前面已經(jīng)討論了校驗,它提供了一種存放于R A I D子系統(tǒng)中數(shù)據(jù)冗余的手段。現(xiàn)在,將在分塊數(shù)據(jù)的背景下,詳細(xì)討論校驗是如何實現(xiàn)的。
使用XOR函數(shù)建立校驗數(shù)據(jù)
校 驗數(shù)據(jù)是另外一種冗余數(shù)據(jù),它是在計算校驗值時,由R A I D子系統(tǒng)產(chǎn)生的。正如前面所說的那樣,異或(X O R)函數(shù)在逐位基礎(chǔ)上對實際數(shù)據(jù)進(jìn)行操作,建立校驗數(shù)據(jù)。在并行訪問R A I D和獨立訪問R A I D上,建立校驗數(shù)據(jù)的方法是不同的。在介紹如何使用X O R函數(shù)建立校驗數(shù)據(jù),以及在磁盤失敗時恢復(fù)數(shù)據(jù)后,我們將研究這兩種R A I D之間的差別。
1. 校驗的計算
R A I D校驗數(shù)據(jù)的計算使用布爾X O R函數(shù),X O R函數(shù)邏輯相當(dāng)簡單:除了真+真導(dǎo)致一個假的結(jié)果以外,它的行為就像一個O R函數(shù)。
X O R函數(shù)事實上可用于更多的位組合,它既與位是否成對地組合及是否成對操作無關(guān),也與每個附加位的X O R對象是否是過去的X O R操作結(jié)果無關(guān),好像它是在X O R“鏈”中一樣。事實上,它也與位的操作順序無關(guān)。
按照標(biāo)準(zhǔn)的二進(jìn)制習(xí)慣,“0”位表示假值,“1”位表示真值。對于R A I D,寫入陣列的數(shù)據(jù)位將與其他分區(qū)上的相應(yīng)位進(jìn)行X O R操作,計算出校驗位,并寫入校驗分區(qū)的位置。
可以利用X O R函數(shù)對任何4列中的4位進(jìn)行操作,得到另一列中的值。例如,假如將X O R應(yīng)用于第2列到第5列,那么,結(jié)果將與已經(jīng)存在的第一列值相同。這說明了當(dāng)一個磁盤失敗時,X O R函數(shù)的恢復(fù)能力,假如一個磁盤失敗,陣列分區(qū)中的數(shù)據(jù)將不可訪問,利用陣列中其他分區(qū)的相應(yīng)位,運(yùn)行X O R操作即可恢復(fù)原數(shù)據(jù)值。
2. XOR的逆操作是X O R
X O R函 數(shù)如此有用的原因之一是X O R函數(shù)的逆操作是其本身。換而言之,當(dāng)使用X O R計算校驗值時,也可以再使用X O R進(jìn)行逆運(yùn)算。X O R函數(shù)的這個性質(zhì)不太直觀,因為通常的數(shù)學(xué)函數(shù)擁有自己的反函數(shù),如加法的反函數(shù)是減法、乘法的反函數(shù)分別是除法。以下是X O R函數(shù)的操作和逆操作的例子:
0 XOR 0 = 0 ; 其逆操作是:0 XOR 0 = 0 0 XOR 1 = 1 ;其逆操作是:1 XOR 1 = 0 1 XOR 0 = 1 ;其逆操作是:1 XOR 0 = 1 1 XOR 1 = 0 ;其逆操作是:0 XOR 1 = 1 上述的操作是X O R函數(shù)的完整的組合矩陣,對于磁盤陣列,組合的數(shù)量將增加,但每一個
計算值都可以從上述的矩陣推出。以下幾節(jié)的陣列操作將參考這里的X O R函數(shù)。
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