磁盘阵列的关键技术
磁盘冗余阵列技术介绍
简单介 绍。 关键词 : R I :存储设备 ;安全 性 AD 中图分 类号:T 3 文献标识码 :A 文章编号 :1 7 —7 9 2 1 )0 10 3 0 P 6 1 5 7( 0 0 7 0 4 - 1
1概述
R I 技术 最早 是 由加 州大 学伯 克利 分校 于 1 8 年提 出 的,但 它最 初 的 AD 97
因此 ,R I 一词 最 初 的含 义 为R d n a t A r y o n x e s v i k , AD e u d n r a f I e p n i e D s s
Io / 的精 确状 态 信息 ,因此 , 如果 意外 的IO / 错误 出现 ,同 步镜像 还 能维 护
过慢 速 的 网络 时尤 其如 此 。 最 后是 半 同步镜 像 :半 同步 镜像 表示 了一 种介 于 同步 和异 步镜像 之 间 的镜 像 ,即在 停止 转发 的 io 作 到镜像 中的设 备之 前,可 以转 发一 定量 的 /操 没被 确认 的 I0 / 操作 。 22 磁 盘 镜 像 的错 误 恢 复 。假 如镜 像 IO 求 之 一在 磁 盘设 备 上 失 . /请 败 ,镜像 器有 责任 恢复 和维 护进 行 中的io 作 。在检 测到 错误 以后 ,镜像 /操
增大 容量 ,利用 冗余 信 息位 的 作用 ,它 很好 地 提供 了对 于 数据 的 容错 与数
或分区 能够形成 一个复合 的虚拟 磁盘设 备 。因此 ,在容 量上具有 很大优势 。
一
个R I 系统可 以组合 l个 单 独的 磁盘 驱动 器 ,而在 存储 总线 或 网络 A D 0
据灾 难 的恢 复功 能 ,不会 因 为单 个存 储 设备 的 损坏 而造 成对 数 据 的破 坏 , 有 的级别 的R I 系统 还能 够保 证 在若 干 存储 个体 出现 故 障 时整 个系 统 仍可 AD
磁盘阵列三大关键部件
磁盘阵列三大关键部件【IT168 资讯】磁盘阵列的主要部件包括阵列控制器、磁盘及磁盘扩展柜、电源系统等,图1是一个典型双控制器盘阵结构示意图。
根据不同的市场定位,不同型号的盘阵结构和各项技术指标会有或大或小的区别,如控制器数量、缓存容量、管理终端、接口类型等。
●阵列控制器(或者存储处理器)阵列控制器采用专门处理数据存储和系统管理的单片机、工控机、服务器,前端提供对服务器的连接,后端连接磁盘及磁盘扩展柜,采用优化的通用或专用操作系统,以及独有的控制软件实现数据的存储转发和整个阵列的管理(有些磁盘阵列采用专门的管理终端)。
控制器所带缓存可暂存外部服务器向盘阵读写的数据,或者暂存控制器向后端磁盘读写的数据,能大大提高访问的效率。
盘阵根据控制器数量可分为无控制器、单控制器、双控制器和多控制器几种,它们各自有不同的市场定位。
其中无控制器的盘阵JBOD(Just Bundle of Disk的缩写,意即“只是一串磁盘的组合”),被称为“傻盘阵列”。
JBOD内部既没有控制器,也没有缓存,磁盘之间更没有提高性能和安全性的任何手段。
每个磁盘都独立地接收来自主机的数据访问,主机既要负担磁盘读写等操作,还要进行RAID算法的处理,对主机资源的占用率较大,因此JBOD适用于对性能要求不高的环境。
单控制器阵列能够满足那些对性能有较高要求、又能容忍因控制器故障导致盘阵停机一定时间的需求,在实际应用中,由于采用冗余链路、内部容错等技术,单控制器盘阵能够很好地满足一般的高可靠性要求,因此双控制器盘阵只采购一个控制器的案例也为数不少。
双控制器阵列能够实现控制器级的冗余,进一步提高系统的性能和稳定性、可靠性。
多控制器盘阵采用4个或以上的控制器,采用多级冗余结构,既能使系统的稳定性和可靠性达到更高标准,又能使整体处理能力成倍提高,常用于大型关键业务及数据中心。
控制器的核心是运行其中的一系列软件,如盘阵管理软件、SAN管理软件、快照软件等。
什么是磁盘阵列(RAID)(无盘服务器必须掌握的知识)
磁盘阵列(DiscArray)是由许多台磁盘机或光盘机按一定的规则,如分条(Striping)、分块(Declustering)、交叉存取(Interleaving)等组成一个快速,超大容量的外存储器子系统。
它在阵列控制器的控制和管理下,实现快速,并行或交叉存取,并有较强的容错能力。
从用户观点看,磁盘阵列虽然是由几个、几十个甚至上百个盘组成,但仍可认为是一个单一磁盘,其容量可以高达几百~上千千兆字节,因此这一技术广泛为多媒体系统所欢迎。
盘阵列的全称是:RedundanArrayofInexpensiveDisk,简称RAID技术。
它是1988年由美国加州大学Berkeley 分校的DavidPatterson教授等人提出来的磁盘冗余技术。
从那时起,磁盘阵列技术发展得很快,并逐步走向成熟。
现在已基本得到公认的有下面八种系列。
1.RAID0(0级盘阵列)RAID0又称数据分块,即把数据分布在多个盘上,没有容错措施。
其容量和数据传输率是单机容量的N倍,N为构成盘阵列的磁盘机的总数,I/O传输速率高,但平均无故障时间MTTF(MeanTimeToFailure)只有单台磁盘机的N分之一,因此零级盘阵列的可靠性最差。
2.RAID1(1级盘阵列)RAID1又称镜像(Mirror)盘,采用镜像容错来提高可靠性。
即每一个工作盘都有一个镜像盘,每次写数据时必须同时写入镜像盘,读数据时只从工作盘读出。
一旦工作盘发生故障立即转入镜像盘,从镜像盘中读出数据,然后由系统再恢复工作盘正确数据。
因此这种方式数据可以重构,但工作盘和镜像盘必须保持一一对应关系。
这种盘阵列可靠性很高,但其有效容量减小到总容量一半以下。
因此RAID1常用于对出错率要求极严的应用场合,如财政、金融等领域。
3.RAID2(2级盘阵列)RAID2又称位交叉,它采用汉明码作盘错检验,无需在每个扇区之后进行CRC(CyclicReDundancycheck)检验。
disk
磁盘阵列技术了解磁盘阵列技术磁盘阵列几乎是每个网管员必须掌握的一项技术。
随着现在越来越多的厂商推出了各种磁盘阵列技术,在现在的存储应用中也越来越广泛。
那么磁盘阵列技术对我们的影响有什么呢?在购买和应用时要注意哪些问题呢?TechTarget专家将深入给我们讲解如何选购各种级别的磁盘阵列,以及在应用过程中的遇到的一些问题和解决方法。
如何选购磁盘阵列提及高端磁盘阵列,公司真正关注的是容量和性能——在较长时间内以最高的服务等级存储大量数据。
从磁盘种类和可用容量的角度来讲,高端阵列最少具有500个磁盘、100 TB容量,最多具有2400个磁盘、1000 TB(1PB)容量。
公司的总体存储需求较低,用户较少,因而对容量和性能的要求不是那么苛刻。
而中等规模的存储公司则比较注重价格是否合理、使用是否方便。
中端磁盘阵列的磁盘数量有限,价格比大公司的产品便宜不少……z购买中端阵列的注意事项z购买高端存储阵列的注意事项z选购iSCSI磁盘阵列产品的一点心得磁盘阵列应用技巧无论你能把多大的存储容量压缩到一个阵列,存储空间被占满只是个时间上的问题。
由于日益增多的媒体数据文件,所有用户都在挑战现有存储资源的极限。
即便是把逻辑单元号(LUN)数量最大化也仍然不能满足需要……z如何扩展磁盘阵列z NAS阵列最佳策略:制定预案避免文件管理噩梦z给数据库管理系统找合适的磁盘阵列级磁盘阵列疑难解答在磁盘阵列应用中,我们会遇到很多问题,如IDE磁盘阵列安装与常见故障等问题。
那么面对这些问题该如何解决呢?z磁盘阵列中出现的故障磁盘应该隔多长时间更换一次?z如何计算RAID-5磁盘阵列的剩余空间?。
磁盘阵列中的热备份和热插拔技术
磁盘阵列中的热备份和热插拔技术磁盘阵列是一种高效的数据存储解决方案,通过将多个磁盘组合在一起,提供了更高的性能和容错能力。
在磁盘阵列中,热备份和热插拔技术起到了至关重要的作用。
热备份技术指的是在磁盘阵列发生故障的情况下,可以在不中断系统运行的情况下更换故障磁盘,并自动恢复数据。
这种技术基于RAID(冗余磁盘阵列)技术,即通过将数据分散存储在多个磁盘上,实现数据冗余,提升系统的可用性和可靠性。
热备份技术采用了多种方法来实现数据的恢复。
其中最常见的方法是热交换,也叫热插拔技术。
热插拔技术使得在系统运行的同时,可以随时更改磁盘驱动器,无需关机或者停机,从而保证了系统的连续性和可用性。
热插拔技术的实现有赖于硬件设备和操作系统的支持。
硬件设备方面,磁盘阵列需要具备热插拔功能的硬盘托架,这样才能方便地插入或拔出磁盘驱动器。
而操作系统则需要提供相应的驱动程序和管理工具,以便于检测和管理磁盘驱动器的变动。
磁盘阵列中的热备份和热插拔技术可分为两种模式:主被控模式和主动模式。
在主被控模式中,磁盘阵列中的备份磁盘由控制器主动监视。
当主磁盘发生故障时,控制器会自动切换到备份磁盘并恢复数据。
这种模式下,备份磁盘处于被动状态,只有在主磁盘故障时才会启动。
而在主动模式下,备份磁盘处于主动状态,与主磁盘同步工作。
主磁盘将写入的数据同时写入备份磁盘,以保持数据的一致性。
当主磁盘故障时,备份磁盘会立即接管工作,系统运行不会受到影响。
这种模式下,系统性能可能会受到一定的影响,但可靠性更高。
无论是主被控模式还是主动模式,热备份和热插拔技术都大大提高了磁盘阵列的可靠性和可用性。
它们使得系统能够在磁盘故障时无缝切换到备份磁盘,继续运行而无需中断。
这对于需要持续运行的关键应用程序来说是至关重要的,例如金融交易系统、数据库服务器和在线交易网站等。
同时,热备份和热插拔技术还提供了简化维护和升级的便利性。
当需要更换磁盘或进行系统升级时,只需将工作负载平衡到备份磁盘上,然后更换或升级主磁盘,这样可以在不中断系统运行的情况下完成操作。
raid技术详解
raid技术详解(raid大全)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。
D. A. Patterson 等的论文中定义了 RAID1-RAID5 原始 RAID 等级, 1988 年以来又扩展了 RAID0 和 RAID6 。
近年来,存储厂商不断推出诸如 RAID7 、 RAID10/01 、 RAID50 、 RAID53 、 RAID100 等 RAID 等级,但这些并无统一的标准。
目前业界公认的标准是 RAID0-RAID5 ,除 RAID2外的四个等级被定为工业标准,而在实际应用领域中使用最多的 RAID 等级是RAID0 、 RAID1 、 RAID3 、 RAID5 、 RAID6 和 RAID10。
RAID5_和_RAID10_(性能比较和原理)
RAID5 和RAID10 (性能比较和原理) 原帖出处:it168(/h/2007-06-12/200706121108656.shtml)存储是目前IT产业发展的一大热点,而RAID技术是构造高性能、海量存储的基础技术,也是构建网络存储的基础技术。
专家认为,磁盘阵列的性能优势得益于磁盘运行的并行性,提高设备运行并行度可以提高磁盘的性能和数据安全性。
20年来,RAID 推出了一系列级别,包括RAID 0、RAID 1、RAID 2、RAID 3、RAID4、RAID 5,以及各种组合如RAID 0+1 等。
其中最广泛的包括RAID5与RAID10。
但是一直以来,关于RAID5与RAID10的性能优劣的争端还是非常多的,甚至很多人包括很多公司都那拿出了测试数据。
而这些测试数据复杂难懂相互矛盾,更加让用户感到迷惑,不知道如何选择。
在这里,我将就这两种RAID的内部运行原理来分析一下,看看我们在什么情况下应当适合选哪一种RAID方式。
根据我的经验与分析:象小io的数据库类型操作,如ERP等等应用,建议采用RAID10,而大型文件存储,数据仓库,如医疗PACS系统、视频编辑系统则从空间利用的角度,建议采用RAID5。
下面请看详细的性能对比:本文分为上下两篇,上文侧重分析两种RAID的内部运行原理,下文将根据不同的影响磁盘性能的因素来分析,RAID方案对磁盘系统的影响,参考“RAID5和RAID10,哪种RAID更适合你(下) ”为了方便对比,我这里拿同样多驱动器的磁盘来做对比,RAID5选择3D+1P的RAID方案,RAID10选择2D+2D的Raid方案,分别如图RAID5+RAID10那么,我们分析如下三个过程:读,连续写,随机写,但是,在介绍这三个过程之前,我需要介绍另外一个磁盘阵列中的重要概念:cache.磁盘读写速度的关键之一:Cachecache技术最近几年,在磁盘存储技术上,发展的非常迅速,作为高端存储,cache 已经是整个存储的核心所在,就是中低端存储,也有很大的cache存在,包括最简单的RAID卡,一般都包含有几十,甚至几百兆的RAID cache。
磁盘阵列课件
XX企业
XX 磁盘阵列一般性能简介
支持多种管理方式: • 前置式LCD显示和设置,全方面管理、维护阵列旳配置和监视其工作状态 • 支持RS-232C对阵列特征和配置进行设置和用MODEM 进行远程管理 • 文本型RAID管理器可合用于MS-DOS,Windows95、Windows 98, Windows NT(X86和DEC ALPHA平台)NETWARE,OS/2, SCO OPENSERVER,SCO UNIXWARE,SUN SOLARIS或LINUX • 有功能强大且非常友好旳RAIDWATCH 管理器,合用于各支持JAVA2.0 或更高旳版本旳平台
XX企业
RAID 技术
● 使用RAID技术突破了单盘容量旳限制
XX企业
RAID 技术
● 使用RAID技术突破了单盘读写速度旳限制
XX企业
RAID 技术
● 使用RAID技术实现了数据存储旳安全
XX企业
RAID 技术
●RAID技术处理了什么问题 ● 使用RAID技术处理了单个磁盘容量旳限制 ●使用RAID技术处理了单个磁盘速度旳限制 ●使用RAID技术处理了数据可靠性问题
XX企业ห้องสมุดไป่ตู้
XX 磁盘阵列一般性能简介
高可用:
• 支持多种RAID级:0,1,(0+1),3,5,10,30,50,NRAID或JBOD • 任一款阵列均可配置成单控制器或冗余控制器方式 • 冗余控制器间有专用通道进行CACHE同步和通信 • 冗余控制器可进行在线更换 • 全部故障硬盘均可在线更换 • 全部故障电源均可在线更换 • 故障硬盘数据可自动后台重建(有热备盘) • 故障硬盘更换自动检测并自动后台数据重建 • 双主机通道支持双机群集构造
服务器的RAID冗余磁盘阵列技术
Ds 的缩写 , i k 中文意思是“ 独立冗余磁盘阵列”简单 ,
的说 ,AD是一种把多块独立的硬盘( RI 物理硬盘) 按 适当的 P I AD级别 来自 以满 足用户对 存储 系统可用
性 、 能和容 量 的要 求 。 性
不同的方式组合起来形成一个硬盘组 ( 逻辑硬盘) ,
从而提供 比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备 份技术。虽然 R I AD包含多块硬 盘, 但是在操作 系
5 6
青 海 气 象
20' O7 年第 1 期
3. RAI ) 1 D(
Rm A 0的原理很简单, 就是将 n 个硬盘并联起 来 , 后 把 一 大段 的数 据 分 成 大小 一 定 的带 区 然 (  ̄m )再将每一个带区分成 n份同时写入各个 s p g, u 硬盘。这样一来数据 的读写速度将提高 n , 倍 但是
构, 独立冗余磁盘阵列( AI 技术是所有存储产 品 R J) ) 容错的通用 方法。磁介 质存 储技术 的成 熟 , 得 使
RI AD技术得到非常广泛 的应用 。
2 RI A D技术 介绍 21 R I . A D的含义
口的硬盘也不甘落后 , 相继推出了 A A 6和 A A 0 T6 T 10
显然, 在某一个硬盘 出现故障 的时候系统仍能够正 常工作并可 以恢复, 其磁盘的利用率为( 一1/。 n ) n
34 R .
向阵列中的磁盘写数据 , 奇偶校验数据存放在 阵列中的各个 盘上 , 允许单个磁盘出错 。R I5 AD 也 是 以数据的校验位来保证数据的安全, 但它不是 以 单独硬盘来存放数据 的校验位, 而是将数据段 的校 验位交互存放于各个硬盘上。这样 , 任何一个硬盘 损坏 , 都可以根据其它硬盘上的校验位来重建损坏 的数据。R I5 AD 一样具有容错 能力和较高的磁盘利 用率 , R I5 但 AD 的读写控制 比较复杂 , 所以 R I AD的
RAID5、RAID10 性能比较和实现原理
RAID5 和RAID10 (性能对比和实现原理)存储是目前IT产业发展的一大热点,而RAID技术是构造高性能、海量存储的基础技术,也是构建网络存储的基础技术。
专家认为,磁盘阵列的性能优势得益于磁盘运行的并行性,提高设备运行并行度可以提高磁盘的性能和数据安全性。
20年来,RAID 推出了一系列级别,包括RAID 0、RAID 1、RAID 2、RAID 3、RAID4、RAID 5,以及各种组合如RAID 0+1 等。
其中最广泛的包括RAID5与RAID10。
但是一直以来,关于RAID5与RAID10的性能优劣的争端还是非常多的,甚至很多人包括很多公司都那拿出了测试数据。
而这些测试数据复杂难懂相互矛盾,更加让用户感到迷惑,不知道如何选择。
在这里,我将就这两种RAID的内部运行原理来分析一下,看看我们在什么情况下应当适合选哪一种RAID方式。
根据我的经验与分析:象小io的数据库类型操作,如ERP等等应用,建议采用RAID10,而大型文件存储,数据仓库,如医疗PACS系统、视频编辑系统则从空间利用的角度,建议采用RAID5。
下面请看详细的性能对比:本文分为上下两篇,上文侧重分析两种RAID的内部运行原理,下文将根据不同的影响磁盘性能的因素来分析,RAID方案对磁盘系统的影响,参考“RAID5和RAID10,哪种RAID更适合你(下) ”为了方便对比,我这里拿同样多驱动器的磁盘来做对比,RAID5选择3D+1P的RAID方案,RAID10选择2D+2D的Raid方案,分别如图RAID5+RAID10那么,我们分析如下三个过程:读,连续写,随机写,但是,在介绍这三个过程之前,我需要介绍另外一个磁盘阵列中的重要概念:cache.磁盘读写速度的关键之一:Cachecache技术最近几年,在磁盘存储技术上,发展的非常迅速,作为高端存储,cache已经是整个存储的核心所在,就是中低端存储,也有很大的cache存在,包括最简单的RAID卡,一般都包含有几十,甚至几百兆的RAID cache。
大容量存储方案优化
大容量存储方案优化在现代科技发展的背景下,海量数据的存储需求不断增长。
为了满足这种需求,大容量存储方案变得尤为重要。
本文将介绍几种优化大容量存储方案的方法,以提高存储效率和可靠性。
1. 使用分布式存储系统分布式存储系统是一种将数据分散存储在多个节点上的技术。
它能够实现数据的分布式存储和备份,提高系统的可靠性和容错性。
常见的分布式存储系统包括Hadoop、Ceph、GlusterFS等。
这些系统具有高度可扩展性和容错性,能够应对大规模数据的存储需求。
使用分布式存储系统的关键要素是数据的分片和冗余备份。
数据分片可以将大文件切分为多个小块,并将这些块分布存储在多个节点上,以提高读写效率。
冗余备份则是将数据备份在多个节点上,以实现数据的高可靠性。
这种分布式存储的方式能够提供良好的负载均衡和故障恢复能力。
2. 压缩和去重技术为了减少存储占用和提高存储效率,可以采用压缩和去重技术。
压缩技术可以将数据进行压缩,减少存储空间的占用。
常用的压缩算法有LZ77、LZ78、LZW等。
去重技术则是指对重复的数据进行去重,只保留一份数据。
这些技术可以大大减少存储空间的占用,提高存储效率。
压缩和去重技术可以在存储系统的不同层次进行应用。
在应用层面上,可以通过对数据进行压缩和去重,减少传输和存储的数据量。
在存储层面上,可以将压缩和去重的过程整合到存储系统中,实现对数据的实时压缩和去重。
这些技术可以提高存储系统的性能和效率。
3. 磁盘阵列技术磁盘阵列是一种将多个磁盘组织成一个逻辑上的磁盘组的技术。
它具有高容量、高性能和高可靠性的特点。
常见的磁盘阵列技术包括RD (冗余独立磁盘阵列)和JBOD(仅串联磁盘阵列)等。
RD技术通过将数据进行分片和冗余备份,提高数据的读写性能和可靠性。
JBOD技术则是将多个磁盘串联起来,扩展存储容量。
使用磁盘阵列技术的关键要素是磁盘的选择和组织方式。
磁盘的选择应考虑容量、速度和可靠性等因素。
磁盘的组织方式可以根据读写性能和容灾能力进行选择。
硬盘RADE技术详解
硬盘RAID技术详解一.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1、RAID0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。
(1)、RAID 0最简单方式就是把x块同样的硬盘用硬件的形式通过智能磁盘控制器或用操作系统中的磁盘驱动程序以软件的方式串联在一起,形成一个独立的逻辑驱动器,容量是单独硬盘的x倍,在电脑数据写时被依次写入到各磁盘中,当一块磁盘的空间用尽时,数据就会被自动写入到下一块磁盘中,它的好处是可以增加磁盘的容量。
速度与其中任何一块磁盘的速度相同,如果其中的任何一块磁盘出现故障,整个系统将会受到破坏,可靠性是单独使用一块硬盘的1/n。
(2)、RAID 0的另一方式是用n块硬盘选择合理的带区大小创建带区集,最好是为每一块硬盘都配备一个专门的磁盘控制器,在电脑数据读写时同时向n块磁盘读写数据,速度提升n倍。
提高系统的性能。
2、RAID 1RAID 1称为磁盘镜像:把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上,在不影响性能情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上,具有很高的数据冗余能力,但磁盘利用率为50%,故成本最高,多用在保存关键性的重要数据的场合。
超导磁存储技术磁盘阵列可靠性评估
超导磁存储技术磁盘阵列可靠性评估随着科技的飞速发展,超导磁存储技术作为一种新兴的存储技术,正逐渐受到广泛关注。
作为一种高密度、快速、低能耗的存储方式,超导磁存储技术在许多领域,如数据存储、医疗影像、军事等领域具有广泛的应用前景。
然而,这种技术的可靠性问题一直是其发展的关键。
本文将对超导磁存储技术磁盘阵列的可靠性进行评估,并提出相应的优化策略。
首先,我们需要明确影响超导磁存储技术磁盘阵列可靠性的主要因素。
主要包括:磁介质的老化、磁场干扰、温度变化、电磁辐射等。
这些因素都会影响磁记录的稳定性,从而影响磁盘阵列的可靠性。
因此,我们需要对这些因素进行深入分析,并制定相应的预防和应对措施。
在评估过程中,我们采用了多种方法,包括统计分析、实验测试和仿真模拟等。
我们收集了大量的数据,包括磁盘阵列在不同条件下的读写性能、错误率等,并通过统计分析对这些数据进行了深入挖掘。
我们还利用仿真模拟工具对各种可能的情况进行了模拟,以便更好地了解磁盘阵列在不同条件下的表现。
通过分析,我们发现,磁介质的老化是影响磁盘阵列可靠性的主要因素之一。
随着使用时间的增加,磁介质的性能会逐渐下降,这会导致数据的误写和误读。
因此,我们需要对磁介质进行定期的维护和更换,以确保其性能的稳定。
同时,我们也发现磁场干扰和温度变化对磁盘阵列的可靠性也有一定的影响。
因此,我们需要采取相应的措施来减少这些因素的影响。
针对以上问题,我们提出以下优化策略:一是采用新型的磁介质材料,以提高其稳定性;二是加强磁场干扰的防护措施;三是优化温度控制策略,以减少温度变化对磁盘阵列的影响;四是定期进行磁盘阵列的维护和校准,以确保其性能的稳定。
总之,超导磁存储技术作为一种新兴的存储技术,具有广泛的应用前景。
然而,其可靠性问题一直是其发展的关键。
通过深入分析影响其可靠性的因素,并采取相应的优化策略,我们可以进一步提高其性能,为未来的应用提供更好的支持。
RAID2.0详解
Volume
Storage
LUN
server
client
RAID 2.0+体系结构架构
存储池(SP)
硬盘域(DD) LUN
Grain 卷(Volume)
Extent
Grain Extent
Zone
CKG CK
Zone
CKG CK
LD SSD
LD SAS
Grain
Extent
Zone
CKG CK
LD SATA/NL -SAS
存储层级层级名称磁盘类型性能价格应用tier0高性能层ssd性能和价格较高适合存放访问频率很高的数据tier1性能层sas性能较高价格适中适合存放访问频率中等的数据tier2容量层nlsassata性能较低价格最低且单盘容量大适合存放大容辑对象存储池?存储池
CKG
Ex tent Ex tent Ex tent Ex tent Ex tent
Grain Grain Grain Grain Grain
LUN (Thin)
软件逻辑对象-Extent与Grain的区别
Grain是更细粒度的Extent。以Extent为基本单位构成的LUN称为传统非精简LUN,以Grain为基本单 位构成的LUN称为精简LUN。
THANKS
逻辑块大小是固定为64MB或256MB。
软件逻辑对象-逻辑块组
逻辑块组:Chunk Group,简称CKG,是指在同一个磁盘组内的不同磁盘划分出来的逻辑 块按照RAID算法组成的逻辑存储单元。
逻辑块组可视为以多个CK为成员盘组成的一个RAID组,是存储池从硬盘域上分配资源的 最小单位。
RAID级别 RAID 1 RAID 10 RAID 3 RAID 5 RAID 50 RAID 6
磁盘RAID技术初
Z R O关键技术 I A
2. 1 阵列和RA O控制器 I (1 个驱动器就是多个硬盘驱动器的集合。 ) pensive Disks 的 缩写, 直译为 “ 廉价冗 余磁 盘阵列” 简称为 “ , 磁盘阵列” 。19 8 7 年由 (2 物理驱动器阵列可 ) 以被分开或组合成 美国Berk eley 大学的 Pat terson Gibson 和 1 个或多个逻辑驱动器阵列。 Ka z 提出。 t 将多个较小容量的廉价硬盘合并 (3 逻辑驱动器阵列由可在操作系统中看 ) 成一个大容量的逻辑盘或磁盘阵列, 通过特定 到的逻辑驱动器组成。 的规则把数据块写到磁盘组中的不同磁盘 , 实 (4 逻辑驱动器可以是 1 个硬盘也可是硬 ) 现数据容错, 提高硬盘的容量和数据的存取效 盘中的 1 个分区。 率。任何一块硬盘出现问题的情况下都可以 (5)RAID 控制器是在物理和逻辑阵列中 继续工作, 不会受到损坏硬盘的影响。RAI D 管理数据存取的装置, 系统通过它查看逻辑驱 一般是在SCs 磁盘驱动器上实现, l 因为IDE 动器, 可以由硬件和软件实现。 磁盘驱动器受限于 工 接口, I 适配器保 2. 2 镜像技术 DE SCS 证每个S CS 通道都能单独向主机传送数据。 I 镜像就是在 2 个或多个独立硬盘驱动器 或驱动器阵列上存放数据的多个拷贝。系统 I R 。技 I A 的 术特点 会同时将数据写在作为镜像的两个硬盘上, 即 1. 1 海量数据存储 R AID 技术中的兀余技术, 以防止数据丢失。 当其中的硬盘或 RA D 出现问题, I 系统可 访问 以前主机系统的存储及扩展能力因其物 理空间有限且价格昂贵, 已不适应数据量增长 镜像硬盘或RA D 继续工作, I 使数据修复时间 最短 , 从备份上恢复数据。镜像强调数据安 的要求。磁盘阵列的超大容量和级联的扩展 全, 但需要更大的存储空间。 方式 , 使得存储空间可无限扩容。 1.2 数据访问的高速性 2 .3 奇偶校验技术 硬盘与 CP U 的传输瓶颈造成 CP U 资源 RAID 系统采用奇 偶校验技术, 在磁盘系 浪费。 而磁盘阵列有自己的 CPU 和内存, 并 统中创建校验块, 校验块的每 1位都对其他关 采用条带化并行读写技术使得数据读写速度 连块中的的所有对应位进行校验。R AID 主 远高于主机内部硬盘, 且不需主机 CP U 分时 要借助磁盘控制器的错误报告检测错误位置, 处理 1/ 0 , 提高了主机系统的处理速度, 也使 并进行修复。若磁盘控制器在读取数据时没 外存1/ 0 瓶颈大为改善。 有发出错误信息, 那么系统会认为数据为正确 1. 3 很高的数据安全性和完整性 数据, 继续使用。 磁盘阵列采用r a id o 、r a id l 、r a i d 3 、 2 . 4 延展技术 a 5等r d r 记 a i 级, 对数据存取校验, 一旦有硬盘 延展技术是把数据分布到阵列的所有驱 使传输性能大提高。可以将大文件分 出现故障, 磁盘阵列控制器会采用校验码对数 动器上, 成多个小块分别存储在多个硬盘上, 从多个硬 据进行在线自 动恢复, 从而保证了数据的完整 性和安全性 。 盘同时读出。一定范围内, 硬盘越多, 性能提 1.4 灵活的扩展能力 高越明显。驱动器的数量决定了延展带宽。 磁盘阵列采用级联技术或SAN 存储区域 延展分割技术有字节层延展和块层延展 网技术可以很方便地进行存储扩展。特别是 两种。 采用存储区域网, 磁盘阵列可以随时加人系统 之中, 以适应不断扩大的数据要求。 3 R O工作模式 I A 磁盘阵列及高速光纤通道F br Chan一 3 . I RA !D O i e ne 等存储技术的发展, l 存储区域网( AN)得到 S RAID O 被称作无容错的磁盘阵列, 至少 了广泛应用, 可在千兆位光纤通道上连接数十 由两块磁盘组成, 将数据连续按系统规定的位 个磁盘阵列井实现高速远距离数据共享。 或字节为单位依次写人多个磁盘, 所有读/ 写 1.5 作业的连续性 操作将会并行分担到阵列中的每个磁盘上, 从 需要作业 24 小时不间断运行的行业。若 而大大地提高了读/ 写效率。但RAID o 中 使用硬件全部容错的容错主机 , 价格非常昂 没有冗余的 , 不具有容错性能 , 难以保证
磁盘阵列解决方案
磁盘阵列解决方案
《磁盘阵列解决方案》
磁盘阵列是一种将多个硬盘组合在一起,形成一个大容量、高速度的存储单元的技术。
它通常可以提高数据的读写速度和容错能力,同时也可以增加存储容量。
作为企业级存储解决方案,磁盘阵列在数据中心和服务器环境中得到了广泛的应用。
磁盘阵列解决方案的主要作用是提高存储系统的性能和可靠性。
通过将多个硬盘组合在一起,磁盘阵列可以实现数据的分布存储和并行读写,从而提高了数据的访问速度。
同时,磁盘阵列还可以利用容错技术,如RAID(Redundant Array of Independent Disks),来提高数据的可靠性和安全性。
即使其
中一个硬盘出现故障,系统也可以继续正常运行,并且可以通过替换故障硬盘来恢复数据完整性。
在实际应用中,磁盘阵列可以根据需求选择不同的级别和配置,以满足不同的性能和容量需求。
常见的磁盘阵列级别包括
RAID0、RAID1、RAID5、RAID6等,它们分别具有不同的读写性能、容错能力和成本效益。
此外,还可以通过多个磁盘阵列的组合,实现更高级别的存储解决方案,如RAID10、
RAID50、RAID60等。
总的来说,磁盘阵列解决方案是一种成熟、高效的存储技术,它可以为企业提供安全可靠的数据存储环境,同时也可以满足不同规模和业务需求的性能要求。
在面对大规模数据存储和高
并发数据访问的场景中,磁盘阵列解决方案已经成为不可或缺的关键技术之一。
磁盘阵列备份方案
磁盘阵列备份方案1. 简介磁盘阵列备份方案是一种用于保护数据的策略,通过将多个磁盘组合成一个逻辑卷,并使用备份技术将数据复制到其他磁盘上,以提供数据冗余和可靠性。
这种备份方案通常用于关键业务系统和数据库等对数据可用性要求较高的场景。
2. 磁盘阵列备份方案的原理磁盘阵列备份方案基于RD(冗余磁盘阵列)技术。
RD是一种将多个独立磁盘组合成一个逻辑卷的技术,通过数据分布和冗余机制,提高磁盘I/O性能和数据可靠性。
下面介绍几种常见的磁盘阵列备份方案:2.1 RD 1 (镜像阵列)RD 1是最简单的磁盘阵列备份方案之一。
在RD 1中,两个磁盘被配置成镜像对,写入数据时同时写入两个磁盘,保证数据的完整性和可用性。
如果其中一个磁盘失效,系统可以继续运行,并且可以从另一个磁盘恢复数据。
RD 1适用于对数据可靠性要求较高的场景,但磁盘利用率较低,因为保存了两个磁盘的完全副本。
2.2 RD 5RD 5是一种采用分块方式的磁盘阵列备份方案。
在RD 5中,数据和奇偶校验信息被分布存储在多个磁盘上,通过奇偶校验信息可以恢复任意一个磁盘的数据。
RD 5至少需要三个磁盘,其中一个磁盘用于存储奇偶校验信息。
RD 5在提供数据可靠性的同时,也兼顾了磁盘利用率。
但当一个磁盘故障时,RD 5需要重新计算奇偶校验信息,这会导致磁盘I/O性能的下降。
2.3 RD 10 (RD 1+0)RD 10是将RD 1和RD 0两种方案结合的磁盘阵列备份方案。
在RD 10中,首先将多个磁盘分成两组,每个组采用RD 1的方式进行镜像备份,然后再将两个RD 1组合成RD 0。
RD 10既具有RD 1的数据冗余性,也具有RD 0的高性能。
RD 10适用于对数据可靠性和高性能要求都很高的场景,但需要较多的磁盘数量。
3. 选择适合的磁盘阵列备份方案在选择适合的磁盘阵列备份方案时,需要综合考虑以下因素:1.数据可用性要求:如果对数据可用性要求很高,可以选择RD 1或RD 10方案。
RAID0RAID1详解
RAID 关键技术-数据组织方式(1/2 )
? 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 0
磁盘 1 A2 A4
…
RAID 0 工作原理-数据写入
D5 D4 D3 D2 D1 D0
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 D4 D2
磁盘 1 D5 D3
D0
D1
无数据冗余的条带化阵列
RAID 0 工作原理-数据读取
RAID
外置存储
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Βιβλιοθήκη RAID磁盘组合容量
镜像、奇偶校验
数据安全性
RAID 技术实现方式
? RAID实现方式有两种,即硬件RAID和软件RAID。 硬件RAID ? 优点:不占用主机资源、性能高,且操作系统盘也可以安装在RAID虚拟磁盘之上, 能够进行相应的冗余保护。 ? 缺点:成本高。 软件RAID ? 优点:成本低、配置灵活、管理方便等。 ? 缺点:占用主机CPU资源和内存空间,且需启动操作系统之后才能正常运行。
1. RAID基本概念与实现方式 2. RAID技术及其应用 3. RAID的数据保护及RAID状态 4. RAID和LUN的关系 5. RAID组与逻辑卷的关系
raid重构条件
raid重构条件RAID重构条件RAID(冗余磁盘阵列)是一种用于提高数据存储可靠性和性能的技术。
RAID重构是指在RAID阵列中对磁盘进行更换或修复时,对数据进行重新分布和重建的过程。
RAID重构是一个关键的操作,需要遵循一定的条件和步骤,以确保数据的完整性和可靠性。
一、RAID重构的目的和重要性RAID重构的目的是确保RAID阵列中的数据不会因为磁盘故障而丢失,并通过分布和重建数据来提高性能。
RAID重构是一项必要的操作,它可以在磁盘故障发生后自动恢复数据,并保证系统的正常运行。
重构过程中的条件和步骤是确保RAID阵列持续高效运行的关键。
二、RAID重构的条件1. 磁盘故障检测:RAID系统需要能够及时检测到磁盘故障。
通常,RAID控制器会通过硬件或软件机制监测磁盘状态,一旦发现故障,就会触发重构过程。
2. 冗余磁盘:RAID阵列必须具备冗余磁盘,以便在发生磁盘故障时能够重新分布和恢复数据。
常见的RAID级别包括RAID 1、RAID 5和RAID 6,它们都具备了冗余磁盘的能力。
3. 磁盘容量:在进行RAID重构时,新磁盘的容量必须大于或等于原有磁盘的容量,以确保能够容纳所有的数据。
4. 磁盘一致性:RAID重构过程中,所有磁盘的数据必须保持一致,以避免数据丢失或损坏。
在进行重构前,需要先对所有磁盘进行校验,确保数据的完整性。
5. 磁盘可用性:RAID重构期间,阵列中的其他磁盘必须保持可用状态,以便继续提供服务。
如果其他磁盘也发生故障,可能会导致数据丢失或无法恢复。
6. 数据备份:尽管RAID可以提供冗余磁盘和故障恢复的能力,但仍建议在进行RAID重构前先进行数据备份。
这样,在重构过程中出现意外情况时,可以通过备份数据来恢复系统。
三、RAID重构的步骤1. 检测磁盘故障:RAID控制器会定期或实时检测磁盘状态,一旦发现故障,就会触发重构过程。
2. 替换故障磁盘:当RAID控制器检测到磁盘故障后,需要立即将故障磁盘替换为新的磁盘。
IDE磁盘阵列--存储领域的新宠
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( 输带 宽 、 O响应 时 间 、 A D初 始 化时 间 、 障恢 传 I / R I 故
复 时 间 、 理功 能 等 )磁 盘 阵列 的核心 技术 都集 中于 管 ,
此。 目前 市场 上 的 I E阵列 的控 制器 百分 之 九十 以上 D 都 来 自于 台湾地 区。以 R S P 的不 同分 为两个 流 IC C U
低 , 次 在 资 金投 入 上 又有 很 大 的 限 制 , F 、C I 其 对 C S S
磁盘 阵列 可望 不可 及 。
因此 ,D I E磁 盘 阵列 在 技术 和 价格 两 方 面满 足 了
在技 术方 面 , 近两 年 , E硬 盘 技术 地 不 断 突破 . I D
国内大 多数 中小 用户 的应 用需 求 。
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随着 国家信 息化 建 设 的快 速推 广及 不 断深 入 , 用
户 对数 据量 需求 的增加 , 数据 安 全性 和可 靠 性要 求 对 的提 高 , 大 家都 面 临着 同一 个 问题— —存 储 。可 以 使 看到 , 在经 历 了 以计算 为 中心 的主 频 时代 和 以 网络 为
中心 的互联 时 代之 后 , 以数据 为 中心 的存储 时代 已经
到来 了 。
( ) 持硬 盘热 插拔 ; 2支 ( ) 持 在线 扩容 , 盘热 备援 , 障检测 及 自动 3支 硬 故
重建 ; () 4 容错 电源 ;
() 5 容错 散热 风扇 ; ( ) 主机通 道 , 6双 支持 双机 容错 。
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磁盘阵列的关键技术黄设星存储技术在计算机技术中受到广泛关注,服务器存储技术更是业界关心的热点。
一谈到服务器存储技术,人们几乎立刻与SCSI(Small Computer Systems Interface)技术联系在一起。
尽管廉价的IDE硬盘在性能、容量等关键技术指标上已经大大地提高,可以满足甚至超过原有的服务器存储设备的需求。
但由于Internet的普及与高速发展,网络服务器的规模也变得越来越大。
同时,Internet不仅对网络服务器本身,也对服务器存储技术提出了苛刻要求。
无止境的市场需求促使服务器存储技术飞速发展。
而磁盘阵列是服务器存储技术中比较成熟的一种,也是在市场上比较多见的大容量外设之一。
在高端,传统的存储模式无论在规模上,还是安全上,或是性能上,都无法满足特殊应用日益膨胀的存储需求。
诸如存储局域网(SAN)等新的技术或应用方案不断涌现,新的存储体系结构和解决方案层出不穷,服务器存储技术由直接连接存储(DAS)向存储网络技术(NAS)方面扩展。
在中低端,随着硬件技术的不断发展,在强大市场需求的推动下,本地化的、基于直接连接的磁盘阵列存储技术,在速度、性能、存储能力等方面不断地迈上新台阶。
并且,为了满足用户对存储数据的安全、存取速度和超大的存储容量的需求,磁盘阵列存储技术也从讲求技术创新、重视系统优化,以技术方案为主导的技术推动期逐渐进入了强调工业标准、着眼市场规模,以成熟产品为主导的产品普及期。
磁盘阵列又叫RAID(Redundant Array of Inexpensive Disks——廉价磁盘冗余阵列),是指将多个类型、容量、接口,甚至品牌一致的专用硬磁盘或普通硬磁盘连成一个阵列,使其能以某种快速、准确和安全的方式来读写磁盘数据,从而达到提高数据读取速度和安全性的一种手段。
因此,磁盘阵列读写方式的基本要求是,在尽可能提高磁盘数据读写速度的前提下,必须确保在一张或多张磁盘失效时,阵列能够有效地防止数据丢失。
磁盘阵列的最大特点是数据存取速度特别快,其主要功能是可提高网络数据的可用性及存储容量,并将数据有选择性地分布在多个磁盘上,从而提高系统的数据吞吐率。
另外,磁盘阵列还能够免除单块硬盘故障所带来的灾难后果,通过把多个较小容量的硬盘连在智能控制器上,可增加存储容量。
磁盘阵列是一种高效、快速、易用的网络存储备份设备。
回顾磁盘阵列的发展历程,一直和SCSI技术的发展紧密关联,一些厂商推出的专有技术,如IBM的SSA(Serial Storage Architecture)技术等,由于兼容性和升级能力不尽如人意,在市场上的影响都远不及SCSI技术广泛。
由于SCSI技术兼容性好,市场需求旺盛,使得SCSI技术发展很快。
从最原始5MB/s传输速度的SCSI-1,一直发展到现在LVD接口的160MB/s传输速度的Ultra 160 SCSI,320MB/s传输速度的Ultra 320 SCSI接口也将在2001年出现(见表1)。
从当前市场看,Ultra 3 SCSI技术和RAID(Redundant Array of Inexpensive Disks)技术还应是磁盘阵列存储的主流技术。
1SCSI技术SCSI本身是为小型机(区别于微机而言)定制的存储接口,SCSI协议的Version 1 版本也仅规定了5MB/s传输速度的SCSI-1的总线类型、接口定义、电缆规格等技术标准。
随着技术的发展,SCSI协议的Version 2版本作了较大修订,遵循SCSI-2协议的16位数据带宽,高主频的SCSI存储设备陆续出现并成为市场的主流产品,也使得SCSI技术牢牢地占据了服务器的存储市场。
SCSI-3协议则增加了能满足特殊设备协议所需要的命令集,使得SCSI协议既适应传统的并行传输设备,又能适应最新出现的一些串行设备的通讯需要,如光纤通道协议(FCP)、串行存储协议(SSP)、串行总线协议等。
渐渐地,“小型机”的概念开始弱化,“高性能计算机”和“服务器”的概念在人们的心目中得到强化,SCSI一度成为用户从硬件上来区分“服务器”和PC机的一种标准。
通常情况下,用户对SCSI总线的关心放在硬件上,不同的SCSI的工作模式意味着有不同的最大传输速度。
如40MB/s的Ultra SCSI、160MB/s的Ultra 3 SCSI等等。
但最大传输速度并不代表设备正常工作时所能达到的平均访问速度,也不意味着不同SCSI工作模式之间的访问速度存在着必然的“倍数”关系。
SCSI控制器的实际访问速度与SCSI硬盘型号、技术参数,以及传输电缆长度、抗干扰能力等因素关系密切。
提高SCSI总线效率必须关注SCSI设备端的配置和传输线缆的规范和质量。
图1和图2为分别为比较典型的Ultra Wide SCSI(40MB/s)和Ultra 3 LVD SCSI(160MB/s)的实际访问速度(Winbench 99测试)。
可以看出,Ultra 3模式下获得的实际访问速度还不到Ultra Wide模式下实际访问速度的2倍。
图1 Ultra Wide SCSI 的硬盘访问速度图2 Ultra3 LVD SCSI 的硬盘访问速度一般说来,选用高速的SCSI硬盘、适当增加SCSI通道上连接硬盘数、优化应用对磁盘数据的访问方式等,可以大幅度提高SCSI总线的实际传输速度。
尤其需要说明的是,在同样条件下,不同的磁盘访问方式下获得的SCSI总线实际传输速度可以相差几十倍,对应用的优化是获得高速存储访问时必须关注的重点,而这却常常被一些用户所忽视。
在图3中,按4KB数据块随机访问6块SCSI硬盘时,SCSI总线的实际访问速度为2.74MB/s,SCSI 总线的工作效率仅为总线带宽的1.7%;而图4则在完全不变的条件下,按256KB的数据块对硬盘进行顺序读写,SCSI总线的实际访问速度为141.2MB/s,SCSI总线的工作效率高达总线带宽的88%。
图3 随机访问小文件时SCSI传输速度图4 顺序访问大文件时SCSI的传输速度随着传输速度的提高,信号传输过程中的信号衰减和干扰问题显得越来越突出,终结器在一定程度上可以起到降低信号波反射,改善信号质量的作用。
同时,LVD(Low-V oltage Differential)技术的应用也越来越多。
LVD工作模式是和SE(Single-Ended)模式相对应的,它可以很好地抵抗传输干扰,延长信号的传输距离。
同时,Ultra 2 SCSI和Ultra 3 SCSI模式也通过采用专用的双绞型SCSI电缆来提高信号传输的质量。
LVD工作模式和SE工作模式的对比如图5所示。
图5 SE模式和LVD模式传输影响对比2RAID技术在磁盘阵列的概念中,大容量硬盘并不是指单个硬盘容量大,而是指将单个硬盘通过RAID技术,按RAID 级别组合成更大容量的硬盘。
所以在磁盘阵列技术中,RAID技术是比较关键的,同时,根据所选用的RAID级别的不同,得到的“大硬盘”的功能也有不同。
RAID是一项非常成熟的技术,但由于其价格比较昂贵,配置也不方便,缺少相对专业的技术人员,所以应用还不十分普及。
由于服务器存储需求对数据安全性、扩展性等方面的要求越来越高,RAID市场的开发潜力巨大。
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只有4种,即:RAID 0、RAID 1、RAID 0+1和RAID 5。
2.1RAID0RAID 0是无数据冗余的存储空间条带化,具有低成本、极高读写性能、高存储空间利用率的RAID级别,适用于Video / Audio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。
但由于没有数据冗余,其安全性大大降低,构成阵列的任何一块硬盘损坏都将带来数据灾难性的损失。
所以,在RAID 0中配置4块以上的硬盘,对于一般应用来说是不明智的。
2.2RAID1RAID 1是两块硬盘数据完全镜像,安全性好,技术简单,管理方便,读写性能均好。
但其无法扩展(单块硬盘容量),数据空间浪费大,严格意义上说,不应称之为“阵列”。
2.3RAID0+1RAID 0+1综合了RAID 0和RAID 1的特点,独立磁盘配置成RAID 0,两套完整的RAID 0互相镜像。
它的读写性能出色,安全性高,但构建阵列的成本投入大,数据空间利用率低,不能称之为经济高效的方案。
2.4RAID5RAID 5是目前应用最广泛的RAID技术。
各块独立硬盘进行条带化分割,相同的条带区进行奇偶校验(异或运算),校验数据平均分布在每块硬盘上。
以n块硬盘构建的RAID 5阵列可以有n-1块硬盘的容量,存储空间利用率非常高(见图6)。
任何一块硬盘上数据丢失,均可以通过校验数据推算出来。
它和RAID 3最大的区别在于校验数据是否平均分布到各块硬盘上。
RAID 5具有数据安全、读写速度快,空间利用率高等优点,应用非常广泛,但不足之处是1块硬盘出现故障以后,整个系统的性能大大降低。
图6 RAID 5的校验数据分布情况示意图3磁盘阵列的可靠性和可用性可靠性,指的是硬盘在给定条件下发生故障的概率。
可用性,指的是硬盘在某种用途中可能用的时间。
磁盘阵列可以改善硬盘系统的可靠性。
对于RAID 1、RAID 0+1、RAID 5阵列,配合热插拔(也称热可替换)技术,可以实现数据的在线恢复,即当RAID阵列中的任何一块硬盘损坏时,不需要用户关机或停止应用服务,就可以更换故障硬盘,修复系统,恢复数据,对实现HA(High Availability)系统具有重要意义。
从表2中可以看到RAID硬盘子系统与单个硬盘子系统的可靠性比较。
就系统的可用性来说,单一硬盘系统的可用性比没有数据冗余的磁盘阵列要好,而冗余磁盘阵列的可靠性比单个硬盘要好得多。
这是因为冗余磁盘阵列允许单个硬盘出错,而继续正常工作;一个硬盘故障后的系统恢复时间也大大缩短(与从磁带恢复数据相比);冗余磁盘阵列发生故障时,硬盘上的数据是故障当时的数据,替换后的硬盘也将包含故障时的数据。
但是,要得到完全的容错性能,计算机硬盘子系统的其它部件也必须有冗余。
4前景各厂商还在不断推出各种RAID级别和标准。
例如更高安全性的,从RAID控制器开始镜像的RAID;更快读写速度的,为构成RAID的每块硬盘配置CPU和Cache的RAID等等,但都不普及。
用IDE硬盘构建RAID的技术是新出现的一个技术方向,对市场影响也较大,其突出优点就是构建RAID阵列非常廉价。
目前IDE RAID可以支持RAID 0、RAID 1和RAID 0+1三个级别,最多支持4块IDE硬盘。
由于受IDE设备扩展性的限制,同时,也由于IDE设备也缺乏热可替换的技术支持的原因,IDE RAID的应用还不多。