輔存及磁盤陣列ppt課件(參考版)
2025-05-07 13:35本頁面
【正文】 在寫入時(shí)將數(shù)據(jù)同時(shí)分別寫入兩個(gè)獨(dú)立的 Cache， 這樣即使其中有一個(gè) Cache出故障 ， 數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失 ? 寫入磁盤陣列以前 ， 先寫入 Cache中 。 ? 與 RAID 4一樣，采用獨(dú)立的存取技術(shù)，因而有較高的 I/O響應(yīng)速度。 因?yàn)槠媾夹ｒ?yàn)位可全部用新數(shù)據(jù)計(jì)算得到 。 ? 對(duì)于寫操作 ， 校驗(yàn)盤成為 I/O瓶頸 ， 因?yàn)槊看螌懚家獙?duì)校驗(yàn)盤進(jìn)行 。 ? 采用 獨(dú)立存取 技術(shù) ， 每個(gè)磁盤的操作獨(dú)立進(jìn)行 ， 所以可同時(shí)響應(yīng)多個(gè) I/O請(qǐng)求 。數(shù)據(jù)重新生成非常簡(jiǎn)單，這種數(shù)據(jù)恢復(fù)方式同時(shí)適用于 RAID 5級(jí)。 ? 某個(gè)磁盤損壞但數(shù)據(jù)仍有效的情況，稱為簡(jiǎn)化模式。這樣，可獲得較高的數(shù)據(jù)傳輸率，但 I/O響應(yīng)時(shí)間差。 RAID2已不再使用！ 為什么？ 33 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究所 冗余磁盤陣列 ( RAID 3 ) ? 采用奇偶校驗(yàn)法生成單個(gè)冗余盤。 所以冗余信息開銷還是太大 ， 價(jià)格也較貴 ? 讀操作性能高 （ 多盤并行 ） 。 這樣 ， 可獲得較高的數(shù)據(jù)傳輸率 ， 但 I/O響應(yīng)時(shí)間差 。 32 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究所 冗余磁盤陣列 ( RAID2 ) ? 用海明校驗(yàn)法生成多個(gè)冗余校驗(yàn)盤 ， 實(shí)現(xiàn)糾正一位錯(cuò)誤 、 檢測(cè)兩位錯(cuò)誤的功能 。 ? 特點(diǎn)；可靠性高 ， 但價(jià)格昂貴 。 （ 3）檢錯(cuò)： 數(shù)據(jù)恢復(fù)很簡(jiǎn)單。 （ 2） 寫： 一個(gè)寫請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的兩個(gè)磁盤并行更新 。 (2) 小條區(qū)交叉分布時(shí)，同一個(gè) I/O請(qǐng)求有可能并行傳送其不同的數(shù)據(jù)塊 (條區(qū) )，因而 可達(dá)較高的數(shù)據(jù)傳輸率 。減少了 I/O排隊(duì)時(shí)間。 ? 系統(tǒng)總體性能的提高不匹配 ? 處理器和主存性能改進(jìn) 快 ? 輔存性能性能改進(jìn) 慢 *可靠性 (Reliability) ? 所用措施： RAIDRedundant Arrays of Inexpensive Disk （磁盤冗余陣列） 30 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究所 冗余磁盤陣列 ( RAID 0 ) ? 不遵循特性 (3)，所以無冗余。 ? RAID級(jí)別 ? 目前已知的 RAID方案分為 8級(jí) （ 07級(jí) ） ， 以及 RAID10（ 結(jié)合 0和 1級(jí) ） 和 RAID30 （ 結(jié)合 0和 3級(jí) ） 和 RAID50 （ 結(jié)合 0和 5級(jí) ） 。 （ 2） 數(shù)據(jù)分布在一組物理磁盤上 。載磁體可以是金屬合金（硬質(zhì)載磁體）或者塑料（軟質(zhì)載磁體） 29 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究所 冗余磁盤陣列 (RAID) ? RAID的基本思想： 將多個(gè)獨(dú)立操作的磁盤按某種方式組織成磁盤陣列 (Disk Array)， 以 增加容量 ， 利用類似于主存中的多體交叉技術(shù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在多個(gè)盤體上，通過使這些盤并行工作來提高數(shù)據(jù)傳輸速度 ， 并用冗余 (redundancy)磁盤技術(shù)來迚行錯(cuò)誤恢復(fù) (error correction)以 提高系統(tǒng)可靠性 。 （ 用于連接主機(jī)不盤驅(qū)動(dòng)器 ） 并行數(shù)據(jù)來自總線控制邏輯 時(shí)鐘 并→串轉(zhuǎn)換電路讀放電路 串→并轉(zhuǎn)換電路 寫電流驅(qū)動(dòng)器讀寫開關(guān)讀/ 寫磁頭圖4 . 4 7 硬磁盤存儲(chǔ)器的邏輯結(jié)構(gòu)送總線磁盤驅(qū)動(dòng)器 磁盤控制器 硬盤存儲(chǔ)器的邏輯結(jié)構(gòu) 25 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究所 磁盤 磁 盤 組 主軸 磁頭 音圈 電機(jī) 位置檢測(cè) 定位驅(qū)動(dòng) 模擬控制 放 大 閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng) 由磁盤控制 器送來的目 標(biāo)磁道信號(hào) 測(cè) 速 輸 出 讀寫臂 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 主軸 定位驅(qū)動(dòng) 數(shù)據(jù)控制 (1) 磁盤驅(qū)動(dòng)器 26 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究所 (2) 磁盤控制器 ? 接受主機(jī)發(fā)來的命令，轉(zhuǎn)換成磁盤驅(qū)動(dòng)器的控制命令 ? 實(shí)現(xiàn)主機(jī)和驅(qū)動(dòng)器之間的數(shù)據(jù)格 式轉(zhuǎn)換 ? 控制磁盤
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