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數據存儲技術課程目標學完本課程后，您能夠：掌握RAID的基本概念；掌握RAID0，1，3，5，6，10，50各個級別的原理和適用場合；了解校驗冗余算法。一、數據存儲技術的基礎知識

一、數據存儲技術的基礎知識

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RAID基本概念——組織數據的方式（分區/分塊/條帶）extent0extent0extent1extent0extent1extent1extent1extent0extent2磁盤1磁盤2磁盤3磁盤4分區分條stripestripRAIDRAID基本概念——組織數據的方式（分區/分塊/條帶）extent0extent0extent1extent0extent1extent1extent1extent0extent2磁盤1磁盤2磁盤3磁盤4分區分條stripestripRAID一、數據存儲技術的基礎知識

一、數據存儲技術的基礎知識

RAID基本概念磁盤鏡像

RAID基本概念磁盤數據跨盤、數據分段

RAID基本概念——熱備和熱換備盤陣列1陣列2磁盤故障熱換熱備切換RAID基本概念——熱備和熱換備盤陣列1陣列2磁盤故障熱換熱備切換

RAID級別

以下級別陣列的虛擬磁盤和各物理成員磁盤之間的數據映射關系：0,1,3,5(5E,5EE),6(P+Q,DP),0+1，10,50……Raid2、4呢？一、系統前端接入網絡建設RAID級別——RAID0（一）RAID0定義：StripedDiskArraywithoutFaultTolerance(沒有容錯設計的條帶磁盤陣列），以條帶形式將RAID陣列的數據均勻分布在各個陣列中。RAID0圖解：D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15邏輯磁盤物理磁盤0物理磁盤1物理磁盤2物理磁盤3stripe0stripe1stripe2stripe3RAID0DataRAID0RRRRWWWWRRRR無法保證數據安全2023/2/3InspurgroupDataRAID060GB60GB60GB60GB240GBAdvantage:BestPerformanceMax.Capacity無法保證數據安全RRRRWWWWAccesstime=1sec1/4sec1/4sec1/4sec1/4sec1/4secRAID0RAID級別——RAID0（二）RAID0小結：至少需要磁盤數2優點缺點極高的讀寫效率速度快，由于不存在校驗，所以不占用cpu資源部署簡單無冗余，不是真正的RAID不能用于關鍵數據環境適用領域視頻生成和編輯圖像編輯RAID1DataGoodDataProtectRRRRWWWWRRRRRAID12023/2/3InspurgroupRAID160GB60GB60GB60GB60GBDataGoodDataProtectCapacity=1xDiskcapacityMinimumDisksrequired:2RRRRWWWWAccesstime=1sec1sec1sec1sec1sec1secRAID1RAID級別——RAID1（二）RAID1小結：至少需要磁盤數2優點缺點理論上讀效率是單個磁盤的兩倍100％的數據冗余設計、使用簡單成本高，空間利用率只有1/2適用領域財務、金融等需要高可用的數據存儲環境2023/2/3InspurgroupWhatisParallelarrayandparity??ParityruleParityBitRAID32023/2/3InspurgroupRAID360GB60GB60GB60GB180GB123PCapacity=

N-1Diskcapacity456PData789PPW123W456W789PPRAID32023/2/3InspurgroupRAID3123MinimumDisksrequired:3DataR123PRAID3RAID級別——RAID3（二）RAID3小結：至少需要磁盤數3優點缺點較RAID5更高的寫速率如果有一個磁盤損壞，對吞吐量影響較小控制器設計復雜不能實現軟RAID最好的情況下（各個成員磁盤的運轉馬達同步），傳輸速率僅相當于單個磁盤適用領域視頻生成和在線編輯圖像和視頻編輯其他需要高吞吐量的的場合2023/2/3InspurgroupRAID5123PDataW123PW456PP456456W789P789789P60GB60GB60GB60GB180GBCapacity=

N-1DiskcapacityRAID52023/2/3InspurgroupRAID5123MinimumDisksrequired:3DataR123PP456789PRAID5RAID級別——RAID5（一）RAID5定義：以XOR檢驗為冗余方式，校驗數據均勻分布在各個數據磁盤上，對各個數據磁盤的訪問為異步操作。RAID5圖解：D0D1D2P0D3D4P1D5D6P2D7D8P3D9D10D11D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15邏輯磁盤物理磁盤0物理磁盤1物理磁盤2物理磁盤3stripe0stripe1stripe2stripe3D12D13P0D11stripe4xorRAID級別——

RAID5（二）RAID5小結：至少需要磁盤數3優點缺點高讀取速率中等寫速率磁盤損壞會影響系統的吞吐量控制器設計復雜磁盤損壞后，重建很復雜適用領域文件服務器和應用服務器OLTP環境的數據庫WEB，E－MAIL服務器RAID6——RAIDDP（一）工作原理：DP：DoubleParityRAIDDP在RAID4所使用的一個行xor檢驗磁盤的基礎上，又增加了一個磁盤，用于存放斜XOR校驗信息。DataDisk1DataDisk2DataDisk3DataDisk4ParityDisk1D11D21D31D41D12D22D32D42D13D23D33D43D14D24D34D44P11P21P31P41DualParityDiskRAID4xorRAIDDPD11D22D33D44DP1DP5D12D23D34P41DP2D13D24D31D41DP3D14D21D31D42DP4RAID6——RAIDDP（二）恢復過程：DataDisk1DataDisk2DataDisk3DataDisk4ParityDisk1D13D23D33D43D14D24D34D44P11P21P31P41DualParityDiskxorD33D44DP1DP5D23D34P41DP2D13D24P31DP3D14P21DP4Disk1和Disk2同時損壞恢復開始D21D32D11D22D12D41D31D422023/2/3InspurgroupRAID10DataRAID0RAID1RAID1WWWWRAID102023/2/3InspurgroupRAID10DataRAID0RAID1RAID1RRRRRAID102023/2/3InspurgroupRAID1060GB60GB60GB60GB120GBDataGoodDataProtectCapacity=

?xTotalDiskcapacityMinimumDisksrequired:4RAID0RAID1RAID160GB60GBRRRRRAID102023/2/3RAID1060GB60GB60GB60GB120GBDataMinimumDisksrequired:4RAID1RAID0RAID0120GB120GBRRRRRAID10RAID10DataRAID1RAID0RAID0RRRRRAID10RAID1RAID0RAID0RAID0RAID1RAID1比較RAID10和01RAID組合級別——RAID10（二）RAID10小結：至少需要磁盤數4優點缺點高讀取速率高寫速率，較校驗RAID而言，寫開銷最小至多可以容許n個磁盤同時損壞（2N個磁盤組成的RAID10陣列）貴只有1/2的磁盤利用率適用領域要求高可靠性和高性能的數據庫服務器RAID組合級別——RAID50（一）定義：將鏡像和條帶組合起來的組合RAID級別，最低一級是RAID5鏡像對，第二級為RAID0圖解：D1P11D4P12D2P13D11P23D15P14D16D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15邏輯磁盤物理磁盤0物理磁盤1物理磁盤2物理磁盤3stripe0stripe1stripe2stripe3D5D10D14D6D3P12D12D13D17P24P22D7物理磁盤4物理磁盤5D16D17…D0RAID組合級別——RAID50（二）RAID50小結：至少需要磁盤數6優點缺點比單個RAI5容納更多的磁盤比單個RAID5有更好的讀性能至多可以容許n個磁盤同時損壞（N個RAID5組成的RAID50陣列）比相同容量的單個RAID5重建時間更短比較難實現同一個RAID5組內的兩個磁盤損壞會導致整個RAID50陣列的失效適用領域大型數據庫服務器應用服務器文件服務器存儲協議的基礎知識—scsi存儲協議的基礎知識—scsi存儲協議的基礎知識—光纖道FC協議存儲協議的基礎知識—光纖道FC協議SCSI應用SCSI傳輸協議SCSI物理連接SCSI應用SCSI傳輸協議SCSI物理連接Initiator設備Target設備互連協議應用協議傳輸協議傳輸服務接口互連服務接口應用層傳輸協議層互連層存儲協議的基礎知識—光纖道FC協議Fabric節點N_PortF_PortF_PortE_PortE_PortFL_Port

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節點NL_PortG_Port服務器或存儲設備：N端口NL端口FC交換機：F端口FL端口E端口G端口存儲協議的基礎知識—光纖道FC協議存儲協議的基礎知識—光纖道FC協議存儲協議的基礎知識—ISCSISCSI應用（文件系統、數據庫）SCSI塊指令SCSI流指令其他SCSI指令SCSI指令、數據和狀態iSCSITCPIP以太網等iSCSITCPSCSIIPLinkiSCSITCPSCSIIPLinkIni