MSPE基础类2RAID技术 ppt课件.ppt

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1、MSPE培训教材—RAID技术1目录RAID基本概念RAID级别和特点RAID比较和选择RAID硬盘失效处理CRAID简述2RAID出现原因计算机发展初期，大容量硬盘价格非常高，而需要存储的数据量越来越大容量性能CPU运算速度飞速提高，数据读写速度不应该成为计算机系统处理的瓶颈信息时代，数据对企业和个人的重要性越来越大，数据存储安全更需要保障RAID可靠性3RAID基本概念——定义RAID（RedundantArrayofIndependentDisks）即独立磁盘冗余阵列，RAID技术将多个单独

2、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。由加利福尼亚大学伯克利分校（UniversityofCalifornia-Berkeley）在1987年，发表的文章：“ACaseforRedundantArraysofInexpensiveDisks”。文章中，谈到了RAID这个词汇，而且定义了RAID的5层级。柏克莱大学研究其研究目的为，反应当时CPU快速的性能。CPU效能每年大约成长30～50%，而硬磁机只能成长约7%。研究小组希望能找出一种新的技术，在短期内，

3、立即提升效能来平衡计算机的运算能力。在当时，柏克莱研究小组的主要研究目的是效能与成本。另外，研究小组也设计出容错（fault-tolerance），逻辑数据备份（logicaldataredundancy），而产生了RAID理论。研究初期，便宜（Inexpensive）的磁盘也是主要的重点，但后来发现，大量便宜磁盘组合并不能适用于现实的生产环境，后来Inexpensive被改为independence，许多独立的磁盘组。4RAID基本概念——级别根据不同的组合方式可以分为不同的RAID级别RAID

4、0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5RAID组合方式——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RAID0RAID

5、50先做RAID5，后做RAID0，能有效提高RAID5的性能6RAID基本概念——条带条块分条条带硬盘0硬盘2硬盘1硬盘37RAID基本概念——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PA0值A1值P值000101011110异或XOR的校验原理A1A0P数据盘数据盘校验盘8RAID基本概念——重建（Rebuild）数据盘A1A0PA0A1PXOR故障数据盘校验盘A2A2XOR数据盘更换9RAID基本概念——RAID组状态RAID组正常工作RAID组降级RA

6、ID组重建RAID组创建RAID组失效10RAID基本概念——物理卷和逻辑卷RAID10RAID5RAID由几个硬盘组成，从整体上看相当于一个物理卷在物理卷的基础上可以按照指定容量创建一个或多个逻辑卷，通过LUN（LogicUnitNumber）来标识物理卷物理卷逻辑卷逻辑卷单个物理卷上创建1个逻辑卷单个物理卷上创建2个逻辑卷LUN1LUN2LUN311RAID、逻辑卷的形成过程物理磁盘物理卷（RAID）12RAID、逻辑卷的形成过程物理磁盘逻辑卷物理卷（RAID）LUN1LUN2LUN3分割13

7、RAID写数据三种方式……一、整条写整条写的实现方式是：第一步：直接将新写入的数据在cache里通过校验运算，计算出校验数据。第二步：再将需要写入的数据和校验数据同时写进一个条带。如图所示：IO有效率75%14RAID写数据三种方式二、重构写一个IO写操作,它所写入的条带所在的磁盘数超过RAID磁盘一半时,可采用重构写方式。重构写的实现方式是：第一步：先将所需写入的新数据保存到cache，同时读取其它磁盘上的老数据到cache，再将新数据、老数据做校验运算，得出新校验数据。第二步：再将新数据、老数

8、据和新校验数据同时写入所在的磁盘扇区。如图所示：IO有效率40%读一次IO，写4次IO，有效写数据2次IO，有效率是40%15RAID写数据三种方式三、读改写（read-modifywrite）一个IO写操作,它所写入的条带所在的磁盘数不超过RAID磁盘一半时,可采用读改写方式。读改写的实现方式是：第一步，先将所需写入的新数据保存到cache，同时读取所需要写入扇区上的老数据到cache，同时读取校验盘上相对应扇区上的老校验数据到cache，再将新数据、老数据和老校验数据做校验运算