В хранении данных компьютера , с чередованием данных является методом сегментирования логически последовательные данных, такими как файл, так что последовательные сегменты хранятся на разных физических устройствах хранения.
Чередование полезно, когда устройство обработки запрашивает данные быстрее, чем может их предоставить одно устройство хранения. Распределение сегментов по нескольким устройствам, к которым можно получить одновременный доступ, увеличивает общую пропускную способность. Это также полезный метод для балансировки нагрузки ввода-вывода по массиву дисков. Чередование используется в дисковых накопителях в избыточном массиве независимых дисков (RAID), контроллерах сетевого интерфейса , дисковых массивах, различных компьютерах в кластерных файловых системах и хранилищах с привязкой к сетке , а также в ОЗУ в некоторых системах.
Метод [ править ]
Один из методов чередования - это чередование последовательных сегментов на устройствах хранения в циклическом режиме с начала последовательности данных. Это хорошо работает для потоковой передачи данных, но для последующего случайного доступа потребуется знать, какое устройство содержит данные. Если данные хранятся таким образом, что физическому адресу каждого сегмента данных назначается отображение 1 к 1 конкретному устройству, устройство для доступа к каждому запрошенному сегменту может быть вычислено по адресу без знания смещения данных в пределах полная последовательность.
Могут использоваться другие методы, при которых последовательные сегменты не хранятся на последовательных устройствах. Такое непоследовательное перемежение может иметь преимущества в некоторых схемах исправления ошибок .
Преимущества и недостатки [ править ]
Преимущества чередования включают производительность и пропускную способность. Последовательное чередование доступа к данным по времени позволяет кумулятивно умножать меньшую пропускную способность доступа к данным каждого устройства хранения на количество используемых устройств хранения. Повышенная пропускная способность позволяет устройству обработки данных продолжать свою работу без перебоев и тем самым быстрее завершать свои процедуры. Это проявляется в улучшении производительности обработки данных.
Поскольку разные сегменты данных хранятся на разных устройствах хранения, отказ одного устройства вызывает повреждение всей последовательности данных. Фактически, частота отказов массива устройств хранения равна сумме частоты отказов каждого устройства хранения. Этот недостаток чередования можно преодолеть путем хранения избыточной информации, такой как четность , с целью исправления ошибок. В такой системе недостаток преодолевается за счет необходимости дополнительного хранилища.
Терминология [ править ]
Сегменты последовательных данных , записанных или чтение с диска до того , как операция продолжается на следующем диске обычно называют куски , шагают или полосу единиц , в то время как их логические группы , образуя одиночные полосатые операции называются полосами или полоса . Объем данных в один порции (полосовой единице), часто , выраженных в байтах, по - разному называют размером блока , размером шага , размером полосы , глубиной полосы или длиной полосы . Количество дисков с данными в массиве иногда называют шириной полосы., но это также может относиться к количеству данных в полосе. [1] [2] [3] [4]
Количество данных в одном шаге, умноженное на количество дисков данных в массиве (т. Е. Глубина полосы, умноженная на ширину полосы , которая в геометрической аналогии дала бы площадь), иногда называется размером полосы или шириной полосы . [5] Широкое чередование происходит, когда блоки данных распределяются по нескольким массивам, возможно, по всем дискам в системе. Узкое чередование происходит, когда порции данных распределяются по дискам в одном массиве.
Приложения [ править ]
Чередование данных используется в некоторых базах данных , таких как Sybase , а в некоторых RAID - устройств под программным или аппаратным обеспечением управления, таких как IBM «s 9394 RAMAC массива подсистемы. Файловые системы кластеров также используют чередование. Oracle Automatic Storage Management позволяет создавать файлы ASM с крупными или мелкими полосами.
- RAID
- В некоторых конфигурациях RAID, таких как RAID 0 , отказ одного диска-члена массива RAID приводит к потере всех сохраненных данных. В других конфигурациях RAID, таких как RAID 5, который содержит распределенную четность и обеспечивает избыточность , в случае отказа одного диска-члена данные могут быть восстановлены с помощью других дисков в массиве.
- LVM2
- Чередование данных также может быть достигнуто с помощью Linux Logical Volume Management (LVM). Система LVM позволяет регулировать грубость рисунка полос. Инструменты LVM позволят реализовать чередование данных в сочетании с зеркалированием . LVM предлагает дополнительное преимущество кэширования чтения и записи на NVMe для медленно вращающегося хранилища. LVM имеет и другие преимущества, которые напрямую не связаны с чередованием данных (например, снимки, динамическое изменение размера и т. Д.).
- Btrfs и ZFS
- Имеют функции типа RAID, но с безопасностью целостности фрагментов для обнаружения сбойных блоков и дополнительной гибкостью добавления произвольного количества дополнительных дисков. У них также есть другие преимущества, которые напрямую не связаны с чередованием данных (копирование при записи и т. Д.).
См. Также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ «Руководство администратора системы хранения Red Hat Enterprise Linux 6, Глава 6. Файловая система Ext4» . Красная шляпа . 9 октября 2014 . Проверено 8 февраля 2015 года .
- ^ "mdadm (8) - справочная страница Linux" . linux.die.net . Проверено 8 февраля 2015 года .
- ^ «Документация ядра Linux: настройка RAID» . kernel.org . 11 ноября 2014 . Проверено 8 февраля 2015 года .
- ^ «Размер блока RAID» (PDF) . xyratex.com . Январь 2008. С. 6–7 . Проверено 8 февраля 2015 года .
- ^ «Глубина полосы - это размер полосы, иногда называемой полосой. Ширина полосы - это произведение глубины полосы и количества дисков в полосовом наборе».
