1、磁盤(pán)陣列的工作原理M9-1磁盤(pán)陣列概念任務(wù)描述一相關(guān)知識(shí)二四任務(wù)總結(jié)三一、任務(wù)描述現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)一般都會(huì)用到磁盤(pán)陣列，掌握磁盤(pán)陣列的安裝和恢復(fù)技術(shù)是數(shù)據(jù)恢復(fù)工程師的必備條件。本次課的任務(wù)為：1.熟悉磁盤(pán)陣列系統(tǒng)的概念2.掌握磁盤(pán)陣列的工作原理3.掌握磁盤(pán)陣列系統(tǒng)的常見(jiàn)工作方式4.熟悉磁盤(pán)陣列的應(yīng)用【教學(xué)重點(diǎn)】熟悉磁盤(pán)陣列系統(tǒng)的概念，掌握磁盤(pán)陣列的工作原理，掌握磁盤(pán)陣列系統(tǒng)的常見(jiàn)工作方式【教學(xué)難點(diǎn)】掌握磁盤(pán)陣列的工作原理，掌握磁盤(pán)陣列系統(tǒng)的常見(jiàn)工作方式二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) RAID系統(tǒng)的概念RAID（Redundant Array of Independent Disks）簡(jiǎn)單的解釋?zhuān)褪菍臺(tái)硬盤(pán)透過(guò)

2、RAID 卡（或是軟件）結(jié)合成虛擬單臺(tái)大容量的硬盤(pán)使用，其特色是N臺(tái)硬盤(pán)同時(shí)讀取速度加快及提供容錯(cuò)性，所以RAID是當(dāng)今最重要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備或者數(shù)據(jù)備份設(shè)備。多臺(tái)硬盤(pán)RAID卡虛擬單臺(tái)大容量硬盤(pán)二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) - RAID系統(tǒng)的概念RIAD的實(shí)現(xiàn)方法 軟陣列(Software RAID)通過(guò)軟件(如操作系統(tǒng))實(shí)現(xiàn)，占用CPU時(shí)間，可靠性較差，較少使作 1.整體擁有成本較低 2.需要服務(wù)器主機(jī)進(jìn)行全部的RAID 運(yùn)算 3.會(huì)降低服務(wù)器整體效能 4.可靠性較低硬陣列(Hardware RAID Adapter)通過(guò)專(zhuān)門(mén)的陣列控制器實(shí)現(xiàn)二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) RAID系統(tǒng)的概念磁盤(pán)陣列柜磁盤(pán)陣列卡二、相關(guān)知

3、識(shí)點(diǎn) RAID工作原理RAID卡軟RAIDD1D2條帶化存儲(chǔ)D301奇偶校驗(yàn)COPY1COPY2內(nèi)容鏡像文件數(shù)據(jù)二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) RAID工作原理?xiàng)l帶化存儲(chǔ)條帶：同一磁盤(pán)陣列中的多個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器上的相同“位置”的分塊（塊大小、數(shù)據(jù)讀取方式）。二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) RAID工作原理奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)通過(guò)在傳輸后對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余校驗(yàn)可以確保數(shù)據(jù)的有效性。利用奇偶校驗(yàn)，當(dāng)RAID系統(tǒng)的一個(gè)磁盤(pán)發(fā)生故障時(shí)，其它磁盤(pán)能夠重建該故障磁盤(pán)(異或運(yùn)算：相同為假，相異為真)。二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) RAID工作原理內(nèi)容鏡像鏡像是將數(shù)據(jù)同時(shí)寫(xiě)入兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)。二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) RAID組織方式磁盤(pán)陣列等級(jí)規(guī)范目前從0-7等不同標(biāo)準(zhǔn)

4、：RAID 0 數(shù)據(jù)條帶化存儲(chǔ)陣列RAID 1 鏡像磁盤(pán)陣列RAID 2 并行陣列，漢明碼RAID 3 帶奇偶校驗(yàn)的并行陣列RAID 4 帶專(zhuān)用奇偶校驗(yàn)驅(qū)動(dòng)器的磁盤(pán)陣列RAID 5 磁盤(pán)陣列，所有驅(qū)動(dòng)器均包括奇偶校驗(yàn)RAID 6 帶有兩種分布存儲(chǔ)的奇偶校驗(yàn)碼的磁盤(pán)陣列RAID 7 優(yōu)化的高速數(shù)據(jù)傳送磁盤(pán)陣列二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) RAID 0RAID0是無(wú)數(shù)據(jù)冗余的存儲(chǔ)空間條帶化，具有成本低、讀寫(xiě)性能極高、存儲(chǔ)空間利用率高等特點(diǎn)。但由于不提供數(shù)據(jù)冗余，構(gòu)成陣列的任何一塊硬盤(pán)的損壞都將帶來(lái)災(zāi)難性的數(shù)據(jù)損失，因此安全性很低。二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) RAID 0二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) RAID 1RAID1是兩塊硬盤(pán)數(shù)據(jù)完

5、全鏡像，安全性好，技術(shù)簡(jiǎn)單，管理方便，讀寫(xiě)性能均好。要擴(kuò)展容量必須成對(duì)硬盤(pán)擴(kuò)展，不足的地方是空間浪費(fèi)大。二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) RAID 1二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) RAID 5RAID 5是目前應(yīng)用最廣泛的RAID技術(shù)。各塊獨(dú)立硬盤(pán)進(jìn)行條帶化分割，相同的條帶區(qū)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)(異或運(yùn)算)，校驗(yàn)數(shù)據(jù)平均分布在每塊硬盤(pán)上。RAID5具有優(yōu)點(diǎn)是提供了冗余性（支持一塊盤(pán)掉線(xiàn)后仍然正常運(yùn)行），磁盤(pán)空間利用率較高（N-1/N），讀寫(xiě)速度較快（N-1倍）。二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) RAID 5二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) RAID 5 組織方式由于奇偶校驗(yàn)塊是平均分布在每個(gè)磁盤(pán)上的，因此存在著數(shù)據(jù)條帶的順序和校驗(yàn)塊的位置方向的問(wèn)題，常見(jiàn)的校驗(yàn)塊排列方

6、式有：左異步（Backward 321）左同步（Backward dynamic）右異步（Forward 123）右同步（Forward dynamic）反向延時(shí)（Backward delay parity）二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) 左異步左異步（Adaptec反向奇偶校驗(yàn)、Backward 321）磁盤(pán)號(hào) 磁盤(pán)1磁盤(pán)2磁盤(pán)3磁盤(pán)4數(shù)據(jù)塊 123P45P67P89P101112二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) 左同步左同步（AMI 反向動(dòng)態(tài)奇偶校驗(yàn)、Backward dynamic）磁盤(pán)號(hào) 磁盤(pán)1磁盤(pán)2磁盤(pán)3磁盤(pán)4數(shù)據(jù)塊 123P56P49P78P101112二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) 右異步右異步（正向奇偶校驗(yàn)、Forward 1

7、23） 磁盤(pán)號(hào) 磁盤(pán)1磁盤(pán)2磁盤(pán)3磁盤(pán)4數(shù)據(jù)塊 P1234P5678P9101112P二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) 左異步右同步（正向動(dòng)態(tài)奇偶校驗(yàn)、Forward dynamic） 磁盤(pán)號(hào) 磁盤(pán)1磁盤(pán)2磁盤(pán)3磁盤(pán)4數(shù)據(jù)塊 P1236P4589P7101112P二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) 反向延時(shí)反向延時(shí)（HP/COMPAQ延時(shí)奇偶校驗(yàn)、Backward delay parity） 磁盤(pán)號(hào) 磁盤(pán)1磁盤(pán)2磁盤(pán)3磁盤(pán)4數(shù)據(jù)塊 123P456P78P91011P12RAID5的關(guān)鍵參數(shù)有：盤(pán)序每塊硬盤(pán)的組織順序，在拆卸前應(yīng)做好標(biāo)記。塊大小分割數(shù)據(jù)塊進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)的大小單位，可能為十幾KB到上百KB。組織方式數(shù)據(jù)塊和奇偶校驗(yàn)塊存放的

8、方式。起始位置第一個(gè)奇偶校驗(yàn)塊的起始位置。二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) RAID 1 + 0RAID 1+0綜合了RAID 0和RAID 1的特點(diǎn)，獨(dú)立磁盤(pán)配置成RAID 0，兩套完整的RAID 0互相鏡像。它的讀寫(xiě)性能出色，安全性高，但構(gòu)建陣列的成本投入大，數(shù)據(jù)空間利用率低。二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) RAID 10二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn) - RAID比較 RAID級(jí)別RAID 0RAID 1RAID 5RAID 10別名條帶鏡像分布奇偶位條帶鏡像陣列條帶容錯(cuò)性無(wú)有有有冗余類(lèi)型無(wú)復(fù)制奇偶校驗(yàn)復(fù)制熱備盤(pán)選項(xiàng)無(wú)有有有連續(xù)寫(xiě)性能高低低一般最小硬盤(pán)數(shù)2塊2塊3塊4塊可用容量N 單塊硬盤(pán)容量，一般不大于16(N /2) 單塊硬盤(pán)容量，一般不大于16(N -1) *單塊