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  第22题      
  知识点:   网络存储技术   RAID   网络存储
  关键词:   RAID   存储设备   网络存储   网络        章/节:   基本信息系统集成技术       

 
使用RAID作为网络存储设备有许多好处,以下关于RAID的叙述中不正确的是(22)。
 
 
  A.  RAID使用多块廉价磁盘阵列构成,提高了性能性价比
 
  B.  RAID采用交叉存取技术,提高了访问速度
 
  C.  RAID1使用磁盘镜像技术,提高了可靠性
 
  D.  RAID3利用海明码校验完成容错功能,减少了冗余磁盘数量
 
 
 

 
  第23题    2009年下半年  
   63%
(23)是将存储设备与服务器直接连接的存储模式。
  第19题    2018年下半年  
   49%
在网络存储结构中,()成本较高、技术较复杂,适用于数据量大、数据访问速度要求高的场合。
  第19题    2019年上半年  
   32%
存储磁盘阵列按其连接方式的不同,可分为三类,即DAS、NAS和( )。
   知识点讲解    
   · 网络存储技术    · RAID    · 网络存储
 
       网络存储技术
        网络存储技术是基于数据存储的一种通用网络术语。网络存储模式大致分为三种:直接连接存储(Direct Attached Storage, DAS)、网络连接存储(Network Attached Storage, NAS)和存储区域网络(Storage Area Network, SAN)。
               直接连接存储
               DAS是存储器与服务器直接连接,一般通过标准接口连接,如小型计算机系统接口(Small Computer System Interface, SCSI)等。DAS产品主要包括磁盘、磁带库和光存储等产品。
               网络连接存储
               NAS是将存储设备通过标准的网络拓扑结构(如以太网)连接到一系列计算机上。NAS是一种既有强大存储能力又有相当灵活性的存储结构,它的重点在于帮助工作组和部门级机构解决迅速增加存储容量的需求。
               NAS产品包括存储器件(如磁盘阵列、磁带库等)和集成在一起的简易服务器,可用于实现设计文件存取及管理的所有功能。NAS产品是真正即插即用的,其无须改造即可用于混合UNIX/Windows NT局域网内。NAS设备允许用户在网络上存取数据,这样既可以减小开销,也能显著改善网络的性能。
               存储区域网络
               SAN是采用高速的光纤通道作为传输介质的网络存储技术。它将存储系统网络化,实现了高速共享存储以及块级数据访问的目的。业界提倡的Open SAN克服了早先光纤通道仲裁环所带来的互操作和可靠性问题,提供了开放式、灵活多变的多样配置方案。总之,SAN拥有优秀的可扩展性、简化的存储管理、优化的资源和服务共享以及高度可用性。
 
       RAID
        RAID技术旨在缩小日益扩大的CPU速度和磁盘存储器速度之间的差距。其策略是用多个较小的磁盘驱动器替换单一的大容量磁盘驱动器,同时合理地在多个磁盘上分布存放数据以支持同时从多个磁盘进行读写,从而改善了系统的I/O性能。小容量驱动器阵列与大容量驱动器相比,具有成本低、功耗小、性能好等优势。低代价的编码容错方案在保持阵列的速度与容量优势的同时保证了极高的可靠性,同时也较容易扩展容量。但是由于允许多个磁头同时进行操作以提高I/O数据传输速度,因此不可避免地提高了出错的概率。
        为了补偿可靠性方面的损失,RAID使用存储的校验信息(Stored Parity Information)来从错误中恢复数据。最初,Inexpensive一词主要针对当时另一种技术(Single Large Expensive Disk,SLED)而言,但随着技术的发展,SLED已经过时,RAID和non-RAID皆采用了类似的磁盘技术。因此,RAID现在代表独立磁盘冗余阵列,用Independent来强调RAID技术所带来的性能改善和更高的可靠性。
        RAID机制中共分8个级别,工业界公认的标准分别为RAID0~RAID7。RAID应用的主要技术有分块技术、交叉技术和重聚技术。
        (1)RAID0级(无冗余和无校验的数据分块):具有最高的I/O性能和最高的磁盘空间利用率,易管理,但系统的故障率高,属于非冗余系统,主要应用于那些关注性能、容量和价格而不是可靠性的应用程序。
        (2)RAID1级(磁盘镜像阵列):由磁盘对组成,每一个工作盘都有其对应的镜像盘,上面保存着与工作盘完全相同的数据拷贝,具有最高的安全性,但磁盘空间利用率只有50%。RAID1主要用于存放系统软件、数据及其他重要文件。它提供了数据的实时备份,一旦发生故障,所有的关键数据即刻就可使用。
        (3)RAID2级(采用纠错海明码的磁盘阵列):采用了海明码纠错技术,用户需增加校验盘来提供单纠错和双验错功能。对数据的访问涉及阵列中的每一个盘。大量数据传输时I/O性能较高,但不利于小批量数据传输。实际应用中很少使用。
        (4)RAID3和RAID4级(采用奇偶校验码的磁盘阵列):把奇偶校验码存放在一个独立的校验盘上,如果有一个盘失效,其上的数据可以通过对其他盘上的数据进行异或运算得到。读数据很快,但因为写入数据时要计算校验位,速度较慢。
        (5)RAID5级(无独立校验盘的奇偶校验码磁盘阵列):与RAID4类似,但没有独立的校验盘,校验信息分布在组内所有盘上,对于大、小批量数据读写性能都很好。RAID4和RAID5使用了独立存取(Independent Access)技术,阵列中每一个磁盘都相互独立地操作,所以I/O请求可以并行处理。该技术非常适合于I/O请求率高的应用而不太适应于要求高数据传输率的应用。与其他方案类似,RAID4、RAID5也应用了数据分块技术,但块的尺寸相对大一点。
        (6)RAID6级:这是一个强化的RAID产品结构。阵列中设置一个专用校验盘,它具有独立的数据存取和控制路径,可经由独立的异步校验总线、高速缓存总线或扩展总线来完成快速存取的传输操作。值得注意的是,RAID6在校验盘上使用异步技术读写,这种异步仅限于校验盘,而阵列中的数据盘和面向主机的I/O传输仍与以前的RAID结构雷同,即采用的是同步操作技术。仅此校验异步存取,加上Cache存取传输,RAID6的性能就比RAID5要好。
        (7)RAID7级:RAID7等级是至今为止理论上性能最高的RAID模式,因为它从组建方式上就已经和以往的方式有了重大的不同。以往一个硬盘是一个组成阵列的“柱子”,而在RAID 7中,多个硬盘组成一个“柱子”,它们都有各自的通道。这样做的好处就是在读写某一区域的数据时,可以迅速定位,而不会因为以往因单个硬盘的限制同一时间只能访问该数据区的一部分,在RAID7中,以前的单个硬盘相当于分割成多个独立的硬盘,有自己的读写通道,效率也就不言自明了。然而,RAID7的设计与相应的组成规模注定了它是一揽子承包计划。
        总体上说,RAID7是一个整体的系统,有自己的操作系统,有自己的处理器,有自己的总线,而不是通过简单的插卡就可以实现的。RAID7所有的I/O传输都是异步的,因为它有自己独立的控制器和带有Cache的接口,与系统时钟并不同步。所有的读写操作都将通过一个带有中心Cache的高速系统总线进行传输,称为X-Bus。专用的校验硬盘可以用于任何通道。带有完整功能的即时操作系统内嵌于阵列控制微处理器,这是RAID7的心脏,负责各通道的通信及Cache的管理,这也是它与其他等级最大不同点之一。归纳起来,RAID7的主要特点如下。
        .连通性:可增至12个主机接口。
        .扩展性:线性容量可增至48个硬盘。
        .开放式系统:运用标准的SCSI硬盘、标准的PC总线、主板及SIMM内存,集成Cache的数据总线(就是上文提到的X-Bus),在Cache内部完成校验生成工作,多重的附加驱动可以随时热机待命,提高冗余率和灵活性。
        .易管理性:SNMP可以让管理员远程监视并实现系统控制。
        按照RAID7设计者的说法,这种阵列将比其他RAID等级提高150%~600%写入时的I/O性能,但这引起了不小的争议。
 
       网络存储
        基于Windows、Linux和UNIX等操作系统的服务器称为开放系统,开放系统的数据存储方式如下图所示。
        
        开放系统的数据存储方式
        1)直连式存储
        直连式存储(Direct-Attached Storage, DAS)是在服务器外挂一组大容量磁盘,存储设备与服务器主机之间采用SCSI通道连接,带宽为10Mb/s、20Mb/s、40Mb/s和80Mb/s等。这种方式难以扩展存储容量,而且不支持数据容错功能,当服务器出现异常时,会造成数据丢失。
        2)网络接入存储
        网络接入存储(Network Attached Storage, NAS)是将存储设备连接到现有的网络上,来提供数据存储和文件访问服务的设备。NAS服务器是在专用主机上安装简化了的瘦操作系统的文件服务器。NAS服务器内置了与网络连接所需要的协议,可以直接联网,具有权限的用户可以通过网络来访问NAS服务器中的文件。
        3)存储区域网络
        存储区域网络(Storage Area Network, SAN)是一种连接存储设备和存储管理子系统的专用网络,专门提供数据存储和管理功能。SAN是一种特殊的高速网络,采用光纤通道实现互联,通过光纤通道交换机连接存储阵列和文件服务器主机。SAN不仅能提供大容量的存储数据,而且地域上可以分散部署,缓解了大量数据传输对局域网通信的影响。
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第22题    在手机中做本题