求的增长,将促进存储子系统相关技术的创新和发展,为存储 子系统带来更多的发展机遇和市场空间。同时,也将推动相关法规和标准的制定和完善, 为数据安全和隐私保护提供更加有力的法律保障。
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《存储子系统》PPT 课件
目录
• 存储子系统概述 • 存储子系统的构成 • 存储子系统的技术原理 • 存储子系统的应用场景 • 存储子系统的性能评估与优化 • 未来存储子系统的发展趋势
01
存储子系统概述
定义与功能
01
定义
存储子系统是计算机系统中用于存储数据的硬件 和软件的集合。
02
功能
存储子系统负责数据的存储、读取、备份和恢复 ,为计算机系统提供可靠、高效的数据存储支持
负责管理存储空间的分配和卷的创建。
数据迁移软件
用于将数据从旧存储介质迁移到新介质。
存储介质
01 机械硬盘
具有较高的容量和较低的 价格,但性能相对较低。
03 固态硬盘
具有较高的性能和较快的
读写速度,但价格较高。
02 磁带
具有极高的容量和较低的
价格,但访问速度较慢。
04 光盘
适用于长期归档和离线存
储,具有较好的耐久性。
数据备份与恢复原理
1 2
数据备份方式

RAID详解

RAID详解

RAID详解[RAID0/RAID1/RAID10/RAID5]一.RAID定义RAID(Redundant Array of Independent Disk 独立冗余磁盘阵列)技术是加州大学伯克利分校1987年提出,最初是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘,同时希望磁盘失效时不会使对数据的访问受损失而开发出一定水平的数据保护技术。

RAID就是一种由多块廉价磁盘构成的冗余阵列,在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现。

RAID可以充分发挥出多块硬盘的优势,可以提升硬盘速度,增大容量,提供容错功能够确保数据安全性,易于管理的优点,在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作,不会受到损坏硬盘的影响。

二、RAID的几种工作模式(仅讨论RAID0,RAID1,RAID5,RAID10这四种,这四种比较典型)1、RAID0 (又称为Stripe或Striping--分条)即Data Stripping数据分条技术。

RAID 0可以把多块硬盘连成一个容量更大的硬盘群,可以提高磁盘的性能和吞吐量。

RAID 0没有冗余或错误修复能力,成本低,要求至少两个磁盘,一般只是在那些对数据安全性要求不高的情况下才被使用。

特点:RAID 0的工作方式:图1如图1所示:系统向三个磁盘组成的逻辑硬盘(RADI 0 磁盘组)发出的I/O数据请求被转化为3项操作,其中的每一项操作都对应于一块物理硬盘。

我们从图中可以清楚的看到通过建立RAID 0,原先顺序的数据请求被分散到所有的三块硬盘中同时执行。

从理论上讲,三块硬盘的并行操作使同一时间内磁盘读写速度提升了3倍。

但由于总线带宽等多种因素的影响,实际的提升速率肯定会低于理论值,但是,大量数据并行传输与串行传输比较,提速效果显著显然毋庸置疑。

RAID 0的缺点是不提供数据冗余,因此一旦用户数据损坏,损坏的数据将无法得到恢复。

RAID 0具有的特点,使其特别适用于对性能要求较高,而对数据安全不太在乎的领域,如图形工作站等。

RAID0、RAID1详解

RAID0、RAID1详解
逻辑磁盘
写入数据块D2,D3… 写入数据块D1 写入数据块D0
D0,D1,D2,D3,D4,D5
磁盘0
磁盘1
D4
D5
D2
D3
D0
D1
无数据冗余的条带化阵列
精选ppt课件
14
RAID 0工作原理-数据读取
D5 D4 D3 D2 D1 D0
逻辑磁盘
读取数据块D2,D3… 读取数据块D1 读取数据块D0
raid1数据组织方式raid磁盘1磁盘0a1a1a2a2整理pptd2d1d0d2d1d0磁盘1磁盘0镜像冗余阵列raid1工作原理数据写入d0d1d2写入数据块d0d2d1d0d2写入数据块d1d2等效逻辑磁盘整理ppt磁盘1磁盘0d2d1d0d0d1d2镜像冗余阵列raid1工作原理数据读取d0d1d2d2d1d0d2读取数据块d0读取数据块d1d2等效逻辑磁盘整理pptraid1的数据盘与镜像盘具有相同的内容当数据盘出现故障时可以使D
外置存储
4
RAID技术的基本概念
RAID: Redundant Array of Independent Disks ,独立冗余磁盘阵列,也称 磁盘阵列。
条带化
读写性能
RAID
磁盘组合
容量
镜像、奇偶校验
数据安全性
精选ppt课件
5
RAID技术实现方式
RAID实现方式有两种,即硬件RAID和软件RAID。
条带单元(Stripe Unit):指磁盘中单个或者多个连续的扇区的集合,是单块磁盘上进行一次 数据读写的最小单元。
条带(Stripe):是同一磁盘阵列中多个磁盘驱动器上相同“位置”(或者说是相同编号)的 条带单元的集合,条带单元是组成条带的元素。

raid(独立冗余磁盘阵列)基础知识

raid(独立冗余磁盘阵列)基础知识

raid(独立冗余磁盘阵列)基础知识RAID(独立冗余磁盘阵列)基础知识RAID(独立冗余磁盘阵列)是一种通过将多个磁盘驱动器组合在一起来提高数据存储性能和冗余性的技术。

RAID技术通过将数据分散存储在多个磁盘上,实现了数据的并行读写和冗余备份,从而提高了数据的可靠性和性能。

RAID技术的核心思想是将多个磁盘驱动器组合在一起,形成一个逻辑卷(Logical Volume),这个逻辑卷被操作系统看作是一个单独的磁盘。

RAID可以通过不同的方式组织磁盘驱动器,从而实现不同的性能和冗余级别。

常见的RAID级别包括RAID 0、RAID 1、RAID 5和RAID 10。

RAID 0是一种数据分布方式,它将数据均匀地分布在多个磁盘上,从而提高了数据的读写性能。

RAID 0的性能优势主要体现在读取速度方面,因为数据可以同时从多个磁盘上读取。

然而,RAID 0没有冗余备份机制,一旦其中一个磁盘发生故障,所有数据都将丢失。

RAID 1是一种数据冗余方式,它通过将数据在多个磁盘上进行镜像备份来提高数据的可靠性。

RAID 1的优势在于当一个磁盘发生故障时,系统可以从其他磁盘上读取数据,保证数据的完整性。

然而,RAID 1的缺点是存储效率较低,因为每个磁盘都需要存储完整的数据。

RAID 5是一种将数据和校验信息分布在多个磁盘上的方式,通过计算校验信息来实现数据的冗余备份。

RAID 5的优势在于能够提供较高的数据存储效率和较好的读取性能,同时具备一定的容错能力。

当一个磁盘发生故障时,可以通过校验信息恢复数据。

然而,RAID 5的写入性能相对较低。

RAID 10是RAID 1和RAID 0的结合,它将数据分散存储在多个磁盘上,并通过镜像备份提供冗余性。

RAID 10的优势在于能够提供较高的读取和写入性能,同时具备较好的容错能力。

然而,RAID 10的缺点是存储效率较低,因为每个磁盘都需要存储完整的数据。

除了上述常见的RAID级别外,还存在一些其他的RAID级别,如RAID 2、RAID 3、RAID 4和RAID 6等。

储存(磁盘阵列柜)基础知识解读

储存(磁盘阵列柜)基础知识解读
raid3系统在完整的情况下读取时没有任何性能上的影响读性能与raid0一致却提供了数据容错能力但是在写时性能大为下降因为每一次写操作即使是改动某个数据盘上的一个数据块也必须根据所有同一带区的数据来重新计算校验值写入到校验盘中一个写操作包含了写入数据块读取同一带区的数据块计算校验值写入校验值等操作系统开销大为增加
7
DAS:直接附加存储
的DAS(Driect Attached Storage—直接附件存储)是指将存储设备 通过SAS线缆或光纤通道直接连接到服务器上。
8
DAS:直接附加存储
存储直接连接到一台服务器上 • SCSI, SAS, iSCSI, FC • 块级别 I/O 内部磁盘 • 具备/不具备RAID保护 外部磁盘 • 存储系统 • 基于控制器的RAID引擎
Ethernet to Client workstations
存储的参数
主机通道(主机接口): 几个? 什么类型?
SCSI接口、FC接口、iSCSI接口、SAS接口
磁盘通道(磁盘接口):能接多少块硬盘? 什么接口? SATA、SCSI、FC、SAS 存储连接设备:用于服务器与存储直接连接的设备。 SCSI 卡、SAS卡、RAID卡、FC通道卡、 以太网口、FC交换机、以太网交换机
5
磁盘阵列柜的应用
由于磁盘阵列柜具有数据存储速度快、存储容量大等优点,所以磁盘阵列柜通 常比较适合在企业内部的中小型中央集群网存储区域进行海量数据存储。
6
存储网络的架构
企业存储技术发展日新月异,早期大型服务器的DAS 技术( Direct Attached Storage,直接附加存储,又称直连存储),后 来为了提高存储空间的利用及管理安装上的效率,因而有了SAN( Storage Area Network,存储局域网络)技术的诞生,SAN 可 说是DAS 网络化发展趋势下的产物。早先的SAN 采用的是光纤通 道(FC,Fiber Channel)技术,所以在iSCSI出现以前,SAN 多半 单指FC 而言。一直到iSCSI 问世,为了方便区别,业界才分别以 FC-SAN和IP-SAN。 NAS(Network Attached Storage:网络附 属存储)是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数 据中心,以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。

磁盘阵列教程raid教程

磁盘阵列教程raid教程

磁盘阵列教程为了使各位对磁盘阵列有一个较全面的介绍,还是先来简要回顾一下有关磁盘阵列的理论知识,这样可以为实际的配置找到理论依据。

一、磁盘阵列实现方式磁盘阵列有两种方式可以实现,那就是“软件阵列”与“硬件阵列”。

软件阵列是指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘,组成阵列。

如微软的Windows NT/2000 Server/Server 2003和NetVoll的NetWare两种操作系统都可以提供软件阵列功能,其中Windows NT/2000 Server/Server 2003可以提供RAID 0、RAID 1、RAID 5;NetWare操作系统可以实现RAID 1功能。

软件阵列可以提供数据冗余功能,但是磁盘子系统的性能会有所降低,有的降代还比较大,达30%左右。

硬件阵列是使用专门的磁盘阵列卡来实现的,这就是本文要介绍的对象。

现在的非入门级服务器几乎都提供磁盘阵列卡,不管是集成在主板上或非集成的都能轻松实现阵列功能。

硬件阵列能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。

它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。

磁盘阵列卡拥有一个专门的处理器,如Intel的I960芯片,HPT370A/372 、Silicon Image SIL3112A等,还拥有专门的存贮器,用于高速缓冲数据。

这样一来,服务器对磁盘的操作就直接通过磁盘阵列卡来进行处理,因此不需要大量的CPU及系统内存资源,不会降低磁盘子系统的性能。

阵列卡专用的处理单元来进行操作,它的性能要远远高于常规非阵列硬盘,并且更安全更稳定。

二、几种磁盘阵列技术RAID技术是一种工业标准,各厂商对RAID级别的定义也不尽相同。

目前对RAID级别的定义可以获得业界广泛认同的有4种,RAID 0、RAID 1、RAID 0+1和RAID 5。

RAID 0是无数据冗余的存储空间条带化,具有成本低、读写性能极高、存储空间利用率高等特点,适用于音、视频信号存储、临时文件的转储等对速度要求极其严格的特殊应用。

raid 1工作原理

raid 1工作原理

raid 1工作原理RAID 1工作原理在计算机科学领域,RAID(冗余独立磁盘阵列)是一种用于数据存储的技术,旨在提高数据的冗余性和性能。

RAID 1是其中一种常见的RAID级别,它采用了一种镜像技术,通过将数据同时写入两个或多个磁盘驱动器来实现数据的冗余备份。

本文将详细介绍RAID 1的工作原理和优势。

RAID 1的工作原理非常简单明了。

当数据写入时,RAID控制器将数据同时写入两个或多个磁盘驱动器,这些驱动器被称为镜像对。

每个镜像对都包含相同的数据副本,因此即使其中一个驱动器发生故障,数据仍然可以从另一个驱动器进行恢复。

RAID 1的数据读取过程也非常简单。

当数据需要被读取时,RAID 控制器可以从任一驱动器中读取数据。

这种并行读取方式提高了数据读取的性能,因为RAID控制器可以同时从多个驱动器中读取数据块。

RAID 1的工作原理使其具有一些重要的优势。

首先,RAID 1提供了数据的冗余备份。

即使其中一个磁盘驱动器发生故障,数据仍然可以从其他驱动器中恢复,不会丢失任何数据。

这使得RAID 1成为一种可靠的数据存储解决方案,适用于对数据完整性要求非常高的应用场景,如金融机构和数据库服务器。

RAID 1的读取性能较高。

由于数据可以从多个驱动器并行读取,RAID 1可以提供更快的读取速度。

这对于需要频繁读取数据的应用程序非常有利,如在线交易和视频流媒体。

RAID 1还具有较快的数据写入速度。

由于数据同时写入多个磁盘驱动器,RAID 1可以提供更快的写入性能。

这对于需要大量写入数据的应用程序非常有帮助,如视频编辑和数据备份。

然而,RAID 1也存在一些限制。

首先,RAID 1的成本相对较高,因为需要两个或多个磁盘驱动器来存储数据的镜像副本。

此外,RAID 1的可用存储容量也相对较低,因为每个数据块都需要存储在多个驱动器上。

因此,RAID 1通常用于存储较小的数据集,或者在数据完整性至关重要的情况下使用。

RAID1详解

RAID1详解

RAID1详解RAID 1 虽然RAID 0可以提供更多的空间和更好的性能,但是整个系统是⾮常不可靠的,如果出现故障,⽆法进⾏任何补救。

所以,RAID 0⼀般只是在那些对数据安全性要求不⾼的情况下才被⼈们使⽤。

RAID 1和RAID 0截然不同,其技术重点全部放在如何能够在不影响性能的情况下最⼤限度的保证系统的可靠性和可修复性上。

RAID 1是所有RAID等级中实现成本最⾼的⼀种,尽管如此,⼈们还是选择RAID 1来保存那些关键性的重要数据。

RAID 1⼜被称为磁盘镜像,每⼀个磁盘都具有⼀个对应的镜像盘。

对任何⼀个磁盘的数据写⼊都会被复制镜像盘中;系统可以从⼀组镜像盘中的任何⼀个磁盘读取数据。

显然,磁盘镜像肯定会提⾼系统成本。

因为我们所能使⽤的空间只是所有磁盘容量总和的⼀半。

下图显⽰的是由4块硬盘组成的磁盘镜像,其中可以作为存储空间使⽤的仅为两块硬盘(画斜线的为镜像部分)。

RAID 1下,任何⼀块硬盘的故障都不会影响到系统的正常运⾏,⽽且只要能够保证任何⼀对镜像盘中⾄少有⼀块磁盘可以使⽤,RAID 1甚⾄可以在⼀半数量的硬盘出现问题时不间断的⼯作。

当⼀块硬盘失效时,系统会忽略该硬盘,转⽽使⽤剩余的镜像盘读写数据。

通常,我们把出现硬盘故障的RAID系统称为在降级模式下运⾏。

虽然这时保存的数据仍然可以继续使⽤,但是RAID系统将不再可靠。

如果剩余的镜像盘也出现问题,那么整个系统就会崩溃。

因此,我们应当及时的更换损坏的硬盘,避免出现新的问题。

更换新盘之后,原有好盘中的数据必须被复制到新盘中。

这⼀操作被称为同步镜像。

同步镜像⼀般都需要很长时间,尤其是当损害的硬盘的容量很⼤时更是如此。

在同步镜像的进⾏过程中,外界对数据的访问不会受到影响,但是由于复制数据需要占⽤⼀部分的带宽,所以可能会使整个系统的性能有所下降。

因为RAID 1主要是通过⼆次读写实现磁盘镜像,所以磁盘控制器的负载也相当⼤,尤其是在需要频繁写⼊数据的环境中。

Raid教程:全程图解手把手教你做RAID

Raid教程:全程图解手把手教你做RAID

Raid教程:全程图解手把手教你做RAID说到磁盘阵列(RAID,Redundant Array of Independent Disks),现在几乎成了网管员所必须掌握的一门技术之一,特别是中小型企业,因为磁盘阵列应用非常广泛,它是当前数据备份的主要方案之一。

然而,许多网管员只是在各种媒体上看到相关的理论知识介绍,却并没有看到一些实际的磁盘阵列配置方法,所以仍只是一知半解,到自己真正配置时,却无从下手。

本文要以一个具体的磁盘阵列配置方法为例向大家介绍磁盘阵列的一些基本配置方法,给出一些关键界面,使各位对磁盘阵列的配置有一个理性认识。

当然为了使各位对磁盘阵列有一个较全面的介绍,还是先来简要回顾一下有关磁盘阵列的理论知识,这样可以为实际的配置找到理论依据。

一、磁盘阵列实现方式磁盘阵列有两种方式可以实现,那就是“软件阵列”与“硬件阵列”。

软件阵列是指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘,组成阵列。

如微软的Windows NT/2000 Server/Server 2003和NetVoll 的NetWare两种操作系统都可以提供软件阵列功能,其中Windows NT/2000 Server/Server 2003可以提供RAID 0、RAID 1、RAID 5;NetWare操作系统可以实现RAID 1功能。

软件阵列可以提供数据冗余功能,但是磁盘子系统的性能会有所降低,有的降代还比较大,达30%左右。

硬件阵列是使用专门的磁盘阵列卡来实现的,这就是本文要介绍的对象。

现在的非入门级服务器几乎都提供磁盘阵列卡,不管是集成在主板上或非集成的都能轻松实现阵列功能。

硬件阵列能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。

它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。

磁盘阵列卡拥有一个专门的处理器,如Intel的I960芯片,HPT370A/372 、Silicon Image SIL3112A等,还拥有专门的存贮器,用于高速缓冲数据。

RAID 01组建详细教程(图文简单教程)

RAID 01组建详细教程(图文简单教程)

RAID 0/1组建详细教程在了解了RAID的基本知识和一些选购方面的经验后,我们将在本章中详细探讨RAID0和RAID1是如何组建的,以及在安装使用中遇到的一些问题进行分析和探讨。

一、RAID 0的详细安装步骤(RAID 0的存储读写方式有助于提高磁盘读写性能)1.准备工作:在做任何RAID阵列之前,我们最先要备份好硬盘中的数据。

创建RAID对数据而言是一项比较危险的操作,稍不留神就有可能毁掉整块硬盘的数据,尤其是对RAID0这样的模式在内。

一些比较粗心的个人玩家很容易忽视这个步骤,结果会导致硬盘上原先的数据都被擦掉,甚至包括硬盘分区表在内。

因此,有条件的话,我们最好要准备一张带Fdisk与Format 命令的Windows 98启动盘(光盘也可),以备不时之需)。

2.磁盘设置:在组建RAID0之前,需要将两块硬盘的跳线设置为Master(SATA硬盘一般不需要另做设置),随后连接到硬盘上的IDE或者SATA接口上。

如果是通过PCI或者其他扩展槽连接出的磁盘阵列卡,那么硬盘也应当稳固的与之相连。

由于RAID 0会重建两块硬盘的分区表,我们就无需考虑硬盘连接的顺序(这和之后要介绍的RAID1是有很明显差别的)。

3.主板设置:开机,进入BIOS进行设置,打开ATA RAID CONTROLLER。

不同主板对于RAID 的bios 菜单选项都不一样,大家需要细致的找一下。

如果发现设备识别错误,可以再检查下磁盘连接是否正确。

一般情况下,我们以可启动软盘或者光驱作为优先第一启动设备,保存退出。

(开机时可以在post界面看到raid设备的基本信息,以及进入设置菜单的快捷键)4.RAID 0设置:重新开机后,2颗硬盘会在POST界面后被南桥芯片或者板载RAID芯片所识别,这个时候应该快速按下快捷键,不同规格的RAID 卡有其特定的进入命令或方式(如“Ctrl”+“H”或者“Ctrl”+“I”)。

(在设置RAID0后,会有红色警告窗口弹出,提示2个硬盘上的所有数据将被删除)进入RAID BIOS设置界面后第一个要做的工作就是选择“Create RAID”创建RAID阵列。

存储基础知识(RAID及磁盘技术)

存储基础知识(RAID及磁盘技术)

磁盘1 数据1a 数据2d 数据3g
P4 Q5
磁盘2 数据1b 数据2e
P3 Q4 数据5m
磁盘3 数据1c
P2 Q3 数据4j 数据5n
磁盘4 P1 Q2
数据3h 数据4k 数据5o
磁盘5 Q1
数据2f 数据3i 数据4l
P5
RAID 级别比较
项目 RAID0 RAID1
RAID10
RAID5 、RAID3
量就是指包括正反两面在内的单个盘片的总容量
转速:即主轴马达转动速度,单位为RPM(Round Per
Minute),即每分钟盘片转动圈数
缓存:是硬盘控制器上的一块内存芯片,具有极快的存
取速度,它是硬盘内部盘片和外部接口之间的缓冲器
容错性 冗余类型 热备盘选项
没有 没有 没有
有 复制 有
需要的磁盘数
一个或多个
只需2个
有 奇偶位

三个或更多
有 复制 有
有 奇偶位

有 两种奇偶位

只需4个
不小于6的偶数(6,8, 10,12,14,16)(因 为RAID5最少3个,再做
镜像,就是6个)
四个或更多
可用容量
N
N/2
N-1
N/2
N-2
N-2
其中RAID3与RAID5的区别为:RAID3更适合于顺序存取,RAID5更适合 于随机存取。需要根据具体的应用情况决定使用那种RAID级别。
RAID性能比较
RAID级*
RAID-0
RAID-1
RAID-5
RAID-10
RAID-50
RAID-6
别名
条带
镜象
分布奇偶位条带 镜象阵列条带 分布奇偶阵列条带 分布奇偶条带

存储子系统中的存储阵列和存储池

存储子系统中的存储阵列和存储池

存储子系统中的存储阵列和存储池在现代信息技术时代,数据存储和管理对于各种类型的组织和企业来说至关重要。

存储子系统主要负责存储设备和数据管理,其中存储阵列和存储池是两个关键的组成部分。

存储阵列通常指的是一组物理存储设备,如硬盘驱动器或固态硬盘驱动器,通过某种形式的组织和连接实现数据存储和访问。

它们通过使用冗余阵列磁盘阵列(RAID)技术提供更高的数据可靠性和性能。

RAID技术可以将一系列硬盘驱动器组合成一个逻辑单元,通过数据条带化、镜像技术等方式提供数据的备份和恢复能力。

存储阵列的容量可以根据需求进行扩展,同时还可以提供高速读写操作,以满足对大量数据的存储和处理需求。

与存储阵列不同,存储池是逻辑上的概念,它是将多个独立的存储设备组合成一个统一的存储资源池。

存储池通过虚拟化技术,将多个物理存储设备抽象为一个统一的虚拟存储设备,以提供更高的灵活性和可用性。

存储池可以根据需求自动分配和管理存储资源,实现优化的存储效率和资源利用率。

此外,存储池还可以提供数据的快照、克隆和迁移等功能,以便更好地支持数据备份、恢复和容灾等操作。

存储阵列和存储池在存储子系统中起着不同但相辅相成的作用。

存储阵列一般用于物理存储设备的组织和管理,通过RAID技术提供数据的冗余和性能增强。

而存储池则通过虚拟化技术将多个物理存储设备整合为一个虚拟设备,提供统一的存储资源管理和分配。

两者结合使用,可以实现更高的数据可靠性、存储效率和性能。

存储阵列和存储池的应用非常广泛。

在企业级应用中,它们常用于构建大规模的数据中心和云存储系统。

大型企业可以通过使用存储阵列和存储池,实现高性能、高可用性的数据存储和管理。

同时,这些技术还能够提供良好的扩展性和灵活性,以适应不断变化的业务需求。

此外,存储阵列和存储池还被广泛应用于虚拟化技术中。

虚拟化技术将物理存储设备抽象为虚拟设备,可以更好地实现对存储资源的管理和优化。

存储阵列和存储池提供了灵活的存储资源管理功能,使得虚拟机可以方便地分配、使用和释放存储资源,提高了虚拟环境的性能和管理效率。

raid(独立冗余磁盘阵列)基础知识

raid(独立冗余磁盘阵列)基础知识

raid(独立冗余磁盘阵列)基础知识RAID(独立冗余磁盘阵列)基础知识一. 什么是RAID?RAID是独立冗余磁盘阵列(Redundant Array of Independent Disks)的缩写,是一种通过将多个磁盘组合在一起来提供高数据性能和冗余存储的技术。

RAID技术通过将数据分散存储在多个磁盘上,实现数据的冗余备份和提高系统性能。

二. RAID的基本原理RAID通过将数据切分成多个块,并将这些块分别存储在不同的磁盘上,以实现数据的冗余备份和提高读写性能。

常见的RAID级别包括RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6等。

1. RAID 0:条带化(Striping)RAID 0将数据切分成固定大小的块,并将这些块依次存储在多个磁盘上,提高了数据的读写性能。

然而,RAID 0没有冗余备份功能,一旦其中一个磁盘损坏,所有数据都将丢失。

2. RAID 1:镜像化(Mirroring)RAID 1将数据同时写入两个磁盘,实现了数据的冗余备份。

当其中一个磁盘损坏时,另一个磁盘仍然可以正常工作,保证数据的可靠性。

然而,RAID 1并没有提高数据的读写性能。

3. RAID 5:条带化加分布式奇偶校验(Striping with Distributed Parity)RAID 5将数据切分成固定大小的块,并在多个磁盘上存储数据和奇偶校验位。

奇偶校验位用于恢复损坏的数据。

RAID 5的读写性能较高,并且具有冗余备份功能。

然而,当多个磁盘损坏时,数据恢复的时间和复杂度较高。

4. RAID 6:双分布式奇偶校验(Double Distributed Parity)RAID 6是在RAID 5的基础上增加了第二个奇偶校验位,提高了数据的冗余备份能力。

RAID 6可以同时容忍两个磁盘的损坏,提供了更高的数据可靠性。

三. RAID的优缺点RAID技术具有以下优点:1. 提高数据的读写性能:通过条带化技术,数据可以同时从多个磁盘读取或写入,提高了系统的读写性能。

图文并茂RAID技术全解–RAID0、RAID1、RAID5、RAID10

图文并茂RAID技术全解–RAID0、RAID1、RAID5、RAID10

图⽂并茂RAID技术全解–RAID0、RAID1、RAID5、RAID10图⽂并茂 RAID 技术全解 – RAID0、RAID1、RAID5、RAID100…… RAID 技术相信⼤家都有接触过,尤其是服务器运维⼈员,RAID 概念很多,有时候会概念混淆。

这篇⽂章为⽹络转载,写得相当不错,它对 RAID 技术的概念特征、基本原理、关键技术、各种等级和发展现状进⾏了全⾯的阐述,并为⽤户如何进⾏应⽤选择提供了基本原则,对于初学者应该有很⼤的帮助。

⼀、RAID 概述 1988 年美国加州⼤学伯克利分校的 D. A. Patterson 教授等⾸次在论⽂ “A Case of Redundant Array of Inexpensive Disks” 中提出了RAID 概念 [1] ,即廉价冗余磁盘阵列( Redundant Array of Inexpensive Disks )。

由于当时⼤容量磁盘⽐较昂贵, RAID 的基本思想是将多个容量较⼩、相对廉价的磁盘进⾏有机组合,从⽽以较低的成本获得与昂贵⼤容量磁盘相当的容量、性能、可靠性。

随着磁盘成本和价格的不断降低, RAID 可以使⽤⼤部分的磁盘, “廉价” 已经毫⽆意义。

因此, RAID 咨询委员会( RAID Advisory Board, RAB )决定⽤ “ 独⽴ ” 替代 “ 廉价 ” ,于时 RAID 变成了独⽴磁盘冗余阵列( Redundant Array of Independent Disks )。

但这仅仅是名称的变化,实质内容没有改变。

RAID 这种设计思想很快被业界接纳, RAID 技术作为⾼性能、⾼可靠的存储技术,已经得到了⾮常⼴泛的应⽤。

RAID 主要利⽤数据条带、镜像和数据校验技术来获取⾼性能、可靠性、容错能⼒和扩展性,根据运⽤或组合运⽤这三种技术的策略和架构,可以把 RAID 分为不同的等级,以满⾜不同数据应⽤的需求。

raid原理

raid原理

raid原理
RAID(冗余磁盘阵列)是一种使用多个磁盘驱动器组合成一个逻辑单元的技术,旨在提高数据存储的性能和可靠性。

RAID采用不同的技术级别,每个级别有其独特的原理。

下面将简要介绍几种常见的RAID级别的原理:
1. RAID 0:RAID 0采用数据条带化的方式将数据均匀地分布在多个磁盘驱动器上。

数据被分为多个块,并在驱动器之间交替写入。

这种条带化方式提高了数据的读写速度,但没有容错能力,因为当一个驱动器出现问题时,整个数组的数据都会受到影响。

2. RAID 1:RAID 1采用镜像方式存储数据,将相同的数据同时写入到至少两个磁盘驱动器中。

这种方式提供了数据的冗余备份,当一个驱动器发生故障时,系统可以从另一个驱动器中读取数据。

RAID 1的优点是容错能力强,但写入速度相对较慢。

3. RAID 5:RAID 5通过将数据和奇偶校验信息交错地分布在多个磁盘驱动器上,实现数据的冗余和读写性能的提升。

奇偶校验信息用于恢复数据,在某个驱动器发生故障时,系统可以通过奇偶校验信息计算出丢失的数据。

RAID 5至少需要三个驱动器,写入速度相对较慢,但具有较好的性能和容错能力。

4. RAID 10:RAID 10是RAID 0和RAID 1的结合,采用条带化和镜像的方式存储数据。

RAID 10至少需要四个驱动器,通过将数据分为多个块并同时在镜像组中存储,提供了较高的读
写性能和容错能力。

这些是常见的RAID级别,每个级别都具有不同的原理和应用场景。

通过选择适当的RAID级别,可以根据实际需求提高数据存储的性能和可靠性。

raid1工作原理

raid1工作原理

RAID1工作原理介绍RAID(Redundant Array of Independent Disks)是一种数据存储技术,通过将多个磁盘组合在一起,提供数据冗余和容错能力。

RAID1是其中一种最简单的RAID 级别,也称为镜像。

RAID1的定义RAID1利用两个或多个磁盘驱动器以镜像的方式存储相同的数据。

它的工作原理是将写入到一个磁盘的数据同时复制到其他磁盘上,从而实现数据的冗余存储。

RAID1可以提供较高的可靠性和冗余性,因为即使某个磁盘发生故障,系统仍然能够继续正常运行。

RAID1的工作过程下面是RAID1的工作原理及其过程的详细解释:1. 镜像创建RAID1的第一步是创建一个镜像,将两个或多个磁盘驱动器连接在一起。

这些磁盘可以是相同容量的磁盘,也可以是不同容量的磁盘,系统会以最小容量的磁盘为基准,将其他磁盘容量限制在相同的大小。

2. 数据写入当有数据要写入RAID1中的某个磁盘驱动器时,系统会同时将该数据写入所有其他磁盘驱动器。

这样,在任何一个磁盘发生故障时,数据仍然可以通过其他磁盘访问和恢复。

3. 数据读取当需要从RAID1中读取数据时,系统可以从任何一个磁盘读取数据,因为所有的磁盘都存储着相同的数据。

系统可以根据负载均衡算法选择读取数据的磁盘,以提高读取性能。

4. 故障恢复当RAID1中的某个磁盘发生故障时,系统会自动将故障磁盘的数据从其他正常磁盘复制到新的磁盘上,以恢复冗余性。

这个过程称为热备份(Hot Spare)或自动故障恢复(Auto-Rebuild)。

在故障恢复期间,RAID1的可靠性和冗余性不会受到影响。

RAID1的优点和缺点RAID1作为一种简单的数据冗余技术,具有一些优点和缺点:优点•数据冗余:RAID1通过镜像方式存储数据,提供数据的冗余性,即使某个磁盘发生故障,数据仍然可用。

•高可靠性:由于数据被完全复制到多个磁盘上,RAID1具有较高的可靠性,可以防止数据丢失。

RAID0、RAID1详解

RAID0、RAID1详解
在RAID0中,数据被分割成多个块, 每个块存储在独立的物理磁盘上,从 而实现了数据的并行读写。
RAID0工作原理
01
数据被分割成大小相等的块,并按照一定的顺序分配给各个磁 盘。
02
每个磁盘都独立地执行读写操作,不受其他磁盘的影响。
当数据被读取时,系统可以同时从多个磁盘中获取数据块,显
03
著提高了数据传输速度。
2
通过将多个RAID0和RAID1阵列组合在一起,可 以获得更高的I/O性能和数据冗余性,以满足不 同应用的需求。
3
混合RAID技术还可以实现自动数据迁移和分层存 储,以提高存储效率和降低成本。
自动配置与优化
自动配置与优化技术可以自动调整 RAID配置和参数,以实现最佳性能和 可靠性。
通过实时监控存储系统的性能和健康状况, 自动配置与优化技术可以自动调整RAID级 别、条带大小、数据冗余等参数,以实现最 佳的系统性能和可靠性。
适用场景比较
RAID0适用于对性能要求较高,但对 数据安全性要求不高的场景,如Web 服务器、邮件服务器等。
VS
RAID1适用于对数据安全性要求较高, 但对性能要求不高的场景,如数据库 服务器、文件服务器等。
优缺点比较
优点
RAID0提高了读写性能,RAID1保证了数据 的安全性。
缺点
RAID0的数据安全性较低,一旦一个磁盘出 现故障,所有数据都可能丢失。而RAID1的 性能相对较低,因为数据需要同时写入两个 或更多的磁盘。
在云存储环境中,RAID0可以为云 服务提供商提供高带宽和IOPS, 满足大量用户同时访问的需求。
RAID1
对于需要保证数据可靠性的云服 务,如企业级备份、关键任务应 用程序等,RAID1可以提供数据 冗余和错误恢复功能。

raid的基本原理

raid的基本原理

raid的基本原理小伙伴!今天咱们来唠唠RAID这个超酷的东西。

RAID呢,全称是独立磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disks),听着是不是有点高大上?其实呀,它的原理没那么难理解呢。

RAID就像是一群小伙伴一起干活,这些小伙伴就是咱们的磁盘啦。

为啥要让它们一起干活呢?一个磁盘自己工作有时候会有点力不从心,而且还很怕出问题。

比如说,要是这个磁盘突然坏了,那里面的数据可就危险了。

RAID就像是给这些磁盘组建了一个超级团队。

咱先说说RAID 0。

RAID 0就像是一群特别有活力的小伙伴,它们并肩作战,一起存放数据。

怎么个存法呢?就好比你有好多小盒子(磁盘块),数据就被分成好多小块,然后分别放进不同的小盒子里。

这样做的好处是速度超级快。

就像接力赛一样,每个小伙伴(磁盘)都负责一段路程,整体的速度就比一个人跑要快得多。

可是呢,RAID 0也有个小缺点,它没有什么冗余。

啥叫冗余呢?就是备份啦。

如果其中一个小伙伴(磁盘)不小心摔倒了(出故障),那整个比赛(数据)可能就受到影响了,因为没有备份呀。

再看看RAID 1。

RAID 1就像是一对双胞胎,一模一样。

它是把数据完全复制一份,存到另外一个磁盘上。

这就好比你写了一份作业,然后又一模一样地抄了一份。

这样的话,如果一个磁盘坏了,另一个磁盘上还有完整的数据呢。

这就是冗余的力量啦。

不过呢,RAID 1有点浪费空间,因为要存两份一样的数据。

就像你有两个大盒子,装的东西却是一样的,有点奢侈哦。

还有RAID 5呢。

RAID 5就像是一群聪明的小伙伴。

它把数据和校验信息分散存放在不同的磁盘上。

校验信息就像是一个小密码,根据这个小密码就能知道数据有没有出错,还能在某个磁盘出问题的时候把数据恢复出来。

比如说,小伙伴们在玩猜数字的游戏,这个校验信息就是那个能帮助大家验证答案的小提示。

RAID 5既保证了一定的速度,又有冗余功能,而且空间利用率也比RAID 1高。

存储子系统的基本原理和功能解析

存储子系统的基本原理和功能解析

存储子系统的基本原理和功能解析存储子系统是计算机系统中的关键组成部分,负责数据的存储和管理。

它由硬盘、闪存、固态盘等物理设备以及操作系统和文件系统等软件组成。

存储子系统的主要功能是提供可靠、高效、持久的数据存储和访问。

一、存储子系统的基本原理1. 存储介质的选择与存储方式存储介质的选择根据性能和成本进行权衡。

常见的存储介质包括磁盘、固态盘、闪存等。

不同的存储介质有着不同的特点,在读写速度、容量和稳定性等方面存在差异。

存储方式包括顺序访问和随机访问。

顺序访问是按照存储数据的顺序进行访问,适用于大容量数据的读写。

随机访问是通过地址直接进行存取,适用于小容量的数据读写。

2. 存储层次结构存储层次结构是指将存储器按照速度和容量进行不同层次的划分。

常见的存储层次结构包括寄存器、高速缓存、主存储器和辅助存储器。

寄存器是最快速的存储设备,用于存储当前执行的指令和数据。

高速缓存是位于CPU和主存储器之间的一层存储,用于加速CPU和主存之间的数据传输。

主存储器是计算机中存储数据和指令的地方。

辅助存储器用于永久存储大量的数据和程序。

二、存储子系统的功能1. 数据持久性存储子系统的数据持久性是指数据在断电或系统故障后仍能保持存储的能力。

为了实现数据持久性,存储子系统采用各种技术,如数据备份、故障恢复和错误检测与纠正等。

数据备份使得数据能够在主存储器或存储设备发生故障时得以保护,故障恢复和错误检测与纠正技术则可以修复或纠正因硬件故障而引起的错误。

2. 数据安全性存储子系统的数据安全性是指数据在存储和传输过程中的保密性和完整性。

为了保证数据的安全性,存储子系统采用数据加密技术和访问控制机制。

数据加密技术通过对数据进行加密,以防止未经授权的访问和数据篡改。

访问控制机制则用于确定哪些用户或进程有权访问存储设备中的数据。

3. 数据访问与传输速度存储子系统的数据访问与传输速度是指读写数据的效率。

为了提高数据的访问与传输速度,存储子系统采用多种技术,如缓存技术、并行存储技术和数据分布等。

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分区1A 分区1B 分区1C A B C 分区2A
分区3A
分区3B
分区3C 分区4A A B C 分区4B 分区4C 分区4D
分区2B
分区2C 分区2D A B C D
磁盘1
一种组合方式: 1A~4A,1B~4B 分别组合成2个 阵列。
磁盘3
A B C D
磁盘2
分区1C+3C、2C+4C 及2D+4D组合形成镜 像对。
主机I/O控制器
主机 系统
存储总线/网络
RAID控制器
RAID控制器
到设备
缓存内存
到设备
图4-11 从主机I/O到RAID子系统控制器的双路径
热交换和热备用
当系统需要247操作时,冗余本身不能充分地维持高可用 性,需要在没有断电和撤除连接的情况下,使冗余部分立即投 入使用。 1.热备用用于及时的失败切换:当某一部分失败时,用 另一部分立即替代它。优点是不需要花费等待时间,是一 种最快的保护。 2.热交换用于不停机撤除和置换失败部分:无论是否有 热备用,都需要一种方法撤离失败的组件,并用正常的组 件替代它。在这个过程中,假如没有干扰子系统的操作, 则称之为热交换。常见的热交换组件有磁盘驱动器、电源 和风扇。 3.热交换磁盘驱动器
T=4 驱动器4写数据
驱 动器2等就绪 驱动器2缓冲接受 驱动器3缓冲接受 驱动器4缓冲接受 驱动器1缓冲接 受
图4-5 写数据到连锁访问的分条阵列
并行访问阵列的应用
并行访问分块阵列适用于长时间、顺序访问数据,如: • • • • 多媒体:音频、视频数据; 电影、图形、动画; 数据仓库 CAD
评价:在I/O事物处理量很高的环境下,由于阵列每次只处 理单一的I/O操作,因而总的效果不够好。虽然并行访问可 能加快单个事物处理的速度,但操作不能重叠。再由于各 磁盘转动和磁盘臂的延迟,所以并行访问阵列可能比单个 磁盘更慢。

数据磁盘
XOR XOR
失败磁盘

校验磁盘
使用XOR功能在校验 磁盘上建立校验数据
XOR功能使用校验 数据恢复失败磁盘
图4-7 使用XOR功能建立校验数据和恢复丢失的数据
当用新的磁盘代替阵列中的失败磁盘时,校验恢复进程读出 其它所有磁盘上的数据,并用XOR功能在置换后的磁盘上恢 复数据。
使用校验恢复在置 换磁盘上重建数据 ① XOR ② 置换磁盘
主机系统
带有RAID 能力的卷 管理器 主机RAID软件

主机系统
带有RAID能 力的主机I/O 控制器
子系统RAID 控制器
磁盘
磁盘 磁盘 磁盘 磁盘
磁盘
JBOD:每个磁盘由主机 内的RAID单独寻址
RAID子系统: 单 个的虚拟设备
图 4-1 RAID磁盘系统和JBOD磁盘子系统
RAID的优势:
同步成员磁盘驱动器中的转动介质,使得单个的I/O请求在每个成员驱动器上执 行相等、短时的操作。该方式,每个I/O请求都发往多个成员磁盘。它要求阵列 中的驱动器必须精确工作(转动、读写速度等),成本相对昂贵。




T=0 驱动器1缓冲接受
T=1 驱动器1写数据
T=2 驱动器2写数据
T=3 驱动器3写数据
• RAID研究开始于80年代,它是伯克利分校的一个研究 项目。 • 内嵌CPU的磁盘子系统通常称为RAID系统,它具有设 备虚拟化的能力,使许多内部的磁盘驱动器看上去就 像一台更大的虚拟设备。缺乏这种能力的磁盘子系统 称为JBOD。
• RAID子系统应包含微处理器、分离电源、冷却系统、 存储和网络管理、即插即用封装等。
使用分区划分磁盘
RAID咨询委员会(RAB)定义分区概念为:一组地址 连续的成员磁盘存储块,单个磁盘可有一个或多个分区。 一个磁盘上的多个分区可以有不同的大小。多个可能不连 续的分区可以通过虚拟磁盘到成员磁盘的映射,成为同一 虚拟磁盘的一部分。分区也称为逻辑盘,对于操作环境, 它们通常不是直接可见。 分区的组合可以形成RAID子系统的阵列、镜像和虚 拟驱动器。
• 什么是RAID? • RAID如何提高磁盘的访问速度?
• RAID如何提高磁盘的和容错能力?
• RAID的标准是什么? • 如何选择适合的RAID?
• RAID : Redundant Array of Independent Disks • JBOD:Just a Bunch Of Disks
分 分 分 分 块1 块2 块3 块4
分区4
分区 3
分区2 分区1
组合分块成分条
分条是同阵列中的两 个或更多分区上的一 组位置相关的分块, 位置相关意味着每个 分区的第一分块属于 第一分条,第二分块 属于第二分条,以此 类推。
分条2 分条3 分条4
图4-19
分条、分块及分区三者之间的关系
另一种分条的分块组合表示方式
分区1
分区2 分块2 分区3 分块2 分块2 分块2
分块1 分块1 分条1 分块1
分区4
分块1
分条2
图4-20
组合分块形成分条
分区组合:A1+B2,A2+B3,A3+B1,形成 3个阵列。分区中的块是按它们在分区中 的相对位置排列。
分条7
分区A1
分块7
分条3
分块3 分块7 分区B1 分区B2 分区B3 磁盘B
图4-12中的2个热备用磁盘可以代 替3个阵列中的任何失败的磁盘
RAID子系统
磁盘
阵列1
磁盘
磁盘
磁盘
磁盘
磁盘
阵列2
磁盘
磁盘
磁盘
磁盘
热备用 磁盘
阵列3 磁盘 磁盘
磁盘
磁盘
磁盘
图4-12 带有2个热备用磁盘的RAID子系统
RAID子系统中的内部I/O路径
缓存总线 RAID 控制器
内存存储总线/路线 磁盘1
容量和管理上的优势
性能上的优势
可靠性和可用性优势
RAID的容量和可管理性:
设备虚拟化;单一地址管多个设备 由许多磁盘驱动器 组成的RAID子系统
系统
设备
设备驱 动程序
主机I/O 总线
主机I/O 控制器
存储 总线
RAID子系统是 一个由多个更小 设备组成的复合 设备
图4-2 由许多磁盘驱动器构成的RAID子系统
数据磁盘
校验磁盘
图4-8
使用校验恢复在置换磁盘上重建数据
控制器和缓存冗于 有的RAID子系统具 有双内部RAID控制 器和镜像缓存。实现 方式有两种:其一, 作为备用;其二,两 个控制器实现负载平 衡与负载共享。 •负载共享:当主 路径失败时,系 统可以使用另一 条路径。 •负载平衡:每个 主机I/O控制器能 将I/O操作分散到 阵列内的任何一 个成员磁盘。
磁盘4
图4-17 在一个4个磁盘的阵列的成员磁盘上定义的分区
使用虚拟驱动器统一地址
阵列管理软件将分区组合成阵列, 并提供给主机,实现统一管理的映 像。资源的统一表示也可称为虚拟 设备。 虚拟驱动器地址 从虚拟驱动器到成员驱动器I/O操作传送
成员磁盘地址
组合在阵列 中的成员磁 盘分区 成员磁盘地址 虚拟驱动器中的成 员磁盘分区的统一
图4-4
虚拟方法和手工方法的比较
RAID的性能
RAID除了提供数据的高可靠性之外,一般还具有超过单个 磁盘 和镜像磁盘的性能
磁盘分条:通过将操作分散到各个不同的磁盘驱动器,使主机I/O
控制器能够处理更多的操作。
RAID中所使用的两种基本分条方法: 并行访问阵列 独立访问阵列
1.连锁(并行)访问阵列(通过分条提高性能)
上一讲要点
• 数据存储要解决的两类基本问题:物理错误,逻辑错误 • 两种解决方法: 镜像:它不仅提供了冗余,也提供了性能的改善 快照:使近几年发展较快的技术,适合恢复逻辑错误 • 高速缓存技术
缓存读算法(LRU算法, 预先读算法)
缓存写算法(透写算法, 回写算法) 多级缓存算法的复合应用
第四讲 存储子系统-器
磁盘缓 存内存
内部存储总线 / 路径1
磁盘1
磁盘4 磁盘3
磁盘2 磁盘5
阵列中的 双端口磁 盘驱动器
内部存储总线 / 路径2
图 4-15 带有双端口磁盘驱动器和双路径RAID控制器的RAID子系统
I/O路径A1
阵列1
双路径 RAID控 制器A
磁盘4
磁盘2 磁盘3 磁盘5
图4-18
成员磁盘地址到虚拟驱动器地址的统一
从分区到分块分条 (strip)
磁盘分区可以进一步细分 成更小的段作为单个I/O操 作对象,并称之为块(大 小相等,地址相邻)。若 分区又属于一个阵列,分 块的长度(不同分区相应 块的组合数)成为分条的 深度。在某些环境下,分 块被称为分条的元素。 分条1
磁盘1
磁盘缓 存内存
I/O路径B2 I/O路径A2
磁盘缓 存内存 双路径 RAID控 制器B 磁盘1
磁盘4
磁盘3
磁盘2
磁盘5
I/O路径B1
阵列2
图 4-16
RAID子系统中的冗余内部路径
组织RAID阵列中的数据:分区、分块和分条
阵列管理软件(磁盘本身不成阵列,而是对它们进一步划分 后组成逻辑上的阵列) 1.作用(三种功能) · 管理和控制磁盘阵列集合; · 传送I/O操作进/出被划分的磁盘; · 为了数据冗于计算校验值,使用校验值恢复校验数据。 2.使用分区划分磁盘 3.使用虚拟驱动器统一地址 4.从虚拟驱动器到成员驱动器I/O操作传送 5.划分分区:从分区到分块 6.组合分块成分条 7.分块和分条的数据写入顺序
2.校验恢复(重建) :当RAID阵列中的一个成员磁盘 失败时,对剩余磁盘上的数据进行校验操作的逆操作 (XOR),恢复失败磁盘上的数据。 当一个成员磁盘失败时,主机发出数据请求,阵列控 制器将其余成员磁盘的数据与校验数据读出,用XOR操 作计算出丢失的数据。然后将恢复的数据发送到主机,完 成I/O请求。
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