【正文】 RAID級別 (Cont.) 表 81 RAID 級別的比較 Level 分條粒度 讀并發(fā)性 寫并發(fā)性 冗余 (容錯 /開銷 ) 0 塊 支持 支持 無 1 塊 支持 不支持 鏡像 2 位 不支持 不支持 漢明糾錯碼奇偶校驗與恢復 3 位 不支持 不支持 單個奇偶校驗 4 塊 支持 不支持 塊級異或校驗 5 塊 支持 支持 塊級分布式異或校驗 Remark on Software RAID ? Pros: ? cost less ? simplicity ? Cons: ? performance ? boot volume limitation //導引卷不能是 RAID ? level support: only 0,1,5 are supported ? OS patibility: multiple problem ? other software patibility ? reliability ? software bugs Benefit from RAID ? Increased read/write speed ? Improved data reliability ? Enlarged storage capacity ? multiple disks viewed as a single volume 虛擬設備 ? 概念 ? 利用共享型設備實現的數量較多、速度較快的獨占型設備 ? 引入 ? 用戶直接使用獨占型設備效率低 ? 實現 ? 輸入型虛擬設備 ? 輸出型虛擬設備 ? 虛擬設備的例子 ? SPOOLing輸入 ? SPOOLing輸出 虛擬設備引入 ?用戶使用獨占型設備活動： – 申請，使用，使用， … ，使用，釋放 ?缺點： – 速度： CPU與設備速度不匹配 – 設備利用率：占有期間不一定一直使用 進程獨占此設備 ?方法： – 在進程與獨占型設備之間增加共享設備緩沖 虛擬 設備 虛擬 設備 虛擬 設備 虛擬 設備 進程 獨占設備 共享設備（如磁盤） 間斷傳輸 連續(xù)傳輸 … … 虛擬設備的實現 ?輸入型虛擬設備的實現 – 申請： ? 分配一虛設備 ? 分配一實設備 ? 信息由實設備 ?虛設備 ? 去配該實設備 – 使用： ? 信息由虛設備 ?進程空間 – 釋放： ? 去配虛設備 ?輸出型虛擬設備的實現 – 申請： ? 分配一虛設備 – 使用： ? 信息由進程空間 ?虛設備 – 釋放： ? 分配一實設備 ? 信息由虛設備 ?實設備 ? 去配實設備 ? 去配虛設備 虛擬設備的實現 虛擬設備的例子 ? SPOOLing輸入 ? 作業(yè)預輸入（輸入機 ?輸入井） ? SPOOLing輸出 ? 作業(yè)緩輸出（輸出井 ?輸出機） ? SPOOLing ? Simultaneous Peripheral Operation OnLine ? 由 SPOOLing程序控制通道完成 作業(yè)控制塊 (Job Control Block) ? 作業(yè)存在標志，其中保存系統(tǒng)管理作業(yè)需要的全部信息。 ?不涉及相同數據盤和校驗盤的寫操作可以并行 。 block0 block4 block8 block12 P16~19 …… Disk1 控 制 器 (1) (6) 寫請求 寫請求 block1 block5 block9 P12~15 block16 …… Disk2 block2 block6 P8~11 block13 block17 …… Disk3 block3 P47 block10 block14 block18 …… Disk4 P0~3 block7 block11 block15 block19 …… Disk5 Level5 (塊級分布式異或校驗 ) ? 校驗碼計算 : ? p4~7=block4 XOR block5 XOR block6 XOR block7 ? 若 block7發(fā)生故障，可通過下式恢復 ? block7=p4~7 XOR block4 XOR block5 XOR block6 Level 5 (Cont.) ?磁盤數量至少為 3個 。 例如 : 若 block7所在的 Disk4發(fā)生故障 , 要恢復 block7。 ? 寫操作要更新異或校驗信息 , 都訪問校驗盤 , 不能并行 。 控 制 器 (0,1) 等待 (3) 寫請求 寫請求 Level3 (位級單個奇偶校驗 ) Level4 (塊級異或校驗 ): ? 數據分條以塊為單位 , 用異或運算產生校驗信息 , ? 校驗信息保存在單獨的磁盤上。 ?存儲代價較低 。只用一個冗余磁盤存放奇偶校驗位。 ? 寫操作 : 必須同時訪問所有數據盤和糾錯盤。 ? 發(fā)現 2個錯誤 , 糾正 1個錯誤 . ?需要較多糾錯盤存放漢明糾錯碼 , 成本較高 。 block0 block3 block6 …… Disk1 block1 block4 block7 …… Disk2 block2 block5 block8 …… Disk3 控 制 器 (3,4) (8) 讀請求 寫請求 block0 block3 block6 …… Disk4 block1 block4 block7 …… Disk5 block2 block5 block8 …… Disk6 Level2 (位級漢明糾錯碼校驗與恢復 ): ? 數據以位 (bit)為單位分條 , 分布存放在多個數據磁盤上 , 漢明糾錯碼存放在糾錯磁盤上。 ?可靠性 (恢復性 )高 。 ?訪問速度快 。 ?訪問速度快； ?經濟，空間利用率 100％； ?無容錯能力，可靠性差。 ?可靠性 : 是否能夠發(fā)現和改正錯誤 。 ? 常見 RAID級別 : level0, …, level5。 but also start io on second block bwrite(bp) //write the buffer, wait for pletion, then release bawrite(bp) //start the io, release buffer, no wait for pletion bdwrite(bp) //release buffer, mark it so that if it is grabbed for another purpose, it will be written out before being given up brelse(bp) //release the buffer, with no io implied getblk(dev,blkno) ? 參數： dev:設備號， blkno: 設備塊號 ? 返回：緩沖區(qū)指針 bp ? 步驟： ? 塊在 b鏈中，且當前空閑 ? 由 av鏈摘除，標記 BUSY, 返回緩沖塊指針 ? 塊在 b鏈中，但 BUSY(其它進程在用 ) ? sleep(空閑事件發(fā)生 )，返回緩沖塊指針 ? 不在 b的鏈中，在 av鏈上取到延遲寫的塊 ? 寫出該塊，分配下一個緩沖區(qū) ? 不在 b的鏈中， av鏈已空 ? 等待任意緩沖區(qū)變空閑的事件 ? 不在 b的鏈中，在 av鏈上得到空緩沖 ? 填寫頭部，由 av鏈摘除，出舊 b鏈，如新 b鏈，返回緩沖塊指針 brelse(bp) ? 參數： bp: 緩沖區(qū)頭指針 ? 返回：無 ? 步驟： ? If 有等待者 (b_flagB_WANTED!=0),喚醒 。 struct buf *d_actl。 struct buf *b_back。 char d_errt。 //塊型緩沖區(qū) struct buf bfreelist。 //head of IO queue struct buf *d_actl。 //first buffer for this dev struct buf *b_back。 //busy flag char d_errt。 char *b_resid。 //low order core (buffer) address char *b_xmem。 int b_wcount。 //position on free list struct buf *av_bac