私はデータ センターについて知ることにとても興奮していましたが、その後 RAID システムに出会いました。
私の質問は非常にばかげているかもしれませんが、ご容赦ください。
一般的に、RAID レベル > 0 (例: RAID 5) では、オペレーティング システムはファイル チャンクがどのディスクのどのブロックにあるかをどのように認識するのでしょうか。
特定のファイルにはどのようなメタデータが保存されますか?
本当にファイルに関するメタデータを保存する場合、このメタデータは物理的にどこに保存されますか (どのディスクに保存されますか)?
RAID 5 は 1 つのディスク障害をサポートできると言われていますが、メタデータを含むディスクに障害が発生すると、すべてが無駄になってしまいますよね?
RAID 5 に保存されるファイルのライフ サイクル、更新の仕組み、ファイルの削除の仕組みを知りたいです。
各ブロックには 1 つのファイルの情報が含まれていますか、それとも複数のファイルの情報が含まれていますか?
RAID レベルが上がると、読み取りの並列処理が増加し、書き込みのパフォーマンスが低下するという結論に達することはできますか?
答え1
特定のファイルにはどのようなメタデータが保存されますか?
RAIDは全く関係ありませんファイルメタデータ。これは純粋にディスク配置され、ディスク アドレスから物理ブロックへの変換が行われます。
ファイル メタデータは純粋にファイル システムに関するものであり、ファイル システムはディスクのパーティションの上にあります。ファイルとディスク ブロックの間には、いくつかの変換レイヤーがあります。ディスク コントローラ (RAID コントローラ) に関しては、ファイルに関するデータが渡される時点で、ファイル システムとオペレーティング システムの論理ディスク ドライバによって、「このデータ ブロックをディスク ブロック番号 X に書き込む」ように既に縮小されています。
RAIDはディスクを正確に論理的に配置します。コントローラはディスクの数、ストライプサイズ、ディスクのストリップ順序などの詳細を把握しており、それらの詳細があれば論理的なオペレーティング システムによって渡されるブロック アドレスを計算して、「ディスク 2、場所 Y」などにマップすることができます。
RAID 5 は 1 つのディスク障害をサポートできると言われていますが、メタデータを含むディスクに障害が発生すると、すべてが無駄になってしまいますよね?
いいえ。RAID 5 には、他のディスクの論理合計である 1 つのディスク (データ相当) が含まれます。常にすべてのデータの完全なコピーが 1 つあります。プラス他の 3 つのディスクの合計に相当するメタデータ。
Disk1 block + disk2 block + disk3 block = redundant (disk4) block
1台のドライブが故障した場合、合計を再計算して
Disk1 block + disk2 block + disk4 (redundant) block = disk3 block
したがって、ディスク全体にある程度のフォールト トレランスが実現します。 いずれかのディスクが故障しても、そのディスクを交換するのに十分なデータにアクセスできます。 別のディスクが故障する前にそのディスクを交換し、失われたデータを再構築してフォールト トレランスを完全に復元できるといいですね。
冗長ブロックの背後にある数学は、それ自体が記事に値するので、ぜひ読んでみてください。RAID に関する Wikipedia ページ配列を見ると、よりよく理解できます。
RAID 5 に保存されるファイルのライフ サイクル、更新の仕組み、ファイルの削除の仕組みを知りたいです。
各ブロックには 1 つのファイルの情報が含まれていますか、それとも複数のファイルの情報が含まれていますか?
ファイルはファイルシステム構造であり、オペレーティング システムによって処理されます。RAID はディスクのみを対象としており、ファイルについては何も考慮しません。
ディスク ブロックには任意の数のファイルを含めることができますが、ディスク上のブロックにデータを配置するかどうかは完全にオペレーティング システム次第です。
RAID コントローラは、オペレーティング システムにディスク インターフェイスを提供するだけで、オペレーティング システムはそれにブロックを書き込みます。それらのブロックの内容は、オペレーティング システムによって決まります。
RAID レベルが上がると、読み取りの並列処理が増加し、書き込みのパフォーマンスが低下するという結論に達することはできますか?
はい、ある程度は、使用される RAID レベルに依存し、書き込みパフォーマンスは読み取りパフォーマンスの向上に合わせて必ずしも低下するわけではありません。タスクによっては、書き込みパフォーマンスが読み取りパフォーマンスの 3/4 になることもあります。
からウィキペディア
RAID 4 と比較すると、RAID 5 の分散パリティは、専用パリティ ディスクのストレスをすべての RAID メンバー間で均等化します。さらに、すべての RAID メンバーが書き込み要求の処理に参加するため、書き込みパフォーマンスが向上します。パリティの書き込みは引き続き必要となるため、ストライピング (RAID 0) 設定ほど効率的ではありませんが、これがボトルネックではなくなります。
パリティ計算はストライプ全体で実行されるため、アレイに小さな変更を加えると書き込み増幅が発生します。最悪の場合、単一の論理セクターを書き込む場合、元のセクターとそれに対応するパリティセクターを読み取る必要があり、元のデータはパリティから削除され、新しいデータがパリティに計算され、新しいデータセクターと新しいパリティセクターの両方が書き込まれる。。