69
Disk Management 1 บบบบบ 13 กกกกกกกกกกกกกก (Disk Management)

Ch13 Disk Management

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Ch13 Disk Management

Disk Management 1

บทท�� 13การจัดการด�สก�

(Disk Management)

Page 2: Ch13 Disk Management

Disk Management 2

หั�วข้�อบรรยาย โครงสร�างข้องดิ�สก์� ก์ารจั�ดิตารางก์ารเข้�าถึ�งดิ�สก์� RAID ก์ารเชื่��อมต�อดิ�สก์� หัน่�วยเก์�บข้�อม ลชื่น่�ดิอ��น่ ประส�ทธิ�ภาพ ก์ารจั�ดิก์ารดิ�สก์�

Page 3: Ch13 Disk Management

Disk Management 3

1 . โครงสร�างข้องดิ�สก์�ดิ�สก์�ท(าหัน่�าท)�เป*น่แหัล�งเก์�บข้�อม ลหัล�ก์ใน่

คอมพ�วเตอร�ย-คป.จัจั-บ�น่ ใน่อดิ)ตม)ก์ารใชื่�เทปแต�เน่��องจัาก์ ม)ก์ารท(างาน่ชื่�าก์ว�าดิ�สก์�มาก์ ป.จัจั-บ�น่จั�งใชื่�เทปเพ��อก์าร

ส(ารองข้�อม ลท)�ไม�ใชื่�บ�อยหัร�อใชื่�ถึ�ายข้�อม ลปร�มาณมาก์ๆระหัว�างเคร��องเท�าน่�2น่

ก์ารแบ�งประเภทข้องดิ�สก์� อาจัแบ�งไดิ�หัลายว�ธิ) ก์าร เคล�อบสารแม�เหัล�ก์บน่แผ่�น่ดิ�สก์�ม)ท� 2งแบบสองดิ�าน่ ซึ่��ง

สามารถึบ�น่ท�ก์ข้�อม ลไดิ�ท�2งสองดิ�าน่ และแบบท)�เคล�อบดิ�าน่เดิ)ยวซึ่��งราคาถึ ก์ก์ว�าและบ�น่ท�ก์ข้�อม ลไดิ�เพ)ยงดิ�าน่เดิ)ยว

Page 4: Ch13 Disk Management

Disk Management 4

1 โครงสร�างข้องดิ�สก์� (ต�อ)หัาก์แบ�งประเภทข้องดิ�สก์�ตามก์ารเคล��อน่ท)�ข้องหั�ว

อ�าน่อาจัแบ�งไดิ�เป*น่ดิ�สก์�ท)�หั�วอ�าน่ไม�เคล��อน่ท)�ก์�บดิ�สก์�ท)�หั�วอ�าน่เคล��อน่ท)� ใน่ชื่น่�ดิแรก์จัะม)หั�วอ�าน่จั(าน่วน่มาก์ซึ่��งไม�

เคล��อน่ท)�ตามแน่วร�ศม) ส�วน่แบบหัล�งจัะม)หั�วอ�าน่เดิ)ยวซึ่��งเคล��อน่ท)�เข้�าออก์ตามแน่วร�ศม)ไดิ�เพ��อเล�อก์แทร�ก์ท)�ต�องก์าร

ใน่ฮาร�ดิดิ�สก์� ซึ่��งเป*น่ดิ�สก์�ท)�ใชื่�ก์�น่มาก์ท)�ส-ดิ เป*น่ประเภทเคล��อน่ย�ายไม�ไดิ� เน่��องจัาก์แผ่�น่ดิ�สก์�จัะย�ดิต�ดิก์�บ

แก์น่หัม-น่สามารถึดิ�งออก์มาไดิ� แต�อ)ก์ประเภทหัน่��งเร)ยก์ว�าดิ�สก์�เคล��อน่ย�ายไดิ�ซึ่��งสามารถึถึอดิออก์และแทน่ท)�ดิ�วยดิ�สก์�

แผ่�น่อ��น่

Page 5: Ch13 Disk Management

Disk Management 5

1 โครงสร�างข้องดิ�สก์� (ต�อ)แต�ข้�อเส)ยค�อความจั-น่�อยก์ว�า เชื่�น่ ฟล�อบป82 ดิ�สก์�

หัร�อ ZIP disk เป*น่ต�น่ใน่ฮาร�ดิดิ�สก์�ปก์ต�จัะม)แผ่�น่ดิ�สก์�มาก์ก์ว�าหัน่��งแผ่�น่

อย �บน่แก์น่หัม-น่เดิ)ยวก์�น่ แต�ละแผ่�น่ใชื่�งาน่ไดิ�สองหัน่�า และม)หั�วอ�าน่เข้)ยน่จั(าน่วน่เท�าก์�บจั(าน่วน่แผ่�น่ค ณสอง ท-ก์หั�วจัะเก์าะอย �บน่แข้น่ (arm ) เดิ)ยวก์�น่ เคล��อน่ท)�เข้�าออก์พร�อมก์�น่ตามแน่วร�ศม) ดิ�งใน่ร ปท)� 1 และก์ารเข้�าถึ�งจั�ง

ท(าไดิ�พร�อมๆ ก์�น่ท-ก์หั�วอ�าน่เข้)ยน่

Page 6: Ch13 Disk Management

Disk Management 6

(arm)

(read/write head)

(platter)

(tract)

(sector)

(cylinder)

ร ปท)� 1 ร ปโครงสร�างท��วไปข้องฮาร�ดิดิ�สก์�

Page 7: Ch13 Disk Management

Disk Management 7

1.1 โครงสร�างทางก์ายภาพข้องแผ่�น่ดิ�สก์�

แผ่�น่ดิ�สก์�ท(าจัาก์แผ่�น่ก์ลมโลหัะหัร�อแผ่�น่พลาสต�ก์ท)�เคล�อบสารท)�เหัน่)�ยวน่(าแม�เหัล�ก์ไดิ�

ก์ารอ�าน่และเข้)ยน่ท(าโดิยก์ารส�งก์ระแสไฟฟ9าผ่�าน่ไปย�งหั�วอ�าน่ (head ) ซึ่��งเหัน่)�ยวน่(าแม�เหัล�ก์ไดิ�

ท(าใหั�เก์�ดิก์ารเหัน่)�ยวน่(าระหัว�างสารบน่ผ่�วข้องแผ่�น่ก์�บหั�วอ�าน่ โดิยหั�วอ�าน่จัะอย �ก์�บท)�ใน่ข้ณะท)�แผ่�น่จัะหัม-น่

Page 8: Ch13 Disk Management

Disk Management 8

1.1 โครงสร�างทางก์ายภาพข้อง แผ่�น่ดิ�สก์� (ต�อ)

โครงสร�างจัะแบ�งเป*น่ วง (track) แต�ละแผ่�น่จัะม)หัลายพ�น่แทร�ก์

ส�วน (sector ) ข้�อม ลจัะถึ ก์ส�งเข้�าและออก์จัาก์แผ่�น่เป*น่ก์ล-�ม

โดิยท��วไปแต�ละ tract จัะม)หัลายร�อย sector ซึ่��งแต�ละ sector อาจัม)ข้น่าดิต�างก์�น่

ระบบปฏิ�บ�ต�ก์ารส�วน่ใหัญ่� 1 เซึ่ก์เตอร�จัะม)ข้น่าดิ 512

ไบต� แต�ละแทร�ก์ท)�ต�ดิก์�น่หัร�อแต�ละเซึ่ก์เตอร�ท)�ต�ดิก์�น่จัะม)ชื่�องว�าง

เล�ก์ๆ เพ��อลดิความจั(าเป*น่ดิ�าน่ความแม�น่ย(าใน่ก์ารอ�าน่หัร�อเข้)ยน่ข้�อม ล

Page 9: Ch13 Disk Management

Disk Management 9

1.1 โครงสร�างทางก์ายภาพข้องแผ่�น่ดิ�สก์�(ต�อ)

เน่��องจัาก์แผ่�น่เป*น่วงก์ลม ดิ�งน่�2น่ความเร�วเชื่�งเส�น่ข้องแต�ละบ�ตใน่วงใน่จั�งชื่�าก์ว�าใน่วงน่อก์ จั�งม)ก์ารเพ��ม

ชื่�องว�างระหัว�างบ�ตข้�อม ลท)�บ�น่ท�ก์เพ��อใหั�เข้�าถึ�งข้�อม ลดิ�วยความเร�วคงท)�จัาก์ก์ารหัม-น่ท)�ความเร�วรอบวงคงท)�

(constant angular velocity ) ข้�อดิ) ค�อ ก์ารก์ระจัายต�วข้องแต�ละเซึ่ก์เตอร�ม)ร ปแบบท)�

ชื่�ดิเจัน่ ก์ารเข้�าถึ�งสะดิวก์และรวดิเร�ว

Page 10: Ch13 Disk Management

Disk Management 10

1.1 โครงสร�างทางก์ายภาพข้องแผ่�น่ดิ�สก์�(ต�อ)

ข้�อเส)ย ค�อ ความจั-ถึ ก์จั(าก์�ดิ ว�ธิ)หัน่��งซึ่��งแก์�ป.ญ่หัาน่)2ค�อเทคน่�คก์ารบ�น่ท�ก์แบบแบ�งโซึ่น่ (multiple zone

recording ) โดิยแบ�งเป*น่โซึ่น่จัาก์ใน่ไปน่อก์ โดิยจั(าน่วน่เซึ่ก์เตอร�ต�อวงจัะเท�าก์�น่ใน่แต�ละโซึ่น่ แต�โซึ่น่น่อก์จัะม)จั(าน่วน่เซึ่ก์เตอร�มาก์ก์ว�า ซึ่��งวงจัรใน่หัน่�วยควบค-มจัะต�องม)ว�ธิ)ใน่ก์ารหัาต(าแหัน่�งเร��มต�น่ข้องเซึ่ก์เตอร�ใน่แต�ละวงซึ่��งม)

ความซึ่�บซึ่�อน่มาก์ก์ว�าแบบความเร�วรอบวงคงท)�

Page 11: Ch13 Disk Management

Disk Management 11

2. ก์ารจั�ดิตารางก์ารเข้�าถึ�งดิ�สก์�ก์ารพ�ฒน่าดิ�าน่ความเร�วข้องหัน่�วยประมวลผ่ลและ

หัน่�วยความจั(า เป*น่ไปดิ�วยอ�ตราส งก์ว�าข้องดิ�สก์� ใน่ระดิ�บ หัม��น่เท�าท)เดิ)ยว และความแตก์ต�างน่)2ม)แน่วโน่�มจัะมาก์ข้�2น่

อ)ก์ดิ�วย ดิ�งน่�2น่จั�งม)ความพยายามว�จั�ยและพ�ฒน่าเพ��อเพ��ม ประส�ทธิ�ภาพก์ารใชื่�งาน่ดิ�สก์�อย �ตลอดิเวลา หั�วข้�อน่)2จัะ

ก์ล�าวถึ�งเทคน่�คข้องก์ารเพ��มประส�ทธิ�ภาพก์ารท(างาน่ข้องดิ�สก์�

Page 12: Ch13 Disk Management

Disk Management 12

2.1 พาราม�เตอร�ประส�ทธิ�ภาพก์ารท(างาน่ข้องดิ�สก์�

ก์ารท(างาน่ข้องดิ�สก์� หั�วอ�าน่จัะเคล��อน่ไปย�งวง (tract) ท)�ต�องก์าร และแก์น่จัะหัม-น่เพ��อ

ใหั�เซึ่ก์เตอร�ท)�ต�องก์ารอย �ท)�หั�วอ�าน่ ชื่�วงเวลาท)�เคล��อน่หั�วอ�าน่ไปย�งแทร�ก์ท)�ต�องก์าร เร)ยก์ว�า เวลา

แสวงหา (seek time) เวลาท)�ส�วน่ต�น่ข้องเซึ่ก์เตอร�ท)�ต�องก์ารหัม-น่ไปย�งหั�วอ�าน่ เร)ยก์ว�า

เวลาหน�วงการหมุ�นหร�อเวลาหมุ�น (rotational delay ) ผ่ลรวมท�2งสองข้�างต�น่ เร)ยก์ว�า เวลาในการเข้�าถึ�ง (access

time) ซึ่��งหัมายถึ�งเวลาท)�ใชื่�ใน่ก์ารท(าใหั�หั�วอ�าน่ไปถึ�งเซึ่ก์เตอร�จัร�งๆ ท)�ต�องก์าร

Page 13: Ch13 Disk Management

Disk Management 13

2.1 พาราม�เตอร�ประส�ทธิ�ภาพก์าร ท(างาน่ข้องดิ�สก์� (ต�อ)

ก์ารอ�าน่หัร�อก์ารเข้)ยน่ข้�อม ลระหัว�างเซึ่ก์เตอร�น่�2น่ก์�บหั�วอ�าน่จัะเก์�ดิก์ารส�งผ่�าน่ข้�อม ล เร)ยก์ชื่�วงเวลาน่)2ว�า เวลาถึ�าย

โอน(transfer time) อตราการส�งข้�อมุ#ลข้องด�สก� (disk bandwidth)

หัมายถึ�งจั(าน่วน่ไบต�ข้�อม ลท)�ส�งท�2งหัมดิหัารดิ�วยระยะเวลาท�2งหัมดิต�2งแต�เร��มส�งข้�อม ลคร�2งแรก์จัน่ก์ระท��งส�2น่ส-ดิก์าร

ส�งข้�อม ลคร�2งส-ดิท�าย

Page 14: Ch13 Disk Management

Disk Management 14

2.1 พาราม�เตอร�ประส�ทธิ�ภาพก์าร ท(างาน่ข้องดิ�สก์� (ต�อ)

น่อก์จัาก์เวลาใน่ก์ารเข้�าถึ�งและเวลาใน่ก์ารส�งข้�อม ลแล�ว ย�งอาจัม)เวลาท)�ต�องรอจัาก์ก์ารท)�ม)ค(าส��งใชื่�งาน่ดิ�สก์�มาก์ก์ว�าหัน่��งรอใน่ค�วดิ�วย เน่��องจัาก์หัน่�วยประมวลผ่ล

ท(างาน่เร�วก์ว�าดิ�สก์�มาก์จั�งอาจัม)ก์ารส��งงาน่มาก์ก์ว�าหัน่��งคร�2งและต�องรอก์ารท(างาน่ ใน่ระบบม�ลต�โปรแก์รมม��ง มาก์ก์ว�าหัน่��งโปรเซึ่สก์�อาจัต�องก์ารใชื่�งาน่ดิ�สก์�ต�วเดิ)ยว

พร�อมๆ ก์�น่ไดิ� และน่อก์จัาก์น่)2ย�งม)เวลาท)�ต�องรอจัาก์ก์ารท)�อาจัม)ดิ�สก์�มาก์ก์ว�าหัน่��งต�วใชื่�งาน่ชื่�องทางส�งข้�อม ล (I/O channel) เดิ)ยวก์�น่อ)ก์ ดิ�งแสดิงใน่ร ปท)� 2 แสดิงส�วน่

ประก์อบข้องเวลาต�างๆ ใน่ก์ารใชื่�งาน่ดิ�สก์�

Page 15: Ch13 Disk Management

Disk Management 15

2.1 พาราม�เตอร�ประส�ทธิ�ภาพก์าร ท(างาน่ข้องดิ�สก์� (ต�อ)

ร ปท)� 2 ส�วน่ประก์อบข้องเวลาใน่ก์ารใชื่�งาน่ดิ�สก์�

Page 16: Ch13 Disk Management

Disk Management 16

2.1 พาราม�เตอร�ประส�ทธิ�ภาพก์าร ท(างาน่ข้องดิ�สก์� (ต�อ)

ร��นข้องด�สก� ค่�าเฉล��ยเวลาแสวงหา

ค่�าเฉล��ยเวลาหมุ�น

Maxtor DiamondMax Plus 9 (High-end desktop)

9.3 4.2

WD Raptor (enterprise) 5.2 2.99

Cheetah 15K.3 (enterprise)

3.6 2.0

เวลาแสวงหัาและเวลาหัม-น่ข้องฮาร�ดิดิ�สก์�บางร- �น่

Page 17: Ch13 Disk Management

Disk Management 17

2.1 พาราม�เตอร�ประส�ทธิ�ภาพก์าร ท(างาน่ข้องดิ�สก์� (ต�อ)

เวลาแสวงหัาไดิ�พ�ฒน่าใหั�ม)ความรวดิเร�วข้�2น่อย�างต�อเน่��อง ส�วน่หัน่��งจัาก์แผ่�น่ท)�ม)ข้น่าดิเล�ก์ลงจัาก์ 14” เป*น่ 3.5”

ป.จัจั-บ�น่เวลาใน่ก์ารแสวงหัาอย �ท)� ต(�าก์ว�า 10 ms และหัม-น่เร�วถึ�ง 15,000 รอบต�อน่าท)(rpm) หัร�อค�าเวลา

หัม-น่ประมาณ 2 ms ใน่ฟล=อบป82 ดิ�สก์�หัม-น่ประมาณ 300-600 rpm หัร�อเวลา

หัม-น่ 100 ถึ�ง 50 ms

Page 18: Ch13 Disk Management

Disk Management 18

2.1 พาราม�เตอร�ประส�ทธิ�ภาพก์าร ท(างาน่ข้องดิ�สก์� (ต�อ)

สร-ป เวลาหัล�ก์ท)�ต�องใชื่�ใน่ก์ารท(างาน่ข้องดิ�สก์�คร�2งหัน่��ง ค�อ

เวลาแสวงหา (seek time) + เวลาหมุ�น (rotational delay) + เวลาถึ�ายโอน (transfer

time)

เม��อต�องก์ารเพ��มประส�ทธิ�ภาพก์ารท(างาน่ข้องดิ�สก์�จั�งต�องพยายามลดิเวลาท�2งสามค�าน่)2

Page 19: Ch13 Disk Management

Disk Management 19

2.1 พาราม�เตอร�ประส�ทธิ�ภาพก์าร ท(างาน่ข้องดิ�สก์� (ต�อ)

พ�จัารณาก์ารอ�าน่ไฟล�ๆ หัน่��งข้น่าดิ 500KB หัร�อประมาณ 1,000 sectors (1 sector ม)ข้น่าดิ 512 bytes ) ก์�บดิ�สก์�

ล ก์หัน่��งท)� 1 tract ม) 500 sectors ม)เวลาแสวงหัาเฉล)�ย 4ms และหัม-น่ท)� 15,000 rpm หัร�อค�ดิเป*น่เวลาหัม-น่หัาเซึ่�ก์

เตอร� 4ms สมมต� เวลาเฉล)�ยใน่ก์ารส�งหัร�อเวลาถึ�ายโอน่ส(าหัร�บ 1 tract เท�าก์�บ 8 ms ดิ�งน่�2น่เวลาใน่ก์ารส�งข้�อม ลต�อเซึ่�ก์เตอร�จั�งเท�าก์�บเพ)ยง 8 ms/500 = 0.016 ms ซึ่��งค�ดิเป*น่ส�ดิส�วน่ท)�น่�อยมาก์เม��อเท)ยบก์�บเวลาใน่ก์ารเข้�าถึ�งข้�อม ลแต�เซึ่�ก์เตอร� (เวล

าแสวงหัาบวก์เวลาก์ารหัม-น่เซึ่ก์เตอร� = 4 ถึ�ง 8 ms ) ดิ�งน่�2น่หัาก์เซึ่ก์เตอร�ต�างๆ ท)�ต�องก์ารเข้�าถึ�งอย �ต�อเน่��องก์�น่หัร�ออย �ใก์ล�ก์�น่ ก์�จัะลดิเวลาใน่ก์ารเคล��อน่หั�วอ�าน่ไปย�งแทร�ก์ท)�ต�องก์ารและ

เวลาหัม-น่ลงไดิ�

Page 20: Ch13 Disk Management

Disk Management 20

0255075

100125150175199

0255075

100125150175199

0255075

100125150175199

0255075

100125150175199

FCFS

SSTF

SCAN

Circular SCAN

ร#ปเปร�ยบเท�ยบว�ธี�การจัดล(าดบการเข้�าถึ�งข้องด�สก�

Page 21: Ch13 Disk Management

Disk Management 21

2.2 ข้�2น่ตอน่และว�ธิ)ก์ารจั�ดิตารางก์ารเข้�าถึ�งวงหัร�อแทรก์

ข้�2น่ตอน่ก์ารจั�ดิตารางหัร�อล(าดิ�บก์ารเข้�าถึ�งแทร�ก์ต�างๆ ข้องดิ�สก์� ม)อย �มาก์มายข้�2น่อย �ก์�บว�ตถึ-ประสงค� โดิยท��วไป

ใชื่�เก์ณฑ์�ต�อไปน่)2ใน่ก์ารพ�จัารณา1 . อตรางานส(าเร)จั หัมายถึ�งจั(าน่วน่ค(าข้อใชื่�บร�ก์ารดิ�สก์�ท)�

สามารถึใหั�ไดิ�ใน่ชื่�วงเวลาหัน่��ง2. ค่�าเฉล��ยเวลาตอบสนอง หัมายถึ�งค�าเฉล)�ยเวลาท)�ค(าข้อ

ใชื่�บร�ก์ารรออย �ใน่ระบบจัน่ก์ระท��งไดิ�ร�บบร�ก์าร3. ค่�าค่วามุแปรปรวนข้องเวลาตอบสนอง

Page 22: Ch13 Disk Management

Disk Management 22

2.2.1 First-Come First-Serve

First-Come First-Serve เป*น่ว�ธิท)�ย-ต�ธิรรม หัาก์ม)โปรเซึ่สจั(าน่วน่น่�อยและใชื่�งาน่ดิ�สก์�ไม�มาก์และก์ารใชื่�งาน่

เป*น่ก์ล-�มก์�อน่ ประส�ทธิ�ภาพจัะไม�ดิ)ก์�เน่��องมาจัาก์ก์ารก์ระจัายต�วข้อง

ต(าแหัน่�งเซึ่�ก์เตอร�ท)�ต�องก์ารเข้�าถึ�งท(าใหั�ต�องเคล��อน่หั�วอ�าน่และหัม-น่แผ่�น่ดิ�สก์�น่าน่ก์ว�าจัะถึ�งเซึ่�ก์เตอร�ท)�ต�องก์าร

Page 23: Ch13 Disk Management

Disk Management 23

ตารางเปร)ยบเท)ยบก์ารเข้�าถึ�ง เท�ยบว�ธี�การเข้�าถึ�งแทร)ก โดยเร��มุต�นหวอ�านอย#�ท��แทร)กหมุายเลข้ 100 และก(าลงเค่ล��อนท��ไปทางหมุายเลข้เพิ่��มุข้�-น

ก ) FIFO ข้ ) SSTF ค่ ) SCAN ง ) Circular Scan

แทร)กต�อไป

จั(านวนแทร)กท��ผ่�าน

แทร)กต�อไป

จั(านวนแทร)กท��ผ่�าน

แทร)กต�อไป

จั(านวนแทร)กท��ผ่�าน

แทร)กต�อไป

จั(านวนแทร)กท��ผ่�าน

15 85 95 5 150 50 150 50

95 80 72 23 95 155 15 265

40 55 40 32 72 78 40 25

150 110 15 25 40 32 72 32

72 78 150 135 15 25 195 23

ค�าเฉล)�ย 81.6 ค�าเฉล)�ย 44.0 ค�าเฉล)�ย 68.0 ค�าเฉล)�ย 79.0

Page 24: Ch13 Disk Management

Disk Management 24

2.2.2 Short Service Time First เล�อก์ใหั�บร�ก์ารความต�องก์ารท)�ท(าใหั�เก์�ดิก์ารเคล��อน่ท)�ข้อง

หั�วอ�าน่จัาก์ต(าแหัน่�งป.จัจั-บ�น่น่�อยท)�ส-ดิก์�อน่ น่�2น่ค�อใชื่�เวลาแสวงหัาต(�าส-ดิ

ใหั�ประส�ทธิ�ภาพดิ)ก์ว�า FIFO ไม�ไดิ�หัมายความว�าจัะใหั�เวลาแสวงหัาเฉล)�ยต(�าส-ดิ

แน่วค�ดิว�ธิ)น่)2คล�ายก์ารจั�ดิตารางก์ารท(างาน่แบบ shortest job first (SJF) และอาจัท(าใหั�เก์�ดิก์ารรอ

แบบไม�ส�2น่ส-ดิ (starvation)

Page 25: Ch13 Disk Management

Disk Management 25

2.2.3 SCAN เพ��อแก์�ป.ญ่หัาก์ารรอไม�ส�2น่ส-ดิใน่ว�ธิ) SSTF จั�งม)ก์ารค�ดิว�ธิ)

น่)2 โดิยแข้น่ข้องดิ�สก์�จัะเร��มท)�ปลายดิ�าน่หัน่��งแล�วเคล��อน่ไปอ)ก์

ดิ�าน่หัน่��ง ระหัว�างทางจัะใหั�บร�ก์ารก์ารข้อใชื่�ท)�ผ่�าน่ไปพบใน่ค�ว

เม��อก์วาดิไปส-ดิปลายทางข้องดิ�สก์�ก์�จัะย�อน่ก์ล�บ หั�วอ�าน่จัะเคล��อน่ท)�เชื่�น่น่)2สล�บก์�น่ไปตลอดิ

บางคร�2งเร)ยก์ว�ธิ)น่)2ว�า ข้�2น่ตอน่ว�ธิ)ล�ฟต�โดิยสาร (elevator algorithm)

Page 26: Ch13 Disk Management

Disk Management 26

2.2.4 Circular Scan เป*น่ว�ธิ)ท)�ปร�บปร-งมาจัาก์ SCAN ใหั�เป*น่ Circular

SCAN จัะคล�ายก์�บ SCAN แต�ความแตก์ต�างอย �ท)�เม��อส�2น่ส-ดิ

ปลายทางแล�วใหั�ย�อน่ก์ล�บไปต�น่ทางท�น่ท) โดิยไม�บร�ก์ารระหัว�างทางก์ล�บ

ว�ธิ)น่)2น่)2จัะร�ก์ษาอ�ตราก์ารท(างาน่ส(าเร�จัส งไดิ� ใน่ข้ณะท)�ลดิเวลาความแปรปรวน่ข้องเวลาตอบสน่องลง

Page 27: Ch13 Disk Management

Disk Management 27

2.2.5 LOOK ท�2งว�ธิ) SCAN และ C-SCAN หั�วอ�าน่จัะเคล��อน่ไปจัน่ส-ดิ

ความก์ว�างข้องดิ�สก์� แต�ใน่ทางปฏิ�บ�ต�จัะไม�เคล��อน่ไปส-ดิเชื่�น่น่)2 แต�จัะไปย�งรายก์ารข้อใชื่�ส-ดิท�ายใน่ท�ศน่�2น่ท)�ม)ใน่แถึวคอยข้ณะน่�2น่ แล�วจัะก์ล�บท�ศทางท�น่ท) จั�งเร)ยก์ว�า LOOK

และ C-LOOK เน่��องจัาก์ม)ก์ารมองดิ ข้�อม ลก์�อน่ท)�จัะเคล��อน่ไปแต�ละท�ศทาง

Page 28: Ch13 Disk Management

Disk Management 28

2.3 Priority ก์ารจั�ดิล(าดิ�บก์�อน่หัล�งข้องก์ารเข้�าถึ�งแทร�ก์ต�างๆ ไม�ไดิ�

เพ��อประส�ทธิ�ภาพส งส-ดิ แต�เพ��อจั-ดิประสงค�อ��น่ ต�วอย�าง ระบบงาน่ตอบโต� (interactive) หัร�องาน่

ระบบก์ล-�ม (batch) ส�2น่ๆ ม�ก์จัะไดิ�ล(าดิ�บท)�ส งก์ว�างาน่ท)�ยาว

ข้�อเส)ยค�องาน่ท)�น่าวต�องรอคอยยาวน่าน่เก์�น่ไป ไม�เหัมาะก์�บระบบงาน่ฐาน่ข้�อม ล

Page 29: Ch13 Disk Management

Disk Management 29

2.4 ก์ารเล�อก์ใชื่� ประส�ทธิ�ภาพข้�2น่อย �ก์�บจั(าน่วน่และชื่น่�ดิข้องก์ารข้อใชื่� เชื่�น่

หัาก์ม)ก์ารข้อใชื่�เพ)ยงรายก์ารเดิ)ยว ท-ก์ว�ธิ)จัะใหั�ผ่ลเหัม�อน่ก์�น่หัมดิ

ใน่สถึาน่ก์ารณ�ท��วไป SSTF จัะใชื่�ก์�น่ท��วไปและน่�าสน่ใจัเน่��องจัาก์ใหั�ประส�ทธิ�ภาพดิ)ก์ว�า FCFS

ว�ธิ) SCAN และ C-SCAN จัะท(างาน่ดิ)ก์ว�าใน่ระบบท)�ม)ก์ารท(างาน่ดิ�สก์�อย�างหัน่�ก์ โดิยเฉพาะ C-SCAN จัะป9องก์�น่

ก์ารรอไม�ส�2น่ส-ดิ

Page 30: Ch13 Disk Management

Disk Management 30

สร-ปข้�2น่ตอน่ว�ธิ)ก์ารจั�ดิตารางเข้�าถึ�งแทร�ก์ว�ธี�การ ลกษณะFCFS ใหั�บร�ก์ารตามล(าดิ�บท)�ข้อมา ใหั�ความย-ต�ธิรรมSSTF ใหั�บร�ก์ารค(าข้อท)�ม)ก์ารเปล)�ยน่แทร�ก์หัร�อเวลาแสวงหัาต(�าส-ดิ

ก์�อน่SCAN หั�วอ�าน่จัะก์วาดิไปมาส-ดิแทร�ก์ปลาย ระหัว�างทางจัะใหั�บร�ก์าร

แบบ SSTF ภายใน่ท�ศทางน่�2น่C-

SCAN หั�วอ�าน่จัะก์วาดิและใหั�บร�ก์ารเร)ยงตามท)�พบใน่ท�ศทางเดิ)ยว

เม��อส-ดิแล�วจัะก์ล�บมาเร��มใหัม�LOOK คล�ายก์�บ SCAN แต�หั�วอ�าน่จัะใหั�บร�ก์ารถึ�งค(าข้อส-ดิท�ายท)�พบ

ใน่ท�ศทางท)�ใหั�บร�ก์ารอย �เท�าน่�2น่C-

LOOKคล�ายก์�บ C-SCAN แต�หั�วอ�าน่จัะใหั�บร�ก์ารถึ�งค(าข้อส-ดิท�ายท)�พบใน่ท�ศทางท)�ใหั�บร�ก์ารอย �เท�าน่�2น่

Priority

ใหั�บร�ก์ารตามล(าดิ�บศ�ก์ดิ�Bท)�ก์(าหัน่ดิไว�

Page 31: Ch13 Disk Management

Disk Management 31

3. RAID ความพยายามใน่ก์ารพ�ฒน่าประส�ทธิ�ภาพก์ารท(างาน่ข้องดิ�สก์�

ไดิ�เก์�ดิแน่วค�ดิท)�จัะใชื่�ดิ�สก์�มาก์ก์ว�าหัน่��งล ก์ท(างาน่ข้น่าน่พร�อมก์�น่ไป

ม)ก์ารออก์แบบใหั�ม)ก์ารจั�ดิเก์�บข้�อม ลแบบซึ่(2าส(ารอง (redundant) เพ��อเพ��มความน่�าเชื่��อถึ�อ ท(าใหั�ข้�อม ลใน่ดิ�สก์�

ระบบน่�2น่เส)ยหัาย เทคน่�คเหัล�าน่)2ม)หัลายว�ธิ) รวมเร)ยก์ว�า Redundant Array of Independent Disks

หัร�อ RAID ม)ก์ารก์ระจัายข้�อม ลท)�เก์�บใน่ร ปแบบใหั�เข้�าถึ�งข้�อม ลไดิ�หัลายๆ

ต�ว ซึ่��งชื่�วยเพ��มประส�ทธิ�ภาพก์ารท(างาน่ รวมท�2งสามารถึเพ��มจั(าน่วน่ดิ�สก์�ย�อยใน่ระบบน่�2น่ๆ ไดิ�เป*น่ข้�2น่ๆ ไป

Page 32: Ch13 Disk Management

Disk Management 32

3.1 RAID Level 0 (Stripping)

RAID ใน่ระดิ�บน่)2 ม�ก์เร)ยก์ว�า data stripping ข้�อม ลถึ ก์ก์ระจัายอย �บน่ดิ�สก์�แต�ละต�วข้องก์ล-�ม โดิยข้�อม ล

ใน่ดิ�สก์�จัะถึ ก์แบ�งออก์เป*น่ส�วน่ย�อย (strip ) ส�วน่ย�อยน่)2อาจัหัมายถึ�งเซึ่�ก์เตอร�หัร�อก์ล-�มข้องเซึ่�ก์เตอร�

และก์ารเร)ยงต�วเชื่�งตรรก์ะข้องส�วน่ย�อยเหัล�าน่)2จัะสล�บก์ระจัายอย �บน่ดิ�สก์�ท-ก์ล ก์

หัาก์ม)ก์ารใชื่�งาน่ดิ�สก์�มาก์ก์ว�าหัน่��งค(าส��งบน่ก์ล-�มข้�อม ลแตก์ต�างก์�น่ ม)โอก์าสท)�ก์ล-�มข้�อม ลต�างๆ น่�2น่จัะอย �คน่ละล ก์

ท(าใหั�สามารถึเข้�าถึ�งและส�งข้�อม ลไดิ�พร�อมๆ ก์�น่

Page 33: Ch13 Disk Management

Disk Management 33

3.1 RAID Level 0 (Stripping) (ต�อ) เป*น่ก์ารก์ระจัายข้�อม ลเดิ�มบน่ดิ�สก์�หัลายล ก์ แต�ไม�ใชื่�ก์าร

เพ��มบ�ตข้�อม ลเพ��อตรวจัสอบ ประโยชื่น่�เพ��องาน่ท)�ม)ประส�ทธิ�ภาพส งใน่ก์ารเข้�าถึ�งข้�อม ล

โดิยควบค-มงบประมาณมาก์ก์ว�าจัะเพ��มความน่�าเชื่��อถึ�อข้องระบบ

Page 34: Ch13 Disk Management

Disk Management 34

3.2 RAID Level 1 (Mirror) เก์�บข้�อม ลเพ��มเต�มใน่ร ปแบบท)�แตก์ต�างจัาก์ RAID 2 ถึ�ง 6 ซึ่��ง

จัะม)ก์ารค(าน่วณพาร�ต)2บ�ตข้องข้�อม ลจัร�ง ใน่ RAID 1 จัะท(าส(าเน่าข้�อม ลจัร�งท�2งหัมดิลงใน่ดิ�สก์�ข้น่าดิเท�า

ก์�น่ข้�2น่มาอ)ก์ชื่-ดิ (เร)ยก์ว�าก์ารท(า Mirroring หัร�อ shadowing ) น่��น่ค�อดิ�สก์�แต�ละต�วใน่ชื่-ดิจัะม)ค �ข้องม�น่ซึ่��งม)

ข้�อม ลเหัม�อน่ก์�น่ท-ก์ประก์าร ข้�อดิ) ค�อ ก์ารก์ �ข้�อข้�อม ลข้องดิ�สก์�เส)ยข้�างเดิ)ยวท(าไดิ�ง�าย อย�างไรก์�ตามหัาก์เส)ยสองข้�างก์�ไม�สามารถึชื่�วยแก์�ไข้ข้�อม ลไดิ� ,

ก์ารบ�น่ท�ก์ข้�อม ลท(าไปพร�อมก์�น่ใน่ดิ�สก์�ท�2งสองล ก์ จั�งไม�เส)ยเวลา ข้�อเส)ย ค�อ ส�2น่เปล�องเน่��องจัาก์ความจั-ส-ทธิ�ม)เพ)ยงคร��งเดิ)ยว

เท�าน่�2น่

Page 35: Ch13 Disk Management

Disk Management 35

3.3 RAID Level 2 (Memory-style error-correcting code) ก์ารเก์�บข้�อม ลใน่ระดิ�บน่)2จัะแบ�งออก์เป*น่ส�วน่ย�อย (strip)

ใน่ข้น่าดิไบต�หัร�อเว�ร�ดิ ม)ก์ารค(าน่วณรหั�สตรวจัสอบและแก์�ไข้ข้�อม ล (Error-correcting Code : ECC ) ข้องแต�ละบ�ตใน่ดิ�สก์�ท-ก์ล ก์

ท)�สอดิคล�องก์�น่ จัะเก์�บผ่ลรหั�สตรวจัสอบน่�2น่ใน่ต(าแหัน่�งท)�สอดิคล�องก์�น่ใน่

ดิ�สก์�ท)�เก์�บพาร�ต)2จั(าน่วน่หัน่��งต�างหัาก์

Page 36: Ch13 Disk Management

Disk Management 36

3.3 RAID Level 2 (Memory-style error-correcting code) (ต�อ)

ท��วไปใชื่� Hamming Code ซึ่��งสามารถึแก์�ไข้ข้�อผ่�ดิพลาดิไดิ�หัาก์ผ่�ดิ 1 บ�ต และตรวจัสอบความผ่�ดิพลาดิไดิ� 2

บ�ตไดิ� ว�ธิ)น่)2เหัมาะก์�บก์ารใชื่�งาน่ท)�ดิ�สก์�ม)โอก์าสเส)ยหัายง�ายเท�าน่�2น่

ป.จัจั-บ�น่พบว�าไม�ค�อยม)ความจั(าเป*น่ท)�ต�องใชื่� RAID 2 มาก์ และแทบไม�ม)ใชื่�ก์�น่

Page 37: Ch13 Disk Management

Disk Management 37

3.4 RAID Level 3 (Bit-interval parity) หัล�ก์ก์ารเก์�บข้�อม ลคล�ายก์�บ RAID 2 มาก์ แต�จัะใชื่�ดิ�สก์�พาร�ต)2

เพ)ยงล ก์เดิ)ยว พาร�ต)2บ�ตใชื่� XOR ใน่ก์ารค(าน่วณ ซึ่��งง�ายก์ว�าแบบ RAID 2

หัาก์ข้�อม ลใน่เซึ่�ก์เตอร�หัน่��งเส)ยหัาย จัะสามารถึหัาไดิ�ท�น่ท)ว�าเซึ่�ก์เตอร�ใดิ และใชื่�พาร�ต)2ชื่�วยใน่ก์ารสร�างข้�อม ลท)�ถึ ก์ต�องก์ล�บข้�2น่มา

ว�ธิ)น่)2ประหัย�ดิก์ว�า RAID 2 มาก์ แต�ก์ารค(าน่วณเพ��อสร�างพาร�ต)2 เวลาเข้)ยน่ และใชื่�พาร�ต)2บ�ตมาตรวจัสอบเวลาอ�าน่ข้�อม ลต�อง

เข้�าถึ�งดิ�สก์�ท�2งชื่-ดิ ท(าใหั�ก์ารเข้)ยน่ข้�อม ลจั�งท(าไดิ�คร�2งละหัน่��งเท�าน่�2น่ จั�งเป*น่ป.ญ่หัาดิ�าน่ประส�ทธิ�ภาพก์ารท(างาน่เชื่�น่เดิ)ยวก์�บ

RAID 2

Page 38: Ch13 Disk Management

Disk Management 38

3.5 RAID Level 4 (Block-interleaved parity) RAID 4 แบ�งข้�อม ลใน่ดิ�สก์�แต�ละล ก์เป*น่ข้�อม ลข้น่าดิใหัญ่�

และม)ก์ารเก์�บพาร�ต)2บ�ตส(าหัร�บแต�ละบ�ตท)�สอดิคล�องก์�น่ บน่ดิ�สก์�ท-ก์ล ก์ไว�ใน่ดิ�สก์�พาร�ต)2ต�างหัาก์

ก์ารท(างาน่ดิ�สก์�ข้�อม ลแต�ละล ก์จัะเป*น่อ�สระออก์จัาก์ก์�น่ ท(าใหั�อ�าน่ค(าส��งข้�อม ลไดิ�คร�2งละมาก์ก์ว�า 1 ค(าส��งพร�อมก์�น่

หัาก์อย �บน่ดิ�สก์�คน่ละล ก์ ก์ารเข้)ยน่ข้�อม ลเล�ก์ๆ แต�ละคร�2งจัะต�องเส)ยเวลาอ)ก์เล�ก์น่�อยใน่ก์ารค(าน่วณ และแก์�ไข้ค�าพา

ร�ต)2บ�ตไปพร�อมก์�น่ แต�ก์ารเข้)ยน่ข้�อม ลข้น่าดิใหัญ่� ซึ่��งใชื่�ข้�อม ลหัลายส�วน่ (strip) บน่ดิ�สก์�ต�างล ก์ก์�น่ จัะชื่�วย

ประหัย�ดิเวลาค(าน่วณและแก์�ไข้ค�าพาร�ต)2บ�ตเพ)ยงคร�2งเดิ)ยว

Page 39: Ch13 Disk Management

Disk Management 39

3.6 RAID Level 5 (Block-interleaved distributed parity) คล�ายก์�บ RAID 4 มาก์ แต�ก์ารเก์�บพาร�ต)2จัะก์ระจัายไปบน่

ดิ�สก์�ท-ก์ล ก์ โดิยท��วไปจัะเร)ยงแบบวน่รอบ (round robin)

หัาก์ใน่ชื่-ดิม)ดิ�สก์� 5 ล ก์ พาร�ต)2ส(าหัร�บบล�อก์ท)� I จัะเก์�บไว�ใน่ดิ�สก์�ล ก์ท)� I mod 5 และบล�อก์ท)� ข้องดิ�สก์�อ��น่อ)ก์ 4 ล ก์

จัะเก์�บข้�อม ลจัร�งส(าหัร�บบล�อก์น่�2น่ ก์ารก์ระจัายเชื่�น่น่)2ชื่�วยลดิความแออ�ดิใน่ก์ารใชื่�งาน่ดิ�สก์�

Page 40: Ch13 Disk Management

Disk Management 40

3.6 RAID Level 5 (Block-interleaved distributed parity) (ต�อ) แม�ว�าจัะม)ประส�ทธิ�ภาพมาก์ข้�2น่เม��อเท)ยบก์�บ RAID 4 แต�

ม)ความซึ่�บซึ่�อน่ใน่ก์ารสร�างท(าใหั�เพ��มต�น่ท-น่ใน่ก์ารผ่ล�ต แต�ไดิ�ร�บความน่�ยมส งเน่��องจัาก์ใหั�ความสมดิ-ลใน่เร��องข้อง

ประส�ทธิ�ภาพ ราคา และความเชื่��อถึ�อข้องระบบ ใชื่�ใน่งาน่ท��วไป , file server และโปรแก์รมอ��น่ๆ ทาง

ธิ-รก์�จั

Page 41: Ch13 Disk Management

Disk Management 41

RAID ท)�น่�ยมใชื่�strip 0

strip 4

strip 8

strip 12

strip 1

strip 5

strip 9

strip 13

strip 2

strip 6

strip 10

strip 14

strip 3

strip 7

strip 11

strip 15

strip 0 strip 1 strip 2 strip 3 strip 0copy

strip 1copy

strip 2copy

strip 3copy

b0 b1 b2 b3 H0(b) H1(b) H2(b)

RAID 0 (strip)

RAID 1 (mirror)

RAID 2 (redundancy with Hamming code)

b0 b1 b2 b3 P(b)

RAID 3 (bit-interleaved parity)

Page 42: Ch13 Disk Management

Disk Management 42

RAID ท)�น่�ยมใชื่�

block 18

block 14

block 10

block 16

P(12-15) block 13

block 17

P(8-11)

P(4-7)

P(0-3)

block 0

block 4

block 8

block 12

block 1

block 5

block 9

block 13

block 2

block 6

block 10

block 14

block 3

block 7

block 11

block 15

P(8-11)

P(4-7)

P(0-3)

P(12-15)

block 0

block 4

block 8

block 12

block 1

block 5

block 9

block 2

block 6

block 3

block 19

block 15

block 11

block 7

P(8-11)

RAID 4 (block-interleaved parity)

RAID 5 (block-interleaved distributed parity)

Q(8-11)

Q(12-15)P(12-15)

P(8-11)

P(4-7)

block 0

block 4

block 8

block 12

block 1

block 5

block 9

block 15

block 2

block 6

block 10

block 14

block 3

block 7

block 11

block 13

Q(0-3)

Q(4-7)

P(0-3)

RAID 6 (dual redundancy)

Page 43: Ch13 Disk Management

Disk Management 43

3.7 RAID Level 6 (Dual redundancy) ใน่ RAID 6 ม)ก์ารค(าน่วณพาร�ต)2บ�ต 2 ชื่-ดิ ส(าหัร�บแต�ละ

strip ซึ่��งเป*น่บล�อก์ใหัญ่�เชื่�น่เดิ)ยวก์�บ RAID 5 พาร�ต)2 2 ชื่-ดิน่)2แยก์เก์�บไว�ใน่ดิ�สก์�ชื่-ดิละล ก์ ดิ�งน่�2น่ RAID 6

ชื่-ดิหัน่��งท)�ม)ข้�อม ล N ดิ�สก์� จัะต�องใชื่�ดิ�สก์�ท�2งส�2น่ N+2 ดิ�สก์� พาร�ต)2ชื่-ดิแรก์จัะเป*น่แบบง�ายใชื่� XOR เชื่�น่เดิ)ยวก์�บ RAID

4 และ RAID 5 แต�พาร�ต)2อ)ก์ชื่-ดิหัน่��งจัะใชื่�ว�ธิ)ท)�ต�างออก์ไป ข้�อดิ) ค�อม)ความน่�าเชื่��อถึ�อส งมาก์ ข้�อเส)ย ค�อดิ�าน่ความเร�วใน่ก์ารท(างาน่ จัาก์ก์ารท)�ต�อง

ค(าน่วณและเข้)ยน่พาร�ต)2ถึ�ง 2 ชื่-ดิ ส(าหัร�บก์ารเข้)ยน่แต�ละคร�2ง

Page 44: Ch13 Disk Management

Disk Management 44

3.8 RAID Level 0+1 เป*น่ก์ารรวมเทคน่�คข้อง RAID 0 และ RAID 1 เข้�าดิ�วยก์�น่

ข้�อดิ) ท�2งเร��องความเร�วและความเชื่��อถึ�อไดิ�ข้องข้�อม ลตามล(าดิ�บ ใชื่�ก์�บงาน่ท)�ต�องก์ารความเร�วและความเชื่��อถึ�อไดิ�ข้องข้�อม ล

ข้�อเส)ยค�อใชื่�ดิ�สก์�เพ��มมาก์เท�าก์�บ RAID 1 หัล�ก์ก์ารข้อง RAID 0+1 ค�อก์ล-�มข้องดิ�สก์�จัะแบ�งออก์เป*น่

strip แบบ RAID 0 จัาก์น่�2น่ท�2งก์ล-�มจัะท(า mirror (แบบ RAID 0 ) ออก์มาอ)ก์ท�2งชื่-ดิ

น่อก์จัาก์น่)2ย�งม) RAID 1+0 คล�ายก์�น่ค�อ จัะท(า mirror ก์�บดิ�สก์�แต�ละล ก์ก์�อน่ จัาก์น่�2น่แต�ละล ก์จัะถึ ก์น่(ามาท(า strip อ)ก์ท)

Page 45: Ch13 Disk Management

Disk Management 45

3.9 ก์ารเล�อก์ใชื่�ชื่น่�ดิข้อง RAID เก์ณฑ์�ใน่ก์ารเล�อก์ใชื่�ชื่น่�ดิข้อง RAID ไดิ�แก์�

ประส�ทธิ�ภาพก์ารท(างาน่ ความเชื่��อถึ�อไดิ�ข้องข้�อม ล

ความเร�วใน่ก์ารสร�างข้�อม ลข้�2น่มาใหัม�หัาก์ดิ�สก์�เส)ย ราคา

Page 46: Ch13 Disk Management

Disk Management 46

4. ก์ารเชื่��อมต�อดิ�สก์�ใน่คอมพ�วเตอร�ข้น่าดิเล�ก์ เชื่�น่ คอมพ�วเตอร�ส�วน่

บ-คคล ดิ�สก์�จัะต�อใน่ระบบโดิยผ่�าน่ทางชื่�องอ-ปก์รณ�เข้�าออก์ (I/O port) น่อก์จัาก์น่)2ย�งม)ก์ารต�ออ)ก์ว�ธิ)หัน่��ง ซึ่��งม�ก์ใชื่�ก์�บระบบข้�อม ลท)�ส(าค�ญ่หัร�อข้น่าดิใหัญ่� เชื่�น่ ระบบเคร��องเซึ่�ร�ฟเวอร�หัร�อแม�ข้�ายระบบฐาน่ข้�อม ล อาจัม)ก์าร

ต�ดิต�อดิ�สก์�เข้�าก์�บต�วเคร��องดิ�วยว�ธิ)อ��น่ๆ ดิ�งน่)2

Page 47: Ch13 Disk Management

Disk Management 47

4.1 แหัล�งเก์�บข้�อม ลชื่น่�ดิต�ดิก์�บต�วเคร��อง แหัล�งเก์�บข้�อม ลชื่น่�ดิต�ดิก์�บต�วเคร��อง จัะต�ดิต�อผ่�าน่ชื่�อง

อ-ปก์รณ�เข้�าออก์ (I/O port) แหัล�งเหั�บข้�อม ลท)�ต�ดิก์�บต�วเคร��องน่)2เป*น่ไปไดิ�ท�2ง

ฮาร�ดิดิ�สก์�ปก์ต� , RAID, เคร��องอ�าน่ CD, DVD คอมพ�วเตอร�ส�วน่บ-คคลป.จัจั-บ�น่ใชื่�สถึาป.ตยก์รรม

1. Advanced Technology Attachment (ATA) เป*น่มาตรฐาน่ก์ารเชื่��อมต�ออ-ปก์รณ�เก์�บข้�อม ลภายใน่เคร��อง

คอมพ�วเตอร�ส�วน่บ-คคล ม)ชื่��อเร)ยก์หัลายชื่��อ IDE, ATAPI และ UDMA

จั(าก์�ดิความยาวสายเคเบ�2ลท)� 18” ถึ�ง 36” เป*น่ว�ธิ)ท)�ราคาถึ ก์ท)�ส-ดิและใชื่�ก์�น่แพร�หัลาย

Page 48: Ch13 Disk Management

Disk Management 48

4.1 แหัล�งเก์�บข้�อม ลชื่น่�ดิต�ดิก์�บต�วเคร��อง (ต�อ)

2. Small Computer System Interface (SCSI) สถึาป.ตยก์รรมส(าหัร�บเคร��องระดิ�บแม�ข้�าย

เป*น่สถึาป.ตยก์รรมแบบหัน่��งข้องก์ารต�อบ�สดิ�วยสายแบบข้น่าน่ ต�ออ-ปก์รณ�ส งส-ดิไดิ� 16 ต�ว โดิย 1 หัน่�วยเป*น่ก์าร�ดิควบค-มและอ)ก์ 15

หัน่�วยเป*น่อ-ปก์รณ�3. Fiber Channel (FC)

เป*น่สถึาป.ตยก์รรมแบบอน่-ก์รมความเร�วส ง ท(างาน่ไดิ�บน่สายใยแก์�วหัร�อสายทองแดิงชื่น่�ดิ 4 เส�น่

FC ม) 2 ล�ก์ษณะ ค�อ arbitrated loop (FC-AL) ต�อไดิ�ถึ�ง 126 หัน่�วย และอ)ก์ชื่น่�ดิค�อ switch fabric ข้น่าดิใหัญ่�ซึ่��งอ�างต(�าแหัน่�งแบบ 24 บ�ตและใชื่�เป*น่พ�2น่ฐาน่ข้อง storage-area network

(SAN) ซึ่��งต�ออ-ปก์รณ�ไดิ�มาก์มายและย�ดิหัย-�น่มาก์

Page 49: Ch13 Disk Management

Disk Management 49

4.2 Network-Attached Storage (NAS)

Network-Attached Storage (NAS) เป*น่แหัล�งเก์�บข้�อม ลพ�เศษ ซึ่��งใหั�เคร��องคอมพ�วเตอร�สามารถึใชื่�งาน่

ไดิ�ผ่�าน่ทางเคร�อข้�าย เคร��องล ก์ข้�ายต�ดิต�อก์�บ NAS ผ่�าน่ก์ารเร)ยก์ค(าส��งข้�าม

เคร��อง (Remote Procedure Call : RPC) ก์ล�าวไดิ�ว�า NAS เป*น่โปรโตคอลก์ารต�ดิต�อดิ�สก์�ซึ่��งอย �บน่

เคร�อข้�าย และต�ดิต�อดิ�วย RPC บน่ TCP/IP น่�2น่เอง ม)ข้�อจั(าก์�ดิดิ�าน่ความเร�วใน่ก์ารร�บ-ส�ง ข้�อม ลเม��อเท)ยบก์�น่

ดิ�สก์�ท)�ตรงภายใน่คอมพ�วเตอร�

Page 50: Ch13 Disk Management

Disk Management 50

4.3 Storage Area Network (SAN) ข้�อเส)ยข้อง SAN ค�อ ก์ารท)�แหัล�งเก์�บข้�อม ลใชื่�เคร�อข้�าย

เดิ)ยวก์�น่ก์�บท)�ต�ดิต�อเคร��องล ก์ข้�าย ท(าใหั�ม)ข้�อจั(าก์�ดิดิ�าน่ประส�ทธิ�ภาพก์ารร�บส�งข้�อม ล

SAN เป*น่เคร�อข้�ายเฉพาะส(าหัร�บแหัล�งเก์�บข้�อม ล ซึ่��งแยก์ต�างหัาก์จัาก์เคร�อข้�ายข้�อม ลปก์ต�ท)�ต�อเคร��องแม�ข้�ายก์�บ

ล ก์ข้�าย โดิย SAN จัะเชื่��อมต�อเพ)ยงแหัล�งเก์�บข้�อม ล สน่�บสน่-น่ระบบปฏิ�บ�ต�ก์ารหัลายประเภทใหั�ใชื่�บร�ก์ารบน่เคร�อข้�ายเดิ)ยวก์�น่ ต�2งแต�เคร��องแม�ข้�ายข้น่าดิเล�ก์ใน่ระดิ�บ

พ)ซึ่)ไปจัน่ถึ�งเคร��องแม�ข้�ายข้น่าดิใหัญ่�ระดิ�บเมน่เฟรม

Page 51: Ch13 Disk Management

Disk Management 51

LAN/WAN

computer

computer

NAS

NAS

NAS

Network-Attached Storage (NAS)

Page 52: Ch13 Disk Management

Disk Management 52

LAN/WANLAN/WAN

1 U

client

client

client

server

server

Data server

RAID

Tape drive

6 U

Storage Area Network (SAN)

Page 53: Ch13 Disk Management

Disk Management 53

4.4 Infiniband เป*น่มาตรฐาน่ก์ารเชื่��อมต�อดิ�วยบ�สแบบอน่-ก์รมความเร�ว

ส งสองท�ศทางเพ��อลดิต�น่ท-น่และเวลาแฝง ความเร�ว 10 Gbps ท�2งสองท�ศทาง เหัมาะก์�บก์ารเชื่��อม

ต�อเคร��องแม�ข้�ายก์�บแหัล�งเก์�บข้�อม ลท)�อย �ระยะไก์ล มาตรฐาน่น่)2เพ��มความน่�าเชื่��อถึ�อและปร�บข้น่าดิไดิ�ดิ�วยเส�น่

ทางก์ารเชื่��อมต�อระหัว�างโหัน่ดิภายใน่แบบเสร�มซึ่�อน่ (redundant) ใชื่�ว�ธิ)ก์ารส�งสาร (message passing) ใน่ก์ารส��อสารระหัว�างโหัน่ดิ และม)โครงสร�างแบบสล�บสาย (switched fabric) ท(าใหั�อ-ปก์รณ�ต�างๆ ท)�ต�ออย �สามารถึใชื่�งาน่เคร�อข้�ายไดิ�พร�อมๆ ก์�น่

Page 54: Ch13 Disk Management

Disk Management 54

5. หัน่�วยเก์�บข้�อม ลชื่น่�ดิอ��น่แหัล�งเก์�บข้�อม ลท)�เก์�บข้�อม ลไว�ใน่ส��อท)�เคล��อน่ย�ายไป

มาไดิ�สะดิวก์ ไดิ�แก์ เทปแม�เหัล�ก์ แหัล�งเก์�บข้�อม ลประเภทใชื่�เทคโน่โลย)แสง

Page 55: Ch13 Disk Management

Disk Management 55

5.1 เทปแม�เหัล�ก์ เป*น่เทคโน่โลย)ท)�ม)ต�2งแต�ย-ดิแรก์เร��มข้องคอมพ�วเตอร� บรรจั-ข้�อม ลไดิ�ปร�มาณมาก์ และราคาต�อปร�มาณท)�บรรจั-ไดิ�

ถึ�อว�าถึ ก์มาก์เม��อเท)ยบก์�บชื่น่�ดิอ��น่ อ�ตราก์ารส�งข้�อม ลใก์ล�เค)ยงก์�บดิ�สก์� ก์ารเข้�าถึ�งเป*น่แบบเร)ยงล(าดิ�บต�อเน่��อง เคร��องอ�าน่ราคาแพงก์ว�าดิ�สก์�ท��วไป แต�ม�วน่เทปราคาถึ ก์

ก์ว�าดิ�สก์� ใชื่�เก์�บข้�อม ลมาก์ๆ ป.จัจั-บ�น่ใชื่�ส(ารองข้�อม ลจัาก์ดิ�สก์�เท�าน่�2น่

Page 56: Ch13 Disk Management

Disk Management 56

5.2 Optical Memory แผ่�น่ซึ่)ดิ)บ�น่ท�ก์เส)ยงหัร�อ Audio compact disk (Audio

CD ) ก์ารบ�น่ท�ก์ข้�อม ลข้องแผ่�น่ซึ่)ดิ)ท(าโดิยใชื่�แสงเลเซึ่อร�ความเข้�มส ง

ย�งลงบน่แผ่�น่พลาสต�ก์ polycarbonate ท(าใหั�เก์�ดิรอยเร)ยก์ว�า pit ซึ่��งเคล�อบสารสะท�อน่แสงซึ่��งม�ก์เป*น่อะล ม�เน่)ยมหัร�อทอง

ก์ารอ�าน่ข้�อม ลจัะใชื่�แสงเลเซึ่อร�ก์(าล�งต(�าจัาก์หั�วอ�าน่ย�งไปบน่แผ่�น่และสามารถึอ�าน่ค�าบ�ตต�างๆ ไดิ�จัาก์ก์ารสะท�อน่ท)�แตก์ต�างก์�น่ข้องพ�2น่ผ่�วก์�บรอย pit ไปย�งหัน่�วยร�บแสง (Photosensor)

เพ��อใหั�บรรจั-ข้�อม ลไดิ�มาก์ข้�2น่ ก์ารเร)ยวต�วข้อง pit จัะไม�เป*น่วง แต�จัะเป*น่เก์ล)ยวจัาก์จั-ดิศ น่ย�ก์ลางไปท)�ข้อบ

Page 57: Ch13 Disk Management

Disk Management 57

5.2 Optical Memory (ต�อ) ข้�อดิ) ค�อ ต�น่ท-น่ก์ารผ่ล�ตต(�าก์ว�าดิ�สก์�แม�เหัล�ก์ และสามารถึ

เคล��อน่ย�ายไดิ�สะดิวก์ ข้�อเส)ย ค�อ ข้�อม ลท)�บ�น่ท�ก์แล�วไม�สามารถึเปล)�ยน่แปลงไดิ�

อ�าน่ไดิ�อย�างเดิ)ยว และม)เวลาใน่ก์ารเข้�าถึ�งข้�อม ลท)�น่าน่ก์ว�า ดิ�สก์�แม�เหัล�ก์มาก์ น่�2น่ค�อประมาณคร��งว�น่าท)

Page 58: Ch13 Disk Management

Disk Management 58

5.2 Optical Memory (ต�อ) แผ่�น่ CD-ROM เป*น่ต�น่แบบใน่ก์ารผ่ล�ตส��อเก์�บข้�อม ล

ประเภทแสงอ)ก์หัลายอย�าง ดิ�งต�อไปน่)2 CD Recordable CD Rewritable Digital Versatile Disk หัร�อ DVD DVD-R, DVD-RW Magneto-Optical Disk (MO Disk)

Page 59: Ch13 Disk Management

Disk Management 59

6. ประส�ทธิ�ภาพ1. ความเร�ว2. ความเชื่��อถึ�อไดิ�ข้องข้�อม ล3. ราคา

Page 60: Ch13 Disk Management

Disk Management 60

7. ก์ารจั�ดิก์ารดิ�สก์�ก์ารเก์�บข้�อม ลคอมพ�วเตอร�ลงใน่ดิ�สก์�จัะต�องม)

ก์ระบวน่ก์ารจั�ดิก์ารเพ��อใหั�ผ่ �ใชื่�งาน่สะดิวก์สบาย งาน่เหัล�าน่)2เป*น่หัน่�าท)�ข้องระบบปฏิ�บ�ต�ก์ารและรวมเร)ยก์ว�าก์ารจั�ดิก์ารดิ�สก์� (disk management)

Page 61: Ch13 Disk Management

Disk Management 61

7.1 ก์ารแคชื่ชื่��ง เป*น่ก์ารใชื่�หัน่�วยความจั(าท(าหัน่�าท)�เป*น่แคชื่ใหั�ก์�บดิ�สก์� เพ��อ

ใหั�โปรเซึ่สใชื่�งาน่ข้�อม ลเหัล�าน่�2น่ไดิ�รวดิเร�วก์ว�าก์ารเข้�าถึ�งดิ�สก์�โดิยตรง

ชื่�วยชื่ะลอก์ารเข้)ยน่ข้�อม ลลงดิ�สก์� ก์ารออก์แบบดิ�สก์�แคชื่ม)ความส(าค�ญ่ น่�2น่ค�อข้น่าดิข้อง

ดิ�สก์�แคชื่จัะต�องไม�มาก์เก์�น่ไปจัน่ท(าใหั�ระบบข้าดิพ�2น่ท)�หัน่�วยความจั(าส(าหัร�บบรรจั-โปรเซึ่ส

ป.ญ่หัาค�อก์ารใชื่�แคชื่อาจัท(าใหั�เก์�ดิความไม�ต�องก์�น่ (inconsistency) ข้องข้�อม ลใน่ดิ�สก์�ก์�บใน่แคชื่บ�ฟเฟอร�ซึ่��งอย �ใน่หัน่�วยความจั(าอาจัลบเล�อน่ไดิ�

Page 62: Ch13 Disk Management

Disk Management 62

7.2 ก์ารจั�ดิร ปแบบดิ�สก์� ใน่ก์ารเก์�บข้�อม ลจัะต�องม)ก์ารแบ�งพ�2น่ท)�ออก์เป*น่ส�วน่ๆ

เพ��อใหั�หัน่�วยควบค-มดิ�สก์�อ�าน่และเข้)ยน่ไดิ� ซึ่��งระบบปฏิ�บ�ต�ก์ารจัะต�องม)ก์ารจั�ดิสรรพ�2น่ท)�เพ��อเก์�บข้�อม ล

ดิ�สก์�แต�ละแผ่�น่จัะต�องผ่�าน่ข้�2น่ตอน่ก์ารจั�ดิร ปแบบ (formatting) หัร�อจั�ดิโครงสร�างก์ารเก์�บข้�อม ลต�างๆ แบ�งออก์เป*น่ 3 ระดิ�บดิ�งน่)2

Page 63: Ch13 Disk Management

Disk Management 63

7.2 ก์ารจั�ดิร ปแบบดิ�สก์� (ต�อ)1 . การจัดร#ปแบบระดบล�าง (Low-level formatting)

หร�อระดบกายภาพิ่ เป*น่ก์ารแบ�งพ�2น่ท)�ข้องแผ่�น่ดิ�สก์�ออก์เป*น่ส�วน่ๆ (เซึ่�ก์เตอร� ) เพ��อใหั�

หัน่�วยควบค-ม (disk controller ) อ�าน่และเข้)ยน่ข้�อม ลไดิ� ดิ�สก์�ท��วไปจัะผ่�าน่ก์ระบวน่ก์ารจั�ดิร ปแบบระดิ�บล�างมาจัาก์โรงงาน่ผ่ล�ต สามารถึก์(าหัน่ดิข้น่าดิข้องพ�2น่ท)�เก์�บข้�อม ลใน่แต�ละเซึ่�ก์เก์ตอร�เป*น่

256, 512 และ 1024 ไบต�ไดิ� แต�ใน่บางระบบปฏิ�บ�ต�ก์ารจัะก์(าหัน่ดิใหั�ข้น่าดิเซึ่�ก์เตอร�คงท)�เป*น่ 512

ไบต�

Page 64: Ch13 Disk Management

Disk Management 64

7.2 ก์ารจั�ดิร ปแบบดิ�สก์� (ต�อ)2. การแบ�งพิ่าร�ต�ชัน (Partitioning)

ก์ารเก์�บข้�อม ลลงดิ�สก์� ระบบปฏิ�บ�ต�ก์ารจัะต�องม)ก์ารบ�น่ท�ก์โครงสร�างก์ารจั�ดิเก์�บลงไปบน่ดิ�สก์�

ข้�2น่ตอน่แรก์ค�อก์ารแบ�งดิ�สก์�ท�2งล ก์ออก์เป*น่ส�วน่ เร)ยก์ว�า พาร�ต�ชื่�น่ ซึ่��งหัมายถึ�งก์ล-�มข้อง cylinder ท)�ต�อเน่��องก์�น่

ระบบปฏิ�บ�ต�ก์ารจัะมองแต�ละพาร�ต�ชื่�น่เสม�อน่เป*น่ดิ�สก์�แยก์ก์�น่ พาร�ต�ชื่�น่หัน่��งจัะเก์�บระบบปฏิ�บ�ต�ก์าร อ)ก์พาร�ต�ชื่�น่จัะเก์�บไฟล�ต�างๆ ข้อง

ผ่ �ใชื่� (เชื่�น่ ไดิร�ฟ C:, D:) ม)ประโยชื่น่� ค�อ ลดิโอก์าสเส)ยหัายข้องข้�อม ลหัาก์ระบบปฏิ�บ�ต�ก์ารเก์�ดิ

ความเส)ยหัาย

Page 65: Ch13 Disk Management

Disk Management 65

7.2 ก์ารจั�ดิร ปแบบดิ�สก์� (ต�อ)3. การจัดร#ปแบบระดบตรรกะ

หัล�งจัาก์แบ�งพาร�ต�ชื่�น่แล�วก์�เป*น่ก์ารจั�ดิก์ารโครงสร�างข้องระบบไฟล� (file system)

ระบบปฏิ�บ�ต�ก์ารจัะบ�น่ท�ก์ข้�อม ลโครงสร�างเร��มต�น่ข้องระบบไฟล�ลงใน่พาร�ต�ชื่�น่ท)�ก์(าหัน่ดิ ข้�อม ลเหัล�าน่)2ไดิ�แก์� ก์ารแบ�งพ�2น่ท)�แต�ละพาร�ต�ชื่�น่ออก์เป*น่บล�อก์ และก์ารจั�ดิสรรบล�อก์ต�างๆ เหัล�าน่)2ใหั�ก์�บไฟล�แต�ละไฟล�

ม)ระบบไดิเรคทอร)ท(าหัน่�าท)�เป*น่แผ่น่ท)บอก์ต(าแหัน่�งข้องแต�ละไฟล�ใน่พาร�ต�ชื่�น่

Page 66: Ch13 Disk Management

Disk Management 66

7.3 Boot Block ก์ารเร��มต�น่ท(างาน่ข้องคอมพ�วเตอร�แต�ละคร�2ง ต�องม)ชื่-ดิค(าส��ง

พ�เศษ เร)ยก์ว�า bootstrap ท(าหัน่�าท)�ส� �งใหั�อ-ปก์รณ�ต�างๆ ใน่เคร��องเร��มต�น่ท(างาน่

เป*น่โปรแก์รมท)�ไม�ยาวและเก์�บไว�ใน่หัน่�วยความจั(าท)�อ�าน่ไดิ�อย�างเดิ)ยว (ROM) ใชื่�งาน่ไดิ�ท�น่ท)�เม��อป9อน่ไฟเข้�า และปลอดิภ�ยจัาก์ไวร�สเน่��องจัาก์อ�าน่ไดิ�อย�างเดิ)ยว แต�ก์ารอ�าน่ไดิ�อย�างเดิ)ยวท(าใหั�ปร�บปร-งล(าบาก์

โปรแก์รม bootstrap ข้องระบบปฏิ�บ�ต�ก์ารจัะเก์�บใน่ดิ�สก์�ภายใน่พาร�ต�ชื่�น่ท)�เร)ยก์ว�า boot block ซึ่��งม)ต(าแหัน่�งแน่�น่อน่บน่ดิ�สก์�

ดิ�สก์�ท)�ม) boot block เร)ยก์ว�า boot disk หัร�อ system disk

Page 67: Ch13 Disk Management

Disk Management 67

7.4 Bad Block เราเร)ยก์เซึ่ก์เตอร�หัร�อก์ล-�มข้องเซึ่ก์เตอร�ท)�เส)ยหัายใชื่�ก์าร

ไม�ไดิ�ว�าบล�อก์เส)ย (bad block) ดิ�สก์�ประเภท IDE ก์ารจั�ดิก์ารบล�อก์เส)ย ผ่ �ใชื่�ร�วมก์�บระบบ

ปฏิ�บ�ต�ก์ารจัะจั�ดิก์ารเอง MSDOS และ ว�น่โดิว�ซึ่��งจั�ดิโครงสร�างไฟล�ส(าหัร�บพาร�ต�

ชื่�น่น่�2น่ จัะท(าก์ารค�น่หัาว�าบล�อก์ใดิเส)ยหัาย หัาก์พบจัะบ�น่ท�ก์ลงใน่ file allocation table (FAT) ข้องบล�อก์น่�2น่เพ��อป9องไม�ใหั�ใชื่�บล�อก์น่�2น่อ)ก์

Page 68: Ch13 Disk Management

Disk Management 68

7.5 พ�2น่ท)�สว�อบ งาน่ท)�ส(าค�ญ่อ)ก์อย�างค�อ ก์ารจั�ดิก์ารพ�2น่ท)�สว�อบ (swap

space management) ซึ่��งใชื่�เป*น่อย�างมาใน่หัน่�วยความจั(าเสม�อน่ (Virtual memory)

ระบบปฏิ�บ�ต�ก์ารอาจัใชื่�พ�2น่ท)�ส�วน่น่)2ใน่ก์ารเก์�บโปรเซึ่สท�2งโปรเซึ่สใน่ก์ารท(าสว�อบเพ��มเพ��มจั(าน่วน่โปรเซึ่สใน่ระบบ หัร�อใชื่�ใน่ก์ารเก์�บแต�ละเพจัใน่ระบบเพจัเสม�อน่

พ�2น่ท)�สว�อบม)ข้น่าดิเล�ก์หัร�อใหัญ่�ข้�2น่ก์�บหัลายป.จัจั�ย ท�2งข้น่าดิข้องหัน่�วยความจั(าแท�จัร�ง ข้น่าดิข้องหัน่�วยความจั(าเสม�อน่

Page 69: Ch13 Disk Management

Disk Management 69

7.5 พ�2น่ท)�สว�อบ (ต�อ) ก์ารก์(าหัน่ดิพ�2น่ท)�สว�อบน่�อยไปอาจัท(าใหั�โปรเซึ่สต�องส�2น่ส-ดิ

ก์ารท(างาน่ก์�อน่ก์(าหัน่ดิหัร�อระบบล�มไดิ� ถึ�าหัาก์พ�2น่ท)�สว�อบใหัญ่�ไปก์�จัะส�2น่เปล�อง

ต(าแหัน่�งพ�2น่ท)�สว�อบใน่ดิ�สก์�ม) 2 ล�ก์ษณะ ค�อ1 . เป3นส�วนหน��งข้องระบบไฟล�ปกต�

ง�ายใน่ก์ารสร�าง ค�น่หัา ก์(าหัน่ดิชื่��อ และพ�2น่ท)�เป*น่ต�น่ ประส�ทธิ�ภาพไม�ค�อยดิ)เน่��องจัาก์โครงสร�างข้องไดิเรคทอร)และก์ารจั�ดิสรร

ต(าแหัน่�งบน่ดิ�สก์�ข้องไฟล�ใน่ระบบไฟล�ท(าใหั�เก์�ดิก์ารเข้�าถึ�งดิ�สก์�หัลายคร�2งเก์�น่ความจั(าเป*น่

2. แยกพิ่าร�ต�ชันต�างหาก ต�วจั�ดิก์ารพ�2น่ท)�สว�อบจัะจั�ดิสรรบล�อก์ใน่ดิ�สก์�ใหั�เอง ค(าน่�งถึ�งความเร�วมาก์ก์ว�าประส�ทธิ�ภาพก์ารใชื่�พ�2น่ท)�