raid_详解

服务器RAID技术及应用沙洲职业工学院服务器技术讲座适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座•什么是RAID？•RAID技术是怎样实现数据保护的？•RAID技术带给用户什么价值？RAID技术及应用我们的目标适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座讲座内容•磁盘基本知识：基本磁盘与动态磁盘•RAID术语•RAID技术的实现•IDERAID与SCSIRAID技术及应用•常用RAID卡产品介绍•问题与讨论RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座磁盘基本知识•基本磁盘与动态磁盘•基本磁盘如果要改变分区容量就会丢失全部数据（当然也有一些特殊的磁盘工具软件可以改变分区而不会破坏数据）。比如？•动态磁盘在不重新启动计算机的情况下可更改磁盘容量大小，而且不会丢失数据PQMagic适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座讲座内容•RAID术语•RAID技术的实现•IDERAID与SCSIRAID技术及应用•磁盘阵列操作演示•常用RAID卡产品介绍•问题与讨论RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座RAID技术的定义•RAID•RedundantArrayofIndependentDisks•RAID是将同一阵列中的多个磁盘视为单一的虚拟磁盘，数据是以分段的方式顺序存放于磁盘阵列中。RAID术语RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座DiskSpanning•DiskSpanning•数据跨盘技术使多个硬盘像一个硬盘那样工作•用廉价的资源来突破现有硬盘空间限制•最大限度的利用磁盘空间•不能改善硬盘的可靠性和速度•JBOD(JustABunchOfDisks)1234File12341200MB300MB400MB400MB100MBRAID技术及应用RAID术语适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座DiskStriping•DiskStriping•将数据按照一定大小分成多个数据块，这些数据块可以被分别存放在不同的物理盘上•系统在从特定硬盘读取数据时可以通知下个目标盘准备数据•提高系统读写数据的性能File12341234RAID术语RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座DiskMirroring•DiskMirroring•将相同的数据同时写入多个硬盘中•当某个物理硬盘失效时，提供数据资料的保护能力•降低系统写数据的性能File123412341234RAID术语RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座HotSwap•HotSwap•处于运行状态的磁盘阵列子系统当出现单个物理盘失效的情况时，采用新硬盘将失效物理盘在线替换，同时保证系统稳定运行•只有RAID级别为1、3、5、10、30、50的阵列才提供该功能。123412412541234RAID术语RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座Parity•Parity•来自多个物理磁盘上的数据通过异或(XOR)操作运算产生的冗余奇偶数据•当单个硬盘失效时，这些冗余数据能够通过与其它物理磁盘上的数据进行异或(XOR)操作而恢复由于硬盘失效而丢失的数据•产生的冗余数据可以被存放于一个专作奇偶校验用的硬盘上，也可以将这些奇偶校验数据分散分布在磁盘阵列的全部硬盘中•产生和存储奇偶校验数据需要一些额外的操作，目前产生奇偶校验数据有两种方式：硬件生成和软件计算。RAID术语RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座讲座内容•RAID术语•RAID技术的实现•IDERAID与SCSIRAID技术及应用•磁盘阵列操作演示•常用RAID卡产品介绍•问题与讨论RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座RAIDLevels—RAID0•RAID0•Striping•数据以分段（1K-8MByte）的方式放在磁盘阵列中，没有校验数据。•没有容错能力，同一通道4个1GB的硬盘做RAID0的效率是1个4GB硬盘的3-3.5倍；RAID技术的实现RAID技术及应用A0A1A2A3A4A5A6A74N-24N-14N4N-3............磁盘0磁盘2磁盘3磁盘1适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座RAID0系统的工作原理适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座RAIDLevels—RAID1•RAID1•Mirroring•使磁盘读取的效率增加，但写入的效率降低•通过数据直接备份具有容错能力RAID技术的实现RAID技术及应用A0A0A1A1NN......磁盘0磁盘1适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座RAID1工作原理图示适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座RAIDLevels—RAID3•RAID3•StripingwithDedicatedParityDrive•有校验数据，提供数据容错能力•当单个硬盘失效时，会产生奇偶盘I/O瓶颈效应A2P1A3A5P24N-24N-14N-3............磁盘0磁盘1磁盘2磁盘3P1A0A1P2A4PNRAID技术的实现RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座RAIDLevels—RAID4•RAID4•IndependentDatadiskswithsharedParitydisk（独立的数据硬盘与共享的校验硬盘）•按块存储可以保证块的完整，不受因分条带存储在其他硬盘上而可能产生的不利影响（比如当其他多个硬盘损坏时，数据就完了）。•由于RAID4在写入时要等一个硬盘写完后才能写一下个，并且还要写入校验数据所以写入效率比较差，读取时也是一个硬盘一个硬盘的读，适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座RAIDLevels—RAID5•RAID5•StripingwithDistributedParity•有校验数据，提供数据容错能力•校验值分散在各个盘的不同位置，相当程度的分散了负载，故有较好的性能，尤其是对小型数据。RAID5适用于银行和股市的联机交易系统（OLTP）。A1A2A4A5A64N-24N-14N-3............磁盘0磁盘1磁盘2磁盘3P1A74N...磁盘4P1A0P2PNA3RAID技术的实现RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座RAID-5工作原理适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座RAID5E/RAID5EE适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座RAID-5正常时适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座RAID-5受损时适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座RAID5XOR复原适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座RAIDLevels—RAID10TwoRAID1’sStripedRAID技术的实现RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座RAID1+0工作原理图示适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座RAIDLevels—RAID30TwoRAID3’sStripedRAID技术的实现RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座RAIDLevels—RAID50TwoRAID5’sStripedRAID技术的实现RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座讲座内容•RAID术语•RAID技术的实现•IDERAID与SCSIRAID技术及应用•磁盘阵列操作演示•常用RAID卡产品介绍•问题与讨论RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座SCSI与IDE•SCSI(SmallComputerSystemInterface)•定义了一种输入/输出总线和逻辑接口，主要目标是提供一种设备独立的机制用来连接主机和访问设备。•IDE（Intergradeddriveelectronics)•现在PC机使用的主流硬盘接口IDERAID与SCSIRAID技术及应用RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座IDERAID基于IDE接口的RAID应用产品称为IDERAID•与SCSIRAID相比有及具竞争力的性价比•为中低端应用的服务器产品提供更强的数据处理和数据保护以及较高的性能价格比•支持RAID0，1，0+1，5IDERAID与SCSIRAID技术及应用RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座SCSIRAID•基于SCSI接口的RAID应用产品称为SCSIRAID•多个I/O并行操作，设备传输速度快；•可扩展性好，最多可连接15个外部scsi设备；•支持RAID级别多，RAID0、RAID1、RAID10、RAID3、RAID5、RAID30、RAID50、JBOD等；•支持Hotspare,在线热插拔，性能更稳定、可靠性更好；IDERAID与SCSIRAID技术及应用RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座为什么用RAID卡•用户对磁盘系统的四大要求•增加磁盘I/O存取速度•数据安全性要求，及容错（Faulttolerance）的能力•有效的利用磁盘空间•分担主机CPU的I/O事务•降低内存及磁盘的性能差异•提高计算机的整体工作性能IDERAID与SCSIRAID技术及应用RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座IDERAID卡•将若干IDE硬盘做成一个或几个阵列盘，提高了系统中磁盘I/O的性能，并且使磁盘系统具有数据镜像的安全保护功能。•具有可管理性，在操作系统支持下，管理软件可监控阵列的状态，添加和删除阵列，在线数据恢复等；•最多支持4个硬盘，可实现RAID0、1、0+1•QW1060、1600B应用了IDERAID卡，2100主板集成IDERAID控制器IDERAID与SCSIRAID技术及应用RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座SCSIRAID卡•将若干硬盘做成一个或几个阵列盘，提高了系统中磁盘I/O的性能，并且使磁盘系统具有容错的安全保护功能。•通过磁盘Cache的运用，提高系统的存取速度，•结合SAF-TE（SCSIAccessFaultTolerantEnclosure）对磁盘阵列中的磁盘进行监控管理，管理的人机接口有1）RAID卡本身的指示报警；2）具有SAF-TE功能的热插拔背板；3）操作系统上安装的监控软件。IDERAID与SCSIRAID技术及应用RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座SCSIRAID卡的结构SCSI控制器RAID处理器FirmwareCACHEMEMORY指示报警电池通道B通道APCI总线SCSI终结器IDERAID与SCSIRAID技术及应用RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座SCSI接口的图片适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座磁盘CACHERAID卡提高磁盘读写性能的另一手段是：磁盘CACHE。CPU系统CACHEMemoryMemory控制器RAIDCPU磁盘CACHESCSI控制器SCSI硬盘IDERAID与SCSIRAID技术及应用RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座磁盘CACHE的两大工作：磁盘I/O从磁盘读写入磁盘首先从CACHE读首先往CACHE写无CACHE有CACHE预读回写IDERAID与SCSIRAID技术及应用RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座预读ReadAheadPre-Fetch预读的两种方式CACHE预读提高了计算机系统中的硬盘读的功能，尤其是在读取含有大量文件碎片的文件时。具有良好预读功能的RAID卡能在看起来很随机的读访问中，识别出读取磁盘的规律，通过这个规律提前将系统要读取的数据放在CACHE中。IDERAID与SCSIRAID技术及应用RAID技术及应用适用够用会用服务器RAID技术及应用讲座ReadaheadPre-Fetch当RAID卡发现系统要读的是先前已经读过的数据时，在这一次，便将这一个数据块的数据写到CACHE里。