服務(wù)器RAID技術(shù)

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1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),信息存儲技術(shù),信息存儲的技術(shù),信息存儲的介質(zhì),信息存儲的介質(zhì)包括：,紙介質(zhì),;,縮微膠片,;,磁介質(zhì),;,光介質(zhì)。,信息存儲的技術(shù),信息存儲設(shè)備,目前，常用的信息存儲設(shè)備有：,磁帶、磁帶庫,磁盤、磁盤陣列,光盤、光盤塔、光盤庫,信息存儲設(shè)備,-,磁帶庫,信息存儲設(shè)備,-,磁帶庫,廣義的磁帶庫產(chǎn)

2、品包括自動加載磁帶機和磁帶庫。,自動加載磁帶機和磁帶庫實際上是將磁帶和磁帶機有機結(jié)合組成的。,自動加載磁帶機是一個位于單機中的磁帶驅(qū)動器和自動磁帶更換裝置，它可以從裝有多盤磁帶的磁帶匣中拾取磁帶并放入驅(qū)動器中，或執(zhí)行相反的過程。它可以備份,PB=10,6,GB,數(shù)量級的數(shù)據(jù)。,自動加載磁帶機能夠支持例行備份過程，自動為每日的備份工作裝載新的磁帶。,一個擁有工作組服務(wù)器的小公司或分理處可以使用自動加載磁帶機來自動完成備份工作。,信息存儲設(shè)備,-,光盤庫,信息存儲設(shè)備,-,光盤庫,光盤庫是一種帶有自動換盤機構(gòu)（機械手）的光盤網(wǎng)絡(luò)共享設(shè)備。,光盤庫一般由放置光盤的光盤架、自動換盤機構(gòu)（機械手）和驅(qū)動

3、器三部分組成。,光盤庫一般配置有,114,臺驅(qū)動器，可容納,45690,片光盤，每個盤倉可容納,15,或,50,片光盤，分為智能熱插拔式盤倉和普通盤倉，這樣一是可方便光盤的存放和取用，二是直接構(gòu)成了三級存儲的近線和離線的搭配結(jié)構(gòu)。,光盤庫通過高速,SCSI,端口與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器相聯(lián)，光盤驅(qū)動器通過自身接口與主機交換數(shù)據(jù)。,用戶訪問光盤庫時，自動換盤機構(gòu)首先將驅(qū)動器中的光盤取出并放置到盤架上的指定位置，然后再從盤架中取出所需的光盤并送入驅(qū)動器中。自動換盤機構(gòu)（機械手）的換盤時間通常在秒級。,信息存儲設(shè)備,-,磁盤陣列,RAID,什么是RAID？,RAID技術(shù)是怎樣實現(xiàn)數(shù)據(jù)保護的？,RAID技術(shù)帶給用

4、戶什么價值？,磁盤基本知識,基本磁盤與動態(tài)磁盤,基本磁盤如果要改變分區(qū)容量就會丟失全部數(shù)據(jù)（當(dāng)然也有一些特殊的磁盤工具軟件可以改變分區(qū)而不會破壞數(shù)據(jù)）。,比如,？,動態(tài)磁盤在不重新啟動計算機的情況下可更改磁盤容量大小，而且不會丟失數(shù)據(jù),PQMagic,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),SCSI、IDE與SATA,SCSI(Small Computer System Interface),定義了一種輸入/輸出總線和邏輯接口，主要目標(biāo)是提供一種設(shè)備獨立的機制用來連接主機和訪問設(shè)備。,IDE（Intergraded drive electronics),曾經(jīng)統(tǒng)治PC大容量存儲市場20,余,年的接口技術(shù)。,SATA

5、,（Serial ATA）,現(xiàn)在PC機使用的主流硬盤接口。,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),RAID技術(shù)的定義,RAID,Redundant Array of Independent Disks,RAID是將同一陣列中的多個磁盤視為單一的虛擬磁盤，數(shù)據(jù)是以分段的方式順序存放于磁盤陣列中。,RAID,術(shù)語,RAID,技術(shù)及應(yīng)用,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),Disk Spanning,Disk Spanning,數(shù)據(jù)跨盤技術(shù)使多個硬盤像一個硬盤那樣工作,用廉價的資源來突破現(xiàn)有硬盤空間限制,最大限度的利用磁盤空間,不能改善硬盤的可靠性和速度,JBOD(,J,ust A,B,unch,O,f,D,isks),1,2,3,

6、4,File,1,2,3,4,1200MB,300MB,400MB,400MB,100MB,RAID,技術(shù)及應(yīng)用,RAID,術(shù)語,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),Disk Striping,Disk Striping,將數(shù)據(jù)按照一定大小分成多個數(shù)據(jù)塊，這些數(shù)據(jù)塊可以被分別存放在不同的物理盤上,系統(tǒng)在從特定硬盤讀取數(shù)據(jù)時可以通知下個目標(biāo)盤準(zhǔn)備數(shù)據(jù),提高系統(tǒng)讀寫數(shù)據(jù)的性能,File,1,2,3,4,1,2,3,4,RAID,術(shù)語,RAID,技術(shù)及應(yīng)用,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),Disk Mirroring,Disk Mirroring,將相同的數(shù)據(jù)同時寫入多個硬盤中,當(dāng)某個物理硬盤失效時，提供數(shù)據(jù)資料的保護能力,降

7、低系統(tǒng)寫數(shù)據(jù)的性能,File,1,2,3,4,1,2,3,4,1,2,3,4,RAID,術(shù)語,RAID,技術(shù)及應(yīng)用,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),Hot,Swap,（右邊圖的含義？）,Hot Swap,處于運行狀態(tài)的磁盤陣列子系統(tǒng)當(dāng)出現(xiàn)單個物理盤失效的情況時，采用新硬盤將失效物理盤在線替換，同時保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行,只有,RAID,級別為,1、3、5、10、30、50,的陣列才提供該功能。,1,2,3,4,1,2,4,1,2,5,4,1,2,3,4,RAID,術(shù)語,RAID,技術(shù)及應(yīng)用,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),Parity,Parity,來自多個物理磁盤上的數(shù)據(jù)通過異或(XOR)操作運算產(chǎn)生的冗余奇偶數(shù)據(jù),當(dāng)單

8、個硬盤失效時，這些冗余數(shù)據(jù)能夠通過與其它物理磁盤上的數(shù)據(jù)進行異或(XOR)操作而恢復(fù)由于硬盤失效而丟失的數(shù)據(jù),產(chǎn)生的冗余數(shù)據(jù)可以被存放于一個專作奇偶校驗用的硬盤上，也可以將這些奇偶校驗數(shù)據(jù)分散分布在磁盤陣列的全部硬盤中,產(chǎn)生和存儲奇偶校驗數(shù)據(jù)需要一些額外的操作，目前產(chǎn)生奇偶校驗數(shù)據(jù)有兩種方式：硬件生成和軟件計算。,RAID,術(shù)語,RAID,技術(shù)及應(yīng)用,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),*,RAID Levels,RAID 0,RAID0,Striping,數(shù)據(jù)以分段（1K-8M Byte）的方式放在磁盤陣列中，沒有校驗數(shù)據(jù)。,沒有容錯能力，,同一通道4個1GB的硬盤做RAID0的效率是1個4GB硬盤的3-3

9、.5倍；,RAID,技術(shù)的實現(xiàn),RAID,技術(shù)及應(yīng)用,A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,4N-2,4N-1,4N,4N-3,.,.,.,.,磁盤,0,磁盤,2,磁盤,3,磁盤,1,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),RAID 0系統(tǒng)的工作原理,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),RAID Levels,RAID 1,RAID1,Mirroring,使磁盤讀取的效率增加，,但寫入的效率降低,通過數(shù)據(jù)直接備份具有容錯能力,RAID,技術(shù)的實現(xiàn),RAID,技術(shù)及應(yīng)用,A0,A0,A1,A1,N,N,.,.,磁盤,0,磁盤,1,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),RAID 1工作原理圖示,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),RAID Levels,R

10、AID 3,RAID3,Striping with Dedicated Parity Drive,有校驗數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)容錯能力,當(dāng)單個硬盤失效時，會產(chǎn)生奇偶盤I/O瓶頸效應(yīng),A2,P1,A3,A5,P2,4N-2,4N-1,4N-3,.,.,.,.,磁盤,0,磁盤,1,磁盤,2,磁盤,3,P1,A0,A1,P2,A4,PN,RAID,技術(shù)的實現(xiàn),RAID,技術(shù)及應(yīng)用,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),RAID-3工作原理,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),RAID Levels,RAID 5,RAID5,Striping with Distributed Parity,有校驗數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)容錯能力,校驗值,分散在各個盤的

11、不同位置，相當(dāng)程度的分散了負(fù)載，故有較好的性能，尤其是對小型數(shù)據(jù)。RAID5適用于銀行和股市的聯(lián)機交易系統(tǒng)（OLTP）。,A1,A2,A4,A5,A6,4N-2,4N-1,4N-3,.,.,.,.,磁盤,0,磁盤,1,磁盤,2,磁盤,3,P1,A7,4N,.,磁盤,4,P1,A0,P2,PN,A3,RAID,技術(shù)的實現(xiàn),RAID,技術(shù)及應(yīng)用,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),*,RAID-5工作原理,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),RAID-5 正常時,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),RAID-5受損時,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),RAID 5 XOR,復(fù)原,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),RAID Levels,RAID 10,RAID,技術(shù)的實現(xiàn)

12、,RAID,技術(shù)及應(yīng)用,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),RAID 1+0工作原理圖示,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),軟RAID與硬RAID,RAID也有全軟、半軟半硬與全硬之分。全軟RAID就是指RAID的所有功能都是,操作系統(tǒng)(OS)與CPU,來完成,，沒有第三方的控制/處理(業(yè)界稱其為RAID協(xié)處理器)與I/O芯片。這樣，有關(guān)RAID的所有任務(wù)的處理都由CPU來完成，可想而知這是效率最低的一種RAID。由于全軟 RAID是在操作系統(tǒng)下實現(xiàn)RAID，,不能保護系統(tǒng)盤,，亦即系統(tǒng)分區(qū)不能參與實現(xiàn)RAID。有些操作系統(tǒng)，RAID的配置信息存在系統(tǒng)信息中，而不是存在磁盤上，當(dāng)系統(tǒng)崩潰，需重新安裝時，RAID的信息也會丟

13、失。尤其是全軟RAID 5是CPU的增強方式，會導(dǎo)致30%-40%的I/O功能降低，所以在服務(wù)器中不建議使用全軟RAID。,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),磁盤,CACHE,RAID,卡提高磁盤讀寫性能的另一手段是：磁盤,CACHE,。,CPU,系統(tǒng),CACHE,Memory,Memory,控制器,RAID CPU,磁盤,CACHE,SCSI,控制器,SCSI,硬盤,RAID,技術(shù)及應(yīng)用,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),磁盤,CACHE,的兩大工作：,磁盤,I/O,從磁盤讀,寫入磁盤,首先從,CACHE,讀,首先往,CACHE,寫,無,CACHE,有,CACHE,預(yù)讀,回寫,RAID,技術(shù)及應(yīng)用,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),

14、RAID技術(shù)如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)保護,數(shù)據(jù)鏡像,100%,數(shù)據(jù)備份,磁盤有效空間利用,50%,數(shù)據(jù)校驗：無,硬盤數(shù)目：,2,讀寫性能：讀性能提高,RAID1,RAID,技術(shù)及應(yīng)用,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),RAID,技術(shù)如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)保護,數(shù)據(jù)鏡像,+,分段,100%,數(shù)據(jù)備份,磁盤有效空間利用,50%,數(shù)據(jù)校驗：無,硬盤數(shù)目：,4,讀寫性能：均有性能提高,RAID10,RAID,技術(shù)及應(yīng)用,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),RAID,技術(shù)如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)保護,數(shù)據(jù)校驗,數(shù)據(jù)分段存儲,磁盤有效空間利用,n/n+1,數(shù)據(jù)校驗：校驗數(shù)據(jù)存在專門校驗盤,硬盤數(shù)目：,3,（最少）,讀寫性能：均有提高,RAID3,RAID,技術(shù)及應(yīng)用,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),RAID,技術(shù)如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)保護,數(shù)據(jù)校驗,數(shù)據(jù)分段存儲,磁盤有效空間利用,n/n+1,數(shù)據(jù)校驗：校驗數(shù)據(jù)均勻分布在各個磁盤上,硬盤數(shù)目：,3,（最少）,讀寫性能：均有提高,RAID5,RAID,技術(shù)及應(yīng)用,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),RAID,技術(shù)的價值,提高系統(tǒng),I/O,性能,數(shù)據(jù)安全保護,可 管 理 性,磁盤,cache,預(yù)讀,回寫,數(shù)據(jù)鏡像,數(shù)據(jù)校驗,磁盤陣列集中管理,管理軟件,磁盤分段,RAID1,、,10,RAID3,、,5,、,30,、,50,RAID,技術(shù)及應(yīng)用,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),*,RAID,技術(shù)及應(yīng)用,本次課程結(jié)束！,謝謝！,計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),