磁盘高速缓存.PPT

SFT-II主要用于防止磁盘驱动器和磁盘控制器故障所引起的系统不正常工作，包括： 1、磁盘镜像(Disk Mirroring) 图 8-13 磁盘镜像示意 8.4.2 第二级容错技术SFT-II 2、磁盘双工(Disk Duplexing) 图 8-14 磁盘双工示意 集群：是一组相互独立的、通过高速网络互联的计算机，它们构成统一的计算机系统，并以单一系统的模式加以管理。一个客户与集群相互作用时，集群像是一个独立的服务器。 集群系统的工作模式有： 热备份模式 互为备份模式 公用磁盘模式 8.4.4 基于集群技术的容错功能 两台完全相同的服务器，一主一从，各装入一块网卡，通过一条镜像服务器链路MSL连接。平时主服务器运行，备份服务器监视。主服务器出现故障，备份服务器自动切换成主服务器。 如果采用FDDI单模光纤，两台服务器间的距离可达20公里。 系统中必须设置某种机制检测主服务器中数据的改变。 优点：提高了可用性，易于实现，支持远程热备。 缺点：系统使用效率只有50%。 1、双机热备份模式 图 8-15 双机热备份模式 两台服务器均为在线服务器，各自完成自己的任务，它们之间通过某种专线连接； 服务器上的两台硬盘，一个用于装载系统程序和应用程序，另一个用于接收另一台服务器发来的备份数据。 优点：两台服务器都可处理任务，系统效率高。 2、双机互为备份模式 图 8-16 双机热备份模式 将多台计算机连接到一台公共的磁盘系统上，每台计算机使用磁盘的一个卷。 某台计算机发生故障，系统将重新进行配置，根据某种策略选择另一台替代机器，替代机器对发生故障的机器的卷拥有所有权，可接替故障计算机所承担的任务。 优点：消除了信息复制的时间，减少了网络和服务器的开销 3、公用磁盘模式 配备后备系统的原因： 磁盘系统不够大，无法容纳系统运行过程中所有的数据； 措施：把暂时不需要但仍然有用的数据存放在后备系统中。 防止系统发生故障或病毒。 措施：将比较重要的数据存放在后备系统中。 后备系统的常用设备： 磁带机 硬盘 光盘驱动器 8.4.5 后备系统 8.5 数据一致性控制 8.5.1 事务 1. 事务的定义 事务是用于访问和修改各种数据项的一个程序单位。 事务也可以被看作是一系列相关读和写操作。被访问的数据可以分散地存放在同一文件的不同记录中，也可放在多个文件中。 只有对分布在不同位置的同一数据所进行的读和写(含修改)操作全部完成时，才能再以托付操作(Commit Operation)来终止事务。 只要有一个读、写或修改操作失败，便须执行夭折操作(Abort Operation)。 读或写操作的失败可能是由于逻辑错误，也可能是系统故障所导致的。 事务操作具有“原子性”。 事务记录存储在稳定存储器中，用来记录在事务运行时数据项修改的全部信息，又称为运行记录（log）。 记录包含下列字段： 事务名： 用于标识该事务的惟一名字； 数据项名： 它是被修改数据项的惟一名字； 旧值： 修改前数据项的值； 新值： 修改后数据项将具有的值。 事务记录表中的每一记录，描述了在事务运行中的重要事务操作：修改操作、开始事务、托付事务、夭折事务等 2、事务记录(Transaction Record) 3、恢复算法 恢复算法可利用以下两个过程： (1) undo〈Ti〉。该过程把所有被事务Ti修改过的数据，恢复为修改前的值。 (2) redo〈Ti〉。该过程能把所有被事务Ti修改过的数据，设置为新值。 如果系统发生故障， 系统应对以前所发生的事务进行清理。 8.5.2 检查点 引入检查点的主要目的，是使对事务记录表中事务记录的清理工作经常化。 事务记录清理工作的步骤： 首先是将驻留在易失性存储器(内存)中的当前事务记录表中的所有记录，输出到稳定存储器中； 将驻留在易失性存储器中的所有已修改数据，输出到稳定存储器中； 将事务记录表中的〈检查点〉记录，输出到稳定存储器中； 每当出现一个〈检查点〉记录时，系统便执行恢复操作，利用redo和undo过程实现恢复功能。 1、检查点(Check Points)的作用 2、新的恢复算法 恢复例程首先查找事务记录表，确定在最近检查点以前开始执行的最后的事务Ti。在找到这样的事务后，再返回去搜索事务记录表，便可找到第一个检查点记录，恢复例程便从该检查点开始，返回搜索各个事务的记录，并利用redo和undo过程对它们进行处理。 如果把所有在事务Ti以后开始执行的事务表示为事务集T， 则新的恢复操作要求是：对所有在T中的事务TK, 如果在事务记录表中出现了〈TK托付〉记录，则执行redo〈TK〉操作；