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1、信息存储理论与技术 主讲：冯 丹 陈俭喜 (18571586039) (chenjx ) 1 RAID技术原理 计 算 机 存 储 系 统 3 操作系统 IBM大型机多路磁盘I/O系统 RAID设计借用 大型机中 Stripping和 Interleaving的 概念 RAID(独立冗余磁盘阵列） Redundant Arrays of Independent (Inexpensive) Disks D.A. Patterson, G. Gibson, and R.H. Katz, A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks(RAID),
2、tech. report, CS Division, Univ. of California Berkley, 1987. Katz, R.H., RAID: A personal recollection of how storage became a system. IEEE Annals of the History of Computing, 2010. 32(4): p. 82-86. 6 7 8 9 Why RAID？ p存储容量需求不断增加： 数据总量18个月翻一番，目前每年约5 EB? p存储数据可靠性要求越来越高： 247的持续服务 p存取速度要求越来越快： 速度要求达TBp
3、s RAID基本原理与特征 p数据以条块化（stripe）分布于多个磁盘 p存储容量扩展，I/O性能提升 p冗余机制获得较高的数据可用性 n可用性（Availability）: 即使某些部件故障仍能够为用 户提供服务 p通过冗余信息实现数据恢复（Reconstructed 写速度缓慢 RAID 5: Rotate Parity RAID array Data striped across disks, with parity rotating A B C D E F G L JK P3 E P4 I F BP1 G D A H P2 C RAID 5 A作业 B作业 Disk1Disk2 Di
4、sk3Disk4Disk 5 在同一时刻可以同时完成作业A及作业B 数据块校验块 a左对称 b左不对称 c右对称 d右不对称 e扩展左对称 f平面左对称 6 RAID 5 操作的例子：写数据D1新值 D1 D2 D3 D4 P 方法2： (1) 读数据D1旧值和校验码P旧值 (2)计算新校验码 P新值 = D1 旧值 + P 旧值 + D1新值 (3) 写数据D1新值 和校验码P新值 方法1： 读取D2、D3、D4 计算新的校验码 写数据D1新和检验码 RAID 6：P、Q校验 容双盘错 P校验条带 Q校验条带 D0 D3 D6 D9 D1 D4 D7 Da D2 D5 D8 Db D0 D3
5、 D6 D9 D1 D4 D7 Da D2 D5 D8 Db RAID 1RAID 1RAID 1 RAID 0 具有RAID1 的高可用性 较高的读取 性能 写性能缩减 冗余高，代价 也高 RAID 10: Striping Gibson to Panasas, a scale-out object storage company he co- founded; Katz has been working on Hadoop among many other projects. RAID uses erasure coding to create parity information that protects a RAID array from 1 (RAID5) or 2 (RAID6) uncorrectable read errors (URE). A new level of RAID pLeventhal, A., Triple-parity RAID and beyond. Communications of the ACM, 2010. 53(1): p. 58-63. 41
