RAID类型选择与IOPS计算

RAID类型选择与IOPS计算

版本说明

假设存储上有只有一个应用的情况, 以满足以下条件三年内的负载情况

应用逻辑读写负载为 S (IOPS), 该值最好用系统检测工具进行最繁忙时段的多次监控取每次平均值的最大者

读:写比例=R:W

每年复杂增量百分比: C

假设每磁盘可提供的IOPS 为 P (10000转速磁盘IOPS为130~150IOPS/disk, 15000转的150~180 IOPS/disk, 各厂商说法上有所区别)

因为容量都比较好估算, 所以主要从性能上考虑

1. 主要RAID类型的特点与IOPS估算

因为RAID 0写性能是最好的,但是没有数据容错, 一般企业环境下很少使用, (除了数据安全性要求不高的地方), 所以这里不作过多论述.

a. RAID 1 和 RAID 1/0

逻辑读 1次 <= 物理读1次, 因为可以有两个磁盘读可以提供数据读

逻辑写 1次 = 物理写2次

适合顺序读写的应用, RAID 1可以丢失一块盘. RAID 1/0 最多可以丢失组成RAID 1/0中的一半盘, 但不能避免同时损坏两个互为镜像盘的情况.

对一个需要S个IOPS的应用, 计算RAID 1的实际IOPS T 要求:

T= [S*R/(R+W) + 2*S*W/(R+W)] * (1+C)**3

磁盘数目: T/P向上取整

注意: R1/0盘数应为偶数, R1就只两个盘, 没啥好说的. **为乘方操作符

b. RAID 5

逻辑读 1次 <= 物理读1次, 因为可以有两个磁盘读可以提供数据读, 和RAID1/0类似

逻辑写 1次 = 物理写4次, 为什么是4, 这是很多初学者都不能理解的地方, 去看看链接中R 3 和 R 5的写过程就知道了.

适合顺序读写的应用, 最多可以丢失组成RAID 5中的一个盘

对一个需要S个逻辑IOPS的应用, 计算RAID 1的实际IOPS T 要求:

T= [S*R/(R+W) + 4*S*W/(R+W)] * (1+C)**3

磁盘数目: T/P向上取整

2. RAID类型的选择, 逻辑盘LUN的分布

对于顺序读写而且写性能要求高的应用, 选择RAID 1, 或RAID 1/0, 如果是顺序写要求高的数据, 应单独在一个RAID组中, 避免磁头来回移动. 典型的有Oracle的 redo log, Exchange 的 Transaction log等日志型的数据.

对于有备份, 没有容错要求, 读写性能要求高的用RAID 0, 比如实时数据采集. 对于读要求高于写要求, 容量上有考虑的, 选择RAID 5. 随机写要求不高的都可以使用. 如数据库文件.

3。单个硬盘的IOPS怎么算的？

设定硬盘的转速是

R rpm ，硬盘的寻道时间为Ts，,磁头定位时间为 Th ，硬盘的外部时间为Tm ，磁盘存储时间为 Td

∵ Td= Th + Tm

又∵ Th ＝Ts + (1/2 x 60/R) （想想为什么？）

∴ Td =Ts + (1/2 x 60/R) +Tm

同时：∵在单个硬盘中 Tm <

∴ Td ≈ Ts + (1/2 x 60/R)

∴ 单个磁盘的随即IOPS ＝ 1/Td =1 / Ts+(1/2 x 60 /R) IO/s

那么，我们就可以算出单个硬盘的吞吐量

假设 1个扇区的大小为 S ，而1 个cluster 是由 N 个连续的扇区组成的

∴ 磁盘的吞吐量 = IOPS x S x N = 1 / Ts+(1/2 x 60 /R) x S x N MB/s ======================================================================= ==

阵列的瓶颈主要体现在2个方面，吞吐量与IOPS。

1、吞吐量

吞吐量主要取决于阵列的构架，光纤通道的大小（现在阵列一般都是光纤阵列，至于SCSI这样的SSA阵列，我们不讨论）以及硬盘的个数。阵列的构架与每个阵列不同而不同，他们也都存在内部带宽（类似于pc的系统总线），不过一般情况下，内部带宽都设计的很充足，不是瓶颈的所在。

光纤通道的影响还是比较大的，如数据仓库环境中，对数据的流量要求很大，而一块2Gb的光纤卡，所能支撑的最大流量应当是2Gb/8(小B)=250MB /s(大B)的实际流量，当4块光纤卡才能达到1GB/s的实际流量，所以数据仓库环境可以考虑换4Gb的光纤卡。

最后说一下硬盘的限制，这里是最重要的，当前面的瓶颈不再存在的时候，就要看硬盘的个数了，我下面列一下不同的硬盘所能支撑的流量大小：

10 K rpm 15 K

rpm ATA

—————————

10M/s 13M/s

8M/s

那么，假定一个阵列有120块15K rpm的光纤硬盘，那么硬盘上最大的可以支撑的流量为120*13=1560MB/s，如果是2Gb的光纤卡，可能需要6块才能够，而4Gb 的光纤卡，3-4块就够了。

2、IOPS

决定IOPS的主要取决与阵列的算法，cache命中率，以及磁盘个数。阵列的算法因为不同的阵列不同而不同，如我们最近遇到在hdsusp上面，可能因为ldev(lun)存在队列或者资源限制，而单个ldev的iops就上不去，所以，在使用这个存储之前，有必要了解这个存储的一些算法规则与限制。

cache的命中率取决于数据的分布，cache size的大小，数据访问的规则，以及cache的算法，如果完整的讨论下来，这里将变得很复杂，可以有一天好讨论了。我这里只强调一个cache的命中率，如果一个阵列，读cache的命中率越高越好，一般表示它可以支持更多的IOPS，为什么这么说呢？这个就与我们下面要讨论的硬盘IOPS有关系了。

硬盘的限制，每个物理硬盘能处理的IOPS是有限制的，如

10 K rpm 15 K rpm ATA

————————

100 150 50

同样，如果一个阵列有120块15K rpm的光纤硬盘，那么，它能撑的最大IOPS 为120*150=18000，这个为硬件限制的理论值，如果超过这个值，硬盘的响应可能会变的非常缓慢而不能正常提供业务。

另外，我们上一篇也讨论了，在raid5与raid10上，读iops没有差别，但是，相同的业务写iops，最终落在磁盘上的iops是有差别的，而我们评估的却正是磁盘的IOPS，如果达到了磁盘的限制，性能肯定是上不去了。

那我们假定一个case，业务的iops是10000，读cache命中率是30%，读iops 为60%，写iops为40%，磁盘个数为120，那么分别计算在raid5与raid10的情况下，每个磁盘的iops为多少。

raid5:

单块盘的iops = (10000*(1-0.3)*0.6 + 4 * (10000*0.4))/120

= (4200 + 16000)/120

= 168

这里的10000*(1-0.3)*0.6表示是读的iops，比例是0.6，除掉cache命中，实际只有4200个iops

而4 * (10000*0.4) 表示写的iops，因为每一个写，在raid5中，实际发生了4个io，所以写的iops为16000个

为了考虑raid5在写操作的时候，那2个读操作也可能发生命中，所以更精确的计算为：

单块盘的iops = (10000*(1-0.3)*0.6 + 2 * (10000*0.4)*(1-0.3) + 2 * (10000*0.4))/120

= (4200 + 5600 + 8000)/120

= 148

计算出来单个盘的iops为148个，基本达到磁盘极限

raid10

单块盘的iops = (10000*(1-0.3)*0.6 + 2 * (10000*0.4))/120

= (4200 + 8000)/120

= 102

可以看到，因为raid10对于一个写操作，只发生2次io，所以，同样的压力，同样的磁盘，每个盘的iops只有102个，还远远低于磁盘的极限iops。

在一个实际的case中，一个恢复压力很大的standby（这里主要是写，而且是小io的写），采用了raid5的方案，发现性能很差，通过分析，每个磁盘的iops 在高峰时期，快达到200了，导致响应速度巨慢无比。后来改造成raid10，就避免了这个性能问题，每个磁盘的iops降到100左右。

太阳电池阵列间距的设计计算：

并网光伏发电系统方阵的最佳安装倾角采用专业系统设计软件进行优化设计来确定，它应是系统全年发电量最大时的倾角。当倾角确定后我们要保证每个光伏阵列在冬至日上午九时到下午三时无阴影遮挡（北半球）。 太阳电池阵列间距的设计计算： 在北半球，对应最大日照辐射接收量的平面为朝向正南，阵列倾角确定后，要注意南北向前后阵列间要留出合理的间距，以免前后出现阴影遮挡，前后间距为：冬至日（一年当中物体在太阳下阴影长度最长的一天）上午9：00到下午3：00，组件之间南北方向无阴影遮挡。 固定光伏组件方阵的支架系统安装的前后最小间距D，如下图所示： 简化的计算公式如下： 式中：φ为纬度(在北半球为正、南半球为负)；H为光伏方阵阵列或遮挡物与可能被遮挡组件底边高度差。 同时在太阳能电池方阵排列布置还需要考虑地形，地貌的因素，要与当地自然环境有机的结合。同时设计要规范，并兼顾光伏电站的景观效果，在整个方阵场设计中尽量节约土地。太阳电池方阵的布置设计包括阵列倾角设计，方位角设计，阵列间距设计，需根据具体情况来进行计算。 关于跟踪系统阵列之间的间距计算相对复杂，由于跟踪支架系统的巡日条件和跟踪角度范围与其厂家产品有关，且每家不尽相同。故对其计算无实际意义。但有一点是一致的，就是我们都必须满足一天中不得小于6小时的照射时间窗口。需要说明的是上述时间为地方时。例如在计算中使用的太阳赤纬都是以天文年

历为准的，而天文年历所给出的参数都是世界时0时的值，但时角又是以地方时为依据的，而日常的钟表所显示的时间都是北京时。这里需要注意的是：北京时早8点时，乃是世界时0点，由于地球自西向东转动，所以，凡是在北京以东的地方，其地方时均比北京时要晚，即8点多，而北京以西的地方则尚未到8点。 经度订正是时间转换所必需的。在我国明确规定，东经为正，西经为负；但在美国则刚好相反。具体换算公式是：地方时（即太阳时）=北京时+E-4*（120-L）其中：E为地球绕日公转时进动和转速变化而产生的修正，单位为分；L为当地的经度

网络存储试题和答案解析

1、下列典型行业应用对存储的需求，正确的是（ C ） A．WEB应用不包括对数据库的访问 B．WEB应用是大数据块的读取居多 C．系统的数据特点介于数据库和普通文件二者之间，用户等信息属于数据库操作，但是每个用户的又是按照文件组织的 D．视频点播系统要求比较高的IOPS，但对存储带宽的稳定性要求不高 2、对于存储系统性能调优说确的是：( C ) A. 必须在线业务下进行调优 B. 存储系统的调优可以与主机单独进行，应为两者性能互不影响 C. 存储系统的性能调优属于系统性调优，需要了解客户IO模型、业务大小、服务器资 源利用和存储侧资源利用综合分析，对于存储侧重点关注RAID级别，分条深度， LUN映射给主机的分布情况等 D. 以上都不正确 3、不具备扩展性的存储架构有（ A ） A. DAS B. NAS C. SAN D. IP SAN 4、DAS代表的意思是( D )direct access s A. 两个异步的存储 B. 数据归档软件 C. 连接一个可选的存储 D. 直连存储 5、哪种应用更适合采用大缓存块？（ A ） A. 视频流媒体 B. 数据库 C. 文件系统 D. 数据仓库 6、衡量一个系统可靠性常见时间指标有哪些？( CD ) A. 可靠度 B. 有效率 C. 平均失效时间 D. 平均无故障时间 7、主机访问存储的主要模式包括( ABC ) A. NAS B. SAN C. DAS D. NFS 8、群集技术适用于以下场合：（ ABCD ） A. 大规模计算如基因数据的分析、气象预报、石油勘探需要极高的计算性 B. 应用规模的发展使单个服务器难以承担负载 C. 不断增长的需求需要硬件有灵活的可扩展性 D. 关键性的业务需要可靠的容错机制 9、常见数据访问的级别有（ AD ） A．文件级（file level） B．异构级（NFS level） C．通用级（UFS level） D．块级（block level） 10、常用的存储设备介质包括（ ABC ） A. 硬盘 B. 磁带 C. 光盘 D. 软盘 11、常用的存储设备包括（ ABCD） A. 磁盘阵列 B. 磁带机 C. 磁带库 D. 虚拟磁带库 12、存储网络的类别包括（ ABC ） A. DAS B. NAS C. SAN D. Ethernet 13、常用数据备份方式包括（ ACD ） A. D2D B. D2T2D C. D2D2T D. D2T 14、为了解决同位(为)检查码技术的缺陷而产生的一种存纠错技术是（ D ） A. Chipkill B. 热插拔 C. S.M.A.R.T D. Advanced ECC Memory 15、以下不是智能网卡的主要特点是（ D ） A. 节能降耗 B. 降低TCO C. 数据更安全 D. 可作为主机总线适配器HBA使用

磁盘阵列各种RAID原理、磁盘使用率

磁盘阵列RAID原理、种类及性能优缺点对比 磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID） 1. 存储的数据一定分片； 2. 分基于软件的软RAID（如mdadm）和基于硬件的硬RAID（如RAID卡）； 3. RAID卡如同网卡一样有集成板载的也有独立的(PCI-e)，一般独立RAID卡性能相对较好，淘宝一搜便可看到他们的原形； 4. 现在基本上服务器都原生硬件支持几种常用的RAID; 5. 当然还有更加高大上的专用于存储的磁盘阵列柜产品，有专用存储技术，规格有如12/24/48盘一柜等，盘可选机械/固态，3.5/2.5寸等。

近来想建立一个私有云系统，涉及到安装使用一台网络存储服务器。对于服务器中硬盘的连接，选用哪种RAID模式能准确满足需求收集了资料，简单整理后记录如下： 一、RAID模式优缺点的简要介绍 目前被运用较多的RAID模式其优缺点大致是这样的： 1、RAID0模式 优点：在RAID 0状态下，存储数据被分割成两部分，分别存储在两块硬盘上，此时移动硬盘的理论存储速度是单块硬盘的2倍，实际容量等于两块硬盘中较小一块硬盘的容量的2倍。 缺点：任何一块硬盘发生故障，整个RAID上的数据将不可恢复。 备注：存储高清电影比较适合。 2、RAID1模式 优点：此模式下，两块硬盘互为镜像。当一个硬盘受损时，换上一块全新硬盘(大于或等于原硬盘容量)替代原硬盘即可自动恢复资料和继续使用，移动硬盘的实际容量等于较小一块硬盘的容量，存储速度与单块硬盘相同。RAID 1的优势在于任何一块硬盘出现故障是，所存储的数据都不会丢失。 缺点：该模式可使用的硬盘实际容量比较小，仅仅为两颗硬盘中最小硬盘的容量。 备注：非常重要的资料，如数据库，个人资料，是万无一失的存储方案。 3、RAID 0+1模式 RAID 0+1是磁盘分段及镜像的结合，采用2组RAID0的磁盘阵列互为镜像，它们之间又成为一个RAID1的阵列。硬盘使用率只有50%，但是提供最佳的速度及可靠度。 4、RAID 3模式

存储系列——RAID原理

大话存储系列5——RAID原理 2014-03-26 09:50:35| 分类：linux恢复|举报|字号订阅 整理自网络和大话存储2： 1、预备知识：条带化 当多个进程同时访问一个磁盘时，可能会出现磁盘冲突。大多数磁盘系统都对访问次数（每秒的I/O 操作，IOPS）和数据传输率（每秒传输的数据量，TPS）有限制。当达到这些限制时，后面需要访问磁盘的进程就需要等待，这时就是所谓的磁盘冲突。 避免磁盘冲突是优化I/O 性能的一个重要目标，而I/O 性能的优化与其他资源（如CPU和内存）的优化有着很大的区别,I/O 优化最有效的手段是将I/O 最大限度的进行平衡。 条带化技术就是一种自动的将I/O 的负载均衡到多个物理磁盘上的技术，条带化技术就是将一块连续的数据分成很多小部分并把他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。很多操作系统、磁盘设备供应商、各种第三方软件都能做到条带化。 图1 描述的是一个未经条带化处理的连续数据的分布，图2 描述的是一个已经被条带化处理的连续数据的分布，从中比较，我们可以发现图 2 中对连续数据的读写都有最大的并发能力。 图 1. 未经条带化处理的连续数据 图 2. 已经被条带化处理的连续数据 由于条带化在I/O 性能问题上的优越表现，以致于在应用系统所在的计算环境中的多个层次或平台都涉及到了条带化的技术，如操作系统和存储系统这两个层次中都可能使用条带化技术。 影响条带化效果的两个因素 当对数据做条带化时，数据被切成一块块的小数据块，各小数据块分布存储在不同的硬盘上。从这个描述中我们可以看出，影响条带化效果的因素有两个，一是条带大小（stripe size），即数据被切成的小数据块的大小，另一个条带宽度（stripe width），即数据被存储到多少块硬盘上。 条带宽度（stripe width）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。道理很明显，增加更多的硬盘，也就增加了可以同时并发读或写的条带数量。在其他条件一样的前提下，一个由8块18G硬盘组成的阵列相比一个由4块36G硬盘组成的阵列具有更高的传输性能。 条带大小（stripe size）有时也被叫做block size, chunk size, stripe length或者granularity。这个参数指的是写在每块磁盘上的条带数据块的大小。RAID的数据块大小一般在2KB到512KB之间(或者更大)，其数值是2的次方，即2KB,4KB,8KB,16KB这样。 条带大小对性能的影响比条带宽度难以量化的多。 ·减小条带大小:由于条带大小减小了，则文件被分成了更多个，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。 ·增加条带大小:与减小条带大小相反，会降低传输性能，提高定位性能。

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1、下列典型行业应用对存储的需求，正确的是（C ） A．WEB应用不包括对数据库的访问 B．WEB应用是大数据块的读取居多 C．邮件系统的数据特点介于数据库和普通文件二者之间，邮件用户等信息属于数据库操作，但是每个用户的邮件又是按照文件组织的 D．视频点播系统要求比较高的IOPS，但对存储带宽的稳定性要求不高 2、对于存储系统性能调优说法正确的是：( C ) A. 必须在线业务下进行调优 B. 存储系统的调优可以与主机单独进行，应为两者性能互不影响 C. 存储系统的性能调优属于系统性调优，需要了解客户IO模型、业务大小、服务器资 源利用和存储侧资源利用综合分析，对于存储侧重点关注RAID级别，分条深度，LUN映射给主机的分布情况等 D. 以上都不正确 3、不具备扩展性的存储架构有（A ） A. DAS B. NAS C. SAN D. IP SAN 4、DAS代表的意思是( D )direct access s A. 两个异步的存储 B. 数据归档软件 C. 连接一个可选的存储 D. 直连存储 5、哪种应用更适合采用大缓存块（A ） A. 视频流媒体 B. 数据库 C. 文件系统 D. 数据仓库 6、衡量一个系统可靠性常见时间指标有哪些( CD ) A. 可靠度 B. 有效率 C. 平均失效时间 D. 平均无故障时间 7、主机访问存储的主要模式包括( ABC ) A. NAS B. SAN C. DAS D. NFS 8、群集技术适用于以下场合：（ABCD ） A. 大规模计算如基因数据的分析、气象预报、石油勘探需要极高的计算性 B. 应用规模的发展使单个服务器难以承担负载 C. 不断增长的需求需要硬件有灵活的可扩展性 D. 关键性的业务需要可靠的容错机制 9、常见数据访问的级别有（AD ） A．文件级（file level）B．异构级（NFS level） C．通用级（UFS level）D．块级（block level） 10、常用的存储设备介质包括（ABC ） A. 硬盘 B. 磁带 C. 光盘 D. 软盘 11、常用的存储设备包括（ABCD） A. 磁盘阵列 B. 磁带机 C. 磁带库 D. 虚拟磁带库 12、存储网络的类别包括（ABC ） A. DAS B. NAS C. SAN D. Ethernet 13、常用数据备份方式包括（ACD ） A. D2D B. D2T2D C. D2D2T D. D2T 14、为了解决同位(为)检查码技术的缺陷而产生的一种内存纠错技术是（D ） A. Chipkill B. 热插拔 C. D. Advanced ECC Memory 15、以下不是智能网卡的主要特点是（D ） A. 节能降耗 B. 降低TCO C. 数据更安全 D. 可作为主机总线适配器HBA使用

屋顶光伏组件阵列间距计算的深入分析

屋顶光伏组件阵列间距计算的深入分析 目前分布式光伏系统的应用主要以工业、商业或民用建筑屋顶为主，光伏阵列排布在分布式系统设计中是非常重要的环节，对于阵列前后间距的优化，我们一般以冬至日上午9时和下午15时阵列前后互不遮挡的原则作为参考，它不仅要考虑当地纬度下的太阳高度角、太阳方位角、安装倾角，也还要考虑屋面本身的坡度、坡面朝向和坡面方位角，而目前对于光伏阵列前后间距的研究文献大多是正南朝向的水平屋面，虽然也有涉及到坡角和方位角，但分析仍不够全面，存在一定的局限性。因为实际的屋面可能同时呈现坡度和方位角，也有可能屋顶坡面东西朝向或主坡副坡同时存在，因此有必要对这些复杂屋面的阵列间距做深入分析。 通常情况下，屋面一般按其坡度的不同分为坡屋面（屋面排水坡度大于10%）和平屋面（屋面排水坡度小于5%）两大类。对于平屋面，一种是只有横向排水坡度（或称为主坡），没有纵向排水坡度（或称为副坡、边坡），另一种则稍复杂些，同时存在主坡和副坡，副坡和主坡形成一定的角度，两种情况参考图1和图2。主坡较常见的为2%~3%，副坡为0.5%～1%。 从光伏组件安装应用角度，目前使用最广泛的为平屋面，如工业彩钢瓦屋面、混凝土屋面，而坡屋面主要为别墅类，因坡屋面自身坡度较高，所以光伏组件一般沿着屋面平铺，参照图3。而平屋面的坡角较小，则需要设计一定的安装倾角来获得更高的发电效率，参照图4。 平屋面可分为坡角为0°角和不为0°角两种，按照坡面朝向又可以分为东西坡和南北坡屋面，如图5为东西朝向双坡面，图6为南北朝向双坡面，这两种屋面光伏阵列朝南安装在南坡或北坡。当然这两种屋面可能同时存在主坡和副坡，也可能存在一定的方位角，为计算方便起见，这里坡面的方位角定义为坡面法线方向在水平面的投影和正南方向的夹角，偏西为正，偏东为负。

磁盘阵列 常用RAID方案速度及数据对比

磁盘阵列常用RAID方案速度及数据对比 RAID也称为“磁盘阵列”，它将多个硬盘用某种逻辑方式联系起来，作为逻辑上的一个硬盘来使用，是逻辑上，不是物理上，请分清楚。简而言之，多个硬盘当一个硬盘使用，提升N倍于单个硬盘的速度。 只列举常用RAID方案 RAID 模式下磁盘空间的使用，举例如下： RAID的优点 1. 传输速率高。在部分RAID模式中，可以让很多磁盘驱动器同时传输数据，而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器，所以使用RAID可以达到单个的磁盘驱动器几倍的速率。因为CPU的速度增长很快，而磁盘驱动器的数据传输速率无法大幅提高，所以需要有一种方案解决二者之间的矛盾。 2. 更高的安全性。相较于普通磁盘驱动器很多RAID模式都提供了多种数据修复功能，当RAID中的某一磁盘驱动器出现严重故障无法使用时，可以通过RAID中的其他磁盘驱动器来恢复此驱动器中的数据，而普通磁盘驱动器无法实现，这是使用RAID的第二个原因。

RAID 0的优缺点 RAID 0的缺点是不提供数据冗余，因此一旦用户数据损坏，损坏的数据将无法得到恢复。RAID0运行时只要其中任一块硬盘出现问题就会导致整个数据的故障。一般不建议企业用户单独使用 RAID 0具有的特点，使其特别适用于对性能要求较高，而对数据安全不太在乎的领域，如图形工作站等。对于个人用户，RAID 0也是提高硬盘存储性能的绝佳选择。 RAID 1简介 RAID 1磁盘阵列级，是一种镜像磁盘阵列，其原理就是将一块硬盘的数据以相同位置指向另一块硬盘的位置。RAID 1磁盘阵列又称为Mirror或Mirroring（镜像），因为它就是将一块硬盘的内容完全复制到另一块硬盘上。 当读取数据时，系统先从源盘读取数据，如果读取数据成功，则系统不去管备份盘上的数据；如果读取源盘数据失败，则系统自动转而读取备份盘上的数据，不会造成用户工作任务的中断。当然，我们应当及时地更换损坏的硬盘并利用备份数据重新建立Mirror，避免备份盘在发生损坏时，造成不可挽回的数据损失。由于对存储的数据进行百分之百的备份，在所有RAID级别中，RAID 1提供最高的数据安全保障。同样，由于数据的百分之百备份，备份数据占了总存储空间的一半，因而，Mirror的磁盘空间利用率低，存储成本高。Mirror虽不能提高存储性能，但由于其具有的高数据安全性，使其尤其适用于存放重要数据，如服务器和数据库存储等领域。 RAID 1优缺点 RAID1是将一个两块硬盘所构成RAID磁盘阵列阵列，其容量仅等于一块硬盘的容量，因为另一块只是当作数据“镜像”。RAID 1磁盘阵列显然是最可靠的一种阵列，因为它总是保持一份完整的数据备份。它的性能自然没有RAID 0磁盘阵列那样好，但其数据读取确实较单一硬盘来的快，因为数据会从两块硬盘中较快的一块中读出。RAID 1磁盘阵列的写入速度通常

第19讲 间隔与阵列-完整版

第19讲间隔与阵列 兴趣篇 1．★在长为10米的小桥一侧每隔1米插一面彩旗，小桥两端都要有彩旗．’一共需要多少面彩旗？ 答案11面 解答小桥全长是10米，相邻两面旗的间隔是1米，则共有10÷1=10(个)间隔．两端都有彩旗，则彩旗面数=间隔数+1，所以一共需要11面彩旗. 2．*10名学生从左至右站成一排，相邻两名学生的间隔都是1米．请问：排头和排尾的距离是多少米？ 答案9米 解答根据题意，有10-1=9（个）间隔，每个间隔是1米，所以排头和排尾的距离是9米． 3．★社区门口有一条长为100米的马路，现在要在这条马路的一侧种树，每隔10米种一棵，而且马路的两端都要种．一共需要种多少棵树？ 答案11棵 解答马路全长100米，相邻两棵树的间隔是10米，则共有100÷10=10（个）间隔． 两端都种树，棵数=间隔数+1，所以一共需要种11棵树． 4．★学校门前有条长100米的马路，马路两侧一共种了42棵树，每侧相邻两棵树之间的距离都相等，而且马路的两端都种了，请问：相邻两棵树之间的距离是多大？ 答案5米 解答马路每侧有42÷2=21（棵）树，两端都种树，棵数=间隔数+1，所以一共有21-1=20（个）间隔. 也就是说，100米被平均分成了20段，每段长度等于100÷20=5（米），这就是相邻两树的间距． 5．★★萱萱上楼，从第一层走到第三层需要上36级台阶，如果各层楼之间的台阶数相同，那么萱萱从第一层走到第六层一共需要上多少级台阶？ 答案90级

解答走到第三层正好走了3-1=2（段）台阶，这两段台阶共有36级，所以每段台阶共有36÷2=18(级)． 同理，从第一层走到第六层需要走6-1=5（段）台阶，因此，共有18×5=90（级）． 6．★★学校组织军训，教官让男生站一排，女生站一排．请问： (1)萱萱和女生站成一排，她发现自己的左侧有7人、右侧有8人，女生一共有多少人？ (2)墨莫和男生站成一排，他发现自己是左起第7个、右起第9个，男生一共有多少人？ (3)小高也在男生队伍里，他是左起第4个，他的右侧应该有几人？他应该是右起第几人？ 答案(1)16人；(2)15人；(3) 11人，第12人 解答(1)8+7=15（人），漏算了萱萱，所以 女生队伍总人数应该是15+1=16（人）．如下图所示： (2) 7+9=16（人），把墨莫多算了一次，所以男生趴伍总人数应该是16-1=15（人）．如下图所示： (3)男生队伍共有15人，小高是左边数起第4个，所以他右侧显然应该是

RAID10磁盘阵列优势全面详解

RAID10磁盘阵列优势全面详解 当前影响计算机运算速度的不是CPU,也不是内存而是硬盘。为了是硬盘能有更好的性能表现人们开使使用一种新的磁盘技术——磁盘阵列技术。下面为大家详细介绍各种磁盘阵列技术的特点。 当时，RAID是解决我们存储问题的灵丹妙药。通过RAID，我们可以将文件系统扩展得更大，获得更高的吞吐率，甚至还可以增加冗余度以便让我们可以承受磁盘损失的风险--这种风险在这段时间发生得尤其经常。 随着NAS（网络附加存储）和SAN（存储局域网）设备的兴起，我们已经不是很需要那种深入到物理存储然后调整物理存储以满足系统需求的技能了。这不是一件好事。我们仅仅是将存储卸载到外部设备，这并不能改变我们需要深入理解存储的事实，我们还是需要在理解的基础上调整存储以满足系统的特定需求。 过去五到十年来，人们似乎误以为RAID某种程度上相当于系统备份。其实它不是。RAID是一种容错形式。 备份和容错是不同的概念。备份让你可以在灾难发生后恢复数据。容错是减少灾难发生的概率。你可以想象成容错是在悬崖顶部立一条护栏，而备份是在悬崖底部设立一座医院。护栏和医院都是你想要的，但是它们是完全不同的事物。 一旦我们开始在驱动器上实施RAID，无论是本地连接的还是存储网络上的远程设备，如今的我们可以根据业务需要选择四种主要的RAID解决方案：RAID 1（镜像）；RAID 5（带校验码的条带化）；RAID 6（带双校验码的条带化）；RAID 10（带条带的镜像）。 市场上还有其他类型的RAID，比如RAID 0，不过如果你真正理解你的驱动器子系统需求的话，你就知道RAID 0只适用于很罕见的场合。RAID 50和51也被人们所使用，但是更加少见。十年前，RAID 1和RAID 5是很常见的，但是如今我们有更多的选择。

最新磁盘阵列的主要性能指标电子教案

磁盘阵列的性能指标 购买存储时需要的考虑性能如下：1.磁盘空间，2.磁盘组性能。磁盘空间主要取决于磁盘阵列类型及磁盘个数。而磁盘性能包括吞吐量(传输带宽)和磁盘IOPS。 1磁盘阵列的吞吐量(传输带宽) 传输带宽指的是硬盘或设备在传输数据的时候数据流的速度。他主要取决于磁盘阵列的构架，通道的大小以及磁盘的个数。不同的磁盘阵列存在不同的构架，但他们都有自己的内部带宽(如主线型或星型)，不过一般情况下，内部带宽都设计足够充足，不会存在瓶颈。磁盘阵列与服务器之间的数据通道便对吞吐量的影响很大。下面是常用通道的带宽： 2Gbps 光纤通道,(250MB/s), 4Gbps 光纤通道(500MB/S)，SCSI最高速度是320MB/s，SATA是150MB/s，IED 133MB/s。最后说一下是硬盘的限制，目前SCSI硬盘数据传输率最高在80MB/s，SAS硬盘数据为传输率最高在80-100MB/S。对于数据库小数据的离散写入，其传输率远远达不到这个值。 下面举例来说明。如果写一个10M的文件需要0.1S，则磁盘计算出磁盘带宽为100M/s,如果写10000个大小为1KB的文件需要10S，则磁盘带宽只有1M/s. 如果存储内部结构是总线型的，不建议使用超过6个块硬盘。超过6块磁盘后，存储在寻址过程中容易出现丢失的情况，同时6个块磁盘的传输速率大于磁盘阵列接口的传输速度，从而使用存储接口速度成了整个存储传输性能的瓶颈。而光纤存储和光纤硬盘就没有这个问题(DELL MD3000就是主线型的存储)。 2 磁盘阵列的IOPS 决定IOPS的主要取决于磁盘阵列RAID类型，CACHE命中率以及磁盘个数。CACHE 的命中率取决于数据的分布，CACHE size的大小，数据访问的规划，以及CACHE的算法。如果要详细讨论才复杂了，这里不做详细说明。但磁盘阵列读Cache的命中率越高，这样可以减少去读取存放在磁盘上的数据，而直接从Cache中直接将数据传送给客户端，从而提高磁盘的IOPS值。 根据厂商网站上给出的规范，数据库服务器的物理驱动器的吞吐能力的理论值为300IOPS，因为吞吐率一旦超过85%，一会出现I/O瓶颈，所以要确定生产环境中每个物理存储器的最大可接受吞吐量是255IOPS(300×85%=255)。但实际情况很难达到这个值。建议硬盘吞吐量按200iops比较好。

磁盘及RAID组 的IOPS计算方法

如何计算IOPS？ 通常当数据库管理员提出需要更多存储空间的时候，他们还会指定必须要达到多少IOPS。现在有这样一个需求，20TB存储空间同时满足4500 IOPS+RAID 5，我应该如何计算？RAID 5或者RAID 1 /0的时候分别需要多少块硬盘？ 首先需要知道I/O中读操作(Read)与写操作(Write)所占的百分比。然后通过下列公式，将主机的IOPS需求转换成硬盘实际IOPS负载： RAID类型公式 -------------------------------------------------------------------------- RAID 5和3 Drive IOPS = Read IOPS + 4*Write IOPS RAID 6 Drive IOPS = Read IOPS + 6*Write IOPS RAID 1和1/0 Drive IOPS = Read IOPS + 2*Write IOPS 假定4500 IOPS中读/写比是2:1，则不同RAID类型Drive IOPS要求分别如下： RAID 1/0: (2/3)*4500 + 2*(1/3)*4500 = 6000 IOPS RAID 5: (2/3)*4500 + 4*(1/3)*4500 = 9000 IOPS RAID 6: (2/3)*4500 + 6*(1/3)*4500 = 12000 IOPS 再参照下表中不同类型硬盘单块IOPS参数，得出需要多少块硬盘： 硬盘类型 IOPS ---------------------------------------------------------------------- Fibre Channel 15k rpm 180 SAS 15k rpm 180 Fibre Channel 10k rpm 140 SATA 7.2k rpm 80 SATA 5.4k rpm 40 Flash drive 2500 假定选用FC 15K RPM硬盘，则： RAID 1/0: 6000/180 = 34 块 RAID 5: 9000/180 = 50 块 RAID 6: 12000/180 = 67 块 注：实际情况下还需考虑Vault Drivers (共5块)以及Hot Spares (建议每30块硬盘一个)。 最后，如果选用600GB FC硬盘来实现20TB可用空间，则RAID 1/0需要78块，RAID 5需要42块。

Raid 概念与比较

基本的RAID介绍 RAID是英文Redundant Array of Independent Disks（独立磁盘冗余阵列），简称磁盘阵列。下面将各个级别的RAID介绍如下。 RAID0 条带化（Stripe）存储。理论上说，有N个磁盘组成的RAID0是单个磁盘读写速度的N倍。RAID 0连续以位或字节为单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上，因此具有很高的数据传输率，但它没有数据冗余，因此并不能算是真正的RAID结构。 RAID1 镜象（Mirror）存储。它是通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据。当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此RAID 1可以提高读取性能。RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的，但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁盘上读写，而不需要重组失效的数据。

RAID2 海明码（Hamming Code）校验条带存储。将数据条块化地分布于不同的硬盘上，条块单位为位或字节，使用称为海明码来提供错误检查及恢复。这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息，使得RAID 2技术实施更复杂，因此在商业环境中很少使用。 RAID3 奇偶校验（XOR）条带存储，共享校验盘，数据条带存储单位为字节。它同RAID 2非常类似，都是将数据条块化分布于不同的硬盘上，区别在于RAID 3使用简单的奇偶校验，并用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效，奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据；如果奇偶盘失效则不影响数据使用。RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率，但对于随机数据来说，奇偶盘会成为写操作的瓶颈。 RAID4 奇偶校验（XOR）条带存储，共享校验盘，数据条带存储单位为块。RAID 4同样也将数据条块化并分布于不同的磁盘上，但条块单位为块或记录。RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘，每次写操作都需要访问奇偶盘，这时奇偶校验盘会成为写操作的瓶颈，因此RAID 4在商业环境中也很少使用。

网络存储试题及答案

1、 下列典型行业应用对存储的需求，正确的是（ C ） A．WEB应用不包括对数据库的访问 B．WEB应用是大数据块的读取居多 C．邮件系统的数据特点介于数据库和普通文件二者之间，邮件用户等信息属于数据库 操作，但是每个用户的邮件又是按照文件组 织的 D．视频点播系统要求比较高的IOPS，但对存储带宽的稳定性要求不高 2、 对于存储系统性能调优说法正确的是：( C ) A. 必须在线业务下进行调优 B. 存储系统的调优可以与主机单独进行，应为两者性能互不影响 C. 存储系统的性能调优属于系统性调优，需要了解客户IO模型、业务大小、服务器资 源利用和存储侧资源利用综合分析，对于存 储侧重点关注RAID级别，分条深度， LUN映射给主机的分布情况等 D. 以上都不正确 3、 不具备扩展性的存储架构有（ A ） A. DAS B. NAS C. SAN D. IP SAN 4、 DAS代表的意思是( D )direct access s A. 两个异步的存储 B. 数据归档软件 C. 连接一个可选的 存储 D. 直连存储 5、哪种应用更适合采用大缓存块？（ A ） A. 视频流媒体 B. 数据库 C. 文件系统 D. 数据仓库 6、 衡量一个系统可靠性常见时间指标有哪些？( CD ) A. 可靠度 B. 有效率 C. 平均失效时间 D. 平均无故障时间 7、主机访问存储的主要模式包括( ABC ) A. NAS B. SAN C. DAS D. NFS 8、群集技术适用于以下场合：（ ABCD ） A. 大规模计算如基因数据的分析、气象预报、石油勘探需要极高的计算性 B. 应用规模的发展使单个服务器难以承担负载 C. 不断增长的需求需要硬件有灵活的可扩展性 D. 关键性的业务需要可靠的容错机制

存储计算方法

存储容量计算： 本项目高清视频监控摄像机均为1080P，采用SVAC进行编码，1080P需采用6Mbps的码流进行存储，每路图像存储时间不少于30天。 1)新建7路高清监控点存储设备采用8盘位32路硬盘录像机NVR，4T监 控硬盘作为存储介质（每块硬盘的容量为4*0.9（格式化损失）＝3.6T）。 ?单个通道24小时存储1天的计算公式： ∑(GB)＝码流大小（Mbps）÷8×3600秒×24小时×1天÷1024。 ?单路图像一天的存储容量： 【6M×3600（秒）×24（小时）×1（路数）×1（天数）】/【8×1024】 =66GB ?单路存储30天的容量： 66GB×30（天数）=1980GB ?7路高清监控点存储30天容量： 7（摄像机路数）*1980GB=13860GB = 14T ?需要的硬盘数： 14 ÷3.6= 3.8 = 4块硬盘 2)本项目90个高清改造点采用CVR磁盘阵列进行存储，采用4Mbps的码 流进行存储，每路图像存储时间不少于30天。存储设备采用48盘位CVR （每台设备做4组RAID5+3个全局热备盘），4T硬盘作为存储介质（每 块硬盘的容量为4*0.9（格式化损失）＝3.6T）。 ?单个通道24小时存储1天的计算公式： ∑(GB)＝码流大小（Mbps）÷8×3600秒×24小时×1天÷1024。 ?单路图像一天的存储容量： 【4M×3600（秒）×24（小时）×1（路数）×1（天数）】/【8×1024】 =44GB ?单路存储30天的容量： 44GB×30（天数）=1320GB ?90路高清存储30天的容量为：

1320GB*90=118800GB=116TB CVR数量： 116/3.6/（48-4-3）=1台 具体需要配置的CVR和硬盘数量如下表：

磁盘阵列各种RAID基本知识,磁盘使用率

. 磁盘阵列RAID原理、种类及性能优缺点对比 磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID） 1. 存储的数据一定分片； 2. 分基于软件的软RAID（如mdadm）和基于硬件的硬RAID（如RAID 卡）； 3. RAID卡如同网卡一样有集成板载的也有独立的(PCI-e)，一般独立RAID卡性能相对较好，淘宝一搜便可看到他们的原形； 4. 现在基本上服务器都原生硬件支持几种常用的RAID; 5. 当然还有更加高大上的专用于存储的磁盘阵列柜产品，有专用存储技术，规格有如12/24/48盘一柜等，盘可选机械/固态，3.5/2.5寸等。

近来想建立一个私有云系统，涉及到安装使用一台网络存储服务器。对于服务器中硬盘的连接，选用哪种RAID模式能准确满足需求收集了资料，简单整理后记录如下： 一、RAID模式优缺点的简要介绍 目前被运用较多的RAID模式其优缺点大致是这样的： 1、RAID0模式 优点：在RAID 0状态下，存储数据被分割成两部分，分别存储在两块硬盘上，此时移动硬盘的理论存储速度是单块硬盘的2倍，实际容量等于两块硬盘中较小一块硬盘的容量的2倍。 缺点：任何一块硬盘发生故障，整个RAID上的数据将不可恢复。 备注：存储高清电影比较适合。 2、RAID1模式 优点：此模式下，两块硬盘互为镜像。当一个硬盘受损时，换上一块全新硬盘(大于或等于原硬盘容量)替代原硬盘即可自动恢复资料和继续使用，移动硬盘的实际容量等于较小一块硬盘的容量，存储速度与单块硬盘相同。RAID 1的优势在于任何一块硬盘出现故障是，所存储的数据都不会丢失。 缺点：该模式可使用的硬盘实际容量比较小，仅仅为两颗硬盘中最小硬盘的容量。 备注：非常重要的资料，如数据库，个人资料，是万无一失的存储方案。

RAID类型选择与IOPS计算

RAID类型选择与IOPS计算

版本说明

假设存储上有只有一个应用的情况, 以满足以下条件三年内的负载情况 应用逻辑读写负载为 S (IOPS), 该值最好用系统检测工具进行最繁忙时段的多次监控取每次平均值的最大者 读:写比例=R:W 每年复杂增量百分比: C 假设每磁盘可提供的IOPS 为 P (10000转速磁盘IOPS为130~150IOPS/disk, 15000转的150~180 IOPS/disk, 各厂商说法上有所区别) 因为容量都比较好估算, 所以主要从性能上考虑 1. 主要RAID类型的特点与IOPS估算 因为RAID 0写性能是最好的,但是没有数据容错, 一般企业环境下很少使用, (除了数据安全性要求不高的地方), 所以这里不作过多论述. a. RAID 1 和 RAID 1/0 逻辑读 1次 <= 物理读1次, 因为可以有两个磁盘读可以提供数据读 逻辑写 1次 = 物理写2次 适合顺序读写的应用, RAID 1可以丢失一块盘. RAID 1/0 最多可以丢失组成RAID 1/0中的一半盘, 但不能避免同时损坏两个互为镜像盘的情况. 对一个需要S个IOPS的应用, 计算RAID 1的实际IOPS T 要求: T= [S*R/(R+W) + 2*S*W/(R+W)] * (1+C)**3 磁盘数目: T/P向上取整 注意: R1/0盘数应为偶数, R1就只两个盘, 没啥好说的. **为乘方操作符 b. RAID 5 逻辑读 1次 <= 物理读1次, 因为可以有两个磁盘读可以提供数据读, 和RAID1/0类似 逻辑写 1次 = 物理写4次, 为什么是4, 这是很多初学者都不能理解的地方, 去看看链接中R 3 和 R 5的写过程就知道了. 适合顺序读写的应用, 最多可以丢失组成RAID 5中的一个盘 对一个需要S个逻辑IOPS的应用, 计算RAID 1的实际IOPS T 要求: T= [S*R/(R+W) + 4*S*W/(R+W)] * (1+C)**3 磁盘数目: T/P向上取整 2. RAID类型的选择, 逻辑盘LUN的分布 对于顺序读写而且写性能要求高的应用, 选择RAID 1, 或RAID 1/0, 如果是顺序写要求高的数据, 应单独在一个RAID组中, 避免磁头来回移动. 典型的有Oracle的 redo log, Exchange 的 Transaction log等日志型的数据. 对于有备份, 没有容错要求, 读写性能要求高的用RAID 0, 比如实时数据采集. 对于读要求高于写要求, 容量上有考虑的, 选择RAID 5. 随机写要求不高的都可以使用. 如数据库文件. 3。单个硬盘的IOPS怎么算的？ 设定硬盘的转速是 R rpm ，硬盘的寻道时间为Ts，,磁头定位时间为 Th ，硬盘的外部时间为Tm ，磁盘存储时间为 Td ∵ Td= Th + Tm 又∵ Th ＝Ts + (1/2 x 60/R) （想想为什么？）

存储Raid基础知识

存储raid相关知识 1、RAID级别 RAID为廉价磁盘冗余阵列（Redundant Array of Inexpensive Disks），RAID技术将一个个单独的磁盘以不同的组合方式形成一个逻辑硬盘，从而提高了磁盘读取的性能和数据的安全性。不同的组合方式用RAID级别来标识。RAID作为存储可靠性最常用的机制，广泛应用于各个存储厂商。此处就最常用的几种RAID机制进行说明： 1.1、RAID10 先做镜像然后做条带化，既提高了系统的读写性能，又提供了数据冗余保护，磁盘空间利用率为50％。 RAID10原理图 1.2、RAID5 数据校验的信息被均匀的分散到的阵列的各个磁盘上。当一个数据盘损坏时，系统可以根据同一带区的其他数据块和对应的校验信息来重构损坏的数据。 RAID5原理图

1.3、RAID6 提供两级冗余，即阵列中的两个驱动器失败时，阵列仍然能够继续工作。实现代价最高，不仅要支持数据的恢复，又要支持校验的恢复，RAID 6比其他级R A I D更复杂和更昂贵。 RAID6原理图 2、存储基础能力 2.1、存储基本性能指标 存储一般都具备2个评价指标：IOPS和带宽（Throughput），两个指标互相独立又相互关联。以此评估存储性能能力，具体定义如下： IOPS(I/Os per second)：即每秒输入输出次数。指的是系统在单位时间内能处理的最大的I/O频度；一般OLTP应用涉及更多的频繁读写，更多的考虑IOPS。

Throughput指的是单位时间内最大的I/O流量；一些大量的顺序文件访问，例如流媒体等场景，更多的考虑throughput指标。 2.2、常用硬盘基础能力 硬盘基础性能基线参考 不同的IO模型，存储的性能表现是不同的。故存储硬盘能力评估，需要在一定的业务模型下进行比较分析。 华为VDI典型配置(设备:S5500T，模型: IO块大小8K-16K，100%随机)，建议硬盘IOPS能力如下： 常用硬盘基础能力 不同IO模型（块大小，随机度），读写能力均不同，如果需要详细计算请联系研发给出评估。其他硬盘类型能力请联系产品研发评估给出，异构存储设备由异构厂商提供。 2.3、RAID技术 RAID技术将一个个单独的磁盘以不同的组合方式形成一个逻辑硬盘，从而提高了磁盘读取的性能和数据的安全性。常用的几种RAID机制详见5.12 。 RAID容量估算: 鉴于RAID原理，从可靠性角度出发会引入数据冗余机制，磁盘使用RAID方式组合会带来一定的容量损耗。不同RAID方式，损耗不同，具体容量估算详见下表： RAID容量估算表