Odzyskiwanie danych z macierzy / Odzyskiwanie danych z RAID 6

Omówienie teorii RAID 6

Całkowite zrozumienie teorii RAID 6 wymaga znajomości algebry i teorii kodowania pola skończonego. Celem tego artykułu nie jest pochłanianie czytelników z drobnymi szczegółami algebry i teorii kodowania, jednak przegląd teorii jest niezbędny do wdrożenia algorytmu RAID 6. Czytelnicy, którzy są zainteresowani bardziej dogłębną dyskusją na temat teorii kodowania, są zachęcani do zapoznania się z bardziej szczegółowymi artykułami (“Praktyczny projekt korekcji błędów”). dla inżynierów “Neala Glovera, Trenta Dudleya, Data Systems * Technology Corp, 2 wydanie – 1 marca 1991 r.).

Technologia RAID 6 wykorzystuje kody MDS oparte na matematyce GF lub Finite Field do kodowania danych na dyskach w celu ochrony danych przed błędami lub usunięciem. Poniższe akapity zawierają przegląd algebry GF i kodowania MDS używanych w implementacjach RAID 6.

Kody MDS

Irving Reed i Gus Solomon opublikowali w 1960 r. Artykuł przedstawiający nową klasę kodów korygujących błędy, zwanych kodami Reeda Salomona, które są przykładem kodów MDS. W tej części omówimy elementy kodów Reeda Solomona o charakterystyce podobnej do kodów MDS użytych w generowaniu wartości kontrolnej P i Q. Kody Reeda Solomona są nie binarnymi systemowymi cyklicznymi liniowymi kodami blokowymi. Metoda kodowania generuje słowo kodowe składające się z bloku symboli danych z pewną liczbą symboli kontrolnych wyliczonych z bloku danych, które są dołączane na końcu. Nie binarna charakterystyka ułatwia kodowanie symboli składających się z kilku bitów (zwykle 8 bitów). Technika kodowania/dekodowania Reed Solomon jest obecnie szeroko stosowana w urządzeniach pamięci masowej, komunikacji bezprzewodowej/mobilnej, komunikacji satelitarnej, telewizji cyfrowej i modemach szybkich.

Kod Reeda-Solomona jest określony jako RS (n, k) z symbolami s-bitowymi (patrz rysunek 3 poniżej). n oznacza całkowitą liczbę symboli na kod słowa, a k oznacza całkowitą liczbę symboli danych na kod słowa. s oznacza całkowitą liczbę bitów na symbol.

Liczba symboli parzystości to 2t = n – k. Kod RS koryguje do t błędów symbolu i do 2t wymazuje gdy znane jest położenie symbolu błędu. Kodowanie wymazywania MDS używane w P + Q RAID 6 jest ściśle powiązane z kodami Reeda-Solomona, gdzie 2t = 2, więc system koryguje do dwóch wymazań z dwoma dyskami parzystości, gdy znana jest pozycja awarii (jak zawsze ma to miejsce w przypadku awarie dysku lub nieodkryte błędy odczytu). Dla wielkości symbolu s, maksymalna długość słowa kodowego wynosi n = 2s – 1. Na przykład, gdy używamy ośmio-bitowego symbolu (tj. GF (28), maksymalna długość słowa kodowego wynosi 28 – 1 = 255. A P + Q Implementacja RAID 6 tworzy słowo kodowe, pobierając jeden bajt z każdego z kilobajtowych dysków w macierzy i obliczając dwie parzystości

symbole (P i Q) przechowywane na dyskach parzystości P i Q i tworzące słowo kodowe typu n składające się z k bajtów odczytanych z różnych dysków danych i obliczonych wartości parzystości P i Q. Ponieważ maksymalna długość słowa kodowego dla GF (28) wynosi 255, maksymalna liczba dysków (n), które mogą być obsługiwane, wynosi 255, która obejmuje napędy danych (253) i dyski parzystości (2).

Podstawy algebry Galois Field (GF)

GF to zestaw wartości zawierający skończoną liczbę elementów. GF z 28 elementami oznaczane są jako GF (28) i mają elementy z liczb całkowitych od 0 do 28 – 1. Co więcej, pole skończone ma ważną właściwość, że operacje arytmetyczne (dodawanie, odejmowanie, mnożenie, dzielenie) na elementach pola zawsze mają wynik to także w tej dziedzinie. Połów jest operacją dodawania, odejmowania, mnożenia i dzielenia, która nie jest taka sama, jak te używane zwykle w arytmetyce całkowitej, ale są one przedefiniowane w celu uzyskania pożądanych właściwości w skończonym polu.

Wniosek

System pamięci masowej RAID 6 zapewnia lepszą ochronę danych dla krytycznych danych użytkownika. Trudno jest jednak wdrożyć system RAID 6 ze względu na jego złożoność. W niniejszym artykule przedstawiono przegląd teorii i implementacji RAID 6. Dodatkowo wprowadzono procesor Intel IOP333, który przyspiesza obliczenia wartości kontrolnej RAID 6 P i Q. Użytkowników, którzy są zainteresowani migracją z RAID 5 do RAID 6 lub projektowaniem systemu RAID 6 zachęcamy do korzystania z tego dokumentu jako punktu wyjścia.

Leave a Reply

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

*