存儲基礎(chǔ)知識(RAID及磁盤技術(shù)).ppt

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1、存儲基礎(chǔ)知識RAID技術(shù)RAID基本概念——定義RAID（RedundantArrayofIndependentDisks）即獨立磁盤冗余陣列，RAID技術(shù)將多個單獨的物理硬盤以不同的方式組合成一個邏輯硬盤，從而達到提升存儲容量、讀寫性能和數(shù)據(jù)安全性的目的。根據(jù)不同的組合方式可以分為不同的RAID級別RAID0數(shù)據(jù)條帶化，無校驗RAID1數(shù)據(jù)鏡像，無校驗RAID2海明碼錯誤校驗及校正（不常用）RAID3數(shù)據(jù)條帶化讀寫，校驗信息存放于專用盤（不常用）RAID4單次寫數(shù)據(jù)采用單個硬盤，專用盤存放校驗數(shù)據(jù)（不常用）R

2、AID5數(shù)據(jù)條帶化，校驗信息分布式存放RAID6數(shù)據(jù)條帶化，分布式校驗并提供兩級冗余可靠性未使用RAID一旦硬盤損壞，資料將丟失!作業(yè)將停頓!資料仍然存在!使用RAIDRAID出現(xiàn)原因一提高容量未使用RAID使用RAID硬盤容量單塊硬盤容量硬盤容量=單塊硬盤容量xNRAID出現(xiàn)原因二一旦硬盤損壞，資料將丟失!作業(yè)將停頓!提升速度未使用RAID使用RAIDI/O1I/O2I/O1I/O2(Disk1)(Disk2)節(jié)省時間速度@Nx單塊硬盤的速度TotalrequestexecutiontimeSoftwares

3、etupAccessTimeDataTransferSoftwareCompletionRAID出現(xiàn)原因三CPU運算速度飛速提高，數(shù)據(jù)讀寫速度不應(yīng)該成為計算機系統(tǒng)處理的瓶頸RAID基本概念——條帶分條條帶硬盤0硬盤2硬盤1硬盤3大數(shù)據(jù)塊寫入RAID時會被分成多個數(shù)據(jù)塊并行寫入多塊硬盤，這些大小一致的數(shù)據(jù)塊就稱為條帶。同時數(shù)據(jù)讀取時會并行從多塊硬盤讀取條帶數(shù)據(jù)，最后完整輸出。條帶無疑會大幅度提升整體讀寫效率。RAID基本概念——重建（Rebuild）數(shù)據(jù)盤A1A0PA0A1PXOR故障數(shù)據(jù)盤校驗盤A2A2XOR數(shù)

4、據(jù)盤更換某塊硬盤出現(xiàn)故障后，一旦將其更換為正常硬盤，RAID便會通過其他硬盤數(shù)據(jù)計算出壞盤上原有的數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)重建回新添硬盤上。RAID基本概念——物理卷和邏輯卷RAID10RAID5RAID由幾塊硬盤（物理卷）組成RAID可以多個硬盤按照指定容量創(chuàng)建一個或多個邏輯卷，便通過LUN（LogicUnitNumber）來標識。一個邏輯卷對于主機來說就是一塊硬盤（物理卷）物理卷物理卷邏輯卷邏輯卷多個物理卷上創(chuàng)建1個邏輯卷多個物理卷上創(chuàng)建2個邏輯卷LUN1LUN2LUN3RAID0條帶存儲(Striping)原理：又

5、稱數(shù)據(jù)分條，即把數(shù)據(jù)分成若干相等大小的小塊，并把它們寫到陣列上不同的硬盤上，這種技術(shù)又稱“Stripping”（即將數(shù)據(jù)條帶化），RAID0在讀寫時是以并行的方式對各硬盤同時進行操作。優(yōu)點磁盤空間利用率最高在所有的級別中，RAID0的速度是最快的缺點無冗余功能，如果一個磁盤損壞，則所有的數(shù)據(jù)都無法使用不適合關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用媒體編輯圖像編輯需要高帶寬的應(yīng)用RAID1鏡像/雙工優(yōu)點數(shù)據(jù)安全性相對其它RAID級，是最好的缺點磁盤利用率只有50%，是所有RAID上磁盤利用率最低的一個級別原理：即每個工作盤都有一個鏡像盤，每

6、次寫數(shù)據(jù)時必須同時寫入鏡像盤，讀數(shù)據(jù)時只從工作盤讀出，一旦工作盤發(fā)生故障立即轉(zhuǎn)入鏡像盤，從鏡像盤中讀出數(shù)據(jù)。當更換故障盤后，數(shù)據(jù)可以重構(gòu)，恢復工作盤正確數(shù)據(jù)應(yīng)用財務(wù)金融需要高數(shù)據(jù)可用性的應(yīng)用RAID3(條帶分布+專用盤校驗)原理：使用至少三塊硬盤配置，在其中的一塊硬盤上存貯專用的校驗數(shù)據(jù)，當某塊硬盤出現(xiàn)故障時，其它硬盤可以通過校驗數(shù)據(jù)將有故障的硬盤的數(shù)據(jù)重新恢復出來。特點：數(shù)據(jù)以位或字節(jié)的方式存于各盤（分散記錄在組內(nèi)相同扇區(qū)的各個硬盤上）優(yōu)點高可用性磁盤利用率較高(N-1)并行I/O傳輸，順序讀性能較高缺點校驗

7、盤成為性能瓶頸每次讀寫牽動整個組，每次只能完成一次I/O應(yīng)用流媒體服務(wù)器圖像編輯視頻編輯RAID5(條帶技術(shù)+分布式校驗)原理：RAID5將所有校驗的數(shù)據(jù)分別存貯在所有的硬盤上,每一個硬盤的不同地方既存貯數(shù)據(jù)，也存貯校驗數(shù)據(jù)。當某塊硬盤出現(xiàn)故障時，其它硬盤可以通過校驗數(shù)據(jù)將故障的硬盤的數(shù)據(jù)重新恢復出來。優(yōu)點高可用性磁盤利用率較高(N-1),沒有固定的校驗盤，奇偶校驗信息均勻分布在陣列所屬的所有磁盤中隨機讀寫性能高允許在同一組內(nèi)并發(fā)進行多個寫操作缺點異或較驗影響存儲性能應(yīng)用文件及應(yīng)用服務(wù)器數(shù)據(jù)庫服務(wù)器Web,E-

8、mail局域網(wǎng)服務(wù)器RAID6（Doubleparitydrive）高級數(shù)據(jù)保護特點：較高的數(shù)據(jù)冗余性能；超強的數(shù)據(jù)保護能力，可以應(yīng)付多顆盤同時出錯；優(yōu)點：允許在同一組內(nèi)并發(fā)進行多個寫操作缺點：計算校驗地址占用較多的處理時間；較低的寫入速率。RAID6P+QRAID6P+Q會根據(jù)公式計算出P和Q的值，當有兩個數(shù)據(jù)同時丟失時，仍可以計算出原數(shù)據(jù)磁盤1磁盤2磁盤3磁盤4磁盤5條帶1數(shù)據(jù)1a