Рейд 0 массив: Что такое RAID-массив, и почему он вам нужен

Содержание

Что такое RAID-массив, и почему он вам нужен

С каждым годом производительность компьютерного железа увеличивается высокими темпами. Процессоры оснащают все большим количеством ядер и потоков, а видеокарты покоряют более высокую частоту чипа. Однако, что касается жестких дисков, пока их предел скорости застыл на отметке 7200 об/мин. Технические характеристики HDD в последнее время изменяются только в плане объема, но не скорости. Исправить такую ситуацию могут SSD-накопители, но, как правило, они значительно дороже и обладают относительно низким ресурсным потенциалом. Еще до появления SSD на свет в 1987 году были придуманы так называемые RAID-массивы. Ниже расскажем, что это такое, какие виды массивов бывают, и чем они могут быть полезны обычному пользователю.

Что такое RAID-массив?

RAID (англ. Redundant Array of Independent Disks — избыточный массив независимых дисков) — технология виртуализации данных, которая объединяет несколько дисков в логический элемент для повышения производительности. Соответственно, минимальное количество требуемых дисков — 2, но может потребоваться и больше. Всё зависит от того, какой именно массив вам нужен и для чего.

RAID 0

Принцип работы — striping (чередование). Массив при котором информация разбивается на одинаковые по длине блоки, а затем записывается поочерёдно на каждый диск в структуре. Основное предназначение такой системы — фактическое увеличение производительности в 2 раза, при этом вам будет доступен полный объем всех дисков.

Можно использовать неограниченное количество дисков. В случае если диски обладают разными показателями скорости, то конечный результат будет высчитываться по самому медленному HDD. Позволяет объединять диски любого объема.

Например, 320 Гбайт + 1 Тбайт + 3 Тбайт — будут функционировать должным образом.

Приведем несколько примеров, чтобы нагляднее объяснить эти принципы.

Предположим у вас есть два диска со скоростью записи в 200 Мбайт/c и объемом 1000 Гбайт. Создав RAID 0, вы получите скорость записи 400 Мбайт/c и 2000 Гбайт свободного места. То есть вы как бы увеличиваете производительность за счет распределения задач между всеми участниками системы.

Если же один из дисков при этом будет 500 Гбайт, а другой 1000 Гбайт, то под ваши нужды останется всё те же 1500 Гбайт.

Самый рациональный вариант применения данной технологии — это если вы имеете жесткие диски, одинаковые по техническим характеристикам. Имеет значение интерфейс подключения. Скажем, два диска, подключенные к SATA 1 и SATA 3 будут оба работать на скорости самого медленного канала.

Однако, такая схема не лишена и минусов. Помимо сложностей с техническими характеристиками, вы можете с легкостью потерять все свои данные, если хотя бы один винчестер выйдет из строя. Из-за того, что информация разбивается и записывается параллельно на два диска, один файл может лежать одновременно на двух или более носителях. Если же такая система построена из 4 «винтов», то поломка даже одного — это неизбежный крах всей хранящейся информации. Поэтому не забывайте о бэкапах, если пользуетесь RAID 0.

Преимущества

Высокая производительность

Недостатки

Низкая надежность
Сложность подбора дисков с одинаковыми характеристиками

RAID 1

Принцип работы — mirroring («зеркалирование»). Самая простая система RAID-массивов из всех возможных. Представляет собой параллельную запись информации с основного диска на другие — дублирующие. Производительность при этом никак не изменяется. Имеет широкое применение в серверном обслуживании, потому что в случае выхода из строя одного из накопителей, все продублированные данные остаются на других носителях. При этом вам будет доступен объем лишь одного винчестера.

Предположим у вас есть 3 диска по 500 Гбайт каждый. Из 1500 Гбайт вам останется лишь 500 Гбайт. В общем, предназначение таких систем — резервация и клонирование информации. Есть смысл использовать диски с высокой скоростью (7200 об/мин) — например, такой:.

RAID 1 часто используют в корпоративной сфере, где потеря информации может обернуться серьезными убытками. 

Преимущества

Высокая надежность

Недостатки

Дороговизна

RAID 10 (1+0)

Все остальные виды массивов являются различными вариациями первых двух. RAID 10 — совмещает в себе всё самое лучшее из RAID 1 и RAID 0. Вам потребуется минимум 4 носителя, и их количество всегда должно быть четным. В данном массиве вы получаете высокую производительность и высокую надежность. Однако, как в случае и с RAID 1, вам будет доступна лишь половина от общего объема всей системы.

Пример. 4 винчестера на 1000 Гбайт со скоростью 200 Мбайт/c. Итоговая скорость — 400 Мбайт/c. Итоговый объем — 2000 Гбайт.

Преимущества

Высокая производительность
Высокая надежность

Недостатки

Итоговый объем равный 1/2 от общего
Дороговизна

RAID 5

Сильно схож по своему принципу работы с RAID 1. Только вам теперь потребуется минимум 3 накопителя, на одном из которых будет храниться продублированная информация. В этом случае вам будет доступен практически весь объем в системе, кроме одного диска с данными под восстановление. Кроме того, увеличится и производительность, но не в несколько раз, как в случае с RAID 0. Основное отличие RAID 5 от RAID 10 — это уровень надежности и доступный объем. Данный массив предназначен для более специфических задач, когда вместе собрано огромное количество дисков.

Предположим, вы имеете 4 диска на 2 Тбайт каждый. RAID 10 даст вам объем равный 4 Тбайт, в 2 раза большую скорость и возможность полностью восстановить информацию в случае поломки сразу двух основных носителей.

RAID 5 же в таком случае даст 6 Тбайт под ваши нужды, немного увеличенную скорость записи данных и возможность восстановления данных только с одного поврежденного винчестера. В таком случае RAID 10 выглядит более привлекательной системой, нежели RAID 5, ведь за плату в 2 Tбайт, мы получаем высокую производительность и возможность полного восстановления.

Но ситуация меняется, когда дисков становится значительно больше. Как мы и говорили, RAID 5 — специфическая структура. Если вы имеете 10 дисков на 2 Тбайт каждый, то RAID 10 даст вам лишь 10 Тбайт, которые вам будут доступны. В случае с RAID 5 это уже 18 Тбайт (доступны все диски, кроме одного, который хранит дублированные данные). Здесь уже 50% доступного объема — слишком высокая цена за возможность полного восстановления и двукратную скорость. Куда выгоднее получить слегка увеличенную скорость, практически полный объем и возможность восстановления одного любого диска. Для простого же обывателя такие системы не нужны.

Преимущества

Не требует много места под восстановление
Слегка увеличивает производительность
 

Недостатки

Не предназначен для бытового использования
Обеспечивает не полное резервирование данных
Прирост скорости не такой большой, как у RAID 10
 

Существуют и другие виды массивов, но все они слишком узконаправленные и не подходят для обычного пользователя. Описанные выше схемы — используются в 90% случаев.

Как создать RAID-массив

Существует два способа — аппаратный и программный. В первом случае потребуется несколько дисков, подключенных к материнской плате, и наличие RAID-контроллера. RAID-контроллер может быть установлен отдельно, а может быть уже встроен в саму материнку, но встроенные, как правило, обладают меньшими возможностями и потенциалом.

В случае с программным способом, потребуется специальная установленная программа, которая имитирует работу контроллера. Однако следует понимать, что таким способом затрагиваются ресурсы процессора и оперативной памяти, что негативным образом сказывает на общей производительности ПК. К тому же не редки случае конфликтов операционной системы и софта. Поэтому подобный способ следует рассматривать исключительно в целях экспериментов и тестов.

Для того, что воспользоваться аппаратным методом, вам потребуется зайти в BIOS операционной системы и выставить режим RAID.

После перезагрузки ПК, вы попадете в меню настройки массива. После установки более детальных настроек, вы сможете пользоваться массивом, как и обычным диском.

Будьте аккуратны, все данные на дисках при создании массива будут стёрты!

Если перед вами стоит банальная задача сделать бэкап, не обязательно связываться с RAID. Почитайте в нашей статье, как все правильно настроить. 

Читайте также:

Как настроить RAID 0 массив и установить на него Windows 10. Или как увеличить быстродействие дисковой системы в два раза

Если Вы хотите увеличить быстродействие своей операционной системы в два раза, то наша статья для Вас!

Каким бы мощным не был Ваш компьютер, у него до сих пор остаётся одно слабое звено, это жёсткий диск, единственное устройство в системном блоке имеющее внутри механику. Вся мощь вашего процессора и 16 ГБ оперативной памяти будут сведены на нет устаревшим принципом работы обычного HDD. Не зря компьютер сравнивают с бутылкой, а жёсткий диск с её горлышком.

Сколько бы воды в бутылке не было, выливаться она будет через узкое горлышко.

Известно два способа ускорить работу компьютера, первый, это купить дорогой твердотельный накопитель SSD, а второй, по максимуму использовать возможности вашей материнской платы, а именно, настроить RAID 0 массив из двух жёстких дисков. Кстати, а кто нам мешает создать RAID 0 массив из двух SSD!

Как настроить RAID 0 массив и установить на него Windows 10. Или как увеличить быстродействие дисковой системы в два раза

  

Как вы догадались, сегодняшняя статья о создании и настройке дискового массива RAID 0 состоящего из двух жёстких дисков. Задумал я её несколько лет назад и специально приобрёл два новых винчестера SATA III (6 Гбит/с) по 250 ГБ, но в силу сложности данной темы для начинающих пользователей пришлось её тогда отложить. Сегодня же, когда возможности современных материнских плат подошли к такому уровню функциональности, что RAID 0 массив может создать даже начинающий, я с большим удовольствием возвращаюсь к этой теме.

Примечание: Для создания RAID 0 массива можно взять диски любого объёма, например по 1 ТБ. В статье, для простого примера, взяты два диска по 250 ГБ, так как свободных дисков другого объёма не оказалось под руками.

Всем компьютерным энтузиастам важно знать, что RAID 0 («striping» или «страйпинг»), это – дисковый массив из двух или более жёстких дисков с отсутствием избыточности. Перевести данную фразу на обычный русский можно так: при установке в системный блок двух или более жёстких дисков (желательно одного объёма и одного производителя) и объединении их в дисковый массив RAID 0, информация на эти диски записывается/читается одновременно, что в два раза увеличивает производительность дисковых операций. Единственное условие — ваша материнская плата должна поддерживать технологию RAID 0 (в наше время практически все материнки поддерживают создание рейд-массивов).

Внимательный читатель может спросить: «А что такое отсутствие избыточности?»

Ответ. Технология виртуализации данных RAID разработана в первую очередь для безопасности данных и начинается с RAID 1 массива, который обеспечивает двойную надёжность (запись данных производится на два жёстких диска параллельно и при поломке одного винчестера вся информация остаётся в сохранности на другом HDD). Так вот, технология RAID 0 не записывает данные параллельно на два жёстких диска, RAID 0 разбивает при записи информацию на блоки данных и записывает её на несколько винчестеров одновременно, за счёт этого производительность дисковых операций вырастает в два раза, но при выходе из строя любого жёсткого диска вся информация на втором HDD теряется.

Вот по этому создатели технологии виртуализации RAID — Ренди Кац и Дэвид Паттерсон, не считали RAID 0 за какой-либо уровень RAID и назвали его «0», так как он не является безопасным из-за отсутствия избыточности.

Друзья, но согласитесь, что жёсткие диски ломаются не каждый день, а во вторых, с двумя HDD, объединёнными в RAID 0 массив, можно работать как с простым жёстким диском, то есть, если вы периодически будете делать резервные копии операционной системы, то вы застрахуете себя от возможных проблем на 100%.

 

Итак, перед созданием RAID 0 массива предлагаю установить один из двух наших новых жёстких дисков SATA III (6 Гбит/с) в системный блок и проверить его на скорость чтения записи утилитами CrystalDiskMark и ATTO Disk Benchmark. Уже после создания RAID 0 массива и установки на него Windows 10 мы ещё раз проверим скорость чтения записи этими же утилитами и посмотрим, на самом ли деле данная технология увеличит быстродействие нашей операционной системы.

 

Для проведения эксперимента возьмём далеко не новую материнскую плату ASUS P8Z77-V PRO построенную на чипсете Intel Z77 Express. Преимущества материнских плат построенных на чипсетах Intel Z77, Z87 и более новых H87, B87 заключаются в продвинутой технологии Intel Rapid Storage Technology (RST), которая специально разработана для RAID 0-массивов даже из SSD. 

Подсоединяем жёсткий диск SATA III WDC WD2500AAKX 250 ГБ к высокоскоростному порту SATA III на материнской плате и включаем компьютер. 

Проводим тесты нашими программами. 

Забегая вперёд скажу, результаты теста вполне обычные для обычного HDD самого современного интерфейса SATA III.

CrystalDiskMark


Является старейшей программой для тестирования производительности жёстких дисков, скачать можете на моём облачном хранилище, ссылка.

Программа производит тест случайного и последовательного чтения/записи на винчестер блоками по 512 и 4 кб.

Выбираем нужный накопитель, к примеру наш с Вами HDD под буквой C: и жмём All.

Итоговый результат. Максимальная скорость записи информации на жёсткий диск достигала 104 Мб/с, скорость чтения — 125 Мб/сек. 

ATTO Disk Benchmark

Итоговый результат. Максимальная скорость записи информации на жёсткий диск достигала 119 Мб/с, скорость чтения — 121 Мб/сек. 

Ну а теперь настраиваем наш RAID 0 массив в БИОС и устанавливаем на него операционную систему Windows 10.

 

Настройка RAID 0 массива

 

Подсоединяем к нашей материнской плате два одинаковых в объёме (250 ГБ) жёстких диска SATA III: WDC WD2500AAKX-00ERMA0 и WDC WD2500AAKX-001CA0. 

 

На нашей материнке есть 4 порта SATA III (6 Гбит/с), использовать будем №5 и №6

Включаем компьютер и входим в БИОС с помощью нажатия клавиши DEL при загрузке.

Идём на вкладку Advanced, опция SATA Configuration.

Опцию SATA Mode Selection выставляем в положение RAID

Для сохранения изменений жмём F10 и выбираем Yes. Происходит перезагрузка.

Если вы подключили в БИОС технологию RAID, то при следующей загрузке на экране монитора появится предложение нажать клавиатурное сочетание (CTRL-I), для входа в панель управления конфигурации RAID. 

Ещё в данном окне отображены подключенные к портам 4 и 5 наши жёсткие диски WDC, пока находящихся не в RAID-массиве (Non-RAID Disk). Жмём CTRL-I и входим в панель настроек.

В начальном окне панели нам нужна первая вкладка Create RAID Volume (Создать том RAID), чтобы войти в неё жмём Enter.

Здесь производим основные настройки нашего будущего RAID 0 массива.

Name: (Имя RAID-массива).

Нажмите на клавишу «пробел» и введите имя.

Пусть будет «RAID 0 new» и жмём Enter. Передвигаемся ниже с помощью клавиши Tab.

RAID Level: (Уровень RAID).

Мы создаём RAID 0 (stripe) — дисковый массив из двух жёстких дисков с отсутствием избыточности. Выберите этот уровень стрелками на клавиатуре и нажмите Enter.

Опускаемся ниже с помощью клавиши Tab.

Stripe Size:

Оставляем как есть.

Capacity: (объём)

Выставляется автоматически. Объём двух наших винчестеров 500 ГБ, так как мы используем уровень RAID 0 (stripe) и два наших жёстких диска работают как один. Жмём Enter.

Больше ничего не меняем и передвигаемся к последнему пункту Create Volume и жмём Enter.

Появляется предупреждение:

WARNING: ALL DATA ON SELECTED DISKS WILL BE LOST. 

Are you sure you want to create this volume? (Y/N): 

ВНИМАНИЕ: ВСЕ ДАННЫЕ на выбранных дисках будут потеряны.

Вы уверены, что хотите создать этот объем ? (Y / N):

Жмём Y (Да) на клавиатуре.

RAID 0 массив создан и уже функционирует, находится со статусом Normal (нормальный). Для выхода из панели настроек жмём на клавиатуре клавишу Esc.

Are you sure you want to exit (Вы уверены что хотите выйти? Нажимаем Y (Да). Происходит перезагрузка.

Теперь при каждой загрузке компьютера на экране монитора на несколько секунд будет появляться информация о состоянии нашего RAID 0 массива и предложение нажать сочетание клавиш (CTRL-I), для входа в панель управления конфигурации RAID. 

Установка Windows 10 на RAID 0 массив

Подсоединяем к нашему системному блоку загрузочную флешку Windows 10, перезагружаем компьютер, входим в БИОС и меняем приоритет загрузки на флешку. А можно просто войти в меню загрузки компьютера и выбрать загрузку с установочной флешки Windows 10 (в нашем случае Kingston). В меню загрузки можно увидеть созданный нами RAID 0 массив с названием «RAID 0 new». 

 

Далее.

Установить.

Принимаем условия лицензии и жмём Далее.

Выборочная: Только установка Windows (для опытных пользователей) 

Можете создать разделы в этом окне или сделать это после инсталляции операционной системы, без разницы.

Жмём Далее и начинается обычная установка Windows 10.  

Windows 10 установлена на RAID 0 массив.

 

Идём в Управление дисками. Операционная система Windows 10 видит пространство двух наших жёстких дисков по 250 ГБ как один жёсткий диск объёмом 500 ГБ.

Диспетчер устройств. В дисковых устройствах находится наш RAID 0 массив.

Ну а теперь, самое главное, проводим тесты скорости работы RAID 0 массива.

CrystalDiskMark

Максимальная скорость записи информации на жёсткий диск достигала 186 Мб/с, скорость чтения — 248 Мб/сек. 

ATTO Disk Benchmark

Максимальная скорость записи информации на жёсткий диск достигала 221 Мб/с, скорость чтения — 237 Мб/сек.

Вывод:

1. Самые простые тесты дисковой активности показывают двойное превосходство RAID 0 массива над обычным жёстким диском.

2. С RAID 0 операционная система работает точно также, как и с обычным HDD.

3. Сама реализация RAID 0 выглядит на новых материнских платах очень просто и под силу даже начинающему.



Метки к статье: Жёсткий диск BIOS RAID

RAID-массив — что это такое? 🛢Основные виды

28 января 2021

Системное администрирование

269

Время чтения ≈ 12 минут

Содержание:

RAID (Redundant Array of Independent Disks или «избыточный массив независимых дисков») —  метод виртуализации, позволяющий объединять несколько дисков в единый логический том, имеющий лучшие характеристики.  Чтобы описать, чем RAID может быть полезен на практике, рассмотрим теоретические основы, классификацию и особенности использования данной технологии.

Для чего применяется RAID

RAID позволяет превратить несколько дисковых накопителей в один большой и быстрый диск. Его можно использовать в качестве хранилища данных с функцией автоматического резервного копирования или настроить как системный диск повышенной отказоустойчивости.

У технологии RAID-массивов существуют и минусы. Платой за быстродействие и надежность становится усложнение системы, а также необходимость закупать дополнительное оборудование. Однако эта цена невелика по сравнению с потенциальными убытками, которые может понести пользователь при потере информации или внезапной поломке накопителя.

Преимущества технологии

  1. Увеличенный объем. Первоначальное назначение RAID — получение диска большей емкости.
  2. Повышение быстродействия системы через параллельное подключение в массив нескольких физических дисков.
  3. Отказоустойчивость и надежность хранения данных обеспечиваются выделением на цели резервирования отдельного устройства. При повреждении одного из дисков RAID-массива информация не будет утеряна.

Условие применения

Технологию можно использовать не во всех случаях. Для этого требуется ее аппаратная и программная поддержка. BIOS должен содержать настройку вида «SATA Configuration: RAID». Если же ее по каким-либо причинам нет, то необходимо «перепрошить» базовую систему ввода-вывода.

В случае, когда поддержка RAID программным методом невозможна, нужно подключить дополнительное устройство — RAID-контроллер и установить соответствующий драйвер. В последних версиях ОС Linux (Ubuntu 20.04, POP-OS 20.04 и т. д.) драйвер для включения режима RAID инсталлируется автоматически.

Основные понятия

В основе функционирования RAID-массивов лежит несколько базовых терминов, без которых нельзя понять принципы работы этой технологии.

  1. Массив — объединение нескольких физических или виртуальных накопителей в один большой диск с возможностью единой настройки, форматирования и управления.
  2. Метод зеркалирования — способ повысить надежность хранения информации через создание копии исходного диска на другом носителе, входящем в массив.
  3. Дуплекс — один из методов зеркалирования, в котором используется вдвое большее количество накопителей для создания копий.
  4. Чередование — увеличение производительности диска, благодаря блочной разбивке данных при записи.
  5. Четность — технология, сочетающая в себе чередование и зеркалирование.

Типы RAID-массивов

  1. Программный (software RAID) — самый бюджетный и распространенный вариант. Дисковые массивы создаются в самой операционной системе посредством специальных утилит. Обработкой данных занимается центральный процессор.  Основной недостаток — зависимость от предустановленной системы, которая приводит к существенному понижению быстродействия и безопасности хранения информации.
  2. Аппаратный (hardware RAID) — создается на основе отдельного устройства (RAID-контроллера), которое имеет собственные специализированный микропроцессор и кеш-память. При этом нагрузка на микропроцессор практически отсутствует. Это наиболее затратный метод реализации, характеризующийся надежностью, высокой скоростью записи и чтения.
  3. Интегрированный аппаратный (fake RAID, RAID-on-Chip) — комбинация программного и аппаратного способов. Реализована в виде дополнительного микрочипа, который встраивается в материнскую плату и работает совместно с центральным процессором. Эта технология быстрее программной, но не отличается надежностью хранения информации.

Классификация RAID по уровням

Основные отличия между конфигурациями или уровнями RAID заключаются в методах формирования и размещения данных, а также в алгоритмах распределения информации на носителях. Базовые типы RAID-массивов — RAID 0 и RAID 1. Остальные уровни считаются их производными, сочетающими в себе достоинства той или иной базовой модели.

RAID 0

Технология виртуализации RAID 0 называется striping («чередование»). Для ее реализации применяется от 2 до 4 накопителей, которые совместно выполняют процедуру «чтения/записи».

При записи информация разделяется на блоки, которые одновременно сохраняются на накопители. Первый блок — на один, второй — на другой жесткий диск и так далее. Производительность массива возрастает прямо пропорционально количеству накопителей в системе. То есть, 4 диска будут работать в 2 раза быстрее, чем два.

Однако, такая конфигурация RAID-массива чревата потерей данных, что уменьшает безопасность хранения информации. Это объясняется структурой каждого файла. Последний состоит из определенной последовательности блоков (байт), поскольку каждый из них записывается на разные диски и происходит «нарушение» его целостности. Если один накопитель выходит из строя, то блок «теряется». При этом получается «битый» файл, который практически невозможно восстановить.

Достоинства
  • Дисковый RAID-массив уровня 0 обеспечивает ощутимый прирост скорости, который прямо пропорционально зависит от кратности количества накопителей.
  • Использование всего дискового объема, т. е. при установке четырех дисков по 2 ТБ общий объем RAID-массива будет равен 2*4=8 ТБ.
Недостатки
  • Нарушение отказоустойчивости. Иногда возможен отказ в операциях чтения или записи.
  • При выходе из строя одного накопителя информация полностью теряется.
Использование

Применяется в приложениях для скоростного обмена информацией, в хранилищах временных файлов. Также RAID 0 нужен для систем, использующих некритичные по важности массивы данных.

RAID 1

Технология RAID 1 называется мirroring («зеркалирование»). Она подразумевает использование от 2 до 4 накопителей. Однако при этом теряется половина объема дисков, поскольку это пространство используется резервированием данных.

Простыми словами, если RAID-система состоит из 2 жестких дисков, то при выходе одного из них информация не потеряется полностью, поскольку один накопитель является точной копией другого.

Достоинства
  • Надежность хранения информации.
  • Простота реализации.
  • Высокая производительность при выполнении операции чтения.
  • Минимальная комплектация составляет всего 2 жестких диска.
Недостатки
  • Низкая производительность.
  • Емкость RAID-массива делится на 2, что обусловлено резервированием информации.
  • Замена неисправного накопителя требует полное отключение системы.
Использование

Уровень RAID 1 необходимо применять для увеличения надежности хранения информации на серверах.

RAID 5

Технология RAID 5 («чередование с чётностью») считается наиболее распространенной и безопасной. Для подобной конфигурации необходимо минимум 3 диска, а максимальное допустимое количество — 16.

При записи информации происходит разделение на блоки данных, но с одним условием — на один из дисков, называемый блок «чётность данных» (Parity Drive, PD), происходит запись информации для восстановления. Этот подход позволяет спасти данные при повреждении одного из накопителей.

RAID 5 может реализовываться программным методом при помощи специальных утилит, но IT-специалисты рекомендуют все же отдать предпочтение аппаратному способу.

Достоинства
  • Увеличена скорость чтения за счет одновременной обработки данных с нескольких независимых потоков от дисков массива.
  • Информация не «потеряется» при повреждении одного накопителя.
  • При замене неисправного диска происходит автоматическое восстановление информации.
Недостатки
  1. Иногда происходят отказы дисков.
  2. Если объем поврежденного накопителя 4 ТБ и более, при замене его на идентичный диск, восстановление может занять более одного дня.
  3. Если диск «чётности» вышел из строя при выполнении процедуры восстановления, то информация будет окончательно утеряна.
  4. Минимальное количество накопителей — 3.
Использование

Технология виртуализации 5 уровня (RAID 5) прекрасно подойдет для безопасного хранения данных, но при этом не будет утрачена производительность. Очень часто ее используют файловые серверы.

RAID 6

Технология виртуализации 6 уровня («чередование с двойной чётностью») похожа на RAID 5. Отличие состоит в записи информации для восстановления на два диска. Первый — блок «чётность данных» (PD) используются в архитектуре RAID 5 для резервного хранения данных. Второй диск «чётности» дублирует работу первого. Его работа основана на коде Рида-Соломона (Reed-Solomon), поэтому диск часто имеет краткое обозначение — RS или Q.

Благодаря использованию принципа двойной чётности, система может перенести без потерь информации отказ сразу двух жестких дисков. Однако для создания RAID 6 потребуется минимум четыре накопителя.

Достоинства
  • Высокая скорость считывания и записи данных.
  • Поддержка двух, одновременно вышедших из строя накопителей.
Недостатки
  • Время на операцию записи на 20% больше, чем для RAID 5.
  • Минимальная вероятность отказа дисков.
  • Восстановление после сбоя занимает много времени.
  • Для реализации необходимо 4 накопителя.
Использование

RAID 6 является более надежной конфигурацией, чем RAID пятого уровня. Она часто применяется на файловых серверах, где используются большие объемы данных.

RAID 10

Технология виртуализации 10 — «гибрид» RAID нулевого и первого уровней, сочетающая в себе все их преимущества.

Достоинства
  • Высокая скорость восстановления данных.
  • Высокая надежность.
  • Быстродействие.
Недостатки
  • Дороговизна реализации.
  • Емкость, уходящая на зеркалирование, эквивалентна 50 % от всего объема дисков.
Использование

Гибридная технология RAID 10 используется в тех же случаях, что и RAID 0 и RAID 1.

Утилиты для создания

В операционной системе Windows есть встроенная утилита для создания RAID. Однако она поддерживает только RAID-массивы первого. Поэтому для более сложных операций, а также для платформ на базе Unix/Linux требуется установка стороннего ПО.

Перед выбором соответствующей конфигурации RAID-массива, специалисты рекомендуют сохранить информацию на отдельный носитель. При создании или удалении RAID-системы данные на дисках уничтожаются.

Mdadm

Для операционных систем на основе Linux рекомендуется использовать штатную утилиту «mdadm», которую необходимо предварительно установить через терминал.

Основные возможности
  • Создание и сброс RAID-массивов.
  • Монтирование файловых систем.
  • Сохранение топологии массива.
  • Удаление отдельных элементов из RAID.
Установка

Для инсталляции утилиты требуется ввести в терминале следующие команды:

  • СentOS и Red Hat:
    yum install mdadm
  • Ubuntu и Debian:
    apt-get install mdadm

При этом в систему будет инсталлирована утилита, а также необходимый набор библиотек.

MegaRAID Storage Manager (MSM)

Бесплатное приложение от Microsoft, разработанное с целью обеспечения гибкого управления RAID-системами в ОС Windows.

Основные возможности
  • Просмотр состояния RAID-контроллера.
  • Создание RAID-массивов различных уровней.
  • Удаление элементов из массива.
  • Графический интерфейс.
  • Монтирование файловых систем.
Установка
  1. Скачать по ссылке  MegaRAID Storage Manager.
  2. Распаковать скачанный архив.
  3. Запустить установщик «setup.exe».
  4. Нажать кнопку инсталляции «Install».
  5. Принять условия лицензионного соглашения и нажать «Next».
  6. Выбрать пункт «All users» («Для всех пользователей») и нажать «Next».
  7. Указать путь для установки и нажать «Next».
  8. Выбрать тип инсталляции — «Полный» («Complete») или «Выборочный» («Custom») и нажать «Next».
  9. Запустить процесс установки с учетом введенных параметров, нажав «Install».
  10. Завершить инсталляцию — кнопка «Finish».

Заключение

Использование RAID-массивов позволяет реализовать повышенние потенциала нескольких дисковых накопителей за счет их объединения. В частности, растет производительность и надежность хранения информации. Однако эффективность работы массива будет сильно зависеть от того, каким способом он создан. Оптимальным является аппаратный метод на базе отдельного RAID-контроллера, но его организация потребует больших финансовых вложений.

Помимо способа реализации для работы RAID важна конфигурация массивов, которая делится на несколько базовых уровней. Оптимальным уровнем считается RAID-10, поскольку он обеспечивает не только высокую скорость обработки данных, но и их сохранность.

Виртуальный сервер от Eternalhost — надежная площадка для современного веб-ресурса! Быстрые NVMe диски, реальная защита от DDoS, техподдержка 24/7.

Оцените материал:

[Всего голосов: 0    Средний: 0/5]

RAID-массив.

Варианты RAID-массивов. Восстановление массива RAID-0 stripe

Введение

Пословицу «Пока гром не грянет, мужик не перекрестится» знает почти каждый. Жизненная она: пока та или иная проблема не коснется юзера вплотную, тот о ней даже не задумается. Умер блок питания и прихватил с собой пару-тройку девайсов — пользователь бросается искать статьи соответствующей тематики о вкусном и здоровом питании. Сгорел или начал глючить от перегрева процессор — в «Избранном» появляется пара-тройка ссылок на развесистые ветки форумов, на которых обсуждают охлаждение CPU.

С жесткими дисками та же история: как только очередной винт, хрустнув на прощание головками, покидает наш бренный мир, обладатель ПК начинает суетиться, чтобы обеспечить улучшение жизненных условий накопителя. Но даже самый навороченный кулер не может гарантировать диску долгую и счастливую жизнь. На срок службы накопителя влияет много факторов: и брак на производстве, и случайный пинок корпуса ногой (особенно если кузов стоит где-нибудь на полу), и пыль, прошедшая сквозь фильтры, и высоковольтная помеха, посланная блоком питания… Выход один — резервное копирование информации, а если требуется бэкап на ходу, то самое время строить RAID-массив, благо сегодня почти каждая материнка обладает каким-нибудь RAID-контроллером.

На этом месте мы остановимся и сделаем краткий экскурс в историю и теорию RAID-массивов. Сама аббревиатура RAID расшифровывается как Redundant Array of Independent Disks (избыточный массив независимых дисков). Раньше вместо independent употребляли inexpensive (недорогой), но со временем это определение потеряло актуальность: недорогими стали почти все дисковые накопители.

История RAID началась в 1987 году, когда появилась на свет статья «Корпус для избыточных массивов из дешевых дисков (RAID)», подписанная товарищами Петерсоном, Гибсоном и Катцем. В заметке была описана технология объединения нескольких обычных дисков в массив для получения более быстрого и надежного накопителя. Также авторы материала рассказывали читателям о нескольких типах массивов — от RAID-1 до RAID-5. Впоследствии к описанным почти двадцать лет назад массивам прибавился RAID-массив нулевого уровня, и он обрел популярность. Так что же представляют собой все эти RAID-x? В чем их суть? Почему они называются избыточными? В этом мы и постараемся разобраться.

Если говорить очень простым языком, то RAID — это такая штука, которая позволяет операционной системе не знать, сколько дисков установлено в компьютере. Объединение хардов в RAID-массив — процесс, прямо противоположный разбиению единого пространства на логические диски: мы формирует один логический накопитель на основе нескольких физических. Для того чтобы сделать это, нам потребуется или соответствующий софт (об этом варианте мы даже говорить не будем — ненужная это вещь), или RAID-контроллер, встроенный в материнку, или отдельный, вставляемый в слот PCI либо PCI Express. Именно контроллер объединяет диски в массив, а операционная система работает уже не с HDD, а с контроллером, который ей ничего ненужного не сообщает. А вот вариантов объединения нескольких дисков в один существует великое множество, точнее, около десяти.

Какими бывают RAID?

Самый простой из них — JBOD (Just a Bunch of Disks). Два винчестера склеены в один последовательно, информация записывается сначала на один, а затем на другой диск без разбиения ее на куски и блоки. Из двух накопителей по 200 Гбайт мы делаем один на 400 Гбайт, работающий практически с той же, а в реальности с чуть меньшей скоростью, что и каждый из двух дисков.

JBOD является частным случаем массива нулевого уровня, RAID-0. Встречается также другой вариант названия массивов этого уровня — stripe (полоска), полное наименование — Striped Disk Array without Fault Tolerance. Этот вариант тоже предполагает объединение n дисков в один с объемом, увеличенным в n раз, но диски объединяются не последовательно, а параллельно, и информация на них записывается блоками (объем блока задает пользователь при формировании RAID-массива).

То есть в случае, если на два накопителя, входящие в массив RAID-0, нужно записать последовательность цифр 123456, контроллер разделит эту цепочку на две части — 123 и 456 — и первую запишет на один диск, а вторую — на другой. Каждый диск может передавать данные… ну, пусть со скоростью 50 Мбайт/с, а суммарная скорость двух дисков, данные с которых берутся параллельно, составляет 100 Мбайт/c. Таким образом, скорость работы с данными должна увеличиться в n раз (реально, конечно, рост скорости меньше, так как потери на поиск данных и на передачу их по шине никто не отменял). Но этот прирост дается не просто так: при поломке хотя бы одного диска информация со всего массива теряется.


RAID-массив нулевого уровня. Данные разбиваются на блоки и раскидываются по дискам. Контроля четности и резервирования нет.

То есть никакой избыточности и никакого резервирования нет и в помине. Считать этот массив RAID-массивом можно лишь условно, тем не менее он очень популярен. Мало кто задумывается о надежности, ее ведь никак не измеришь бенчмарками, зато все понимают язык мегабайт в секунду. Это не плохо и не хорошо, просто такое явление есть. Ниже мы поговорим о том, как и рыбку съесть, и надежность сохранить. Восстановление RAID-0 после сбоя

Кстати, дополнительный минус stripe-массива заключается в его непереносимости. Я не имею в виду то, что он плохо переносит какие-то отдельные виды пищи или, к примеру, хозяев. На это ему наплевать, но перенести куда-то сам массив — это целая проблема. Даже если притащить к другу оба диска и драйверы контроллера в придачу, не факт, что они определятся как один массив и данными удастся воспользоваться. Более того, известны случаи, когда простое подключение (без записи чего-либо!) stripe-дисков к «неродному» (отличному от того, на котором формировался массив) контроллеру приводило к порче информации в массиве. Не знаем, насколько эта проблема актуальна сейчас, с появлением современных контроллеров, но все же советуем быть аккуратнее.


RAID-массив первого уровня из четырех дисков. Диски разбиты на пары, на накопителях внутри пары хранятся одинаковые данные.

Первый по-настоящему «избыточный» массив (и первый появившийся на свет RAID) — RAID-1. Его второе название — mirror (зеркало) — объясняет принцип работы: все отведенные под массив диски разбиваются на пары, а информация считывается и записывается сразу на оба диска. Получается, что у каждого из дисков в массиве есть точная копия. В такой системе возрастает не только надежность хранения данных, но и скорость их чтения (читать можно сразу с двух винчестеров), хотя скорость записи остается такой же, как и у одного накопителя.

Как можно догадаться, объем такого массива будет равен половине суммы объемов всех входящих в него винчестеров. Минус такого решения — хардов нужно в два раза больше. Но зато надежность этого массива реально даже не равна двойной надежности одиночного диска, а намного выше этого значения. Выход из строя двух винчестеров в течение… ну, скажем, суток маловероятен, если в дело не вмешался, к примеру, блок питания. В то же время любой здравомыслящий человек, увидев, что один диск в паре вышел из строя, тут же его заменит, и даже если сразу после этого отдаст концы второй диск, информация никуда не денется.

Как видите, и у RAID-0, и у RAID-1 есть свои недостатки. А как бы от них избавиться? Если у вас есть минимум четыре винчестера, вы можете создать конфигурацию RAID 0+1. Для этого массивы RAID-1 объединяются в массив RAID-0. Или наоборот, иногда создают массив RAID-1 из нескольких массивов RAID-0 (на выходе получится RAID-10, единственное преимущество которого — меньшее время восстановления данных при выходе одного диска из строя).

Надежность такой конфигурации из четырех винчестеров равна надежности массива RAID-1, а скорость фактически такая же, как у RAID-0 (реально она, скорее всего, будет чуть ниже из-за ограниченных возможностей контроллера). При этом одновременный выход из строя двух дисков не всегда означает полную потерю информации: это произойдет лишь в случае, если сломаются диски, содержащие одни и те же данные, что маловероятно. То есть если четыре диска разбиты на пары 1-2 и 3-4 и пары объединены в массив RAID-0, то лишь одновременная поломка дисков 1 и 2 или 3 и 4 приведет к потере данных, в то время как в случае безвременной кончины первого и третьего, второго и четвертого, первого и четвертого или второго и третьего винчестеров данные останутся в целости и сохранности.

Однако главный недостаток RAID-10 — высокая стоимость дисков. Все-таки цену четырех (минимум!) винчестеров маленькой не назовешь, особенно если реально нам доступен объем лишь двух из них (о надежности и о том, сколько она стоит, как мы уже говорили, мало кто думает). Большая (100%-я) избыточность хранения данных дает о себе знать. Все это привело к тому, что в последнее время популярность приобрел вариант массива под названием RAID-5. Для его реализации необходимо три диска. Помимо самой информации, контроллер складирует на накопителях массива еще и блоки контроля четности.

Не будем вдаваться в подробности работы алгоритма контроля четности, скажем только, что он позволяет в случае потери информации на одном из дисков восстановить ее, используя данные четности и живые данные с других дисков. Блок четности имеет объем одного физического диска и равномерно распределяется по всем винчестерам системы так, что потеря любого диска позволяет восстановить информацию с него с помощью блока четности, находящегося на другом диске массива. Информация же разбивается на большие блоки и записывается на диски поочередно, то есть по принципу 12-34-56 в случае с трехдисковым массивом.

Соответственно, общий объем такого массива — это объем всех дисков минус емкость одного из них. Восстановление данных, разумеется, происходит не мгновенно, но зато такая система имеет высокую производительность и запас надежности при минимальной стоимости (для массива объемом 1000 Гбайт нужно шесть дисков по 200 Гбайт). Впрочем, производительность такого массива все равно будет ниже скорости stripe-системы: при каждой операции записи контроллеру нужно обновлять еще и индекс четности.

RAID-0, RAID-1 и RAID 0+1, иногда еще RAID-5 — этими уровнями чаще всего исчерпываются возможности десктопных RAID-контроллеров. Более высокие уровни доступны лишь сложным системам, основой для которых служат SCSI-винчестеры. Однако счастливые обладатели SATA-контроллеров с поддержкой Matrix RAID (такие контроллеры встроены в южные мосты ICH6R и ICH7R от компании Intel) могут воспользоваться преимуществами массивов RAID-0 и RAID-1, имея всего два диска, а те, у кого есть плата с ICH7R, могут объединить RAID-5 и RAID-0, если у них есть четыре одинаковых накопителя.

Как это реализуется на практике? Разберем более простой случай с RAID-0 и RAID-1. Допустим, вы купили два харда по 400 Гбайт. Вы разбиваете каждый из накопителей на логические диски объемом 100 Гбайт и 300 Гбайт. После этого с помощью зашитой в BIOS утилиты Intel Application Accelerator RAID Option ROM вы объединяете 100-гигабайтные разделы в stripe-массив (RAID-0), а 300-гигабайтные — в массив Mirror (RAID-1). Теперь на быстрый диск объемом 200 Гбайт можно складывать, скажем, игрушки, видеоматериал и другие данные, требующие высокой скорости дисковой подсистемы и притом не очень важные (то есть те, о потере которых вы не будете очень сильно жалеть), а на зеркалируемый 300-гигабайтный диск вы перемещаете рабочие документы, архив почты, служебный софт и другие жизненно необходимые файлы. При выходе из строя одного диска вы лишаетесь того, что было размещено на массиве stripe, но данные, размещенные вами на втором логическом диске, дублируются на оставшемся накопителе.

Объединение уровней RAID-5 и RAID-0 подразумевает то, что часть объема четырех дисков отведена под быстрый stripe-массив, а другая часть (пусть это будут 300 Гбайт на каждом диске) приходится на блоки данных и блоки четности, то есть вы получаете один сверхбыстрый диск объемом 400 Гбайт (4 х 100 Гбайт) и один надежный, но менее быстрый массив объемом 900 Гбайт 4 х 300 Гбайт минус 300 Гбайт на блоки четности.

Как видите, технология эта крайне перспективна, и будет неплохо, если ее поддержат другие производители чипсетов и контроллеров. Очень уж заманчиво иметь на двух дисках массивы разных уровней, быстрые и надежные.

Вот, пожалуй, и все виды RAID-массивов, которые применяются в домашних системах. Однако в жизни вам могут встретиться RAID-2, 3, 4, 6 и 7. Так что давайте все-таки посмотрим, что это за уровни такие.

RAID-2. В массива такого типа диски делятся на две группы — для данных и для кодов коррекции ошибок, причем если данные хранятся на n дисках, то для складирования кодов коррекции необходимо n-1 дисков. Данные записываются на соответствующие винчестеры так же, как и в RAID-0, они разбиваются на небольшие блоки по числу дисков, предназначенных для хранения информации. Оставшиеся диски хранят коды коррекции ошибок, по которым в случае выхода какого-либо винчестера из строя возможно восстановление информации. Метод Хемминга давно применяется в памяти типа ECC и позволяет на лету исправлять мелкие однобитовые ошибки, если они вдруг возникнут, а если ошибочно будут переданы два бита, это будет обнаружено опять-таки с помощью систем контроля четности. Впрочем, держать ради этого громоздкую структуру из почти двойного количества дисков никому не хотелось, и этот вид массива не получил распространения.

Структура массива RAID-3 такова: в массиве из n дисков данные разбиваются на блоки размером 1 байт и распределяются по n-1 дискам, а еще один диск используется для хранения блоков четности. В RAID-2 для этой цели стояло n-1 дисков, но большая часть информации на этих дисках использовалась только для коррекции ошибок на лету, а для простого восстановления в случае поломки диска достаточно меньшего ее количества, хватает и одного выделенного винчестера.


RAID третьего уровня с отдельным диском для хранения информации о четности. Резервирования нет, но данные восстановить можно.

Соответственно, отличия RAID-3 от RAID-2 очевидны: невозможность коррекции ошибок на лету и меньшая избыточность. Преимущества таковы: скорость чтения и записи данных высока, а для создания массива требуется совсем немного дисков, всего три. Но массив этого типа хорош только для однозадачной работы с большими файлами, так как наблюдаются проблемы со скоростью при частых запросах данных небольшого объема.


Массив пятого уровня отличается от RAID-3 тем, что блоки четности равномерно разбросаны по всем дискам массива.

RAID-4 похож на RAID-3, но отличается от него тем, что данные разбиваются на блоки, а не на байты. Таким образом, удалось «победить» проблему низкой скорости передачи данных небольшого объема. Запись же производится медленно из-за того, что четность для блока генерируется при записи и записывается на единственный диск. Используются массивы такого типа очень редко.

RAID-6 — это тот же самый RAID-5, но теперь на каждом из дисков массива хранятся два блока четности. Таким образом, при выходе двух дисков из строя информация все еще может быть восстановлена. Разумеется, повышение надежности привело к уменьшению полезного объема дисков и к увеличению минимального их количества: теперь при наличии n дисков в массиве общий объем, доступный для записи данных, будет равен объему одного диска, умноженному на n-2. Необходимость вычисления сразу двух контрольных сумм определяет второй недостаток, унаследованный RAID-6 от RAID-5, — низкую скорость записи данных.

RAID-7 — зарегистрированная марка компании Storage Computer Corporation. Структура массива такова: на n-1 дисках хранятся данные, один диск используется для складирования блоков четности. Но добавилось несколько важных деталей, призванных ликвидировать главный недостаток массивов такого типа: кэш данных и быстрый контроллер, заведующий обработкой запросов. Это позволило снизить количество обращений к дискам для вычисления контрольной суммы данных. В результате удалось значительно повысить скорость обработки данных (кое-где в пять и более раз).


Массив уровня RAID 0+1, или конструкция из двух массивов RAID-1, объединенных в RAID-0. Надежно, быстро, дорого.

Прибавились и новые недостатки: очень высокая стоимость реализации такого массива, сложность его обслуживания, необходимость в бесперебойнике для предотвращения потери данных в кэш-памяти при перебоях питания. Массив такого типа вы вряд ли встретите, а если вдруг где увидите его, пишите нам, мы тоже с удовольствием на него посмотрим.

Создание массива

Надеюсь, с выбором типа массива вы уже справились. Если на вашей плате есть RAID-контроллер, вам ничего, кроме нужного количества дисков и драйверов этого самого контроллера, не понадобится. Кстати, имейте в виду: есть смысл объединять в массивы только диски одинакового объема, причем лучше одной модели. С дисками разного объема может отказаться работать контроллер, и, скорее всего, вы сможете задействовать лишь часть большого диска, равную по объему меньшему из дисков. Кроме того, даже скорость stripe-массива будет определяться скоростью самого медленного из дисков. И мой вам совет: не пытайтесь сделать RAID-массив загрузочным. Это возможно, но в случае возникновения каких-либо сбоев в системе вам придется нелегко, так как восстановление работоспособности будет сильно затруднено. Кроме того, опасно размещать несколько систем на таком массиве: почти все программы, отвечающие за выбор ОС, убивают информацию из служебных областей винчестера и, соответственно, портят массив. Лучше выбрать иную схему: один диск — загрузочный, а остальные объединены в массив.


Matrix RAID в действии. Часть объема дисков используется массивом RAID-0, оставшуюся часть пространства забирает массив RAID-1.

Каждый RAID-массив начинается с BIOS RAID-контроллера. Иногда (только в случае с интегрированными контроллерами, да и то не всегда) он встроен в основной BIOS материнки, иногда расположен отдельно и активируется после прохождения самотестирования, но в любом случае вам туда надо. Именно в BIOS задаются нужные параметры массива, а также размеры блоков данных, используемые винчестеры и так далее. После того как вы все это определите, достаточно будет сохранить параметры, выйти из BIOS и вернуться в операционную систему.

Там обязательно нужно установить драйверы контроллера (как правило, дискета с ними прилагается к материнке или к самому контроллеру, но они могут быть записаны на диск с другими драйверами и служебным софтом), перезагрузиться, и все, массив готов к работе. Можете разбивать его на логические диски, форматировать и заполнять данными. Помните только о том, что RAID не панацея. Он спасет вас от потери данных при гибели винчестера и минимизирует последствия такого исхода, но не спасет от скачков напряжения в сети и сбоев некачественного блока питания, который убивает оба диска сразу, без оглядки на их «массивность».

Пренебрежительное отношение к качественному питанию и температурному режиму дисков может существенно сократить срок жизни HDD, бывает, все диски массива выходят из строя, а все данные оказываются безвозвратно потерянными. В частности, современные винчестеры (в особенности IBM и Hitachi) очень чувствительны к каналу +12 В и не любят даже малейшего изменения напряжения на нем, так что перед закупкой всего оборудования, необходимого для построения массива, стоит проверить соответствующие напряжения и при необходимости включить новый БП в список покупок.

Питание жестких дисков, равно как и всех остальных комплектующих, от второго блока питания, на первый взгляд, реализуется просто, но в такой схеме питания немало подводных камней, и нужно сто раз подумать, прежде чем решиться на такой шаг. С охлаждением все проще: необходимо лишь обеспечить обдув всех винчестеров, плюс не ставьте их вплотную друг к другу. Простые правила, но, к сожалению, соблюдают их не все. И случаи, когда оба диска в массиве умирают одновременно, нередки.

Кроме того, RAID не отменяет необходимости регулярно изготавливать резервные копии данных. Зеркалирование зеркалированием, но если вы случайно испортите или сотрете файлы, второй диск вам никак не поможет. Так что делайте бэкап всякий раз, когда вы можете его делать. Это правило действует вне зависимости от наличия RAID-массивов внутри ПК.

Так что, are you RAIDy? Да? Отлично! Только в погоне за объемом и скоростью не забудьте другую пословицу: «Заставь дурака Богу молиться, он и лоб расшибет». Крепких вам дисков и надежных контроллеров!

Ценовая выгода шумного RAID

RAID — это хорошо даже без оглядки на деньги. Но давайте посчитаем цену простейшего stripe-массива объемом 400 Гбайт. Два диска Seagate Barracuda SATA 7200.8 по 200 Гбайт каждый обойдутся вам примерно в $230. RAID-контроллеры встроены в большинство материнских плат, то бишь мы получаем их бесплатно.

В то же время 400-гигабайтный диск той же модели стоит $280. Разница — $50, и на эти деньги можно приобрести мощный блок питания, который вам, несомненно, понадобится. Я уж не говорю о том, что производительность составного «диска» при более низкой цене будет почти вдвое выше производительности одного винчестера.

Проведем теперь подсчет, ориентируясь на общий объем 250 Гбайт. Дисков по 125 Гбайт не существует, так что возьмем два винчестера по 120 Гбайт. Цена каждого диска — $90, цена одного 250-гигабайтного винчестера — $130. Что ж, при таких объемах за производительность приходится платить. А если взять 300-гигабайтный массив? Два диска по 160 Гбайт — примерно $200, один на 300 Гбайт — $170… Опять не то. Получается, что выгоден RAID только при использовании дисков очень большого объема.

Массивы RAID0 и RAID5 из винчестеров против твердотельных накопителей

Методика тестирования накопителей образца 2016 года

В первых персональных компьютерах винчестеров вообще не было. Чуть позднее они стали штатным оборудованием. Еще позднее в основном были решены проблемы совместимости, мешающие использованию одновременно и поддерживаемой в теории пары устройств, а к концу 90-х годов прошлого века конфигурация среднестатистического компьютера потенциально могла включать в себя уже и четыре винчестера. С этого момента многие пользователи заинтересовались уже использованием накопителей не по-отдельности, а в составе единого массива — как во «взрослых системах». В последних, впрочем, чаще всего применялся SCSI-интерфейс, доступный и владельцу обычной «персоналки», но излишне дорогой — требовались дешевые решения. И они появились в виде контроллеров IDE RAID.

Заметим, что наиболее часто используемым вариантом был RAID0, строго говоря, к «RAID-массивам» не относящийся, поскольку избыточность данных он не обеспечивает. Надежность хранения сравнительно с одиночным диском даже снижает. Но иногда было просто некуда деваться, поскольку винчестеры тех лет были слишком медленными для некоторых сфер применения, а альтернативных решений с более высокой производительностью не было вовсе. Использование же чередования позволяло их заметно «пришпорить». Но применялись (да и сейчас применяются) и «зеркала» (RAID1) — для повышения надежности. А наиболее обеспеченные граждане могли объединить достоинства обоих подходов посредством создания массива RAID10, что позволяло повысить и скорость, и надежность. Других режимов в те времена в массовых контроллерах «не водилось»: слишком сложными были для программной реализации — с учетом вычислительных возможностей систем того времени.

Через некоторое время дискретные RAID-контроллеры начали устанавливать и на топовые системные платы — надо же было чем-то выделяться их производителям. В итоге к массивам стали приглядываться и пользователи, ранее о них не задумывавшиеся — раз уж возможность есть. В итоге идею подхватили сами производители чипсетов, так что возможность создания RAID-массивов стала стандартной для последних. Как минимум — для старших модификаций. Причем к числу возможных вариантов добавился и RAID5, на первый взгляд выглядящий очень привлекательно: более экономным расходованием дискового пространства, чем у RAID10, но при обеспечении необходимой для надежности хранения избыточности.

А позднее начались новые времена — винчестеры перестали быть основным и единственным типом накопителей, применяющихся в компьютере. Внедрение твердотельных накопителей прервало эволюцию, оказавшись революционным шагом с точки зрения производительности. Правда было оно достаточно медленным — просто потому, что и стоимость хранения информации первое время была очень высокой. Довольно быстро снижалась, но и сейчас до паритета с винчестерами еще далеко — особенно если рассматривать «настольные» модели. Да и с абсолютной емкостью тоже пока все не просто: теоретически флэш-памяти в стандартный корпус «напихать» можно очень много, а практически это будет слишком уж дорого. Собственно, поэтому до сих пор подавляющее большинство компьютеров продается лишь с одним-единственным винчестером в качестве накопителя «для всего»: и для программ, и для данных.  В принципе, даже устройств этого класса минимальной на сегодня емкости достаточно для того, чтобы полностью закрыть все потребности среднестатистического пользователя, поэтому в бюджетном сегменте такой вариант долго еще будет преобладающим, несмотря на низкую производительность. А вот чуть выше решений минимальной стоимости у покупателя есть выбор, часто приводящий его к одному из гибридных вариантов системы хранения данных. Самым дешевым (но пока до конца не изученным и освоенным) способом является кэширование посредством технологии Optane Memory. Более дорогим, но предсказуемым и совместимым со старыми системами — использование SSD невысокой емкости для операционной системы и приложений в паре с тихоходным, но очень емким винчестером для хранения данных. В итоге про RAID-массивы в бытовых персоналках все как-то и забыли. Хотя некоторые пользователи считают, что зря — все-таки и емкость самая большая (в пределах фиксированного бюджета), и производительность должна быть более высокой, чем у одиночного накопителя. Пусть, даже, и не на столько, как обеспечивают твердотельные накопители, но ведь дешево же — а вдруг и этого хватит на практике. Поэтому мы сегодня решили немного отклониться от основной линейки тестов и посмотреть — как ведут себя лучшие винчестеры в т. ч. и в массивах из двух-трех дисков, сравнительно с разными твердотельными накопителями.

Участники тестирования

Поскольку в наших руках оказалось одновременно три не совсем идентичных, но почти идентичных винчестера Seagate, они и выступили в роли «подопытных кроликов». Было бы сразу четыре — можно было бы и RAID10 организовать, а так пришлось ограничиться RAID0 из двух и RAID5 из трех дисков (три-четыре диска в RAID0 это уже за границей добра и зла, которую без необходимости мы стараемся не переступать), имеющие одинаковый объем в 20 ТБ. Собственно, чем RAID5 многим и кажется привлекательным — «пропадает» всего один накопитель в массиве, а не половина, как в «зеркалах» (RAID1, 10 и подобных). RAID0 еще «гуманнее», но ценой потенциальных проблем с надежностью. Сами же винчестеры — одни из лучших на сегодняшний день: модели на 10 ТБ со скоростью вращения 7200 об/мин, использующие заполнение гермоблока гелием. Понятно, что в роли системного и единственного накопителя даже один такой винчестер выглядит странно (мягко говоря), однако дает оценку сверху того, что вообще можно получить от массивов. Недорогие устройства малой емкости просто медленнее, в чем мы уже не раз убеждались.

С кем будем сравнивать? Во-первых, интересна разница в пределах группы. Во-вторых, для части тестов мы отобрали следующую четверку твердотельных накопителей:

Можно было бы ограничиться и меньшим количеством, но мы решили пойти навстречу читателям, жалующимся на то, что в статьях сайта редко сравниваются твердотельные накопители разных классов или, тем более, твердотельные с механическими. Просили? Сами виноваты 🙂

Тестирование

Методика тестирования

Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым аппаратным и программным обеспечением. Для данной статьи нам ее пришлось, немного доработать, поскольку участие в тестировании сегодня принимают и винчестеры, и твердотельные накопители, но касается это в основном использования результатов (благо тестовые программы в основном пересекаются) и их группировки.

Последовательные операции

Для начала начнем с «чисто винчестерных» тестов, в которых твердотельные накопители по понятным причинам не участвуют — для них нет зависимости скорости от конкретной области данных.

Как и предполагается априори, скорость чтения удваивается. Точнее, для RAID0 из двух дисков это очевидно. Для RAID5 на трех дисках — в общем-то тоже: для данных используется то же самое чередование. В итоге даже минимальная скорость чтения оказалась выше средней одиночного диска, а средняя — выше максимальной. Идеальный случай.

Потому что при записи все уже не так просто. Точнее, для RAID0 — по-прежнему просто и быстро, на что любят упирать «любители» этого типа массивов (который, строго говоря, RAID-массивом и не является, как уже было сказано выше). Все также работает чередование блоков с данными, так что два винчестера (или большее их количество) работают, по сути параллельно.

А вот ситуация с RAID5 печальна. Однако легко объяснима: специфика организации этого типа массивов такова, что практически любая операция записи превращается в две операции чтения и две записи, которые должны «отработать» практически одновременно. Итоговая производительность в случае «чипсетного» контроллера, фактически лишенного собственных «мозгов», так что реализующего всю необходимую функциональность на базе программного драйвера, оказывается удручающе низкой. «Нормальный аппаратный» контроллер способен ослабить проблему, но не решить ее полностью — RAID5 все равно остается одним из самых медленных типов массивов в любых условиях. Радикальным способом решения проблемы (да и практически единственно-возможным для программной реализации) является использование RAID10, сочетающего в себе и производительность, и отказоустойчивость, но… Но ценой потери уже половины потенциального пространства, т. е. для создания массива в те же 20 ТБ потребуется уже не три, а четыре диска по 10 ТБ, о чем было сказано в начале статьи. Впрочем, можно «выжать» и из чипсетного RAID5 немного больше: подбором размера блока чередования и кластера файловой системы, чем мы не занимались, оставив значения по-умолчанию. Однако повысить скорость записи до уровня хотя бы одиночного винчестера и это не позволяет — в отличие от RAID10, обеспечивающего ее удвоение (пусть и высокой ценой). В лучшем случае получается повысить скорость примерно до 100 МБ/с, т. е. RAID5 на практике даже при тонкой настройке снижает производительность операций записи. Где-нибудь в NAS это не важно: данные записываются редко, а читаются часто, да и лимитирует производительность сам по себе сетевой интерфейс (как раз значениями в районе сотни мегабайт в секунду, а то и меньше), так что высокая емкость и отказоустойчивость выходят на первый план. А вот в персональном компьютере или рабочей станции массивы такого типа просто не интересны. Точнее, интересны еще меньше, чем RAID0 или RAID1. А ведь и у первых уже появились серьезные конкуренты, но об этом чуть ниже.

Время доступа

Если при чтении данных латентность практически неизменна, то при записи в массиве RAID0 она резко снижается. В чем, впрочем, заслуга, скорее, не его, а алгоритмов кэширования, применяемых контроллером для массивов. Но, как видим, RAID5 и это никак не помогает. Даже наоборот, что вполне согласуется с логикой его работы.

Последовательные операции (Crystal Disk Mark)

Поскольку HD Tune Pro при тестировании твердотельных накопителей мы не используем, а вот Crystal Disk Mark «прогоняется» везде, посмотрим на его результаты.

Как и положено, производительность при чтении данных примерно удваивается. Забавный результат в многопоточном режиме связан с тем, что при использовании ограниченной области данных (в программе, напомним, мы используем лишь 2 ГБ) и современных алгоритмов внутреннего кэширования винчестеров, вкупе с нынешними емкостями кэш-памяти, данные зачастую в ней и будут оказываться еще до соответствующего запроса. Остается только передать нужный блок по интерфейсу, что происходит очень быстро. Это позволяет с легкостью опережать SATA SSD (поскольку их сдерживает именно интерфейс), да и в однопоточном режиме от них практически не отставать. Но только в «тепличных условиях» — внешние дорожки (на внутренних скорость вдвое ниже, что уже было показано выше), небольшие объемы данных. Что бывает в более сложных случаях — посмотрим чуть позже.

С записью же все намного хуже: чем-то подстегнуть многопоточный режим не получается, так что он не только медленнее однопоточного, но и удвоения скорости сравнительно с одиночным накопителем уже не наблюдается. Но в один поток потягаться с SATA SSD хотя бы можно. Во всяком случае, при использовании RAID0 из двух дисков. Если бы мы объединили в такой массив три имеющихся винчестера — было бы еще быстрее, хотя и слишком перпендикулярно здравому смыслу. А с RAID5 все традиционно плохо. Поэтому в последующих тестах мы его использовать не будем — и без того картина ясна.

Работа с большими файлами

Как и следовало ожидать на основании низкоуровневых тестов, в однопоточном режиме хотя бы на внешних дорожках скорость чтения сравнима с SATA SSD. Но если нужно считать 32 ГБ в 32-х файлах по 1 ГБ, производительность резко падает почти до уровня одиночного винчестера (кэширование же при таких объемах ничем помочь уже не может). Для твердотельных же накопителей, напротив, это идеальный случай. А если они не ограничены интерфейсом — тем более.

Чем, все-таки, до сих пор привлекательны механические накопители — симметричностью производительности при записи и чтении, чего для флэш-памяти и близко нет. Соответственно, на операциях записи даже некоторые NVMe-накопители могут оказаться медленнее одиночного современного винчестера. Двух — тем более. Но если не рассматривать самые медленные из устройств, то опять ничего похожего на «честную конкуренцию» не наблюдается.

А запись одновременно с чтением — хороший случай для большинства SSD и плохой для винчестеров. Причем твердотельным накопителям и (псевдо)случайный режим «жизнь не портит», в отличие от. Таким образом, быстро прочитать или записать большой объем данных современные винчестеры могут — если есть куда или откуда. Объединенными в массив RAID0 сделают это быстрее. Но поскольку обработка данных предполагает обычно и запись, и чтение, и далеко не всегда последовательные — для этой цели уже лучше использовать твердотельные накопители. Если, конечно, объемы позволяют. А вот хранить данные лучше там, где это обходится дешевле.

Производительность в приложениях

Но основной темой сегодняшней статьи было вовсе не исследование вопросов хранения и обработки больших массивов данных, хотя и это тоже интересно. Еще важнее — оценить перспективность использования RAID0 для ускорения обычной работы за компьютером. Когда-то это позволяло что-то выиграть сравнительно с одиночным винчестером, но тогда и программы были другими, да и операционные системы тоже. Да и сравнивать сейчас уже нужно не только «механику с механикой». Вот и сравним 🙂

Тестируя SSD, мы временами жаловались на то, что с точки зрения тестов высокого уровня они слишком похожи. Тестируя винчестеры — аналогично. Но они «по-разному похожи»: это два непересекающихся мира. А одиночный винчестер и RAID0 из винчестеров — один мир. Совсем один. Потенциальное ускорение от чередования к настоящему моменту по сути рассосалось: современные операционные системы и с одиночным винчестером работают настолько эффективно, насколько он позволяет (чему сильно помогает развитое кэширование данных в оперативной памяти, радикально улучшившееся в современных версиях Windows — пусть это и вызывает жалобы некоторых пользователей, привыкших к примитивной Windows XP и более ранним, на «расход памяти»). Снижение задержек пригодилось бы, но его при чтении данных (что важно для тестов высокого уровня) как раз и нет.

И даже по низкоуровневому баллу появляются различия между разными моделями твердотельных накопителей, но не более того. Винчестеры (что с ними не делай) намного медленнее. Причем в этом случае и порядки-то величин разные, что «замаскировать» получается лишь потому, что реальная работа приложений «упирается» и в другие компоненты компьютера. А иногда и в самого пользователя, что и не всегда позволяет реализовать потенциальные возможности накопителей. Твердотельных. У «механики» таковых и не водится.

Кстати, и предыдущая версия тестового пакета ведет себя аналогично. Когда-то, кстати, PCMark на массивы реагировал хорошо — но это было под управлением других ОС и на трассах, имитирующих другие приложения. А сейчас уже так. Подробные результаты, думаем, уже не нужны.

Рейтинги

Как видим, с точки зрения тестов низкого уровня, ориентированных в первую очередь на SSD (так что изобилующими операциями со случайным доступом) сравнивать «механику» (что с ней не делай) и SSD большого смысла нет. Но и ничего удивительного в этом тоже уже нет — для винчестеров лучший сценарий это однопоточный последовательный, однако, как уже было показано выше, и в этом случае о прямой конкуренции говорить не всегда приходится. Иногда при записи, разве что, но и при этом «потолок» винчестеров (и массивов из них) сопоставим лишь с «полом» твердотельных накопителей с SATA-интерфейсом (eMMC-модули — отдельная история; но они и используются чаще всего там, куда никакие другие накопители просто «не лезут»).

Да и «подмешивание» к оценке результатов тестов высокого уровня не слишком меняет картину. По совокупности разные SSD при этом отличаются друг от друга примерно вдвое, поскольку мы взяли один из самых медленных и один из самых быстрых из протестированных накопителей, радикально различающихся конструктивно. Однако при этом и «самый медленный» быстрее массива RAID0 из пары топовых винчестеров даже не в два, а в два с половиной раза. Комментарии излишни.

Итого

В общем и целом, картина понятная. Равно как понятно и то, почему тема RAID-массивов в персональных компьютерах практически сошла на нет. Во всяком случае, в их «винчестерной» ипостаси — с массивами из SSD некоторые энтузиасты продолжают баловаться, чему способствуют производители, реализовав, в частности, возможность создания RAID из NVMe-устройств. Да и в топовых ноутбуках нет-нет да и встречаются RAID0 из пары твердотельных накопителей — в основном, конечно, чтобы блистать в обзорах. На этом всё. В тех сферах, где технология RAID-массивов зарождалась, она по-прежнему является нужной и полезной, но в ПК ей делать особо нечего. С одной стороны, современные ОС способны и из одиночного винчестера «выжимать» все, на что он способен, так что улучшением части характеристик «подстегнуть» производительность не получится. С другой — доступными стали более быстрые накопители. В том числе, существенно более быстрые в тех сценариях, ради которых до сих пор имеет смысл использовать RAID-массивы с увеличением производительности (благодаря чередованию). А «настоящие» RAID (т. е. с избыточностью хранения данных) по-прежнему полезны, но в бюджетном исполнении силами программного обеспечения они могут заметно понизить производительность. Кроме того, RAID в любом случае не заменяет резервного копирования данных, так что начинать надо с него, а не наоборот.

Производительность RAID

Делая аудит производительности систем на базе 1С, мы очень часто сталкиваемся со значительными проблемами в дисковой системе, вызванными неправильной ее архитектурой. Поэтому мы решили создать специальный RAID-калькулятор, который позволяет просчитать потенциальную производительность дисковой подсистемы и облегчить процесс ее проектирования. Конечно же, кроме дисковой подсистемы важно правильно подобрать и другие компоненты серверной платформы, процесс подбора которых хорошо описан в статье Проектирование сервера 1С.

RAID-калькулятор

Реализация дисковых подсистем может быть довольно разнообразная: могут использоваться локальные диски, подключенные к встроенному контроллеру, или использоваться внешний контроллер, а также могут использоваться системы SAN (СХД, Storage). Но во всех способах реализации диски объединяются в логические пулы, которые называются RAID-массивами. Такое объединение решает в основном вопрос сохранности данных, т.е. в случае выхода из строя одного из дисков логического массива – он продолжает работать без остановки сервиса, а главное без потери данных. А также объединение дисков в пул может решать вопрос производительности пула, например, RAID 0 значительно увеличивает скорость чтения, но при этом увеличивает вероятность выхода из строя массива.

Итак, RAID – это технология виртуализации данных, которая объединяет несколько дисков в логический элемент для повышения отказоустойчивости и повышения производительности.


IOPS

Важным показателем производительности дисковой подсистемы является количество элементарных операций в единицу времени (IOPS), которые может выполнить диск. Для дисковой подсистемы это операции чтения и записи данных. При планировании нагрузки для дисковой подсистемы важно представлять, какую нагрузку будет давать тот или иной сервис на дисковую подсистему. Обычно такие значения выводятся эмпирическим путем согласно уже полученного опыта на подобных проектах.

Поэтому рассчитывая количество дисков и тип RAID-массива, важно обращать внимание на нагрузку по IOPS. Важно заметить, что считается общее количество IOPS, которые потом нужно разделить на операции чтения и операции записи, так, например, на СУБД серверах разделение будет 80% на запись и 20% на чтение, а на файловых серверах наоборот 70% чтения и 30% записи, но все зависит от сервиса, который будет размещаться. Также стоит заметить, что значение IOPS для каждого диска, приведенные ниже в Таблице 1, приблизительные, поскольку разные операции дают разную нагрузку, например, последовательная запись блоками данных по 4к даст значительно больший показатель IOPS, чем случайное чтение блоками по 128К. Кроме того, производительность дисковой подсистемы измеряется не только количеством IOPS, но и очередью диска, откликом и другими счетчиками, о которых мы расскажем чуть ниже.

Диск Количество IOPS
SATA 7200 100
SAS 10000 140
SAS 15000 210
SSD 8600

Таблица 1. Примерное значение IOPS в разрезе дисков

Также в расчете IOPS для RAID-массивов использовались пенальти для каждого типа массива. Например, в RAID 1 для записи данных происходит две операции на один диск и на второй диск, поэтому такой массив имеет пенальти 2. В RAID 5 для записи данных происходит 4 операции: чтение данных, чтение четности RAID, запись данных, запись четности, поэтому пенальти составляет 4. Для массивов 50, 60, 61 рассчитывался кумулятивный эффект для составляющих RAID массивов. Значение пенальти Raid приведены в Таблице 2.


Виды RAID-массивов

Существует несколько распространенных разновидностей RAID Массивов (см. Таблицу 2).

Таблица 2. Наиболее распространенные типы RAID-массивов

RAID 60 и 61 являются комбинированием RAID-массивов 0 и 1 соответственно, сегментами которого вместо отдельных дисков являются массивы RAID 6. Такие массивы наследуют все преимущества и недостатки составляющих их RAID-массивов. На практике наиболее распространенными RAID-массивами являются RAID 1, RAID 5 и RAID 10.


Показатели производительности дисковой подсистемы

Проверка производительности дисковой подсистемы должна проводиться на основе следующих показателей:

% Активности диска

Показывает процент общей загруженности диска. Представляет из себя сумму значений счетчиков — процент активности диска при чтении и процент активности диска при записи. При использовании RAID-массивов часто можно увидеть значения этого счетчика больше 100%.

% Бездействия диска

Показывает время простоя диска, т.е. время, в течении которого диск оставался в состоянии покоя, не обрабатывая операции чтения \записи. В отличии от предыдущего показателя лежит строго в диапазоне от 100% (полный покой) до 0% (полная загрузка).

Обращений к диску

Этот показатель как раз и показывает количество IOPS. Предельные значения как раз и указаны в расчетах. Показатель можно детализировать на обращения к диску при записи и при чтении.

Среднее время обращения к диску

Среднее время в секундах, требуемое для выполнения диском одной операции чтения или записи. Складывается из значений времени на обращение при чтении и времени на обращение при записи.

Средняя длина очереди диска

Средняя длина очереди диска отображает количество операций диска, поставленное в очередь за определенный интервал времени. Это значение рассчитывается на основе закона Литтла, согласно которому количество запросов, ожидающих обработки, в среднем равняется частоте поступления запросов, умноженной на время обработки запроса.

Текущая длина очереди диска

Показывает количество операций с диском, которые ожидают обработки на текущий момент времени.

Скорость обмена с диском

Значение, которое показывает среднее количество байт на чтение/запись, отправленных на диск за одну секунду.

Средний размер одного обмена с диском

Количество байт, передаваемое за одну IOPS. Определяется как среднеарифметическое за период времени.

Расщеплений ввода/вывода на диск

Частота разбиения операций записи/чтения на несколько операций. В случае большой фрагментации диска будут запрашиваться большие блоки и вызывать увеличение показателя.


Таким образом, для правильной архитектуры дисковой подсистемы важно сформировать требования к отказоустойчивости массива, которые зависят от важности размещенной на дисках информации, а также спрогнозировать приблизительную нагрузку в IOPS для формирования надежной и производительной масштабируемой системы.

Сервисы на базе платформы 1С при работе с диском генерируют значительно большее количество операций записи, чем чтения, поэтому для максимального быстродействия дисковая подсистема должна иметь наибольшее количество IOPS и наименьшее значение пенальти для RAID-массива.

Мы в своей работе рекомендуем использовать следующие RAID массивы:

  • RAID 1 для формирования дисковой подсистемы для ОС.
  • RAID 10 для хранения 1С баз и данных, требования к скорости записи у которых высокие.
  • RAID 5 для хранения файловых данных.

EFSOL Системная интеграция. Консалтинг

Поддерживаемые уровни для RAID-контроллеры Intel®

Эти контроллеры Поддержка избыточный массив независимых дисков (RAID) уровней 0, 1, 5, 6, 10, 50 и 60. Ниже приведено краткое описание этих типов RAID. Вы можете найти дополнительные подробности в IT/IR, интегрированное Программное обеспечение Stack 3 Руководство пользователя.

Уровень 0 : Этот уровень, часто называемый чередованием, представляет собой метод сопоставления данных, ориентированный на производительность. Данные, записываемые в массив, делятся на полосы и записываются через диски массива. Эта процедура обеспечивает высокую производительность ввода-вывода при низкой стоимости, но не обеспечивает избыточности.

Уровень 1 : Этот уровень, часто называемый зеркальным отображением, обеспечивает избыточность, записывая идентичные данные каждому диску-члену массива. Уровень 1 работает с двумя дисками, которые могут использовать параллельный доступ для высокой скорости передачи данных при чтении, но чаще работает независимо, чтобы обеспечить высокую скорость операций ввода-вывода. Уровень 1 обеспечивает очень хорошую надежность данных и улучшает производительность для приложений с интенсивным считыванием, но при сравнительно высокой стоимости. Минимальное количество дисков — два.

Уровень 5 : RAID уровня 5 является наиболее распространенным типом RAID. При распределении четности по некоторым или всем дискам-членам массива RAID уровня 5 устраняет узкое место записи, присущее уровню 4. Как и на уровне 4, результатом является Асимметричная производительность, при этом операции чтения значительно превышены. Уровень 5 часто используется с кэшированием обратной записи для уменьшения асимметрии. Так как данные четности должны быть пропущены на каждом диске во время операций чтения, производительность для операций чтения, как правило, значительно ниже, чем в массиве уровня 4. Минимальное количество дисков — три.

Уровень 6 : RAID уровня 6 расширяет RAID 5, добавив блок контроля четности. Поэтому он использует чередование на уровне блоков с двумя блоками четности, распределенными по всем дискам-членам. Цель этого дублирования заключается в повышении отказоустойчивости; RAID 6 может обрабатывать сбой любых двух дисков в массиве, в то время как другие одиночные уровни RAID могут обрабатывать не более одного сбоя. Производительность-мудрый, RAID 6, как правило, немного хуже, чем RAID 5 с точки зрения записи из-за добавленной накладной больше расчетов четности, но может быть немного быстрее в случайных чтений из-за распространения данных на еще один диск. Минимальное количество жестких дисков — три.

Уровень 10 : RAID уровня 10 использует функции уровней 1 и 0. Преимуществом является более быстрый доступ к данным (например, RAID 0) и отказоустойчивость одного диска (например, RAID 1). RAID 10 требует в два раза больше дисков (например, RAID 1), но он предлагает некоторые улучшения производительности за счет чередования, а затем зеркального отображения чередующихся массивов. RAID 10 обшивки блоков данных на каждый массив RAID 1. Каждый массив RAID 1 затем дублирует свои данные на другой диск. Минимальное количество дисков — четыре.

Уровень 50 : Уровень RAID 50 использует функции уровней 5 и 0. RAID 50 включает в себя как четность, так и чередование дисков между несколькими группами дисков. RAID 50 лучше всего реализуется на двух дисковых массивах RAID 5 с данными, чередующихся по обоим массивам. RAID 50 может поддерживать от одного до четырех сбоев дисков при сохранении целостности данных, если каждый неисправный диск находится в другом массиве RAID 5. Минимальное количество дисков — шесть.

Уровень 60 : Уровень RAID 60 использует функции уровней 6 и 0. Массив RAID 60 объединяет прямую чередование блочного уровня RAID 0 с распределенным двойным паритетом RAID 6. То есть массив RAID 0, чередующийся между элементами RAID 6. Виртуальный диск RAID 60 может пережить потерю двух дисков в каждом из наборов RAID 6 без потери данных. Он лучше всего работает с данными, требующими высокой надежности, высокой скоростью запросов, высокой передачей данных и емкостью от среднего до большого. Минимальное количество дисков — восемь.

RAID уровня 0, 1, 5, 6 и 10

RAID — это технология, которая используется для повышения производительности и / или надежности хранения данных. Аббревиатура расшифровывается как Redundant Array of Independent Drives или Redundant Array of Dependent Disks , что 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 SSD (твердотельных накопителей). 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, а также 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-системы

могут 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. Эту производительность можно дополнительно повысить за счет использования нескольких контроллеров, в идеале — одного контроллера на диск.

RAID 0 — чередование

Преимущества RAID 0

  • RAID 0 обеспечивает отличную производительность как при чтении, так и при записи.Нет накладных расходов, вызванных контролем четности.
  • Вся емкость хранилища занята, накладных расходов нет.
  • Технология проста в реализации.

Недостатки RAID 0

  • RAID 0 не является отказоустойчивым. Если один из дисков выходит из строя, 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 должны быть прочитаны / записаны 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, уровень 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 необходимо как минимум 2 диска.

RAID 1 — Зеркалирование

Преимущества 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

  • Основным недостатком является то, 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, 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 — 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 четностью

Преимущества 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, уровень 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 двух 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 четностью

Преимущества 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 вычислять. 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 зеркалирование

Преимущества 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. Вы можете найти более подробную информацию 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 мощности.
  • 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.

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. (SSD).Многие клиенты спрашивают нас о RAID, 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 дорогого диска. 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 накопители

обычно 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 (по крайней мере, 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 скорость важна, 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 (зеркальное отображение)

Хотя RAID 1 может иметь 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 повышения 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, поскольку 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 (зеркальное отображение + 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 восстановление 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 используете 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 следует 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 чрезвычайно большие массивы хранения в виде единого объекта.Это будет хуже, чем RAID 1 при записи. 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 RAID

входит в комплект поставки 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 будет использовать 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 RAID

Для аппаратного RAID-массива требуется выделенный 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 может. RAID — еще один инструмент в наборе инструментов, призванный помочь свести к минимуму 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 в качестве замены резервных копий. 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 места на диске, 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 отказоустойчивости. В таких обстоятельствах вам стоит 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.

Как установить и настроить диски Raid (Raid 0 и 1) на вашем ПК

Когда мой отец сказал мне, что он запускает свой компьютер в Raid 0, я не понимал, зачем ему нужна такая конфигурация. Насколько мне известно, использование конфигурации Raid было устаревшим и сложным в настройке. Затем я провел свое исследование.

Использование на вашем компьютере конфигурации рейда дает значительные преимущества. Наиболее распространенные конфигурации рейдов для домашнего использования — это Raid 0 и Raid 1.

Raid 0 дает вам лучшую производительность, поскольку он фокусируется на равномерном распределении данных на нескольких дисках (вместо использования одного диска в качестве резервного), что значительно увеличивает скорость чтения / записи вашей машины.

Raid 1 обеспечивает лучшую защиту данных, поскольку создает точную копию данных с одного жесткого диска на другой, обеспечивая полное резервирование с помощью резервных копий. Настройка жестких дисков для работы в конфигурации Raid — это личное решение, основанное на ваших настройках, и вы должны решить, какая итерация лучше всего подходит для вас.Я лично предпочитаю Raid 0, потому что я ставлю скорость и производительность компьютера выше безопасности и избыточности.

Перед запуском

Если вы планируете внедрить настройку рейда на своем текущем компьютере, убедитесь, что вы создали резервную копию всех ваших данных, так как в процессе она будет удалена . Вам также понадобятся два отдельных флеш-накопителя с достаточным пространством для соответствующих файлов.

На первую флешку нужно будет скачать драйверы Raid.Вы можете найти их здесь после того, как выберете свою машину и модель. На вторую флешку нужно будет загрузить ISO-образ Windows. Вы можете найти эту ссылку для скачивания здесь.

Можно установить оба файла на одну флешку, но были сообщения о нестабильности системы во время запуска, поэтому я бы не стал рисковать. Давайте начнем.

Настройка Raid 0 или Raid 1

Я кратко упомянул преимущества каждой итерации Raid, но, несмотря на все преимущества в жизни, есть свои недостатки.Поскольку Raid 0 распределяет ваши данные на несколько дисков, в случае выхода из строя одного диска все данные на других дисках также исчезнут. Недостаток рейда 1 в том, что он значительно медленнее, чем рейд 0.

При этом Raid 0 и Raid 1 очень просты в настройке и требуют в основном одного и того же процесса настройки. Первое, что вам нужно сделать, это выяснить, есть ли на вашей материнской плате встроенный контроллер Raid (в большинстве современных материнских плат есть).

Отсюда вам следует:

  • Подключиться диски, которые вы хотите использовать
  • Boot вставьте машину в BIO

Как только вы окажетесь там, ваш экран выглядит так, как показано на картинке ниже.Отсюда вы должны перейти к своему Эквивалент набора микросхем в BIOS. Этот экран будет выглядеть примерно так это:

После перехода к вашему набору микросхем ваш экран будет выглядеть так:

На экране набора микросхем вы должны перейдите к SATA Mode и выберите RAID вместо AHCI .

Теперь вы успешно инициализировали Raid на материнской плате; просто нажмите Сохранить и выйти .В этот момент компьютер перезагрузится и попытается запустить копию окон, которой больше нет.

Просто нажмите и удерживайте Ctrl + R , чтобы запустить пользовательский интерфейс контроллера Raid (Ctrl + R для AMD, эта комбинация может отличаться в зависимости от вашей настройки). На этом этапе ваш экран должен выглядеть примерно так:

Достигнув этой точки, вы следует выбрать Create Array , затем выбрать диски, которые вы хотите использовать для конфигурация рейда. Доступные диски будут перечислены справа. сторона под Диски .Используйте кнопку A или Ins для выбора дисков и нажмите введите , когда вы закончите настройку дисков.

После вы сделали это, ваш экран будет выглядеть так:

Отсюда вы можете решить, какую конфигурацию вы хотите выбрать. Я лично выбрал Raid 0, но выбор за вами. После этого вы выберете размер массива, который хотите построить.

Я просто сохранил настройку по умолчанию — All Available Space для моих raid-накопителей.После этого вы выберете режим кэширования, я оставил систему кеширования по умолчанию Чтение / запись . Это будет выглядеть примерно так:

После настройки по своему вкусу просто нажмите C , чтобы создать свой массив. Нажмите Esc и Y , чтобы перезагрузить систему с новой конфигурацией Raid.

После перезагрузки вернитесь к ваш BIOS и выберите новую конфигурацию рейда для загрузочного диска. Перед нажатие Сохранить и выйти Ваш экран должен выглядеть примерно так:

После этого ваша машина снова перезагрузится.Дайте ему пройти обычный процесс запуска. Он сообщит вам об ошибке драйвера, после чего ваш экран должен выглядеть следующим образом:

Если вы еще этого не сделали, подключите на флэш-накопителе, содержащем ваши Raid Drivers и флэш-накопитель который содержит ваш Windows ISO , перейдите к диску и папке, где драйвер запоминается и нажимает ОК . Ваш экран должен выглядеть так:

Выберите драйверы, необходимые для установки, затем нажмите Далее .После этого ваш экран предложит вам выбрать диск, на который вы хотите установить новую операционную систему Windows 10, затем снова нажмите Далее . Ваш экран будет выглядеть так:

Ваша операционная система начнет установку. Отсюда вы должны быть полностью настроены в любой выбранной вами конфигурации рейда (0 или 1). Если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна дополнительная информация о конкретной части процесса, дайте мне знать, и я немедленно свяжусь с вами!

Наслаждайтесь миром избыточных массивов независимых дисков (RAID).

RAID 0 против RAID 1 — разница и сравнение

Организация данных в RAID 0 и RAID 1

RAID 0 предлагает чередование без контроля четности или зеркалирования. Чередование означает, что данные «распределяются» равномерно по двум или более дискам. Например, при настройке RAID 0 с двумя дисками первый, третий, пятый (и так далее) блоки данных будут записаны на первый жесткий диск, а второй, четвертый, шестой (и так далее) блоки будут записывается на второй жесткий диск. Обратной стороной этого подхода является то, что если даже один из дисков выйдет из строя, вся настройка RAID 0 завершится неудачно, потому что данные станут невосстановимыми.Технически это описывается как отсутствие отказоустойчивости .

Хранение данных в конфигурации RAID 0 Хранение данных в конфигурации RAID 1

Настройка RAID 1 отличается. Нет полосатости; все данные зеркально отражаются на каждом диске. Это приводит к множеству копий данных (избыточность , ). И если один из дисков выходит из строя, данные все равно можно восстановить, потому что они не повреждены на втором диске (большинство настроек RAID 1 используют только 2 диска, хотя некоторые могут использовать больше), что означает отказоустойчивость RAID 1.

Вот хорошее видео, которое объясняет разницу между массивами RAID 0 и RAID 1 (более короткое видео того же человека есть на YouTube здесь):

Надежность

RAID 1 обеспечивает более высокую надежность за счет избыточности; даже если один из дисков выйдет из строя, данные на другом останутся доступными. Однако RAID-массивы не защищают данные от битового гниения — постепенного разрушения носителей, которое приводит к переворачиванию случайных битов на жестком диске, что приводит к повреждению данных.Современные файловые системы, такие как ZFS и Btrfs, защищают от битового гниения с помощью подсчета контрольных сумм для каждого блока, и их следует использовать людям, серьезно относящимся к защите своих данных в течение нескольких лет:

Распространенное заблуждение — думать, что RAID защищает данные от повреждения, поскольку создает избыточность. На самом деле все обстоит как раз наоборот: традиционный RAID увеличивает вероятность повреждения данных, поскольку он вводит больше физических устройств, и больше вещей могут пойти не так. RAID действительно защищает вас от потери данных из-за мгновенного отказа диска.Но если диск не настолько услужлив, чтобы просто вежливо умереть от вас, и вместо этого начинает читать и / или записывать плохие данные, вы все равно получите эти плохие данные. Контроллер RAID не имеет возможности узнать, плохи ли данные, поскольку четность записывается для каждой полосы, а не для каждого блока. Теоретически (на практике четность не всегда строго проверяется при каждом чтении) RAID-контроллер может сказать вам, что данные в полосе повреждены, но у него не будет возможности узнать, были ли на самом деле повреждены данные на каком-либо заданном месте. привод.

Производительность

Пишет

RAID 0 предлагает очень быстрое время записи, поскольку данные разделяются и записываются на несколько дисков параллельно. Запись в блок RAID 1 медленнее по сравнению с RAID 0, но примерно такая же, как запись на один диск. Это потому, что все данные записываются на два диска, но параллельно.

Читает

Чтение также выполняется очень быстро в RAID 0. В идеальных сценариях скорость передачи массива — это скорость передачи всех дисков, сложенных вместе, и ограниченная только скоростью RAID-контроллера.Чтение с RAID 1 может или не может обеспечить такой прирост производительности, в зависимости от RAID-контроллера. «Умные» контроллеры разделяют задачу чтения таким образом, чтобы использовать преимущества избыточности данных и считывать разные блоки с разных дисков. Это обеспечивает прирост производительности, аналогичный RAID 0, но для контроллеров, которые не поддерживают такое мультиплексирование, скорость чтения примерно такая же, как у отдельного жесткого диска.

Емкость хранилища

Общий объем памяти, доступный для блока RAID 0, представляет собой просто сумму емкостей хранения отдельных дисков, поскольку нет избыточности.Однако в случае массива RAID 1 происходит репликация данных, что означает, что общая емкость хранилища устройства такая же, как и у одного жесткого диска.

Приложения

RAID 1 — лучший выбор, если надежность важна и вы хотите избежать потери данных. Типичный пример — потребности в архивировании данных. RAID 0 — лучший выбор в сценариях, где требуется большой объем высокоскоростного хранилища. Например, захват несжатого HD-видео через HDSDI и запись его прямо на жесткий диск требует очень быстрой записи и большой емкости.Другой пример — большие базы данных, содержащие журналы или другую информацию с большим объемом операций чтения.

Объединение RAID 0 и RAID 1

Уровни RAID 0 и 1 могут быть объединены для создания конфигурации полосы зеркал — RAID 10 — или зеркала полос (RAID 01). Это так называемые вложенные уровни RAID.

Вложенная конфигурация RAID 01 Конфигурация RAID 10

RAID 10 более отказоустойчив, чем RAID 01, поэтому он широко используется; RAID 01 почти никогда не используется, потому что RAID 10 превосходит его при использовании того же количества дисков.

Список литературы

Увеличьте объем хранилища вашего ПК с помощью настройки RAID: все, что вам нужно знать

Ач, хранение. Это необходимо каждому ПК, но стандартные решения для хранения данных на ПК страдают от двух явных недостатков.

Во-первых, производительность хранилища обычно является одним из основных узких мест на типичном ПК, хотя ситуация значительно улучшилась с появлением твердотельных накопителей. (Да, вероятно, это ваш жесткий диск, который удерживает ваш высококлассный компьютер от еще большей славы.Во-вторых, отказ диска может привести к потере ценных данных, а этого никто не хочет.

К счастью, есть способ решить обе эти проблемы, используя функцию, которая поддерживается практически каждой современной компьютерной системой: RAID.

RAID изначально был аббревиатурой от Redundant Array of Dependent Disks, но с тех пор превратился в более общепринятый Redundant Array of Independent Disks. Как следует из названия, RAID — это способ соединить несколько дисков вместе для повышения производительности, избыточности или того и другого.

Marco Chiappetta

Массивы хранения RAID позволяют согласованно работать с несколькими дисками.

RAID

раньше требовал дорогостоящего приобретения оборудования и иногда его было сложно настроить. Однако теперь все настольные системы (и даже некоторые ноутбуки), кроме самых дешевых, имеют встроенные контроллеры дисков со встроенной поддержкой RAID. Большинство операционных систем, включая Windows, также дают пользователям возможность настраивать так называемый программный RAID. Также доступны карты расширения, которые могут добавить поддержку RAID в любую систему с открытым слотом PCI-E.

В большинстве случаев настроить RAID-массив очень просто. Как правило, для этого требуется немного больше, чем установка некоторых дисков, их подключение к RAID или контроллеру дисков и выполнение простого мастера, встроенного во встроенное ПО или доступного в вашей операционной системе.

Когда использовать RAID

Если позволяет бюджет, есть много веских причин для использования RAID.

Современные жесткие диски и твердотельные накопители намного надежнее своих предшественников, что делает их идеальными кандидатами для RAID.Как мы уже упоминали, RAID может повысить производительность хранилища или предложить некоторый уровень избыточности — и то, и другое желает большинство пользователей ПК.

Общие режимы RAID

Выбор правильного режима RAID имеет первостепенное значение. За прошедшие годы было определено множество режимов или уровней RAID. Однако на большинстве современных настольных систем обычно поддерживается лишь несколько режимов. Вот те, которые вы увидите на ПК.

RAID 0 — Чередование:

RAID 0, или чередование, распределяет данные между дисками, используемыми в массиве.А поскольку рабочая нагрузка распараллеливается и распределяется по дискам, пропускная способность чтения и записи во многих случаях повышается. Для RAID 0 требуется как минимум два диска, а общая емкость дисков в массиве объединена в один том из-за способа распределения данных. Например, два диска емкостью 1 ТБ, соединенные вместе в конфигурации RAID 0 с чередованием, будут распознаны как один том 2 ТБ. RAID 0 не зеркалирует и не хранит данные четности, поэтому потеря одного диска приведет к повреждению всего массива.

Настройка твердотельных накопителей в RAID 0 может привести к поистине потрясающей скорости передачи. Подробнее об этом в конце.

RAID 1 — зеркалирование:

RAID 1 или зеркалирование также требует минимум двух дисков. Но вместо чередования данных данные, хранящиеся на дисках в массиве, дублируются на всех жестких дисках. RAID 1 предлагает уровень избыточности данных, и массив может быть восстановлен в случае отказа диска без потери данных.

Производительность также может быть несколько улучшена, по крайней мере, при использовании жестких дисков, поскольку любой диск в массиве может быть доступен для чтения данных, а один диск может предлагать более низкую задержку поиска или вращения из-за положения его головок.Однако производительность записи обычно снижается, поскольку данные зеркалируются на все диски в массиве. Общая емкость тома RAID 1 будет равна емкости одного диска из-за избыточности: если используются два диска по 1 ТБ, общая емкость тома RAID 1 по-прежнему будет 1 ТБ.

RAID 5 — Чередование с контролем четности:

RAID 5, для которого требуется как минимум три диска, повышает производительность за счет чередования данных, таких как RAID 0, но также предлагает уровень избыточности в стиле RAID 1 за счет сохранения четности данные на дисках в массиве.

В конфигурации RAID 5 один диск в массиве может выйти из строя без потери данных, но производительность будет снижаться до тех пор, пока неисправный диск не будет заменен и массив не будет восстановлен. В зависимости от емкости используемых дисков восстановление массива RAID 5 может занять некоторое время, поэтому обычно рекомендуется для небольших томов. Также обратите внимание, что общая емкость конфигурации RAID 5 будет суммой всех емкостей дисков, используемых в массиве, минус емкости одного. Например, три диска емкостью 1 ТБ, используемые в RAID 5, будут иметь общую емкость 2 ТБ.

JBOD — просто набор дисков:

Технически JBOD не является RAID, поскольку он не предлагает никакого резервирования, но — это режим , поддерживаемый большинством контроллеров дисков. JBOD дает пользователям возможность связать несколько дисков вместе для создания единого тома большей емкости. Однако нет ни улучшения производительности, ни защиты данных. JBOD используется просто для увеличения емкости тома; когда один диск в массиве JBOD заполняется, данные перетекают на следующий диск и так далее.

Подготовка для RAID

Прежде чем настраивать RAID в существующей системе, необходимо помнить несколько вещей. Если вы начинаете с нового ПК, вам не потребуется никакой подготовки, кроме как убедиться, что диски подключены к правильным портам на материнской плате или карте / контроллере RAID. Но в уже настроенной системе есть много-много соображений.

Как всегда, сделайте резервную копию данных , прежде чем возится с хранилищем.

Первое, что мы порекомендуем, — это создать резервную копию всех ваших данных.Убедитесь, что все данные на ваших существующих дисках зарезервированы и что вы создали свежий образ установленной ОС. (В этом руководстве есть подробные сведения о том, как именно это сделать.) Если что-то пойдет не так и вы потеряете данные, вы будете рады иметь резервную копию. И если настройка RAID каким-то образом искажает вашу ОС, наличие свежего образа под рукой поможет вам быстро восстановиться.

Обратите внимание, однако, что если вы планируете перенести существующую установку ОС, которая находится на одном диске, на новый том RAID, изменения конфигурации, необходимые для настройки RAID, могут вызвать проблемы с ОС и сделать ее незагружаемой.По возможности лучше устанавливать новую ОС на новый RAID-массив.

Особенности оборудования RAID

Подавляющее большинство проданных сегодня материнских плат имеют встроенную поддержку RAID. Контроллеры дисков, интегрированные в наборы микросхем Intel и AMD, предлагают RAID (как и большинство других менее известных наборов микросхем), и многие производители материнских плат часто интегрируют в свои платы дополнительные контроллеры RAID от таких компаний, как Marvell. Встроенные контроллеры RAID обычно поддерживают RAID 0, 1, 5 и JBOD, хотя некоторые также поддерживают RAID 10.Однако имейте в виду, что даже если ваша материнская плата не имеет встроенной поддержки RAID , программный RAID, скорее всего, все еще возможен, при условии, что на плате есть пара открытых портов SATA для подключения дополнительных дисков.

Marco Chiappetta

Все материнские платы, кроме самых простых, имеют встроенную поддержку RAID.

Хотя контроллеры RAID, интегрированные в большинство материнских плат, должны подходить для подавляющего большинства пользователей, также доступны и надстройки более высокого уровня.Как правило, недорогие дополнительные платы (думаю, менее 150 долларов США) имеют те же базовые автономные контроллеры, которые есть на многих материнских платах, но некоторые предложения более высокого уровня, такие как Areca, LSI или 3COM, предлагают настоящий аппаратный RAID с выделенными процессорами хранения и кэш-памятью. .

Перейдите на следующую страницу, чтобы получить информацию о том, как установить и настроить массив RAID.

Что такое RAID? RAID 0, 1, 5 и 10 стало проще — Plug

Если вы пытались настроить свой компьютер или масштабировать жесткие диски, то, возможно, слышали о RAID-массивах.Но что такое RAID? RAID-массив состоит как минимум из двух жестких дисков, запрограммированных на работу как один более крупный и мощный жесткий диск. Вот все, что вам нужно знать о том, что такое RAID, для чего он нужен и какой общий массив следует выбрать из RAID 0, 1, 5 и 10.

Что такое RAID и что он означает?

RAID — это аббревиатура от «избыточного массива независимых дисков (или дисков)». По сути, RAID позволяет вам взять несколько жестких дисков и сгруппировать их в одно целое. Это может помочь вам хранить резервные копии ваших данных на случай отказа диска, повысить скорость и эффективность ваших дисков, или и то, и другое.

Существует много типов конфигураций RAID, но наиболее часто используются RAID 0, RAID 1, RAID 5 и RAID 10.

Что такое RAID 0?

RAID 0, также называемый «чередованием дисков», предназначен для оптимизации скорости ваших жестких дисков. Если у вас есть как минимум два диска, использование RAID 0 объединит их и запишет данные на оба одновременно или последовательно, в зависимости от вашей системы. Это поможет увеличить скорость чтения и записи. Однако, если один диск выйдет из строя, вы потеряете все свои данные.

Когда вы сохраняете файл, RAID 0 разбивает данные на сегменты, называемые чередующимися блоками. Затем он распределяет эти данные по всем дискам в вашем массиве. Это называется чередованием, и это помогает вам быстрее получать доступ к данным, потому что у вас есть несколько дисков, работающих вместе для чтения, записи и хранения данных.

Использование RAID 0 быстрее, чем получение большого жесткого диска той же емкости, потому что у вас будет только один жесткий диск, обрабатывающий данные, а не несколько дисков в массиве.

Однако RAID 0 не предусматривает избыточности (или резервных копий).Это означает, что если один из ваших дисков выйдет из строя, вы потеряете все данные на нем. А поскольку ваши данные хранятся и обрабатываются на нескольких дисках, потеря данных на одном диске означает, что вы потеряете все данные на всех своих дисках. Кроме того, поскольку вы используете несколько дисков, вероятность того, что один из них выйдет из строя, увеличивается.

RAID 0 лучше всего использовать для хранения временных файлов или файлов, резервные копии которых были созданы в другом месте.

Что такое RAID 1?

Также известный как «зеркалирование дисков», RAID 1 предназначен для резервного копирования данных (также известного как избыточность).Если у вас как минимум два диска, использование RAID 1 приведет к дублированию ваших данных и сохранению копии на каждом диске. Это называется зеркалированием, и оно гарантирует, что вы не потеряете файлы в случае сбоя диска.

Использование RAID 1 означает, что в случае выхода из строя одного диска у вас все равно будет копия всех ваших данных на другом диске. Затем вы можете заменить вышедший из строя диск новым, даже когда компьютер все еще работает. Он автоматически создаст новое зеркальное отображение всех ваших данных на исправном диске. Эта возможность в RAID-массивах называется «горячей» заменой.

Однако использование RAID 1 означает, что вы получите только половину емкости хранилища, которую вы получили бы в противном случае. Это связано с тем, что каждый раз, когда вы сохраняете файл на один диск, вы сохраняете его копию на втором диске.

RAID 1 лучше всего использовать для хранения данных, которые вы не хотите терять, таких как важные банковские данные или семейные фотографии и документы.

Что такое RAID 5?

Также известный как «чередование дисков с четностью», RAID 5 обеспечивает скорость и избыточность. Если у вас как минимум три жестких диска, использование RAID 5 разбивает ваши данные на сегменты и сохраняет эти сегменты на ваших дисках.

Теперь, когда вы записываете данные в этот массив, как и в RAID 0, ваши данные разбиваются на блоки и распределяются по жестким дискам в вашем массиве. Но, помимо чередования данных, он также хранит биты четности на дисках. Бит четности — это дополнительная двоичная цифра, которая помогает массиву проверять наличие ошибок или отсутствующих сегментов. Эти биты данных также могут служить избыточностью.

Как и в случае зеркалирования дисков, диски в этом массиве также поддерживают горячую замену. Поэтому, если один диск выходит из строя, вы можете легко заменить его новым, и массив автоматически воссоздает вашу конфигурацию RAID.

Однако RAID 5 не будет предлагать ту же скорость, что и RAID 1, или ту же емкость, что и RAID 0. Для создания битов четности потребуется вычислительная мощность, а некоторое пространство для хранения будет отведено для резервирования. Таким образом, если у вас есть три жестких диска с объемом памяти 500 ГБ каждый, вы получите емкость только 1 ТБ, потому что одна треть пространства будет выделена для резервирования.

Эта установка лучше всего подходит для хранения критически важных данных и запуска приложений, которым требуется приличная скорость и эффективность.

Что такое RAID 10?

Классифицируемый как «гибридная конфигурация RAID», RAID 10 на самом деле представляет собой комбинацию RAID 1 + 0. Это означает, что вы получаете скорость чередования дисков и избыточность зеркалирования дисков. У технарей это еще называют «полосой зеркал».

Если у вас есть по крайней мере четыре диска, RAID 10 увеличит скорость, которую вы имели бы с одним диском, и вы получите преимущества резервирования. Однако это также означает, что вам придется покупать больше дисков, и вы получите только половину их емкости.

RAID 10 лучше всего подходит для запуска приложений или хостинга серверов, которые должны работать круглосуточно и без выходных. Если один или два из ваших дисков выйдут из строя, у вас все еще есть зеркальный диск со всеми вашими данными в нем.

Если вы хотите настроить массив RAID, но не знаете, хотите ли вы использовать традиционные жесткие диски или твердотельные накопители, ознакомьтесь с нашей статьей о разнице между жесткими дисками и твердотельными накопителями. Жесткий диск

— Кто-нибудь может объяснить RAID-0 простым английским языком?

Raid 0 — лучшая вещь, когда вы так работаете.

1.- Вы хотите / нуждаетесь в высокой скорости выполнения задачи чтения / записи (например, компиляция проекта с более чем одним миллионом небольших файлов) 2.- Перед выключением компьютера всегда выполняйте резервное копирование на внешний носитель

Почему все говорят, что если на одном диске массива теряются все данные? Это совершенно неверно, если у вас все в BackUP.

Что вы теряете, так это доступ к информации, хранящейся в массиве, при обычном доступе (криминалистический доступ может восстановить некоторые части).

Raid X не должен использоваться (никогда) в качестве замены BackUP, поэтому потеря массива только из-за того, что все диски вышли из строя одновременно, может произойти (а иногда и происходит), поэтому любому, кто использует Raid (любой уровень), все равно необходимо иметь BackUP .

Я всегда делаю это (с Linux, а не с Windows, позже я расскажу, почему не Windows): используйте три диска (максимум, что может моя материнская плата, два Sata и один Pata) в Raid 0, затем я делю raid 0 для корня Linux , еще один для Swap (только 2 ГБ ОЗУ, максимальная материнская плата может обрабатывать) и еще один для моих данных … и всегда есть резервное копирование на 5 внешних (USB) устройствах (Pendrives, DVD, HDD и т. д.).

Так что, если что-то пойдет не так с каким-либо внутренним диском, я просто заменяю его новым, воссоздаю Raid и разделы и возвращаю обратно все данные (файлы ОС, загрузка, мои данные и т. Д.)… всего несколько минут … и снова ВКЛ.

Прирост: я утроил скорость доступа ко всем дискам … моя материнская плата — Sata I, и я получаю 80 МБ / с на каждый из моих дисков (отлично, учитывая, что 80 МБ / с от Pata находится ближе к вершине).

В части Pata у меня есть только одно устройство (моя материнская плата значительно снижает пропускную способность, если я подключаю два устройства к одному порту, например HDD Master и DVD Slave, а также снижает скорость, если я помещаю два устройства по одному на каждый порт, например Порт 0 HDD Master и порт 1 DVD Master, это кажется абсурдным, но он разделяет полосу пропускания между обоими портами), поэтому я использую DVD на внешнем USB-корпусе (он позволяет загружаться с него).

Почему в Linux, а не в Windows?

Моя материнская плата не имеет возможностей Raid, поэтому Windows никогда не загрузится с Raid 0 без аппаратной поддержки, нет, если это полный Hardware Raid или просто Fake Raid, вам понадобится какой-то аппаратный контроллер RAID, чтобы получить загрузку Windows с Raid0 .. .. противоположная часть, или как раз наоборот с Linux.

В Linux вы можете загружаться с любого типа Raid, а также из ZFS … и вы также можете иметь файл grub.cfg внутри Raid 0 и загружаться с него (этап grub должен знать о lvm и т. Д., Это может быть, если при установке-grub2 вы указываете ему предварительно загрузить модуль lvm)… а также многое другое … grub2 может загружаться со своими файлами, находящимися на зашифрованном (LUKS) другом зашифрованном … и т. д. на любом количестве уровней, каждый со своей собственной кодовой фразой, алгоритмом и т. д., и вдобавок ко всему или в середине или в нескольких точках вы можете LVM (Raid), как хотите … вы можете сделать его настолько сложным, насколько хотите … также он позволяет использовать внутренние и внешние USB-устройства в качестве частей и т. д.

Windows очень ограничена, и на стороне Windows (чистое программное обеспечение без оборудования) необходимо, чтобы все диски были динамическими (не базовыми), чтобы вы не могли с них загрузиться.

Чтобы сделать загрузочное устройство Windows Raid 0, необходимо иметь аппаратный рейд (чистый 100% или просто поддельный рейд).

Также VHD / VHDX не может быть динамическим, если вы планируете загружать Windows изнутри на реальном оборудовании (без виртуальной машины) … так что опять же, никак …

Теперь у меня есть два SSD, которые могут писать со скоростью> 500 МБ / с (проверено на материнской плате Sata III), часть Pata (только 96 МБ / с) будет выглядеть как горлышко бутылки, я получаю только 137 МБ / с на каждом Порт Sata I, поэтому 137 + 137 + 96 будет 370… неправильно … на Raid 0 это будет 3 * самый медленный, поэтому 3 * 96 = 282, поэтому, используя только два Sata, я получаю 2 * 137 = 274, выигрыш от использования этого SSD Pata (с использованием адаптера Sata to Pata из конечно) очень близко к 282, поэтому я останусь использовать только два Sata, а в BIOS отключить порты Pata … и сюрприз …

После отключения портов Pata у меня было 146 МБ / с на каждом порту Sata … кто знает, почему это увеличение? Итак, 2 * 146 = 292 больше, чем 282, которые я получил при использовании трех дисков.

Так что я должен сказать всем … тестируйте и тестируйте, и пробуйте абсурдные вещи на таком тесте… например, отключение портов Pata делает порты Sata немного быстрее.

Но для Windows … Raid 0 на загрузочном диске требует аппаратного рейда, Raid 0 на дисках dada, у которых нет загрузочных или системных разделов, может быть выполнен из управления дисками.

Итак, если у вас есть три или более дисков и Windows … один диск для загрузки и система в качестве базового диска, а остальные сделают их Raid 0.

Я не понимаю, почему Raid 1 или Raid 5 на чем-либо, кроме сервера (где нужно нулевое время простоя)… Любой уровень Raid не избавляет от необходимости BackUP, и если вы BackUP все, зачем вам нужен любой уровень Raid, кроме Raid 0?

Для разработчиков и т. Д. (Не серверов), если диски выходят из строя, у вас может быть достаточно времени (один или два дня), чтобы восстановить все … и с хорошими клонами системы, хорошим резервным копированием ваших данных и наличием на настольный другой диск, который вы можете включить менее чем за несколько часов (выключите компьютер, замените поврежденный диск, восстановите конфигурацию Raid, восстановите систему, восстановите данные из BackUP).

Все, что не требуется, нулевое время простоя, просто используйте Raid0 и убедитесь, что не забыли сделать BackUP.

Еще один момент … (я усвоил это на собственном опыте) … с Windows … я сохраняю текстовый файл (или много их) на ОБЫЧНОМ разделе NTFS, я все еще работаю с другими папками на этом разделе в течение нескольких часов я читаю такие файлы через несколько часов … затем я обычно закрываю Windows, без предупреждения, без сигнала, что-то идет не так … на следующий день я прочитал эти файлы, и некоторые из них были похожи на несколько дней назад, не отражали был написан и прочитан после… например, если файл ушел в старый момент времени … я потерял часть своей работы … очень странно, но случилось со мной три раза … вы думаете, и вы видите, что данные сохранены в файлах, после перезагрузки видишь, действительно не было.

Это БОЛЬШАЯ ОШИБКА, связанная с тем, как кэш Windows записывает на диск и как очень плохо реализовано журналирование NTFS … так что я никогда больше не доверяю Windows … перед перезагрузкой я делаю резервное копирование на внешний носитель (USB-накопители, зашифрованные Жесткий диск с VeraCrypt и т. Д., Где кеш записи не управляется самой Windows), а затем я принудительно выполняю Flush (отключение VeraCrypt) и Windows извлекаю USB, затем повторно подключаю его и подтверждаю (Bit2Bit), что все данные идентичны… затем снова безопасно извлечь USB, перезагрузить или выключить.

При следующей загрузке я снова тестирую внешний BackUP … и иногда обнаруживаю, что: 1.-Файлы, которые были записаны во внутреннюю NTFS без Raid, которые были скопированы на внешний USB, в порядке на внешнем USB 2.-Такие файлы находятся в СТАРОМ состоянии на внутреннем диске, поэтому я должен восстановить новую версию с USB

.

Это действительно абсурд … но вот это ОШИБКА: 1.-Данные запрашиваются для записи в файл, кэш записи включен, данные находятся в ОЗУ, никогда не попадают на диск (ОШИБКА) 2.-Вы читаете файл (из ОЗУ, так как он находится в кеше), больше никогда не читаете с диска 3.-Вы выключаете Windows, кэш ОЗУ не записывается на диск (ОШИБКА) поэтому в следующий раз, когда файл будет прочитан, он будет содержать данные о старом состоянии.

Что действительно странно … я никогда не видел этой ОШИБКИ, если раздел NTFS находится над программным обеспечением Windows Raid0 … но если это обычная NTFS на базовом диске, это происходит в Vista, 7, 8, 8.1 и 10 ( версия 1709 не видела струи, мало времени с тех пор, как обновился до нее) … это случается со мной почти три раза в год, и когда это происходит, я был разработчиком — это настоящая боль…. исправленные ОШИБКИ в исходном коде снова появляются и т. д., пока я не выполню эти шаги: 1.-Резервное копирование перед выключением через USB без кеша записи на этом устройстве (с помощью 7-Zip для сжатия и упаковки> миллиона маленьких файлов в большой). 2.-Безопасное извлечение USb 3.-Выключение, перезагрузка и т. Д. 4.-При следующей загрузке первое, что я делаю, это считаю, что все данные на внутреннем диске могут быть в старом состоянии … поэтому я восстанавливаю все данные с USB. Теперь я уверен, что Windows BUG больше не повлияет на меня.

Поскольку все это потеря времени и я не уверен, что было действительно спасено, я перешел на смешанное решение Windows через VirtualBOX через Linux через программное обеспечение Linux Raid 0.

Я запускаю Linux, VirtualBOX, затем Windows … и на нем я отключаю кеш записи на всех дисках … Кеш Linux намного лучше, и я никогда не видел подобной ОШИБКИ в LInux.

ОС Linux превышает Raid 0, VirtualBOX использует файлы в качестве виртуальных дисков (один для системы, один для моих проектов и т. Д.), Каждый из которых находится над Linux Software Raid 0.

Я не испытываю боли из-за того, что Windows не записывает данные (ОШИБКА записи кеша включена), потому что кеш записи внутри Windows выключен на всех разделах, которые видит Windows. Я получаю скорость Linux RAID 0 и дисковый кеш Linux для виртуальных дисков системы Windows и данных Windows.Я получаю много времени … экономия 32 ГБ каждый день на USB 3.1 Gen 2 (10 ГБ / с,> 1 ГБ / с) выполняется менее чем за минуту (на материнской плате Sata III), а на материнской плате Sata I это так. 32 ГБ / (2 * 146) = 112 секунд (чуть больше двух минут).

Итак, резервное копирование всей Windows и данных занимает у меня меньше трех минут в день … так почему бы не использовать Raid 0? Если я потеряю все, мне потребуется меньше трех минут, чтобы восстановить такие файлы … не считая восстановления клона Linux (это около 20 минут), 10 для замены жесткого диска, 5 для загрузки в Live-дистрибутив и 5 для воссоздания Raid 0 и восстановление клона Linux.

Таким образом, если один диск выходит из строя, мне нужно меньше, чем полчаса, чтобы снова работать … и это при затратах менее трех минут в день (для BackUP) … и день BackUP является обязательным, независимо от того, что Raid пользуешься, неважно ZFS это ли и т.д.

Всегда есть вероятность человеческой ошибки, что если вы удалите не ту папку? и т. д. Резервные копии — это самое важное, что нужно иметь, когда что-то действительно идет не так.

И лучше иметь исторические резервные копии, а не только последнее состояние.

Имея действительно хорошие привычки BackUP, Raid 0 — действительно улучшение с нулевым риском потери (у вас есть BackUP, поэтому данные теряются из массива Raid, но не из вашего BackUP).

.

8 Replies to “Рейд 0 массив: Что такое RAID-массив, и почему он вам нужен

  1. Уведомление: carb manager keto diet app

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *