操作系統(tǒng)原理與實(shí)踐及設(shè)備管理-資料下載頁
2025-01-21 06:34本頁面
【正文】 形成的隊(duì)列，由磁盤調(diào)度按 SCAN算法進(jìn)行處理。另一個(gè)則是在掃描期間新出現(xiàn)的所有請(qǐng)求磁盤 I/O進(jìn)程的隊(duì)列，它們將插入另一個(gè)等待處理的請(qǐng)求隊(duì)列中。這樣，所有的新請(qǐng)求都將被推遲到下一次掃描時(shí)處理。 存儲(chǔ)出錯(cuò)處理l 從磁盤驅(qū)動(dòng)程序的角度來講，需要關(guān)注和進(jìn)行以下錯(cuò)誤處理：216。 程序性錯(cuò)誤（例如，申請(qǐng)不存在的磁道）；216。 瞬時(shí)校驗(yàn)錯(cuò)誤（例如，磁頭上有灰塵引起的讀寫錯(cuò)誤）；216。 永久性校驗(yàn)錯(cuò)誤（例如，磁盤塊物理介質(zhì)損壞）；216。 尋道錯(cuò)誤（例如，尋找柱面 2，磁臂卻定位到柱面 4）；216。 控制器錯(cuò)誤（例如，控制器拒絕執(zhí)行命令）。 RAM盤l 當(dāng)物理內(nèi)存較小時(shí)，我們可以將一部分磁盤空間虛擬成物理內(nèi)存，使得內(nèi)存看起來變得更大，方便程序地址空間管理、大程序的編寫和多道程序的執(zhí)行。隨著內(nèi)存容量的增加，能不能反過來，將一部分內(nèi)存空間當(dāng)作磁盤來使用呢？這就是 RAM盤概念的由來。l RAM盤的思想是就是將一塊內(nèi)存區(qū)域虛擬成磁盤塊設(shè)備，同樣支持寫數(shù)據(jù)塊和讀數(shù)據(jù)塊操作。 磁盤陣列l(wèi) 作用：216。 通過冗余提高可靠性 ：如建立鏡像盤。216。 通過并行性提高性能 ：如將原來在一個(gè)物理盤連續(xù)的數(shù)據(jù)分條分布到多盤。 1987年， Patterson、 Gibson和 Katz這三位工程師在加州大學(xué)伯克利分校發(fā)表了題為 《 A Case of Redundant Array of Inexpensive Disks（廉價(jià)磁盤冗余陣列方案） 》 的論文，其基本思想就是將多個(gè)容量較小、相對(duì)廉價(jià)的硬盤驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行有機(jī)組合，使其性能超過一個(gè)昂貴的大硬盤。這一設(shè)計(jì)思想很快被接受，從此 RAID技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)入了更快速、更安全、更廉價(jià)的新時(shí)代。 磁盤陣列l(wèi) RAID 0216。 用塊級(jí)條帶化分割數(shù)據(jù)，并行地讀 /寫于多個(gè)磁盤， 因此具有較高的數(shù)據(jù)傳輸率。216。 沒有任何的冗余，沒有數(shù)據(jù)可靠性保障。因此RAID 0也稱為無容錯(cuò)功能的條帶磁盤陣列（Striped Disk Array without Fault Tolerance）。 磁盤陣列磁盤陣列控制器服務(wù)器 1 服務(wù)器 2AEIMBFJNCGKODHL磁盤 RAID 0 結(jié)構(gòu) 磁盤陣列l(wèi) RAID 1216。 采用磁盤鏡像技術(shù)，陣列中的單元為一對(duì)互為備份的磁盤。216。 進(jìn)行數(shù)據(jù)讀操作時(shí)，可從鏡像盤中的任一盤中進(jìn)行讀取，提高了讀操作的性能。216。 一半的磁盤用于備份，其成本較高。216。 當(dāng)一個(gè)磁盤失效，系統(tǒng)可以自動(dòng)地交換到鏡像磁盤上，而不需要重組失效的數(shù)據(jù)，可靠性好。 磁盤陣列磁盤陣列控制器服務(wù)器 1 服務(wù)器 2ABCABCEFEFIJKIJKMNMND DGHGH L LO OP PRAID 1 結(jié)構(gòu) 磁盤陣列l(wèi) RAID 0+1: 216。 是將 RAID 0和 RAID 1進(jìn)行結(jié)合的產(chǎn)物，一組磁盤被條帶化，然后條帶被鏡像到另一個(gè)相等的條帶。216。 同時(shí)擁有 RAID 0的超凡速度和 RAID 1的數(shù)據(jù)高可靠性。216。 磁盤利用率較低 磁盤陣列磁盤陣列控制器服務(wù)器 1 服務(wù)器 2ACEGIACEGIBDFHJBDFHJRAID 1 RAID 1RAID 0磁盤l RAID 1+0：216。 是將 RAID 1和 RAID 0進(jìn)行結(jié)合的產(chǎn)物，其中磁盤被鏡像成對(duì)，最后所得到的鏡像對(duì)被條帶化。 RAID 1+0 結(jié)構(gòu) 磁盤陣列l(wèi) RAID 2216。 使用位條帶化。對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)磁盤中的相應(yīng)位都計(jì)算一個(gè)海明錯(cuò)誤校正碼，并且這個(gè)碼位保存在多個(gè)奇偶校驗(yàn)磁盤中相應(yīng)的位中，因此，RAID級(jí)別 2也稱為海明碼錯(cuò)誤檢測(cè)與修正方法 （Hamming Code ECC， ECC（ Error Correcting Code））。 磁盤陣列磁盤陣列控制器服務(wù)器 1 服務(wù)器 2PECC/Ax ECC/Ay ECC/AzECC/BxECC/CxECC/DxECC/ByECC/CyECC/DyECC/BzECC/CzECC/DzA0 A1 A2 A3B0C0D0B1C1D1B2 B3C2 C3D2 D3l 4位數(shù)據(jù)寬度， 3個(gè)糾錯(cuò)盤時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)示例 。RAID 2 結(jié)構(gòu) 磁盤陣列l(wèi) RAID 3216。 是 RAID 2思想的發(fā)展，它采用相對(duì)簡(jiǎn)單的異或邏輯運(yùn)算校驗(yàn)代替了復(fù)雜的海明碼校驗(yàn)，條帶寬度為字節(jié)。216。 RAID3只需一塊額外的校驗(yàn)盤，成本得以降低。 磁盤陣列磁盤陣列控制器服務(wù)器 1 服務(wù)器 2ADGJMBEHKNCFILOXOR(A,B,C)磁盤XOR()XOR(J,K,L)XOR(G,H,I)XOR(M,N,O)校驗(yàn)盤RAID 3 結(jié)構(gòu) 磁盤陣列l(wèi) RAID 4216。 也稱為塊交錯(cuò)（ blockinterleaved）奇偶校驗(yàn)結(jié)構(gòu)，運(yùn)用塊級(jí)條帶化，像在 RAID 0中一樣。此外對(duì)于 N個(gè)磁盤上的對(duì)應(yīng)塊，在另外單獨(dú)的磁盤上保存奇偶校驗(yàn)塊。如果 N個(gè)磁盤中的某一個(gè)失效了，奇偶校驗(yàn)塊可與其他磁盤上保存的對(duì)應(yīng)塊一起來恢復(fù)存儲(chǔ)失效的塊。 磁盤陣列l(wèi) RAID 5216。 獨(dú)立的數(shù)據(jù)磁盤與分布式校驗(yàn)（ Independent Data disks with distributed parity blocks），與級(jí)別 4不同的是，把數(shù)據(jù)和奇偶校驗(yàn)分布到所有的 N+1個(gè)磁盤上，而不是把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在 N個(gè)磁盤上，把奇偶校驗(yàn)值存儲(chǔ)在另一個(gè)磁盤上。216。 各盤陣生產(chǎn)廠家的奇偶?jí)K分布規(guī)則可能不同。通過把奇偶校驗(yàn)位分布于陣列中的所有磁盤上，RAID 5避免了在 RAID 4中可能出現(xiàn)的過度使用單獨(dú)一個(gè)奇偶校驗(yàn)磁盤的情況。 磁盤陣列磁盤陣列控制器服務(wù)器 1 服務(wù)器 2XOR(A,B,C)DGJ8AXOR(D,E,F)HKMBEXOR(G,H,I)LNCFIXOR(J,K,L)XOR(M,N,O)磁盤ORAID 5 結(jié)構(gòu) 磁盤陣列l(wèi) RAID 6216。 P+Q冗余模式，與 RAID 5相比，增加了第二個(gè)獨(dú)立的奇偶校驗(yàn)信息塊。216。 即使兩塊磁盤同時(shí)失效，也不會(huì)影響數(shù)據(jù)的使用。216。 但需要分配給校驗(yàn)信息更大的磁盤空間，相對(duì)于RAID 5有更大的 “寫損失 ”。因此也稱為獨(dú)立的數(shù)據(jù)硬盤與兩個(gè)獨(dú)立分布式校驗(yàn)方案（Independent Data disks with two independent distributed parity schemes）。 磁盤陣列磁盤陣列控制器服務(wù)器 1 服務(wù)器 2d0d6d12d18d24d1d7d13d19d25d2d8d14d20P5d3d9d15P4Q5d4d10P3Q4d26d5P2Q3d21d27P1Q2d16d22d28Q1d11d17d23d29RAID 6
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