EMC存儲基礎知識白皮書

1、EM存儲基礎知識白皮書目錄第1章網(wǎng)絡存儲主要技術31.1 概述31.2 DAS:直接附加存儲31.3 SAN:存儲區(qū)域網(wǎng)絡41.3.1 什么是SAN?41.3.2 SAN的誤區(qū)51.3.3 SAN的組成51.3.4 FCSAN的問題51.3.5 IPSAN61.4 NAS:網(wǎng)絡附加存儲81.5 SAN和NAS9第2章主要協(xié)議和相關技術92.1 SCSI102.2 FC（光纖通道）102.3 iSCSI112.4 iSCSI與光纖通道的比較13第3章文件系統(tǒng)相關知識143.1 什么是文件系統(tǒng)143.2 主流文件系統(tǒng)和特點153.3 NFS和CIFS網(wǎng)絡文件系統(tǒng)工作原理和特點193.4 存儲系統(tǒng)與

2、文件系統(tǒng)的關系20第4章RAID技術214.1 RAID概述214.2 RAID級別214.2.1 RAID0214.2.3 RAID2234.2.4 RAID3234.2.5 RAID4244.2.6 RAID5244.2.7 RAID6254.2.8 RAID10264.2.9 RAID01264.2.10 JBOD274.3不同RAID級別對比2729 / 29第1章網(wǎng)絡存儲主要技術1.1 概述存儲系統(tǒng)是整個IT系統(tǒng)的基石，是IT技術賴以存在和發(fā)揮效能的基礎平臺。早先的存儲形式是存儲設備（通常是磁盤）與應用服務器其他硬件直接安裝于同一個機箱之內，并且該存儲設備是給本臺應用服務器獨占使用的

3、。隨著服務器數(shù)量的增多，磁盤數(shù)量也在增加，且分散在不同的服務器上，查看每一個磁盤的運行狀況都需要到不同的應用服務器上去查看。更換磁盤也需要拆開服務器，中斷應用。于是，一種希望將磁盤從服務器中脫離出來，集中到一起管理的需求出現(xiàn)了。不過，一個問題：如何將服務器和盤陣連接起來？面臨這樣的問題，有廠商提出了SCSI協(xié)議，通過專用的線纜將服務器的總線和存儲設備連接起來，通過專門的SCSI指令來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲。后來發(fā)展到FC協(xié)議。這樣，多個服務器可以通過SCSI線纜或光纖建立與存儲系統(tǒng)的連接。這樣的方式，我們稱之為直接附加存儲（DAS）。1.2 DAS:直接附加存儲DirectAttachedSCSIor

4、FCSSCSIDAS（DirectAttachedStorage一直接附加存儲）是指將存儲設備通過SCSI線纜或光纖通道直接連接到服務器上。一個SCSI環(huán)路或稱為SCSI通道可以掛載最多16臺設備；FC可以在仲裁環(huán)的方式下支持126個設備；DAS方式實現(xiàn)了機內存儲到存儲子系統(tǒng)的跨越，但是缺點依然有很多：擴展性差，服務器與存儲設備直接連接的方式導致出現(xiàn)新的應用需求時，只能為新增的服務器單獨配置存儲設備，造成重復投資。資源利用率低，DAS方式的存儲長期來看存儲空間無法充分利用，存在浪費。不同的應用服務器面對的存儲數(shù)據(jù)量是不一致的，同時業(yè)務發(fā)展的狀況也決定這存儲數(shù)據(jù)量的變化。因此，出現(xiàn)了部分應用對應

5、的存儲空間不夠用，另一些卻有大量的存儲空間閑置。可管理性差，DAS方式數(shù)據(jù)依然是分散的，不同的應用各有一套存儲設備。管理分散，無法集中。異構化嚴重，DAS方式使得企業(yè)在不同階段采購了不同型號不同廠商的存儲設備，設備之間異構化現(xiàn)象嚴重，導致維護成本據(jù)高不下。1.3 SAN:存儲區(qū)域網(wǎng)絡SAN AttiicliedFibre chauueliSCSIAttachedBlock IOiSCSI Appliance1.3.1 什么是SAN?SAN(StorageAeraNetwork)存儲區(qū)域網(wǎng)絡，是一種通過網(wǎng)絡方式連接存儲設備和應用服務器的存儲構架，這個網(wǎng)絡專用于主機和存儲設備之間的訪問。當有數(shù)據(jù)的

6、存取需求時,數(shù)據(jù)可以通過存儲區(qū)域網(wǎng)絡在服務器和后臺存儲設備之間高速傳輸。1.3.2 SAN的誤區(qū)SAN的發(fā)展歷程較短，從90年代后期興起，由于當時以太網(wǎng)的帶寬有限，而FC協(xié)議在當時就可以支持1Gb的帶寬，因此早期的SAN存儲系統(tǒng)多數(shù)由FC存儲設備構成，導致很多用戶誤以為SAN就是光纖通道設備，其實SAN代表的是一種專用于存儲的網(wǎng)絡架構，與協(xié)議和設備類型無關，隨著千兆以太網(wǎng)的普及和萬兆以太網(wǎng)的實現(xiàn)，人們對于SAN的理解將更為全面。1.3.3 SAN的組成SAN由服務器，后端存儲系統(tǒng)，SAN連接設備組成；后端存儲系統(tǒng)由SAN控制器和磁盤系統(tǒng)構成，控制器是后端存儲系統(tǒng)的關鍵，它提供存儲接入，數(shù)據(jù)操作

7、及備份，數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)快照等數(shù)據(jù)安全管理，及系統(tǒng)管理等一系列功能。后端存儲系統(tǒng)為SAN解決方案提供了存儲空間。使用磁盤陣列和RAID策略為數(shù)據(jù)提供存儲空間和安全保護措施。連接設備包括交換機，HBA卡和各種介質的連接線。SAN的優(yōu)點：設備整合，多臺服務器可以通過存儲網(wǎng)絡同時訪問后端存儲系統(tǒng)，不必為每臺服務器單獨購買存儲設備，降低存儲設備異構化程度，減輕維護工作量，降低維護費用；數(shù)據(jù)集中，不同應用和服務器的數(shù)據(jù)實現(xiàn)了物理上的集中，空間調整和數(shù)據(jù)復制等工作可以在一臺設備上完成，大大提高了存儲資源利用率；高擴展性，存儲網(wǎng)絡架構使得服務器可以方便的接入現(xiàn)有SAN環(huán)境，較好的適應應用變化的需求；總體擁有成

8、本低，存儲設備的整合和數(shù)據(jù)集中管理，大大降低了重復投資率和長期管理維護成本；1.3.4 FCSAN的問題兼容性差，F(xiàn)C協(xié)議發(fā)展時間短，開發(fā)和產(chǎn)品化的大廠商較少，而且廠商之間各自遵循內部標準，導致不同廠商的FC產(chǎn)品之間兼容性和互操作差，即使同一廠商的不同版本不同型號的FC產(chǎn)品也存在類似的問題；成本高昂，F(xiàn)CSAN的成本包括先期設備成本和長期維護成本，由于FC協(xié)議在成熟度和互聯(lián)性上無法與以太網(wǎng)相比，導致FC協(xié)議只能局限于存儲系統(tǒng)應用，無法實現(xiàn)大規(guī)模推廣，這直接導致了FC產(chǎn)品價格的昂貴；同樣與FC-SAN相關的所有產(chǎn)品都身價高昂，無論是備份軟件的FC-SAN模塊，甚至SCSI硬盤簡單更換連接口成為F

9、C硬盤，都要翻上幾倍的價錢；另外兼容性差也導致了用戶無法自己維護FC設備,必須購買昂貴的廠商服務，如果用戶的環(huán)境中包括多種FC存儲設備，用戶每年花在FC-SAN的系統(tǒng)保修服務的費用占當年采購成本的15%左右。如果再算上系統(tǒng)安裝部署階段的專業(yè)服務費用支出，以5年計算，整個服務費用支出與系統(tǒng)采購達到1:1!擴展能力差，F(xiàn)C-SAN高昂的成本和協(xié)議封閉，使得產(chǎn)品的開發(fā)、升級、擴容代價高昂。從2000年以來，存儲市場中最大的中端部分就一直5年不變地維持著前端兩個存儲控制器，后端兩個（最多四個）光纖環(huán)路的結構。不僅產(chǎn)品本身無法進行性能和處理能力擴展，產(chǎn)品型號向上的升級付出的代價幾乎相當于購買一套新的設備

10、；異構化嚴重，各廠商按照自有標準開發(fā)各種功能，如快照、復制、鏡像等，導致不同廠商存儲設備之間功能無法互通，結果又出現(xiàn)的DAS方式的各種問題，重復投資、難以管理的局面SAN的出現(xiàn)，從根本上是要建立一個開放、高性能、高可靠、高可擴展性的存儲資源平臺，從而能夠應對快速的業(yè)務變化和數(shù)據(jù)增長，然而以上問題使得用戶使用網(wǎng)絡存儲的目標產(chǎn)生了嚴重的偏離，很多用戶甚至開始質疑為什么要放棄DAS而使用昂貴復雜的FC-SAN。1.3.5 IPSANIP網(wǎng)絡是一個開放，高性能，高可擴展，可靠性高的網(wǎng)絡平臺。IP網(wǎng)是國際互連網(wǎng)，企業(yè)內部網(wǎng)絡的主要形式。經(jīng)過多年發(fā)展，IP網(wǎng)絡實現(xiàn)了最高的可管理性和互操作性。TCP/IP協(xié)

11、議彈性強，適應網(wǎng)絡的各種變化，無需停止服務即可實網(wǎng)絡變更。1G的以太網(wǎng)已經(jīng)普及，2006年會擴展到10G。FC在2008年才能到4G。不同廠家的IP網(wǎng)設備兼容性好。網(wǎng)絡設備采購成本低廉。以太網(wǎng)知識普及，以太網(wǎng)多年的發(fā)展培養(yǎng)了無數(shù)的網(wǎng)絡管理人員。IPSAN的基本想法是通過高速以太網(wǎng)絡連接服務器和后端存儲系統(tǒng)。將SCSI指令和數(shù)據(jù)塊經(jīng)過高速以太網(wǎng)傳輸，繼承以太網(wǎng)的優(yōu)點，實現(xiàn)建立一個開放、高性能、高可靠性，高可擴展的存儲資源平臺。IP SANiSCSIAttachedBmioSpy 辰 atmi遙匚口IPy亡KiSCSI Appliance將數(shù)據(jù)塊和SCSI指令通過TCP/IP協(xié)議承載，通過千兆/萬

12、兆專用的以太網(wǎng)絡連接應用服務器和存儲設備，這樣的解決方案稱為IPSAN。IPSAN遵循IETF的iSCSI標準，通過以太網(wǎng)實現(xiàn)對存儲空間的塊級訪問，由于早先以太網(wǎng)速度，數(shù)據(jù)安全性以及系統(tǒng)級高容錯要求等問題，這一標準經(jīng)歷了三年的認證過程，在包括舊M、HP、SUN、COMPAQ、DELL、Intel、Microsoft、EMC、HDS、Brocade等眾多家廠商的努力，和萬兆/千兆以太網(wǎng)10GBitEthernet支撐下，IPSAN/iSCSI已解決了網(wǎng)絡瓶頸，數(shù)據(jù)安全和容錯等問題，進入了實用階段。IPSAN繼承了IP網(wǎng)絡的優(yōu)點:實現(xiàn)彈性擴展的存儲網(wǎng)絡，能自適應應用的改變。已經(jīng)驗證的傳輸設備保證運

13、行的可靠性以太網(wǎng)從1G向10G及更高速過渡，只需通過簡單的升級便可得到極大的性能提升,并保護投資IP跨長距離擴展能力，輕松實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)復制和災難恢復大量熟悉的網(wǎng)絡技術和管理的人才減少培訓和人力成本將以太網(wǎng)的經(jīng)濟性引入存儲降低用戶總體擁有成本。1.4 NAS:網(wǎng)絡附加存儲NetworkAttachedStonigeNAS（NetworkAttachedStorage網(wǎng)絡附加存儲），是一種文件共享服務。擁有自己的文件系統(tǒng)，通過NFS或CIFS對外提供文件訪問服務。NAS包括存儲器件（例如硬盤驅動器陣列、CD或DVD驅動器、磁帶驅動器或可移動的存儲介質）和專用服務器。專用服務器上裝有專門的操作系統(tǒng)，

14、通常是簡化的unix/linux操作系統(tǒng)，或者是一個特殊的win2000內核。它為文件系統(tǒng)管理和訪問做了專門的優(yōu)化。專用服務器利用NFS或CIFS,充當遠程文件服務器，對外提供文件級的訪問。NAS的優(yōu)點：NAS可以即插即用。NAS通過TCP/IP網(wǎng)絡連接到應用服務器，因此可以基于已有的企業(yè)網(wǎng)絡方便連接。專用的操作系統(tǒng)支持不同的文件系統(tǒng)，提供不同操作系統(tǒng)的文件共享。經(jīng)過優(yōu)化的文件系統(tǒng)提高了文件的訪問效率，也支持相應的網(wǎng)絡協(xié)議。即使應用服務器不再工作了，仍然可以讀出數(shù)據(jù)。NAS的缺點：1、NAS設備與客戶機通過企業(yè)網(wǎng)進行連接，因此數(shù)據(jù)備份或存儲過程中會占用網(wǎng)絡的帶寬。這必然會影響企業(yè)內部網(wǎng)絡上的其

15、他網(wǎng)絡應用。共用網(wǎng)絡帶寬成為限制NAS性能的主要問題。2、NAS的可擴展性受到設備大小的限制。增加另一臺NAS設備非常容易，但是要想將兩個NAS設備的存儲空間無縫合并并不容易，因為NAS設備通常具有獨特的網(wǎng)絡標識符，存儲空間的擴大上有限。3、NAS訪問需要經(jīng)過文件系統(tǒng)格式轉換，所以是以文件一級來訪問。不適和Block級的應用，尤其是要求使用裸設備的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。1.5 SAN和NASSAN和NAS經(jīng)常被視為兩種競爭技術，實際上，二者能夠很好地相互補充，以提供對不同類型數(shù)據(jù)的訪問。SAN針對海量、面向數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)傳輸，而NAS則提供文件級的數(shù)據(jù)訪問和共享服務。盡管這兩種技術類似，但嚴格意義上講NA

16、S其實只是一種文件服務。NAS和SAN不僅各有應用場合，也相互結合，許多SAN部署于NAS后臺，為NAS設備提供高性能海量存儲空間。NAS和SAN結合中出現(xiàn)了NAS網(wǎng)關這個部件。NAS網(wǎng)關主要由專為提供文件服務而優(yōu)化的操作系統(tǒng)和相關硬件組成，可以看作是一個專門的文件管理器。NAS網(wǎng)關連接到后端上的SAN上，使的SAN的大容量存儲空間可以為NAS所用。因此，NAS網(wǎng)關后面的存儲空間可以根據(jù)環(huán)境的需求擴展到非常大的容量?！癗AS網(wǎng)關”方案主要是在NAS一端增加了可與SAN相連的“接口”，系統(tǒng)對外只有一個用戶接口。NAS網(wǎng)關系統(tǒng)雖然在一定程度上解決了NAS與SAN系統(tǒng)的存儲設備級的共享問題，但在文件

17、級的共享問題上卻與傳統(tǒng)的NAS系統(tǒng)遇到了同樣的可擴展性問題。當一個文件系統(tǒng)負載很大時，NAS網(wǎng)關很可能成為系統(tǒng)的瓶頸。第2章主要協(xié)議和相關技術關鍵字：SCSIFC iSCSI2.1SCSISCSI是小型計算機系統(tǒng)接口(SmallComputerSystemInterface)的簡稱，于1979首次提出，是為小型機研制的一種接口技術，現(xiàn)在已完全普及到了小型機，高低端服務器以及普通PC上。SCSI可以劃分為SCSI-1、SCSI-2、SCSI-3,最新的為SCSI-3,也是目前應用最廣泛的SCSI版本。1、SCSI-1:1979年提出，支持同步和異步SCSI外圍設備；支持7臺8位的外圍設備，最大數(shù)

18、據(jù)傳輸速度為5MB/S。2、SCSI-2:1992年提出，也稱為FastSCSI,數(shù)據(jù)傳輸率提高到20MB/S。3、SCSI-3:1995年提出，UltraSCSI(Fast-20)。Ultra2SCSI(Fast-40)出現(xiàn)于1997年，最高傳輸速率可達80MB/s。1998年9月，Ultra3SCSI(Utra160SCSI)正式發(fā)布，最高數(shù)據(jù)傳輸率為160MB/s。Ultra320SCSI的最高數(shù)據(jù)傳輸率已經(jīng)達到了320MB/s。2.2FC(光纖通道)FC光纖通道：用于計算機設備之間數(shù)據(jù)傳輸，傳輸率達到2G(將來會達到4G)。光纖OSI參考模型將傳輸?shù)男畔⑥D換為接收服務器可以諛別的格式(

19、例如ASCH)應用層對信息傳輸,壓縮和加密表示層有關逋信會話的詳細信息會話層數(shù)據(jù)分塊傳輸層追加地址和路由信息網(wǎng)絡層為同專用途徑或物理媒介通信準備數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層從服務器向媒介進行傳輸(例如一銅，光)物理層通道用于服務器共享存儲設備的連接，存儲控制器和驅動器之間的內部連接。數(shù)據(jù)和應用FC4高層協(xié)議映射光纖通道FC-3：通用服務FC?數(shù)據(jù)分發(fā)FC-1：字節(jié)編碼FC-0物理界面協(xié)議基本架構：FC-4UpperLayerProtocol:SCSI,HIPPI,SBCCS,802.2,ATM,VI,IPFC-3commonserviceFC-2FramingProtocol/FlowControlFC-1

20、Encode/DecodeFC-0Media:Opticalorcopper,100MB/secto1.062GB/sec協(xié)議層說明：FC-0:物理層，定制了不同介質，傳輸距離，信號機制標準，也定義了光纖和銅線接口以及電纜指標FC-1:定義編碼和解碼的標準FC-2:定義了幀、流控制、和服務質量等FC-3:定義了常用服務，如數(shù)據(jù)加密和壓縮FC-4:協(xié)議映射層，定義了光纖通道和上層應用之間的接口，上層應用比如：串行SCSI協(xié)議，HBA的驅動提供了FC-4的接口函數(shù)，F(xiàn)C-4支持多協(xié)議，如：FCP-SCSI,FC-IP,FC-VI協(xié)議簡介：FCP-SCSI:FCP-SCSI:是將SCSI并行接口轉化

21、為串行接口方式的協(xié)議，應用于存儲系統(tǒng)和服務器之間的數(shù)據(jù)傳輸。新的ANSIT10標準，支持SAN上存儲系統(tǒng)之間通過數(shù)據(jù)遷移應用來直接移動數(shù)據(jù)。FCP-SCSI提供200MB/S（全雙工獨占帶寬）的傳輸速率，每連接最遠達10公里，最大16000000個節(jié)點。FCP-SCSI使用幀傳輸取代塊傳輸。幀傳輸以大數(shù)據(jù)流傳輸方式傳輸短的小的事務數(shù)據(jù)。2.3iSCSIiSCSI（互聯(lián)網(wǎng)小型計算機系統(tǒng)接口）是一種在TCP/IP上進行數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)臉藴?。它是由Cisco和IBM兩家發(fā)起的，并且得到了各大存儲廠商的大力支持。iSCSI可以實現(xiàn)在IP網(wǎng)絡上運行SCSI協(xié)議，使其能夠在諸如高速千兆以太網(wǎng)上進行快速的數(shù)據(jù)存

22、取備份操作。iSCSI標準在2003年2月11日由IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務組）認證通過。iSCSI繼承了兩大最傳統(tǒng)技術：SCSI和TCP/IP協(xié)議。這為iSCSI的發(fā)展奠定了堅實的基礎。基于iSCSI的存儲系統(tǒng)只需要不多的投資便可實現(xiàn)SAN存儲功能，甚至直接利用現(xiàn)有的TCP/IP網(wǎng)絡。相對于以往的網(wǎng)絡存儲技術，它解決了開放性、容量、傳輸速度、兼容性、安全性等問題，其優(yōu)越的性能使其備受關注與青睞。iSCSI的數(shù)據(jù)包結構:EthernetHeaderIPHeaderTCPHeaderISCSIHeader爐ISCSIDataL:ni"frailer、142020484pTCPsegmen

23、tIPdatagram,Ethernetframe>工作流程：iSCSI系統(tǒng)由SCSI適配器發(fā)送一個SCSI命令。命令封裝到TCP/IP包中并送入到以太網(wǎng)絡。接收方從TCP/IP包中抽取SCSI命令并執(zhí)行相關操作。把返回的SCSI命令和數(shù)據(jù)封裝到TCP/IP包中，將它們發(fā)回到發(fā)送方。系統(tǒng)提取出數(shù)據(jù)或命令，并把它們傳回SCSI子系統(tǒng)。安全性描述：iSCSI協(xié)議本身提供了QoS及安全特性?？梢韵拗苅nitiator僅向target列表中的目標發(fā)登錄請求，再由target確認并返回響應，之后才允許通信；通過IPSeC各數(shù)據(jù)包加密之后傳輸，包括數(shù)據(jù)完整性、確定性及機密性檢測等；iSCSI的優(yōu)勢(

24、1)廣泛分布的以太網(wǎng)為iSCSI的部署提供了基礎。(2)千兆/萬兆以太網(wǎng)的普及為iSCSI提供了更大的運行帶寬。(3)以太網(wǎng)知識的普及為基于iSCSI技術的存儲技術提供了大量的管理人才。(4)由于基于TCP/IP網(wǎng)絡，完全解決數(shù)據(jù)遠程復制(DataReplication)及災難恢復(DisasterRecover)等傳輸距離上的難題。(5)得益于以太網(wǎng)設備的價格優(yōu)勢和TCP/IP網(wǎng)絡的開放性和便利的管理性，設備擴充和應用調整的成本付出小。2.4iSCSI與光纖通道的比較從傳輸層看，光纖通道的傳輸采用其FC協(xié)議，iSCSI采用TCP/IP協(xié)議。FC協(xié)議與現(xiàn)有的以太網(wǎng)是完全異構的，兩者不能相互接駁

25、。因此光纖通道是具有封閉性的，而且不僅與現(xiàn)有的企業(yè)內部網(wǎng)絡（以太網(wǎng)）接入，也與其他不同廠商的光纖通道網(wǎng)絡接入（由于廠家對FC標準的理解的異樣，F(xiàn)C設備的兼容性是一個巨大的難題）。因此，對于以后存儲網(wǎng)絡的擴展由于兼容性的問題而成為了難題。而且，F(xiàn)C協(xié)議由于其協(xié)議特性，網(wǎng)絡建完后，加入新的存儲子網(wǎng)時，必須要重新配置整個網(wǎng)絡，這也是FC網(wǎng)絡擴展的障礙。iSCSI基于的TCP/IP協(xié)議，它本身就運行于以太網(wǎng)之上，因此可以和現(xiàn)有的企業(yè)內部以太網(wǎng)無縫結合。TCP/IP網(wǎng)絡設備之間的兼容性已經(jīng)無需討論，迅猛發(fā)展的internent網(wǎng)上運行著全球無數(shù)家網(wǎng)絡設備廠商提供的網(wǎng)絡設備，這是一個最好的佐證。從網(wǎng)絡管理

26、的角度看，運行FC協(xié)議的光網(wǎng)絡，其技術難度相當之大。其管理采用了專有的軟件，因此需要專門的管理人員，且其培訓費用高昂。TCP/IP網(wǎng)絡的知識通過這些年的普及，已有大量的網(wǎng)絡管理人才，并且，由于支持TCP/IP的設備對協(xié)議的支持一致性好，即使是不同廠家的設備，其網(wǎng)絡管理方法也是基本一致的。FC運行于光網(wǎng)絡之上，其速度是非常快的，現(xiàn)在已經(jīng)達到了2G的帶寬，這也是它的主要優(yōu)勢所在。下一代的FC標準正在制定當中，其速度可以達到4G,今天的千兆以太網(wǎng)已經(jīng)在普及當中，這也是基于TCP/IP的iSCSI協(xié)議進入實用的保證。得益于優(yōu)秀的設計，以太網(wǎng)從誕生到現(xiàn)在，遍及了所有有網(wǎng)絡的地方，到現(xiàn)在依然表現(xiàn)出非凡的生

27、命力，在全球無數(shù)網(wǎng)絡廠商的共同努力下，以太網(wǎng)的速度穩(wěn)步提升，千兆網(wǎng)絡已經(jīng)實際應用，萬兆網(wǎng)絡呼之欲出，以太網(wǎng)的主要部件交換機路由器均已有萬兆級別的產(chǎn)品。隨著產(chǎn)品的不斷豐富，以及設備廠商間的劇烈競爭，其建設成本在不斷下降，萬兆網(wǎng)絡的普及已日益臨近。當iSCSI以10Gb的高速傳輸數(shù)據(jù)時，基于iSCSI協(xié)議的存儲技術將無可爭議的成為網(wǎng)絡存儲的王者。第3章文件系統(tǒng)相關知識3.1 什么是文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)定義了把文件存儲于磁盤時所必須的數(shù)據(jù)結構及磁盤數(shù)據(jù)的管理方式。我們知道，磁盤是由很多個扇區(qū)（Sector）組成的，如果扇區(qū)之間不建立任何的關系，寫入其中的文件就無法訪問，因為無法知道文件從哪個扇區(qū)開始，文

28、件占多少個扇區(qū)，文件有什么屬性。為了訪問磁盤中的數(shù)據(jù)，就必需在扇區(qū)之間建立聯(lián)系，也就是需要一種邏輯上的數(shù)據(jù)存儲結構。建立這種邏輯結構就是文件系統(tǒng)要做的事情，在磁盤上建立文件系統(tǒng)的過程通常稱為“格式化”。以Windows平臺下最常見的FATt件系統(tǒng)為例。FATt件系統(tǒng)有兩個重要的組成部分：FAT表（FileAllocationTable）和數(shù)據(jù)存儲區(qū)。FATW是FATC件系統(tǒng)的名稱來源，它定義了存儲數(shù)據(jù)的簇（Cluster,由2的n次方個Sector組成，n值根據(jù)分區(qū)大小而定，需綜合考慮數(shù)據(jù)存取效率和存儲空間的利用率）之間的鏈接關系，這種鏈接關系是一個單向鏈表，指向0xFF表示結束。依據(jù)一個簇編

29、號所用bit數(shù)的不同，可分為FAT12、FAT1解DFAT3紋件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)區(qū)存儲的數(shù)據(jù)包含文件目錄項（DirectoryEntries）和文件數(shù)據(jù)。文件目錄項存儲的是一個文件或目錄的屬性信息，包括文件名稱（把目錄也看成是文件）、讀寫屬性、文件大小、創(chuàng)建時間、起始簇編號等，一個目錄下的每個子目錄和文件都對應一個表項記錄。文件目錄項以固定32字節(jié)的長度存儲，以樹型結構管理，其中根目錄的位置是確定的。也就是說，根據(jù)分區(qū)根目錄可以找到下級子目錄和文件的起始簇編號，根據(jù)下級子目錄又可以找到更下級目錄或文件的起始簇編號。可見，F(xiàn)ATI和文件目錄項是為了文件的訪問和管理而建立的。應用程序要訪問一個文件時，根

30、據(jù)文件路徑（邏輯分區(qū)號+目錄，如F:software）和文件名稱（如setup.exe）可從文件目錄項中獲得存儲文件數(shù)據(jù)的起始簇號，之后從FATW查詢這個簇號對應的鏈表，就可以獲得該文件對應的全部簇編號。從這些簇中讀出全部數(shù)據(jù)，就得到一個完整的文件。一般來說，文件系統(tǒng)是和操作系統(tǒng)緊密結合在一起的，不同的操作系統(tǒng)使用不同的文件系統(tǒng)，但有時為了兼容，不同操作系統(tǒng)也使用相同的文件系統(tǒng)。3.2 主流文件系統(tǒng)和特點在Windows系列操作系統(tǒng)中，MS-DOSflWindows3.x使用FAT16t件系統(tǒng)，默認情況下Windows98也使用FATiqWindows98和WindowsMe可以同時支持FAT

31、16FAT3酒種文件系統(tǒng)，WindowsNT則支持FAT16NTF麗種文件系統(tǒng)，Windows2000可以支持FAT16FAT32NTFSE種文彳系統(tǒng).每一種文件系統(tǒng)提供的功能與特點各不相同。比如FAT3取件系統(tǒng)。，采用32位的文件分配表，磁盤的管理能力大為增強。但由于文件分配表的增大，性能相對來說有所下降。此外，這個版本的文件系統(tǒng)不能向下兼容。NTF牖隨著WindowsNTB作系統(tǒng)而產(chǎn)生的，它的優(yōu)點和FATt件系統(tǒng)相比是有更好的安全性和穩(wěn)定性，在使用中不易產(chǎn)生文件碎片，NTF吩區(qū)對用戶權限作出了非常嚴格的限制，同時它還提供了容錯結構日志，從而保護了系統(tǒng)的安全。但NTF吩區(qū)格式的兼容性不好，W

32、indows98/ME操作系統(tǒng)均不能直接訪問該分區(qū)。對于超過4GBA上的硬盤，使用NTF分區(qū)，可以減少磁盤碎片的數(shù)量，大大提高硬盤的利用率；NTFST以支持的文件大小可以達到64GB遠遠大于FAT32下的4GB支持長文件名，支持的最大分區(qū)為2TB。在Linux系統(tǒng)中，每個分區(qū)都是一個文件系統(tǒng)，都有自己的目錄層次結構。Linux的最重要特征之一就是支持多種文件系統(tǒng)，并可以和許多其它種操作系統(tǒng)共存。隨著Linux的不斷發(fā)展，它所支持的文件格式系統(tǒng)也在迅速擴充。特別是Linux2.4內核正式推出后，出現(xiàn)了大量新的文件系統(tǒng).Linux系統(tǒng)可以支持十多種文件系統(tǒng)類型包括：JFS、ext、ext2、ext

33、3、ISO9660、XFSMinx、MSDOSUMSDOSVFATNTFSHPFSNFSSMBSysV、PRO等。各主流操作系統(tǒng)和平臺的文件系統(tǒng)名稱和特點如下表所示操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)特點Windows95、Windows98、OSR2Windows98SE、WindowsMe、Windows2000和WindowsXPFat文件系統(tǒng)FAT12/FAT16和FAT32可以允許多種操作系統(tǒng)訪問，如MS-DOSWindows3.x、Windows9x、WindowsNT口OS/2等。這一文件系統(tǒng)在使用時遵循8.3命名規(guī)則（即文件名最多為8個字符，擴展名為3個字符）。最大的限制在于兼容性方面，F(xiàn)at32

34、不能保持向下兼容。當分區(qū)小于512M寸，F(xiàn)at32不會發(fā)生作用。單個文件不能大于4G。WindowsNT/2000NTF故件系統(tǒng)支持文件系統(tǒng)故障恢復，尤其是大存儲媒體、長文件名。分區(qū)大小可以達到2TR通過使用標準的事物處理日志和恢復技術來保證分區(qū)的一致性。只能被WindowsNT/2000所識別，不能被FATC件系統(tǒng)所存取WindowslonghornWinfs用以組織、搜索和共享多種多樣的信息的存儲平臺。WinF蹴設計為在無結構文件和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)之間建立起更好的互操作性，從而提供快捷的文件瀏覽和搜索功能LinuxExt2/ext3/XFS等文件系統(tǒng)是一種日志式文件系統(tǒng)。日志式文件系統(tǒng)的優(yōu)越性在

35、于：由于文件系統(tǒng)都有快取層參與運作，如不使用時必須將文件系統(tǒng)卸下，以便將快取層的資料寫回磁盤中。因此每當系統(tǒng)要關機時，必須將其所有的文件系統(tǒng)全部卸下后才能進行關機UNIX系統(tǒng)NFS網(wǎng)絡文件系統(tǒng)，允許多臺計算機之間共享文件系統(tǒng)，易于從所有這些計算機存放文件Windows系列CIFS網(wǎng)絡文件系統(tǒng)，允許多臺計算機之間共享文件系統(tǒng)，易于從所有這些計算機存放文件AIXJFS具有可伸縮性和健壯性，與非日志文件系統(tǒng)相比，它的優(yōu)點是其快速重啟能力：Jfs能夠在幾秒或幾分鐘內就把文件系統(tǒng)恢復到一致狀態(tài)。為滿足服務器（從單處理器系統(tǒng)到高級多處理器和群集系統(tǒng)）的高吞吐量和可靠性需求而設計的。使用數(shù)據(jù)庫日志處理技術，

36、jsf能在幾秒或幾分鐘之內把文件系統(tǒng)恢復到一致狀態(tài)。SCOUnixWare,VxfsUFS日志式文件系統(tǒng).建立文件的索引區(qū)，將操作記錄Vxfs在事件日志中，當系統(tǒng)發(fā)生意外時，能讓系統(tǒng)迅速、完SolarisUFS全地得到恢復。提供文件系統(tǒng)的照相功能，保證了數(shù)據(jù)Hfs的在線備份，提供文件系統(tǒng)的在線擴展，并提高了I/OHP-UXVxfs吞吐率SGIIRIX操作CXFSXfS文件系統(tǒng)是SGI開發(fā)的一個全64位，快速、穩(wěn)固的日志文件系統(tǒng)，SGI并將其移植到了Linux系統(tǒng)中.支持超大數(shù)量的文件（9gX1gb,甚至更大的18gX1gb）,可在大型2d和3d數(shù)據(jù)方面提供顯著的性能。提供了在不妨礙性能的情況下

37、增強可靠性和快速的事故恢復?？缮壭裕悦鎸Υ蠖鄶?shù)的存儲容量和i/o存儲需求，可處理大型文件和包含巨大數(shù)量文件的大型目錄.cxfs系統(tǒng)XFS有能力動態(tài)地為文件分配索引空間，使系統(tǒng)形成高效支持大數(shù)量文件的能力。在它的支持下，用戶可使用1exabyte（1gX1gb）大的文件，遠遠大于現(xiàn)在最大的文件系統(tǒng)。CXFS共享文件系統(tǒng).主要用于SCI大型主機的高性能計算APPLEMacOSHfs分層文件系統(tǒng)(HierarchicalFileSystem).是一種由蘋果電腦開發(fā)，并使用在MacOS1的文件系統(tǒng)。將資源和數(shù)據(jù)存在一個文件的不同分支中，并使用了包括類型和創(chuàng)建者代碼在內的多種文件屬性。允許文件名最多

38、有31個字符的長度，支持metadata和每個文件的數(shù)據(jù)和資源支分開存儲文件3.3 NFS和CIFS網(wǎng)絡文件系統(tǒng)工作原理和特點NFS（NetworkFileSystem,網(wǎng)絡文件系統(tǒng)）是當前主流異構平臺共享文件系統(tǒng)之一.主要應用在UNIX境下。最早是由SUNmicrosystem開發(fā)，現(xiàn)在能夠支持在不同類型的系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡進行文件共享，廣泛應用在FreeBSDSCOSolaris等等異構操作系統(tǒng)平臺，允許一個系統(tǒng)在網(wǎng)絡上與它人共享目錄和文件。通過使用NFS,用戶和程序可以象訪問本地文件一樣訪問遠端系統(tǒng)上的文件，使得每個計算機的節(jié)點能夠像使用本地資源一樣方便地使用網(wǎng)上資源。換言之，NFS可用于

39、不同類型計算機、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡架構和傳輸協(xié)議運行環(huán)境中的網(wǎng)絡文件遠程訪問和共享。NFS勺工作原理是使用客戶端/服務器架構，由一個客戶端程序和服務器程序組成。服務器程序向其它計算機提供對文件系統(tǒng)的訪問，其過程就叫做“輸出”。NFS客戶端程序對共享文件系統(tǒng)進行訪問時，把它們從NFS服務器中“輸送”出來。文件通常以“塊”為單位進行彳輸.其尺寸是8K（雖然它可能會將操作分成更小尺寸的分片）.NFS傳輸協(xié)議用于服務器和客戶機之間文件訪問和共享的通信，從而使客戶機遠程地訪問保存在存儲設備上的數(shù)據(jù)。CIFS（CommorInternetFileSyste,公共互聯(lián)網(wǎng)文件系統(tǒng)）是當前主流異構平臺共享文件系統(tǒng)之

40、一。主要應用在NT/Windows環(huán)境下，是由Microsoft公司開發(fā)。其工作原理是讓CIFS協(xié)議運行于TCP/IP通信協(xié)議之上，讓Unix計算機可以在網(wǎng)絡鄰居上被Windows計算機看到。共享文件系統(tǒng)特點：異構平臺下的文件共享：不同平臺下的多個客戶端可以很容易的共享NAS中的同一個文件。充分利用現(xiàn)有的LAN網(wǎng)絡結構，保護現(xiàn)有投資。容易安裝，使用和管理都很方便，實現(xiàn)即插即用。廣泛的連接性：由于基于IP/Ethernet以及標準的NFS和CIFS,可以適應復雜的網(wǎng)絡環(huán)境。內部資源的整合：可以將內部的磁盤整合成一個統(tǒng)一的存儲池，以卷的方式提供給不同的用戶，每一個卷可以格式化成不同的文件系統(tǒng)允許應

41、用進程打開一個遠地文件，并能夠在該文件的某一個特定的位置上開始讀寫數(shù)據(jù)。NFS可使用戶只復制一個大文件中的一個很小的片段，而不需復制整個大文件，在網(wǎng)絡上傳送的只是少量的修改數(shù)據(jù)。需要注意的是，CIFS和NFS!然同樣也是文件系統(tǒng)（FileSystem）,但它并不能用于在磁盤中存儲和管理數(shù)據(jù)，它定義的是通過TCP/IP網(wǎng)絡傳輸文件時的文件組織格式和數(shù)據(jù)傳輸方式。利用CIFS和NF或享文件實際涉及到兩次的文件系統(tǒng)轉換?？蛻舳藦姆掌鞫松暾堃粋€文件時，服務器端首先從本地讀出文件（本地文件系統(tǒng)格式），并以NFS/CIFS的格式封裝成IP報文并發(fā)送給客戶端?？蛻舳耸盏絀P報文以后，把文件存儲與本地磁盤中

42、（本地文件系統(tǒng)格式）。3.4 存儲系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的關系提到NAS通常會想到傳統(tǒng)的NA殷備，它具有自己的文件系統(tǒng)，具有較大的存儲容量，具有一定的文件管理和服務功能。NA殷備和客戶端之間通過IP網(wǎng)絡連接，基于NFS/CIFS辦議在不同平臺之間共享文件，數(shù)據(jù)的傳輸以文件為組織單位。雖然NA殷備常被認為是一種存儲架構，但NA殷備最核心的東西實際上在存儲之外，那就是文件管理服務。從功能上來看，傳統(tǒng)NA轂備就是一個帶有DA的儲的文件服務器。從數(shù)據(jù)的IO路徑來看，它的數(shù)據(jù)IO發(fā)生在NA殷備內部，這種架構與DAS!無分別。而事實上，很多NA殷備內部的文件服務模塊與磁盤之間是通過SCSI總線連接的。至于通過NF

43、S/CIFS享文件，完全屬于高層協(xié)議通信，根本就不在數(shù)據(jù)IO路徑上，所以數(shù)據(jù)的傳輸不可能以塊來組織。正是由于這種功能上的重疊，在SANB現(xiàn)以后，NA展設備（或NA綱關）逐漸發(fā)展起來，NASoverSAN的方案越來越多，NA刖歸了其文件服務的本質。由此可知，naS一般的應用主機在網(wǎng)絡層次上的位置是相同的，為了在磁盤中存儲數(shù)據(jù)，就必須要建立文件系統(tǒng)。有的NA殷備采用專有文件系統(tǒng)，而有的NA殷備則直接借用其操作系統(tǒng)支持的文件系統(tǒng)。由于不同的OSF臺之間文件系統(tǒng)不兼容，所以NA殷備和客戶端之間就采用通用的NFS/CIFS來共享文件。至于SAN它提供給應用主機的就是一塊未建立文件系統(tǒng)的“虛擬磁盤”。在上

44、面建立什么樣的文件系統(tǒng)，完全由主機操作系統(tǒng)確定。第4章RAID技術4.1 RAID概述RAID為廉價磁盤冗余陣列（RedundantArrayofInexpensiveDisks）,RAID技術將一個個單獨的磁盤以不同的組合方式形成一個邏輯硬盤，從而提高了磁盤讀取的性能和數(shù)據(jù)的安全性。不同的組合方式用RAID級別來標識。RAID技術是由美國加州大學伯克利分校D.A.Patterson教授在1988年提出的，作為高性能、高可靠的存儲技術，在今天已經(jīng)得到了廣泛的應用。4.2 RAID級別RAID技術經(jīng)過不斷的發(fā)展，現(xiàn)在已擁有了從RAID0到5等6種明確標準級別的RAID級別。另外，其他還有6、7、

45、10（RAID1與RAID0的組合）、01（RAID0與RAID1的組合）、30（RAID3與RAID0的組合）、50（RAID0與RAID5的組合）等。不同RAID級別代表著不同的存儲性能、數(shù)據(jù)安全性和存儲成本，下面將介紹如下RAID級別：0、1、2、3、4、5、6、01、10。4.2.1 RAID0RAID0也稱為條帶化（stripe）,將數(shù)據(jù)分成一定的大小順序的寫道陣列的磁盤里，RAID0可以并行的執(zhí)行讀寫操作，可以充分利用總線的帶寬，理論上講，一個由N個磁盤組成的RAID0系統(tǒng)，它的讀寫性能將是單個磁盤讀取性能的N倍。且磁盤空間的存儲效率最大（100%）RAID0有一個明顯的缺點：不提

46、供數(shù)據(jù)冗余保護，一旦數(shù)據(jù)損壞，將無法恢復。D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11如圖所示：系統(tǒng)向RAID0系統(tǒng)（四個磁盤組成）發(fā)出的I/O數(shù)據(jù)請求被轉化為4項操作，其中的每一項操作都對應于一塊物理硬盤。通過建立RAID0,原先順序的數(shù)據(jù)請求被分散到四塊硬盤中同時執(zhí)行。從理論上講，四塊硬盤的并行操作使同一時間內磁盤讀寫速度提升了4倍。但由于總線帶寬等多種因素的影響，實際的提升速率會低于理論值，但是，大量數(shù)據(jù)并行傳輸與串行傳輸比較，性能必然大幅提高。RAID0應用于對讀取性能要求較高但所存儲的數(shù)據(jù)為非重要數(shù)據(jù)的情況下。4.2.2 RAID1RAID1稱為鏡像（mirror）,它將數(shù)據(jù)完全

47、一致的分別寫到工作磁盤和鏡像磁盤，因此它的磁盤空間利用率為50%,在數(shù)據(jù)寫入時時間會有影響，但是讀的時候沒有任何影響，RAID0提供了最佳的數(shù)據(jù)保護，一旦工作磁盤發(fā)生故障，系統(tǒng)自動從鏡像磁盤讀取數(shù)據(jù)，不會影響用戶工作。D1D2D3D4工作磁盤鏡像磁盤RAID1應用于對數(shù)據(jù)保護極為重視的應用。4.2.3 RAID2RAID2稱為糾錯海明碼磁盤陣列，陣列中序號為2N的磁盤（第1、2、4、6）作為校驗盤，其余的磁盤用于存放數(shù)據(jù)，磁盤數(shù)目越多，校驗盤所占比率越少。RAID2在大數(shù)據(jù)存儲額情況下性能很高，RAID2的實際應用很少。4.2.4 RAID3RAID3采用一個硬盤作為校驗盤，其余磁盤作為數(shù)據(jù)盤

48、，數(shù)據(jù)按位或字節(jié)的方式交叉的存取到各個數(shù)據(jù)盤中。不同磁盤上同一帶區(qū)的數(shù)據(jù)做異或校驗，并把校驗值寫入到校驗盤中。RAID3系統(tǒng)在完整的情況下讀取時沒有任何性能上的影響，讀性能與RAID0一致，卻提供了數(shù)據(jù)容錯能力，但是，在寫時性能大為下降，因為每一次寫操作，即使是改動某個數(shù)據(jù)盤上的一個數(shù)據(jù)塊，也必須根據(jù)所有同一帶區(qū)的數(shù)據(jù)來重新計算校驗值寫入到校驗盤中，一個寫操作包含了寫入數(shù)據(jù)塊，讀取同一帶區(qū)的數(shù)據(jù)塊，計算校驗值，寫入校驗值等操作，系統(tǒng)開銷大為增加。當RAID3中有數(shù)據(jù)盤出現(xiàn)損壞，不會影響用戶讀取數(shù)據(jù)，如果讀取的數(shù)據(jù)塊正好在損壞的磁盤上，則系統(tǒng)需要讀取所有同一帶區(qū)的數(shù)據(jù)塊，然后根據(jù)校驗值重新構建數(shù)

49、據(jù)，系統(tǒng)性能受到影響。RAID3的校驗盤在系統(tǒng)接受大量的寫操作時容易形成性能瓶頸，因而適用于有大量讀操作如web系統(tǒng)以及信息查詢等應用或持續(xù)大塊數(shù)據(jù)流（例如非線性編輯）的應用。4.2.5 RAID4RAID4與RAID3基本一致，區(qū)別在于條帶化的方式不一樣，RAID4按照塊的方式存放數(shù)據(jù)，所以在寫操作時只涉及兩塊磁盤，數(shù)據(jù)盤和校驗盤，提高了系統(tǒng)的IO性能。但面對隨機的分散的寫操作，單一的校驗盤往往成為性能瓶頸。4.2.6 RAID5RAID5與RAID3的機制相似，但是數(shù)據(jù)校驗的信息被均勻的分散到的陣列的各個磁盤上，這樣就不存在并發(fā)寫操作時的校驗盤性能瓶頸。陣列的磁盤上既有數(shù)據(jù)，也有數(shù)據(jù)校驗信

50、息，數(shù)據(jù)塊和對應的校驗信息會存儲于不同的磁盤上，當一個數(shù)據(jù)盤損壞時，系統(tǒng)可以根據(jù)同一帶區(qū)的其他數(shù)據(jù)塊和對應的校驗信息來重構損壞的數(shù)據(jù)。RAID5可以理解為是RAID0和RAID1的折衷方案。RAID5可以為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全保障，但保障程度要比RAID1低而磁盤空間利用率要比RAID1高。RAID5具有和RAID0相近似的數(shù)據(jù)讀取速度，只是多了一個奇偶校驗信息，寫入數(shù)據(jù)的速度比對單個磁盤進行寫入操作稍慢。同時由于多個數(shù)據(jù)對應一個奇偶校驗信息，RAID5的磁盤空間利用率要比RAID1高，存儲成本相對較低。RAID5在數(shù)據(jù)盤損壞日的情況和RAID3相似，由于需要重構數(shù)據(jù)，性能會受到影響。4.2.7

51、RAID6RAID6提供兩級冗余，即陣列中的兩個驅動器失敗時，陣列仍然能夠繼續(xù)工作。一般而言，RAID6的實現(xiàn)代價最高，因為RAID6不僅要支持數(shù)據(jù)的恢復，又要支持校驗的恢復，這使RAID6控制器比其他級RAID更復雜和更昂貴。1. RAID6的校驗數(shù)據(jù)當對每個數(shù)據(jù)塊執(zhí)行寫操作時，RAID6做兩個獨立的校驗計算，因此，它能夠支持兩個磁盤的失敗。為了實現(xiàn)這個思想，目前基本上有兩個已經(jīng)接受的方法：?使用多種算法，如XOR和某種其他的函數(shù)。?在不同的數(shù)據(jù)分條或者磁盤上，使用排列的數(shù)據(jù)。2. RAID6的一維冗余RAID6的第一種方法是用兩種不同的方法計算校驗數(shù)據(jù)。實現(xiàn)這個思想最容易的方法之一是用兩個

52、校驗磁盤支持數(shù)據(jù)磁盤，第一個校驗磁盤支持一種校驗算法，而第二個磁盤支持另一種校驗算法，使用兩種算法稱為P+Q校驗。一維冗余是指使用另一個校驗磁盤，但所包含的分塊數(shù)據(jù)是相同的。例如，P校驗值可能由XOR函數(shù)產(chǎn)生，這樣，Q校驗函數(shù)需要是其他的某種操作，一個很有力的侯選者是ReedSolomon誤差修正編碼的變體，這個誤差修正編碼一般用于磁盤和磁帶驅動器。假如兩個磁盤失敗，那么，通過求解帶有兩個變量的方程，可以恢復兩個磁盤上的數(shù)據(jù)，這是一個代數(shù)方法，可以由硬件輔助處理器加速求解。4.2.8 RAID10RAID10是RAID1和RAID0的結合，也稱為RAID(0+1),先做鏡像然后做條帶化，既提高

53、了系統(tǒng)的讀寫性能，有提供了數(shù)據(jù)冗余保護，RAID10的磁盤空間利用率和RAID1是樣的，為50%。RAID10適用于既有大量的數(shù)據(jù)需要存儲，有對數(shù)據(jù)安全性有嚴格要求的領域，比如金融，證券等。4.2.9 RAID01RAID01也是RAID0和RAID1的結合，但它是對條帶化后的數(shù)據(jù)進行鏡像。但與RAID10不同，一個磁盤的丟失等同于整個鏡像條帶的丟失，所以一旦鏡像盤失敗，則存儲系統(tǒng)成為一個RAID-0系統(tǒng)(即只有條帶化)。RAID01的實際應用非常少。4.2.10 JBODJBOD(JustBundleOfDisks)譯成中文可以是"簡單磁盤捆綁",通常又稱為Span。JB

54、OD不是標準的RAID級別，它只是在近幾年才被一些廠家提出，并被廣泛采用。Span是在邏輯上把幾個物理磁盤一個接一個串聯(lián)到一起，從而提供一個大的邏輯磁盤。Span上的數(shù)據(jù)簡單的從第一個磁盤開始存儲，當?shù)谝粋€磁盤的存儲空間用完后，再依次從后面的磁盤開始存儲數(shù)據(jù)。Span存取性能完全等同于對單一磁盤的存取操作。Span也不提供數(shù)據(jù)安全保障。它只是簡單的提供一種利用磁盤空間的方法，Span的存儲容量等于組成Span的所有磁盤的容量的總和。4.3 不同RAID級別對比在各個raid級別中，使用最廣泛的是raid。，raid1,raid10,raid5RAID-0,將數(shù)據(jù)分成條帶順序寫入一組磁盤中。RA

55、ID-0不提供冗余功能，但是它卻提供了卓越的吞吐性能，因為讀寫數(shù)據(jù)是在一組磁盤中的每個磁盤上同時處理的，吞吐性能遠遠超過單個磁盤的讀寫。RAID-1,每次寫操作都將分別寫兩份到數(shù)據(jù)盤和校驗盤上，每對數(shù)據(jù)盤和校驗盤成為鏡像磁盤組。也可使用并發(fā)的方式來讀數(shù)據(jù)時，提高吞吐性能。如果鏡像磁盤組中某個磁盤出錯，則數(shù)據(jù)可以從另外一塊磁盤獲得，而不會影響系統(tǒng)的性能，然后，使用一塊備用磁盤將健康磁盤中的數(shù)據(jù)復制出來然后這兩塊磁盤又組成新的鏡像組。RAID1/0,即RAID1與RAID0的結合，既做鏡像又做條帶化，數(shù)據(jù)先鏡像再做條帶化。這樣數(shù)據(jù)存儲既保證了可靠性，又極大地提高了吞吐性能。RAID-0/1也是RAID0與RAID1的結合，但它是對條帶化后的數(shù)據(jù)進行鏡像。但與RA