磁盘阵列的原理及相关知识( 七 )


备份盘又有热备份与温备份之分,热备份盘和温备份盘的不同在于热备份盘和阵列一起运转,一有故障时马上备援,而温备份盘虽然带电但并运转,需要备援时才启动 。两者分别在是否运转及启动的时间,但温备份盘因不运转,理论上有较长的寿命 。另一个额外的容错功能是坏扇区转移(bad sector reassignment) 。坏扇区是磁盘故障的主要原因,通常磁盘在读写时发生坏扇区的情况即表示此磁盘故障,不能再作读写,甚至有很多系统会因为不能完成读写的动作而死机,但若因为某一扇区的损坏而使工作不能完成或要更换磁盘,则使得系统性能大打折扣,而系统的维护成本也未免太高了 。坏扇区转移是当磁盘阵列系统发现磁盘有坏扇区时,以另一空白且无故障的扇区取代该扇区,以处长磁盘的使用寿命,减少坏磁盘的发生率以及系统的维护成本 。所以坏扇区转移功能使磁盘阵列具有更好的容错性,同时使整个系统有最好的成本效益比 。其他如可外接电池备援磁盘阵列的快取内存,以避免突然断电时数据尚未写回磁盘而丢失;或在RAID 1时作写入一致性的检查等,虽是小技术,但亦不可忽视 。
6. 硬件磁盘阵列还是软件磁盘阵列
市面上有所谓硬件磁盘阵列与软件磁盘阵列之分,因为软件磁盘阵列是使用一块SCSI卡与磁盘连接,一般用户误以为是硬件磁盘阵列 。以上所述主要是针对硬件磁盘阵列,其与软件磁盘阵列有几个最大的区别:
?; 一个完整的磁盘阵列硬件与系统相接 。
?; 内置CPU,与主机并行运作,所有的I/O都在磁盘阵列中完成,减轻主机的工作负载,增加系统整体性能 。
?; 有卓越的SCSI总线主控(bus mastering)及DMA(Direct Memory Access)能力,加速数据的存取及传输性能 。
?; 与快取内存结合在一起,不但增加数据的存取及传输性能,更因减少对磁盘的存取而增加磁盘的寿命 。
?; 能充分利用硬件的特性,反应快速 。
软件磁盘阵列是一个程序,在主机执行,通过一SCSI卡与磁盘相接形成阵列,它最大的优点是便宜,因为没有硬件成本(包括研发、生产、维护等),而SCSI卡很便宜(亦有的软件磁盘阵列使用指定的很贵的SCSI卡);它最大的缺点是使主机多了很多进程(process),增加了主机的负担,尤其是输入输出需求量大的系统 。目前高面上的磁盘阵列系统大部分是硬件磁盘阵列,软件磁盘阵列较少 。
7. IDE磁盘阵列还是SCSI磁盘阵列
目前使用在磁盘输入输出的界面主要有两种:
(1) IDE(Integrated Drive Electronics)
是广泛使用在PC上的磁盘驱动器界面,一般而言,其传输速度从磁盘到磁盘缓冲器(medium to drive buffer)是1.5~2.5MB/sec,从缓冲器到界面(drive buffer to drive interface)约4.0~6.0MB/sec,而且新的设计其速率有大幅的改进,如增强型IDE界面(mode 4)在PCI(Peripheral Component Interconnect)总线上的传输速率可达33MB/sec 。
(2) SCSI(Small Computer Standard Interface)
SCSI是较高级(high level)的界面,可用于主机、磁盘、磁带、打印机等,因为是高级的界面,规格较为复杂,一般自带控制器,也较为复杂,这就是SCSI磁盘为什么比IDE磁盘贵的原因 。但SCSI界面能较有效地利用硬件特性而提高其速度 。勘探制品在还能对主机发给SCSI磁盘的命令进行缓冲、排队、重叠,并进行优化处理(命令队列)现在较浒的是标准SCSI-2和SCSI-3,FAST SCSI(SCSI-2)的同步传输速率为10MB/sec,数据传输宽度为8bit,WIDE SCSI的数据传输宽度可达16bit 。Ultra SCSI(SCSI-3)的同步传输速率为20MB/sec,Ultra Wide SCSI的同步传输速率为40MB/sec,数据传输宽度可达32bit 。SCSI磁盘虽有较高的传输速度,但受限于磁盘的存取速度及磁盘至SCSI界面的传输速度而不能充分发挥其性能(因为磁盘的机械动作难于有大幅度的改进);其令分析程序(command phase)也较复杂 。对单机而言,磁盘数量越多,主机找到特定的数据的时间越长,但对磁盘阵列来言,由于是多个磁盘一起并行处理,则表现为磁盘数量越多,速度越快 。

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