大话存储-学习总结-3-RAID、虚拟磁盘、卷和文件系统

操作系统中RAID实现

为了保证性能,同一磁盘组只能用同类型的磁盘,混合使用多类型磁盘组成虚拟磁盘非特殊要求不会有这样的设计.

这种RAID称为软件RAID,存在如下缺点：①占用内存空间；②占用CPU资源（如利用异或求检验值等）；③软件RAID程序无法将安装有操作系统的那个磁盘分区做成RAID模式.RAID程序运行在操作系统之上,在启动操作系统之前无法实现RAID功能,因此操作系统损坏,RAID程序也无法运行,数据丢失.

RAID卡

其实是一种硬件实现RAID.

0通道RAID卡

自身没有SCSI通道,利用主板上已经集成或者已经插在PCI上的SCSI卡,来控制他们的通道.

无驱动RAID卡

使用SATA接口连接计算机.

RAID On Chip(ROC)技术

利用SCSI卡上的CPU处理芯片,通过在SCSI卡的ROM中加入RAID代码而实现.

RAID卡上内存

用于存放CPU执行代码以及作为数据缓存.

虚拟磁盘

操作系统如何看待逻辑盘

目前各种RAID卡都可以划分逻辑盘，逻辑盘大小任意设置.每个逻辑盘对于OS来说都是一块单独的物理盘.而分区OS在一块物理磁盘上做的再次划分.

卷管理

由于虚拟磁盘存在不灵活性,扩展上存在缺陷,因此出现了卷管理(Volume Manager,VM).很多操作系统上都有逻辑卷管理（LVM）.

其主要功能是将OS识别到的物理磁盘（RAID卡虚拟化的逻辑盘）进行在组合.

相关概念

PV ： OS识别到的物理磁盘，叫物理卷（physical volume）

VG ： 多个PV被逻辑的放到一个卷组(volume group)中

PP：即物理区块（physical partition）.是在逻辑上再将一个VG分割成连续的小块.逻辑上连续的PP物理上不一定连续.

LP ： 逻辑区块.为实现某种功能,由多个PP组成的一个集合.

LV ：由多个LP组成的逻辑卷.

总结起来就是将多个PV组合成一个存储集合VG,并在逻辑上将VG划分成若干PP.然后再在逻辑上组成若干LV.其中LV的基本单元是LP.而LP的基本单元是PP.

高级卷管理和低级卷管理

分区管理可以看做一种最简单的卷管理方式，它比LVM等要低级，比如windows自带的磁盘管理器.这些卷信息都存放在LBA1扇区上,这个扇区叫做主引导记录MBR,MBR还保存了BIOS跳转时所需要的第一句指令代码.

高级卷管理在划分逻辑卷之后,一定要记录逻辑卷是怎么划分的.LVM使用VGDA（volume group descriptior area）存放卷信息.

文件系统

在一个没有文件系统的计算机上,如果一个程序要向磁盘上存储一些自己的数据,那么这个程序只能自己调用磁盘控制器驱动,或者调用VM提供的接口,对磁盘写数据.引入文件系统后,各个程序之间都通过文件系统接口访问磁盘,所有被写入的数据都称为一个文件,有名字,是一个实体.

文件系统的IO包括同步IO、异步IO、阻塞IO/非阻塞IO和Direct IO.