1整理提交高教社631磁盘及磁盘阵列.pptx

信息安全产品配置与应用Configuration and Application of Information Security Products重庆电子工程职业学院| 路亚模块五、数据存储设备配置与应用存储介质磁带低成本的长期数据存储解决方案过去备份目标的首选选项局限性按顺序进行数据访问一次只能进行一项应用程序访问存在物理磨损存储/检索开销存储介质光盘在小型的单用户计算环境中广泛用作分发介质在容量和速度方面有限一次写入、多次读取 (WORM)：CD-ROM、DVD-ROM其他变体：CD-RW、Blu-ray 磁盘磁盘驱动器最为流行的存储介质具有很大的存储容量随机读/写访问闪存驱动器使用半导体介质提供高性能、低功耗磁盘驱动器的组件控制器电路板HDA盘片和读/写磁头接口电源连接器 磁盘驱动器的组件控制器电路板HDA盘片和读/写磁头接口电源连接器 物理磁盘的结构磁盘轴扇区扇区磁道柱面磁道盘片数据块 128逻辑数据块寻址扇区 8数据块 0磁头 0（上表面）数据块 32柱面 1（下表面）数据块 64物理地址 = CHS逻辑数据块地址 = 数据块编号磁盘驱动器的性能电子机械设备影响存储系统的总体性能磁盘服务时间磁盘完成 I/O 请求所用的时间，取决于：寻道时间旋转延迟数据传输速度磁盘服务时间 = 寻道时间 + 旋转延迟 + 数据传输时间寻道时间定位读/写磁头所用的时间寻道时间越短，I/O 操作越快寻道时间规范包括全程平均道间磁盘的寻道时间由驱动器制造商指定径向移动旋转延迟盘片通过旋转将数据置于读/写磁头下所用的时间取决于磁盘轴的旋转速度平均旋转延迟旋转一周所用的时间的一半对于“X”rpm，驱动器延迟以毫秒为单位按以下方式计算： 缓冲区接口HBA数据传输速度 外部传输速度在此测量 内部传输速度在此测量磁头磁盘组合磁盘驱动器每单位时间驱动器可以向 HBA 输送的平均数据量内部传输速度：数据从盘片表面移至磁盘内部缓冲区时的速度外部传输速度：数据通过接口移至 HBA 时的速度 企业级闪存驱动器传统硬盘驱动器闪存驱动器寻道时间和旋转延迟导致机械延迟由于没有机械运动而使每个驱动器达到最高的吞吐量性能和 I/O 服务功能有限每个 I/O 的延迟非常低且 I/O 性能始终如一由于采用机械操作而增加功耗高能效每 GB 的电源需求降低每 IOPS 的电源需求降低平均无故障时间 (MTBF) 缩短因无运动部件而实现高可靠性 更多数量的磁盘、电源、冷却和管理成本导致 TCO 提高总体降低了 TCO为什么选择 RAID？RAID它是一项将多个磁盘驱动器合并到一个逻辑单元（RAID 集）中并提供保护和/或性能的技术。由于磁盘驱动器中包含机械组件，因此它提供的性能有限每个驱动器具有特定的平均预期寿命并以 MTBF 为测量单位：例如：如果驱动器的 MTBF 为 750,000 小时，而阵列中有 1000 台驱动器，则该阵列的 MTBF 为 750 小时 (750,000/1000)为缓解这些问题而引入了 RAIDRAID 实现方法软件 RAID 实现使用基于主机的软件提供 RAID 功能限制使用主机 CPU 周期执行 RAID 计算，从而影响系统整体性能支持有限的 RAID 级别仅当 RAID 软件和操作系统兼容时，才可对其进行升级硬件 RAID 实现使用安装在主机或阵列上的专用硬件控制器RAID 阵列组件逻辑阵列（RAID 集）RAID控制器硬盘主机RAID 阵列RAID 技术用于 RAID 的三项关键技术是：分条镜像奇偶校验RAID 技术 – 分条条块RAID控制器条带主机RAID 技术 – 镜像RAID控制器数据块 0数据块 0主机数据块 0RAID 技术 – 奇偶校验4D16D2RAID控制器1D37D4主机18P实际奇偶校验计算是一种 XOR 位运算。使用奇偶校验技术恢复数据4D16D2RAID控制器？D37D4主机在驱动器 D3 发生故障时重新生成数据：184 + 6 + ? + 7 = 18? = 18 – 4 – 6 – 7? = 1PRAID 级别常用 RAID 级别包括：RAID 0 – 无容错能力的分条集RAID 1 – 磁盘镜像RAID 1 + 0 – 嵌套 RAIDRAID 3 – 具有并行访问和专用奇偶校验磁盘的分条集RAID 5 – 具有独立磁盘访问和分布式奇偶校验的分条集RAID 6 – 具有独立磁盘访问和双分布式奇偶校验的分条集CBARAID 0来自主机的数据RAID 控制器A1A2A3A4A5B1B2B3B4B5C1C2C3C4C5数据磁盘FEDCBARAID 1来自主机的数据RAID 控制器AADDBBEECCFF镜像集镜像集CBA嵌套 RAID – 1+0来自主机的数据分条RAID 控制器镜像镜像镜像A1A1A3A3A2A2B1