افزونگی ذخیره سازها

صفحه 1:
درس د 

صفحه 2:
رم وبق ال ‎ae‏ یکی از روشهای ایجاد افزونگی در اطلاعات؛ افزونگی در ‎Storage‏ (ذخيره ساز) ها ‎ ‏مىباشد. معروف ترين روش در 6 ‏اينجا 09084100 است. 08460 به معنى ‎(Aerdepeencout) Disk ‎OP ‘Ioexpeusive‏ وق ‏می‌باشد. در اين روش به جاى يك ‎Disk‏ از جندين ديسك در 3 استفاده مى شود كه باعث ايجاد قابليت اطمينان بيشتر ‏يا كارايى بالاتر و يا هردوى آنها مى شود. 009000) انواع ‏مختلف دارد كه ما در اينجا درباره آنها صحبت خواهيم كرد. ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 3:
ae = RO1W-O در اين نوع از ‎ROIDO‏ سیستم از دو ديسك استفاده می کند. |هر در خواستی که برآی نوشتن به سیستم داده شود به هر دو ديسك منتقل می شود. . در این حالت دیتا وارد شده به دو قسمت تقسیم می شود. عمل تقسیم بصورت روج /۸) است. یعنی بیت ها بصورت یکی در ميان به دو ديسك منتقل می شوند. مثلا بيت هاى فرد به ديسك 1[) مى روند و بيت هاى زوج به ديسك © می روند. 

صفحه 4:
فصل © : مدل ماركف ae = RO1W-O ۳ 2 009 ~ به همین ترتیب در خواست نوشتن هم همزمان به هر دو دیسك ارسال مي شود. حسن این کار اين است که سرعت خواندن و نوشتن نزديك به دو برابر می شود یعنی ‎PerPorwvade‏ بالا مى رود. ولی ‎es Reticbtity‏ يايين مى آيد زيرا اكّر يكى از ديسك ها از كار ‎“Be‏ بيفتد كل اطلاعات أز بين مى رود. ‏عملا امكان بروز خرابی دو برابر شده است. ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 5:
ae = RO1W-d در اين مدل از دو ديسك 48 ‎Dior‏ یکدیگر هستند استفاده می شود. ‎“oie‏ منظور از ‎Cal Gal Dior‏ که هر دو دیسك شامل اطلاعات یکسانی ‏هستند. ‏آگر یکی از ديسك ها خراب شود. ديسك دیگر می تواند به کار خود 3 ادامه دهد و جلوی از بین رفتن اطلاعات را بگیرد. ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 6:
فصل © : مدل ماركف عون هراس سیسما مت ‎re‏ سر وت ی 7 وبق ال ‎ae‏ 04 ۳ Bo .در ايسن روش سرعت خواندن اطلاعات بالا مسی رود زیرا هر در | خواست خواندن بین دو ديسك تقسیم می شود و سیستم از دیسکی استفاده می کند که بتواند زود تر پاسخ دهد. اما سرعت نوشتن پایین می آید زیرا درخواست نوشتن به هر دو ديسك 090 باید ارسال شود. و سرعت نوشتن برابر سرعت دیس کند ثر خواهد بود. 

صفحه 7:
فصل © : مدل ماركف ine i ROW-C F هدف اصلى در ‎ul Retabitiy O22 YL ROID-C‏ حال ببينيم چگونه می توان ,ات24٩0‏ را در اين سیستم محاسبه نمود. اگر نرخ خرابی هر ديسك برابر ۷ باشد و نرخ تعمیر برابر لإء مدل مارکف این سیستم به صورت شکل زیر خواهد بود: 22 / ae ‏مسري‎ ‎{2 (1) 0 AN? 1 

صفحه 8:
004 از روی اين مدل می توانیم ماع را محاسبه کنیم: 1ك ‎wm (t)‏ + )يده = )يم ‎a(t) = —(A+p)m(t) +2dm(t)‏ 0 = )7100 = نا > هام ‎Tal) = =) +O)‏ (),يعنى احتمال بودن سيستم در حالت ‎or‏ در زمان ؛ | ولی (),7 یعنی احتمال حضور در حالت ‏ در لحظه بعدى. مقدار هاى (00), احتمال حضور در هر حالت را در لحظه نخست نشان میدهد. ذر اینجا فرض شده است که در لحظه اول هر دو دیسك سالم باشند. 

صفحه 9:
فصل © : مدل ماركف ine =e = ae er 0104 3 «Bo 2 و ,واابب(۱) کل سیستم از رابطه زیر بدست می آید: ‎TL) = 1 - ۵‏ + 1,0 = 40 

صفحه 10:
فصل © : مدل ماركف ‎Tae Pom ene‏ سر ROW ۳ محاسبه ,(2۳/۳۵) a زمانی که صحبت از ‎le 4255 + Gtrrage Reduerdray‏ آنکه از اصطلاح سوله) 2 ‎soll Dead Dive‏ شود؛ از اصطلاح دیگری استفاده می کنیم که از نظر مفهومی صحیح تر taal whee OP POL (Dera Meow ty Duta Lose) Cae oul | که به معنی متوسط زمان تا از بین رفتن داده ها می‌باشد. 2 oe 

صفحه 11:
فصل © : مدل ماركف ‎ory‏ رم ‎ae er 7 ‏وت ی‎ ‎ ‎ ‎ ‎RO1W-d ‎ ‏| - برای محاسبه ر(۳06() به صورت زیر عمل می کنیم: ‏اكر در لحظه () در © ج4©) باشیم» آنگاه متوسط زمان ‎(CASA 2h Suh ls Grate 143 2555 (Dead Tiere)‏ ‎(+p) : 5253 Grate 0 2044 Orca Dice‏ احتمال برگشتن به 0 سم برابر: ‎gal (A+ u)‏ ‏و احتمال رفتن به 0) صحر9) برابر: (م +۲270 ‎60600 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎1 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 12:
‎Gain‏ | و در نهایت داریم: ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎34+ ‎9 )۸4+ hE "or ‎MITDL = 0 q"pTr40(n) = Song"'pTs+0(1) a=1 n=l ‎ ‎ ‎ ‎RO1W-d ‎Te 9(n) =n (1/24 1/(A+ p)) =n ‎3 ‎222 ‎ ‏- ص/(1)ورزة ع ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 13:
فصل © : مدل ماركف عنان وه ری سای من ‎ory‏ رم 3 موه در اين روش يك بانكى از ديسك ها كنار يك ديكر قرار مى كيرند اين بانك شامل ‎cul Onde Disk 4 O 5 Data Disk s3e D‏ اطلاعات با كمك کد ,ور ذخیره می شوند. به این ترتیب که هر کلمه (()) از داده ها که شامل 00+00 بيت خواهد بود» بين ديسك ها يخش مى شود بگونه ای که هر بیت آن برروی یکی از ديسك ها ذخیره می شود. 8 6 © © 

صفحه 14:
فصل © : مدل ماركف 1 8 0# ‎ory en‏ رم ‎ ‎ ‎ae er 7 ‏وت ی‎ ‎00۹1042 ‏. با این کار اولا کارایی (عصومسس() بالا می رود. زیرا تمام بيت های يك کلمه بطور هم زمان قابل دسترسی هستند در ضمن بخاطر خاصیت کد یر" اگر یکی از ديسك ها بطور کامل خراب شود سیستم می تواند از روی بقیه ديسك ها اطلاعات را اصلاح کند. ‏به اين ترتیب سیستم ,لاله( بالاتری هم خواهد دشت. ‏ولى با تمامى اين اصاف ‎Jee (Overkead) J ROIDM-G‏ بالایی ایجاد می کند بگونه ای که مدل های دیگر ‎les RID‏ ‏هستنده برای همین ما بحث درباره ‎)٩6/10-‏ را در ‏همین جا خاتمه می دهیم و به سراغ انواع دیگر 0 ‏ردو ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 15:
فصل © : مدل ماركف ae = RO10-9 همانطور که دیدیم 036910 از روشی استفاده می کند که در حافظه ها استفاده می شود. در حافظه ها چون نمی توان محل خطا را تشخیص داد باید با روشی مثل کد ,سیر" محل آن را پیدا کرد که باعث افزونگی زیادی می شود. اما چون در ديسك ها سیستم تشخیص خطا در هر بیکتر وجود دارد و علاودیر اسيك كنترلرفيسك مبى:توانه تشتخيصن دهداكه كذام دیسك دچار مشکل شده است» ما دیگر نیازی به این حجم افزونگی نخواهیم داشت. در 0۲910-4 از همین خاصیت استفاده شده است. 

صفحه 16:
فصل © : مدل ماركف ‎ory ine‏ رم ‎ ‎ ‎RO10-9 ‏م68‎ ‏در اين روش ما علاوه بر () ديسك که 35 حاوى اطلاعات هستند يك ديسك اضافه به عنوان روی) هم داریم. ‏اطلاعات روی ديسك ها بصورت -:) 5 ارحص ذخیره می شوند. ‎Tas ae ‎ ‎ ‎ ‎ ‏یعنی مثلا اگر 0 ديسك اصلی داریم و هر کلمه از داده ها 0 بیت است هر بیت لن روی یکی از ديسك ها ذخیره می شود و ,هه آن نیز روی ديسك رونبی۳) ذخیره می شود. ‏در واقع تأمين بيت روى ديسك رهع<1) معادل ؛ رهه<)أمين بيت ها روى ‏۰ ساير ديسك ها مىباشد. © ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 17:
فصل © : مدل ماركف ‎ory ine‏ رم ‎ ‎ ‎ ‎RO1W-9 ۳ ‏حال ببینیم چگونه سیستم می تواند يك خطا در اين روش را تصحیح کند. ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 18:
فصل © : مدل ماركف 2 ۳۹ © © 3 مور ستعت: ‎=e‏ RO10-9 7 فرض كنيد 02 ديسك اصلى داريم و يك ديسك ‎Party‏ و از ‎Party‏ ‏زوج استفاده مى كنيم. براى مثال در ؛ أمين موقعيت ديسك عدد 00 خخیره شده است (() آخر مربوط به روسی۳) است) حال اگر بطور متال دیسك سوم که حاوی "60" است خراب شود کنترلر آن این موضوع را می فهمد و به سیستم گزارش میدهد. سیستم با توجه به اينکه 0) بیت دیگر که از 4 دیسك دیگر گرفته چه چیزهایی هستند و با علم به این موضوع که روی() از نوع زوج می‌باشد می تواند مطمئن باشد که بیت سوم که روی ديسك سوم باشد تا پریتی زوج درست از آب در بيايد! است مى بايست 

صفحه 19:
فصل © : مدل ماركف ‎Tae Pom ene‏ سر RO10-9 ۳ 0 محاسبه روار‌ام() برای ‎RO1W-9‏ همان طور كه بربناجاداج) را براى 10092100-0) حساب كرديم مى 080 توانيم آن را براى ©-8)08/100) هم حساب كنيم. يعنى با كمك مدل ماركف سه ج:8) را در نظر مى ۵ همه ديسك ها سالم هستند. در 0" سب,9)" یکی از ديسك ها از ‎one‏ کار افتاده است و در (0" :9" لااقل دو ديسك از کار افتاده اند. چون اگر دو ديسك از کار افتاده باشند» سیستم دیگر قابلیت مس را ندارد می توانیم در این حالت بگوییم سیستم خراب ‎(cua) oad (Pal)‏ 2 

صفحه 20:
فصل © : مدل ماركف oo © © oy ine مدل ماركف اين نوع 008/00 در اينجا آمده است: (4+0) تعداد كل ديسكها مى باشد. با كمك اين مدل مقدار )0221 از رابطه زیر بدست می آید: و بر اساس را۳/6/() می توان برواطج() را نیز محاسبه نمود. d(d+1)? 004 [ ‎ah.‏ لجع سس سي ‎ ‎MTTDL= (2d+1)A+ ۸ ‏۲۰ اس -- (] ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 21:
فصل © : مدل ماركف ‎ory ine‏ رم ‎ ‎ ‎ ‎ae er 7 ‏وت ی‎ ‎RO10-9 ۳ ‏پم | شکل زیر مقایسه ای بین حالتهای مختلف 0-(369/6) است که در آنها 5 تعداد ديسك ها (0)) متفاوت می‌باشد. ‏+ مسوم ‎a ‎ ‎ ‎é ‎ ‎& ‎& ‎Siew ‎ ‎o> 4 8 8 ‎Time (i yors) ‏همانطور که مشخص است با بلا رفتن ( قابليت اطمينان سيستم بايين‎ ‏می آید‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 22:
فصل © : مدل ماركف ‎ine‏ يدر سيعت" رم ROW- ۳ "| این نوع ‎gh And ee ROW‏ 6 است. ۳ . تنها تفاوتی که دارد این است که در 00910-۰6۸ ماه داشتیم ولی در اینجا بلاك های داده وراه" می شوند. ‎oH‏ این بدین معنی است که در *1۲69/60-8) هر بلاك داده (مثلا يك ‎ch is 5) (Gert‏ ديسك ذخیره می شوند و بلاك بعدی روی ديسك بعدی ذخیره می شود. 

صفحه 23:
فصل © : مدل ماركف سر ory ine ae er 7 004 ۰ حسن این کار اینست که عملیات خواندن و نوشتن کوتاه روی يك ديسك ‎Bo‏ انجام می شود که باعث می شود این عمل سریع تر صورت بگیرد. ‏بط البته باید توجه کنیم که در هنگام جهم() هم ديسك مورد نظر و هم ‏۱ "| دیسك حاوی روت( بايد سلم() شوند. ولی با این حال باز هم ‏عمل نوشتن سریع تر است. ‏452 ۳( کردن‌پریتی‌علبسیار سادم اعلستو بسه لین‌شکل‌لنجام می شود که لگر دیتایی‌که می‌خواهد نوشتشود بسا دیتا قبلیمتفاوت ‏باشد» پریتیع/ (معکوس) می‌شسود. ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 24:
فصل © : مدل ماركف ow ine RO1W-F =e ae er ‎RBIO-O Ls RO1W-P 2 Reticbitiy‏ یسکسان‌لست به همین خاطر در لینجا آنرا دوبارم محاسبه نمی‌کنيم. ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 25:
فصل © : مدل ماركف ۳۳ شکل ine Logical Disk Address =e ae er RO1W-F کت تست 9 va] [02] [oa] [> vs] [o7] | > ps] [D9] [oso] fora] | > ps2] [oss] [oss] ‏قدم|‎ | 5 bs| oss] [oss] [> ‏آنده‎ p22] [ozs] [> Disk Columns : زیر نحوه قرار گیری ديسك ها و بلاك های آنها را در کنار هم ‎_Inereasing a8 10 (|‏ Example: e write small read bo ۵12-56 

صفحه 26:
فصل © : مدل ماركف ‎ory ine‏ رم ‎ ‎ ‎ae er 7 ‏وت ی‎ ‎6010-6 ۰ ‏یکی از مشکلاتی که -369/0) دارد این است که ديسك حاوی پریتی در هر عمل جوب() مورد دسترسی قرار می گیرد که باعث پایین آمدن وو سبج 2) سيستم مى شودء در واقع مى توان كفت اديسك بريتى نقش كلوكاه («اعص وم 0)) را بازى مى كند. ‏در ‎hs ROIO-G‏ پریتی همانند دیتا های اصلی به صورت ‎Vetere‏ بين ديسك ها قرار مى كيرد كه باعث مى شود بار ‎(Load)‏ كارى روى يريتى بين ديسك هاى مختلف توزيع شود. ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 27:
‎ory‏ رم ‏7 ايك رل تور ۳ سوم ‎ ‎ ‎0۹10۰ ‏همان طور که در شکل نشان داده شده است» در هر سطر یکی از ديسك ها بعنوان پریتی استفاده می شود. ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  10000 10001 10002 درس دهم افزونگی ذخیره سازها 1 فصل : 3مدل مارکف عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  10011 10010 10012 2 مقدمه یك ی از روشهای ایجاد افزونگ ی در اطالعات ،افزونگی در ( Storageذخیره س از) ه ا می‌باشد .معروف تری ن روش در اینج ا RAIDاس ت RAID .ب ه معنی Redundancy ‏Array Of Inexpensive (Independent) Disk می‌باشد .در ای ن روش ب ه جای ی ك Diskاز چندی ن دیس ك در كنار هم استفاده می شود كه باعث ایجاد قابلیت اطمینان بیشتر ی ا كارای ی باالت ر و ی ا هردوی آنه ا م ی شود RAID .انواع مختلف دارد كه ما در اینجا درباره آنها صحبت خواهیم كرد. فصل : 3مدل مارکف 10020 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-0 10021 در این نوع از RAIDسیستم از دو دیسك استفاده می كند. 10022 ه ر در خواس تی ك ه برای نوشت ن ب ه س یستم داده شود ب ه ه ر دو دیس ك منتقل می شود. 10023 .در این حالت دیتا وارد شده به دو قسمت تقسیم می شود .عمل تقسیم بص ورت Bit-Interleavingاس ت .یعن ی بی ت ه ا بص ورت یك ی در میان به دو دیسك منتقل می شوند. مثال بیت های فرد به دیسك 1می روند و بیت های زوج به دیسك 2 می روند. 3 فصل : 3مدل مارکف 10030 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-0 10031 به همین ترتیب در خواست نوشتن هم همزمان به هر دو دیسك ارسال می شود. 10032 حسن این كار این است كه سرعت خواندن و نوشتن نزدیك به دو برابر می شود یعنی Performanceباال می رود. 10033 ولی Reliabilityسیستم پایین می آید زیرا اگر یكی از دیسك ها از كار بیفتد كل اطالعات از بین می رود. عمال امكان بروز خرابی دو برابر شده است. 10034 4 فصل : 3مدل مارکف 10040 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-1 10041 در این مدل از دو دیسك كه Mirrorیكدیگر هستند استفاده می شود. 10042 منظور از Mirrorاین است كه هر دو دیسك شامل اطالعات یكسانی هستند. 10043 5 اگ ر یك ی از دیس ك ه ا خراب شود ،دیس ك دیگ ر م ی توان د ب ه كار خود ادامه دهد و جلوى از بین رفتن اطالعات را بگیرد. فصل : 3مدل مارکف عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  10050 10051 10052 6 سوم  ‏RAID-1 در ای ن روش س رعت خواندن اطالعات باال م ی رود زیرا ه ر در خواس ت خواندن بی ن دو دیس ك تقس یم م ی شود و س یستم از دیس كی استفاده می كند كه بتواند زود تر پاسخ دهد. اما سرعت نوشتن پایین می آید زیرا درخواست نوشتن به هر دو دیسك بای د ارس ال شود .و س رعت نوشت ن برابر س رعت دیس ك كن د ت ر خواهد بود. فصل : 3مدل مارکف 10060 10061 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-1 هدف اصلی در RAID-1باال بردن Reliabilityاست. حال ببینیم چگونه می توان Reliabilityرا در این سیستم محاسبه نمود. 10062 10063 10064 7 اگ ر نرخ خراب ی ه ر دیس ك برابر λباش د و نرخ تعمیر برابر ،µمدل مار ُكف این سیستم به صورت شكل زیر خواهد بود: فصل : 3مدل مارکف 10070 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-1 از روی این مدل می توانیم Reliabilityرا محاسبه كنیم: 10071 10072 10073 10074 10075 8 )n(tیعنی احتمال بودن سیستم در حالت nدر زمان t ولی ) ’n(tیعنی احتمال حضور در حالت nدر لحظه بعدی. مقدار های ) n(0احتمال حضور در ه ر حال ت را در لحظ ه نخس ت نشان میدهد .در اینج ا فرض شده اس ت ك ه در لحظ ه اول ه ر دو دیسك سالم باشند. فصل : 3مدل مارکف 10080 10081 10082 9 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-1 و Reliabilityكل سیستم از رابطه زیر بدست می آید: )R(t) = (t)(t)(t فصل : 3مدل مارکف عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-1 10090 محاسبه MTTDL 10091 10092 10093 زمان ى ك ه ص حبت از Storage Redundancyم ی شود ب ه جای آنكه از اصطالح Mean Time To Failureاستفاده شود ،از اصطالح دیگری استفاده می كنیم كه از نظر مفهومی صحیح تر است. این اصطالح ) MTTDL (Mean Time to Data Lossمی‌باشد كه به معنی متوسط زمان تا از بین رفتن داده ها می‌باشد. 10 فصل : 3مدل مارکف 10100 10101 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-1 برای محاسبه MTTDLبه صورت زیر عمل می كنیم: 10102 اگر در لحظه 0در State 2باشيم ،آنگاه متوسط زمان ( )Mean Timeورود به State 1برابر است با)2(/1 : 10103 Mean Timeماندندر State 1ب رابر)(/1 : 10104 احتمال برگشتن به State 2برابرq =  / ( + ) : 10105 11 و احتمال رفتن به State 0برابرp =  / ( + ) : فصل : 3مدل مارکف عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  ‏RAID-1 10110 10111 10112 12 و در نهايت داريم: سوم  فصل : 3مدل مارکف عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  10120 ‏RAID-2 10121 در این روش یك بانكی از دیسك ها كنار یك دیگر قرار می گیرند این بانك شامل Dعدد Data Diskو Cعدد Code Diskاست. 10122 اطالعات با كمك کد Hammingذخیره می شوند. 10123 به این ترتیب كه هر كلمه ( )Wordاز داده ها كه شامل D+Cبیت خواهد بود ،بین دیسك ها پخش می شود بگونه ای كه هر بیت آن برروی یكی از دیسك ها ذخیره می شود. 13 فصل : 3مدل مارکف 10130 10131 10132 10134 14 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-2 .با این كار اوال كارایی ( )Performanceباال می رود .زیرا تمام بیت های یك كلمه بطور هم زمان قابل دسترسى هستند در ضمن بخاطر خاصیت کد Hammingاگر یكی از دیسك ها بطور كامل خراب شود سیستم می تواند از روی بقیه دیسك ها اطالعات را اصالح كند. به این ترتیب سیستم Reliabilityباالترى هم خواهد دشت. ولی با تمامی این اُصاف RAID-2سربار ( )Overheadبسیار باالیی ایجاد می كند بگونه ای كه مدل های دیگر RAIDبسیار مناسبتر هستند ،برای همین ما بحث درباره RAID-2را در همین جا خاتمه می دهیم و به سراغ انواع دیگر RAIDمی رویم. فصل : 3مدل مارکف 10140 10141 10142 10143 10144 15 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-3 همانطور ك ه دیدی م RAID-2از روش ى اس تفاده م ی كن د ك ه در حافظه ها استفاده می شود. در حافظه ها چون نمی توان محل خطا را تشخیص داد ،باید با روشى مثل کد Hammingمحل آن را پیدا كرد كه باعث افزونگی زیادی می شود. اما چون در دیسك ها سیستم تشخیص خطا در هر ِس ک ُتر وجود دارد و عالوه بر آ ن س یستم کنترل ر دیس ك م ی توان د تشخی ص ده د ك ه كدام دیسك دچار مشكل شده است ،ما دیگر نیازی به این حجم افزونگی نخواهیم داشت. در RAID-3از همین خاصیت استفاده شده است. فصل : 3مدل مارکف 10150 10151 10152 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-3 در ای ن روش م ا عالوه بر Dدیس ك ك ه حاوی اطالعات هس تند ی ك دیس ك اضافه به عنوان Parityهم داریم. اطالعات روی دیس ك ه ا بص ورت Bit- Interleavedذخیره می شوند. یعنی مثال اگر 3دیسك اصلی داریم و هر كلمه از داده ها 3بیت است هر بی ت آ ن روی یك ی از دیس ك ه ا ذخیره م ی شود و Parityآ ن نی ز روی 10154 دیسك Parityذخیره می شود. در واق ع iاُمی ن بی ت روی دیس ك Parityمعادل Parity iاُمی ن بی ت ه ا روی سایر دیسك ها می‌باشد. 10155 16 10153 فصل : 3مدل مارکف 10160 10161 17 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-3 حال ببینیم چگونه سیستم می تواند یك خطا در این روش را تصحیح كند. فصل : 3مدل مارکف 10170 10171 10172 10173 18 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-3 فرض كنید 4دیسك اصلی داریم و یك دیسك Parityو از Parity زوج استفاده می كنیم .برای مثال در iاُمین موقعیت دیسك عدد 1100،0ذخیره شده است ( 0آخر مربوط به Parityاست) حال اگر بطور مثال دیسك سوم كه حاوی " "0است خراب شود، کنترلر آن این موضوع را می فهمد و به سیستم گزارش میدهد. سیستم با توجه به اینكه 4بیت دیگر كه از 4دیسك دیگر گرفته چه چیزهایی هستند و با علم به این موضوع كه Parityاز نوع زوج می‌باشد می تواند مطمئن باشد كه بیت سوم كه روی دیسك سوم است می بایست " "0باشد تا پریتى زوج درست از آب در بیاید! فصل : 3مدل مارکف عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  10180 ‏RAID-3 10181 محاسبه Reliabilityبرای RAID-3 10182 همان طور كه Reliabilityرا برای RAID-1حساب كردیم می توانیم آن را برای RAID-3هم حساب كنیم. 10183 19 یعنی با كمك مدل ماركف سه Stateرا در نظر می گیریم در State ””2همه دیسك ها سالم هستند .در ”State ”1یكی از دیسك ها از كار افتاده است و در ”State ”0الاقل دو دیسك از كار افتاده اند. چون اگر دو دیسك از كار افتاده باشند ،سیستم دیگر قابلیت Recoveryرا ندارد می توانیم در این حالت بگوییم سیستم خراب ( )Failشده است. فصل : 3مدل مارکف 10190 10191 10193 10195 20 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-3 مدل ماركف این نوع RAIDدر اینجا آمده است )d+1( :تعداد کل دیسکها می باشد. با كمك این مدل مقدار MTTDLاز رابطه زیر بدست می آید: و بر اساس MTTDLمی توان Reliabilityرا نیز محاسبه نمود. 10192 10194 10196 فصل : 3مدل مارکف 10200 10201 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-3 شكل زیر مقایسه ای بین حالتهای مختلف RAID-3است كه در آنها تعداد دیسك ها ( )Dمتفاوت می‌باشد. 10202 10203 21 همانطور كه مشخص است با باال رفتن Dقابلیت اطمینان سیستم پایین می آید فصل : 3مدل مارکف 10210 10211 10212 10213 22 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-4 این نوع RAIDبسیار شبیه نوع 3است. .تنها تفاوتی كه دارد این است كه در RAID-3، Bit- Interleavingداشتیم ولی در اینجا بالك های داده Interleaveمی شوند. این بدین معنی است كه در RAID-4هر بالك داده (مثال یك )Sectorروی یك دیسك ذخیره می شوند و بالك بعدی روی دیسك بعدی ذخیره می شود. فصل : 3مدل مارکف 10220 10221 10222 10223 23 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-4 حسن این كار اینست كه عملیات خواندن و نوشتن کوتاه روی یك دیسك انجام می شود كه باعث می شود این عمل سریع تر صورت بگیرد. البته باید توجه كنیم كه در هنگام Writeهم دیسك مورد نظر و هم دیسك حاوی Parityباید Updateشوند .ولی با این حال باز هم عمل نوشتن سریع تر است. Updateك ردنپ ریتىعملب سیار س اده ایاستو ب ه اینش كلانجام می ش ود ك ه اگر دیتاییك ه میخواهد ن وشتش ود ب ا دیتا ق بلىمتفاوت ب اشد ،پ ریتى( Toggleمعكوس) میش ود. فصل : 3مدل مارکف 10230 10231 24 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-4 است ب ه همین Reliabilityدر RAID-4ب ا RAID-3ی كسان ، خاطر در اینجا آنرا دوباره محاسبه ن میك نیم . فصل : 3مدل مارکف 10240 10241 10242 25 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-4 شكل زیر نحوه قرار گیری دیسك ها و بالك های آنها را در كنار هم نشان میدهد. فصل : 3مدل مارکف 10250 10251 10252 26 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-5 یكی از مشكالتی كه RAID-4دارد این است كه دیسك حاوی پریتى در هر عمل Writeمورد دسترسى قرار می گیرد كه باعث پایین آمدن Performanceسیستم می شود ،در واقع می توان گفت دیسك پریتى نقش گلوگاه ( )Bottleneckرا بازی می كند. در RAID-5دیسك پریتى همانند دیتا های اصلی به صورت Interleaveبین دیسك ها قرار می گیرد كه باعث می شود بار ( )Loadكاری روی پریتى بین دیسك های مختلف توزیع شود. فصل : 3مدل مارکف 10260 10261 عنوان پروژه :طراحی سیستمهای مطمئن پیوند از صفحات : صفحه .........از .......صفحه نام مولف :مهدی دهقان پیوند به صفحات : ویرایش :اول دوم  سوم  ‏RAID-4 همان طور كه در شكل نشان داده شده است ،در هر سطر یكی از دیسك ها بعنوان پریتى استفاده می شود. 10262 10263 27 RAID-5ب ه ن سبت RAID-4ك ارایی()Performance است ب هتریدارد ولی Reliabilityآنت غییرین كرده .