[計算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)]第5講存儲子系統(tǒng)-raid-在線瀏覽
2024-12-06 03:58本頁面
【正文】 。 圖 422 校驗磁盤失敗的子系統(tǒng)性能 數(shù)據(jù)磁盤 數(shù)據(jù)磁盤 數(shù)據(jù)磁盤 校驗磁盤 當(dāng)校驗磁盤失敗時無須 XOR功能 RAID控制器 RAID子系統(tǒng) 并行訪問 RAID的校驗 在并行訪問 RAID中，寫操作將數(shù)據(jù)分條，寫入磁盤陣列中。校驗磁盤與陣列中的數(shù)據(jù)磁盤分區(qū)和分條大小相同。 獨(dú)立訪問 RAID的校驗 獨(dú)立訪問 RAID的情況稍復(fù)雜，數(shù)據(jù)并不分塊寫入幾個轉(zhuǎn)動速度相同的同步磁盤，而是寫入單個分區(qū)中的分塊，然后再寫入下一個分區(qū)。為了寫新的數(shù)據(jù)并計算其校驗值所需執(zhí)行的 讀 和 計算操作 ，稱為 RAID寫的額外開銷。經(jīng)過 XOR運(yùn)算，除去原數(shù)據(jù)值對校驗值的影響，再將校驗數(shù)據(jù)與新數(shù)據(jù)進(jìn)行 XOR運(yùn)算，形成新的校驗數(shù)據(jù)，最后寫入各自的磁盤。 圖 423 讀、修改及寫周期 數(shù)據(jù)磁盤 數(shù)據(jù)磁盤 數(shù)據(jù)磁盤 校驗磁盤 XOR XOR 讀 寫 I/O請求（更新磁盤 3） ① ⑤ 計算新的校驗數(shù)據(jù) ④ 從校驗數(shù)據(jù)中去除原有數(shù)據(jù)的影響 RAID控制器 ⑥ ⑦ ② ③ 新數(shù)據(jù) 新的校驗數(shù)據(jù) 原有數(shù)據(jù) 原有數(shù)據(jù) 原有的校驗數(shù)據(jù) 1 2 3 下圖顯示了一個帶有 4個成員磁盤陣列（包含校驗盤）的讀、修改和寫的過程， 要求更新 3號數(shù)據(jù)盤上的數(shù)據(jù)。所以 獨(dú)立訪問陣列的讀操作比其寫操作快的多 。 使用磁盤 寫緩存 減少額外開銷 圖 424 回寫緩存減少了由讀、修改和寫的回復(fù) 數(shù)據(jù)磁盤 數(shù)據(jù)磁盤 數(shù)據(jù)磁盤 校驗磁盤 1 2 3 XOR ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 保存寫 回寫磁盤緩存 RAID控制器 新數(shù)據(jù) 新數(shù)據(jù) 新的校驗數(shù)據(jù) 計算新的校驗數(shù)據(jù) 讀磁盤 更新磁盤 1+2 下圖顯示了一個回寫緩存示例，它的作用是保存陣列寫，直到有足夠多的數(shù)據(jù)，即占有分條中的多數(shù)分塊為止。其基本思想是：將多個 I/O操作和 XOR功能組合在一起，形成一個磁盤驅(qū)動器的請求。 圖 425 XOR磁盤驅(qū)動器的讀、修改和寫的流水過程 數(shù)據(jù)磁盤 數(shù)據(jù)磁盤 數(shù)據(jù)磁盤 校驗磁盤 1 2 3 數(shù)據(jù)磁盤 4 XOR XOR ① 新數(shù)據(jù) 新數(shù)據(jù) 原有數(shù)據(jù) XOR原有 +新數(shù)據(jù) 新的校驗數(shù)據(jù) ① ② ③ ④ ⑤ ② 原有的校驗數(shù)據(jù) 塊轉(zhuǎn)換 I/O請求 RAID控制器 下圖顯示了 5個具有 XOR功能磁盤驅(qū)動器的陣列，這些XOR磁盤驅(qū)動器可以計算校驗數(shù)據(jù)。隨著時間的推移，另一級 RAID也廣泛地被工業(yè)界所接受，即 RAID0。本質(zhì)上它并不是真正的 RAID，因為它不提供任何形式的冗余。 典型的 RAID 0使用 獨(dú)立訪問 的方法將數(shù)據(jù)分條，然后發(fā)送給成員磁盤。 對于以性能為第一要求，且數(shù)據(jù)保護(hù)需要最小的應(yīng)用，適合選擇 RAID 0。 第四講 存儲子系統(tǒng) RAID (2) 圖 426 RAID 0的數(shù)據(jù)映射 虛擬驅(qū)動器 成員磁盤 1 成員磁盤 2 成員磁盤 3 成員磁盤 4 RAID 0的數(shù)據(jù)映射 RAID 0具有邏輯磁盤到物理磁盤的映射功能，實(shí)現(xiàn)虛擬磁盤管理 圖 427 RAID 1中的磁盤映射 虛擬磁盤 成員磁盤 1 成員磁盤 2 RAID 1：鏡像 RAID 1是非校驗的 RAID級，其數(shù)據(jù)保護(hù)和傳輸性能都很優(yōu)秀。 RAID 2： 專有的校驗碼磁盤訪問 RAID 2的定義涉及 RAID控制器中的錯誤校驗電路，由RAID控制器執(zhí)行。RAID 2沒有形成產(chǎn)品，文獻(xiàn)中也幾乎被忽略。 RAID 3被認(rèn)為是校驗RAID。 為了獲得高性能， RAID 3需要同步磁盤轉(zhuǎn)動。 RAID 3的大部分性能優(yōu)勢來自于緩存和高磁盤轉(zhuǎn)速。 RAID 3適用于寫性能要求嚴(yán)格的環(huán)境中，也適合大的順序訪問應(yīng)用，如數(shù)據(jù)挖掘、多媒體 /電影制作等。與 RAID 3不同的是， RAID 4有更大量的分塊，使多個 I/O請求能同時處理。當(dāng) RAID 4中的磁盤數(shù)量增加時，它的寫瓶頸效應(yīng)也會隨之增加。 RAID 4的數(shù)據(jù)映射： 如下圖所示 圖 428 RAID 4的數(shù)據(jù)映射 虛擬驅(qū)動器 XOR 成員磁盤 1 成員磁盤 4 成員磁盤 2 成員磁盤 3 校驗成員磁盤 RAID 4的數(shù)據(jù)映射： 如下圖所示 RAID 5： 使用分布式校驗的獨(dú)立訪問 RAID 5是一個獨(dú)立訪問的 RAID陣列，校驗數(shù)據(jù)被分布在陣列中的所有磁盤。 RAID 5比 RAID 4更適合支持的磁盤，可以擁有更大的容量和更多的磁盤臂，因而也具有更高的性能。 RAID 5陣列的最優(yōu)負(fù)載是事物
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