RAID системы.
Варианты решения
Планирование дисковых обменов
Возможна ситуация, когда поток заказов на обмен > пропускной способности сстемы в некоторые моменты.
Тогда есть несколько вариантов действий:
1.Принимаем решения о порядке обработки запросов
2. начинаем учитывать приоритеты
3. осуществляем случайный выбор.
Проблема: Обмены могут быть зависимы друг от друга. В таком случае некоторые варианты не подходят.
Пусть наш диск может сразу переходитьс iой дорожки на jую без начального позиционирования.
Рассмотрим модельную ситуацию:
головка HDD позиционирована на дорожке 15
Очередь запросов к дорожкам: 4, 40, 11, 35, 7, 14
1. простейшая модель – случайная выборка из очереди
2.
Общее время выполнения – 135ед.
Среднее время выполнения – 21.5 ед.
3.SSTF
Приоритет имеет обмен, для которого потребуется наименьшее время. «Жадный» алгоритм на каждом шаге пытается получить максимальный эффект. Общая нагрузка на систему с точки зрения обмена сокращается в 3 раза. Возможно «залипание» головки в том случае, если обмен идет интенсивно с одними и теми же дорожками. Некоторые процессы будут отделены.
4.LIFO
Смысл – попытка развязать последовательность обмена, связанную с новыми источниками.
Приоритетный алгоритм (RPI) – это алгоритм, когда последовательность обменов (очередь) имеет характеристику приоритетов. При использовании приоритетных алгоритмов может возникать проблема голодания или дискриминации. Проблема дискриминации возникает при непрерывном поступлении более приоритетных запросов на обмен, в это время как менее приоритетные запросы простаивают.
Находясь в начальной позиции сначала двигаемся в одну сторону до конца, затем в другую до конца.
Для " набора запросов
перемещений £ 2 х число_дорожек
Выходим на минимальную (максимальную дорожку, а затем движемся в одну сторону. Пройдем не более двух маршрутов.
N-step-SCAN
Разделение очереди на подочереди длины £ N запросов каждая (из соображений FIFO). Последовательная обработка очередей. Обрабатываемая очередь не обновляется. Обновление очередей, отличных от обрабатываемой.
Этот алгоритм срывает головку с залипания.
Распространенный пример: 2 очереди, одна обрабатывается, другая собирает вновь поступающие запросы.
Существуют проблемы с организацией больших потоков данных.
В общем случае для дисковых систем имеют место как минимум две проблемы:
- Эффективность. Допустим, в системе присутствуют все уровни КЭШ, но производительности не хватает, так как обмены, которые производятся на дисковых устройствах, медленные.
- Надежность. Является одним из основных качеств любого программного решения. Соответственно есть необходимость создания надежных дисковых систем.
Все это обусловило появление так называемых RAID систем. Вначале RAID переводили как избыточный массив недорогих дисков. Со временем понятие RAID системы изменилось и на сегодняшний день оно переводится как избыточный массив независимых дисков.
Итак, RAID система представляет собой набор независимых дисков, которые рассматриваются ОС как единое дисковое устройство, где данные представляются в виде последовательности записей, которые называются полосы. /*Полосы цилиндрически распределены по дисковому устройству. */
Рассмотрим модели организации многодисковых систем, которые относятся к классу RAID.