v2第三章 磁盤陣列與RAID

1、單擊此處編輯母版副標(biāo)題樣式單擊此處編輯母版副標(biāo)題樣式第三章 南京工程學(xué)院 page 2課程目標(biāo)u 掌握磁盤存儲基本知識u 理解磁盤系統(tǒng)和磁盤陣列的工作原理u 掌握常見RAID級別及其區(qū)別u 了解RAID規(guī)劃思路和應(yīng)用場景page 3磁盤陣列和RAID課程目錄磁盤存儲磁盤存儲RAID技術(shù)123RAID對性能的影響及規(guī)劃思路、應(yīng)用場景page 41. 磁盤存儲page 5l當(dāng)今數(shù)據(jù)中心的存儲架構(gòu)至少有幾百個硬盤當(dāng)今數(shù)據(jù)中心的存儲架構(gòu)至少有幾百個硬盤l硬盤驅(qū)動器非常容易發(fā)生故障硬盤驅(qū)動器非常容易發(fā)生故障l無數(shù)據(jù)保護的存儲陣列的平均壽命無數(shù)據(jù)保護的存儲陣列的平均壽命MTBF：設(shè)一個存儲陣列由設(shè)一個存儲

2、陣列由100塊硬盤組成塊硬盤組成每塊硬盤平均壽命每塊硬盤平均壽命750000小時小時整個陣列的平均壽命？整個陣列的平均壽命？l如何將多塊硬盤形成整體，使之能在硬盤故障時提供數(shù)據(jù)保如何將多塊硬盤形成整體，使之能在硬盤故障時提供數(shù)據(jù)保護的技術(shù)？護的技術(shù)？page 61.1 磁盤陣列概念page 71.2 磁盤陣列分類page 81）JBOD磁盤框lJBOD（Just a Bunch of Disks）：是在邏輯上把幾個物理磁盤一個接一個的）：是在邏輯上把幾個物理磁盤一個接一個的串聯(lián)在一起，其目的是為了增加磁盤的容量，并不提供數(shù)據(jù)安全保障。串聯(lián)在一起，其目的是為了增加磁盤的容量，并不提供數(shù)據(jù)安全保障

3、。page 92）RAIDlRAID（Redundant Array of Independent Disks）：獨立冗余磁盤陣列，簡）：獨立冗余磁盤陣列，簡稱磁盤陣列。稱磁盤陣列。RAID是按一定的形式和方案組織起來的存儲設(shè)備，它比單是按一定的形式和方案組織起來的存儲設(shè)備，它比單個存儲設(shè)備在速度、穩(wěn)定性和存儲能力上都有很大提高，并且具備一定個存儲設(shè)備在速度、穩(wěn)定性和存儲能力上都有很大提高，并且具備一定的數(shù)據(jù)安全保護能力。的數(shù)據(jù)安全保護能力。page 10l1987 年，美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的年，美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的 Patterson、Gibson 和和 Katz 發(fā)表了一

4、篇文章，名為發(fā)表了一篇文章，名為A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)（廉價磁盤冗余陣列（廉價磁盤冗余陣列 (RAID) 案例）。這篇文章介紹了如何使用價格低廉的小容量案例）。這篇文章介紹了如何使用價格低廉的小容量磁盤驅(qū)動器來替代大型機通用的大容量驅(qū)動器。術(shù)語磁盤驅(qū)動器來替代大型機通用的大容量驅(qū)動器。術(shù)語 RAID 已已經(jīng)重新定義為獨立磁盤，以反映存儲技術(shù)的進步。經(jīng)重新定義為獨立磁盤，以反映存儲技術(shù)的進步。RAID 技術(shù)技術(shù)目前已從學(xué)術(shù)概念發(fā)展成為一種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并且成為當(dāng)今存目前已從學(xué)術(shù)概念發(fā)展成為一種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并且成為當(dāng)

5、今存儲陣列中的常見實現(xiàn)。儲陣列中的常見實現(xiàn)。page 11磁盤陣列和RAID課程目錄磁盤存儲RAID技術(shù)技術(shù)123RAID對性能的影響及規(guī)劃思路、應(yīng)用場景page 122.1 RAID的基本概念page 131）RAID的數(shù)據(jù)組織方式l分塊：將一個分區(qū)分成多個大小相等的、地址相鄰的塊，這分塊：將一個分區(qū)分成多個大小相等的、地址相鄰的塊，這些塊稱為分塊。它是組成分條的元素。些塊稱為分塊。它是組成分條的元素。l分條：同一個磁盤陣列中的多個磁盤驅(qū)動器上的相同分條：同一個磁盤陣列中的多個磁盤驅(qū)動器上的相同“位置位置”（或者說是相同編號）的分塊。（或者說是相同編號）的分塊。分條0(stripe)分條1(

6、stripe)分條2(stripe)page 14RAID的數(shù)據(jù)組織方式: 分塊Strip與分條StripeStripe 1Stripe 2StripsStrip 1Strip 2Strip 3StripeStripStripepage 15分條深度影響存儲性能的因素l分條深度（分條深度（Stripe Depth）：在使用分條數(shù)據(jù)映射的磁盤陣列）：在使用分條數(shù)據(jù)映射的磁盤陣列中，條帶中，條帶“分塊分塊”的尺寸。塊是陣列中寫數(shù)據(jù)的最小單元。的尺寸。塊是陣列中寫數(shù)據(jù)的最小單元。l分條深度的選擇方式通常如下：分條深度的選擇方式通常如下：l分條寬度（分條寬度（Stripe Width）：一個分條所包含

7、的數(shù)據(jù)條帶的數(shù)）：一個分條所包含的數(shù)據(jù)條帶的數(shù)量。量。page 162）RAID數(shù)據(jù)存取方式l并行存取模式：是把所有磁盤驅(qū)動器的主軸馬達作精密的控制，使每個并行存取模式：是把所有磁盤驅(qū)動器的主軸馬達作精密的控制，使每個磁盤的位置都彼此同步，然后對每一個磁盤驅(qū)動器作一個很短的磁盤的位置都彼此同步，然后對每一個磁盤驅(qū)動器作一個很短的I/O數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳送，使從主機來的每一個傳送，使從主機來的每一個I/O指令，都平均分布到每一個磁盤驅(qū)動器，指令，都平均分布到每一個磁盤驅(qū)動器，將陣列中每一個磁盤驅(qū)動器的性能發(fā)揮到最大。將陣列中每一個磁盤驅(qū)動器的性能發(fā)揮到最大。適用范圍：大型的、數(shù)據(jù)連續(xù)的以長時間順序訪問數(shù)

8、據(jù)為特征的應(yīng)用適用范圍：大型的、數(shù)據(jù)連續(xù)的以長時間順序訪問數(shù)據(jù)為特征的應(yīng)用l獨立存取模式：對每個磁盤驅(qū)動器的存取都是獨立且沒有順序和時間間獨立存取模式：對每個磁盤驅(qū)動器的存取都是獨立且沒有順序和時間間隔的限制，可同時接收多個隔的限制，可同時接收多個I/O Requests，每筆傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量都比較小。，每筆傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量都比較小。適用范圍：數(shù)據(jù)存取頻繁，每筆存取數(shù)據(jù)量較小的應(yīng)用適用范圍：數(shù)據(jù)存取頻繁，每筆存取數(shù)據(jù)量較小的應(yīng)用page 173）鏡像和校驗冗余l(xiāng)鏡像冗余：使用磁盤鏡像技術(shù)來實現(xiàn)冗余，將相同數(shù)據(jù)存儲鏡像冗余：使用磁盤鏡像技術(shù)來實現(xiàn)冗余，將相同數(shù)據(jù)存儲在兩臺不同的磁盤驅(qū)動器上，從而生成兩個

9、數(shù)據(jù)拷貝的技術(shù)在兩臺不同的磁盤驅(qū)動器上，從而生成兩個數(shù)據(jù)拷貝的技術(shù)page 183）鏡像和校驗冗余l(xiāng)校驗冗余：通過計算保存在陣列中成員磁盤驅(qū)動器上數(shù)據(jù)的校驗冗余：通過計算保存在陣列中成員磁盤驅(qū)動器上數(shù)據(jù)的校驗值，并將計算出來的校驗值保存在另外的磁盤資源上。校驗值，并將計算出來的校驗值保存在另外的磁盤資源上。RAID控制器D1D2D3D4P461718主機page 193）鏡像和校驗冗余l(xiāng)校驗冗余：校驗冗余：校驗算法有很多種，比較常見的算法有校驗算法有很多種，比較常見的算法有XOR異或校驗算法。異或校驗算法。和鏡像冗余相比較，校驗冗余占用的磁盤空間小。和鏡像冗余相比較，校驗冗余占用的磁盤空間小。

10、通過計算保證數(shù)據(jù)可靠性。通過計算保證數(shù)據(jù)可靠性。對于校驗對于校驗RAID，條帶大小計算不包括校驗條塊。例如，在條塊大小為，條帶大小計算不包括校驗條塊。例如，在條塊大小為 64 KB、包含五個、包含五個 (4 + 1) 磁盤的奇偶校驗磁盤的奇偶校驗 RAID 集中，條帶大小將為集中，條帶大小將為 256 KB (64 KB x 4)。page 203）鏡像和校驗冗余l(xiāng)校驗冗余與鏡像區(qū)別：校驗冗余與鏡像區(qū)別：校驗冗余大幅減少了與數(shù)據(jù)保護成本。如四個磁盤的奇偶校驗校驗冗余大幅減少了與數(shù)據(jù)保護成本。如四個磁盤的奇偶校驗 RAID，其中三個磁盤用于保存數(shù)據(jù)，第四個磁盤用于保存校驗信息。鏡像則其中三個磁盤

11、用于保存數(shù)據(jù)，第四個磁盤用于保存校驗信息。鏡像則需要需要 100% 的額外磁盤空間，兩個磁盤保存數(shù)據(jù)，兩個磁盤用于鏡像。的額外磁盤空間，兩個磁盤保存數(shù)據(jù)，兩個磁盤用于鏡像。但是，校驗信息是從數(shù)據(jù)磁盤上的數(shù)據(jù)生成的，每次數(shù)據(jù)發(fā)生更改時但是，校驗信息是從數(shù)據(jù)磁盤上的數(shù)據(jù)生成的，每次數(shù)據(jù)發(fā)生更改時都會重新計算校驗值。這種重新計算十分耗時，并且會影響都會重新計算校驗值。這種重新計算十分耗時，并且會影響 RAID 陣陣列的性能。列的性能。page 21補：XOR異或校驗法lXOR校驗的算法校驗的算法相同為假，相異為真：相同為假，相異為真：0 0=0 ; 0 1=1 ; 1 0=1 ; 1 1=0 ;lX

12、OR的逆運算仍為的逆運算仍為XOR：如果如果A為為1，B為為0，則校驗值，則校驗值P為為1：A(1) B(0)=P(1)，則有逆運算：則有逆運算：B(0) P(1)=A(1) ; A(1) P(1)=B(0) ; page 224）熱備、熱換、重構(gòu)l熱備（熱備（Hot Spare）：當(dāng)冗余的）：當(dāng)冗余的RAID陣列中某個磁盤失效時，在不干擾當(dāng)陣列中某個磁盤失效時，在不干擾當(dāng)前前RAID系統(tǒng)正常使用的情況下，用系統(tǒng)正常使用的情況下，用RAID系統(tǒng)中另外一個正常的備用磁盤系統(tǒng)中另外一個正常的備用磁盤頂替失效磁盤。頂替失效磁盤。熱備通過配置熱備盤實現(xiàn)，熱備盤分為全局熱備盤和局部熱備盤熱備通過配置熱備

13、盤實現(xiàn)，熱備盤分為全局熱備盤和局部熱備盤l熱換（熱換（Hot Swap）：指在不影響系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的情況下，用正常的磁盤）：指在不影響系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的情況下，用正常的磁盤替換替換RAID系統(tǒng)中的失效磁盤。系統(tǒng)中的失效磁盤。page 234）熱備、熱換、重構(gòu)l重構(gòu)：鏡像陣列或重構(gòu)：鏡像陣列或RAID陣列中發(fā)生故障的磁盤上的所有用戶數(shù)據(jù)和校驗陣列中發(fā)生故障的磁盤上的所有用戶數(shù)據(jù)和校驗數(shù)據(jù)的重新構(gòu)建（數(shù)據(jù)的重新構(gòu)建（rebuild）過程，或者將這些數(shù)據(jù)寫到一個或多個備用）過程，或者將這些數(shù)據(jù)寫到一個或多個備用磁盤上的過程。磁盤上的過程。page 245）在線擴容和RAID級別遷移l在線擴容：如果已經(jīng)創(chuàng)建

14、的在線擴容：如果已經(jīng)創(chuàng)建的RAID組容量已無法滿足業(yè)務(wù)需求，而存儲設(shè)組容量已無法滿足業(yè)務(wù)需求，而存儲設(shè)備上面還有空余的硬盤槽位，在不斷電的前提下，向空余槽位中插入硬備上面還有空余的硬盤槽位，在不斷電的前提下，向空余槽位中插入硬盤，并將新的物理硬盤容量加入到已有的盤，并將新的物理硬盤容量加入到已有的RAID組中而不中斷業(yè)務(wù)的操作。組中而不中斷業(yè)務(wù)的操作。lRAID級別遷移：存儲設(shè)備在使用過程中，更改已有級別遷移：存儲設(shè)備在使用過程中，更改已有RAID組的等級，而不組的等級，而不中斷業(yè)務(wù)的操作。中斷業(yè)務(wù)的操作。page 25RAID組狀態(tài)轉(zhuǎn)換page 266）RAID的實現(xiàn)方式l硬件硬件RAID：

15、利用集成了處理器的硬件：利用集成了處理器的硬件RAID適配卡來對適配卡來對RAID任務(wù)進行處理，無須占任務(wù)進行處理，無須占用主機用主機CPU資源。資源。 RAID 控制器的主要功能：控制器的主要功能：管理與控制磁盤聚合管理與控制磁盤聚合轉(zhuǎn)換邏輯磁盤和物理磁盤之間的轉(zhuǎn)換邏輯磁盤和物理磁盤之間的 I/O 請求請求在磁盤出故障時重新生成數(shù)據(jù)在磁盤出故障時重新生成數(shù)據(jù)l軟件軟件RAID：使用基于主機的軟件提供使用基于主機的軟件提供 RAID 功能功能，在操作系統(tǒng)級別加以實現(xiàn)，成本低、簡單直觀。在操作系統(tǒng)級別加以實現(xiàn)，成本低、簡單直觀。限制限制u使用主機使用主機 CPU 周期執(zhí)行周期執(zhí)行 RAID 計算

16、，計算，占用系統(tǒng)內(nèi)存和主機占用系統(tǒng)內(nèi)存和主機I/O總線，從而影響系總線，從而影響系統(tǒng)整體性能統(tǒng)整體性能u支持有限的支持有限的 RAID 級別級別u僅當(dāng)僅當(dāng) RAID 軟件和操作系統(tǒng)兼容時，才可對其進行升級軟件和操作系統(tǒng)兼容時，才可對其進行升級page 27RAID 陣列組件RAID控制器硬盤邏輯陣列（RAID 集）RAID 陣列主機page 282.2 RAID級別和工作原理lRAID0lRAID1lRAID2lRAID3lRAID4lRAID5lRAID6lRAID7lRAID10lRAID01lRAID50page 29A0A1B0C0B1C1A，B，C經(jīng)過控制器1）RAID0lRAID0

17、的工作原理的工作原理 無差錯控制的條帶化陣列無差錯控制的條帶化陣列page 30A0A1A2A3A4RAID 0主機主機ARAID控制器控制器page 31RAID0數(shù)據(jù)丟失l陣列中某一個驅(qū)動器發(fā)生故障，將導(dǎo)致其中的數(shù)據(jù)丟失陣列中某一個驅(qū)動器發(fā)生故障，將導(dǎo)致其中的數(shù)據(jù)丟失page 32RAID0的特性page 332）RAID1lRAID1工作原理工作原理page 34RAID 1D1D1D1D0D0D0RAID控制器控制器主機主機page 35RAID1數(shù)據(jù)恢復(fù)磁盤損壞磁盤損壞更換磁盤更換磁盤讀鏡像數(shù)據(jù)讀鏡像數(shù)據(jù)復(fù)制鏡像磁盤數(shù)據(jù)復(fù)制鏡像磁盤數(shù)據(jù)D0D1D2page 36RAID1的特性pag

18、e 373）RAID2lRAID2的工作原理的工作原理page 38RAID2海明碼l海明碼以位為單位，使用多余的奇偶校驗位來識別一位錯誤的校驗方法海明碼以位為單位，使用多余的奇偶校驗位來識別一位錯誤的校驗方法page 39RAID2的特性page 404）RAID3lRAID3工作原理工作原理 帶奇偶校驗碼的并行陣列帶奇偶校驗碼的并行陣列A，B，CP1=A0 A1 A2page 41RAID3主機主機A校驗盤校驗盤A0A1A2A3P0RAID控制器控制器page 42RAID3數(shù)據(jù)恢復(fù)A1=P1 A0 A2A0A2P1page 43RAID3的特性page 44A0，A1，A2，B0，B1，

19、B2，C0，C1，C2A0A1A2B0B1B2C0C1C25）RAID4lRAID4工作原理工作原理 帶奇偶校驗的獨立磁盤結(jié)構(gòu)帶奇偶校驗的獨立磁盤結(jié)構(gòu)page 45B0P2主機主機RAID控制器控制器計算計算校驗值校驗值A(chǔ)0P1P2A0A1B1A2B2A3A0P 1P 4 5 6 7B3RAID4 A0P1B0計算計算校驗值校驗值B0P2B0page 46RAID4數(shù)據(jù)恢復(fù)A1=P1 A0 A2A0A0A1A2B0B1B2C0C1C2A2P1page 47RAID4的特性小page 486）RAID5lRAID5工作原理工作原理 分布式奇偶校驗獨立磁盤結(jié)構(gòu)分布式奇偶校驗獨立磁盤結(jié)構(gòu)page 4

20、9B0P2主機主機RAID控制器控制器計算計算校驗值校驗值A(chǔ)0P1P2A0A1B1A2B2A3A0P 1P 4 5 6 7B3RAID5 A0P1B0計算計算校驗值校驗值B0P2B0page 50RAID5數(shù)據(jù)恢復(fù)D1=P0 D0P1=D2 D3D4=P2 D5page 51RAID5的特性page 527）RAID6lRAID6是帶有兩種分布存儲的奇偶校驗碼的獨立磁盤結(jié)構(gòu)，它是是帶有兩種分布存儲的奇偶校驗碼的獨立磁盤結(jié)構(gòu)，它是RAID5的的一種擴展，采用兩種奇偶校驗方法，需要至少一種擴展，采用兩種奇偶校驗方法，需要至少N+2個磁盤來構(gòu)成陣列，一個磁盤來構(gòu)成陣列，一般用在數(shù)據(jù)可靠性、可用性要求

21、極高的應(yīng)用場合般用在數(shù)據(jù)可靠性、可用性要求極高的應(yīng)用場合l常用的常用的RAID6技術(shù)有技術(shù)有RAID6 P+Q 和和RAID6 DPpage 53RAID6 P+Q工作原理lRAID6 P+Q需要計算出兩個校驗數(shù)據(jù)需要計算出兩個校驗數(shù)據(jù)P和和Q，當(dāng)有兩個數(shù)據(jù)丟失時，根據(jù)，當(dāng)有兩個數(shù)據(jù)丟失時，根據(jù)P和和Q恢復(fù)出丟失的數(shù)據(jù)。校驗數(shù)據(jù)恢復(fù)出丟失的數(shù)據(jù)。校驗數(shù)據(jù)P和和Q是由以下公式計算得來的：是由以下公式計算得來的：P D0 D1 D2 Q = (D0D0) (D1D1) (D2D2) page 54RAID6 DP工作原理lDPDouble Parity，就是在，就是在RAID4所使用的一個行所使用

22、的一個行XOR校驗磁盤的基礎(chǔ)上校驗磁盤的基礎(chǔ)上又增加了一個磁盤用于存放斜向的又增加了一個磁盤用于存放斜向的XOR校驗信息校驗信息橫向校驗盤中橫向校驗盤中P1P4為各個數(shù)據(jù)盤中橫向數(shù)據(jù)的校驗信息為各個數(shù)據(jù)盤中橫向數(shù)據(jù)的校驗信息例：例：P0=D0 XOR D1 XOR D2 XOR D3斜向校驗盤中斜向校驗盤中DP1DP4為各個數(shù)據(jù)盤及橫向校驗盤的斜向數(shù)據(jù)的校驗信息為各個數(shù)據(jù)盤及橫向校驗盤的斜向數(shù)據(jù)的校驗信息例：例：DP0 = D0 XOR D5 XOR D10 XOR D15page 55RAID6的特性page 568）RAID7l最優(yōu)化的異步高最優(yōu)化的異步高I/O速率和高數(shù)據(jù)傳輸率速率和高數(shù)

23、據(jù)傳輸率lRAID7自帶實時操作系統(tǒng)和存儲管理軟件，可以完全獨立于主機運行，不自帶實時操作系統(tǒng)和存儲管理軟件，可以完全獨立于主機運行，不需要占用主機的需要占用主機的CPU資源資源page 57RAID7的特性page 58lRAID10是將鏡像和條帶進行組合的是將鏡像和條帶進行組合的RAID級別，先進行級別，先進行RAID1鏡像然后再做鏡像然后再做RAID0。RAID10也是一種應(yīng)用比較廣泛的也是一種應(yīng)用比較廣泛的RAID級別。級別。9）RAID組合RAID 10RAID控制器分條分條A0B0C0A0B0C0A1B1C1A1B1C1A，B，Cpage 59RAID控制器控制器RAID 10A0

24、主機主機ABA1A1B0B1B1A0B0page 60RAID 10數(shù)據(jù)恢復(fù)RAID控制器A0B0C0A0B0C0A1B1C1A1B1C1分條分條page 61RAID 10的特性page 6210）RAID組合RAID 01lRAID 01是將條帶和鏡像進行兩級組合的是將條帶和鏡像進行兩級組合的RAID級別，第一級是級別，第一級是RAID0，第，第二級為二級為RAID1。A，B，C磁盤鏡像器A0B0C0A1B1C1A0B0C0A1B1C1A，B，C 分條A，B，C 分條RAID控制器page 63RAID控制器控制器RAID 01A0主機主機ABA0A1B0B0B1A1B1A BA Bpag

25、e 64RAID 01數(shù)據(jù)恢復(fù)磁盤鏡像器A0B0C0A1B1C1A0B0C0A1B1C1A，B，C 分條A，B，C 分條RAID控制器l一般來說，一般來說，RAID01的失效率要比的失效率要比RAID10大，不過無硬盤故障下，大，不過無硬盤故障下，RAID01的的讀取速度要比讀取速度要比RAID10快?？臁age 65RAID 01的特性page 6611）RAID組合RAID50lRAID50是將是將RAID5和和RAID0進行兩級組合的進行兩級組合的RAID級別，第一級是級別，第一級是RAID5，第，第二級是二級是RAID0。D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8,D9,D

26、10,D11D0,D1,D4,D5,D8,D9D2,D3, D6,D7,D10,D11page 67RAID50的特性page 68磁盤陣列和RAID課程目錄磁盤存儲RAID技術(shù)123RAID對性能的影響及規(guī)劃思路、應(yīng)用場景對性能的影響及規(guī)劃思路、應(yīng)用場景page 693.1 RAID 對性能的影響在在 RAID 5 中，每次磁盤寫入（更新）都表現(xiàn)為四次中，每次磁盤寫入（更新）都表現(xiàn)為四次 I/O 操作（操作（2 次磁盤讀取和次磁盤讀取和 2 次磁盤寫入）次磁盤寫入）l在在 RAID 6 中，每次磁盤寫入（更新）都表現(xiàn)為六次中，每次磁盤寫入（更新）都表現(xiàn)為六次 I/O 操作（操作（3 次磁盤讀

27、次磁盤讀取和取和 3 次磁盤寫入）次磁盤寫入）l在在 RAID 1 中，每次寫入都表現(xiàn)為兩次中，每次寫入都表現(xiàn)為兩次 I/O 操作（操作（2 次磁盤寫入）次磁盤寫入） Cp 新RAID 控制器+-=C4 舊Cp 舊C4 新1234A1A2A3A4APB1B2B3BPB4C1C2CPC3C4page 70RAID 性能損失計算示例l高峰工作負載時的高峰工作負載時的 IOPS 為為 1200l讀讀/寫比為寫比為 2:1l針對以下配置計算高峰活動時的磁盤負載：針對以下配置計算高峰活動時的磁盤負載：RAID 1/0RAID 5page 71解決方案：RAID 性能損失l對于對于 RAID 1/0，磁盤

28、負載（讀，磁盤負載（讀 + 寫）寫） = (1200 x 2/3) + (1200 x (1/3) x 2) = 800 + 800 = 1600 IOPSl對于對于 RAID 5，磁盤負載（讀，磁盤負載（讀 + 寫）寫） = (1200 x 2/3) + (1200 x (1/3) x 4) = 800 + 1600 = 2400 IOPSpage 723.2 RAID組規(guī)劃思路page 73常見RAID級別的比較RAID RAID 級別級別RAID 0 RAID 0 RAID 1RAID 1RAID 3RAID 3RAID 5RAID 5RAID6RAID6RAID 10RAID 10容錯

29、性容錯性 無無有有有（支持單磁盤故障）有（支持單磁盤故障）有（支持單磁盤有（支持單磁盤故障）故障）有（支持兩個有（支持兩個磁盤故障）磁盤故障）有有冗余類型冗余類型 無無 鏡像冗余鏡像冗余 校驗冗余校驗冗余 校驗冗余校驗冗余 校驗冗余校驗冗余 鏡像冗余鏡像冗余 可用空間可用空間 100% 100% 50%50%(N-1)/N (N-1)/N (N-1)/N (N-1)/N (N-2)/N (N-2)/N 50%50%讀性能讀性能 高高 普通普通（優(yōu)于單個磁盤）（優(yōu)于單個磁盤）普通（對于隨機讀?。┢胀ǎ▽τ陔S機讀?。└撸▽τ陧樞蜃x取）高（對于順序讀?。?高高 高高 高高 隨機寫性能隨機寫性能 高高

30、 普通普通（比單個磁盤低）（比單個磁盤低） 低低 良好良好 低低 高高 連續(xù)寫性能連續(xù)寫性能 高高 普通普通 普通普通普通普通 低低 高高 最少磁盤數(shù)最少磁盤數(shù) 2 2個個 2 2個個 3 3個個 3 3個個 4 4個個 4 4個個 應(yīng)用場景應(yīng)用場景 傳輸帶寬需傳輸帶寬需求大的應(yīng)用求大的應(yīng)用 安全性要求較高安全性要求較高的應(yīng)用的應(yīng)用 大文件、連續(xù)數(shù)據(jù)的應(yīng)大文件、連續(xù)數(shù)據(jù)的應(yīng)用用 讀讀/ /寫比率較高寫比率較高的應(yīng)用的應(yīng)用 讀讀/ /寫比率較高寫比率較高的的應(yīng)用的的應(yīng)用 寫入密集、安全寫入密集、安全性要求高的應(yīng)用性要求高的應(yīng)用 page 743.3 常用RAID級別的應(yīng)用場景應(yīng)用場景應(yīng)用場景RA

31、ID 0RAID 1 RAID 10 RAID 5 RAID 50E-MailWeb應(yīng)用應(yīng)用DB應(yīng)用應(yīng)用流媒體流媒體File-Archival 推薦使用推薦使用 不推薦使用不推薦使用 可用使用可用使用page 75本章總結(jié)lRAID提供數(shù)據(jù)冗余保護功能，而提供數(shù)據(jù)冗余保護功能，而JBOD僅僅是對容量的擴充僅僅是對容量的擴充lRAID提供方便的數(shù)據(jù)存取方式提供方便的數(shù)據(jù)存取方式lRAID提供多種數(shù)據(jù)保護級別，可根據(jù)實際需要進行選擇提供多種數(shù)據(jù)保護級別，可根據(jù)實際需要進行選擇l可以根據(jù)實際需求進行不同可以根據(jù)實際需求進行不同RAID級別的組合級別的組合page 76知識測驗 1 l關(guān)于軟件關(guān)于軟件

32、 RAID 實現(xiàn)，以下哪項描述是正確的？實現(xiàn)，以下哪項描述是正確的？4操作系統(tǒng)升級不需要驗證與操作系統(tǒng)升級不需要驗證與 RAID 軟件的兼容性軟件的兼容性4其成本高于硬件其成本高于硬件 RAID 實現(xiàn)實現(xiàn)4支持所有支持所有 RAID 級別級別4使用主機使用主機 CPU 周期執(zhí)行周期執(zhí)行 RAID 計算計算l一個具有一個具有 64 KB 條塊大小且包含五個磁盤的奇偶校驗條塊大小且包含五個磁盤的奇偶校驗 RAID 5 集的條集的條帶大小是多少？帶大小是多少？464 KB4128 KB4256 KB A.320 KBpage 77知識測驗 2 l用于小型隨機用于小型隨機 I/O 的的 RAID 6 配置中的寫性能損失是多少？配置中的寫性能損失是多少？42434446l一個應(yīng)用程序生成一個應(yīng)用程序生成 400 個小型隨