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存儲陣列類型循環和固定

發布時間: 2023-06-08 19:50:41

1. RAID磁碟陣列的RAID磁碟陣列與存儲陣列

隨著RAID磁碟陣列技術的發展,存儲的性能和安全性都有了很好的保障。對於中小項目常用的RAID磁碟陣列5(包括RAID磁碟陣列5e,RAID磁碟陣列5ee和RAID磁碟陣列6)這種級別的RAID磁碟陣列,都能保證在1-2塊磁碟/FLASH出現故障的情況下,RAID磁碟陣列保證數據的完整性,但RAID磁碟陣列5的保護機制是否能完整的保護數據,答案卻是否定的。
RAID磁碟陣列5和RAID磁碟陣列6對於普通的磁碟故障有很好的糾錯能力,但RAID磁碟陣列對於儲存的底層故障,RAID磁碟陣列5和RAID磁碟陣列6都無法進行糾錯恢復。
硬體RAID磁碟陣列的缺點:可以檢測並嘗試恢復Noisy Error,我們常見的磁碟損壞包括Bit Rot就是代表性的顯性錯誤,但是RAID磁碟陣列無法檢測到隱性錯誤。常見的RAID磁碟陣列儲存底層隱性錯誤有以下幾種:
Phantom writes 「幻影寫入」。RAID磁碟陣列磁碟已經發出指令寫入磁軌,由於RAID磁碟陣列內部故障,並未寫入成功,但在RAID磁碟陣列儲存表象為寫入完成的狀態。
Misdirected reads or writes 誤讀寫。舉例:RAID磁碟陣列數據要在01扇區進行讀寫,卻在02扇區做了這個操作,導致數據混亂。
DMA parity errors DMA傳輸過程中發生的error。
Accidental overwrites 在頻繁的Swapping(文件交換)中數據誤讀寫。
隨著RAID磁碟陣列儲存設備技術的進化,上面這四種只是常見的Silent Error,當然會有其他更多的RAID磁碟陣列種類,涉及到很多RAID磁碟陣列底層的技術。
我們遇到的RAID磁碟陣列VDD Error就是屬於可以檢測並嘗試恢復RAID磁碟陣列Noisy Error,但是無法檢測到RAID磁碟陣列Silent Error,所以故障層面只顯示統一的RAID磁碟陣列VDD錯誤,但RAID磁碟陣列底層的故障卻不一定是相同的。
對於硬體RAID磁碟陣列來說,RAID磁碟陣列在陣列卡和光纖卡的級別,RAID磁碟陣列並不會去確認故障是哪一種error,這是硬體RAID磁碟陣列先天的硬體特性限制。
我們可以看看下面這個例子,做了RAID磁碟陣列6,並劃分了LUN。RAID磁碟陣列在故障的表現層面,RAID磁碟陣列櫃的硬體並未出現故障告警,RAID磁碟陣列出現VDD錯誤告警,RAID磁碟陣列在告警之後又進行了修復:
RAID磁碟陣列VDD Repair start開始修復的動作。當VDD Repair到一定程度,完全無法repair的時候,才會表現為伺服器告警(故障燈亮)。
但由於RAID磁碟陣列底層故障是Silent Error,不可避免的會有幾率出現hantom writes 或Misdirected reads or writes 讀寫誤載 這些Silent Error,這些錯誤導致的結果就是錯誤的RAID磁碟陣列數據被相互校檢到RAID磁碟陣列5的其他盤了,這在硬體RAID磁碟陣列屬於不可勘測的部分(當然在超高端的儲存設備還是有這些檢測的機制)。
在更換了故障的RAID磁碟陣列磁碟之後。我們回到Storage Manager的日常event,
像上面這種例子的RAID磁碟陣列故障,在近幾年的RAID磁碟陣列儲存故障發生得越來越頻繁,一方面由於RAID磁碟陣列儲存容量的翻倍提升帶來的磁碟/FLASH密度高速增減,另一方面不斷下降的成本也導致RAID磁碟陣列感覺不如原來的穩定了。
所以RAID磁碟陣列5(e、ee、raid6)級別的這種RAID磁碟陣列技術,並非在單盤雙盤損壞的情況下都能保持良好的重構工作。在一些RAID磁碟陣列數據安全需求高、成本又受限的地方,我們不能只依靠RAID磁碟陣列5的技術來規避數據丟失。
ZFS文件系統,在系統層面能補充硬體RAID磁碟陣列的這種不可規避的數據丟失情況,所以在每個RAID磁碟陣列項目的規劃初期,應該要規劃好相應的RAID磁碟陣列系統和文件格式。

2. 半導體存儲器有幾類,分別有什麼特點

1、隨機存儲器

對於任意一個地址,以相同速度高速地、隨機地讀出和寫入數據的存儲器(寫入速度和讀出速度可以不同)。存儲單元的內部結構一般是組成二維方矩陣形式,即一位一個地址的形式(如64k×1位)。但有時也有編排成便於多位輸出的形式(如8k×8位)。

特點:這種存儲器的特點是單元器件數量少,集成度高,應用最為廣泛(見金屬-氧化物-半導體動態隨機存儲器)。

2、只讀存儲器

用來存儲長期固定的數據或信息,如各種函數表、字元和固定程序等。其單元只有一個二極體或三極體。一般規定,當器件接通時為「1」,斷開時為「0」,反之亦可。若在設計只讀存儲器掩模版時,就將數據編寫在掩模版圖形中,光刻時便轉移到硅晶元上。

特點:其優點是適合於大量生產。但是,整機在調試階段,往往需要修改只讀存儲器的內容,比較費時、費事,很不靈活(見半導體只讀存儲器)。

3、串列存儲器

它的單元排列成一維結構,猶如磁帶。首尾部分的讀取時間相隔很長,因為要按順序通過整條磁帶。半導體串列存儲器中單元也是一維排列,數據按每列順序讀取,如移位寄存器和電荷耦合存儲器等。

特點:砷化鎵半導體存儲器如1024位靜態隨機存儲器的讀取時間已達2毫秒,預計在超高速領域將有所發展。

(2)存儲陣列類型循環和固定擴展閱讀:

半導體存儲器優點

1、存儲單元陣列和主要外圍邏輯電路製作在同一個硅晶元上,輸出和輸入電平可以做到同片外的電路兼容和匹配。這可使計算機的運算和控制與存儲兩大部分之間的介面大為簡化。

2、數據的存入和讀取速度比磁性存儲器約快三個數量級,可大大提高計算機運算速度。

3、利用大容量半導體存儲器使存儲體的體積和成本大大縮小和下降。

3. 請問存儲陣列的定義是什麼呢謝謝!!!

磁碟陣列簡稱RAID(Rendant Arrays of Inexpensive Disks,RAID),有「價格便宜且多餘的磁碟陣列」之意。其原理是利用數組方式來作磁碟組,配合數據分散排列的設計,提升數據的安全性。磁碟陣列主要針對硬碟,在容量及速度上,無法跟上CPU及內存的發展,提出改善方法。磁碟陣列是由很多便宜、容量較小、穩定性較高、速度較慢磁碟,組合成一個大型的磁碟組,利用個別磁碟提供數據所產生的加成效果來提升整個磁碟系統的效能。同時,在儲存數據時,利用這項技術,將數據切割成許多區段,分別存放在各個硬碟上。

4. 計算機組成原理中的存儲陣列是什麼意思

存儲陣列:由大量的存儲單元組成,每個存儲單元能存放1位二值數據(0,1)。通常存儲單元排列成N行×M列矩陣形式。

它是把多個磁碟組成一個陣列,當作單一磁碟使用,它將數據以分段(striping)的方式儲存在不同的磁碟中,存取數據時,陣列中的相關磁碟一起動作,大幅減低數據的存取時間,同時有更佳的空間利用率。磁碟陣列所利用的不同的技術,稱為RAID level ,不同的level 針對不同的系統及應用,以解決數據安全的問題。

一般高性能的磁碟陣列都是以硬體的形式來達成,進一步的把磁碟快取控制及磁碟陣列結合在一個控制器(RAID controler)或控制卡上,針對不同的用戶解決人們對磁碟輸出/入系統的四大要求:

增加存取速度。
容錯(fault tolerance ),即安全性。
有效的利用磁碟空間。
盡量的平衡CPU,內存及磁碟的性能差異,提高電腦的整體工作性能。

RAID0為例子,如果我用兩個硬組成,500G兩個,總容量1000G,讀寫速度理論是單個的兩倍。不過缺點是一個硬碟壞了,全部數據都找不回來

5. 常見磁碟陣列類型

磁碟陣列就是Raid

RAID(Rendant Array of Independent Disk 獨立冗餘磁碟陣列)技術是加州大學伯克利分校1987年提出,最初是為了組合小的廉價磁碟來代替大的昂貴磁碟,同時希望磁碟失效時不會使對數據的訪問受損失而開發出一定水平的數據保護技術。RAID就是一種由多塊廉價磁碟構成的冗餘陣列,在操作系統下是作為一個獨立的大型存儲設備出現。RAID可以充分發揮出多塊硬碟的優勢,可以提升硬碟速度,增大容量,提供容錯功能夠確保數據安全性,易於管理的優點,在任何一塊硬碟出現問題的情況下都可以繼續工作,不會受到損壞硬碟的影響。

二、RAID的幾種工作模式

1、RAID0

即Data Stripping數據分條技術。RAID 0可以把多塊硬碟連成一個容量更大的硬碟群,可以提高磁碟的性能和吞吐量。RAID 0沒有冗餘或錯誤修復能力,成本低,要求至少兩個磁碟,一般只是在那些對數據安全性要求不高的情況下才被使用。

(1)、RAID 0最簡單方式

就是把x塊同樣的硬碟用硬體的形式通過智能磁碟控制器或用操作系統中的磁碟驅動程序以軟體的方式串聯在一起,形成一個獨立的邏輯驅動器,容量是單獨硬碟的x倍,在電腦數據寫時被依次寫入到各磁碟中,當一塊磁碟的空間用盡時,數據就會被自動寫入到下一塊磁碟中,它的好處是可以增加磁碟的容量。速度與其中任何一塊磁碟的速度相同,如果其中的任何一塊磁碟出現故障,整個系統將會受到破壞,可靠性是單獨使用一塊硬碟的1/n。

(2)、RAID 0的另一方式

是用n塊硬碟選擇合理的帶區大小創建帶區集,最好是為每一塊硬碟都配備一個專門的磁碟控制器,在電腦數據讀寫時同時向n塊磁碟讀寫數據,速度提升n倍。提高系統的性能。

2、RAID 1

RAID 1稱為磁碟鏡像:把一個磁碟的數據鏡像到另一個磁碟上,在不影響性能情況下最大限度的保證系統的可靠性和可修復性上,具有很高的數據冗餘能力,但磁碟利e78988e69d用率為50%,故成本最高,多用在保存關鍵性的重要數據的場合。RAID 1有以下特點:

(1)、RAID 1的每一個磁碟都具有一個對應的鏡像盤,任何時候數據都同步鏡像,系統可以從一組鏡像盤中的任何一個磁碟讀取數據。

(2)、磁碟所能使用的空間只有磁碟容量總和的一半,系統成本高。

(3)、只要系統中任何一對鏡像盤中至少有一塊磁碟可以使用,甚至可以在一半數量的硬碟出現問題時系統都可以正常運行。

(4)、出現硬碟故障的RAID系統不再可靠,應當及時的更換損壞的硬碟,否則剩餘的鏡像盤也出現問題,那麼整個系統就會崩潰。

(5)、更換新盤後原有數據會需要很長時間同步鏡像,外界對數據的訪問不會受到影響,只是這時整個系統的性能有所下降。

(6)、RAID 1磁碟控制器的負載相當大,用多個磁碟控制器可以提高數據的安全性和可用性。
3、RAID0 1

把RAID0和RAID1技術結合起來,數據除分布在多個盤上外,每個盤都有其物理鏡像盤,提供全冗餘能力,允許一個以下磁碟故障,而不影響數據可用性,並具有快速讀/寫能力。RAID0 1要在磁碟鏡像中建立帶區集至少4個硬碟。

4、RAID2

電腦在寫入數據時在一個磁碟上保存數據的各個位,同時把一個數據不同的位運算得到的海明校驗碼保存另一組磁碟上,由於海明碼可以在數據發生錯誤的情況下將錯誤校正,以保證輸出的正確。但海明碼使用數據冗餘技術,使得輸出數據的速率取決於驅動器組中速度最慢的磁碟。RAID2控制器的設計簡單。

5、RAID3:帶奇偶校驗碼的並行傳送

RAID 3使用一個專門的磁碟存放所有的校驗數據,而在剩餘的磁碟中創建帶區集分散數據的讀寫操作。當一個完好的RAID 3系統中讀取數據,只需要在數據存儲盤中找到相應的數據塊進行讀取操作即可。但當向RAID 3寫入數據時,必須計算與該數據塊同處一個帶區的所有數據塊的校驗值,並將新值重新寫入到校驗塊中,這樣無形雖增加系統開銷。當一塊磁碟失效時,該磁碟上的所有數據塊必須使用校驗信息重新建立,如果所要讀取的數據塊正好位於已經損壞的磁碟,則必須同時讀取同一帶區中的所有其它數據塊,並根據校驗值重建丟失的數據,這使系統減慢。當更換了損壞的磁碟後,系統必須一個數據塊一個數據塊的重建壞盤中的數據,整個系統的性能會受到嚴重的影響。RAID 3最大不足是校驗盤很容易成為整個系統的瓶頸,對於經常大量寫入操作的應用會導致整個RAID系統性能的下降。RAID 3適合用於資料庫和WEB伺服器等。

6、 RAID4

RAID4即帶奇偶校驗碼的獨立磁碟結構,RAID4和RAID3很象,它對數據的訪問是按數據塊進行的,也就是按磁碟進行的,每次是一個盤,RAID4的特點和RAID3也挺象,不過在失敗恢復時,它的難度可要比RAID3大得多了,控制器的設計難度也要大許多,而且訪問數據的效率不怎麼好。
7、 RAID5

RAID 5把校驗塊分散到所有的數據盤中。RAID 5使用了一種特殊的演算法,可以計算出任何一個帶區校驗塊的存放位置。這樣就可以確保任何對校驗塊進行的讀寫操作都會在所有的RAID磁碟中進行均衡,從而消除了產生瓶頸的可能。RAID5的讀出效率很高,寫入效率一般,塊式的集體訪問效率不錯。RAID 5提高了系統可靠性,但對數據傳輸的並行性解決不好,而且控制器的設計也相當困難。

8、RAID6

RAID6即帶有兩種分布存儲的奇偶校驗碼的獨立磁碟結構,它是對RAID5的擴展,主要是用於要求數據絕對不能出錯的場合,使用了二種奇偶校驗值,所以需要N 2個磁碟,同時對控制器的設計變得十分復雜,寫入速度也不好,用於計算奇偶校驗值和驗證數據正確性所花費的時間比較多,造成了不必須的負載,很少人用。

9、 RAID7

RAID7即優化的高速數據傳送磁碟結構,它所有的I/O傳送均是同步進行的,可以分別控制,這樣提高了系統的並行性和系統訪問數據的速度;每個磁碟都帶有高速緩沖存儲器,實時操作系統可以使用任何實時操作晶元,達到不同實時系統的需要。允許使用SNMP協議進行管理和監視,可以對校驗區指定獨立的傳送信道以提高效率。可以連接多台主機,當多用戶訪問系統時,訪問時間幾乎接近於0。但如果系統斷電,在高速緩沖存儲器內的數據就會全部丟失,因此需要和UPS一起工作,RAID7系統成本很高。

10、 RAID10

RAID10即高可靠性與高效磁碟結構它是一個帶區結構加一個鏡象結構,可以達到既高效又高速的目的。這種新結構的價格高,可擴充性不好。

11、 RAID53

RAID7即高效數據傳送磁碟結構,是RAID3和帶區結構的統一,因此它速度比較快,也有容錯功能。但價格十分高,不易於實現。

個人使用磁碟RAID主要是用RAID0、 RAID1或RAID0+1工作模式。