為了便于讀者閱讀本書的后續(xù)章節(jié),這里給出了一部分必要的磁盤陣列存儲術(shù)語。為了保持章節(jié)的緊湊性,其具體技術(shù)細(xì)節(jié)不再進(jìn)行介紹


    SCSI


    就是Small Computer System Interface (小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口),它最早研制于1979 ,是為小型機(jī)研制出的一種接口技術(shù),但隨著電腦技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在它被完全移植到了普通PC 上。


    ATA(AT 嵌入式接口)


    即俗稱的IDE,設(shè)計(jì)該接口的目的就是為了將1984 年制造的 AT 計(jì)算機(jī)中的總線直接與結(jié)合在一起的驅(qū)動(dòng)器和控制器相連。ATA 中的“AT” 就來源于首次使用ISA 總線的 AT 計(jì)算機(jī)。


    ATA 從最早的ATA-1 開始,已經(jīng)經(jīng)歷了從ATA-1 、ATA-2、ATA-3 、Ultra ATA 、Ultra ATA/33 、Ultra ATA/66、Ultra ATA/100 、Ultra ATA/133 的發(fā)展歷程。


    Serial ATA (串行ATA)


    采用的是串行數(shù)據(jù)傳輸方式,每一個(gè)時(shí)鐘周期只傳輸一位數(shù)據(jù)。ATA 硬盤一直都采用并行傳輸模式,線路間的信號會(huì)互相干擾,在高速數(shù)據(jù)傳輸過程中,影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于串行傳輸方式不會(huì)遇到信號串?dāng)_問題,所以要提高傳輸速度只需要提高工作頻率即可。Serial ATA 只需4 線電纜。


    SATA 采用的是點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸方式,使得用戶在使用SATA 硬盤時(shí)不再需要設(shè)置硬盤的主從盤,而直接每個(gè)硬盤對應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)通道直接連接系統(tǒng)。SATA1.0 的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,硬盤的接口傳輸速率為150MB/s,SATA 可擴(kuò)展到2X 和4X 的規(guī)格,相應(yīng)的傳輸速率則分別提升至了300MB/s 和600MB/s 。SATA 硬盤還可以實(shí)現(xiàn)熱插拔功能,不過目前為止還沒有操作系統(tǒng)支持這項(xiàng)功能,人們還要等到微軟的下一代操作系統(tǒng)Windows Longhorn 面世后才能享受到這項(xiàng)功能帶來的便利。


    NAS(Network Attached Storage-網(wǎng)絡(luò)附加存儲)


    即將存儲設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(例如以太網(wǎng)),連接到一群計(jì)算機(jī)上。NAS 是部件級的存儲方法,它的重點(diǎn)在于幫助工作組和部門級機(jī)構(gòu)解決迅速增加存儲容量的需求。


    DAS(Direct Attached Storage-直接附加存儲)


    是指將存儲設(shè)備通過SCSI 接口或光纖通道直接連接到一臺計(jì)算機(jī)上。DAS 產(chǎn)品包括存儲器件和集成在一起的簡易服務(wù)器,可用于實(shí)現(xiàn)涉及文件存取及管理的所有功能。


    SAN(Storage Area Network-存儲局域網(wǎng)絡(luò))


    通過光纖通道連接到一群計(jì)算機(jī)上。在該網(wǎng)絡(luò)中提供了多主機(jī)連接,但并非通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹AN 專注于企業(yè)級存儲的特有問題,主要用于存儲量大的工作環(huán)境。


    Array:陣列


    磁盤陣列模式是把幾個(gè)磁盤的存儲空間整合起來,形成一個(gè)大的單一連續(xù)的存儲空間。RAID 控制器利用它的SCSI 通道可以把多個(gè)磁盤組合成一個(gè)磁盤陣列。簡單的說,陣列就是由多個(gè)磁盤組成,并行工作的磁盤系統(tǒng)。需要注意的是作為熱備用的磁盤是不能添加到陣列中的。


    Array Spanning:陣列跨越


    陣列跨越是把2 個(gè),3 個(gè)或4 個(gè)磁盤陣列中的存儲空間進(jìn)行再次整合,形成一個(gè)具有單一連續(xù)存儲空間的邏輯驅(qū)動(dòng)器的過程。RAID 控制器可以跨越連續(xù)的幾個(gè)陣列,但每個(gè)陣列必需由相同數(shù)量的磁盤組成,并且這幾個(gè)陣列必需具有相同的RAID 級別。就是說,跨越陣列是對已經(jīng)形成了的幾個(gè)陣列進(jìn)行再一次的組合,RAID 1,RAID 3 和RAID 5 跨越陣列后分別形成了RAID 10,RAID 30 和RAID 50 。


    Cache Policy :高速緩存策略


    RAID 控制器具有兩種高速緩存策略,分別為Cached I/O (緩存I/O )和Direct I/O (直接I/O)。緩存I/O 總是采用讀取和寫入策略,讀取的時(shí)候常常是隨意的進(jìn)行緩存。直接I/O 在讀取新的數(shù)據(jù)時(shí)總是采用直接從磁盤讀出的方法,如果一個(gè)數(shù)據(jù)單元被反復(fù)地讀取,那么將選擇一種適中的讀取策略,并且讀取的數(shù)據(jù)將被緩存起來。只有當(dāng)讀取的數(shù)據(jù)重復(fù)地被訪問時(shí),數(shù)據(jù)才會(huì)進(jìn)入緩存,而在完全隨機(jī)讀取狀態(tài)下,是不會(huì)有數(shù)據(jù)進(jìn)入緩存的。


    Capacity Expansion :容量擴(kuò)展


    在RAID 控制器的快速配置工具中,設(shè)置虛擬容量選項(xiàng)為可用時(shí),控制器將建立虛擬磁盤空間,然后卷能通過重構(gòu)把增加的物理磁盤擴(kuò)展到虛擬空間中去。重構(gòu)操作只能在單一陣列中的唯一邏輯驅(qū)動(dòng)器上才可以運(yùn)行,你不能在跨越陣列中使用在線擴(kuò)容。


    Channel:通道


    在兩個(gè)磁盤控制器之間傳送數(shù)據(jù)和控制信息的電通路。


    Format :格式化


    在物理驅(qū)動(dòng)器(硬盤)的所有數(shù)據(jù)區(qū)上寫零的操作過程,格式化是一種純物理操作,同時(shí)對硬盤介質(zhì)做一致性檢測,并且標(biāo)記出不可讀和壞的扇區(qū)。由于大部分硬盤在出廠時(shí)已經(jīng)格式化過,所以只有在硬盤介質(zhì)產(chǎn)生錯(cuò)誤時(shí)才需要進(jìn)行格式化。


    Hot Spare:熱備用


    當(dāng)一個(gè)正在使用的磁盤發(fā)生故障后,一個(gè)空閑、加電并待機(jī)的磁盤將馬上代替此故障盤,此方法就是熱備用。熱備用磁盤上不存儲任何的用戶數(shù)據(jù),最多可以有8 個(gè)磁盤作為熱備用磁盤。一個(gè)熱備用磁盤可以專屬于一個(gè)單一的冗余陣列或者它也可以是整個(gè)陣列熱備用磁盤池中的一部分。而在某個(gè)特定的陣列中,只能有一個(gè)熱備用磁盤。


    當(dāng)磁盤發(fā)生故障時(shí),控制器的固件能自動(dòng)的用熱備用磁盤代替故障磁盤,并通過算法把原來儲存在故障磁盤上的數(shù)據(jù)重建到熱備用磁盤上。數(shù)據(jù)只能從帶有冗余的邏輯驅(qū)動(dòng)器上進(jìn)行重建(除了RAID 0 以外),并且熱備用磁盤必須有足夠多的容量。系統(tǒng)管理員可以更換發(fā)生故障的磁盤,并把更換后的磁盤指定為新的熱備用磁盤。


    Hot swap Disk Module :熱交換磁盤模式


    熱交換模式允許系統(tǒng)管理員在服務(wù)器不斷電和不中止網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的情況下更換發(fā)生故障的磁盤驅(qū)動(dòng)器。由于所有的供電和電纜連線都集成在服務(wù)器的底板上,所以熱交換模式可以直接把磁盤從驅(qū)動(dòng)器籠子的插槽中拔除,操作非常簡單。然后把替換的熱交換磁盤插入到插槽中即可。熱交換技術(shù)僅僅在RAID 1,3,5,10,30 和50 的配置情況下才可以工作。


    I2O(Intelligent Input/Output ):智能輸入輸出


    智能輸入輸出是一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),輸入輸出子系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)完全獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),并不需要外部設(shè)備的支持。I2O 使用的驅(qū)動(dòng)程序可以分為操作系統(tǒng)服務(wù)模塊(operating system services module,OSMs )和硬件驅(qū)動(dòng)模塊(hardware device modules,HDMs)。


    Initialization :初始化


    在邏輯驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)區(qū)上寫零的操作過程,并且生成相應(yīng)的奇偶位,使邏輯驅(qū)動(dòng)器處于就緒狀態(tài)。初始化將刪除以前的數(shù)據(jù)并產(chǎn)生奇偶校驗(yàn),所以邏輯驅(qū)動(dòng)器在此過程中將一并進(jìn)行一致性檢測。沒有經(jīng)過初始化的陣列是不能使用的,因?yàn)檫€沒有生成奇偶區(qū),陣列會(huì)產(chǎn)生一致性檢測錯(cuò)誤。


    IOP(I/O Processor ):輸入輸出處理器


    輸入輸出處理器是RAID 控制器的指令中心,實(shí)現(xiàn)包括命令處理,PCI 和SCSI 總線的數(shù)據(jù)傳輸,RAID 的處理,磁盤驅(qū)動(dòng)器重建,高速緩存的管理和錯(cuò)誤恢復(fù)等功能。


    Logical Drive :邏輯驅(qū)動(dòng)器


    陣列中的虛擬驅(qū)動(dòng)器,它可以占用一個(gè)以上的物理磁盤。邏輯驅(qū)動(dòng)器把陣列或跨越陣列中的磁盤分割成了連續(xù)的存儲空間,而這些存儲空間分布在陣列中的所有磁盤上。RAID 控制器能設(shè)置最多8 個(gè)不同容量大小的邏輯驅(qū)動(dòng)器,而每個(gè)陣列中至少要設(shè)置一個(gè)邏輯驅(qū)動(dòng)器。輸入輸出操作只能在邏輯驅(qū)動(dòng)器處于在線的狀態(tài)下才運(yùn)行。


    Logical Volume :邏輯卷


    由邏輯磁盤形成的虛擬盤,也可稱為磁盤分區(qū)。


    Mirroring :鏡像


    冗余的一種類型,一個(gè)磁盤上的數(shù)據(jù)在另一個(gè)磁盤上存在一個(gè)完全相同的副本即為鏡像。RAID 1 和RAID 10 使用的就是鏡像。Parity :奇偶校驗(yàn)位


    在數(shù)據(jù)存儲和傳輸中,字節(jié)中額外增加一個(gè)比特位,用來檢驗(yàn)錯(cuò)誤。它常常是從兩個(gè)或更多的原始數(shù)據(jù)中產(chǎn)生一個(gè)冗余數(shù)據(jù),冗余數(shù)據(jù)可以從一個(gè)原始數(shù)據(jù)中進(jìn)行重建。不過,奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)并不是對原始數(shù)據(jù)的完全復(fù)制。


    在RAID 中,這種方法可以應(yīng)用到陣列中的所有磁盤驅(qū)動(dòng)器上。奇偶校驗(yàn)位還可以組成專用的奇偶校驗(yàn)方式,在專用奇偶校驗(yàn)中,奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)可分布在系統(tǒng)中所有的磁盤上。如果一個(gè)磁盤發(fā)生故障,可以通過其它磁盤上的數(shù)據(jù)和奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)重建出這個(gè)故障磁盤上的數(shù)據(jù)。


    Snapshot:快照


    快照(Snapshot) 是靜態(tài)映像(Frozen Image) 的備份技術(shù),是一種保留某一時(shí)刻文件系統(tǒng)映像的技術(shù),其核心是對備份和恢復(fù)過程采取“即時(shí)”(point-in-time) 數(shù)據(jù)拷貝的方式。Snapshot 可以很快的產(chǎn)生多個(gè)當(dāng)前數(shù)據(jù)的快照,這些快照可用于數(shù)據(jù)備份,數(shù)據(jù)分析,數(shù)據(jù)恢復(fù),以及提供給其它程序數(shù)據(jù)等。與備份軟件系統(tǒng)、鏡像軟件系統(tǒng)相比,它具有自己的特色:如可以避免大數(shù)據(jù)量備份時(shí)長時(shí)間無法提供服務(wù)的問題,可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的即時(shí)恢復(fù),實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析等特有功能。


    Power Fail Safeguard :掉電保護(hù)


    當(dāng)此項(xiàng)設(shè)置為可用時(shí),在重構(gòu)過程中(非重建),所有的數(shù)據(jù)將一直保存在磁盤上,直到重構(gòu)完成后才刪除。這樣如果在重構(gòu)過程中發(fā)生掉電,將不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的危險(xiǎn)情況。


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