湘潭大学操作系统第6章.ppt

集群的工作模式 ①双机热备份模式 优点是：提高了系统的可用性，易于实现；而且主、备份服务器之间完全独立，可支持远程热备份，从而能够消除由于火灾、爆炸等非计算机因素造成的隐患。 缺点是：从服务器处于被动等待状态，整个系统的使用效率只有50%。 6.6.4 容错技术 * ②双机互为备份模式 两台服务器平时均为在线服务器 每台服务器内最好都配置两台硬盘，一个用于装载系统程序和应用程序，另一个用于接收由另一台服务器发送的备份数据 两台服务器都可用于处理任务，系统效率较高 优点是：两台服务器都可用于处理任务，因而系统效率较高，当其中一台发生故障时，系统可指定另一台机器接替它的工作。现在该模式已从两台机器扩展到4台、8台、16台甚至更多。 6.6.4 容错技术 * 图6.21 双机互为备份模式 6.6.4 容错技术 * ③公用磁盘模式 将多台计算机连接到一台公共的磁盘系统上 某台计算机发生故障，系统将重新进行配置，根据某种调度策略来选择另一台替代机器 优点是：消除了信息的复制时间，减少了网络和服务器开销 6.6.4 容错技术 * 3.廉价磁盘冗余阵列 廉价磁盘冗余阵列（Redundant array of inexpensive disk, RAID）是在1987年由美国加利福尼亚大学伯克莱分校提出的，现在已开始广泛地应用于大、中型计算机系统和计算机网络中。 它利用一台磁盘阵列控制器，统一管理和控制一组（几台到几十台）磁盘驱动器，从而组成一个高度可靠的、快速的大容量磁盘系统。 6.6.4 容错技术 * 3.廉价磁盘冗余阵列 （1）并行交叉存取 系统将每一盘块中的数据分为若干个盘块数据 把每一个子盘块的数据分别存储到各个不同磁盘中的相同位置 采取并行传输方式，将各个盘块中的子盘块数据同时向内存中传输，传输时间大大减少 6.6.4 容错技术 * （2）RAID的分级 RAID 0 级：仅提供并行交叉存取，虽能有效地提高磁盘I/O速度，但并无冗余校验功能。 6.6.4 容错技术 * RAID 1 级：具有磁盘镜像功能，可利用并行读、写特性，它的磁盘容量的利用率仅有50％。 6.6.4 容错技术 * RAID 2 级和RAID 3 级都是具有并行传输功能的磁盘阵列。RAID 3仅利用了一台奇偶校验盘来完成容错功能，与磁盘镜像相比，它减少了所需要的冗余磁盘数。 6.6.4 容错技术 * RAID 2 级和RAID 3 级都是具有并行传输功能的磁盘阵列。RAID 3仅利用了一台奇偶校验盘来完成容错功能，与磁盘镜像相比，它减少了所需要的冗余磁盘数。 6.6.4 容错技术 * RAID 4级是带奇偶校验码的独立磁盘结构，它和RAID 3很相似，不同的是RAID 4对数据的访问是按数据块进行；处理时间较RAID 3级更长。 6.6.4 容错技术 * RAID 5级是一种具有独立传送功能的磁盘阵列，每个驱动器都有各自己独立的数据通路，能够独立地进行读、写，且无专门的校验盘。纠错的校验信息以螺旋方式散布在所有数据盘上。 6.6.4 容错技术 * RAID 6级和RAID 7级是强化了的RAID。在RAID 6级的阵列中设置了一个专用的、可快速访问的异步校验盘。该盘具有独立的数据访问通路，具有比RAID 3级和RAID 5级更好的性能。但其性能改进相对有限，且价格相对较高。 RAID 7级是对RAID 6级的改进，是目前最高档次的磁盘阵列，但其价格十分昂贵。 6.6.4 容错技术 * （3）RAID的优点。 可靠性高：除了RAID 0 级外，其余各级均采用了容错技术。磁盘损坏时，并不会造成数据的丢失。 磁盘I/O速度高：由于磁盘阵列可采取并行交叉存取方式，故可将磁盘I/O速度提高N-1倍，N为磁盘数目。 性价比高：以牺牲1/N的容量为代价，换取了相对程度更大的高可靠性。 6.6.4 容错技术 * 4.后备系统 一个完整的应用系统，必须配置后备系统。 采用硬盘作为后备系统时，主要采用以下两种方式： （1）利用活动硬盘作为后备系统，这种力法的最大优点是速度快。 （2）利用大容量磁盘机兼作后备系统，每个硬盘都被划分成两个区，一个是数据区，另一个是备份区。此种后备系统不仅拷贝速度快，而且具有容错功能。 6.6.4 容错技术 * 练 习1 * 使用与书本例题类似的方式，分析下列磁道请求序列：27,129,110,186,147,41,10,64,120。假设磁头最初定位在磁道100处，并且沿着磁道号减小的方向移动。如果是沿磁道号增大的方向移动呢？分别求出每种算法的寻道数以及平均寻道数。 * 答案： (1) * 答案：  * 答案：(2) 对于第二问，如果沿着磁道号增