WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаІнформатика, Компютерні науки → Технологія організація масивів даних RAID. Порівняння RAID0 та RAID6 - Курсова робота

Технологія організація масивів даних RAID. Порівняння RAID0 та RAID6 - Курсова робота

обмотки міняється, і в ній виникають електричні імпульси тієї або іншої полярності, які відповідно до прийнятого методу запису сприймаються як сигнали "лог. 1" або "лог. 0".
1.4.1 ОРГАНІЗАЦІЯ ДАНИХ НА МАГНІТНОМУ ДИСКУ
Головка запису/зчитування має дуже маленькі розміри і формоване нею магнітне поле впливає тільки на маленьку ділянку поверхні носія. Оскільки носій під головкою обертається, це дає можливість організувати на ньому дані у вигляді концентричних кіл - доріжок. Ширина доріжки залежить від конструкції головки, як правило на поверхні магнітного диска формується від 500 до 2000 доріжок. На рис. 2 показана схема розподілу окремих зон на поверхні. Сусідні доріжки розділені зазором (gap), який перешкоджає появі помилок (або, принаймні, знижує вірогідність їх появи) внаслідок неточного позиціонування головки щодо взаємодії магнітних полів сусідніх доріжок. Для спрощення електричних схем однакова кількість бітів інформації записується на всіх доріжках, хоча вони і відрізняються по діаметру, а отже, мають різну величину. Таким чином, густина запису (density) інформації - кількість записів на одиницю довжини доріжки - зменшується у міру переходу від внутрішніх доріжок диска до доріжок, розташованих на його периферії.
Рис. 2_ Розмітка магнітного диску
Дані записуються на диск і зчитуються з нього блоками. Зазвичай розділ блоку такий, що на одній доріжці записується безліч блоків. Доріжка розбивається на ділянки, відповідні довжині блоку, які називаються секторами (рис. 2). Як правило, уздовж однієї доріжки розміщено від 10 до 100 секторів, що мають або фіксовану, або змінну довжину, між секторами на доріжці існує міжсекторний проміжок. Необхідно якимось чином ідентифікувати положення кожного сектору, для цього, по-перше, на доріжці повинна бути якась початкова мітка, пo-друге, яким-небудь чином повинні бути помічені початок і кінець сектору. Ці вимоги реалізуються записом на диск службової інформації. Таким чином, на диску крім основної записана ще і спеціальна службова імформпція, яка потрібна тільки схемам управління пристроєм і не доступна користувачу.
Приклад форматування диска представлений на рис. 2.1 В даному випадку кожна доріжка розбита на 30 секторів фіксованої довжини, кожний з яких вміщає 600 байт інформації. З них 512 байт - дані, записувані користувачем, а інші - службова інформація, використовувана контролером диска. Поле ID містить унікальний код, що є по суті адреса відповідного сектора. Поле включає байт SYNCH - спеціальний код, що ідентифікує початок поля ID, за яким слідують два байти номера доріжки, байт номера головки (диск входить до складу пакету, що має декілька поверхонь), байт номера сектора і два байти CRC, в яких зберігається контрольна сума поля.
Рис. 2.1_ Формат доріжки диску пристрою типу "Вінчестер"
2. ТЕХНОЛОГІЯ ОРГАНІЗАЦІЇ МАСИВІВ ДАНИХ RAID
Зростання продуктивності вторинних пристроїв, що запам'ятовують, значно відстає від зростання продуктивності процесорів і основної пам'яті. Така невідповідність вимушує звертати особливу увагу на дискову систему при підвищенні рівня загальної продуктивності.
Як і в інших областях, додаткове підвищення ефективності може бути досягнуте шляхом паралельного використовування декількох пристроїв. У випадку з дисками це означає використовування масивів незалежно і паралельно працюючих дисків. За наявності безлічі дисків різні запити вводу-виводу можуть оброблятися паралельно, якщо блок даних, до якого виробляється обіг, розподілений по безлічі дисків.
У разі застосування безлічі дисків є велика кількість варіантів організації даних і додавання надмірності для підвищення надійності (а це може створити труднощі при розробці схем баз даних, здатних працювати на різних платформах під управлінням різних операційних систем) На щастя, є промисловий стандарт RAID (Redundant Array of Independent Disks - надмірний масив незалежних дисків). RAID-схема складається з 7 рівнів - від нульового до шостого. Ці рівні не мають ієрархічної структури, але визначають різну архітектуру з наступними загальними характеристиками.
а) RAID - це набір фізичних дисків, що розглядаються операційною системою як єдиний логічний диск.
б) Дані розподілені по фізичних дисках масиву.
в) Надмірна місткість дисків використовується для зберігання контрольної інформації, що гарантує відновлення даних у разі відмови одного з дисків.
Друга і третя характеристики різні для різних рівнів RAID. RAID нульового рівня не підтримує третю характеристику зовсім.
Термін RAID спочатку був використаний в науковій доповіді групи розробників Університету Каліфорнії в Берклі [РАТТ88]. У доповіді у загальних рисах були розглянуті різні конфігурації і застосування RAID, а також визначення рівнів RAID. Ця стратегія замінює диски з великою густиною запису безліччю дисків з малою густиною і розподіляє дані таким чином, що забезпечує можливість одночасного доступу до даних з різних дисків. Це істотно підвищує ефективність вводу-виводу і дає можливість поступового нарощування місткості масиву.
Унікальність запропонованої технології полягає в ефективному використовуванні надмірності. Завдяки наявності великої кількості дисків підвищується продуктивність, але збільшується вірогідність збоїв. У зв'язку з цим RAID передбачає зберігання додаткової інформації, що дозволяє відновлювати дані, загублені унаслідок збійної ситуації.
2.1 RAID 0
Рівень 0 не є справжнім RAID-рівнем, оскільки він не використовує надмірність для підвищення ефективності. Проте існує ряд застосувань, таких, як деякі суперкомп'ютери, де домінують питання продуктивності і місткості, а зниження вартості більш важливе, ніж надійність.
У схемі RAID 0 призначені для користувача і системні дані розподіляються по всіх дисках масиву. Це дає помітну перевагу перед використовуванням одного великого диска: якщо два різні запити вводу-виводу звертаються до двох різних блоків даних, то є чимала вірогідність того, що ці блоки розміщені на різних дисках, і два запити можуть бути оброблені, зменшуючи тим самим час очікування в черзі вводу-виводу.
Помітимо, про те, що RAID 0 йде далі за простий розподіл даних по масиву дисків: дані розщеплені (stripped) по всіх наявних дисках (рис. 3). Всі призначені для користувача і системні дані розглядаються як дані, що зберігаються на одному логічному диску. Диск ділиться на смуги, які можуть бути фізичними блоками, секторами абоіншими одиницями зберігання. Смуги циклічно розміщуються на послідовних дисках масиву. У n-дисковому масиві перші n логічних смуг фізично розташовуються як перші смуги кожного з n дисків; другі n смуг розташовуються як другі смуги кожного з дисків і т.д. Перевага такої компоновки полягає у тому, що якщо один запит вводу-виводу звертається до безлічі логічно послідовних смуг, то паралельно може бути оброблено до n смуг, і набагато зменшується тим самим час обробки запиту.
На рис. 3. показано, що для відображення логічного і фізичного дискових просторів використовується відповідне програмне забезпечення, яке може бути реалізоване як в дисковій
Loading...

 
 

Цікаве