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 (小型計算機系統(tǒng)接口),它最早研制于1979 ,是為小型機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)計該接口的目的就是為了將1984 年制造的 AT 計算機中的總線直接與結(jié)合在一起的驅(qū)動器和控制器相連。ATA 中的“AT” 就來源于首次使用ISA 總線的 AT 計算機。


    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,每一個時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 采用的是點對點的傳輸方式,使得用戶在使用SATA 硬盤時不再需要設(shè)置硬盤的主從盤,而直接每個硬盤對應(yīng)一個數(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)),連接到一群計算機上。NAS 是部件級的存儲方法,它的重點在于幫助工作組和部門級機構(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算機上。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算機上。在該網(wǎng)絡(luò)中提供了多主機連接,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磁盤的存儲空間整合起來,形成一個大的單一連續(xù)的存儲空間。RAID 控制器利用它的SCSI 通道可以把多個磁盤組合成一個磁盤陣列。簡單的說,陣列就是由多個磁盤組成,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,3 個或4 個磁盤陣列中的存儲空間進(jìn)行再次整合,形成一個具有單一連續(xù)存儲空間的邏輯驅(qū)動器的過程。RAID 控制器可以跨越連續(xù)的幾個陣列,但每個陣列必需由相同數(shù)量的磁盤組成,并且這幾個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)時總是采用直接從磁盤讀出的方法,如果一個數(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,數(shù)據(jù)才會進(jìn)入緩存,而在完全隨機讀取狀態(tài)下,是不會有數(shù)據(jù)進(jìn)入緩存的。


    Capacity Expansion :容量擴展


    在RAID 控制器的快速配置工具中,設(shè)置虛擬容量選項為可用時,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)動器上才可以運行,你不能在跨越陣列中使用在線擴容。


    Channel:通道


    在兩個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已經(jīng)格式化過,所以只有在硬盤介質(zhì)產(chǎn)生錯誤時才需要進(jìn)行格式化。


    Hot Spare:熱備用


    當(dāng)一個正在使用的磁盤發(fā)生故障后,一個空閑、加電并待機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 個磁盤作為熱備用磁盤。一個熱備用磁盤可以專屬于一個單一的冗余陣列或者它也可以是整個陣列熱備用磁盤池中的一部分。而在某個特定的陣列中,只能有一個熱備用磁盤。


    當(dāng)磁盤發(fā)生故障時,控制器的固件能自動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)動模塊(hardware device modules,HDMs)。


    Initialization :初始化


    在邏輯驅(qū)動器的數(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,所以邏輯驅(qū)動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,因為還沒有生成奇偶區(qū),陣列會產(chǎn)生一致性檢測錯誤。


    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)動器重建,高速緩存的管理和錯誤恢復(fù)等功能。


    Logical Drive :邏輯驅(qū)動器


    陣列中的虛擬驅(qū)動器,它可以占用一個以上的物理磁盤。邏輯驅(qū)動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 個不同容量大小的邏輯驅(qū)動器,而每個陣列中至少要設(shè)置一個邏輯驅(qū)動器。輸入輸出操作只能在邏輯驅(qū)動器處于在線的狀態(tài)下才運行。


    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,一個磁盤上的數(shù)據(jù)在另一個磁盤上存在一個完全相同的副本即為鏡像。RAID 1 和RAID 10 使用的就是鏡像。Parity :奇偶校驗位


    在數(shù)據(jù)存儲和傳輸中,字節(jié)中額外增加一個比特位,用來檢驗錯誤。它常常是從兩個或更多的原始數(shù)據(jù)中產(chǎn)生一個冗余數(shù)據(jù),冗余數(shù)據(jù)可以從一個原始數(shù)據(jù)中進(jìn)行重建。不過,奇偶校驗數(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)動器上。奇偶校驗位還可以組成專用的奇偶校驗方式,在專用奇偶校驗中,奇偶校驗數(shù)據(jù)可分布在系統(tǒng)中所有的磁盤上。如果一個磁盤發(fā)生故障,可以通過其它磁盤上的數(shù)據(jù)和奇偶校驗數(shù)據(jù)重建出這個故障磁盤上的數(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”(point-in-time) 數(shù)據(jù)拷貝的方式。Snapshot 可以很快的產(chǎn)生多個當(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)量備份時長時間無法提供服務(wù)的問題,可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的即時恢復(fù),實時數(shù)據(jù)分析等特有功能。


    Power Fail Safeguard :掉電保護


    當(dāng)此項設(shè)置為可用時,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,將不會發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的危險情況。


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