磁盘条带的深度与大小
图2-1为某台服务器的RAID（Redundant Array of Independent Disk，独立冗余硬盘阵列）示意图，一般进行RAID配置时会根据业务需求设置相应的RAID条带深度和大小，本服务器由4块磁盘组成，其中P表示校验段、D表示数据段，每个数据块为4KB，每个条带在一个磁盘上的数据段包括4个数据块。
[问题1]（6分）
图2-1所示的RAID方式是（1），该RAID最多允许坏（2）块硬盘而数据不失，通过增加（3）可以减小磁盘故障对数据安全的影响。
RAID 的方式为RAID5 ，最多允许坏一块磁盘、通过增加热备盘减小磁盘故障对数据安全的影响
[问题2]
- 图2-1 所示，RAID 的条带深度是（4）KB，大小是（5）KB。
- 简述该RAID方式的条带深度大小对性能的影响。
[问题3]（5分）
图2-1所示的RAID方式最多可以并发（6）个I/O写操作，通过（7）措施可以提高最大并发数，其原因是（8）。
[问题3]（7分） 某天，管理员发现该服务器的磁盘0故障报警，管理员立即采取相应措施进行处理。
- 管理员应采取什么措施？
- 假设磁盘0被分配了80%的空间，则在RAID重构时，未被分配的20%空间是否参与重构?请说明原因。
参考答案：
【问题1】（6分）
（1）RAID5 （2）1块 （3）热备
【问题2】（5分）
（4）16 （5）64
减小条带大小：由于条带大小减小了，则文件被分成了更多、更小的数据块。数据会被分散到更多的硬盘上存储，因此提高了传输的性能，但是由于要多次寻找不同的数据块，磁盘定位的性能就下降了。
加大条带大小：与减小条带大小相反，会降低传输性能，提高定位性能。
【问题3】（7分）
（6）2 （7）增加磁盘
（8）RAID5 将数据分别存储在RAID各硬盘中，因此硬盘越多，并发数越大。
【问题4】（7分）
- 更换同型号硬盘
- 参与重构。RAID 磁盘重构时会读取其它磁盘的数据数据进行XOR校验，计算故障磁盘的数据块，并写入需要重构的磁盘，包括所有已分配和未分配的磁盘空间。
磁盘更换
存储系统的硬盘指示灯显示为红色，通常是一种比较严重的警告提示。从4个选项来看，应该是硬盘故障。对于硬盘故障而言，存储系统最基本的解决办法是更换同型号同容量的硬盘。
案例2
某银行上海中心机房是某行信息化运行的核心。机房服务承载了该行的大量业务系统，这些系统在运行过程中产生了大量的数据，而这些数据是银行业务的核心和最重要的资产之一。为保证该银行的操作系统、集群软件及应用、数据库等正常运行，需要提供额外的大数据量存储，而原有的存储容量、负载都无法满足信息迅猛增长及对存储系统高性能、高可用性的要求。
为此，银行向某集成商购买了一套SAN存储系统。当存储设备到货时，集成商技术员小李拟按图1方式构建RAID级别。而存储厂商工程师朱工认为需要按图2方式构建RAID级别。其中，Di表示数据段，Pi表示校验段。
【问题1】（5分）
图1所示的RAID方式是（RAID0） ，请简述该方式的优缺点。
RAID0的优点是读写性能将是单个磁盘读取性能的N倍，且磁盘空间的存储效率最大（100％）；RAID0的缺点：不提供数据冗余保护，一旦数据损坏，将无法恢复。
【问题2】（5分）
图2所示的RAID方式是（2） ，请简述该方式的优缺点。
RAID10的优点是既利用了RAID0极高的读写效率，又利用了RAID1的高可靠性。
RAID10的缺点是比较浪费磁盘空间。
【问题3】（4分）
结合项目实际，请指出小李和朱工的构建RAID方式，哪一种最合适，并说明理由。
朱工方案最合适；银行数据非常重要，需要更可靠的RAID 10来保障。
【问题4】（5分）
存储厂商刘工指出，朱工的构建RAID方式存在安全隐患，还需要为每个RAID组分配一块HotSpare盘。这种配置HotSpare盘的方式属于全局方式还是局部方式？请简述HotSpare盘的功能。
局部热备盘（2分）。
HotSpare盘（热备盘）是在建立RAID的时候，制定一块空闲、加电并待机的磁盘为热备盘。热备盘平常不操作，当某一个正在使用的磁盘发生故障后，该磁盘将马上代替故障盘，并自动将故障盘的数据重构在热备盘上。热备盘分为全局热备盘和局部热备盘。
（1）全局热备盘：针对整个阵列，对阵列所有RAID组起作用。
（2）局部热备盘：只针对特定的一个RAID组起作用。
【问题5】（4分）
图1 所示，RAID 的条带深度是（32）KB，条带宽度是（4）。
条带深度就是一个segment所包含数据块或者扇区的个数或者字节容量。
条带宽度：是指可以同时读、写条带数量，等于RAID中的物理硬盘数量。
【问题6】（2分）
RAID5中最低需要（3）块盘才能实现写并发。
HOTSPARE 的部署方式
磁盘Hot Spare（热备盘）可以配置为局部（Dedicated/Local）或全局（Global）。
- 局部热备盘 (Dedicated/Local Hot Spare):
- 局部热备盘是专门为某个RAID阵列预留的备用磁盘。
- 当这个特定RAID阵列中的任何一个磁盘发生故障时，局部热备盘会自动顶替故障磁盘的位置。
- 局部热备盘只能服务于它所关联的那个RAID阵列，不能被其他阵列使用。
- 全局热备盘 (Global Hot Spare):
- 全局热备盘可以为多个RAID阵列提供服务。
- 如果任何一个与该全局热备盘相关联的RAID阵列中的磁盘出现故障，全局热备盘都可以顶替故障磁盘。
- 这种方式提供了更灵活的故障恢复选项，因为一个热备盘可以支持多个阵列，但是一旦被激活替换了一个故障磁盘，就不能再作为其他阵列的热备盘了。
在选择使用哪种类型的热备盘时，需要考虑存储系统的具体需求、可用的磁盘数量以及成本效益等因素。全局热备盘通常更经济，因为它减少了所需的总磁盘数量；而局部热备盘则提供了针对单个RAID阵列的专用保护。
案例2：
随着信息化技术应用的快速发展，高校的信息化系统也日趋完善，各种学习平台、教学、办公、管理平台都运行在数据中心，一旦数据中心发生故障，将影响到全校信息化系统的正常运转。面对这些情况，需要认真设计数据中心建设改造方案。
网络规划设计师小张为该校设计了如下网络拓扑图，如图1所示。
【问题1】（6分）
目前数据中心的核心业务系统数据约10T，档案归档数据约30T。 核心业务与归档数据的年数据增长量约20%。目前各类设备日志数据约20T，年增长数据量约10%，按照信息系统等级保护的要求，各类设备的日志数据至少保存（1） 个月。按照此要求，小张为该高校提供了一套较为完整的SAN存储方案，为了满足该校未来5年存储需求，要求SAN的数据存储容量多少T？
6个月 10*(1+20%)^5 + 30*(1+20%)^5+10*(1+10%)^5>=132T
【问题2】 磁盘的重要指标是IOPS和磁盘数据吞吐量，该校新建的视频点播服务器将加入海量的教学视频，在设计视频点播服务器的存储时，考虑教学效果、性价比，数据存储持久化等要求应该SSD还是SAS硬盘，原因是？
视频点播服务器是一种顺序读写频繁的应用，传输大量连续数据的应用，因此首先考虑数据吞吐量大的磁盘，另外从性价比，数据存储持久性等要求，明显SAS硬盘更加合适
【问题3】（8分）相隔80KM的分校区也需要使用校本部的数据中心的SAN，则分校区SAN技术合理的选择是？说明理由。
FC-SAN 采用fc协议，将光纤通道设备映射为一个操作系统可以访问的逻辑驱动器、进行数据传输时，光纤链路的利用率高，传输速率达到4Gb以上，具备近距离、高性能、低延迟、高成本等特性，适合数据传输速度高，高性能的业务需求。
IPSAN 使用ISCSI协议，采用IP网络通道传输，低成本、开放性好，网络适应能力强，容易实现网络访问，共享存储资源、适合数据访问速度要求不高，大容量、低成本、远距离的投入等业务需求。
因此更适合选择是IPSAN
【问题4】（5分）小张所设计的拓扑图中存储网络部分是否合理（2分）请指出并说明理由（3分）。
不符（2分）FC SAN为独立的FC网络，服务器需安装HBA卡，连接光纤存储交换机（3分）。
【问题5】（2分）常见备份方式主要有Host-Base、LAN-Base、LAN-Free、Server-Free，哪几种备份基于SAN。
LAN-Free 、Server-free 备份基于SAN 存储
