[计算机硬件及网络]第5讲-存储子系统-RAID.pptVIP

上一讲 存储子系统-RAID (1)回顾 RAID : Redundant Array of Independent Disks JBOD：Just a Bunch Of Disks 使用分区划分磁盘 校验分块数据 使用XOR函数建立校验数据 XOR函数在逐位基础上对实际数据进行操作，建立校验数据。（在并行（连锁）访问RAID和独立访问RAID上建立校验数据的方法是不同的） 1．校验计算 RAID校验数据的计算多使用布尔XOR函数。XOR函数可用于多位的组合运算，并与位的操作顺序无关。 2．XOR的逆操作也是XOR 例：1 XOR 1 = 0 ；其逆操作：0 XOR 1 = 1； 0 XOR 1 = 1 ；其逆操作：1 XOR 1 = 0； 独立访问RAID的校验 各级RAID的比较 小 结 RAID的结构与工作原理 XOR校验冗余与校验恢复 不同结构的阵列管理软件与相应算法 RAID的分级与特点比较 RAID 2：专有的校验码磁盘访问 RAID 2的定义涉及RAID控制器中的错误校验电路，由RAID控制器执行。今天，该项功能已被集成到磁盘驱动器中。RAID 2没有形成产品，文献中也几乎被忽略。 RAID 3：使用专有校验磁盘的并行（连锁）访问 RAID 3子系统将数据分条存放到阵列中的所有驱动器，将校验数据写到阵列中的一个另外的校验磁盘。RAID 3被认为是校验RAID。本讲前面所讨论的连锁访问RAID都属于RAID 3。 为了获得高性能，RAID 3需要同步磁盘转动。由于严格控制磁盘操作很困难，所以RAID 3很少在主机卷管理软件中实现，而在带有集成RAID控制器的RAID子系统中实现。RAID 3的大部分性能优势来自于缓存和高磁盘转速。RAID 3技术已不多见。 RAID 3适用于写性能要求严格的环境中，也适合大的顺序访问应用，如数据挖掘、多媒体/电影制作等。 RAID 3的数据映射：如图4-5所示 图4-5 写数据到并行访问的分条阵列 ① ④ ③ ② T=0 T=1 T=2 T=3 T=4 驱动器1缓冲接受 驱动器1写数据 驱动器2写数据 驱动器3写数据 驱动器4写数据 驱 动器2等就绪 驱动器2缓冲接受 驱动器3缓冲接受 驱动器4缓冲接受 驱动器1缓冲接受 RAID 4：使用专用校验磁盘的独立访问 RAID 4是一种独立访问的RAID实现，它有一个专用的校验磁盘。与RAID 3不同的是，RAID 4有更大量的分块，使多个I/O请求能同时处理。它具有读性能优势，但写开销很大，因为每次读、修改和写周期中，校验磁盘都被访问2次。当RAID 4中的磁盘数量增加时，它的写瓶颈效应也会随之增加。缓解的办法是使用回写缓存。 RAID 4的数据映射：如下图所示 图4-28 RAID 4的数据映射 虚拟驱动器 XOR 成员磁盘1 成员磁盘4 成员磁盘2 成员磁盘3 校验成员磁盘 RAID 4的数据映射：如下图所示 RAID 5：使用分布式校验的独立访问 RAID 5是一个独立访问的RAID阵列，校验数据被分布在阵列中的所有磁盘。由于没有一个专有的校验磁盘，因而没有像RAID 4一样的写瓶颈。RAID 5比RAID 4更适合支持的磁盘，可以拥有更大的容量和更多的磁盘臂，因而也具有更高的性能。 RAID 5的数据映射：由于没有校验数据分布的规范和标准，所以在RAID 5中，各厂商实现的校验数据分布方案也不相同。 RAID 5阵列的最优负载是事物处理。多个I/O请求能在RAID子系统中交叉执行。对于写操作比例很大的应用不建议使用RAID 5。回写缓存可以缓解该问题。 图4-29 RAID 5的数据映射 校验数据分条4 校验数据分条3 校验数据分条2 校验数据分条1 成员磁盘 虚拟驱动器 下图中的方法：第一个分条的校验数据方在第一个磁盘上，第二个分条的校验数据方在第二个磁盘上，以此类推。由于本阵列中只有5个磁盘，所以第六个分条的校验数据将回放在第一个驱动器上。 RAID 6：使用双校验的独立访问 RAID 6提供两级冗余，使阵列中两个驱动器失败时，阵列仍然能够继续工作。一般而言，RAID 6的实现代价要比其它级的RAID高。 DAID 6的校验数据 使用多种算法，如XOR和其它函数；在不同的分条上或磁盘上使用排列的数据。 RAID 6的一维