浅谈操作系统——磁盘可靠性技术

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磁盘容错技术

通过在系统中设置冗余部件的办法,来提高系统可靠性的一种技术。

  • SFT-I:低级磁盘容错技术,主要用于防止磁盘表 面发生缺陷所引起的数据丢失;
  • SFT-Il:中级磁盘容错技术,主要用于防止磁盘驱动器和磁盘控制器故障引起的系统不能正常工作;. SFT-I:高级磁盘容错技术。

第一级容错技术

  1. 双份目录和双份文件分配表
  • 文件目录和文件分配表是文件管理所需的重要数据结构。
  • 在系统每次启动时都要进行两份目录和分配表的检查。
  1. 热修复重定向和写后读校验
  • 磁盘表面有少量缺陷时,采取一些补救措施后可继续使用
  • 这些措施主要用于防止将数据写入有缺陷的盘块中。
  • 热修复重定向·写后读校验

热修复重定向

  • 系统将一定的磁盘容量(如2%-3%)作为热修复重定向区。
  • 例如:系统要向第3柱2头1扇区写数据,但发现该扇区是坏的时,便将数据写到热修复区(如200柱16头1扇区)。以后要读3柱2头1扇区的数据时,便从200柱16头1扇区中读。

写后读校验

为了保证所有写入到磁盘的数据都能写入完好的盘块中,应该在每次写数据时,又立即从磁盘上读出该块数据,并同写前的数据进行对比(校验)。若两者不一致,则认为盘块有缺陷,便将该数据写入到热修复区。并对该坏盘块进行登记。

第二级容错技术

第一级容错只能用于防止磁盘表面部分故障造成的数据丢失。如果磁盘驱动器或磁盘控制器发生故障,则第一级容错就无能为力。

  • 磁盘镜像
  • 磁盘双工

磁盘镜像

  • 磁盘驱动器故障的容错。
  • 在同一磁盘控制器控制下,增设一个完全相同的磁盘驱动器。
  • 每次将数据写主磁盘时,同时将数据也写入到备份磁盘。
  • 一个磁盘驱动器发生故障时,必须立即发出警告,尽快修复。
  • 磁盘利用率为50%

磁盘双工

  • 磁盘控制器或控制器与CPU之间的通道故障的容错。
  • 将两台磁盘驱动器分别接到两个磁盘控制器上。
  • 两个磁盘上的数据完全相同。