使用RAID与磁盘子系统增强可用性与性能

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1、下载第6章使用RAID和磁盘子系统增强可用性和性能目前，市场上存在着大量来自不同厂商的存储子系统产品，它们不仅能够提供对数据的保护，也能增强系统的性能。一般而言，这些子系统的组件包括微处理器、分散的电源、冷却系统、存储和网络管理、即插即用封装等。内嵌微处理器的磁盘子系统通常称为RAID系统，它具有设备虚拟化的能力，使许多内部的磁盘驱动器看上去就像一个更大的虚拟设备。缺乏这种能力的子系统通常称为JBOD，JBOD子系统可以具备许多RAID的物理特性，但需要诸如卷管理器的外部软件的支持，或者需要由实现RAID阵列算法的RAID主机I/O控制器提供支持。RAID和JBOD之间的差别如图6-1所示。

2、主机系统主机系统主机RAID带有RAID能力软件的卷管理器带有RAID能力的或主机I/O控制器子系统RAID控制器磁盘磁盘磁盘磁盘磁盘磁盘JBOD：每个磁盘由主机内的RAIDRAID子系统：单个的虚拟设备单独寻址图6-1RAID磁盘子系统和JBOD磁盘子系统作为一种提供增强数据保护和系统性能的主要方法，本章将对RAID进行探讨。因为许多数据保护特性都内含在磁盘子系统的物理设计中，所以对RAID和JBOD是同样适用的。因为RAID算法既能作为磁盘子系统的集成部分实现，也能通过分离的机制实现，所以，为了简单起见，本章将使用同一术语来描述RAID和JBOD。然而，在一些实例中，为了明确一个特征或特

3、性属于哪个子系统，有时还需要区别对待。6.1使用RAID的三个原因廉价冗余磁盘阵列（RAID）开始于80年代，那时它是加州大学伯克利分校的一个研究项目。近一个时期以来，大部分磁盘驱动器总是廉价的，所以现在存储工业界用“独立”一词代替“廉价”，尽管这样，这个缩写背后的词仍然没有能很好地表达RAID所拥有的优势。基本上，有三个主要原因造成了RAID流行于IT存储管理领域：第6章使用RAID和磁盘子系统增强可用性和性能121下载¥RAID在容量和管理上的优势。¥RAID的性能优势。¥RAID的可靠性和可用性优势。RAID已经是存储工业界投入大量精力研究和开发的课题，几个成功的RAID产品已经面世。

4、本章将解释为什么RAID会如此引人注意，也将介绍在传统环境下RAID的工作原理，以及RAID用于未来的存储网络的可能性。6.2RAID的容量和可管理性RAID的基本概念之一是设备虚拟化，即尽管一个RAID系统带有许多单个磁盘驱动器，但在主机系统看来，就像是一个大、快、可靠的磁盘驱动器。这与苍蝇的眼睛构成相类似，许多小的部分组合而形成单一的更大的部分。图6-2显示了RAID子系统组成。设备设备设备设备由多个磁盘驱动器组成的RAID子系统系统设备设备设备设备设备RAID子系统是一个由多个更小设备组成的复合设备设备驱动程序主机I/O存储总线总线主机I/O控制器图6-2由许多磁盘驱动器构成的RAID

5、子系统6.2.1容量的扩展过去，建立支持大数据量的大型数据处理系统困难很大，RAID的出现使问题变得相当简单。例如，一个RAID系统可以组合10个单独的磁盘驱动器，而在存储总线或网络上却以单一的地址或LUN出现。为了支持某些快速增长的应用，如InternetWeb服务器，系统的可扩展性越来越受重视，因此，虚拟存储子系统是否能够提供足够的存储能力是很重要的。假如虚拟子系统没有充足的存储容量，应用将不得不扩展到多个服务器上，这不仅使花费增多，也造成管理上的困难。1.原始容量和可用容量尽管RAID子系统的总容量是它的一个重要的优点，但RAID阵列的可用容量总小于成员磁盘的总量（成员磁盘就是构成RA

6、ID阵列的独立磁盘）。由于所用RAID算法的冗余开销，所122第二部分建立网络存储应用下载以RAID子系统的容量有所减小。在已知所用的RAID算法和阵列中的磁盘数量条件下，可以计算出为了实现RAID的某项功能所需要的额外容量，并进而计算出RAID子系统的可用容量。一般而言，RAID阵列容量是成员磁盘总容量的50%～90%。图6-3是RAID容量及其额外开销的一个例子。所有磁盘的总容量原始容量原始容量RAID的额外开销-RAID额外开销可用容量可用容量图6-3RAID的原始容量和可用容量2.服务器插槽量设备虚拟化功能减轻了主机I/O总线的容量问题，在任何一个系统中，可用的插槽数量是固定的。虽然

7、一些系统多一些，另一些系统少一些，但无论如何，主机系统的可用插槽都是一个问题。使用单个插槽连接多个驱动器是RAID所特有的性能，也是它比JBOD优越所在。考虑两个磁盘子系统，每一个子系统带有12个磁盘，假如它们作为JBOD子系统连接，将至少需要2个插槽，事实上，为了达到合理的性能，至少需要4个主机控制器。若使用RAID子系统，仅需要单个主机控制器就可以支持所有24个磁盘，且能够提供合理的性能。6.2.2RAI