情報ストレージと管理(B)

接続されたテキスト情報の格納および管理(a)は、
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各ディスクヘッドには、二つの、各側に1つを有しています。

トラックは、同心リングのセットのディスクスピンドルを中心とする、トラックは最も外側のトラック番号が0である、外側から順に番号が付けられています。
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メタデータ(メタデータ):コントローラがディスクデータ上に位置している助けるために、等セクタ番号、ヘッド番号、またはディスク番号、トラック番号を格納します。
2つがあり、記録ディスク
1レガシー-非パーティション記録モード(さまざまな分野でのトラックの数が同じ)
2.新しい-パーティションの記録モード(さまざまな分野での異なるトラックの数)
新しいソリューションは、ディスクアウト以来面積が大きいほど、それがデータの量を収容するために、領域の各セクタは同じであり、複数のセクタに分割されなければならない同じです。
外側のトラック上で、より良いパフォーマンス。
CHS:物理ディスクのアドレスを使用して配置します。
LBA:論理ブロックが使用して、アドレス指定リニアアドレスを物理データブロックにアクセスすること。
ディスクのサービス時間:ディスクI / O要求が完了するまでの時間がかかります。
•求める:所要時間の正しい軌道に駆動アームの移動にヘッドを移動させること。一般的には3〜15msの。
•回転遅延:特定のトラックへの読み書きヘッド、ディスクは以下先頭セクタを移動させるように回転させながら。ディスク2msのために5.5msの平均ディスク回転5400R /分遅れ、15000r /分。
•伝送速度:データのディスク単位時間当たりの平均量は、HBAに送信することができます。
読み取りと書き込みのデータ転送速度は、内部と外部に分かれています。
内部転送レート:内部バッファ速度にディスク上の単一のトラックからのデータの送信。含むシーク時間
外部伝送速度:HBAのデータレートにインターフェースから移動。典型的には、外部インタフェースの伝送レートは、レートが宣言されます。
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Uは、I / Oコントローラの利用を指し、
RSのサービス時間は、コントローラの要求または処理するための平均時間で
到着の速度で、又は単位時間当たりの数にシステムI / O要求に到達
1 / RSサービスレートである
がRa = 1 /、平均到着時間間隔
利用U = RS / Raは
平均応答時間R = RS /(1-U )
キュー内の要求の数も呼ばれる平均キュー長NQ =U²/(1-U )
キュー= Uで待ち時間要求* Rの
応答時間は、使用が旋回点曲線、指数増殖の応答時間を超えた場合、応答時間が徐々に増加し、ロードキューを増加させる、非線形変形の利用を増加させます。

ホストロジックコンポーネント
の論理ホスト・アプリケーション・ソフトウェアからコンポーネント、およびプロトコル。ホストの論理手段を含む:
•オペレーティングシステム(OS):サポート、データアクセス、モニターおよびユーザーアクションに応答します。それは組織し、物理的なリソースを制御し、割り当てを担当しています。
•デバイスドライバ
•ボリュームマネージャ(VM):いくつかの小さなディスクに論理ボリュームマネージャ(LVM)は、1枚の大きな仮想ディスクに結合されています。最適化メモリアクセス、ストレージリソース管理を簡素化し、ストレージ割り当ては、ハードウェアを変更することなく変更することが管理者に可能にします。メンバーは、実質的にLVM物理ボリューム(PV)、ボリュームグループ(ボリュームグループ)と論理ボリューム(LV)です。
物理ボリューム(PV):ホストシステムに接続された各物理ディスク。
論理メモリ空間に物理ボリュームが提供する物理的なストレージスペースをLVM。ボリューム・グループを作成することはセットになるために、1つまたは複数の物理ボリュームにあります。ボリュームグループを作成する場合、各物理ボリュームは同じサイズの複数のデータブロックに分割され、データブロックは、物理的な領域という。ボリューム・グループは、論理ボリュームの数に分割することができます。論理ボリュームは、個別の物理パーティションで構成されてもよいし、複数の物理ボリュームにまたがることがあります。
•ファイルシステム
•アプリケーション
のデータ・アクセスは、2つの方法でブロックレベルとファイルレベルに分けることができます。論理ブロックアドレスを使用して、アプリケーション、またはファイル名とファイルのレコード読み込みディスク識別子に依存。
ファイル名とパスを指定することにより、データアクセスへのファイルレベルのアクセス、アドレッシングシールド論理ブロックの複雑さ(LBA)の。
ファイルシステムのチェックをジャーナリングファイルシステムは、ファイルシステムの整合性を確保するための時間を短縮します。
合計ディスク・サービス時間(RS)は、時間(E)、回転待ち時間(L)と内部送信時間(X)の和であるシークあります。
Eは、I / Oのことでランダム決定要求です。
回転待ち時間は、革命の半分の時間です。ディスク回転速度は、r / minに応じて算出されます。
内部伝送時間(X)は、I / Oブロックサイズに応じて計算することができます。
第二I / Oサービス時間あたりの最大。すなわち、IOPS = 1 /ルピー。

第3章:RAIDのデータ保護

外部RAIDコントローラー:ハードウェアベースのRAIDアレイ技術。?データの最大量を読み取るまたは単一のハードディスクから書き込むことができるストライプのサイズに等しいです。
ストリップのすべての点は、ディスク・ブロックの同じ番号が含まれています。ストリップのサイズを減少させる手段は、複数の物理ディスク上に格納されたより分散データであろう。
ディスクのパリティチェック値は、ビットごとの排他的論理和(XOR)演算を用いて算出されます。
パリティは、オーバーヘッドをチェックするために必要な追加のディスクは小さいですが、データの変更とパリティ情報を再計算するのチェックサム値を必要とする、時間のかかるRAIDコントローラのパフォーマンスに影響を与えます。
RAID0:同時に読んで、より多くのデータを書き込むことができます。大規模なアプリケーションのI / Oデータ・ブロックに適し。ディスク障害に対処するために、データ保護と高可用性を提供することができません。
RAID1:データミラーリング。
RAID10:第1の画像データは、その後、RAIDセット内の複数のハードディスク上の各ストライプの2つのコピーを格納します。故障したディスクを交換すると、我々は唯一のミラーを再構築する必要があります。データI / O負荷の少ない、書き込み集約、ランダムアクセスに適し。RAID01ほとんど実用化。ディスクに障害が発生した場合には、全帯域は、失敗する操作は、ストリップ全体に複製されなければならない再構築されます。
RAID3:ストレージ・サブバンド、パリティ。これは、ディスクが破壊されることを可能にします。データは常にすべてのディスク操作を横切るバンド単位で読み出され、同時に行うことができ、記憶テープのない更新のみを特定の部分は、書き込み動作ではありません。
これは、大量のデータの伝送を提供する非常に高い帯域幅を伴うことが多いビデオストリーミングサービスで使用し、シーケンシャルデータアクセスの多数のシーンを。
RAID4:専用ディスク上に、データの破損を再構成する際のディスク記憶装置にパリティ情報。そして、RAID3の差はデータディスクが独立したアクセスをサポートしていることです。データユニットは、ストリップ全体にアクセスすることなく、単一のブロックにディスクから読み取ることができます。優れた読み取りと書き込みのスループットがあります。
RAID5:RAID5は、チェック値分布は、すべてのディスク上に格納され、チェック値書き込み性能のボトルネックの欠点を克服します。
RAID6:2つのディスクの同時故障を許容する第2チェック要素を導入します。少なくとも4台のディスク。大きな書き込みのコストは、書き込み性能はRAID6よりも弱いです。遅くなり、操作の再建。

書き込み費:各書き込み操作は、ディスク上の追加のI / Oのオーバーヘッドが発生します。
RAID1は、各書き込み操作は2の価格を書き、2枚のディスク上に同時にする必要があります。
RAID5コントローラは、書き込み動作は、新しいチェックサム値を計算するために、ディスクからの古い値と旧チェックデータを読み取る必要があり、必ず実行されます。各書き込み動作は、制御装置は、読み取られた2回の2回の書き込み動作、RAID5書き込み考慮行うことができる4
RAID6は、ディスク書き込み動作が実際に6の価格を書く6 I / O操作を完了するために必要とされ、2つのチェック値を維持しました。

第4章インテリジェントストレージシステム

インテリジェントストレージシステム:フロント、キャッシュ、およびバックエンドの物理ディスク。
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フロントエンド
フロントエンドとフロントエンド・ポート・コントローラ:フロントエンドは、ストレージシステムとホストとの間のインタフェースを提供します。
遠位ポートホストシステムは、インテリジェントなストレージを言ったために接続されているので。各ポートはフロントエンド処理ロジックそれぞれの伝送プロトコルSCSI、ファイバチャネル、iSCSI、および等を有しています。一般前端に冗長なポートを提供します。
キャッシュへの内部データバスにフロントコントローラデータ。キャッシュデータが受信された後、コントローラは、ホストへ応答メッセージを送信します。コントローラキューイングアルゴリズムは、I / Oコマンド処理を最適化します。コマンドキューの先端があります
。1. FIFO(先入れ先出しアルゴリズムで):デフォルトのアルゴリズム、最悪のパフォーマンス
低下し、読み書きヘッドの移動:2.最適求める
最適化3.アクセス時間を
キャッシュ
データを一時的に記憶する半導体メモリを、 。最も遅い物理ディスク、アクセスの物理ディスクからのデータは、通常は数ミリ秒を要し、かつアクセスがキャッシュからのデータは1msのほどかかります。最小割当単位は、キャッシュあるページまたは溝のデータストレージ(データ記憶装置)と、タグRAM(データストアにデータを記録しディスク上の位置)組成物によってキャッシュされ、。データがディスクに保存されているかどうか汚れたタグRAMフラグレコードがあります。また、最終アクセス時間によってバッファを排除するための時間情報を保存しました。
キャッシュヒットリード:ホストの問題、読み取り要求要求されたデータがキャッシュ内に発見された場合、フロントコントローラは、キャッシュに保存されているいかなるタグRAMのクエリデータを持っていない、それは、データがホストに直接送信することができる、読み取りキャッシュヒットが発生すると呼ばれます任意のディスク操作の間に発生しません。その後、ホストは、(1ミリ秒程度)迅速に対応することができます。キャッシュ内に見つからない場合は、データがハードディスク、適切なバックエンドディスクアクセスの責任から読み取られたデータの読み出し要求を、キャッシュミスが発生すると呼ばれています。キャッシュミスは、I / O応答時間が増加します。
読み取り要求は、順次、一般的に採用されているプリフェッチアルゴリズム、連続したディスクブロックのセットが読み込まれ、番号が先読みするように要求されていないヒットを読んキャッシュホストに大幅に減少し、応答時間を増加させました。
ときに最も適したユニファイドI / Oサイズインテリジェントストレージシステムは、固定および可変長先読みを提供します。他のディスク集中型I / Oに影響を与えるプリフェッチ動作を防止するために、プリフェッチ先読みデータブロックの数を制限するための上限値
読み取り性能がヒット率で表すことができ、ヒットの数は、要求の総数に対する読み取りヒット率です。
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小さな、ランダムI / Oアクセスに使用有限キャッシュは、大規模なI / O要求がキャッシュ領域の多くがかかっ書き込みを防止するために、ディスクに直接送信されます。
グローバル・キャッシュ:読み出しと書き込みが任意空きメモリで使用することができ、動的に読み取りおよび書き込みキャッシュの比率に応じて調整グローバル・キャッシュ。
キャッシュ管理アルゴリズム:
最も最近アクセスアルゴリズム(LRU):ページは、長い時間のためにアクセスされていない場合は、将来的にはアクセスされないという仮定に基づいて。これらのページを緩和するために、直接、ページを長期間アクセスされていない特定します。
最終ログインアルゴリズム(MRU):最近使用したページは、ページが訪問された場合は、後の時点で、もはやアクセスされることを前提に、リリースされています。
キャッシュ書き込みデータは、ストレージシステムがダーティページでなければならない場合には(データ・ページが書かれていますが、まだディスクに書き込まれていないされています)をクリアブラシ、ブラシクリアはディスク・プロセスにキャッシュからデータを提出することです。
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キャッシュデータ保護
キャッシュミラーリングとキャッシング技術は、データ損失コミットされていないキャッシュのジャンプリスクを減らすことができます。
キャッシュミラーリング:各書き込みキャッシュデータは、独立してメモリ上の互いに異なる位置に格納されます。キャッシュに障害が発生すると、ミラーの位置に格納されたデータは、まだ安全であり、ディスクにコミットされます。もともと障害が発生した後、データをディスクから読み取る、ディスクからキャッシュに読み込みます。
バッファ移動:ダンプ・データは、停電時に物理ディスクをキャッシュします。ダンプ・ディスク・ドライブをスキップするように呼ばれています。電源が復旧した後に、データがキャッシュ、ディスクに対応するライトバックに読み戻されます。
バックエンド
キャッシュと物理ディスク、および背面ポートコントローラの後端部の後端部との間のインタフェースを提供します。キャッシュと物理ディスク間のバックホール制御データ転送。ディスク交換に読み取りおよび書き込み動作中のバックエンド・コントローラは、RAIDアルゴリズムで一緒にエラーチェック及び訂正機能を提供し、バックエンド実装、限られたデータ記憶装置を提供します。
これは、デュアルメモリシステムコントローラと、複数のポートを装備しました。
物理ディスク
ソリッドステートフラッシュメモリは、データにアクセスするために使用されています。機械的な動きません、はるかに短い応答時間、低エネルギー消費。
フラッシュドライブは、比較的高い書き込み性能、高い信頼性、データ保全性を有し、従来の仮想ディスク・ドライブ・ストレージ・インターフェースによって提供されてもよいです。フラッシュメモリ技術は、アプリケーションの大量のデータへの高速アクセスに最適です。
論理ボリュームLUN(論理装置番号)均一なアドレッシング。改善されたディスクの使用率。
A LUNボリューム容量は、LUN LUNと呼ばれる大容量の要素を組み合わせることによって拡張することができます。
LUNマスキングは、フロントエンドコントローラは、分散環境と偶発的アクセスに不正アクセスを防止するために実装され、データ・アクセス・コントロールです。
大容量メモリおよびキャッシュコントローラを装備している可動アレイ-ハイエンドストレージアレイは、移動可能です。ホストがそのLUNにアクセスするために使用可能な任意のパスを使用することができます。

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転載: blog.csdn.net/qq_44710568/article/details/104944210