淺談硬盤播出系統(tǒng)中RAID技術(shù)
在硬盤播出系統(tǒng)中,如何增加存取速度、容錯(cuò)能力、有效地利用磁盤空間和提高網(wǎng)絡(luò)的安全性能已經(jīng)成為各廠家需要面對的重大問題。采用磁盤陣列技術(shù)RAID,即冗余磁盤陣列,把多塊硬盤組成一個(gè)陣列,將數(shù)據(jù)以分段方式存儲在不同的磁盤中,存取數(shù)據(jù)時(shí)陣列中相關(guān)磁盤一起動作,可大大減低數(shù)據(jù)的存取時(shí)間。
所謂RAID就是“獨(dú)立冗余磁盤陣列”,即利用若干臺小型硬磁盤驅(qū)動器加上控制器按一定的組合條件組成的一個(gè)大容量、快速響應(yīng)、高可靠的存儲子系統(tǒng)。內(nèi)部可有多臺驅(qū)動器并行工作,大大提高了存儲容量和數(shù)據(jù)傳輸率,同時(shí)由于采用了糾錯(cuò)技術(shù),提高了可靠性。RAID技術(shù)主要有6類,分別為RAID0~RAID5,下面分別對其作簡單介紹。推薦閱讀>>>>>硬盤播出系統(tǒng)搭建的注意事項(xiàng)
RAID0就是由多塊硬盤并發(fā)協(xié)同工作完成數(shù)據(jù)的讀寫,數(shù)據(jù)被均勻分布在各塊硬盤上,一般情況下,使用的硬盤越多,讀寫的速度越快。RAID0的特點(diǎn)是讀寫速度快,并且價(jià)格便宜;缺點(diǎn)是安全性相對較差,因?yàn)樵赗AID0中的一塊硬盤出現(xiàn)故障時(shí),整個(gè)陣列的數(shù)據(jù)將會丟失。RAID0是最快和最有效的磁盤陣列類型,但沒有容錯(cuò)功能。
RAID1稱為磁盤鏡像技術(shù),就是將硬盤分成兩部分,一部分存放數(shù)據(jù),另一部分作完全備份,這樣做的好處就是在不影響性能的情況下,能夠最大限度地保證系統(tǒng)的可靠性和可修復(fù)性。但系統(tǒng)成本是最高的,系統(tǒng)的實(shí)際有效硬盤空間僅為所有硬盤空間的一半。因此RAID1主要用于要保存關(guān)鍵數(shù)據(jù)的場合。
RAID2采用糾錯(cuò)海明碼磁盤陣列技術(shù),原理是將若干塊硬盤分成兩組,分別用來儲存數(shù)據(jù)和校驗(yàn)用的海明碼。如果某一塊硬盤發(fā)生故障,系統(tǒng)也能夠根據(jù)海明碼和其余的有效數(shù)據(jù)計(jì)算出正確的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)。因?yàn)镽AID2的存取是所有硬盤同時(shí)進(jìn)行的,用的是單位元的存儲,所以小于一個(gè)扇區(qū)的存取會大大削弱其性能,在磁盤利用率方面,RAID2一般只有在使用十幾塊硬盤以上的系統(tǒng)中才會顯出其利用率的優(yōu)勢。
RAID3采用奇偶校驗(yàn)碼技術(shù),把數(shù)據(jù)分成多個(gè)“塊”,按照一定的容錯(cuò)算法,以位或字節(jié)為單位,存放在N+1塊硬盤上,實(shí)際數(shù)據(jù)占用的有效空間為N塊硬盤的空間總和,而第N+1塊硬盤上存儲的數(shù)據(jù)是校驗(yàn)容錯(cuò)信息,用一塊硬盤來存儲校驗(yàn)碼,但其存在的問題是當(dāng)要向某一塊硬盤的某一個(gè)扇區(qū)寫入數(shù)據(jù)的時(shí)候,就要讀取其他數(shù)據(jù)硬盤相同位置的數(shù)據(jù),并算出校驗(yàn)碼再寫入存儲校驗(yàn)碼的硬盤。所以,RAID3不適合需要經(jīng)常寫入零碎文件的場合。當(dāng)更換一塊新硬盤后,系統(tǒng)可以重新恢復(fù)完整的校驗(yàn)容錯(cuò)信息。由于在一塊硬盤陣列中,多于一塊硬盤同時(shí)出現(xiàn)故障率的幾率很小,所以一般情況下,使用RAID3,安全性是可以得到保障的。與RAID0相比,RAID3在讀寫速度方面相對較慢。
RAID4也采用一塊硬盤用來存儲奇偶校驗(yàn)碼,由于數(shù)據(jù)的讀寫是按扇區(qū)為單位來進(jìn)行,所以在讀取數(shù)據(jù)方面會比RAID3快,但寫入方面則因要讀取其他數(shù)據(jù)盤在同一位置上的數(shù)據(jù)塊,速度會比RAID3要慢,冗余盤讀寫負(fù)擔(dān)較重。
RAID5采用無獨(dú)立校驗(yàn)盤的奇偶校驗(yàn)磁盤陣列技術(shù),即將本來存儲在一塊硬盤上的奇偶校驗(yàn)塊按一定的順序平均放到每一塊硬盤上。這樣做就避免了在存儲數(shù)據(jù)的時(shí)候?qū)πr?yàn)硬盤過于頻繁的讀寫,同時(shí)這也大幅度提高了寫入零散數(shù)據(jù)時(shí)的效率。具有讀寫速度快、空間利用率高等優(yōu)點(diǎn),對大小數(shù)據(jù)量的讀寫都有很好的性能。
RAID0+1即為RAID0和RAID1的組合,即由兩個(gè)完全相同配置的RAID0形成鏡像關(guān)系,既提高了提高存儲容量,又加快讀寫速率,其安全性高于RAID0,低于RAID1,但其成本也相當(dāng)高。
RAID5+RAID5即RAID5平方技術(shù),讀寫速度比較均衡,硬盤利用率高,升級費(fèi)用較低,其安全性比RAID5+RAID1低。
在硬盤播出系統(tǒng)中,視頻服務(wù)器技術(shù)指標(biāo)對整個(gè)系統(tǒng)指標(biāo)起到?jīng)Q定性作用。為此,構(gòu)建系統(tǒng)在選擇視頻服務(wù)器時(shí)我們不但需要了解其信號技術(shù)指標(biāo),還需要了解其還原圖像的質(zhì)量損傷程度,以確保播出效果。同時(shí)視頻服務(wù)器作為多通道輸入輸出的設(shè)備,其整體綜合性能相當(dāng)重要。
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