關(guān)于RAID與SCSI的一些基本概念

1、關(guān)于RAID和SCSI的幾個基本概念RAID摘要內(nèi)置微處理器的磁盤子系統(tǒng)通常稱為RAID系統(tǒng)。 RAID陣列的可用容量小于成員磁盤的合并容量。RAID0(數(shù)據(jù)塊)是一個簡單、未經(jīng)驗證的磁盤數(shù)據(jù)塊，本質(zhì)上不是真正的RAID。 這是因為沒有提供任何形式的冗馀。 如果RAID0磁盤失敗，數(shù)據(jù)將完全丟失。 使用RAID0恢復(fù)數(shù)據(jù)的唯一方法是使用磁帶備份或鏡像拷貝。其次，RAID1(鏡像)是未驗證的RAID級別。三、RAID2(私有盤的并行訪問)的定義涉及RAID控制器中的錯誤檢查電路。 此功能已經(jīng)集成到磁盤驅(qū)動器中，價格便宜但效率低。 因此，RAID2未形成產(chǎn)品。四、并行接入RAID都屬于RAID3。

2、 RAID3(使用自己的驗證磁盤進行同步訪問)子系統(tǒng)將數(shù)據(jù)塊存儲在陣列中的所有驅(qū)動器上，并將驗證數(shù)據(jù)寫入陣列中的另一個驗證磁盤。 RAID3被視為AID。五、RAID4(使用專用驗證盤的獨立接入)是使用專用驗證盤的獨立接入的RAID實現(xiàn)。 與RAID3不同，RAID4有更多的塊，可以同時處理多個I/O請求。 讀請求具有性能優(yōu)勢，但RAID4的寫入開銷特別大，因為驗證磁盤在每個讀取、修改和寫入周期被訪問兩次。RAID5(使用分布式驗證的獨立訪問)是一種獨立訪問的RAID陣列，用于驗證數(shù)據(jù)是否分布在陣列中的所有磁盤上。 也就是說，沒有自己的驗證磁盤，因此沒有像RAID4那樣的寫入瓶頸。7、RAID

3、6(使用雙驗證的獨立存取)提供兩種層級的備援，即使陣列中的兩個驅(qū)動程式失敗，也能繼續(xù)運作。RAID1:稱為“磁盤鏡像”，它通過將相同的數(shù)據(jù)完全復(fù)制到陣列中的一個硬盤來完全保護數(shù)據(jù)。 如果其中一個硬盤損壞，另一個硬盤將提供準確、完全相同的數(shù)據(jù)，RAID系統(tǒng)將繼續(xù)使用鏡像硬盤，而且對用戶來說數(shù)據(jù)不會丟失。這種鏡像系統(tǒng)的缺點是數(shù)據(jù)保存速度沒有提高，磁盤利用率低。 但是，它為管理員提供了最簡單、最有效的保護，并且在一個硬盤出現(xiàn)故障時，陣列管理軟件會將數(shù)據(jù)請求直接轉(zhuǎn)換為有效的硬盤。RAID3:RAID3可將數(shù)據(jù)交織到多個驅(qū)動器，由專用硬盤用戶提供奇偶校驗數(shù)據(jù)存儲，并提供錯誤數(shù)據(jù)的恢復(fù)和重建。RAID5:

4、RAID5是最常見的配置方式。 具有奇數(shù)奇偶校驗數(shù)據(jù)恢復(fù)功能的數(shù)據(jù)存儲方式。 在RAID5中，奇偶校驗塊分布在陣列中的每個硬盤上，從而使數(shù)據(jù)連接更加順暢。如果其中一個硬盤損壞，奇數(shù)奇偶校驗數(shù)據(jù)將用于重建數(shù)據(jù)。 這是很通行的做法。 此方法的缺點是數(shù)據(jù)的讀取/寫入時間相對較長(寫入一系列數(shù)據(jù)時，需要完成兩次讀取/寫入)。 容量為N-1，最少需要3臺硬盤。磁盤陣列術(shù)語表陣列：陣列磁盤陣列模型將多個磁盤的存儲空間合并起來，形成一個大的單一連續(xù)存儲空間。 NetRAID控制器可以使用SCSI通道將多個磁盤組合到一個磁盤陣列中。 簡單來說，陣列是由多個磁盤組成的并行磁盤系統(tǒng)。 不能作為熱備盤添加到陣列。陣

5、列生成：陣列面板陣列范圍是重新整合2個、3個或4個磁盤陣列的存儲空間，形成具有單一連續(xù)存儲空間的邏輯驅(qū)動器的過程。 NetRAID控制器可以跨越多個連續(xù)的陣列，但每個陣列必須包含相同數(shù)量的磁盤，這些陣列必須具有相同的RAID級別。 即，跨度陣列是已經(jīng)形成的若干陣列的再次組合，其中RAID1、RAID3和RAID5分別跨過該陣列形成RAID10、RAID30和RAID50。緩存策略緩存策略NetRAID控制器有兩種高速緩存策略：緩存I/O (高速緩存I/O )和直接I/O (直接I/O )。 高速緩存I/O始終采用讀寫策略，讀取時經(jīng)常隨機高速緩存。 直接I/O采用在讀取新數(shù)據(jù)時始終直接從磁盤讀取

6、的方法，重復(fù)讀取1個數(shù)據(jù)單元后，將選擇適當?shù)淖x取策略，并緩存讀取的數(shù)據(jù)。 只有在讀取的數(shù)據(jù)被重復(fù)訪問時，數(shù)據(jù)才會進入緩存，但在完全隨機讀取的狀態(tài)下，數(shù)據(jù)不會進入緩存。容量擴展容量擴展微軟的WindowsNT、2000或Novell的NetWare4.2,5、5和5操作系統(tǒng)允許您在線增加當前卷的容量。 在Windows2000或NetWare5系統(tǒng)上，準備好在線擴展后，禁用虛擬容量選項。 另一方面，對于WindowsNT或NetWare4.2系統(tǒng)，虛擬容量選項必須能夠在線擴展。在NetRAID控制器的快速資源調(diào)配工具中，如果啟用了虛擬容量設(shè)置選項，則控制器可以建立虛擬磁盤空間，卷可以將通過重建添

7、加的物理磁盤擴展到虛擬空間。 重建操作只能在一個陣列中的一個邏輯驅(qū)動程序上執(zhí)行，不能在陣列之間使用聯(lián)機擴展。信道：信道在兩個磁盤控制器之間傳輸數(shù)據(jù)和控制信息的電路。格式：格式向物理驅(qū)動器(硬盤)的所有數(shù)據(jù)區(qū)域?qū)懭肓愕牟僮鬟^程，格式化是單純的物理操作，同時進行硬盤介質(zhì)的一致性檢查，標記無法讀取和不良的扇區(qū)。 大多數(shù)硬盤在出廠時已經(jīng)過格式化，因此只有在硬盤介質(zhì)出現(xiàn)錯誤時才需要進行格式化。熱備盤：熱備盤如果正在使用的磁盤出現(xiàn)故障，空閑狀態(tài)下通電等待的磁盤將立即代替此故障磁盤。 這個方法是熱備盤。 熱備盤不存儲用戶數(shù)據(jù)，最多可以有8個磁盤作為熱備盤。 熱備盤可以專用于一個冗馀陣列或是整個陣列的熱備盤池

8、的一部分。 特定陣列只能有一個熱備盤。如果磁盤出現(xiàn)故障，控制器固件將自動使用熱備盤代替出現(xiàn)故障的磁盤，將算法存儲在出現(xiàn)故障的磁盤上的數(shù)據(jù)重建到熱備盤，數(shù)據(jù)只能從冗馀邏輯驅(qū)動器重建(r 系統(tǒng)管理員可以更換故障磁盤，并將更換的磁盤指定為新的熱備盤。HotswapDiskModule :熱插拔光盤模式熱插拔模式允許系統(tǒng)管理員在不關(guān)閉服務(wù)的情況下更換出現(xiàn)故障的磁盤驅(qū)動器，而不關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 所有電源和電纜連接都集成到服務(wù)器底板中，因此熱插拔模式可以直接從驅(qū)動器盒插槽中移除磁盤，操作簡單。 然后，將更換的熱插拔磁盤插入插槽。 熱插拔技術(shù)僅適用于raid1、3、5、10、30和50配置。I2o (智能輸入

9、/輸出) :智能輸入/輸出智能輸入輸出是工業(yè)標準，輸入輸出子系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)完全獨立于網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，不需要外部設(shè)備的支持。 I2O使用的驅(qū)動程序分為操作系統(tǒng)服務(wù)模塊(OSMs )和硬件驅(qū)動程序模塊(HDMs )。初始化：初始化向邏輯驅(qū)動器的數(shù)據(jù)區(qū)域?qū)懭肓愕牟僮鬟^程中，生成適當?shù)钠鏀?shù)位以使邏輯驅(qū)動器進入就緒狀態(tài)。 由于初始化會刪除以前的數(shù)據(jù)并生成奇偶校驗，因此邏輯驅(qū)動器將在此過程中進行一致性檢查。 未初始化的陣列不可用。 由于未生成奇數(shù)區(qū)域，陣列將出現(xiàn)一致性檢查錯誤。IOP(I/OProcessor ) :輸入輸出處理器輸入輸出處理器是NetRAID控制器的指揮中心，實現(xiàn)指令處理、PCI和SCSI

10、總線的數(shù)據(jù)傳輸、RAID的處理、磁盤驅(qū)動器的重建、緩存的管理和錯誤恢復(fù)等功能。邏輯驅(qū)動器：邏輯驅(qū)動器陣列中可以占用多個物理磁盤的虛擬驅(qū)動器。 邏輯驅(qū)動器將陣列或陣列之間的磁盤劃分為連續(xù)的存儲空間，這些磁盤分布在陣列中的所有磁盤上。 NetRAID控制器最多可以配置8個容量大小不同的邏輯驅(qū)動器，每個陣列必須至少配置一個邏輯驅(qū)動器。 輸入輸出操作只能在邏輯驅(qū)動器聯(lián)機的狀態(tài)下執(zhí)行。邏輯卷：邏輯卷由邏輯磁盤形成的虛擬磁盤。 也稱為磁盤分區(qū)。Mirroring :鏡像鏡像鏡像是一種冗馀類型，其中一個磁盤上的數(shù)據(jù)在另一個磁盤上具有完全相同的副本。 RAID1和RAID10使用鏡像。奇偶校驗位在數(shù)據(jù)的存儲和

11、傳輸中，向字節(jié)添加位以驗證錯誤。 多數(shù)情況下，可以從兩個或多個原始數(shù)據(jù)生成一個冗馀數(shù)據(jù)，然后從一個原始數(shù)據(jù)重建冗馀數(shù)據(jù)。 但是，奇偶校驗數(shù)據(jù)并不完全復(fù)制原始數(shù)據(jù)。對于RAID，此方法適用于陣列中的所有磁盤驅(qū)動器。 奇偶校驗位還可以配置專用的奇偶校驗方法，用于將奇偶校驗數(shù)據(jù)分布到系統(tǒng)中的所有磁盤。 如果一個磁盤出現(xiàn)故障，可以從另一個磁盤上的數(shù)據(jù)和奇偶校驗數(shù)據(jù)重建出現(xiàn)故障的磁盤上的數(shù)據(jù)。電源故障保護：停電保護如果此項設(shè)置為可用，則在重構(gòu)過程中(未重建)，所有數(shù)據(jù)都將保存在磁盤上，直到重構(gòu)完成。 這樣，如果在重建過程中發(fā)生停電，就不會發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的危險。RAID獨立的冗馀磁盤陣列獨立冗馀磁盤陣列最初

12、被稱作廉價冗馀磁盤陣列(redundantarrayofinexpensivedisks )，是由多個小容量、獨立的硬盤組成的陣列，陣列的總體性能是單個昂貴的、大容量硬盤(SLED )的性能由于并行運行多個磁盤，RAID磁盤子系統(tǒng)的I/o性能比單個磁盤的I/o性能有所提高。 服務(wù)器將RAID陣列視為單個存儲單元，同時訪問多個磁盤，從而提高I/o速度。raid級別raid級別RAID級別是到邏輯驅(qū)動程序的各種冗馀應(yīng)用程序。 這樣可以提高邏輯驅(qū)動器的容錯和性能，但是邏輯驅(qū)動器的可用容量會減少，必須為每個邏輯驅(qū)動器分配RAID級別。RAID1,3、3、3、5的邏輯驅(qū)動程序使用單一陣列，其具體情況如附

13、表1所示。 簡單來說，RAID0沒有冗馀，可以由一個或多個物理驅(qū)動程序組成，RAID1是鏡像冗馀，一個陣列需要兩個物理驅(qū)動程序，而RAID3是專用奇偶校驗冗馀。 也就是說，所有冗馀數(shù)據(jù)都存儲在一個專用磁盤上，一個陣列至少包含三個物理驅(qū)動程序，而RAID5則將陣列中的冗馀數(shù)據(jù)分散存儲在陣列中的所有磁盤上，并且一個陣列需要至少三個物理驅(qū)動程序raid10、30、50由跨陣列配置的邏輯驅(qū)動器組成。 附表2顯示了跨越磁盤陣列的情況。讀策略：讀策略NetRAID控制器提供了三種讀取策略：“預(yù)讀”、“正常”和“自適應(yīng)”。所謂預(yù)讀，是指在運行中，預(yù)讀控制器未要求的數(shù)據(jù)，保存在存儲器中，期待這些數(shù)據(jù)能夠使用。

14、 預(yù)讀可以更快地提供連續(xù)的數(shù)據(jù)，隨機的數(shù)據(jù)訪問效果不好。標準策略不使用預(yù)讀方法。 如果讀取的數(shù)據(jù)大部分是隨機數(shù)據(jù)，則此策略最有效。正確的策略是在訪問的最后兩個磁盤上的數(shù)據(jù)存儲在連續(xù)扇區(qū)中時使用預(yù)讀的方法。就緒狀態(tài)：就緒狀態(tài)就緒狀態(tài)是可用硬盤的狀態(tài)，可以添加到任何陣列，也可以指定為熱備盤，而不是在線或熱備盤。重建：重建在raid1、3、5、10、30或50陣列上將故障磁盤上的所有數(shù)據(jù)重放到替換磁盤的過程。 通常，邏輯驅(qū)動器在磁盤重建期間不會中斷對數(shù)據(jù)的訪問請求。重建率：重建率重建操作過程的速度。 每個控制器都分配有重建百分比，以反映IOP資源在重建操作中所占的百分比。Reconstruct :重

15、建更改RAID級別后刷新邏輯驅(qū)動器上的數(shù)據(jù)的過程。SCSIDiskStatus:SCSI磁盤狀態(tài)SCSI磁盤(物理驅(qū)動器)有五種狀態(tài)：就緒，未配置的可以通電操作的磁盤在線，熱備盤故障，用于準備一個已配置的可以通電操作的磁盤出現(xiàn)故障時使用的通電磁盤磁盤出錯失敗，或者用戶使用NetRAID控制器實用程序使驅(qū)動器脫機的狀態(tài)重建，磁盤正在從一個或多個重要邏輯驅(qū)動器中恢復(fù)數(shù)據(jù)。條紋容量：條紋容量連續(xù)寫入各磁盤的數(shù)據(jù)的修正量。 也稱為條紋深度。 每個邏輯驅(qū)動器的條帶容量可以是2KB、4KB或8KB到128KB。 要提高性能，請選擇條帶容量小于或等于操作系統(tǒng)群集的大小。 使用大容量條帶可以提高讀取性能，特別是在讀取連續(xù)數(shù)據(jù)時。 另一方面，在讀取隨機數(shù)據(jù)時，優(yōu)選將條紋的容量設(shè)置成略小。 如果指定128KB的條帶，則需要8MB的內(nèi)存。條帶化：條帶化條紋化是將連續(xù)數(shù)據(jù)分割成相同大小的數(shù)據(jù)塊，并將各數(shù)據(jù)寫入陣列的不同盤的方法。 此技術(shù)比一個磁盤可以提供的讀取/寫入速度快得多，從第一個磁盤傳輸數(shù)據(jù)后，第二個磁盤就可以識別下一個數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)條帶化在一些現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫和一些RAID硬件設(shè)備中廣泛使用。虛擬大?。禾摂M容量啟用此設(shè)置后，控制器將報告邏輯驅(qū)動器的容量遠大于實際物理容量。 “虛擬”空間允許在線擴展。寫策略寫策略一般認為，當處理器將數(shù)據(jù)寫入盤時，數(shù)據(jù)會先被寫入緩存，處理器有可能立即再