RAID-массивы. Что это такое и зачем они нужны?
Жесткий диск – одна из необходимых для работы компьютера частей. И, как любая из запчастей, жесткий диск не застрахован от сбоев, а быстродействие его может оставлять желать лучшего. Снижение быстродействия жесткого диска может пагубно сказаться на быстродействии всей системы в общем, а даже незначительные сбои могут стать причиной безвозвратного уничтожения данных.
В стремлении повысить надежность работы и скорость чтения/записи, были созданы RAID-массивы. Аббревиатура RAID расшифровывается, как «избыточный массив независимых дисков». Данная технология позволила использовать несколько независимых жестких дисков, соединенных скоростными магистралями и управляемых специальным контроллером, совместная работа которых значительно увеличила устойчивость к ошибкам и/или быстродействие всей системы, при том, что снаружи этот массив выглядит одним цельным устройством. Сфера применения не ограничивается промышленными серверами, где скорость и надёжность играет огромную роль: рейд-массив также органично впишется в архитектуру обычного настольного компьютера.
В современных компьютерах возможность создания RAID-массивов стала реальной благодаря встраиванию во многие модели материнских плат специальных контроллеров. Также рейд-массив можно составить, как отдельное устройство, но заострять на этом внимание мы не будем.
Существует несколько типов конфигурации (уровней) рейд-массивов, в зависимости от выбора которого будет достигнут разный эффект. Также в различных конфигурациях будет отличаться количество используемых дисков и принцип их взаимодействия. Вариантов уровней на сегодняшний день не мало, но, чтобы понять принцип работы рейд-массивов, рассмотрим несколько распространенных конфигураций.
Типы конфигураций (уровней) рейд-массивов
RAID-0 (striping), он же массив нулевого уровня или «нулевой массив». Данный уровень на порядок повышает скорость работы с дисками, но не обеспечивает дополнительной отказоустойчивости. На самом деле, эта конфигурация является рейд-массивом сугубо формально, ведь при такой конфигурации отсутствует избыточность.
Запись в такой связке происходит блоками, поочерёдно записываемыми на разные диски массива. Главным минусом здесь является ненадёжность хранения данных: при выходе из строя одного из дисков массива, вся информация уничтожается. Почему так получается? А получается это потому, что каждый файл может быть записан блоками сразу на несколько винчестеров, и при неисправности любого из них нарушается целостность файла, а, следовательно, восстановить его не является возможным. Если вы цените быстродействие и регулярно делаете бэкапы, то этот уровень массива можно применять на домашнем ПК, что даст ощутимый прирост в производительности.
RAID-1 (mirroring) – «зеркальный режим». Можно назвать этот уровень RAID-массивов уровнем для параноиков: этот режим почти не даёт никакого прироста к производительности системы, но абсолютно защищает ваши данные от повреждения. Даже выведя из строя один из дисков, точная копия утраченного будет храниться на другом диске. Этот режим, как и первый, также можно реализовать на домашнем ПК людям, чрезвычайно дорожащим данными на их дисках.
В целом, реализация рейд-массива пятого уровня обеспечивает достаточно высокую скорость доступа, параллельный доступ к различным файлам и хорошую отказоустойчивость.Одним из простых примеров такого симбиоза является RAID-10, совмещающий в себе RAID-1 и RAID-0. Этот уровень совмещает в себе зеркальность и поочерёдный доступ к дискам, повышая одновременно и производительность, и надежность хранения данных. Единственным замечанием будет то, что для полноценной работы этого режима требуется от 4 жестких дисков.
Мы рассмотрели лишь 4 конфигурации рейд-массивов, чего вполне достаточно, чтобы понять принципы их работы и очевидные плюсы использования.Виды и типы RAID массивов, программные и аппаратные рэйд-массивы
В работе с дисковыми подсистемами IT-специалисты часто сталкиваются с двумя основными проблемами.
- Первая – это низкая скорость чтения / записи, иногда даже скоростей SSD-диска бывает недостаточно.
- Вторая – выход дисков из строя, а значит и потеря данных, восстановление которых бывает невозможно.
Обе эти проблемы решаются с помощью технологии RAID (redundant array of independent disks — избыточный массив независимых дисков) – технологии виртуального хранения данных, объединяющей несколько физических дисков в один логический элемент.
В зависимости от выбранной спецификации RAID, могут быть повышены скорость чтения / записи и/или уровень защищенности от потери данных.
Существуют следующие уровни спецификации RAID: 1,2,3,4,5,6,0. Кроме того, существуют комбинации: 01,10,50,05,60,06. В этой статье рассмотрим самые распространенные типы RAID-Массивов. Но в начале скажем, что существуют аппаратные и программные RAID-массивы.
Аппаратные и программные RAID-массивы
- Программные массивы создаются уже после установки Операционной Системы средствами программных продуктов и утилит, что и является главным недостатком таких дисковых массивов.
- Аппаратные RAID’ы создают дисковый массив до установки Операционной системы и от неё не зависят.
Очевидно, рекомендуется использовать именно аппаратный RAID.
Перейдем к рассмотрению основных типов RAID-массивов.
RAID 1
RAID 1 (также называют «Mirror» — Зеркало) предполагает полное дублирование данных с одного физического диска на другой.
К недостаткам RAID 1 можно отнести то, что вы получаете в два раза меньше дискового пространства. Т.е. ели вы используете ДВА диска по 250 Гб, то система будет видеть всего ОДИН размером 250 Гб. Данный вид RAID не дает выигрыша в скорости, но значительно повышает уровень отказоустойчивости, ведь если один диск выйдет из строя, всегда есть его полная копия. Запись и стирание с дисков происходит одновременно. Если информация была намеренно удалена, то возможности восстановить её с другого диска уже не будет.
RAID 0
RAID 0 (также называют «Striping» — Чередование) предполагает разделение информации на блоки и одновременная запись разных блоков на разные диски.
Такая технология повышает скорость чтения/записи, позволяет пользователю использовать полный суммарный объем дисков, однако понижает отказоустойчивость, вернее сводит её на ноль. Так, в случае выхода из строя одного из дисков, восстановить информацию будет практически невозможно. Для сборки RAID 0 рекомендуется использовать исключительно высоконадежные диски.
RAID 5
RAID 5 можно назвать более усовершенствованным RAID 0. Можно использовать от 3 жестких дисков. На все, кроме одного записывается рейд 0, а на последний специальная контрольная сумма, что позволяет сохранить информацию на винчестерах в случае «смерти» одного из них (но не более одного). Скорость работы такого массива высокая. На восстановление информации в случае замены диска потребуется много времени.
RAID 2, 3, 4
Это способы распределенного хранения информации с использованием дисков, выделенных под коды четности. Отличаются друг от друга только размерами блока.
На практике практически не используются в связи с необходимостью отдавать большую долю дисковой емкости под хранение кодов ЕСС и/или четности, а также в связи с невысокой производительностью.
RAID 10
Является миксом RAID массивов 1 и 0. И объединяет в себе плюсы от каждого: высокая производительность и высокая отказоустойчивость.
Массив обязательно содержит четное количество дисков (минимум 4) и является самым надежным вариантом сохранения информации. Недостатком является высокая стоимость дискового массива: эффективная емкость составит половину от общей емкости дискового пространства.
RAID 50
Является миксом RAID массивов 5 и 0. Строится RAID 5, но его составляющими будут не самостоятельные жесткие диски, а массивы RAID 0.
Особенности
В случае, когда происходит поломка РЕЙД-контроллера, восстановить информацию практически невозможно (не относится к «Зеркалу»). Даже если купить точно такой же контроллер, высока вероятность, что RAID будет собран из других секторов диска, а значит информация на дисках будет потеряна.
Практические советы
Как правило, диски для настройки RAID закупают одной партией. Соответственно и срок работы у них может быть примерно одинаковый. На этот случай рекомендуется сразу, в момент закупки дисков для массива закупить некоторый избыток. Например, для настройки RAID 10 из 4 дисков — стоит купить 5 дисков. Так, в случае выхода из строя одного из них, вы сможете оперативно заменить его на новый до того, как «посыпятся» другие диски.
Выводы
На практике чаще всего используют только три вида RAID-массивов. Это RAID 1, RAID 10 и RAID 5.
С точки зрения соотношения стоимость / производительность / отказоустойчивость рекомендуется использовать:
- RAID 1 (зеркалирование) для формирования дисковой подсистемы для пользовательских операционных систем.
- RAID 10 для данных, имеющих высокие требования к скорости записи и чтения. Например, для хранения баз 1С:Предприятие, почтового сервера, AD.
- RAID 5 используют для хранения файловых данных.
Идеальным серверным решением по мнению большинства системных администраторов является сервер с шестью дисками. Два диска «зеркалируют» и на RAID 1 устанавливается операционная система. Четыре оставшихся диска объединяют в RAID 10 для быстрой, безотказной, надежной работы системы.
RAID для «чайников» и не только
KDV, iBase.ru, 26.11.2004, последнее обновление – 27.02.2009.
В интернете есть масса статей с описанием RAID. Например, эта описывает все очень подробно. Но как обычно, читать все не хватает времени, поэтому надо что-нибудь коротенькое для понимания – а надо оно или нет, и что лучше использовать применительно к работе с СУБД (InterBase, Firebird или что то иное – на самом деле все равно). Перед вашими глазами – именно такой материал.
Примечание.
В первом приближении RAID это объединение дисков в один массив. SATA, SAS, SCSI, SSD – неважно. Более того, практически каждая нормальная материнская плата сейчас поддерживает возможность организации SATA RAID. Пройдемся по списку, какие бывают RAID и зачем они. (Хотел бы сразу заметить, что в RAID нужно объединять одинаковые диски. Объединение дисков от разных производителей, от одного но разных типов, или разных размеров – это баловство для человека, сидящего на домашнем компьютере).
RAID 0 (Stripe)
Грубо говоря, это последовательное объединение двух (или более) физических дисков в один «физический» диск. Годится разве что для организации огромных дисковых пространств, например, для тех, кто работает с редактированием видео. Базы данных на таких дисках держать нет смысла – в самом деле, если даже у вас база данных имеет размер 50 гигабайт, то почему вы купили два диска размером по 40 гигабайт, а не 1 на 80 гигабайт? Хуже всего то, что в RAID 0 любой отказ одного из дисков ведет к полной неработоспособности такого RAID, потому что данные записываются поочередно на оба диска, и соответственно, RAID 0 не имеет средств для восстановления в случае сбоев.
Конечно, RAID 0 дает ускорение в работе из-за чередования чтения/записи.
RAID 0 часто используют для размещения временных файлов.
RAID 1 (Mirror)
Зеркалирование дисков. Если Shadow в IB/FB это программное зеркалирование (см. Operations Guide.pdf), то RAID 1 – аппаратное зеркалирование, и ничего более. Упаси вас от использования программного зеркалирования средствами ОС или сторонним ПО. Надо или «железный» RAID 1, или shadow.При сбое тщательно проверяйте, какой именно диск сбойнул. Самый частый случай погибания данных на RAID 1 – это неверные действия при восстановлении (в качестве «целого» указан не тот диск).
Насчет производительности – по записи выигрыш 0, по чтению – возможно до 1.5 раз, т. к. чтение может производиться «параллельно» (поочередно с разных дисков) . Для баз данных ускорение мало, в то время как при параллельном обращении к разным (!) частям (файлам) диска ускорение будет абсолютно точно.
RAID 1+0
Под RAID 1+0 имеют в виду вариант RAID 10, когда два RAID 1 объединяются в RAID 0.
Вариант, когда два RAID 0 объединяются в RAID 1 называется RAID 0+1, и «снаружи» представляет собой тот же RAID 10.RAID 2-3-4
Эти RAID являются редкими, т. к. в них используются коды Хэмминга, либо разбиение байт на блоки + контрольные суммы и т. п., но общее резюме таково – эти RAID дают только надежность, при 0-вом увеличении производительности, и иногда даже ее ухудшении.RAID 5
Для него нужно минимально 3 диска. Данные четности распределяются по всем дискам массива
п.).Вообще RAID 5 раньше был наиболее часто используемым массивом дисков для работы с СУБД. Сейчас такой массив можно организовать и на SATA дисках, причем он получится существенно дешевле, чем на SCSI. Цены и контроллеры вы можете посмотреть в статьях
Причем, следует обратить внимание на объем покупаемых дисков – например, в одной из упомянутых статей RAID5 собирается из 4-х дисков объемом 34 гиг, при этом объем «диска» получается 103 гигабайта.
Тестирование пяти контроллеров SATA RAID – http://www.thg.ru/storage/20051102/index.html.
Adaptec SATA RAID 21610SA в массивах RAID 5 – http://www.ixbt.com/storage/adaptec21610raid5.shtml.
Почему RAID 5 — это плохо — https://geektimes.ru/post/78311/
Внимание! При закупке дисков для RAID5 обычно берут 3 диска, по минимуму (скорее из-за цены). Если вдруг по прошествии времени один из дисков откажет, то может возникнуть ситуация, когда не удастся приобрести диск, аналогичный используемым (перестали выпускаться, временно нет в продаже, и т.
п.). Поэтому более интересной идеей кажется закупка 4-х дисков, организация RAID5 из трех, и подключение 4-го диска в качестве резервного (для бэкапов, других файлов и прочих нужд).
Есть интересное мнение по поводу «непригодности» RAID5 для баз данных. Как минимум его можно рассматривать с той точки зрения, что для получения хорошей производительности RAID5 необходимо использовать специализированный контроллер, а не то, что есть по умолчанию на материнской плате.
Статья RAID-5 must die. И еще о потерях данных на RAID5.
Примечание. На 05.09.2005 стоимость SATA диска Hitachi 80Gb составляет 60 долларов.
RAID 10, 50
Дальше идут уже комбинации из перечисленных вариантов. Например, RAID 10 это RAID 0 + RAID 1. RAID 50 – это RAID 5 + RAID 0.
Интересно, что комбинация RAID 0+1 в плане надежности оказывается хуже, чем RAID5. В копилке службы ремонта БД есть случай сбоя одного диска в системе RAID0 (3 диска) + RAID1 (еще 3 таких же диска). При этом RAID1 не смог «поднять» резервный диск. База оказалась испорченной без шансов на ремонт.
Для RAID 0+1 требуется 4 диска, а для RAID 5 – 3. Подумайте об этом.
RAID 6
В отличие от RAID 5, который использует четность для защиты данных от одиночных неисправностей, в RAID 6 та же четность используется для защиты от двойных неисправностей. Соответственно, процессор более мощный, чем в RAID 5, и дисков требуется уже не 3, а минимум 5 (три диска данных и 2 диска контроля четности). Причем, количество дисков в raid6 не имеет такой гибкости, как в raid 5, и должно быть равно простому числу (5, 7, 11, 13 и т. д.)Допустим одновременный сбой двух дисков, правда, такой случай является весьма редким.
По производительности RAID 6 я данных не видел (не искал), но вполне может быть, что из-за избыточного контроля производительность может быть на уровне RAID 5.
См. неплохую статью про RAID 6.
Rebuild time
У любого массива RAID, который остается работоспособным при сбое одного диска, существует такое понятие, как rebuild time. Разумеется, когда вы заменили сдохший диск на новый, контроллер должен организовать функционирование нового диска в массиве, и на это потребуется определенное время.Во время «подключения» нового диска, например, для RAID 5, контроллер может допускать работу с массивом. Но скорость работы массива в этом случае будет весьма низкой, как минимум потому, что даже при «линейном» наполнении нового диска информацией запись на него будет «отвлекать» контроллер и головки диска на операции синхронизации с остальными дисками массива.
Время восстановления функционирования массива в нормальном режиме напрямую зависит от объема дисков. Например, Sun StorEdge 3510 FC Array при размере массива 2 терабайта в монопольном режиме делает rebuild в течение 4.5 часов (при цене железки около $40000). Поэтому, при организации массива и планировании восстановления при сбое нужно в первую очередь думать именно о rebuild time.
Если ваша база данных и бэкапы занимают не более 50 гигабайт, и рост в год составляет 1-2 гигабайта, то вряд ли имеет смысл собирать массив из 500-гигабайтных дисков. Достаточно будет и 250-гигабайтных, при этом даже для raid5 это будет минимум 500 гигабайт места для размещения не только базы данных, но и фильмов. Зато rebuild time для 250 гигабайтных дисков будет примерно в 2 раза меньше, чем для 500 гигабайтных.
Резюме
Получается, что самым осмысленным является использование либо RAID 1, либо RAID 5. Однако, самая частая ошибка, которую делают практически все – это использование RAID «подо все». То есть, ставят RAID, на него наваливают все что есть, и … получают в лучшем случае надежность, но никак не улучшение производительности.Еще часто не включают write cache, в результате чего запись на raid происходит медленнее, чем на обычный одиночный диск. Дело в том, что у большинства контроллеров эта опция по умолчанию выключена, т.к. считается, что для ее включения желательно наличие как минимум батарейки на raid-контроллере, а также наличие UPS.
Текст
В старой статье hddspeed.htmLINK (и в doc_calford_1.htmLINK) показано, как можно получить существенное увеличение производительности путем использования нескольких физических дисков, даже для IDE. Соответственно, если вы организуете RAID – положите на него базу, а остальное (temp, OS, виртуалка) делайте на других винчестерах. Ведь все равно, RAID сам по себе является одним «диском», пусть даже и более надежным и быстродействующим.
признан устаревшим. Все вышеупомянутое вполне имеет право на существование на RAID 5. Однако перед таким размещением необходимо выяснить – каким образом можно делать backup/restore операционной системы, и сколько по времени это будет занимать, сколько времени займет восстановление «умершего» диска, есть ли (будет ли) под рукой диск для замены «умершего» и так далее, т. е. надо будет заранее знать ответы на самые элементарные вопросы на случай сбоя системы.
Я все-таки советую операционную систему держать на отдельном SATA-диске, или если хотите, на двух SATA-дисках, связанных в RAID 1.
В любом случае, располагая операционную систему на RAID, вы должны спланировать ваши действия, если вдруг прекратит работать материнская плата – иногда перенос дисков raid-массива на другую материнскую плату (чипсет, raid-контроллер) невозможен из-за несовместимости умолчательных параметров raid.
Размещение базы, shadow и backup
Несмотря на все преимущества RAID, категорически не рекомендуется, например, делать backup на этот же самый логический диск. Мало того что это плохо влияет на производительность, но еще и может привести к проблемам с отсутствием свободного места (на больших БД) – ведь в зависимости от данных файл backup может быть эквивалентным размеру БД, и даже больше. Делать backup на тот же физический диск – еще куда ни шло, хотя самый оптимальный вариант – backup на отдельный винчестер.Объяснение очень простое. Backup – это чтение данных из файла БД и запись в файл бэкапа. Если физически все это происходит на одном диске (даже RAID 0 или RAID 1), то производительность будет хуже, чем если чтение производится с одного диска, а запись – на другой.
Еще больше выигрыш от такого разделения – когда backup делается во время работы пользователей с БД.
То же самое в отношении shadow – нет никакого смысла класть shadow, например, на RAID 1, туда же где и база, даже на разные логические диски. При наличии shadow сервер пишет страницы данных как в файл базы так и в файл shadow. То есть, вместо одной операции записи производятся две. При разделении базы и shadow по разным физическим дискам производительность записи будет определяться самым медленным диском.
Обсудить статью на форуме
RAID-массивы. Оборудование, необходимое для их построения
Основное предназначение дисковых массивов — обеспечивать надежное хранение информации на жестких дисках серверов. Название RAID значит – избыточный массив независимых дисков. Главным принципом работы RAID является массив, который создан из дисковых накопителей сервера, он управляется специальным контроллером и определяется системой как один логический диск.
Уровнями RAID массива называют разные конфигурации его построения, которые отличаются алгоритмом работы и стоимостью оборудования.
Уровни массива отвечают за улучшение разных характеристик: за надежность, скорость.
Основные варианты построения RAID
Уровень 0. При помощи контроллера данные поступают параллельно на все диски массива увеличивая скорость их передачи, но при этом снижается надежность.
Уровень 1. Делается зеркальная запись информации на диски, резервный диск дублирует информацию, поступающую на основной. При поломке одного из дисков данные остаются сохранены, этот уровень повышает надежность, но возрастает избыточность.
Уровень 2. На нем применен принцип RAID 0, код Хэмминга исправляющий ошибки. Данные разбиваются на части по 1 биту, число жестких дисков равно битам в слове контрольной суммы. Этот способ имеет недостатки связанные с избыточную.
Уровень 3. Массив N дисков, данные пишутся на один диск, еще один предназначен для записи контрольной информации о четности. При поломке одного из них информация восстанавливается с помощью данных о четности из других дисков.
Избыточность здесь небольшая, скорость и надежность высокая.
Уровень 4. На нем применяется принцип RAID3, кроме того, что на нем данные делятся на блоки. Он имеет высокую производительность при запросе, но низкую скорость записи данных.
Уровень 5. Популярный, похожий на 4 и 5 RAID, но контрольная информация о четности распределяется по всем дискам массива. Емкость этого массива равна сумме объемов всех дисков, которые включены в него, минус емкость одного диска.
Уровень 6. Похож на RAID5, но в нем контрольные суммы вычисляются двумя разными способами, а это позволяет сохранить рабочее состояние при поломке двух накопителей. Отказоустойчивость на нем большая, но падает скорость записи.
Уровень 7. Этот массив основан на RAID4, но производитель применил микропроцессор управляемый операционной системой SOS, что заметно повышает скорость передачи информации, однако эта система дорогая и сложная в реализации.
Уровень 10. Совмещает в себе RAID0 и 1, им представлен массив нулевого уровня, его сегментом являются массивы 1 уровня. В этом случае получается высокая производительность, отказоустойчивость.
Уровень 30. Совмещает RAID 0 и 3, сегментами уровня 0 являются массивы с 3-го. Повышается производительность, отказоустойчивость, но стоимость его реализации высока.
Уровень 50. Это совмещение RAID 0 и 5, он имеет те же преимущества и недостатки, что и предыдущий уровень.
В комплект оборудования с серверами HP Proliant входит:
- RAID-контроллер от HP Smart Array E200/64 поддерживающий 0, 1 и 10 уровни, 8 портов SAS;
- Контроллер P400/256Mb поддерживающий 0, 10, 5,6 уровни и 8 SAS портов;
- P800/ 512 BBWC поддерживает 0, 10, 5, 6 уровни и 16 портов SAS.
Эта информация поможет ориентироваться в своих потребностях и создать бизнес без лишних затрат и потерь.
Что такое RAID-массив?
- – Автор: Игорь (Администратор)
В данной статье я рассмотрю что такое RAID-массивы и для чего они применяются, а так же приведу небольшую справку об их видах.
Примечание: В конце статьи есть достаточно подробное видео, где поясняются многие технические аспекты.
Большинству обычных домашних пользователей вполне достаточно иметь один большой жесткий диск для обыденных задача и внешний диск (флешку) под резервные копии важных данных. И тут все логично, так как особых изысков не требуется. Но, когда речь заходит о каких-то нагрузочных задачах или необходимости в отказоустойчивости, то такая организация хранения данных просто не подходит и поэтому применяют RAID-массивы.
Одной из проблем является то, что скорости чтения и записи данных жестких дисков просто не поспевают за остальным оборудованием. Другая проблема заключается в том, что может требоваться наличие возможности моментально восстановить и продолжить использование информации. Простыми словами. У вас может быть супер мощный процессор, быстрая оперативная память, мощная видеокарта, которую так же можно использовать для вычислений (порой с помощью видеокарт вычисляют сложные математические алгоритмы), но все это будет не важно, если жесткий диск попросту не будет за ними успевать или же при длительных нагрузках диски будут выходить из строя и не будет так называемой «горячей замены».
Примечание: Под горячей заменой подразумевается дублирующее оборудование, которое можно использовать сразу же после обнаружения ошибки в основном оборудовании.
Поэтому в свое время, еще в 1987 году, были предложены различные схемы организации жестких дисков таким образом, чтобы можно было существенно увеличить производительность или же отказоустойчивость.
Ими и стали RAID-массивы.
По сути, RAID-массивы представляют собой связку идентичных жестких дисков, используемых параллельно с некой зашитой логикой распределения данных. Идентичных из-за особенностей самих схем и потому, что алгоритмы могут подразумевать расширение и замену изношенных дисков.
Чтобы лучше понять, рассмотрим несколько видов.
Виды RAID-массивов
Детально я рассмотрю всего два вида RAID-массивов, так как они являются понять основные предназначения.
RAID-0 или так же известный как страйп (чередование). Суть данного RAID-массива заключается в существенном повышении производительности за счет параллельного использования нескольких дисков для записи и чтения. Более простыми словами, используются два или более диска одинаковой размерности и характеристик. Вся записываемая информация делится по блокам по количеству дисков, а затем эти блоки параллельно записываются сразу на все жесткие диски. Таким образом, в теории вы можете получить увеличение скорости до N-раз, где N — это количество дисков.
В практике, этот предел, конечно, не достигается, однако скорость все равно существенно увеличивается. Основным минусом данного RAID-массива является то, что поломка одного жесткого диска может означать потерю всех данных.
RAID-1 или так же известный как зеркальный. Суть данного RAID-массива заключается в повышении отказоустойчивости путем параллельной записи одной и той же информации на несколько дисков. Простыми словами, один диск является основным и хранит все нужные данные, а остальные жесткие диски представляют собой его полные копии. При этом вся информация актуальна в реальном времени. Так что если один из дисков вдруг будет поврежден, то все данные будут сохранены и можно будет продолжать выполнять дальнейшие действия без остановки.
Кроме RAID-0 и RAID-1 есть и другие виды. Вот их перечисление (со временем, будут появляться и другие, так что этот список не претендует на полноту):
- RAID 0 — дисковый массив повышенной производительности с чередованием, без отказоустойчивости
- RAID 1 — зеркальный дисковый массив
- RAID 2 зарезервирован для массивов, которые применяют код Хемминга
- RAID 3 и 4 — дисковые массивы с чередованием и выделенным диском чётности
- RAID 5 — дисковый массив с чередованием и «невыделенным диском чётности»
- RAID 6 — дисковый массив с чередованием, использующий две контрольные суммы, вычисляемые двумя независимыми способами
- RAID 10 — массив RAID 0, построенный из массивов RAID 1
- RAID 50 — массив RAID 0, построенный из массивов RAID 5
- RAID 60 — массив RAID 0, построенный из массивов RAID 6.
Теперь, вы знаете что такое RAID-массив и для чего они могут применяться. А вот так же более детальное видео:
☕ Хотите выразить благодарность автору? Поделитесь с друзьями!
- Что такое файрвол
- Что такое компьютерная мышь?
Добавить комментарий / отзыв
Что такое RAID-массив и зачем он нужен | Сетевые хранилища NAS | Блог
В системах хранения данных критически важны сохранность и время восстановления в случае сбоя. Свою ценность, а в некоторых задачах и более высокую, имеет скорость работы накопителей. Использование RAID-массивов в различных конфигурациях — это поиск компромисса между перечисленными параметрами.
RAID — это технология объединения двух и более накопителей в единый логический элемент с целью повышения производительности и (или) отказоустойчивости отдельно взятого элемента массива.
RAID-массивы классифицируются по следующим параметрам:
- по исполнению RAID контроллера;
- по типам поддерживаемых интерфейсов накопителей;
- по поддерживаемым уровням RAID.
RAID-контроллеры: аппаратные и не очень
По исполнению контроллеры делятся на программные и аппаратные. Программные реализуются непосредственно средствами операционной системы или на уровне материнской платы. Последние также известны как интегрированные, а также Fake-RAID. Они работают быстрее чисто софтверных решений за счет специального чипа для управления массивом. Недавно публиковался текст о развертывании таких технологий. Дополнительной железки при этом никакой нет и в любом случае будут использоваться ресурсы вычислительной машины.
Аппаратные RAID-контроллеры выполняются в форм-факторе платы PCIe либо в составе внешнего автономного устройства — дискового массива.
Они имеют на борту собственные процессор, память, BIOS и специальный интерфейс для конфигурации.
Платы PCIe также комплектуются дополнительными модулями, сохраняющими данные, если произойдет сбой в электропитании: BBU с Li-Ion аккумулятором и ZMCP на базе суперконденсатора.
Оба модуля позволяют сделать сэйв содержимого кэша. После восстановления работы эти данные будут немедленно записаны на диск. Дисковый массив, будучи автономным, располагает собственными блоком питания и системой охлаждения.
Накопители подключаются к плате либо кабелями напрямую, либо через платы расширения. Автономные дисковые массивы содержат все накопители внутри себя, а наружу смотрит все тот же интерфейс PCIe (есть и другие варианты, например, USB 3.2 и Thunderbolt 3). Кстати, известный вид дисковых массивов — сетевое хранилище данных (NAS).
Что можно подключать к RAID-контроллеру
Следующий важный параметр, по которому различаются RAID-массивы, это поддержка интерфейсов накопителей. Не будем тревожить склеп с IDE-дисками, а констатируем, что по большому счету применяются три типа: SATA, SAS и NVMe.
SAS — удел серверов, а вот остальные применяются повсеместно.
Есть программные и аппаратные RAID-контроллеры, которые умеют управлять массивом дисков с одним из интерфейсов. В формате PCIe есть и такие платы, которые реализуют режим Tri-Mode, позволяющий работать со смешанным составом накопителей.
Уровни RAID
Разобравшись с основными конструктивными особенностями RAID-контроллеров, перейдем к главной характеристике — поддержке уровней RAID. В подавляющим большинстве контроллеры работают с уровнями 0, 1, 1E, 10, 5, 5EE, 50, 6, 60. Другие занесены в красную книгу и на практике встречаются редко. Простейшие программные контроллеры позволяют создать RAID 0 и 1. Более продвинутые добавляют RAID 10 и 5. В аппаратных, как правило, такой перечень минимален, и многие платы поддерживают весь спектр уровней. Рассмотрим подробнее каждый из них.
Несколько важных нюансов для понимания эффективных объема и быстродействия, получаемых в результате объединения в массив:
- при использовании накопителей разного объема контроллер «обрезает» объем каждого из них до наименьшего из используемых. Если у вас есть много дисков 4 ТБ и один 2 ТБ, то в массиве все диски будут восприниматься как 2 ТБ;
- при использовании накопителей с разными скоростями ввода/вывода и задержками, то операции доступа будут осуществляться с наихудшими из всех параметров. Другими словами, самым быстрым дискам придется ждать, пока отработает самый медленный.
Если у вас есть много дисков 4 ТБ и один 2 ТБ, то в массиве все диски будут восприниматься как 2 ТБ;RAID 0
Единственный массив, который не совсем оправдывает название, поскольку не обладает избыточностью. При этом скорость и эффективный объем максимальны. Данные разбиваются на одинаковые блоки, равномерно записываемые на все диски по очереди. Эти блоки называются страйпами, отсюда и сам RAID 0 часто именуют страйпом. Считывание данных также происходит параллельно. Здесь конечно же есть свое но.
Дело в том, что прирост производительности не прямо пропорционален количеству дисков (как хотелось бы). В силу специфики накопителей, особенно механических, выигрыш в конфигурации RAID 0 хорошо заметен только на операциях последовательного чтения.
Другими словами, при работе с большими файлами. Типичная область применения — игры, видеомонтаж и рендеринг. При условии, что регулярно производится резервирование на сторонние накопители. Наряду с этим при случайном доступе к файлам разница с отдельно взятым диском уже не так ощутима. Более позитивная картина наблюдается в случае твердотельных накопителей, но они и так удовлетворяют большинству запросов по быстродействию.
В общем, в современных реалиях RAID 0 далеко не всегда оправдает свое применение, а основная задача RAID-массива все же в повышении надежности хранения данных.
Обратная сторона медали за скорость как раз в отсутствии избыточности, что означает нулевую отказоустойчивость. В случае сбоя хотя бы одного из элементов массива, восстановление всего содержимого практически невозможно.
RAID 1
RAID 1, известный как «зеркало», представляет собой другую крайность. Он максимально избыточен — в нем производится 100 % дублирование данных.
Этот процесс «съедает» ровно половину объема массива. Число дисков в нем, соответственно, четное. Позволяет увеличить скорость чтения, но синхронная скорость записи в некоторых случаях падает. При отказе одного из дисков работа автоматически продолжается с дублером. Если доступна функция горячей замены дисков, то восстановление штатного режима происходит без остановки. RAID 1 идеален для чувствительных данных.
RAID 5
Состоит минимум из трех накопителей, при этом доступный объем уменьшается на один. Данные записываются в страйпы на все диски кроме одного, на котором размещается контрольная сумма этой части данных. Запись этого блока также чередуется между всеми накопителями, распределяя равномерную нагрузку. Если их больше четырех, то скорость чтения будет выше чем в RAID 1, но запись будет осуществляться медленнее. Контрольные суммы позволяют достать информацию в случае выхода из строя одного из элементов. Сама операция восстановления вызывает повышенную нагрузку на оставшиеся диски. Значительно падает производительность и риск утери всех данных в случае отказа еще одного диска. Желательно иметь опцию горячей замены для оперативного возвращения в нормальный режим работы.
Со всеми плюсами и минусами эти три уровня наиболее распространены и просты в развертывании.
RAID 6
Развитие RAID 5 по части надежности, позволяющее пережить потерю двух дисков. В данной конфигурации в каждом проходе пишется две независимые контрольные суммы на два накопителя. Требуется минимум четыре диска, из которых два уйдет на описанный алгоритм повышения отказоустойчивости. При этом скорость записи будет еще ниже, чем у RAID 5.
Следующие уровни — производные и комбинации перечисленных.
RAID 10
Неплохо было бы объединить достоинства RAID 0 (производительность) и RAID 1 (отказоустойчивость)? Встречайте RAID 10: страйп и зеркало, два в одном. Но и недостатки не забудьте — по-прежнему половина объема уходит на резерв. А что делать, за надежность приходится платить. В этом плане менее экономичен, чем RAID 5 И RAID 6, но более прост в восстановлении после сбоя.
RAID 50
По похожей схеме получаем RAID 50. Здесь уже страйпы не зеркалируются, а распределяются по двум и более массивам RAID 5. Требуется от шести дисков, скорость чтения значительно увеличивается. Кроме того, нивелируется и слабое место RAID 5 и RAID 6 — низкая скорость записи. Отрицательная сторона опять лежит в плоскости экономики. Из эффективного объема выпадают два диска, как и RAID 6, при этом массив выдержит потерю только одного.
RAID 60
Данный гибрид RAID 0 и RAID 6 призван решить проблему производительности последнего. Отказоустойчивость остается на том же уровне, как и часть объема накопителей, отводимая на реализацию алгоритмов контроля целостности данных. Дисков для такого удовольствия понадобится как минимум восемь.
RAID 1E
Еще одна вариация совмещения алгоритмов зеркалирования и чередования данных. Записанные на одной итерации страйпы повторно записываются на следующей, но в обратном порядке. Таким образом в RAID 1E можно использовать три диска. Массив останется тем же зеркалом с эффективным объемом, равным половине от исходного.
RAID 5EE
Один из вариантов использования RAID 5 с резервным диском. Отличается тем, что этот диск не простаивает до выхода из строя одного из элементов массива, а используется наряду с другими. На каждой итерации помимо страйпов данными и контрольной суммой записывается резервный блок. Сделано это для ускорения процесса сборки массива в случае нештатной ситуации. Платой за такую опцию становится второй диск, исключаемый из эффективного объема RAID 5EE.
В таблице ниже приведены сравнительные характеристики рассмотренных уровней RAID.
Не забудем и про массив с незатейливым названием JBOD (дословно переводится как «просто связка дисков»). Строго говоря, он не является RAID-массивом. Это объединенные в один несколько дисков без дополнительной функциональности. Позволяет развернуть логический диск с объемом, который недоступен в рамках одного накопителя. Такой диск полезен для перемещения файлов больших размеров в несколько терабайт.
Вместо заключения напомним самое главное правило для всех, кто хранит данные в RAID-массиве: RAID-массив ≠ бэкап! Регулярно делайте резервные копии данных на независимые носители и да пребудет с вами сила.
RAID-массивы: организация, разновидности
В среде IT-технологий все больше внимания уделяется хранению в безопасности важной и ценной информации и повышению скорости доступа к ней. Одной из технологий, позволяющей увеличить скорость чтения/записи и обеспечить резервное копирование данных, является RAID–массив.
Технология RAID подразумевает наличие отказоустойчивого массива из независимых жестких дисков. Массив объединяет несколько физических жестких дисков в 1 логический, что дает возможность продолжать работать операционной системе даже при потере одного из дисков.
Организация RAID
Существуют аппаратные и программные массивы независимых дисков.
Для формирования и управления аппаратного RAID-массива используется отдельный контроллер, обладающий собственным процессором. Этот контроллер позволяет не загружать CPU сервера операциями. В результате операционная система сразу обнаруживает наличие одного логического диска, который физически состоит из нескольких жестких дисков.
Существует возможность создания массива независимых дисков посредством специальных утилит, устанавливаемых уже после инсталляции операционной системы. В данном случае система обнаруживает несколько установленных жестких дисков, однако специальные программы позволяют создать RAID-массив. Здесь уже управление массивом возлагается на процессор самого сервера, а не на отдельное устройство, как в случае аппаратного массива.
Разновидности RAID
На сегодняшний день RAID–массивов существует достаточно много разнообразных типов. Рассмотрим наиболее часто встречающиеся.
RAID 0 (массив без отказоустойчивости)
Данный вид массива предполагает объединение двух и более дисков в один логический, для суммирования объемов. Другими словами, из двух дисков по 1Тб мы получаем один логический диск с объемом 2 Тб. Этот вид массива используется очень редко.
К достоинствам можно отнести увеличение быстродействия и легкость реализации. Из недостатков следует отметить невозможность реализации отказоустойчивости, следовательно, повышается риск потери всей информации.
RAID 1 (массив с дублированием)
Устройство этого типа массива создано объединением двух и более дисков для обеспечения отказоустойчивости путем дублирования информации одновременно на два диска.
Достоинством данного вида массива является гарантия сохранения данных в результате отзеркалирования на второй диск, а также незначительное увеличение быстродействия. Негативным фактором считается снижение используемого объема дисков.
RAID 5 (отказоустойчивый массив с распределенной четностью)
В данном типе массива используется симбиоз нескольких дисков в RAID 0, а на одном из дисков хранится системная информация для восстановления дисков в случае их выхода из строя.
Такой вид массива наиболее распространен, ввиду его высокой скорости чтения, записи информации и обеспечения отказоустойчивости.
RAID 10 (массив с зеркалированием и параллельной обработкой)
Представляет собой комбинацию двух типов RAID-0 и RAID-1, что позволяет использовать достоинства каждого и нивелировать недостатки использования по отдельности.
Итак, если поставлена задача создать массив для простой, необъемной работы с данными, то будет достаточно RAID 1. Для корпоративных баз данных, которые будут требовательны к быстродействию и отказоустойчивости больше подойдет RAID 5 либо RAID 10.
Что такое RAID-массив и зачем мне его покупать?
Я знаю, все, что я слышу, это королева муравьев из рекламы. Но мы не говорим о таком рейде; мы говорим о RAID. Он существует с 80-х годов, и вы, возможно, слышали, как его бросали, если вы какое-то время проводили с ПК, но что это значит и почему это важно для вас сейчас?
Добро пожаловать на парад RAID.
Что такое RAID?
RAID означает R edundant Rray из I недорогих / независимых D isks.Он был создан в 1988 году как средство борьбы с ростом стоимости дисковых накопителей. Создатели утверждали, что линейка недорогих дисков может превзойти один дорогой. По сути, это ряд жестких дисков (массив!), Которые соединяются вместе и работают как один жесткий диск macdaddy. По сути, это Voltron жестких дисков.
Вы часто будете слышать RAID, поскольку он относится к сетевому хранилищу или «NAS». Вы знаете, в фильмах, когда вы видите «мэйнфрейм» и его ряды и ряды жестких дисков, которые служат резервными копиями всей информации злой корпорации? Это NAS, и это RAID в действии.
Существует несколько итераций RAID, которые были созданы для решения различных проблем. Некоторые из них все еще используются, а другие заброшены. Основные из них, о которых вам нужно беспокоиться, — это RAID 0, RAID 1 и RAID 5.
RAID 0
Первый созданный RAID, RAID 0 — это производительность. Он использует метод, называемый «чередование», при котором данные разбиваются на части и записываются на несколько дисков, что делает их похожими на один большой диск. Эффективность играет важную роль в том, что теперь вместо однополосного шоссе для информации у вас их много, поэтому река расширяется, и больше воды может проходить по ней одновременно.Capisce? Это для профессионалов и тех, кто работает с огромными файлами, а скорость измеряется количеством дисков в массиве, поэтому, если у вас четыре диска, это будет в четыре раза быстрее. Избыточности нет, так что это не настоящий RAID.
Единственная загвоздка в головокружении RAID 0 заключается в том, что если один диск выходит из строя, вы теряете его все. Ни Черного Льва, ни Вольтрона. Вам понадобится как минимум два диска, чтобы воспользоваться преимуществами RAID 0.
RAID 1
RAID 1 — это то, что большинство новичков, вероятно, будут использовать и с чем познакомятся.Избыточность в чистом виде, RAID 1 требует как минимум двух дисков, а затем данные зеркалируются на каждом диске, так что у вас фактически есть несколько дисков, содержащих одну и ту же информацию. Если один диск выходит из строя, у вас есть другие для его резервного копирования, но это может быть немного дорого, поскольку, если вам нужен 1 ТБ дискового пространства, вам придется купить два диска по 1 ТБ.
Скорость записитакже страдает от RAID 1, поскольку данные записываются на несколько дисков одновременно , так что ваши скорости настолько хороши, насколько хорош ваш самый медленный диск.Это отличное решение для избыточности, но у вас может быть 10 дисков в вашей установке, и вы все равно получите только 1 диск.
Это решение в основном похоже на армию штурмовиков. Они все одинаковы, но их цель зависит от наименее точной цели (вероятно, того чувака, который ударил свой ногган).
RAID 2
RAID 2 больше не используется, потому что для его практического применения требуется слишком много дисков. Он распределяет данные так же, как RAID 0, но делает это более мелкими частями.По сути, это больше хлопот и затрат, чем оно того стоит, так что не беспокойтесь об этом.
RAID 3
RAID 3 на самом деле не используется на потребительском уровне. Он чередует данные, такие как RAID 0 и RAID 2, но на уровне байтов. Для его работы необходимо как минимум три диска, и один диск предназначен для проверки четности данных и исправления ошибок, поэтому в случае отказа диска у вас есть что-то для его резервного копирования (в отличие от RAID 0). RAID 3 отлично подходит для его высоких скоростей передачи, но поскольку все диски работают вместе одновременно, он может выполнять только одну операцию чтения / записи за раз.
RAID 4
RAID 4 аналогичен RAID 3 на уровне чередования и четности, но данные чередуются на уровне блоков, поэтому они разбиваются на более крупные фрагменты, что позволяет каждому диску быть более независимым. Это позволяет выполнять более одной операции чтения одновременно, но поскольку у вас все еще есть только один диск для четности, вы можете иметь только одну операцию записи, выполняемую одновременно. Подобно RAID 2 и 3, вы не увидите этого на потребительском уровне (так почему вы вообще об этом говорите, Майк?!) (Потому что тогда вы все можете быть как «0, 1 и 5? Где 2? , 3 и 4? »И я бы сказал:« О, эти маленькие парни? Не беспокойтесь об этих маленьких парнях.«И тогда не было бы доверия!).
RAID 5
Возвращаясь к настройке, которая имеет для вас значение, RAID 5 — это то, что вы увидите больше всего, когда дело доходит до сетевого хранилища (если это не RAID 1). RAID 5 пытается сочетать производительность и избыточность, распределяя данные по всем дискам, а также распределяя данные четности по всем дискам. Это означает, что запись данных четности не вызывает такого же замедления, как в других конфигурациях RAID.
Для этой настройки вам понадобится как минимум три диска, и если один из них выйдет из строя, вся ваша система не выйдет из строя, поскольку данные четности находятся на другом диске.Думайте об этом как о крестражах Волан-де-Морта. Мощный и , если он умрет, вы можете вернуть его в другое место.
RAID 6
RAID 6 — это, по сути, RAID 5, но он использует два диска для контроля четности и коррекции. Таким образом, если один из них обнаружит ошибку во время восстановления данных, система сможет продолжить работу с другим. Все это означает, что минимальное количество дисков увеличено до четырех.
Прочие конфигурации
Как будто все вышеперечисленное недостаточно сложно, вы также можете объединить конфигурации как «1 + 0» и «0 + 1».0 + 1 — это RAID 0 (где данные распределяются по нескольким жестким дискам, так что они действуют как один диск — Voltron), зеркально отраженный, как в RAID 1 для избыточности. 1 + 0 — это наоборот: вы распределяете данные по набору зеркальных дисков.
Подходит ли вам RAID?
Краткий ответ: Подходит всем. По сути, физическое хранилище становится все дешевле и дешевле, поэтому стоимость запуска RAID-массива намного ниже, чем в 80-х годах. Это отличное решение для резервного копирования, и по мере того, как все больше и больше облачных хранилищ взламываются, а их конфиденциальность в лучшем случае становится сомнительной, размещение ваших собственных данных становится все более разумным.Кроме того, вы избегаете сборов, подписок и всего прочего, связанного с облачным хранилищем.
Если вы профессионал или любитель, который работает с большим количеством больших файлов, таких как HD-видео, музыка или другие дизайнерские проекты, то скорость и надежность RAID идеально подходят для вас. RAID 1 и 5 являются самыми популярными, и вы можете покупать их массивы в коробках, как те, что продаются в Western Digital. Вам действительно просто нужно решить, хотите ли вы полной избыточности и надежности с RAID 1 или сочетания производительности и надежности с RAID 5.Все зависит от ваших приоритетов.
Если вы подумываете о приобретении нового iMac Pro, то RAID-массив может стать идеальным локальным хранилищем и решением для повышения производительности жесткого диска для всех махинаций профессионального уровня, в которые вы собираетесь попасть. Кроме того, вы не можете обновить хранилище iMac Pro постфактум, а RAID-массив становится все более дешевым способом хранения больших объемов данных, освобождая хранилище iMac Pro и снижая его производительность.
Лучшие RAID-системы Thunderbolt для iMac Pro
HBU?
Вы используете RAID-массив дома или в офисе? Отключите звук в комментариях ниже с вашей настройкой!
Мы можем получать комиссию за покупки, используя наши ссылки.Учить больше.
RAID (избыточный массив независимых дисков)
Что такое RAID?RAID (избыточный массив независимых дисков) — это способ хранения одних и тех же данных в разных местах на нескольких жестких дисках или твердотельных дисках (SSD) для защиты данных в случае сбоя диска. Однако существуют разные уровни RAID, и не все они предназначены для обеспечения избыточности.
Как работает RAIDRAID работает, помещая данные на несколько дисков и позволяя операциям ввода / вывода (I / O) сбалансированно перекрываться, повышая производительность.Поскольку использование нескольких дисков увеличивает среднее время наработки на отказ, резервное хранение данных также увеличивает отказоустойчивость.
RAID-массивывоспринимаются операционной системой (ОС) как один логический диск.
RAID использует методы зеркалирования дисков или чередования дисков. При зеркалировании идентичные данные будут скопированы на несколько дисков. Чередование разделов помогает распределить данные по нескольким дискам. Пространство хранения каждого диска разделено на блоки в диапазоне от сектора размером 512 байт до нескольких мегабайт.Полосы всех дисков чередуются и адресуются по порядку. Зеркалирование дисков и чередование дисков также можно комбинировать в массиве RAID.
В однопользовательской системе, где хранятся большие записи, полосы обычно устанавливаются небольшими (например, 512 байт), чтобы одна запись охватывала все диски и к ней можно было быстро получить доступ, прочитав все диски в в то же время.
В многопользовательской системе для повышения производительности требуется полоса, достаточно широкая, чтобы удерживать запись типичного или максимального размера, что позволяет осуществлять перекрывающийся дисковый ввод-вывод между дисками.
RAID-контроллерRAID-контроллер — это устройство, используемое для управления жесткими дисками в массиве хранения. Его можно использовать как уровень абстракции между ОС и физическими дисками, представляя группы дисков как логические единицы. Использование RAID-контроллера может повысить производительность и помочь защитить данные в случае сбоя.
RAID-контроллер может быть аппаратным или программным. В аппаратном RAID-массиве физический контроллер управляет всем массивом. Контроллер также может быть спроектирован для поддержки таких форматов накопителей, как последовательное соединение с усовершенствованной технологией и интерфейс малых компьютерных систем.Физический RAID-контроллер также может быть встроен в материнскую плату сервера.
При программном RAID контроллер использует ресурсы аппаратной системы, такие как центральный процессор и память. Хотя они выполняют те же функции, что и аппаратные RAID-контроллеры, программные RAID-контроллеры могут не обеспечивать значительного повышения производительности и могут влиять на производительность других приложений на сервере.
Если программная реализация RAID несовместима с процессом загрузки системы, а аппаратные RAID-контроллеры являются слишком дорогостоящими, можно использовать микропрограммное обеспечение или RAID на основе драйверов.
Микросхемы RAID-контроллера на основе микропрограммного обеспечения расположены на материнской плате, и все операции выполняются центральным процессором (ЦП), аналогично программному RAID. Однако с прошивкой система RAID реализуется только в начале процесса загрузки. После загрузки ОС драйвер контроллера берет на себя функции RAID. Встроенное программное обеспечение RAID-контроллера не так дорого, как аппаратное обеспечение, но оно увеличивает нагрузку на центральный процессор компьютера. RAID на основе микропрограмм также называется программным RAID с аппаратной поддержкой, гибридной моделью RAID и поддельным RAID.
Уровни RAID УстройстваRAID используют разные версии, называемые уровнями. В исходной статье, в которой был введен термин и разработана концепция настройки RAID, определены шесть уровней RAID — от 0 до 5. Эта пронумерованная система позволила ИТ-специалистам различать версии RAID. С тех пор количество уровней расширилось и было разбито на три категории: стандартные, вложенные и нестандартные уровни RAID.
Стандартные уровни RAID
RAID 0 . В этой конфигурации есть чередование, но нет избыточности данных. Он предлагает лучшую производительность, но не обеспечивает отказоустойчивости.
Визуализация RAID 0.RAID 1 . Также известная как зеркальное копирование диска , эта конфигурация состоит как минимум из двух дисков, которые дублируют хранилище данных. Полосатости нет. Производительность чтения улучшена, так как любой диск может быть прочитан одновременно. Производительность записи такая же, как и для однодискового хранилища.
Визуализация RAID 1.RAID 2 . В этой конфигурации используется чередование дисков, при этом на некоторых дисках хранится информация о проверке и исправлении ошибок (ECC). RAID 2 также использует выделенную проверку четности кода Хэмминга, линейную форму ECC. RAID 2 не имеет преимуществ перед RAID 3 и больше не используется.
Визуализация RAID 2.RAID 3 . Этот метод использует чередование и выделяет один диск для хранения информации о четности.Встроенная информация ECC используется для обнаружения ошибок. Восстановление данных осуществляется путем вычисления эксклюзивной информации, записанной на других дисках. Поскольку операция ввода-вывода обращается ко всем дискам одновременно, RAID 3 не может перекрывать операции ввода-вывода. По этой причине RAID 3 лучше всего подходит для однопользовательских систем с приложениями с длительной записью.
Визуализация RAID 3.RAID 4 . На этом уровне используются большие полосы, что означает, что пользователь может читать записи с любого отдельного диска.Затем для операций чтения можно использовать перекрывающийся ввод-вывод. Поскольку для обновления диска с четностью требуются все операции записи, перекрытие операций ввода-вывода невозможно.
Визуализация RAID 4.RAID 5 . Этот уровень основан на чередовании уровня блоков четности. Информация о четности распределяется по каждому диску, что позволяет массиву функционировать, даже если один из дисков выйдет из строя. Архитектура массива позволяет выполнять операции чтения и записи на нескольких дисках. В результате производительность выше, чем у отдельного диска, но не такая высокая, как у массива RAID 0.Для RAID 5 требуется как минимум три диска, но часто рекомендуется использовать как минимум пять дисков из соображений производительности.
МассивыRAID 5 обычно считаются плохим выбором для использования в системах с интенсивной записью из-за снижения производительности, связанного с записью данных четности. Когда диск выходит из строя, восстановление массива RAID 5 может занять много времени.
Визуализация RAID 5.RAID 6 . Этот метод аналогичен RAID 5, но включает в себя вторую схему четности, распределенную по дискам в массиве.Использование дополнительной четности позволяет массиву продолжать работу даже в случае одновременного выхода из строя двух дисков. Однако за эту дополнительную защиту приходится платить. Массивы RAID 6 часто имеют более низкую производительность записи, чем массивы RAID 5.
Визуализация RAID 6.
Вложенные уровни RAID
Некоторые уровни RAID, основанные на комбинации уровней RAID, называются вложенным RAID . Вот несколько примеров вложенных уровней RAID.
RAID 10 (RAID 1 + 0). Объединяя RAID 1 и RAID 0, этот уровень часто называют RAID 10, который предлагает более высокую производительность, чем RAID 1, но при гораздо более высокой стоимости. В RAID 1 + 0 данные зеркалируются, и зеркала чередуются.
Визуализация RAID 10.RAID 01 (RAID 0 + 1). RAID 0 + 1 аналогичен RAID 1 + 0, за исключением того, что метод организации данных немного отличается. Вместо того, чтобы создавать зеркало и затем разбивать его на чередование, RAID 0 + 1 создает набор полос, а затем зеркально отражает этот набор.
RAID 03 (RAID 0 + 3, также известный как RAID 53 или RAID 5 + 3). На этом уровне используется чередование в стиле RAID 0 для блоков виртуальных дисков RAID 3. Это обеспечивает более высокую производительность, чем RAID 3, но при более высокой стоимости.
RAID 50 (RAID 5 + 0). Эта конфигурация сочетает в себе распределенную четность RAID 5 с чередованием RAID 0 для повышения производительности RAID 5 без снижения защиты данных.
Нестандартные уровни RAID
Нестандартные уровни RAID отличаются от стандартных уровней RAID и обычно разрабатываются компаниями или организациями в основном для частного использования.Вот несколько примеров.
RAID 7 . Нестандартный уровень RAID на основе RAID 3 и RAID 4, который добавляет кэширование. Он включает в себя встроенную ОС реального времени в качестве контроллера, кэширование через высокоскоростную шину и другие характеристики автономного компьютера.
Адаптивный RAID. Этот уровень позволяет RAID-контроллеру решать, как сохранять четность на дисках. Он будет выбирать между RAID 3 и RAID 5. Выбор зависит от того, какой тип набора RAID будет лучше работать с типом данных, записываемых на диски.
Linux MD RAID 10. Этот уровень, предоставляемый ядром Linux, поддерживает создание вложенных и нестандартных RAID-массивов. Программный RAID Linux может также поддерживать создание стандартных конфигураций RAID 0, RAID 1, RAID 4, RAID 5 и RAID 6.
Сравнение аппаратного RAID и программного RAIDКак и в случае с RAID-контроллерами, RAID реализуется аппаратно или программно. Аппаратный RAID поддерживает различные конфигурации RAID и особенно хорошо подходит для RAID 5 и 6.Конфигурация для аппаратного RAID 1 хороша для поддержки процесса загрузки и дисков приложения, тогда как аппаратный RAID 5 подходит для больших массивов хранения. И аппаратный RAID 5, и RAID 6 хорошо подходят для повышения производительности.
Аппаратный RAID требует, чтобы на сервере был установлен выделенный контроллер. Аппаратные RAID-контроллеры настраиваются с помощью базовой системы ввода-вывода карты или дополнительного ПЗУ (постоянная память) до или после загрузки ОС. Производители RAID-контроллеров также обычно предоставляют проприетарные программные инструменты для поддерживаемых ими операционных систем.
Программный RAID предоставляется несколькими современными операционными системами. Реализуется несколькими способами, в том числе:
- ,
- как компонент файловой системы;
- как уровень, который абстрагирует устройства как единое виртуальное устройство; и
- как слой, расположенный над любой файловой системой.
Этот метод RAID использует часть вычислительной мощности системы для управления программной конфигурацией RAID. Например, Windows поддерживает программный RAID 0, 1 и 5, а MacOS от Apple поддерживает RAID 0, 1 и 1 + 0.
Преимущества RAIDПреимущества RAID включают следующее:
- Повышенная рентабельность, поскольку диски по более низкой цене используются в большом количестве.
- Использование нескольких жестких дисков позволяет RAID повысить производительность одного жесткого диска.
- Повышенная скорость и надежность компьютера после сбоя, в зависимости от конфигурации.
- Чтение и запись могут выполняться быстрее, чем с одним диском с RAID 0.Это связано с тем, что файловая система разделена и распределена по дискам, которые совместно работают с одним файлом.
- RAID 5. Благодаря зеркалированию два диска могут содержать одни и те же данные, гарантируя, что один будет продолжать работать в случае сбоя другого.
RAID есть свои ограничения. Некоторые из них включают:
- Вложенные уровни RAID дороже в реализации, чем традиционные уровни RAID, поскольку для них требуется больше дисков.
- Стоимость гигабайта для устройств хранения выше для вложенного RAID, поскольку многие диски используются для резервирования.
- Когда диск выходит из строя, вероятность того, что другой диск в массиве также скоро выйдет из строя, возрастает, что, вероятно, приведет к потере данных. Это связано с тем, что все диски в массиве RAID устанавливаются одновременно, поэтому все диски подвержены одинаковому износу.
- Некоторые уровни RAID, такие как RAID 1 и 5, могут выдержать отказ только одного диска. RAID-массивы
- и данные в них уязвимы до тех пор, пока неисправный диск не будет заменен, а новый диск не будет заполнен данными.
- Поскольку диски теперь имеют гораздо большую емкость, чем когда был впервые реализован RAID, восстановление неисправных дисков занимает намного больше времени.
- Если происходит сбой диска, есть вероятность, что оставшиеся диски могут содержать поврежденные сектора или нечитаемые данные, что может сделать невозможным полное восстановление массива.
Однако вложенные уровни RAID решают эти проблемы, обеспечивая большую степень избыточности, значительно снижая вероятность отказа на уровне массива из-за одновременного отказа дисков.
Когда следует использовать RAID?Экземпляры, в которых полезно иметь настройку RAID, включают:
- Когда необходимо восстановить большой объем данных. Если диск выходит из строя и данные теряются, эти данные можно быстро восстановить, потому что эти данные также хранятся на других дисках.
- Когда время безотказной работы и доступность являются важными факторами бизнеса. Если данные необходимо восстановить, это можно сделать быстро, без простоев.
- При работе с большими файлами. RAID обеспечивает скорость и надежность при работе с большими файлами.
- Когда организации необходимо снизить нагрузку на физическое оборудование и повысить общую производительность. В качестве примера, аппаратная карта RAID может включать дополнительную память, которая будет использоваться в качестве кэша.
- При проблемах с диском ввода-вывода. RAID обеспечит дополнительную пропускную способность за счет чтения и записи данных с нескольких дисков, вместо того, чтобы ждать, пока один диск выполнит задачи.
- Когда стоимость является фактором. Стоимость RAID-массива ниже, чем в прошлом, а более дешевые диски используются в большом количестве, что делает их более дешевыми.
Термин RAID был придуман в 1987 году Дэвидом Паттерсоном, Рэнди Кацем и Гартом А. Гибсоном. В своем техническом отчете 1988 года «Случай использования избыточных массивов недорогих дисков (RAID)» эти трое утверждали, что массив недорогих дисководов может превзойти по производительности самые дорогие дисководы того времени.Используя избыточность, массив RAID может быть более надежным, чем любой диск.
Хотя этот отчет был первым, где было дано название концепции, использование резервных дисков уже обсуждалось другими. Гас Герман и Тед Грунау из Geac Computer Corp. первыми назвали эту идею MF-100. Норман Кен Оучи из IBM в 1977 году подал патент на технологию, которая позже была названа RAID 4. В 1983 году Digital Equipment Corp. поставила диски, которые станут RAID 1, а в 1986 году был подан еще один патент IBM на то, что позже стало RAID. 5.Паттерсон, Кац и Гибсон также рассмотрели, что делали такие компании, как Tandem Computers, Thinking Machines и Maxstor, для определения своих таксономий RAID.
В то время как уровни RAID, перечисленные в отчете 1988 года, по сути, дают названия технологиям, которые уже использовались, создание общей терминологии для этой концепции помогло стимулировать рынок хранения данных к разработке большего количества продуктов RAID-массивов.
По словам Каца, термин недорогой в аббревиатуре вскоре был заменен промышленными поставщиками на независимый из-за низкой стоимости.
Будущее RAIDRAID еще не совсем мертв, но многие аналитики считают, что в последние годы эта технология устарела. Такие альтернативы, как кодирование со стиранием, предлагают лучшую защиту данных — хотя и по более высокой цене — и были разработаны с целью устранения недостатков RAID. По мере увеличения емкости диска также увеличивается вероятность ошибки с массивом RAID, и емкость постоянно увеличивается.
Появление твердотельных накопителей также снижает потребность в RAID.У SSD нет движущихся частей, и они не выходят из строя так часто, как жесткие диски. В массивах SSD часто используются такие методы, как выравнивание износа, вместо того, чтобы полагаться на RAID для защиты данных. Современные твердотельные накопители достаточно быстры, поэтому современным серверам может не потребоваться небольшое повышение производительности, которое предлагает RAID. Однако в настоящее время их можно использовать для предотвращения потери данных.
Гипермасштабируемые вычисления также устраняют необходимость в RAID за счет использования резервных серверов вместо резервных дисков.
Тем не менее, RAID остается неотъемлемой частью систем хранения данных, и основные поставщики технологий продолжают выпускать продукты RAID.Например:
- IBM предлагает IBM Distributed RAID или DRAID со своим Spectrum Virtualize V8.3, который обещает повысить производительность RAID.
- Последняя версия технологии Intel Rapid Storage поддерживает RAID 0, RAID 1, RAID 5 и RAID 10. Управляющее программное обеспечение
- NetApp OnTap использует RAID-DP, двойную четность или RAID 4 для защиты от сбоев до трех дисков одновременно.
- Платформа Dell EMC Unity поддерживает RAID 5, 6 и 10.
Почти все, что вы должны знать о RAID
Steadfast поставляет выделенные серверы с конфигурациями RAID не менее десяти лет, и, хотя RAID является широко используемой технологией, способ ее реализации сильно изменился с появлением твердотельных накопителей. Диски (SSD).Многие клиенты спрашивают нас о RAID, о том, что это такое, как он влияет на них и как они могут добиться от него максимальной надежности и производительности, не забывая при этом о своей прибыли. Итак, я подумал, что посмотрю на сообщения в блоге, которые мы делали в прошлом, и выпущу обновленную версию, включающую современные достижения. Если у вас остались вопросы, не стесняйтесь обращаться к нам.
Что такое RAID?
RAID — это избыточный массив недорогих дисков. Это означает, что RAID — это способ логически объединить несколько дисков в один массив.Идея состоит в том, что эти диски, работающие вместе, будут иметь скорость и / или надежность более дорогих дисков. Теперь точная скорость и надежность, которых вы добьетесь от RAID, зависят от типа используемого RAID.
Краткий обзор вращающихся дисков и твердотельных накопителей
Вращающийся диск, механические жесткие диски или жесткие диски (HDD) обычно выбираются в ситуациях, когда такие требования, как скорость и производительность, уступают по стоимости. Из-за физических ограничений и механической природы многих содержащихся в них высокоскоростных движущихся частей жесткие диски также имеют относительно высокую частоту отказов по сравнению с твердотельными накопителями.RAID призван помочь решить обе эти проблемы, в зависимости от типа RAID, который вы используете. Обычно вероятность отказа механического жесткого диска составляет 2,5% каждый год работы. Это было доказано множеством отчетов, и ни один конкретный производитель или модель не имеет значительных отклонений от этих 2,5%. Короче говоря, если вы цените свои данные, вам нужно будет реализовать некоторую методологию, которая поможет защитить их от сбоя диска.
Твердотельные накопителиобычно выбираются в ситуациях, когда скорость и производительность имеют приоритет по сравнению с соображениями стоимости.Поскольку у них нет движущихся частей, их способность как записывать, так и читать данные на них значительно быстрее, чем на жестких дисках (как минимум в 8-10 раз быстрее). И их частота отказов составляет примерно 0,5% в течение каждого года работы, что значительно снижает риск по сравнению с вращающимся жестким диском.
Из-за резкой разницы между технологиями жестких дисков и твердотельных накопителей важно заявить, что некоторые реализации RAID, которые отлично подходят для жестких дисков, не подходят для твердотельных накопителей, и наоборот.
Какие бывают типы RAID?
RAID 0 (чередование)RAID 0 берет любое количество дисков и объединяет их в один большой том.Это значительно увеличит скорость, так как вы одновременно читаете и записываете с нескольких дисков. Затем отдельный файл может использовать скорость и емкость всех дисков массива. Обратной стороной RAID 0 является то, что он НЕ является избыточным. Потеря любого отдельного диска приведет к полной потере данных. Этот тип RAID намного менее надежен, чем один диск.
Редко бывает ситуация, когда вам следует использовать RAID 0 в серверной среде. Вы можете использовать его для кеширования или других целей, где важна скорость, а надежность / потеря данных вообще не имеет значения.Но его не следует использовать ни для чего другого. Например, с частотой отказов дисков 2,5% в год, если у вас есть 6-дисковый массив RAID 0, вы увеличиваете свой годовой риск потери данных почти до 13,5%.
RAID 1 (зеркалирование)Хотя RAID 1 допускает гораздо более сложную конфигурацию, почти в каждом случае использования RAID 1 у вас есть пара идентичных дисков, которые одинаково зеркалируют / копируют данные одинаково между дисками в массиве. Точка RAID 1 в первую очередь предназначена для резервирования.Если вы полностью потеряете диск, вы все равно сможете продолжить работу с дополнительным диском.
В случае выхода из строя одного из дисков вы можете заменить сломанный диск с минимальным временем простоя или без него. RAID 1 также дает вам дополнительное преимущество в виде повышенной производительности чтения, поскольку данные могут быть прочитаны с любого из дисков в массиве. Недостатком является то, что у вас будет немного большая задержка записи. Поскольку данные должны быть записаны на оба диска в массиве, у вас будет доступная емкость только одного диска, тогда как вам понадобятся два диска.
RAID 5/6 (чередование + распределенная четность)RAID 5 требует использования как минимум 3 дисков (RAID 6 требует как минимум 4 дисков). Он использует идею RAID 0 и распределяет данные по нескольким дискам для повышения производительности. Но он также добавляет аспект избыточности, распределяя информацию о четности по дискам. В Интернете есть много технических ресурсов, которые могут подробно рассказать о том, как это происходит на самом деле. Но короче говоря, с RAID 5 вы можете потерять один диск, а с RAID 6 вы можете потерять два диска, при этом сохраняя свои операции и данные.
RAID 5 и 6 позволят вам значительно повысить производительность чтения. Но производительность записи во многом зависит от используемого RAID-контроллера. Для RAID 5 или 6 вам наверняка понадобится выделенный аппаратный контроллер. Это связано с необходимостью вычислить данные четности и записать их на все диски. RAID 5 и RAID 6 часто являются хорошими вариантами для стандартных веб-серверов, файловых серверов и других систем общего назначения, в которых выполняется чтение большинства транзакций, и дают вам хорошее соотношение цены и качества.Это связано с тем, что вам нужно приобрести только один дополнительный диск для RAID 5 (или два дополнительных диска для RAID 6), чтобы увеличить скорость и избыточность.
RAID 5 или RAID 6 — не лучший выбор для среды с интенсивной записью, такой как сервер базы данных, так как это, вероятно, снизит вашу общую производительность.
Стоит упомянуть, что в случае RAID 5 или RAID 6, если вы потеряете диск, вы серьезно пожертвуете производительностью, чтобы сохранить работоспособность вашей среды. После замены неисправного диска данные необходимо будет восстановить на основе информации о четности.Это займет значительную часть общей производительности массива. Время восстановления с каждым годом становится все больше и больше, поскольку диски становятся все больше и больше.
RAID 10 (зеркалирование + чередование)RAID 10 требует как минимум 4 дисков и представляет собой комбинацию RAID 1 (зеркальное отображение) и RAID 0 (чередование). Это даст вам как повышенную скорость, так и избыточность. Это часто рекомендуемый уровень RAID, если вам нужна скорость, но при этом требуется избыточность. В конфигурации с четырьмя дисками два зеркальных диска содержат половину данных с чередованием, а два других отражают вторую половину данных.Это означает, что вы можете потерять любой отдельный диск, а затем, возможно, даже второй, без потери данных. Как и в случае с RAID 1, у вас будет только половина дисков, но вы увидите улучшенную производительность чтения и записи. У вас также будет быстрое время восстановления RAID 1.
Когда мне следует использовать RAID?
RAID чрезвычайно полезен, если время безотказной работы и доступность важны для вас или вашего бизнеса. Резервные копии помогут застраховать вас от катастрофической потери данных. Но восстановление больших объемов данных, например, в случае сбоя диска, может занять много часов.Эти резервные копии могут быть давностью несколько часов или дней, что может стоить вам всех данных, сохраненных или измененных с момента последнего резервного копирования. RAID позволяет выдерживать отказ одного или нескольких дисков без потери данных и, во многих случаях, без простоев.
RAID также полезен, если у вас есть проблемы с дисковым вводом-выводом, когда приложения ждут на диске для выполнения задач. Использование RAID обеспечит дополнительную пропускную способность, позволяя читать и записывать данные с нескольких дисков вместо одного.Кроме того, если вы выберете аппаратный RAID, аппаратная карта RAID будет включать дополнительную память, которая будет использоваться в качестве кеша, что снизит нагрузку на физическое оборудование и повысит общую производительность.
Примечание. Обычно мы не рекомендуем использовать аппаратную карту RAID для томов SSD, поскольку дополнительный кэш не требуется из-за скорости самих SSD.
Какой тип RAID мне использовать?
- Нет RAID — Хорошо, если вы можете выдержать несколько часов простоя и / или потерю данных из-за восстановления сайта из резервных копий.
- RAID 0 — Хорошо, если данные неважны и могут быть потеряны, но производительность имеет решающее значение (например, с кешем).
- RAID 1 — Хорошо, если вы хотите недорого получить дополнительную избыточность данных и / или скорость чтения. (Это хороший базовый уровень для тех, кто хочет добиться высокого времени безотказной работы и повысить производительность резервного копирования.)
- RAID 5/6 — Хорошо, если у вас есть веб-серверы, среды с высокой степенью чтения или очень большие массивы хранения в виде единого объекта.При записи это будет хуже, чем у RAID 1. Если в вашей среде много операций записи или вам не нужно больше места, чем разрешено на диске с RAID 1, RAID 1, вероятно, будет более эффективным вариантом.
- RAID 10 — Хорошее универсальное решение, обеспечивающее дополнительную скорость чтения и записи, а также дополнительную избыточность.
Программное обеспечение против оборудования?
Программный RAID Программный RAIDявляется опцией всех выделенных серверов Steadfast.Это означает, что программное обеспечение RAID 1 БЕСПЛАТНО и настоятельно рекомендуется, если вы используете локальное хранилище в системе. Настоятельно рекомендуется, чтобы диски в массиве RAID были одного типа и размера.
Программный RAID-массив использует часть вычислительной мощности системы для управления конфигурацией RAID. Если вы хотите максимизировать производительность системы, например, с конфигурацией RAID 5 или 6, лучше всего использовать аппаратную карту RAID при использовании стандартных жестких дисков.
Аппаратный RAIDДля аппаратного RAID-массива требуется специальный контроллер, установленный на сервере.Непоколебимые инженеры будут рады предоставить вам рекомендации относительно того, какое оборудование RAID лучше всего подходит для вас, в зависимости от того, какую конфигурацию RAID вы хотите иметь. Аппаратная RAID-карта выполняет все управление массивом (-ами) RAID, предоставляя системе логические диски без подслушивания со стороны самой системы. Кроме того, аппаратный RAID может одновременно предоставлять системе множество различных типов конфигураций RAID. Это включает предоставление массива RAID 1 для загрузочного диска и диска приложений и массива RAID-5 для большого массива хранения.
Чего не делает RAID?
- RAID не означает 100% безотказной работы. Ничего не могу. RAID — еще один инструмент в наборе инструментов, призванный помочь минимизировать время простоя и проблемы с доступностью. По-прежнему существует риск отказа карты RAID, хотя он значительно ниже, чем отказ механического жесткого диска.
- RAID не заменяет резервные копии. Ничто не может заменить хорошо спланированную и часто тестируемую реализацию резервного копирования!
- RAID не защитит вас от повреждения данных, человеческих ошибок или проблем с безопасностью. Хотя он может защитить вас от сбоя диска, существует множество причин для хранения резервных копий. Так что не принимайте RAID как замену резервным копиям. Если у вас нет резервных копий, вы не готовы рассматривать RAID как вариант.
- RAID не обязательно позволяет динамически увеличивать размер массива. Если вам нужно больше дискового пространства, вы не можете просто добавить еще один диск в массив. Вероятно, вам придется начать с нуля, перестраивая / переформатируя массив.К счастью, инженеры Steadfast готовы помочь вам спроектировать и реализовать любые системы, необходимые для поддержания вашего бизнеса.
- RAID — не всегда лучший вариант для виртуализации и аварийного переключения с высокой доступностью. В таких обстоятельствах вам следует обратить внимание на решения SAN, которые также предоставляет компания Steadfast.
Примечание редактора: этот пост был первоначально опубликован в марте 2010 года и был полностью переработан и обновлен для обеспечения точности и полноты.
RAID уровня 0, 1, 5, 6 и 10
RAID — это технология, которая используется для повышения производительности и / или надежности хранения данных. Аббревиатура означает либо Redundant Array of Independent Drives, , либо Redundant Array of Dependent Disks , который является более старым и менее используемым. Система RAID состоит из двух или более дисков, работающих параллельно. Это могут быть жесткие диски, но существует тенденция также использовать технологию для твердотельных накопителей (SSD).Существуют разные уровни RAID, каждый из которых оптимизирован для конкретной ситуации. Они не стандартизированы отраслевой группой или комитетом по стандартизации. Это объясняет, почему компании иногда придумывают свои собственные уникальные номера и реализации. В этой статье рассматриваются следующие уровни RAID:
Программное обеспечение для выполнения функций RAID и управления дисками может быть расположено на отдельной плате контроллера (аппаратный RAID-контроллер) или может быть просто драйвером. Некоторые версии Windows, такие как Windows Server 2012 и Mac OS X, включают функциональность программного RAID.Аппаратные RAID-контроллеры стоят дороже, чем чистое программное обеспечение, но они также обеспечивают лучшую производительность, особенно с RAID 5 и 6.
RAID-системымогут использоваться с рядом интерфейсов, включая SATA, SCSI, IDE или FC (оптоволоконный канал). Существуют системы, которые используют диски SATA внутри, но имеют FireWire или SCSI-интерфейс для хост-системы.
Иногда диски в системе хранения определяются как JBOD, что означает Just a Bunch Of Disks . Это означает, что эти диски не используют определенный уровень RAID и действуют как автономные диски.Это часто делается для дисков, содержащих файлы подкачки или данные буферизации.
Ниже приводится обзор наиболее популярных уровней RAID:
Уровень RAID 0 — чередование
В системе RAID 0 данные разбиты на блоки, которые записываются на все диски в массиве. Одновременное использование нескольких дисков (как минимум 2) обеспечивает превосходную производительность ввода-вывода. Эта производительность может быть дополнительно улучшена за счет использования нескольких контроллеров, в идеале одного контроллера на диск.
RAID 0 — чередованиеПреимущества RAID 0
- RAID 0 обеспечивает отличную производительность как при чтении, так и при записи.Нет накладных расходов, вызванных контролем четности.
- Используется вся емкость хранилища, накладных расходов нет.
- Технология проста в реализации.
Недостатки RAID 0
- RAID 0 не является отказоустойчивым. При выходе из строя одного диска все данные в массиве RAID 0 теряются. Его не следует использовать для критически важных систем.
Идеальное использование
RAID 0 идеально подходит для некритичных хранилищ данных, которые необходимо читать / записывать с высокой скоростью, например, на станциях ретуширования изображений или редактирования видео.
Если вы хотите использовать RAID 0 исключительно для объединения емкости жестких дисков в одном томе, рассмотрите возможность подключения одного диска в путь к папке другого диска. Это поддерживается в Linux, OS X, а также Windows и имеет то преимущество, что отказ одного диска не влияет на данные второго диска или SSD-накопителя.
RAID уровня 1 — зеркалирование
Данные сохраняются дважды, записывая их как на диск с данными (или набор дисков с данными), так и на зеркальный диск (или набор дисков).Если диск выходит из строя, контроллер использует диск с данными или зеркальный диск для восстановления данных и непрерывной работы. Для массива RAID 1 вам потребуется как минимум 2 диска.
RAID 1 — зеркалированиеПреимущества RAID 1
- RAID 1 предлагает отличную скорость чтения и скорость записи, сравнимую со скоростью одиночного диска.
- В случае отказа диска данные не нужно восстанавливать, их просто нужно скопировать на новый диск.
- RAID 1 — очень простая технология.
Недостатки RAID 1
- Главный недостаток заключается в том, что эффективная емкость хранилища составляет только половину от общей емкости диска, поскольку все данные записываются дважды.
- Программные решения RAID 1 не всегда допускают «горячую» замену отказавшего диска. Это означает, что неисправный диск можно заменить только после выключения компьютера, к которому он подключен. Для серверов, которые используются одновременно многими людьми, это может быть неприемлемо. В таких системах обычно используются аппаратные контроллеры, которые поддерживают горячую замену.
Идеальное использование
RAID-1 идеально подходит для критически важных систем хранения данных, например, для систем бухгалтерского учета. Он также подходит для небольших серверов, в которых будут использоваться только два диска с данными.
RAID, уровень 5 — чередование с контролем четности
RAID 5 — это наиболее распространенный безопасный уровень RAID. Для этого требуется как минимум 3 диска, но может работать до 16. Блоки данных распределяются по дискам, и на одном диске записывается контрольная сумма четности всех данных блока. Данные четности не записываются на фиксированный диск, они распределяются по всем дискам, как показано на рисунке ниже.Используя данные четности, компьютер может пересчитать данные одного из других блоков данных, если эти данные больше не будут доступны. Это означает, что массив RAID 5 может выдержать отказ одного диска без потери данных или доступа к ним. Хотя RAID 5 может быть реализован программно, рекомендуется использовать аппаратный контроллер. Часто на этих контроллерах используется дополнительная кэш-память для повышения производительности записи.
RAID 5 — чередование с четностьюПреимущества RAID 5
- Транзакции чтения данных выполняются очень быстро, в то время как транзакции записи данных несколько медленнее (из-за четности, которую необходимо вычислить).
- Если диск выходит из строя, у вас по-прежнему есть доступ ко всем данным, даже если неисправный диск заменяется, а контроллер хранилища восстанавливает данные на новом диске.
Недостатки RAID 5
- Отказы дисков влияют на пропускную способность, хотя это все еще приемлемо.
- Это сложная технология. Если один из дисков в массиве с дисками 4 ТБ выходит из строя и заменяется, восстановление данных (время восстановления) может занять день или больше, в зависимости от нагрузки на массив и скорости контроллера.Если в это время выйдет из строя другой диск, данные будут потеряны безвозвратно.
Идеальное использование
RAID 5 — это хорошая универсальная система, сочетающая в себе эффективное хранилище с отличной безопасностью и достойной производительностью. Он идеально подходит для файловых серверов и серверов приложений с ограниченным количеством дисков с данными.
RAID уровня 6 — чередование с двойной четностью
RAID 6 похож на RAID 5, но данные четности записываются на два диска. Это означает, что для него требуется как минимум 4 диска, и он может выдержать одновременное отключение 2 дисков.Вероятность того, что два привода выйдут из строя в один и тот же момент, конечно, очень мала. Однако, если диск в системах RAID 5 выходит из строя и заменяется новым, на восстановление замененного диска уходит несколько часов или даже больше суток. Если в это время выйдет из строя другой диск, вы все равно потеряете все свои данные. С RAID 6 массив RAID переживет даже этот второй отказ.
RAID 6 — чередование с двойной четностьюПреимущества RAID 6
- Как и в случае с RAID 5, транзакции чтения данных выполняются очень быстро.
- Если два диска выйдут из строя, у вас по-прежнему будет доступ ко всем данным, даже если неисправные диски заменяются. Таким образом, RAID 6 более безопасен, чем RAID 5.
Недостатки RAID 6
- Транзакции записи данных выполняются медленнее, чем RAID 5, из-за дополнительных данных четности, которые необходимо вычислить. В одном отчете я читал, что скорость записи была на 20% ниже.
- Отказы дисков влияют на пропускную способность, хотя это все еще приемлемо.
- Это сложная технология.Восстановление массива, в котором отказал один диск, может занять много времени.
Идеальное использование
RAID 6 — это хорошая универсальная система, сочетающая в себе эффективное хранилище с превосходной безопасностью и достойной производительностью. Это предпочтительнее, чем RAID 5 на файловых серверах и серверах приложений, которые используют много больших дисков для хранения данных.
RAID уровня 10 — объединение RAID 1 и RAID 0
Можно объединить преимущества (и недостатки) RAID 0 и RAID 1 в одной системе.Это вложенная или гибридная конфигурация RAID. Он обеспечивает безопасность, зеркалируя все данные на дополнительных дисках, используя чередование для каждого набора дисков для ускорения передачи данных.
RAID 10 — Чередование и зеркалированиеПреимущества RAID 10
- Если что-то пойдет не так с одним из дисков в конфигурации RAID 10, время восстановления будет очень быстрым, поскольку все, что нужно, — это скопировать все данные с уцелевшего зеркала на новый диск. Для дисков емкостью 1 ТБ это может занять всего 30 минут.
Недостатки RAID 10
- Половина емкости хранилища идет на зеркалирование, поэтому по сравнению с большими массивами RAID 5 или RAID 6 это дорогостоящий способ обеспечения избыточности.
А как насчет уровней RAID 2, 3, 4 и 7?
Эти уровни существуют, но не так распространены (RAID 3 по сути похож на RAID 5, но данные четности всегда записываются на один и тот же диск). Это всего лишь простое введение в RAID-системы. Более подробную информацию вы можете найти на страницах Википедии или ACNC.
RAID не заменяет резервное копирование!
Все уровни RAID, кроме RAID 0, обеспечивают защиту от сбоя одного диска. Система RAID 6 выдерживает даже одновременную смерть двух дисков. Для полной безопасности вам все равно необходимо создавать резервные копии данных, хранящихся в системе RAID.
- Эта резервная копия пригодится, если все диски одновременно выйдут из строя из-за скачка напряжения.
- Это гарантия на случай кражи системы хранения.
- Резервные копии могут храниться вне офиса в другом месте.Это может пригодиться, если ваше рабочее место разрушится в результате стихийного бедствия или пожара.
- Самой важной причиной резервного копирования нескольких поколений данных является ошибка пользователя. Если кто-то случайно удалит важные данные, и это останется незамеченным в течение нескольких часов, дней или недель, хороший набор резервных копий гарантирует, что вы все равно сможете восстановить эти файлы.
Чтобы узнать больше, прочтите страницу о лучшей политике резервного копирования.
| Режим RAID | Описание | Эксплуатация | Преимущества | Недостатки | Восстановление |
| RAID 0 | Диски полосатые | Данные равномерно распределяются между двумя или более дисками. | Большой размер и максимальная скорость. | Без резервирования. | Если один или несколько дисков выйдут из строя, это приведет к сбою массива. |
| RAID 1 | Зеркальные диски | На двух или более дисках есть идентичные данные. | Отказ одного диска не приведет к потере данных. | Скорость и размер ограничены самым медленным и самым маленьким диском. | Для восстановления нужен только один диск. |
| RAID 3 | Полосатый набор со специальной четностью | Данные равномерно распределяются между двумя или более дисками, а также выделенным диском для хранения с контролем четности. | Высокая скорость для последовательных операций чтения / записи. | Низкая производительность при одновременном выполнении нескольких инструкций. | Отказ одного диска будет восстановлен. |
| RAID 5 | Чередующиеся диски с распределенной четностью | Данные равномерно распределяются между тремя или более дисками. Четность разделена между дисками. | Большой размер, высокая скорость и избыточность. | Общий размер массива уменьшен на четность. | Отказ одного диска будет восстановлен. |
| RAID 10 | 1 + 0; Полосатый набор Mirrored Subset | Четыре или более дисков превращаются в два зеркала с полосами. | Больший размер и более высокая скорость, чем у RAID-1, и большая избыточность, чем у RAID-0. | Без паритета. | Только один диск в зеркальном наборе может выйти из строя. |
| ДЖБОД | Просто куча дисков | Операционная система получает доступ к любому количеству дисков независимо. | Могут использоваться программные режимы RAID. | Аппаратный RAID может иметь лучшую производительность. | НЕТ |
| Большой | Объединение или конкатенация | Данные записываются на один диск до тех пор, пока он не будет заполнен, а затем на следующий диск (и), пока он или они не будут заполнены. | Создает очень большой и простой массив. | Без резервирования. | НЕТ |
| Клон | RAID 1 + запасной | Два диска содержат идентичные данные, плюс один диск используется для восстановления в случае отказа основного массива. | Бесперебойная работа при отказе одного диска в массиве RAID-1. | Запасной диск недоступен для пользователя. | Для восстановления нужен только один диск. |
Что означает RAID и почему вам может понадобиться один
Лучший ответ: Избыточный массив независимых / недорогих дисков (RAID) — это технология, которая позволяет хранить данные на нескольких жестких дисках. Целью RAID является обеспечение избыточности данных для уменьшения потерь данных и, во многих случаях, повышения производительности.Лучший способ принять участие в RAID-массивах — это NAS.
Почему RAID?
RAID был создан в 1988 году для снижения затрат на высокопроизводительные дисковые накопители. Изобретатели утверждали, что массив недорогих дисков может превзойти по производительности один дорогой диск, что, несомненно, было огромной проблемой, когда 10 МБ памяти стоили более 100 долларов. RAID позволяет хранить данные на нескольких дисках одновременно, хотя настройка RAID будет выглядеть, скажем, в Windows 10 как один диск.
RAID-контроллер — устройство, которое направляет данные в устройства хранения и из них — может быть основано на программном или аппаратном обеспечении. В первом случае, если у вас есть несколько дисков, настроенных в массиве RAID внутри вашего домашнего ПК, это, вероятно, обрабатывается на программном уровне с процессором (ЦП) вашего ПК, выполняющим работу. В последнем случае, скажем, с внешним корпусом сетевого хранилища (NAS), будет выделенная карта контроллера для обработки операций ввода-вывода (I / O) массива RAID.
Существует несколько итераций RAID, каждая из которых решает определенный набор проблем. RAID 0 был первой версией, созданной, и она обеспечивает пользователям высокую скорость чтения и записи для повышения производительности. Несмотря на название, избыточности данных нет. Данные распределяются по дискам, что означает, что каждый диск содержит часть общей информации. Чередование означает более быстрый доступ к данным, но если один диск выйдет из строя, откажутся все, что приведет к потере данных.
Скорость измеряется количеством дисков в массиве RAID 0, поэтому считайте, что массив RAID 0 с четырьмя дисками в четыре раза быстрее, чем один диск.Вместо однополосной магистрали для передачи всех данных теперь есть несколько полос, по которым данные передаются туда и обратно. Повышение производительности компенсируется отсутствием избыточности данных и риском потери всех дисков в случае отказа одного из них. Помимо RAID 0, вы также часто слышите о настройках RAID 1, RAID 5, RAID 6 и RAID 10.
Что такое RAID 1?
Конфигурация RAID 1 состоит как минимум из двух зеркальных дисков, содержащих одинаковую информацию. Эта настройка RAID включает отказоустойчивость, поскольку отказ одного диска не приведет к отказу других дисков.Здесь нет чередования, поэтому, пока работает один диск, массив будет продолжать работать, что делает его фаворитом среди тех, кому требуется высокая надежность. В большинстве случаев производительность чтения должна быть примерно такой же, как у одного диска, хотя это может отрицательно сказаться на скорости записи и емкости хранилища.
Когда данные записываются в массив, они должны записываться на каждый диск независимо. Следовательно, скорость записи будет такой же, как у самого медленного диска в массиве. Точно так же емкость хранилища зависит от размера самого маленького диска, поэтому наличие диска 256 ГБ и 512 ГБ означает, что вы потеряете половину пространства для хранения последнего оборудования.Решение? Придерживайтесь аналогичных дисков — как по производительности, так и по размеру — и вам будет намного лучше с настройкой RAID 1.
RAID 1, как правило, является самым дорогим выбором, поскольку его эффективность в основном можно измерить как количество дисков, разделенное на его собственное количество. Например, если у вас два диска (минимальное количество для настройки RAID), вы получаете только пространство для хранения самого маленького диска в настройке. Это уравнение одинаково независимо от того, сколько у вас дисков. В конфигурации с 10 дисками по-прежнему будет храниться информация только на одном диске, хотя она будет иметь впечатляющую избыточность данных.
Что такое RAID 5?
Если у вас три диска, вероятно, лучшим выбором будет RAID 5. RAID 5 использует комбинацию чередования и четности, которая распределяется по дискам. В случае сбоя диска используется логический вентиль «Исключающее ИЛИ» (XOR) для объединения потерянного диска с использованием информации о четности от других дисков. Это можно сделать, даже если другие диски продолжают свою обычную работу (хотя и с меньшей скоростью), а это означает, что время простоя в случае потери диска будет минимальным.
Например, в конфигурации RAID 5 с тремя дисками данные будут разделены между первыми двумя дисками с контролем четности на третьем. Данные и четность распределяются между дисками по мере добавления дополнительной информации. Вы по-прежнему можете воспользоваться преимуществом в производительности чередования — у вас есть данные для движения по многополосной магистрали — плюс вы не должны терять все в случае сбоя диска, как при настройке RAID 0. Однако конфигурация RAID 5 с тремя дисками по существу потеряет 33 процента (или эквивалент одного диска) своего пространства для функций четности.Вы также обычно увидите более медленные скорости записи из-за функции четности.
Что такое RAID 6?
RAID 6 похож на RAID 5, но использует как минимум четыре диска из-за настройки двойной четности. Это означает, что при установке с четырьмя дисками вы теряете половину своего дискового пространства для паритета, хотя ваши данные останутся нетронутыми в случае одновременной потери двух дисков. Как и в случае RAID 5, скорость чтения отличная из-за чередования, хотя скорость записи обычно снижается из-за четности.Хотя для работы требуется четыре диска, конфигурация RAID 6, вероятно, лучше всего подходит для массивов с пятью или более дисками.
Что такое RAID 10?
RAID 10 (также известный как RAID 1 + 0) лучше всего подходит для четырех дисков. Вместо того, чтобы полагаться либо на зеркальное отображение, либо на чередование, он фактически включает и то, и другое, отсюда 1 + 0. Данные по существу распределяются между двумя наборами зеркальных дисков, создавая систему, которая может справиться с отказом одного диска в любом наборе дисков или одновременным отказом диска в обоих наборах.С чем он не может справиться, так это с одновременным отказом привода одного комплекта.
Например, если у вас есть шесть битов данных, первый бит будет отражен на обоих дисках в первом наборе. Следующий бит данных будет отражен на втором наборе дисков, третий — на первом наборе дисков и так далее. Если вы потеряете первый диск, вы все равно сможете получить доступ к первому биту с другого зеркала. Потеря обоих дисков сразу в наборе означает, что вы теряете оба зеркала бита, и именно здесь вы достигаете точки невозврата.При настройке RAID 10 вы теряете 50 процентов общего пространства хранения из-за зеркалирования и, вероятно, увидите снижение скорости записи.
Подходит ли вам RAID?
RAIDизначально был изобретен, чтобы снизить стоимость хранения в 80-х годах, одновременно учитывая высокий процент отказов некоторых ранних технологий. Настройки RAID по-прежнему в основном используются на больших серверах; подумайте о корпорациях, которым требуется круглосуточный доступ к важнейшим данным. Однако сейчас, в эпоху дешевых массовых хранилищ, настройки RAID часто используются в частном порядке в сочетании со специализированными задачами, чтобы избежать ежемесячных платежей и проблем с конфиденциальностью, связанных с услугами облачного хранилища.
Как вы попадаете в группу RAID (ing)? Создание сетевого хранилища (NAS) или покупка предварительно созданного NAS, вероятно, будет вашим лучшим выбором, хотя вы можете настроить программный RAID-массив, используя свой стандартный компьютер с подключенным хранилищем. NAS в своей основной форме представляет собой отдельное оборудование, работающее под управлением ОС, основная функция которого заключается в хранении файлов и управлении ими. NAS обеспечивает централизованное управление файлами, а при правильной настройке RAID обеспечивает дополнительную безопасность данных и повышенную производительность.
Если вы решите построить свой собственный NAS, вы в конечном итоге сэкономите деньги и получите больший контроль над оборудованием в вашей системе.Если это кажется сложной задачей, но вы хотите ее попробовать, мы написали полное руководство по созданию собственного NAS. Если у вас есть бюджет и вы хотите купить предварительно собранный NAS, у нас есть несколько полезных рекомендаций, которые помогут вам быстро начать работу.
Еще одна вещь, на которую следует обратить внимание при покупке определенных систем Synology NAS, — это наличие собственной технологии Synology Hybrid RAID (SHR). SHR и SHR-2 обеспечивают защиту от сбоев одного и двух дисков, а также упрощают настройку и масштабирование, поскольку они поддерживают диски разного размера и скорости.Если вам менее комфортно работать с мелкими деталями RAID или вы планируете в будущем масштабировать свой NAS с использованием нескольких дисков разного размера, SHR может стать огромным благом.
Возьмите предварительно собранный NAS, если вы не хотите строить его самостоятельно
Если вам неудобно создавать собственный NAS для RAID, Synology DS218 + станет отличной готовой альтернативой, которая может удовлетворить потребности большой семьи или небольшого офиса. Вы не только сможете хранить резервные копии и важные документы в безопасности, но и сможете пользоваться некоторыми мультимедийными материалами благодаря поддержке Plex.Он может обрабатывать потоковую передачу фильмов и музыки, запись видеонаблюдения и многое другое.
Лучший в целом NAS
Synology DS218 +
Превосходное сетевое хранилище среднего класса
Synology DS218 + — это дорогой NAS, в котором нет жестких дисков, но пользоваться этим продуктом приятно, если вы планируете часто менять местами хранилище. Он содержит обновляемую оперативную память, 64-битный процессор Intel, а также отличную ОС DSM.
Вам требуется более двух отсеков? Большинство домовладельцев этого не делают, и здесь в игру вступает исключительно хороший DS218 +.Тем, у кого есть офис дома или работает в нем в компании, без сомнения, потребуется больше места для хранения, и именно в этом случае наличие многочисленных отсеков для дисков в Synology DS1618 + имеет смысл. Он также включает поддержку SHR.
Накопитель
Synology DS1618 +
Synology NAS, необходимый для массового хранения
DS1618 + — серьезный NAS, который позволяет установить до шести жестких дисков для получения невероятных объемов дискового пространства. Он также поддерживается отличным программным обеспечением DSM от Synology и поставляется с многочисленными надстройками для поддержки внешних сервисов.
Если вы покупаете NAS и планируете установить RAID-массив, скорее всего, вам нужно будет приобрести качественное хранилище. Хотя традиционные механические приводы не оптимальны для работы NAS — непрерывная работа в течение продолжительных периодов времени приведет к их износу — существуют усовершенствованные приводы, которые намного лучше подходят для этой задачи.
Отличный жесткий диск для RAID
Seagate IronWolf Pro 4 ТБ
Диск, созданный для вашего NAS
СерияSeagate IronWolf — это решение компании для настройки NAS, которое может соперничать с WD Red.Аналогичная технология, названная AgileArray, реализована для обеспечения повышенной производительности и надежности по сравнению с дисками для настольных ПК, и эти устройства могут быть установлены в коробки, поддерживающие до восьми отсеков. IronWolf Pro — это следующий шаг вперед с немного более дорогими дисками, но с увеличенными поддерживаемыми отсеками, скоростью загрузки и ограниченной гарантией.
Мы можем получать комиссию за покупки, используя наши ссылки. Учить больше.
Справочник покупателяЭто лучшие маршрутизаторы Netgear, доступные сейчас
Любите Netgear и хотите улучшить свой домашний Интернет? Мы собрали лучшие маршрутизаторы, доступные сейчас, независимо от того, ищете ли вы игры, настраиваете ячеистую сеть или просто пользуетесь Интернетом без задержек у себя дома.
Объяснение уровней RAID 0, 1, 4, 5, 6, 10
По мере роста предприятий возникает потребность в более надежной инфраструктуре, способной обрабатывать критически важные системы. Важным компонентом стабильной и масштабируемой инфраструктуры является правильное управление памятью. В этой статье мы рассмотрим RAID, который является аббревиатурой для R edundant A Rray из I ndependent (или недорогих) D isks.
Что такое RAID?
RAID — это технология виртуализации хранилища, которая используется для организации нескольких дисков в различные конфигурации для достижения определенных целей, таких как избыточность, скорость и емкость.RAID можно разделить на программный RAID и аппаратный RAID. В программном RAID архитектурой памяти управляет операционная система. В случае аппаратного RAID внутри дисков есть выделенный контроллер и процессор, которые управляют памятью. Существуют различные уровни рейдов, как описано ниже.
RAID 0
RAID 0 основан на чередовании данных. Поток данных делится на несколько сегментов или блоков, и каждый из этих блоков хранится на разных дисках. Итак, когда система хочет прочитать эти данные, она может сделать это одновременно со всех дисков и объединить их вместе, чтобы восстановить весь поток данных.Преимущество этого состоит в том, что скорость операций чтения и записи резко возрастает. Это отлично подходит для ситуаций, когда производительность важнее других аспектов. Кроме того, общая емкость всего тома является суммой емкостей отдельных дисков. Обратной стороной является то, что, как вы уже догадались, почти нет избыточности. Если один из дисков выходит из строя, все данные становятся поврежденными и бесполезными, поскольку их больше нельзя воссоздать.
Преимущества:
- Повышение производительности операций чтения и записи
- Пространство не тратится зря, так как весь объем отдельных дисков используется для хранения уникальных данных
Недостатки
- Нет избыточности / дублирования данных.Если один из дисков выходит из строя, все данные теряются.
RAID 1
RAID 1 использует концепцию зеркального отображения данных. Данные зеркалируются или клонируются на идентичный набор дисков, так что в случае выхода из строя одного из дисков можно использовать другой. Это также улучшает производительность чтения, поскольку к различным блокам данных можно обращаться одновременно со всех дисков. Это можно пояснить на схеме ниже. Многопоточный процесс может получить доступ к блоку 1 с диска 1 и блоку 2 с диска 2 одновременно, тем самым увеличивая скорость чтения, как и в случае с RAID 0.Но в отличие от RAID 0 производительность записи снижается, поскольку все диски должны обновляться при каждой записи новых данных. Другой недостаток заключается в том, что пространство тратится на дублирование данных, что увеличивает соотношение стоимости к хранению.
Преимущества
- Данные могут быть восстановлены в случае отказа диска
- Повышенная производительность операции чтения
Недостатки
- Медленная скорость записи
- Пространство тратится впустую из-за дублирования данных, что увеличивает стоимость единицы памяти
RAID 4
RAID 4 распределяет данные по нескольким дискам так же, как RAID 0.В дополнение к этому он также хранит информацию о четности всех дисков на отдельном выделенном диске для обеспечения избыточности. На схеме ниже диск 4 служит диском четности, имеющим блоки четности A p , B p , C p и D p . Таким образом, если один из дисков выходит из строя, данные можно восстановить, используя информацию о четности этого диска. Здесь пространство используется более эффективно по сравнению с RAID 1, поскольку для информации о четности используется гораздо меньше места, чем при зеркалировании диска.Скорость записи снижается, поскольку вся информация о четности записывается на один диск, что является узким местом. Как мы увидим дальше, эта проблема решена в RAID 5.
Преимущества
- Эффективное резервирование данных по стоимости единицы памяти
- Повышение производительности операций чтения за счет удаления данных
Недостатки
- Операция записи идет медленно
- При выходе из строя выделенного диска четности избыточность данных теряется
RAID 5
RAID 5 очень похож на RAID 4, но здесь информация о четности распределяется по всем дискам, а не хранится на выделенном диске.Это дает два преимущества: во-первых, больше нет узких мест, поскольку напряжение четности выравнивается за счет использования всех дисков для хранения информации о четности, и, во-вторых, отсутствует возможность потери избыточности данных, поскольку один диск не хранит всю информацию о четности.
Преимущества
- Все преимущества RAID 4, а также повышенная скорость записи и лучшая избыточность данных
Недостатки
- Может обрабатывать только один сбой диска
RAID 6
RAID 6 использует блоки двойной четности для достижения лучшей избыточности данных, чем RAID 5.Это увеличивает отказоустойчивость до двух отказов дисков в массиве. Каждый диск имеет два блока четности, которые хранятся на разных дисках в массиве. RAID 6 — это очень практичная инфраструктура для поддержки систем высокой доступности.
Преимущества
- Лучшая избыточность данных. Может обрабатывать до 2 отказавших дисков
Недостатки
RAID 10 (RAID 1 + 0)
RAID 10 объединяет как RAID 1, так и RAID 0, располагая их уровнями в противоположном порядке.Иногда его также называют «вложенным» или «гибридным» RAID. Это «лучший из обоих подходов», поскольку он обеспечивает высокую производительность RAID 0 и избыточность RAID 1. В этой настройке несколько блоков RAID 1 соединены друг с другом, чтобы получился RAID 0. Он используется. в случаях, когда требуется огромная производительность диска (выше, чем у RAID 5 или 6) вместе с избыточностью.
Преимущества
- Очень быстрая работа
- Резервирование и отказоустойчивость
Недостатки
- Стоимость единицы памяти высока, так как данные зеркалируются
Внедрение и поддержка RAID
Многие операционные системы имеют встроенную поддержку RAID.В Linux есть инструмент под названием mdadm, который можно использовать для управления и мониторинга RAID-устройств. Вся установка и работа mdadm подробно описаны на вики-странице ядра. Кроме того, такие файловые системы, как ZFS, GPFS, Btrfs и XFS, обеспечивают встроенную поддержку RAID.