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RH9,軟磁盤(pán)陣列,急
磁盤(pán)陣列(Disk Array)原理
1.為什么需要磁盤(pán)陣列?
如何增加磁盤(pán)的存取(access)速度,如何防止數(shù)據(jù)因磁盤(pán)的故障而失落及如何有效 的利用磁盤(pán)空間,一直是電腦專業(yè)人員和用戶的困擾;而大容量磁盤(pán)的價(jià)格非常昂貴,對(duì) 用戶形成很大的負(fù)擔(dān)。磁盤(pán)陣列技術(shù)的產(chǎn)生一舉解決了這些問(wèn)題。
過(guò)去十幾年來(lái),CPU的處理速度增加了五十倍有多,內(nèi)存(memory)的存取速度亦大 幅增加,而數(shù)據(jù)儲(chǔ)存裝置--主要是磁盤(pán)(hard disk)--的存取速度只增加了三、四倍,形 成電腦系統(tǒng)的瓶頸,拉低了電腦系統(tǒng)的整體性能(through put),若不能有效的提升磁盤(pán) 的存取速度,CPU、內(nèi)存及磁盤(pán)間的不平衡將使CPU及內(nèi)存的改進(jìn)形成浪費(fèi)。
目前改進(jìn)磁盤(pán)存取速度的的方式主要有兩種。一是磁盤(pán)快取控制(disk cache controller),它將從磁盤(pán)讀取的數(shù)據(jù)存在快取內(nèi)存(cache memory)中以減少磁盤(pán)存取 的次數(shù),數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)都在快取內(nèi)存中進(jìn)行,大幅增加存取的速度,如要讀取的數(shù)據(jù)不在快 取內(nèi)存中,或要寫(xiě)數(shù)據(jù)到磁盤(pán)時(shí),才做磁盤(pán)的存取動(dòng)作。這種方式在單工環(huán)境(single- tasking envioronment)如DOS之下,對(duì)大量數(shù)據(jù)的存取有很好的性能(量小且頻繁的存 取則不然),但在多工(multi-tasking)環(huán)境之下(因?yàn)橐煌５淖鲾?shù)據(jù)交換(swapping) 的動(dòng)作)或數(shù)據(jù)庫(kù)(database)的存取(因?yàn)槊恳挥涗浂己苄?就不能顯示其性能。這種方 式?jīng)]有任何安全保障。
其二是使用磁盤(pán)陣列的技術(shù)。磁盤(pán)陣列是把多個(gè)磁盤(pán)組成一個(gè)陣列,當(dāng)作單一磁盤(pán) 使用,它將數(shù)據(jù)以分段(striping)的方式儲(chǔ)存在不同的磁盤(pán)中,存取數(shù)據(jù)時(shí),陣列中的相 關(guān)磁盤(pán)一起動(dòng)作,大幅減低數(shù)據(jù)的存取時(shí)間,同時(shí)有更佳的空間利用率。磁盤(pán)陣列所利用 的不同的技術(shù),稱為RAID level,不同的level針對(duì)不同的系統(tǒng)及應(yīng)用,以解決數(shù)據(jù)安全 的問(wèn)題。
一般高性能的磁盤(pán)陣列都是以硬件的形式來(lái)達(dá)成,進(jìn)一步的把磁盤(pán)快取控制及磁盤(pán) 陣列結(jié)合在一個(gè)控制器(RAID controler或控制卡上,針對(duì)不同的用戶解決人們對(duì)磁 盤(pán)輸出入系統(tǒng)的四大要求: (1)增加存取速度, (2)容錯(cuò)(fault tolerance),即安全性 (3)有效的利用磁盤(pán)空間; (4)盡量的平衡CPU,內(nèi)存及磁盤(pán)的性能差異,提高電腦的整體工作性能。
2.磁盤(pán)陣列原理
磁盤(pán)陣列中針對(duì)不同的應(yīng)用使用的不同技術(shù),稱為RAID level,RAID是Redundent Array of Inexpensive Disks的縮寫(xiě),而每一level代表一種技術(shù),目前業(yè)界公認(rèn)的標(biāo) 準(zhǔn)是RAID 0~RAID 5。這個(gè)level并不代表技術(shù)的高低,level 5并不高于level 3,level 1也不低過(guò)level 4,至于要選擇那一種RAID level的產(chǎn)品,純視用戶的操作環(huán)境 (operating environment)及應(yīng)用(application)而定,與level的高低沒(méi)有必然的關(guān)系。 RAID 0及RAID 1適用于PC及PC相關(guān)的系統(tǒng)如小型的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(network server)及 需要高磁盤(pán)容量與快速磁盤(pán)存取的工作站等,比較便宜;RAID 3及RAID 4適用于大型電 腦及影像、CAD/CAM等處理;RAID 5多用于OLTP,因有金融機(jī)構(gòu)及大型數(shù)據(jù)處理中心的 迫切需要,故使用較多而較有名氣, RAID 2較少使用,其他如RAID 6,RAID 7,乃至RAID 10等,都是廠商各做各的,并無(wú)一致的標(biāo)準(zhǔn),在此不作說(shuō)明。介紹各個(gè)RAID level之前, 先看看形成磁盤(pán)陣列的兩個(gè)基本技術(shù):
磁盤(pán)延伸(Disk Spanning):
譯為磁盤(pán)延伸,能確切的表示disk spanning這種技術(shù)的含義。如圖磁盤(pán)陣列控制器, 聯(lián)接了四個(gè)磁盤(pán),這四個(gè)磁盤(pán)形成一個(gè)陣列(array),而磁盤(pán)陣列的控制器(RAID controller)是將此四個(gè)磁盤(pán)視為單一的磁盤(pán),如DOS環(huán)境下的C:盤(pán)。這是disk spanning的意義,因?yàn)榘研∪萘康拇疟P(pán)延伸為大容量的單一磁盤(pán),用戶不必規(guī)劃數(shù)據(jù)在 各磁盤(pán)的分布,而且提高了磁盤(pán)空間的使用率。并使磁盤(pán)容量幾乎可作無(wú)限的延伸;而各 個(gè)磁盤(pán)一起作取存的動(dòng)作,比單一磁盤(pán)更為快捷。很明顯的,有此陣列的形成而產(chǎn)生 RAID的各種技術(shù)。
磁盤(pán)或數(shù)據(jù)分段(Disk Striping or Data Striping):
因?yàn)榇疟P(pán)陣列是將同一陣列的多個(gè)磁盤(pán)視為單一的虛擬磁盤(pán)(virtual disk),所以其數(shù) 據(jù)是以分段(block or segment)的方式順序存放在磁盤(pán)陣列中,數(shù)據(jù)按需要分段,從第一 個(gè)磁盤(pán)開(kāi)始放,放到最後一個(gè)磁盤(pán)再回到第一個(gè)磁盤(pán)放起,直到數(shù)據(jù)分布完畢。至于分段 的大小視系統(tǒng)而定,有的系統(tǒng)或以1KB最有效率,或以4KB,或以6KB,甚至是4MB或8MB 的,但除非數(shù)據(jù)小于一個(gè)扇區(qū)(sector,即521bytes),否則其分段應(yīng)是512byte的倍數(shù)。 因?yàn)榇疟P(pán)的讀寫(xiě)是以一個(gè)扇區(qū)為單位,若數(shù)據(jù)小于512bytes,系統(tǒng)讀取該扇區(qū)后,還要 做組合或分組(視讀或?qū)懚?的動(dòng)作,浪費(fèi)時(shí)間。從上圖我們可以看出,數(shù)據(jù)以分段于在 不同的磁盤(pán),整個(gè)陣列的各個(gè)磁盤(pán)可同時(shí)作讀寫(xiě),故數(shù)據(jù)分段使數(shù)據(jù)的存取有最好的效 率,理論上本來(lái)讀一個(gè)包含四個(gè)分段的數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間約=(磁盤(pán)的access time+數(shù)據(jù) 的tranfer time)X4次,現(xiàn)在只要一次就可以完成。
若以N表示磁盤(pán)的數(shù)目,R表示讀取,W表示寫(xiě)入,S表示可使用空間,則數(shù)據(jù)分段的性能 為: R:N(可同時(shí)讀取所有磁盤(pán)) W:N(可同時(shí)寫(xiě)入所有磁盤(pán)) S:N(可利用所有的磁盤(pán),并有最佳的使用率)
Disk striping也稱為RAID 0,很多人以為RAID 0沒(méi)有甚么,其實(shí)這是非常錯(cuò)誤的觀念, 因?yàn)镽AID 0使磁盤(pán)的輸出入有最高的效率。而磁盤(pán)陣列有更好效率的原因除數(shù)據(jù)分段 外,它可以同時(shí)執(zhí)行多個(gè)輸出入的要求,因?yàn)殛嚵兄械拿恳粋�(gè)磁盤(pán)都能獨(dú)立動(dòng)作,分段放 在不同的磁盤(pán),不同的磁盤(pán)可同時(shí)作讀寫(xiě),而且能在快取內(nèi)存及磁盤(pán)作并行存取 (parallel access)的動(dòng)作,但只有硬件的磁盤(pán)陣列才有此性能表現(xiàn)。
從上面兩點(diǎn)我們可以看出,disk spanning定義了RAID的基本形式,提供了一個(gè)便宜、 靈活、高性能的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),而disk striping解決了數(shù)據(jù)的存取效率和磁盤(pán)的利用率問(wèn) 題,RAID 1至RAID 5是在此基礎(chǔ)上提供磁盤(pán)安全的方案。
RAID 1
RAID 1是使用磁盤(pán)鏡像(disk mirroring)的技術(shù)。磁盤(pán)鏡像應(yīng)用在RAID 1之前就在很 多系統(tǒng)中使用,它的方式是在工作磁盤(pán)(working disk)之外再加一額外的備份磁盤(pán) (backup disk),兩個(gè)磁盤(pán)所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)完全一樣,數(shù)據(jù)寫(xiě)入工作磁盤(pán)的同時(shí)亦寫(xiě)入備份 磁盤(pán)。磁盤(pán)鏡像不見(jiàn)得就是RAID 1,如Novell Netware亦有提供磁盤(pán)鏡像的功能,但并 不表示Netware有了RAID 1的功能。一般磁盤(pán)鏡像和RAID 1有二點(diǎn)最大的不同:
RAID 1無(wú)工作磁盤(pán)和備份磁盤(pán)之分,多個(gè)磁盤(pán)可同時(shí)動(dòng)作而有重疊(overlaping)讀取的 功能,甚至不同的鏡像磁盤(pán)可同時(shí)作寫(xiě)入的動(dòng)作,這是一種最佳化的方式,稱為負(fù)載平衡 (load-balance)。例如有多個(gè)用戶在同一時(shí)間要讀取數(shù)據(jù),系統(tǒng)能同時(shí)驅(qū)動(dòng)互相鏡像的 磁盤(pán),同時(shí)讀取數(shù)據(jù),以減輕系統(tǒng)的負(fù)載,增加I/O的性能。
RAID 1的磁盤(pán)是以磁盤(pán)延伸的方式形成陣列,而數(shù)據(jù)是以數(shù)據(jù)分段的方式作儲(chǔ)存,因而 在讀取時(shí),它幾乎和RAID 0有同樣的性能。從RAID的結(jié)構(gòu)就可以很清楚的看出RAID 1 和一般磁盤(pán)鏡像的不同。
下圖為RAID 1,每一筆數(shù)據(jù)都儲(chǔ)存兩份: 從圖可以看出: R:N(可同時(shí)讀取所有磁盤(pán)) W:N/2(同時(shí)寫(xiě)入磁盤(pán)數(shù)) S:N/2(利用率)
讀取數(shù)據(jù)時(shí)可用到所有的磁盤(pán),充分發(fā)揮數(shù)據(jù)分段的優(yōu)點(diǎn);寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí),因?yàn)橛袀浞?所 以要寫(xiě)入兩個(gè)磁盤(pán),其效率是N/2,磁盤(pán)空間的使用率也只有全部磁盤(pán)的一半。
很多人以為RAID 1要加一個(gè)額外的磁盤(pán),形成浪費(fèi)而不看好RAID 1,事實(shí)上磁盤(pán)越來(lái)越 便宜,并不見(jiàn)得造成負(fù)擔(dān),況且RAID 1有最好的容錯(cuò)(fault tolerence)能力,其效率也 是除RAID 0之外最好的。
在磁盤(pán)陣列的技術(shù)上,從RAID 1到RAID 5,不停機(jī)的意思表示在工作時(shí)如發(fā)生磁盤(pán)故障, 系統(tǒng)能持續(xù)工作而不停頓,仍然可作磁盤(pán)的存取,正常的讀寫(xiě)數(shù)據(jù);而容錯(cuò)則表示即使磁 盤(pán)故障,數(shù)據(jù)仍能保持完整,可讓系統(tǒng)存取到正確的數(shù)據(jù),而SCSI的磁盤(pán)陣列更可在工 作中抽換磁盤(pán),并可自動(dòng)重建故障磁盤(pán)的數(shù)據(jù)。磁盤(pán)陣列之所以能做到容錯(cuò)及不停機(jī), 是因?yàn)樗腥哂嗟拇疟P(pán)空間可資利用,這也就是Redundant的意義。
RAID 2
RAID 2是把數(shù)據(jù)分散為位(bit)或塊(block),加入海明碼Hamming Code,在磁盤(pán)陣列中 作間隔寫(xiě)入(interleaving)到每個(gè)磁盤(pán)中,而且地址(address)都一樣,也就是在各個(gè)磁 盤(pán)中,其數(shù)據(jù)都在相同的磁道(cylinder or track)及扇區(qū)中。RAID 2的設(shè)計(jì)是使用共 軸同步(spindle synchronize)的技術(shù),存取數(shù)據(jù)時(shí),整個(gè)磁盤(pán)陣列一起動(dòng)作,在各作磁 盤(pán)的相同位置作平行存取,所以有最好的存取時(shí)間(accesstime),其總線(bus)是特別的 設(shè)計(jì),以大帶寬(band wide)并行傳輸所存取的數(shù)據(jù),所以有最好的傳輸時(shí)間(transfer time)。在大型檔案的存取應(yīng)用,RAID 2有最好的性能,但如果檔案太小,會(huì)將其性能拉 下來(lái),因?yàn)榇疟P(pán)的存取是以扇區(qū)為單位,而RAID 2的存取是所有磁盤(pán)平行動(dòng)作,而且是作 單位元的存取,故小于一個(gè)扇區(qū)的數(shù)據(jù)量會(huì)使其性能大打折扣。RAID 2是設(shè)計(jì)給需要連 續(xù)且大量數(shù)據(jù)的電腦使用的,如大型電腦(mainframe to supercomputer)、作影像處理 或CAD/CAM的工作站(workstation)等,并不適用于一般的多用戶環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 (network server),小型機(jī)或PC。
RAID 2的安全采用內(nèi)存陣列(memory array)的技術(shù),使用多個(gè)額外的磁盤(pán)作單位錯(cuò)誤校 正(single-bit correction)及雙位錯(cuò)誤檢測(cè)(double-bit detection);至于需要多少個(gè) 額外的磁盤(pán),則視其所采用的方法及結(jié)構(gòu)而定,例如八個(gè)數(shù)據(jù)磁盤(pán)的陣列可能需要三個(gè) 額外的磁盤(pán),有三十二個(gè)數(shù)據(jù)磁盤(pán)的高檔陣列可能需要七個(gè)額外的磁盤(pán)。
RAID 3
RAID 3的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存及存取方式都和RAID 2一樣,但在安全方面以奇偶校驗(yàn)(parity check)取代海明碼做錯(cuò)誤校正及檢測(cè),所以只需要一個(gè)額外的校檢磁盤(pán)(parity disk)。 奇偶校驗(yàn)值的計(jì)算是以各個(gè)磁盤(pán)的相對(duì)應(yīng)位作XOR的邏輯運(yùn)算,然后將結(jié)果寫(xiě)入奇偶校 驗(yàn)磁盤(pán),任何數(shù)據(jù)的修改都要做奇偶校驗(yàn)計(jì)算,如圖:
如某一磁盤(pán)故障,換上新的磁盤(pán)后,整個(gè)磁盤(pán)陣列(包括奇偶校驗(yàn)磁盤(pán))需重新計(jì)算一次, 將故障磁盤(pán)的數(shù)據(jù)恢復(fù)并寫(xiě)入新磁盤(pán)中;如奇偶校驗(yàn)磁盤(pán)故障,則重新計(jì)算奇偶校驗(yàn)值, 以達(dá)容錯(cuò)的要求.
較之RAID 1及RAID 2,RAID 3有85%的磁盤(pán)空間利用率,其性能比RAID 2稍差,因?yàn)橐?做奇偶校驗(yàn)計(jì)算;共軸同步的平行存取在讀檔案時(shí)有很好的性能,但在寫(xiě)入時(shí)較慢,需要 重新計(jì)算及修改奇偶校驗(yàn)磁盤(pán)的內(nèi)容。RAID 3和RAID 2有同樣的應(yīng)用方式,適用大檔 案及大量數(shù)據(jù)輸出入的應(yīng)用,并不適用于PC及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。
RAID 4
RAID 4也使用一個(gè)校驗(yàn)磁盤(pán),但和RAID 3不一樣,如圖:
RAID 4是以扇區(qū)作數(shù)據(jù)分段,各磁盤(pán)相同位置的分段形成一個(gè)校驗(yàn)磁盤(pán)分段(parity block),放在校驗(yàn)磁盤(pán)。這種方式可在不同的磁盤(pán)平行執(zhí)行不同的讀取命今,大幅提高磁 盤(pán)陣列的讀取性能;但寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí),因受限于校驗(yàn)磁盤(pán),同一時(shí)間只能作一次,啟動(dòng)所有 磁盤(pán)讀取數(shù)據(jù)形成同一校驗(yàn)分段的所有數(shù)據(jù)分段,與要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)做好校驗(yàn)計(jì)算再寫(xiě) 入。即使如此,小型檔案的寫(xiě)入仍然比RAID 3要快,因其校驗(yàn)計(jì)算較簡(jiǎn)單而非作位(bit level)的計(jì)算;但校驗(yàn)磁盤(pán)形成RAID 4的瓶頸,降低了性能,因有RAID 5而使得RAID 4 較少使用。
RAID 5 RAID5避免了RAID 4的瓶頸,方法是不用校驗(yàn)磁盤(pán)而將校驗(yàn)數(shù)據(jù)以循環(huán)的方式放在每一 個(gè)磁盤(pán)中,如下圖:
磁盤(pán)陣列的第一個(gè)磁盤(pán)分段是校驗(yàn)值,第二個(gè)磁盤(pán)至后一個(gè)磁盤(pán)再折回第一個(gè)磁盤(pán)的分 段是數(shù)據(jù),然后第二個(gè)磁盤(pán)的分段是校驗(yàn)值,從第三個(gè)磁盤(pán)再折回第二個(gè)磁盤(pán)的分段是 數(shù)據(jù),以此類推,直到放完為止。圖中的第一個(gè)parity block是由A0,A1...,B1,B2計(jì)算 出來(lái),第二個(gè)parity block是由B3,B4,...,C4,D0計(jì)算出來(lái),也就是校驗(yàn)值是由各磁盤(pán) 同一位置的分段的數(shù)據(jù)所計(jì)算出來(lái)。這種方式能大幅增加小檔案的存取性能,不但可同 時(shí)讀取,甚至有可能同時(shí)執(zhí)行多個(gè)寫(xiě)入的動(dòng)作,如可寫(xiě)入數(shù)據(jù)到磁盤(pán)1而其parity block在磁盤(pán)2,同時(shí)寫(xiě)入數(shù)據(jù)到磁盤(pán)4而其parity block在磁盤(pán)1,這對(duì)聯(lián)機(jī)交易處理 (OLTP,On-Line Transaction Processing)如銀行系統(tǒng)、金融、股市等或大型數(shù)據(jù)庫(kù)的 處理提供了最佳的解決方案(solution),因?yàn)檫@些應(yīng)用的每一筆數(shù)據(jù)量小,磁盤(pán)輸出入 頻繁而且必須容錯(cuò)。
事實(shí)上RAID 5的性能并無(wú)如此理想,因?yàn)槿魏螖?shù)據(jù)的修改,都要把同一parityblock的 所有數(shù)據(jù)讀出來(lái)修改后,做完校驗(yàn)計(jì)算再寫(xiě)回去,也就是RMW cycle(Read-Modify-Write cycle,這個(gè)cycle沒(méi)有包括校驗(yàn)計(jì)算);正因?yàn)闋恳欢鴦?dòng)全身,所以: R:N(可同時(shí)讀取所有磁盤(pán)) W:1(可同時(shí)寫(xiě)入磁盤(pán)數(shù)) S:N-1(利用率)
RAID 5的控制比較復(fù)雜,尤其是利用硬件對(duì)磁盤(pán)陣列的控制,因?yàn)檫@種方式的應(yīng)用比其 他的RAID level要掌握更多的事情,有更多的輸出入需求,既要速度快,又要處理數(shù)據(jù), 計(jì)算校驗(yàn)值,做錯(cuò)誤校正等,所以價(jià)格較高;其應(yīng)用最好是OLTP,至于用于圖像處理等, 不見(jiàn)得有最佳的性能。
2.磁盤(pán)陣列的額外容錯(cuò)功能：Spare or Standby driver
事實(shí)上容錯(cuò)功能已成為磁盤(pán)陣列最受青睞的特性,為了加強(qiáng)容錯(cuò)的功能以及使系統(tǒng)在磁 盤(pán)故障的情況下能迅速的重建數(shù)據(jù),以維持系統(tǒng)的性能,一般的磁盤(pán)陣列系統(tǒng)都可使用 熱備份(hot spare or hot standby driver)的功能,所謂熱備份是在建立(configure) 磁盤(pán)陣列系統(tǒng)的時(shí)候,將其中一磁盤(pán)指定為后備磁盤(pán),此一磁盤(pán)在平常并不操作,但若陣 列中某一磁盤(pán)發(fā)生故障時(shí),磁盤(pán)陣列即以后備磁盤(pán)取代故障磁盤(pán),并自動(dòng)將故障磁盤(pán)的 數(shù)據(jù)重建(rebuild)在后備磁盤(pán)之上,因?yàn)榉磻?yīng)快速,加上快取內(nèi)存減少了磁盤(pán)的存取, 所以數(shù)據(jù)重建很快即可完成,對(duì)系統(tǒng)的性能影響很小。對(duì)于要求不停機(jī)的大型數(shù)據(jù)處理 中心或控制中心而言,熱備份更是一項(xiàng)重要的功能,因?yàn)榭杀苊馔黹g或無(wú)人值守時(shí)發(fā)生 磁盤(pán)故障所引起的種種不便。
另一個(gè)額外的容錯(cuò)功能是壞扇區(qū)轉(zhuǎn)移(bad sector reassignment)。壞扇區(qū)是磁盤(pán)故障 的主要原因,通常磁盤(pán)在讀寫(xiě)時(shí)發(fā)生壞扇區(qū)的情況即表示此磁盤(pán)故障,不能再作讀寫(xiě),甚 至有很多系統(tǒng)會(huì)因?yàn)椴荒芡瓿勺x寫(xiě)的動(dòng)作而死機(jī),但若因?yàn)槟骋簧葏^(qū)的損壞而使工作不 能完成或要更換磁盤(pán),則使得系統(tǒng)性能大打折扣,而系統(tǒng)的維護(hù)成本也未免太高了。壞扇 區(qū)轉(zhuǎn)移是當(dāng)磁盤(pán)陣列系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)磁盤(pán)有壞扇區(qū)時(shí),以另一空白且無(wú)故障的扇區(qū)取代該扇區(qū), 以延長(zhǎng)磁盤(pán)的使用壽命,減少壞磁盤(pán)的發(fā)生率以及系統(tǒng)的維護(hù)成本。所以壞扇區(qū)轉(zhuǎn)移功 能使磁盤(pán)陣列具有更好的容錯(cuò)性,同時(shí)使整個(gè)系統(tǒng)有最好的成本效益比。其他如可外接 電池備援磁盤(pán)陣列的快取內(nèi)存,以避免突然斷電時(shí)數(shù)據(jù)尚未寫(xiě)回磁盤(pán)而損失;或在RAID 1時(shí)作寫(xiě)入一致性的檢查等,雖是小技術(shù),但亦不可忽視。
3.硬件磁盤(pán)陣列還是軟件磁盤(pán)陣列
市面上有所謂硬件磁盤(pán)陣列與軟件磁盤(pán)陣列之分,因?yàn)檐浖疟P(pán)陣列是使用一塊SCSI 卡與磁盤(pán)連接,一般用戶誤以為是硬件磁盤(pán)陣列。以上所述主要是針對(duì)硬件磁盤(pán)陣列, 其與軟件磁盤(pán)陣列有幾個(gè)最大的區(qū)別:
l 一個(gè)完整的磁盤(pán)陣列硬件與系統(tǒng)相接。 l 內(nèi)置CPU,與主機(jī)并行運(yùn)作,所有的I/O都在磁盤(pán)陣列中完成,減輕主機(jī)的工作負(fù)載, 增加系統(tǒng)整體性能。 l 有卓越的總線主控(bus mastering)及DMA(Direct Memory Access)能力,加速數(shù)據(jù) 的存取及傳輸性能。 l 與快取內(nèi)存結(jié)合在一起,不但增加數(shù)據(jù)的存取及傳輸性能,更因減少對(duì)磁盤(pán)的存取 而增加磁盤(pán)的壽命。 l 能充份利用硬件的特性,反應(yīng)快速。
軟件磁盤(pán)陣列是一個(gè)程序,在主機(jī)執(zhí)行,透過(guò)一塊SCSI卡與磁盤(pán)相接形成陣列,它最大 的優(yōu)點(diǎn)是便宜,因?yàn)闆](méi)有硬件成本(包括研發(fā)、生產(chǎn)、維護(hù)等),而SCSI卡很便宜(亦有的 軟件磁盤(pán)陣列使用指定的很貴的SCSI卡);它最大的缺點(diǎn)是使主機(jī)多了很多進(jìn)程 (process),增加了主機(jī)的負(fù)擔(dān),尤其是輸出入需求量大的系統(tǒng)。目前市面上的磁盤(pán)陣列 系統(tǒng)大部份是硬件磁盤(pán)陣列,軟件磁盤(pán)陣列較少。
4.磁盤(pán)陣列卡還是磁盤(pán)陣列控制器
磁盤(pán)陣列控制卡一般用于小系統(tǒng)，供單機(jī)使用。與主機(jī)共用電源，在關(guān)閉主機(jī)電源時(shí)存 在丟失Cache中的數(shù)據(jù)的的危險(xiǎn)。磁盤(pán)陣列控制卡只有常用總線方式的接口，其驅(qū)動(dòng)程 序與主機(jī)、主機(jī)所用的操作系統(tǒng)都有關(guān)系，有軟、硬件兼容性問(wèn)題并潛在地增加了系統(tǒng) 的不安定因素。在更換磁盤(pán)陣列卡時(shí)要冒磁盤(pán)損壞，資料失落，隨時(shí)停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。
獨(dú)立式磁盤(pán)陣列控制一般用于較大型系統(tǒng),可分為兩種： 單通道磁盤(pán)陣列和多通道式磁盤(pán)陣列，單通道磁盤(pán)陣列只能接一臺(tái)主機(jī)，有很大的 擴(kuò)充限制。多通道磁盤(pán)陣列可接多個(gè)系統(tǒng)同時(shí)使用,以群集(cluster)的方式共用磁盤(pán)陣 列,這使內(nèi)接式陣列控制及單接式磁盤(pán)陣列無(wú)用武之地。目前多數(shù)獨(dú)立形式的磁盤(pán)陣列 子系統(tǒng)，其本身與主機(jī)系統(tǒng)的硬件及操作環(huán)境?BR>; -- ※ 來(lái)源:．廣州網(wǎng)易 BBS bbs.nease.net．[FROM: 202.103.153.151] 發(fā)信人: secu (secu), 信區(qū): WinNT 標(biāo) 題: Re: NT下做RAID 發(fā)信站: 廣州網(wǎng)易 BBS (Mon Aug 24 17:59:42 199 , 轉(zhuǎn)信
【 在 davychen (xiaoque) 的大作中提到: 】 : 【 在 Magicboy (師傅仔) 的大作中提到: 】 : : 請(qǐng)問(wèn)用SCSI硬盤(pán)做軟件RAID與用性能更高一些的IDE硬盤(pán)做軟件鏡象，哪個(gè) : : 性能更好一些？ : 當(dāng)然是SCSI,但用軟件鏡象不能實(shí)現(xiàn)雙工。因?yàn)閭浞值闹皇菙?shù)據(jù)部分，引導(dǎo)區(qū)部分不在 : 上面。如果用IDE的話，無(wú)論RAID0,1,5,10,50都必須同時(shí)讀寫(xiě)�？赡芎芸祆成硬盘�?/font>; : 道或扇區(qū)。RAID 0,1只要求兩個(gè)硬盤(pán)，RAID 5則至少三個(gè)硬盤(pán)。
首先，IDE的性能不會(huì)比SCSI更高的。特別是在多任務(wù)的情況下。一般廣告給出的是 最大傳送速度，并不是工作速度。同一時(shí)期的IDE與SCSI盤(pán)相比，主要是產(chǎn)量比較大， 電路比較簡(jiǎn)單，所以價(jià)格比SCSI低很多，但要比性能，則差遠(yuǎn)了。
RAID并沒(méi)有限制使用多少個(gè)盤(pán)，應(yīng)時(shí)盤(pán)越多越好。 對(duì)于SCSI結(jié)構(gòu)的RAID來(lái)說(shuō)，盤(pán)的最大數(shù)量與SCSI通道（SCSI總線）的數(shù)量有關(guān) 一般是每個(gè)通道最多裝15個(gè)盤(pán)（SCSI/3） 對(duì)于FC-AL（光纖)則是每個(gè)通道200個(gè)盤(pán)
當(dāng)然，要有這樣大的磁盤(pán)箱才行! |
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發(fā)表于 2004-03-11 20:35
