廉价冗余磁盘阵列.ppt
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1、廉价冗余磁盘阵列 作为高性能的存储系统,已经得到了越来越广泛的应用。RAID的级别从RAID概念的提出到现在,已经发展了六个级别,其级别分别是0、1、2、3、4、5等。但是最常用的是0、1、3、5四个级别。下面就介绍这四个级别。RAID 0:将多个的磁盘合并成一个大的磁盘,不具有冗余,并行I/O,速度最快。RAID 0亦称为带区集。它是将多个磁盘并列起来,成为一个大硬盘。在存放数据时,其将数据按磁盘的个数来进行分段,然后同时将这些数据写进这些盘中。所以,在所有的级别中,RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0没有冗余功能的,如果一个磁盘(物理)损坏,则所有的数据都无法使用。RAID1 把磁
2、盘阵列中的硬盘分成相同的两组,互为镜像,当任一磁盘介质出现故障时,可以利用其镜像上的数据恢复,从而提高系统的容错能力。对数据的操作仍采用分块后并行传输方式。所有RAID 1不仅提高了读写速度,也加强系统的可靠性。但其缺点是硬盘的利用率低,冗余度为50。RAID 3:RAID 3存放数据的原理和RAID0、RAID1不同。RAID 3是以一个硬盘来存放数据的奇偶校验位,数据则分段存储于其余硬盘中。它像RAID 0一样以并行的方式来存放数,但速度没有RAID 0快。如果数据盘(物理)损坏,只要将坏的硬盘换掉,RAID控制系统则会根据校验盘的数据校验位在新盘中重建坏盘上的数据。不过,如果校验盘(物理
3、)损坏的话,则全部数据都无法使用。利用单独的校验盘来保护数据虽然没有镜像的安全性高,但是硬盘利用率得到了很大的提高,为n-1。RAID 5:向阵列中的磁盘写数据,奇偶校验数据存放在阵列中的各个盘上,允许单个磁盘出错。RAID 5也是以数据的校验位来保证数据的安全,但它不是以单独硬盘来存放数据的校验位,而是将数据段的校验位交互存放于各个硬盘上。这样任何一个硬盘损坏,都可以根据其它硬盘上的校验位来重建损坏的数据。硬盘的利用率为n-1。6.4 廉价磁盘冗余阵列RAID 廉价磁盘冗余阵列廉价磁盘冗余阵列 RedundantArray of Inexpensive Disks RedundantArra
4、y of Inexpensive Disks 独立磁盘冗余阵列独立磁盘冗余阵列 Redundant Array of Independent Disks Redundant Array of Independent Disks 简称简称盘阵列技术盘阵列技术 19881988年,年,PattersonPatterson教授首先提出。教授首先提出。优点优点 容量大、速度快、可靠性高、造价低廉容量大、速度快、可靠性高、造价低廉第六章 输入/输出系统1.各级RAID的结构特点RAID级级数据磁数据磁盘数盘数可正常工作的最多失可正常工作的最多失效盘数效盘数检测磁盘检测磁盘数数0 非冗余非冗余8001 镜
5、像镜像8182 存储器式存储器式ECC8143 位交叉奇偶校验位交叉奇偶校验8114 块交叉奇偶校验块交叉奇偶校验8115 块交叉分布奇偶块交叉分布奇偶校验校验8116 P+Q冗余冗余8227 Cache+异步异步8222.各级RAID的共性 RAID RAID由一组物理磁盘驱动器组成,操作系统由一组物理磁盘驱动器组成,操作系统 视之为一个逻辑驱动器;视之为一个逻辑驱动器;数据分布在一组物理磁盘上;数据分布在一组物理磁盘上;冗余信息被存储在冗余磁盘空间中,保证磁冗余信息被存储在冗余磁盘空间中,保证磁 盘在万一损坏时可以恢复数据;盘在万一损坏时可以恢复数据;其中第其中第2 2、3 3个特性在不同
6、的个特性在不同的RAIDRAID级别中的表级别中的表 现不同,现不同,RAID0RAID0不支持第不支持第3 3个特性。个特性。6.4 廉价磁盘冗余阵列RAID 3.有关RAID的几个问题 (1)(1)关键问题:关键问题:如何发现磁盘的失效如何发现磁盘的失效 磁盘技术提供了故障检测操作的信息。磁盘技术提供了故障检测操作的信息。(2)(2)设计的设计的另一个问题另一个问题 如何减少平均修复时间如何减少平均修复时间MTTRMTTR 典型的做法:在系统中增加热备份盘典型的做法:在系统中增加热备份盘 (3)(3)热切换技术热切换技术 与热备份盘相关的一种技术与热备份盘相关的一种技术6.4 廉价磁盘冗余
7、阵列RAID 6.4.1 RAID0 数据分块,即把数据分布在多个盘上。数据分块,即把数据分布在多个盘上。非冗余阵列、无冗余信息。非冗余阵列、无冗余信息。严格地说,它不属于严格地说,它不属于RAIDRAID系列。系列。MNOetc.IJKLEFGHABCD6.4 廉价磁盘冗余阵列RAID 6.4.2 RAID1 亦称亦称镜像盘镜像盘,使用双备份磁盘。,使用双备份磁盘。每当数据写入一个磁盘时,将该数据也写每当数据写入一个磁盘时,将该数据也写 到另一个冗余盘,形成信息的两份复制品。到另一个冗余盘,形成信息的两份复制品。GGHHEEFFCCDDAABB=6.4 廉价磁盘冗余阵列RAID 1.RAID
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