RAID - массивы и их классификация

1.

RAID-массивы и их классификация

2.

RAID 0

3.

RAID 1

4.

RAID 2

5.

RAID 2
- это схема резервирования данных с использованием
кода Хэмминга для коррекции ошибок.
Записываемые данные формируются на основе слов,
размер слова равен количеству дисков для записи
данных в массиве.
Для
каждого слова вычисляется код коррекции
ошибок (ECC), который записывается на выделенные
диски для хранения контрольной информации. Их
количество равно количеству бит в контрольном
слове.

6.

RAID 2
Разрядность
контрольного слова определяется
количеством разрядов, необходимым для двоичного
представления размера слова.
Код
Хэмминга, формирующий контрольное слово,
полученное по алгоритму Хэмминга, - это инверсия
результата поразрядной операции «исключающего
ИЛИ» номеров тех информационных разрядов
слова, значения которых равны 1.

7.

RAID 2
Рассмотрим
исходное слово 1101. В первом (001),
третьем (011) и четвёртом (100) разрядах этого слова
стоит единица. Поэтому необходимо провести
поразрядную операцию «исключающего ИЛИ» для
этих номеров разрядов:
001 011 100 = 110
Само контрольное слово (код Хэмминга) получается
при поразрядном инвертировании полученного
результата, т. е. равно 001.

8.

RAID 2
При
считывании данных вновь рассчитывается код
Хэмминга и сравнивается с исходным кодом. Для
сравнения используется поразрядная операция
«исключающего ИЛИ». Если результат сравнения во
всех разрядах равен нулю, то считывание верное, в
противном случае его значение будет являться
номером ошибочно принятого разряда основного
кода.

9.

RAID 2
Пусть
исходное слово равно 1100000. Поскольку
единицы стоят в шестой (110) и седьмой (111)
позициях, контрольное слово равно 110.
При
считывании данных зафиксировано слово
1100100, то контрольное слово для него равно
(посчитайте сами )

10.

RAID 2
Сравнивая исходное контрольное слово с полученным
(поразрядная операция «исключающего
имеем:
1100000 1100100 = 0000100
ИЛИ»),
Таким образом, ошибка при считывании в третьей
позиции.

11.

RAID 3

12.

RAID 3
-
это отказоустойчивый массив с параллельным
вводом-выводом и одним дополнительным диском,
на который записывается контрольная информация.
При записи поток данных разбивается на блоки на
уровне байтов (или битов) и записывается
одновременно на все диски массива, кроме
выделенного для хранения контрольной информации.

13.

RAID 3
Для
вычисления
контрольной
информации
(контрольной суммы) используется поразрядная
операция «исключающего ИЛИ» (XOR), применяемая
к записываемым блокам данных.
При выходе из строя любого диска информацию на
нём можно восстановить по контрольным данным и
данным, оставшимся на исправных дисках.

14.

RAID 3
Рассмотрим блоки размером по 4 бита.
Пусть имеются 4 диска для хранения данных и 1 диск
для записи контрольных сумм.
Имеется последовательность бит, разбитая на блоки
по 4 бита:
1101 0011 1100 1011
Тогда для расчёта контрольной суммы необходимо
выполнить операцию:
1101 0011 1100 1011 = 1001
Контрольная сумма, записываемая на 5 диск, равна
1001.

15.

RAID 3
Если один из дисков (например, 3-й), вышел из строя,
то блок 1100 окажется недоступным при считывании.
Его значение можно восстановить по контрольной
сумме (Parity) и значениям остальных блоков с
помощью операции «исключающего ИЛИ»:
Блок3=Блок1 Блок2 Блок4 Parity
Тогда получим:
Блок3=1101 0011 1011 1001 = 1100

16.

RAID 5

17.

RAID 5
Если имеется n жестких дисков, а D – это блок данных
(страйп), то контрольная сумма рассчитывается по
следующей формуле:
Pn=D1 D2 … Dn-1

18.

RAID 4
RAID 6