P3-独立冗余磁盘阵列

周利平博士云南大学软件学院PhoneNo:0871-5038656,13008680144Email:[e-mail]:、独立冗余磁盘阵列•3.1概念•3.2RAID的内部I/O结构•3.3RAID的基本特性•3.4RAID分区及数据组织•3.5RAID级别33.1、独立冗余磁盘阵列概念•3.1概念•ProjectfromCaliforniaUniversity,Berkerlyin1980s•EarlyTime:RedundantArrayofInexpensiveDisk（廉价冗余磁盘阵列）•Present:RedundantArrayofIndependentDisk（独立冗余磁盘阵列）43.1、独立冗余磁盘阵列概念53.1、独立冗余磁盘阵列概念•3.1概念•两个主要部件：控制器、磁盘阵列•控制器负责路由、缓冲、管理主机和磁盘阵列之间的数据流63、独立冗余磁盘阵列•3.1概念•3.2RAID的内部I/O结构•3.3RAID的基本特性•3.4RAID分区及数据组织•3.5RAID级别73.2、RAID的内部I/O结构•RAID的结构取决于RAID配置•RAID配置与控制器的通道个数及其成员磁盘驱动器的连接能力有关83.2、RAID的内部I/O结构•A、单控制器通道/单磁盘接口RAID支系统•控制器有一个通道和一个磁盘缓存•每个成员磁盘有单个端口•RAID控制器将I/O操作分配给各个成员磁盘93.2、RAID的内部I/O结构103.2、RAID的内部I/O结构•B、双控制器通道/单磁盘接口RAID支系统•控制器有两个通道分别连接两个分离的磁盘阵列•通道多、控制的磁盘多，容量大•每个成员磁盘有单个端口113.2、RAID的内部I/O结构123.2、RAID的内部I/O结构•C、双控制器通道/双磁盘接口RAID支系统•控制器有两个通道•每个成员磁盘有两个端口•控制器可以通过任何一个通道与任何成员磁盘通信•从硬件上提高了系统的可靠性，如果其中一个通道失败，系统仍可以工作。133.2、RAID的内部I/O结构143、独立冗余磁盘阵列•3.1概念•3.2RAID的内部I/O结构•3.3RAID的基本特性•3.4RAID分区及数据组织•3.5RAID级别153.3、RAID的基本特性•3.3.1RAID容量的扩展性•由多个驱动器组成，但在外部主机看来，RAID是一个单一的、快速可靠大容量磁盘驱动器•RAID可用容量是成员磁盘总容量的50%-90%163.3、RAID的基本特性•3.3.2RAID的可管理性•硬件、软件•操作系统相关/独立173.3、RAID的基本特性•3.3.3RAID的高性能•磁盘分块把主机I/O分散到各个成员磁盘驱动器中，同一时间可以完成比单个驱动器更多的I/O操作。•并行访问•独立访问183.3、RAID的基本特性•3.3.4RAID的可靠性•任何一个成员磁盘失败，系统仍然可以运行•支持热交换（HotSwap）•镜像•校验冗余：例子1920213、独立冗余磁盘阵列•3.1概念•3.2RAID的内部I/O结构•3.3RAID的基本特性•3.4RAID分区及数据组织•3.5RAID级别223.4、RAID分区及数据组织•3.4.1分区和阵列•3.4.2分块和分条233.4、RAID分区及数据组织•3.4.1分区和阵列•分区：一组地址连续的成员磁盘存储块•一个磁盘可以有一个/多个分区•一个磁盘上的分区大小可以不同•多个不连续的分区可以通过虚拟磁盘到成员磁盘的影射，成为同一虚拟磁盘的一部分、•分区可以组织成阵列•阵列中的分区大小应相同24253.4、RAID分区及数据组织•3.4.1分区和阵列•每个磁盘定义多个分区，1和3三个分区、2和4有四个分区•多种方法组成阵列•1A-4A组成阵列A、1B-4B组成阵列B、1C-4C组成阵列C、2D和4D组成阵列D。263.4、RAID分区及数据组织•3.4.2分块和分条•分块：将一个分区分成一个或多个大小相等、地址相邻的块•同一阵列中分块的大小相同•分条：磁盘阵列中两个或更多分区上的一组位置相关的分块。•位置相关：第一分块属于第一分条，第二分块属于第二分条等等27283、独立冗余磁盘阵列•3.1概念•3.2RAID的内部I/O结构•3.3RAID的基本特性•3.4RAID分区及数据组织•3.5RAID级别293.5、RAID级别•3.5.1RAID1•3.5.2RAID5303.5、RAID级别•3.5.1RAID1—镜像•每一个磁盘具有一个相应的镜像盘•磁盘能够使用的容量是磁盘容量总和的一半•一块磁盘失败、系统不受影响•出现磁盘故障的RAID系统不再可靠，需要尽快更换磁盘•更换新盘后原有数据需要花费很长时间同步镜像，但不影响数据的访问，性能下降313.5、RAID级别•3.5.2RAID5–STRIP•目前市场上常见的产品•校验数据被分配在所有磁盘中•能够使用的容量比磁盘总容量少一个磁盘的容量•一个磁盘受损，系统可以正常运作