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浅谈硬盘播出系统中RAID技术

Tag:浅谈,硬盘,播出,系统,技术   2012-08-08  河南新杰新杰电子   点击:

    在硬盘播出系统中,如何增加存取速度、容错能力、有效地利用磁盘空间和提高网络的安全性能已经成为各厂家需要面对的重大问题。采用磁盘阵列技术RAID,即冗余磁盘阵列,把多块硬盘组成一个阵列,将数据以分段方式存储在不同的磁盘中,存取数据时阵列中相关磁盘一起动作,可大大减低数据的存取时间。

    所谓RAID就是“独立冗余磁盘阵列”,即利用若干台小型硬磁盘驱动器加上控制器按一定的组合条件组成的一个大容量、快速响应、高可靠的存储子系统。内部可有多台驱动器并行工作,大大提高了存储容量和数据传输率,同时由于采用了纠错技术,提高了可靠性。RAID技术主要有6类,分别为RAID0~RAID5,下面分别对其作简单介绍。推荐阅读>>>>>硬盘播出系统搭建的注意事项

    RAID0就是由多块硬盘并发协同工作完成数据的读写,数据被均匀分布在各块硬盘上,一般情况下,使用的硬盘越多,读写的速度越快。RAID0的特点是读写速度快,并且价格便宜;缺点是安全性相对较差,因为在RAID0中的一块硬盘出现故障时,整个阵列的数据将会丢失。RAID0是最快和最有效的磁盘阵列类型,但没有容错功能。

    RAID1称为磁盘镜像技术,就是将硬盘分成两部分,一部分存放数据,另一部分作完全备份,这样做的好处就是在不影响性能的情况下,能够最大限度地保证系统的可靠性和可修复性。但系统成本是最高的,系统的实际有效硬盘空间仅为所有硬盘空间的一半。因此RAID1主要用于要保存关键数据的场合。

    RAID2采用纠错海明码磁盘阵列技术,原理是将若干块硬盘分成两组,分别用来储存数据和校验用的海明码。如果某一块硬盘发生故障,系统也能够根据海明码和其余的有效数据计算出正确的数据进行恢复。因为RAID2的存取是所有硬盘同时进行的,用的是单位元的存储,所以小于一个扇区的存取会大大削弱其性能,在磁盘利用率方面,RAID2一般只有在使用十几块硬盘以上的系统中才会显出其利用率的优势。

    RAID3采用奇偶校验码技术,把数据分成多个“块”,按照一定的容错算法,以位或字节为单位,存放在N+1块硬盘上,实际数据占用的有效空间为N块硬盘的空间总和,而第N+1块硬盘上存储的数据是校验容错信息,用一块硬盘来存储校验码,但其存在的问题是当要向某一块硬盘的某一个扇区写入数据的时候,就要读取其他数据硬盘相同位置的数据,并算出校验码再写入存储校验码的硬盘。所以,RAID3不适合需要经常写入零碎文件的场合。当更换一块新硬盘后,系统可以重新恢复完整的校验容错信息。由于在一块硬盘阵列中,多于一块硬盘同时出现故障率的几率很小,所以一般情况下,使用RAID3,安全性是可以得到保障的。与RAID0相比,RAID3在读写速度方面相对较慢。

    RAID4也采用一块硬盘用来存储奇偶校验码,由于数据的读写是按扇区为单位来进行,所以在读取数据方面会比RAID3快,但写入方面则因要读取其他数据盘在同一位置上的数据块,速度会比RAID3要慢,冗余盘读写负担较重。

    RAID5采用无独立校验盘的奇偶校验磁盘阵列技术,即将本来存储在一块硬盘上的奇偶校验块按一定的顺序平均放到每一块硬盘上。这样做就避免了在存储数据的时候对校验硬盘过于频繁的读写,同时这也大幅度提高了写入零散数据时的效率。具有读写速度快、空间利用率高等优点,对大小数据量的读写都有很好的性能。

    RAID0+1即为RAID0和RAID1的组合,即由两个完全相同配置的RAID0形成镜像关系,既提高了提高存储容量,又加快读写速率,其安全性高于RAID0,低于RAID1,但其成本也相当高。

    RAID5+RAID5即RAID5平方技术,读写速度比较均衡,硬盘利用率高,升级费用较低,其安全性比RAID5+RAID1低。

    在硬盘播出系统中,视频服务器技术指标对整个系统指标起到决定性作用。为此,构建系统在选择视频服务器时我们不但需要了解其信号技术指标,还需要了解其还原图像的质量损伤程度,以确保播出效果。同时视频服务器作为多通道输入输出的设备,其整体综合性能相当重要。


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