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阅读下列说明,回答问题1至问题4,将解答填入答题纸的对应栏内。
【说明】
图2-1为某台服务器的RAID(Redundant Array of Independent Disk,独立冗余磁盘阵列)示意图,一般进行RAID配置时会根据业务需求设置相应的RAID条带深度和大小,本服务器由4块磁盘组成,其中P表示校验段、D表示数据段,每个数据块为4KB,每个条带在一个磁盘上的数据段包括4个数据块。

【问题1】(6分)

图2-1所示的RAID方式是(1) ,该RAID最多允许坏(2)块磁盘而数据不丢失,通过增加(3)盘可以减小磁盘故障对数据安全的影响。
【问题2】(5分)
1. 图2-1 所示,RAID 的条带深度是(4)KB,大小是(5)KB。
2.简述该RAID方式的条带深度大小对性能的影响。
【问题3】(7分)
图2-1所示的RAID方式最多可以并发(6)个 IO写操作,通过(7)措施可以提高最大并发数,其原因是(8)。
【问题4】(7分)
某天,管理员发现该服务器的磁盘0故障报警,管理员立即采取相应措施进行处理。
1.管理员应采取什么措施?

2.假设磁盘0被分配了80%的空间,则在RAID重构时,未被分配的20%空间是否参与重构?请说明原因。

参考答案:

【问题1】(6分)
(1)RAID5
(2)1
(3)热备。
【问题2】(5分)
(4)16
(5)64
减小条带深度大小:由于条带深度大小减小了,则文件被分成了更多数量,更小的数据块。这些数据块会被分散到更多的硬盘上存储,因此提高了传输的性能,但是由于要多次寻找不同的数据块,磁盘定位的性能就下降了。
增加条带深度大小:与减小条带深度大小相反,会降低传输性能,提高定位性能。
【问题3】(7分)
(6)2
(7)增加硬盘数目
RAID5是将校验数据分散在各个磁盘上,每个盘是分布式的,依附于数据盘。把条带做得很大,保证每次IO不会占满整个条带。2块盘的RAID 5系统,对于写操作来说不能并发IO,因为访问一块盘的时候,校验信息一定在另一块盘中。同理,3块盘也不能。所以最低可以并发IO的RAID 5 需要4块盘,此时最多可以并发两个IO。RAID5中硬盘越多,并发能力越强。
【问题4】(7分)
更换同样型号磁盘、未分配的空间参与重构,RAID2.0+能够通过元数据感知已分配空间中哪些是已使用的,因此在重构时仅重构已使用空间,减少了重构数据量,进一步缩短了重构时间,降低了重构风险。而RAID 1.0无法区分。

详细解析:

【问题1】
RAID技术经过不断的发展,现在已拥有了从RAID 0到7这八个基本的RAID 级别。另外,还有一些基本RAID级别的组合形式,如RAID 10(RAID 1与RAID 0的组合),RAID 50(RAID 0与RAID 5的组合)等。不同RAID级别代表着不同的存储性能、数据安全性和存储成本。
从图中看出此RAID级别是RAID5,因为RAID 5不单独指定奇偶盘,而是在所有磁盘上交叉地存取数据及奇偶校验信息。在RAID 5上,读/写指针可同时对阵列设备进行操作,提供了更高的数据流量。RAID5最多允许1块磁盘坏掉,通过增加热备盘可以减少磁盘故障对数据安全的影响。
【问题2】
条带化技术就是将一块连续的数据分成很多小部分并把它们分别存储到不同磁盘上去。这就能使多个进程同时访问数据的多个不同部分而不会造成磁盘冲突,而且在需要对这种数据进行顺序访问的时候可以获得最大程度上的 I/O 并行能力,从而获得非常好的性能。
条带宽度:是指同时可以并发读或写的条带数量。这个数量等于RAID中的物理硬盘数量。例如一个经过条带化的,具有4块物理硬盘的阵列的条带宽度就是 4。增加条带宽度,可以增加阵列的读写性能。在使用分条数据映射的磁盘阵列中,条带内的块数量。本题中块数量是4。
而条带大小是一个条带数据的大小,本题中为64KB。条带深度指的是单块磁盘上条带的大小,本题中为16KB。
减小条带深度大小:由于条带深度大小减小了,则文件被分成了更多数量,更小的数据块。这些数据块会被分散到更多的硬盘上存储,因此提高了传输的性能,但是由于要多次寻找不同的数据块,磁盘定位的性能就下降了。
增加条带深度大小:与减小条带深度大小相反,会降低传输性能,提高定位性能。
【问题3】
RAID5是将校验数据分散在各个磁盘上,每个盘是分布式的,依附于数据盘。把条带做得很大,保证每次IO不会占满整个条带。3块盘的RAID 5系统,对于写操作来说不能并发IO,因为访问一块盘的时候,校验信息一定在另一块盘中,再写第三块盘的信息,校验信息还是在某块盘中。所以最低可以并发IO的RAID 5 需要4块盘,此时最多可以并发两个IO。RAID5中硬盘越多,并发能力越强。
【问题4】
(1)RAID5阵列在坏一个硬盘的情况下,只要更换同样型号的磁盘就可以自动恢复数据。
(2)未分配的空间参与重构。RAID2.0+能够通过元数据感知已分配空间中哪些是已使用的,因此在重构时仅重构已使用空间,减少了重构数据量,进一步缩短了重构时间,降低了重构风险。而RAID 1.0无法区分。

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