Кэширование диска

Перехват запросов к внешним блочным ЗУ, промежуточным программным слоем – подсистемой буферизации (ПБ).

ПБ представляет собой буферный пул, располагающийся в ОЗУ, и комплекс программ, управляющих этим пулом по принципу кэш-памяти.

Размер каждого буфера пула равен размеру одного блока.

Кэширование может выполняться как при выполнении операций чтения диска, так и при выполнения операций записи на диск.

Кэширование диска – чтение:

При запросе на чтение некоторого блока подсистема буферизации (ПБ) просматривает свой буферный пул.

Если требуемый блок находится, то ПБ копирует его в буфер запрашивающего процесса. Таким образом, операция В/В считается выполненной без физического обмена с устройством.

При отсутствии свободного буфера на диск вытесняется наименее используемая информация.

В результате очевиден выигрыш во времени доступа к файлу. Если же нужный блок в буферном пуле отсутствует, то он считывается с устройства и одновременно с передачей запрашивающему процессу копируется в один из буферов подсистемы буферизации.

Кэширование диска – запись:

Отложенная запись (lazy commit) – сразу запись производится только в буферный пул, синхронизация буферов пула и блоков диска производится в фоновом режиме, в итоге запись на диск выполняется почти незаметно для пользователя, однако в случае сбоя электропитания информация из буферного пула может быть потеряна;

Сквозная запись – запись на диск производится одновременно с записью в буферный пул, при этом снижается реактивность операционной системы на запросы пользователя, но повышает надежность.

3.7 RAID - системы.

RAID – Redundant Array of Independent (Inexpensive) Disks – избыточный массив независимых (недорогих) дисков.

RAID система – набор физических дисковых устройств, рассматриваемых ОС, как единое логическое дисковое устройство.

Данные распределяются по физическим устройствам, образуется избыточная информация, используемая для контроля и восстановления информации.

Основные уровни RAID систем:

- RAID 0 (stripping, дисковый массив без избыточности);

- RAID 1 (mirroring, зеркалирование);

- RAID 2 ( отказоустойчивый массив с использованием кода Хэмминга, исправляет одинарные ошибки «на лету» и выявляет двойные ошибки);

- RAID 3 (отказоустойчивый массив с параллельной передачей данных и четностью);

- RAID 4 (отказоустойчивый массив независимых дисков с разделяемым диском четности);

- RAID 5 (отказоустойчивый массив независимых дисков с распределенной четностью);

- RAID 6 (отказоустойчивый массив независимых дисков с двумя независимыми распределенными схемами четности: N+2 дисков).