内容体系
- 数据的表示
- 计算机系统的组成与体系结构
- 存储系统
- 可靠性
11 磁盘
IDE磁盘,是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器,会产生干扰,速度很慢,已经不能满足硬盘发展的需要。
SATA硬盘,用于DIY市场较多。具有结构简单、支持热插拔的优点。
SCSI硬盘,专门用于小型服务器开发的硬盘,硬盘本身的性能也比较高,硬盘转速快,缓存容量大,CPU占用率低,扩展性远优于IDE硬盘,并且支持热插拔。。
SAS硬盘,串行的SCSI硬盘,上下兼容SATA硬盘,采用串行技术以获得更高的传输速度,并通过缩短连结线改善内部空间。
SSD硬盘,使用寿命短,价格较高。少用于服务器。
RAID是英文(Redundant Array of Independent Disks)的缩写,中文简称为独立冗余磁盘阵列。简单的说,RAID是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的方式组合起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘),从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。
RAID技术经过不断的发展,现在已拥有了从 RAID 0 到 7 八种基本的RAID 级别。
RAID0技术:应用Data striping技术,将所有硬盘构成一个磁盘阵列,可以同时对多个硬盘做读写动作。但是不具备备份容错能力,它价格便宜,磁盘使用效率最佳,写入速度快,但是可靠性差。
所需成员磁盘数 | 2个或者更多 |
优点 | 极高的磁盘读写效率 不存在校验,不会占用太多CPU资源 设计使用和配置比较简单 |
缺点 | 不能用于数据安全性要求高的环境 |
适用领域 | 视频生成和编辑、图像编辑 其他需要大的传输带宽操作 |
RAID1技术:通过磁盘数据镜像实现数据冗余,在成对的独立磁盘上产生互 为备份的数据。当原始数据繁忙时,可直接从镜像拷贝中读取数据,因此RAID 1可以提高读取性能。
所需成员磁盘数 | 2N个,N>=1 |
优点 | 具有100%数据冗余,提供较高的数据安全保障 理论上可以实现2倍的读取效率 设计和使用简单 |
缺点 | 花费大,空间利用率50% 在写性能方面提升不大 |
适用领域 | 财务、金融等高可用、高安全的数据存储环境 |
RAID3技术:把数据分成多个“块”,按照一定的容错算法,存放在N+1个硬盘上,实际数据占用的有效空间为N个硬盘的空间总和,而第N+1个硬盘上存储的数据是校验容错信息,当这N+1个硬盘中的其中一个硬盘出现故障时,从其它N个硬盘中的数据也可以恢复原始数据,这样,仅使用这N个硬盘也可以带伤继续工作(如采集和回放素材),当更换一个新硬盘后,系统可以重新恢复完整的校验容错信息。由于在一个硬盘阵列中,多于一个硬盘同时出现故障率的几率很小,所以一般情况下,使用RAID3,安全性是可以得到保障的。
磁盘利用率=(n-1)/n
RAID5技术:采用分布式奇偶校验的数据分段技术,将用于奇偶校验的数据存放到各个硬盘中,具有数据容错能力,可靠性好。
磁盘利用率=(n-1)/n
所需成员磁盘数 | 3个或更多 |
优点 | 读性能比较高 中等的写性能 校验信息的分布式存取,避免出现写操作的瓶颈 |
缺点 | 控制器设计复杂 磁盘重建的过程比较复杂 |
适用领域 | 文件服务器、email服务器、web服务器等环境 数据库应用 |
RAID6技术:是由一些大型企业提出的私有RAID级别标准,它的全称是“带有两个对立分布式校验方案的独立数据磁盘”。
磁盘利用率=(n-2)/n
RAID10技术:RAID1和RAID0结合,先镜像,再条带化。
所需成员磁盘数 | 2N个,(N>=2),最低为4个 |
优点 | 读性能高 写性能好 数据安全性好,允许同时有N个磁盘失效 |
缺点 | 空间利用率只有50% |
适用领域 | 多用于对可用性和安全性要求比较高的应用 |
- 热备盘
- 预考贝
- 失效重构
- RAID状态
传统RAID→LUN虚拟化→块虚拟化
RAID2.0 优势:
- 快速重构
- 自动负载均衡
- 系统性能提升
- 自愈合
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