操作系統(tǒng)原理與實踐及設(shè)備管理-資料下載頁
2025-01-21 06:34本頁面
【正文】 形成的隊列，由磁盤調(diào)度按 SCAN算法進行處理。另一個則是在掃描期間新出現(xiàn)的所有請求磁盤 I/O進程的隊列，它們將插入另一個等待處理的請求隊列中。這樣，所有的新請求都將被推遲到下一次掃描時處理。 存儲出錯處理l 從磁盤驅(qū)動程序的角度來講，需要關(guān)注和進行以下錯誤處理：216。 程序性錯誤（例如，申請不存在的磁道）；216。 瞬時校驗錯誤（例如，磁頭上有灰塵引起的讀寫錯誤）；216。 永久性校驗錯誤（例如，磁盤塊物理介質(zhì)損壞）；216。 尋道錯誤（例如，尋找柱面 2，磁臂卻定位到柱面 4）；216。 控制器錯誤（例如，控制器拒絕執(zhí)行命令）。 RAM盤l 當物理內(nèi)存較小時，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（廉價磁盤冗余陣列方案） 》 的論文，其基本思想就是將多個容量較小、相對廉價的硬盤驅(qū)動器進行有機組合，使其性能超過一個昂貴的大硬盤。這一設(shè)計思想很快被接受，從此 RAID技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)存儲進入了更快速、更安全、更廉價的新時代。 磁盤陣列l(wèi) RAID 0216。 用塊級條帶化分割數(shù)據(jù)，并行地讀 /寫于多個磁盤， 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互為備份的磁盤。216。 進行數(shù)據(jù)讀操作時，可從鏡像盤中的任一盤中進行讀取，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。 當一個磁盤失效，系統(tǒng)可以自動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相等的條帶。216。 同時擁有 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進行結(jié)合的產(chǎn)物，其中磁盤被鏡像成對，最后所得到的鏡像對被條帶化。 RAID 1+0 結(jié)構(gòu) 磁盤陣列l(wèi) RAID 2216。 使用位條帶化。對每個數(shù)據(jù)磁盤中的相應(yīng)位都計算一個海明錯誤校正碼，并且這個碼位保存在多個奇偶校驗磁盤中相應(yīng)的位中，因此，RAID級別 2也稱為海明碼錯誤檢測與修正方法 （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個糾錯盤時數(shù)據(jù)的存儲示例 。RAID 2 結(jié)構(gòu) 磁盤陣列l(wèi) RAID 3216。 是 RAID 2思想的發(fā)展，它采用相對簡單的異或邏輯運算校驗代替了復(fù)雜的海明碼校驗，條帶寬度為字節(jié)。216。 RAID3只需一塊額外的校驗盤，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)校驗盤RAID 3 結(jié)構(gòu) 磁盤陣列l(wèi) RAID 4216。 也稱為塊交錯（ blockinterleaved）奇偶校驗結(jié)構(gòu)，運用塊級條帶化，像在 RAID 0中一樣。此外對于 N個磁盤上的對應(yīng)塊，在另外單獨的磁盤上保存奇偶校驗塊。如果 N個磁盤中的某一個失效了，奇偶校驗塊可與其他磁盤上保存的對應(yīng)塊一起來恢復(fù)存儲失效的塊。 磁盤陣列l(wèi) RAID 5216。 獨立的數(shù)據(jù)磁盤與分布式校驗（ Independent Data disks with distributed parity blocks），與級別 4不同的是，把數(shù)據(jù)和奇偶校驗分布到所有的 N+1個磁盤上，而不是把數(shù)據(jù)存儲在 N個磁盤上，把奇偶校驗值存儲在另一個磁盤上。216。 各盤陣生產(chǎn)廠家的奇偶塊分布規(guī)則可能不同。通過把奇偶校驗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)的過度使用單獨一個奇偶校驗磁盤的情況。 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，增加了第二個獨立的奇偶校驗信息塊。216。 即使兩塊磁盤同時失效，也不會影響數(shù)據(jù)的使用。216。 但需要分配給校驗信息更大的磁盤空間，相對于RAID 5有更大的 “寫損失 ”。因此也稱為獨立的數(shù)據(jù)硬盤與兩個獨立分布式校驗方案（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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