第四章设备管理.pptVIP

双份目录和双份文件分配表 文件目录和文件分配表FAT是文件管理所需的关键数据结构，可在不同的磁盘上或同一磁盘的不同区域中，分别建立维护两份目录和FAT。 当其中一个目录或FAT损坏时，系统便自动启用另一个目录和FAT，同时在磁盘的其它区域再建立新的文件目录和FAT。 每当系统重新启动时，都要对这两份目录和FAT进行检查，以保证它们的一致性。 热修复重定向和写后读校验 热修复重定向是指，系统将一定的磁盘容量作为热修复重定向区，用于存放当发现磁盘块有缺陷时的待写数据，并对写入该区的所有数据进行登记，以便于以后对此数据进行访问。 写后读校验是指，每次将数据写到磁盘以后，立即从磁盘上读出该块数据，并进行对比。若写入的数据与读出的数据一致，则表示写入成功；否则，重写数据。若重写后两者仍不一致，则认为该磁盘块有缺陷，便将该块标识为坏块，相应数据写入热修复重定向区中。 第二级容错技术 SFT-II 用于防止磁盘驱动器或磁盘控制器发生故障。包括： 磁盘镜像 磁盘双工 磁盘镜像 在同一磁盘控制器上，连接两个完全相同的磁盘驱动器，如图。同一数据被先后写到两个驱动器上。 主 机 磁盘控制器 通道 磁盘驱动器 磁盘双工 将两台完全相同的磁盘驱动器连接到两个磁盘控制器上，如图。数据被同时写到两个磁盘上。 主 机 通道 磁盘驱动器 磁盘控制器 磁盘控制器 通道 磁盘双工 vs. 磁盘镜像 磁盘双工的成本较高; 可靠性更高; 对两个磁盘的写入是并行进行，速度较快; 在某些实现中读数据时，还可使用分离查找技术，从响应快的通道上取得数据，加快读取速度。 RAID技术 RAID(Redundant Array of Independent/ Inexpensive Disks)：独立或廉价磁盘冗余阵列，其中， “独立”是目前通用的一个行业术语，强调RAID阵列的重要性和可靠性； “廉价”是较早使用的一个术语，重在强调RAID磁盘阵列中采用的相对较小的、价格较便宜的磁盘。 RAID技术 RAID磁盘阵列技术能以较低的成本，提供大容量、快速、安全可靠的磁盘存储系统。 从容错的角度讲，RAID技术应属第二级容错技术，但其内涵远远不止容错。 RAID的构成 一组可以并行工作的磁盘所构成的磁盘阵列 在磁盘子系统中执行的或者在主机系统中执行的磁盘阵列管理软件。 — 磁盘阵列管理软件把逻辑上连续的一组数据交叉分布存储在磁盘阵列中的各个磁盘上，如图 物理磁盘0 条带15 条带14 条带13 条带12 条带11 条带10 条带9 条带8 条带7 条带6 条带5 条带4 条带3 条带2 条带1 条带0 条带12 条带8 条带4 条带0 条带13 条带9 条带5 条带1 条带14 条带10 条带6 条带2 条带15 条带11 条带7 条带3 物理磁盘1 物理磁盘2 物理磁盘3 逻辑磁盘 磁盘阵列 管理软件 这种技术通常被称为磁盘条带化(Disk Striping) 其好处是数据可以被并行读出，给主机的感觉是磁盘快了许多倍。 条带Strip的粒度 条带可以是细粒度的（如一个字节或字）， 也可以是粗粒度的（如一个扇区或多个扇区）。 若采用细粒度条带，几乎每个存取请求都会导致同时存取RAID中的所有磁盘，使得无法同时响应多个存取请求。 因此，细粒度的条带只利于对单个存取请求进行并行处理 若采用粗粒度条带，不会使每个存取请求都同时存取RAID中的所有磁盘；但，多个独立的存取请求通常会导致同时存取RAID中的所有磁盘。 显然，粗粒度的条带只利于对多个独立的存取请求进行并行处理 磁盘阵列管理软件在存储数据的同时还将存储相关的校验信息； 使得当磁盘阵列中的某个磁盘发生故障时，磁盘阵列管理软件可以恢复存储在该磁盘上的数据。 如果磁盘阵列管理软件在主机系统中执行，则属软件实现的RAID；如果磁盘阵列管理软件在磁盘子系统中执行，则属硬件实现的RAID，相应的硬件称为RAID控制器或RAID卡。 采用RAID控制器方案的成本较高，但其效率高，不增加主机负担。此类RAID技术对主机完全透明，在主机看来，RAID就是一个容量大、速度快、可靠性高的磁盘。 RAID的常见组织形式（6种） RAID Level 0 RAID Level 1 RAID Level 2 RAID Level 3 RAID Level 4 RAID Level 5 还可对基本RAID级别进行组合 RAID0 仅使用了条带化技术 不存储数据的校验信息 能提供大容量、快速的磁盘存储能力， 具备最好的读/写性能和最低的成本 磁盘容量的利用率为100% 但其安全性最低，其中任何一个磁盘损坏便会导致整个系统不可使用。 RAID1 仅使用了磁盘镜像或磁盘双工技术 能提供最好的安全性，其中任何一个