UIT 存储基础培训 - 阵列技术课件.ppt

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1、UIT存储基础技术中心郭镭第四章阵列技术磁盘阵列体系结构RAID技术阵列与主机链接快照与复制XX公司什么是磁盘阵列：磁盘阵列是一种采用RAID技术、冗余技术和在线维护技术制造的一种高性能、高可用的磁盘存储设备。磁盘阵列核心技术：体系结构设计缓存技术RAID技术主机通道连接技术快照技术复制技术磁盘阵列常见阵列体系结构通常的中档控制器设计单个或集群的双控制器前端主机端口，后端光纤环路镜像的高速缓存高速缓存...光纤通道后端环路CPU高速缓存光纤通道主机端口CPU...光纤通道主机端口CHIP光纤通道...ACPCHIPCHI

2、P矩阵式高端阵列体系结构高速缓存与共享内存光纤通道高端企业级磁盘阵列CHIP光纤通道...ACP光纤通道...ACP光纤通道...ACPCrossBar高速CPU控制器缓存工作模式前端总线系统缓存CPUCPU后端总线读缓存写缓存前端总线系统缓存CPUCPU后端总线读缓存写缓存主机写入数据流反馈写OKWrite-back回写主机写入数据流反馈写OKWrite-through直写磁盘控制器的缓存保护技术FC或IP(GE)缓存(Cache)CPUCPU后端总线磁盘FC或IP(GE)缓存(Cache)CPUCPU后端总线Cache电

3、池FC或IP(GE)缓存(Cache)CPUCPU后端总线阵列内置UPS三种常见控制器Cache保护设计cache电池保护内置UPS保护外置UPS保护阵列外置UPS控制器缓存镜像前端总线系统缓存CPUCPU后端总线读缓存写缓存前端总线系统缓存CPUCPU后端总线读缓存写缓存1、主机数据写入缓存；2、缓存数据进行异或运算，产生校验数据；前端总线系统缓存CPUCPU后端总线读缓存写缓存前端总线系统缓存CPUCPU后端总线读缓存写缓存1、主机数据写入缓存；2、缓存数据进行异或运算，产生校验数据；3、将校验数据添加到缓存；控制器缓存

4、镜像前端总线系统缓存CPUCPU后端总线读缓存写缓存前端总线系统缓存CPUCPU后端总线读缓存写缓存1、主机数据写入缓存；2、缓存数据进行异或运算，产生校验数据；3、将校验数据添加到缓存；4、将缓存数据复制到目标控制器；5、目标控制器处理完数据和校验数据返回消息；6、源控制器返回主机消息，操作完毕。OK控制器缓存镜像RAID基本概念—定义RAID（RedundentArrayofInexpensiveDisks）廉价磁盘冗余阵列由美国加州伯克利分校的D.A.Patterson教授在1988年提出。传统RAID的四种需求目标—

5、安全、经济、效率、扩充解决了单个磁盘容量的限制解决了单个磁盘速度的限制解决了数据可靠性问题RAID技术将多个单独的物理硬盘以不同的方式组合成一个逻辑硬盘，从而提高了硬盘的读写性能和数据安全性。根据不同的组合方式可以分为不同的RAID级别:RAID0数据条带化，无校验RAID1数据镜像，无校验RAID2海明码错误校验及校正RAID3数据条带化读写，校验信息存放于专用硬盘RAID4单次写数据采用单个硬盘，校验信息存放于专用硬盘RAID5数据条带化，校验信息分布式存放RAID6数据条带化，分布式校验并提供两级冗余RAID组合方式—

6、级别扩展同时采用两种不同的RAID方式还能组合成新的RAID级别RAID0+1先做RAID0，后做RAID1，同时提供数据条带化和镜像RAID10类似于RAID0+1，区别在于先做RAID1，后做RAID0RAID50先做RAID5，后做RAID0，能有效提高RAID5的性能RAID基本概念1——条带分条条带硬盘0硬盘2硬盘1硬盘3RAID基本概念2——校验异或运算P=A0XORA1数据A0和A1通过异或运算进行奇偶校验得到校验位PA1A0P数据盘数据盘校验盘两个数字之间的XOR运算定义是：1XOR1=01XOR0=10XO

7、R1=10XOR0=0RAID基本概念3——重建（Rebuild）数据盘A1A0PA0A1PXOR故障数据盘校验盘A2A2XOR数据盘更换RAID硬盘失效处理--热备和热插拔热备：HotSpare定义：当冗余的RAID组中某个硬盘失效时，在不干扰当前RAID系统的正常使用的情况下，用RAID系统中另外一个正常的备用硬盘自动顶替失效硬盘，及时保证RAID系统的冗余性全局式：备用硬盘为系统中所有的冗余RAID组共享专用式：备用硬盘为系统中某一组冗余RAID组专用热插拔：HotSwap定义：在不影响系统正常运转的情况下，用正常的硬

8、盘物理替换RAID系统中失效硬盘关键在于热插拔时电子器件的保护机制全局热备示例该热备盘由系统中两个RAID组共享，可自动顶替任何一个RAID中的一个失效硬盘磁盘1磁盘2磁盘3热备盘磁盘4磁盘5磁盘6RAID5RAID5磁盘阵列RAID级别——RAID0RAID0即没有容错设计的条带硬盘阵列