آرایه های RAID برای بهبود قابلیت اطمینان ذخیره سازی داده ها، افزایش سرعت پردازش و ارائه توانایی ترکیب چند دیسک در یک دیسک بزرگ توسعه یافته اند. انواع متفاوتتصمیم RAID وظایف مختلف، در اینجا ما به چندین مورد از رایج ترین پیکربندی های آرایه های RAID هم اندازه نگاه خواهیم کرد.

RAID 0

RAID 0(راه راه). حالتی که برای دستیابی به آن استفاده می شود حداکثر عملکرد. داده ها به طور مساوی در بین دیسک های آرایه توزیع شده و در یک دیسک ترکیب می شوند که می تواند به چندین تقسیم شود. عملیات خواندن و نوشتن توزیع شده می تواند به طور قابل توجهی سرعت عملیات را افزایش دهد، زیرا چندین به طور همزمان بخشی از داده های خود را می خوانند/نوشتن می کنند. کل حجم در دسترس کاربر است، اما این قابلیت اطمینان ذخیره سازی داده ها را کاهش می دهد، زیرا اگر یکی از دیسک ها از کار بیفتد، معمولاً آرایه از بین می رود و بازیابی داده ها تقریبا غیرممکن است. دامنه کاربرد - برنامه هایی که نیاز به سرعت بالای تبادل با دیسک دارند، به عنوان مثال ضبط ویدیو، ویرایش ویدیو. برای استفاده با درایوهای بسیار قابل اعتماد توصیه می شود.

RAID 1

RAID 1(آینه). چندین دیسک (معمولاً 2) که به طور همزمان برای ضبط کار می کنند، یعنی به طور کامل از یکدیگر کپی می کنند. بهبود عملکرد فقط هنگام خواندن اتفاق می افتد. اکثر راه قابل اعتمادمحافظت از اطلاعات در برابر خرابی یکی از دیسک ها به دلیل هزینه بالای آن، معمولاً هنگام ذخیره داده های بسیار مهم استفاده می شود. هزینه بالا به این دلیل است که تنها نیمی از کل ظرفیت در اختیار کاربر است.

RAID 10

RAID 10، همچنین گاهی اوقات نامیده می شود RAID 1+0- ترکیبی از دو گزینه اول. (آرایه RAID0 از آرایه های RAID1). تمام مزایای سرعت RAID0 و مزیت قابلیت اطمینان RAID1 را دارد، در حالی که معایب را حفظ می کند - هزینه بالاآرایه دیسک، زیرا ظرفیت موثر آرایه برابر با نیمی از ظرفیت دیسک های استفاده شده در آن است. برای ایجاد چنین آرایه ای، حداقل 4 دیسک مورد نیاز است. (در این صورت تعداد آنها باید زوج باشد).

RAID 0+1- آرایه RAID1 از آرایه های RAID0. در واقع به دلیل نداشتن مزیت نسبت به RAID10 و تحمل خطا کمتر استفاده نمی شود.

RAID 1E

RAID 1E- گزینه ای شبیه به RAID10 برای توزیع داده ها در دیسک ها که امکان استفاده از یک عدد فرد را می دهد (حداقل عدد - 3)

RAID 2، 3، 4 - گزینه های مختلفذخیره سازی داده های توزیع شده با دیسک های اختصاص داده شده برای کدهای برابری و اندازه های مختلفمسدود کردن. در حال حاضر به دلیل استفاده از آنها عملاً استفاده نمی شود بهره وری پایینو نیاز به تخصیص مقدار زیادی ظرفیت دیسک برای ذخیره کدهای ECC و/یا برابری.


RAID 5

RAID 5- آرایه ای که همچنین از ذخیره سازی داده های توزیع شده مشابه RAID 0 (و ترکیب در یک منطقی بزرگ) + ذخیره سازی توزیع شده کدهای برابری برای بازیابی داده ها در صورت خرابی استفاده می کند. در مقایسه با تنظیمات قبلی، اندازه بلوک Stripe حتی بیشتر افزایش یافته است. هم خواندن و هم نوشتن همزمان امکان پذیر است. مزیت این گزینه این است که ظرفیت آرایه در دسترس کاربر تنها با ظرفیت یک دیسک کاهش می یابد، اگرچه قابلیت اطمینان ذخیره سازی داده ها کمتر از RAID 1 است. در اصل، این یک سازش بین RAID0 و RAID1 است. ارائه کافی سرعت بالابا قابلیت اطمینان ذخیره سازی داده خوب کار کنید. اگر یک دیسک در آرایه خراب شود، می توان داده ها را بدون از دست دادن داده بازیابی کرد. حالت خودکار. حداقل تعداد دیسک برای چنین آرایه ای 3 عدد است.
پیاده‌سازی‌های «نرم‌افزاری» RAID5 که در پل‌های جنوبی مادربردها تعبیه شده‌اند، سرعت نوشتن بالایی ندارند، بنابراین برای همه برنامه‌ها مناسب نیستند.


RAID 5EE

RAID 5EE- آرایه ای مشابه RAID5، با این حال، علاوه بر ذخیره سازی توزیع شده کدهای برابری، از توزیع مناطق یدکی استفاده می شود - در واقع از آن استفاده می شود که می توان آن را به عنوان یدکی به آرایه RAID5 اضافه کرد (این گونه آرایه ها 5 نامیده می شوند. + یا 5 + زاپاس). در آرایه RAID 5، دیسک پشتیبان تا زمانی که یکی از دیسک های اصلی از کار بیفتد، بیکار است، در حالی که در آرایه RAID 5EE این دیسک به همراه بقیه HDD ها همیشه استفاده می شود که تأثیر مثبتی بر عملکرد دستگاه دارد. آرایه. به عنوان مثال، یک آرایه RAID5EE از 5 هارد دیسک قادر به انجام 25٪ عملیات ورودی/خروجی بیشتری در هر ثانیه نسبت به یک آرایه RAID5 با 4 عدد اصلی و یک عدد است. پشتیبان گیری HDD. حداقل تعداد دیسک برای چنین آرایه ای 4 عدد است.


RAID 6

RAID 6- آنالوگ RAID5 با سطح افزونگی بالا - در صورت خرابی هر دو دیسک، اطلاعات از بین نمی رود؛ بر این اساس، ظرفیت کل آرایه با ظرفیت دو دیسک کاهش می یابد. حداقل تعداد دیسک های مورد نیاز برای ایجاد یک آرایه در این سطح 4 عدد است. سرعت عملکرد برابر است مورد کلیتقریباً شبیه RAID5 است. برای برنامه هایی که بالاترین قابلیت اطمینان ممکن مهم است توصیه می شود.


RAID 50

RAID 50- ترکیب دو (یا بیشتر، اما به ندرت استفاده می شود) آرایه RAID5 در یک نوار، به عنوان مثال. ترکیبی از RAID5 و RAID0، تا حدی اصلاح می شود اشکال اصلی RAID5 - سرعت کمثبت داده ها از طریق استفاده موازی از چندین آرایه از این دست. ظرفیت کل آرایه با ظرفیت دو عدد کاهش می‌یابد، اما برخلاف RAID6، چنین آرایه‌ای می‌تواند در برابر خرابی تنها یک دیسک بدون از دست دادن اطلاعات مقاومت کند و حداقل تعداد دیسک مورد نیاز برای ایجاد آرایه RAID50 6 عدد است. با RAID10، این بالاترین سطح RAID توصیه شده برای استفاده در برنامه هایی است که عملکرد بالا همراه با قابلیت اطمینان قابل قبول مورد نیاز است.


RAID 60

RAID 60- ترکیب دو آرایه RAID6 در یک نوار. سرعت نوشتن در مقایسه با سرعت نوشتن در RAID6 تقریباً دو برابر شده است. حداقل تعداد دیسک برای ایجاد چنین آرایه ای 8 عدد است. اگر دو دیسک از هر آرایه RAID 6 خراب شود، اطلاعات از بین نمی رود.

Matrix RAID- فناوری پیاده‌سازی شده توسط اینتل در پل‌های جنوبی خود، که با ICH6R شروع می‌شود، که به شما امکان می‌دهد چندین آرایه RAID0 و RAID1 را فقط بر روی دو دیسک سازمان‌دهی کنید، در حالی که به طور همزمان پارتیشن‌هایی با سرعت عملیاتی افزایش یافته و قابلیت اطمینان ذخیره‌سازی داده‌ها افزایش می‌دهد.

JBOD(از انگلیسی "Just a Bunch Of Disks") - ترکیب متوالی چندین دیسک فیزیکی در یک دیسک منطقی، که بر عملکرد تأثیر نمی گذارد (قابلیت اطمینان مشابه RAID0 کاهش می یابد)، اما ممکن است اندازه های متفاوت. در حال حاضر عملا استفاده نشده است.

درود بر خوانندگان وبلاگ!
امروز مقاله دیگری در مورد وجود خواهد داشت تم کامپیوتر، و به چنین مفهومی اختصاص داده خواهد شد آرایه دیسک Raid- من مطمئن هستم که این مفهوم برای بسیاری هیچ معنایی نخواهد داشت، و کسانی که قبلاً در مورد آن در جایی شنیده اند هیچ ایده ای ندارند. بیایید با هم بفهمیم!

بدون پرداختن به جزئیات اصطلاحات، آرایه Raid نوعی مجتمع است که از چندین ساخته شده است دیسکهای سخت، که به شما امکان می دهد عملکردها را با شایستگی بیشتری بین آنها توزیع کنید. طبق معمول پست می گذاریم دیسک های سختروی کامپیوتر؟ یکی را به ساتا وصل می کنیم HDD، سپس دیگری، سومی. و دیسک های D، E، F و غیره در سیستم عامل ما ظاهر می شوند. ما می توانیم برخی از فایل ها را روی آنها قرار دهیم یا ویندوز را نصب کنیم، اما اساسا آنها خواهند بود دیسک های جداگانه- با برداشتن یکی از آنها، به هیچ وجه متوجه چیزی نخواهیم شد (اگر سیستم عامل روی آن نصب نشده باشد) به جز اینکه به فایل های ضبط شده روی آنها دسترسی نخواهیم داشت. اما راه دیگری وجود دارد - برای ترکیب این دیسک ها در یک سیستم، الگوریتم خاصی به آنها بدهید همکاری، در نتیجه قابلیت اطمینان ذخیره سازی اطلاعات یا سرعت عملکرد آنها به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.

اما قبل از ایجاد این سیستم، باید بدانیم که آیا مادربرد از آرایه‌های دیسک Raid پشتیبانی می‌کند یا خیر. بسیاری از مادربردهای مدرن قبلاً دارای یک کنترلر Raid داخلی هستند که به شما امکان می دهد هارد دیسک ها را ترکیب کنید. مدارهای آرایه پشتیبانی شده در توضیحات مادربرد موجود است. به عنوان مثال، بیایید اولین برد ASRock P45R2000-WiFi را در نظر بگیریم که در بازار Yandex نظر من را جلب کرد.

در اینجا شرح آرایه های Raid پشتیبانی شده در بخش " نمایش داده می شود. کنترل کننده های دیسکساتا."

که در در این مثالمی بینیم که کنترلر Sata از ایجاد آرایه های Raid پشتیبانی می کند: 0، 1، 5، 10. این اعداد به چه معنا هستند؟ این نامگذاری انواع مختلفآرایه هایی که در آنها دیسک ها با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند طرح های مختلف، که همانطور که قبلاً گفتم برای سرعت بخشیدن به کار یا افزایش قابلیت اطمینان در برابر از دست دادن داده ها طراحی شده اند.

اگر مادربرد رایانه از Raid پشتیبانی نمی کند، می توانید یک کنترلر Raid جداگانه در فرم خریداری کنید بردهای PCI، که در اسلات PCI مادربرد قرار می گیرد و به آن امکان ایجاد آرایه از دیسک ها را می دهد. برای اینکه کنترلر بعد از نصب آن کار کند، باید درایور raid را نیز نصب کنید که یا با این مدل روی دیسک می آید یا به سادگی از اینترنت قابل دانلود است. بهترین در این دستگاهپول پس انداز نکنید و از جایی خرید کنید سازنده معروفبه عنوان مثال ایسوس و با چیپست های اینتل.

من گمان می کنم که شما هنوز ایده ی زیادی درباره ی این موضوع ندارید. ما در مورد، بنابراین اجازه دهید نگاهی دقیق تر به هر یک از محبوب ترین انواع آرایه های Raid بیندازیم تا همه چیز واضح تر شود.

آرایه RAID 1

آرایه Raid 1 یکی از رایج ترین و گزینه های بودجهکه از 2 هارد استفاده می کند. این آرایه برای ارائه در نظر گرفته شده است حداکثر حفاظتداده های کاربر، زیرا همه فایل ها به طور همزمان در 2 هارد دیسک کپی می شوند. برای ایجاد آن، دو هارد دیسک با اندازه مساوی، مثلاً هر کدام 500 گیگابایت را می گیریم و تنظیمات مناسب را در بایوس برای ایجاد آرایه انجام می دهیم. پس از این، سیستم شما یک هارد دیسک را می بیند که اندازه آن نه 1 ترابایت، بلکه 500 گیگابایت است، اگرچه از نظر فیزیکی دو هارد دیسک کار می کنند - فرمول محاسبه در زیر آورده شده است. و همه فایل ها به طور همزمان روی دو دیسک نوشته می شوند، یعنی دومی یک نسخه پشتیبان کامل از دیسک اول خواهد بود. همانطور که می دانید، اگر یکی از دیسک ها خراب شود، یک قطعه از اطلاعات خود را از دست نخواهید داد، زیرا یک نسخه دوم از این دیسک را خواهید داشت.

همچنین، سیستم عامل متوجه خرابی نمی شود، که با دیسک دوم به کار خود ادامه می دهد - فقط شما را از مشکل مطلع می کند. برنامه ویژه، که عملکرد آرایه را کنترل می کند. شما فقط باید دیسک معیوب را بردارید و همان دیسک را وصل کنید، فقط یک دیسک کار می کند - سیستم به طور خودکار تمام داده ها را از دیسک کار باقی مانده روی آن کپی می کند و به کار خود ادامه می دهد.

حجم دیسکی که سیستم می بیند در اینجا با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

V = 1 x Vmin، که در آن V ظرفیت کل و Vmin ظرفیت ذخیره سازی کوچکترین هارد دیسک است.

آرایه RAID 0

یکی دیگر از طرح های محبوب، که برای افزایش نه قابلیت اطمینان ذخیره سازی، بلکه برعکس، سرعت عملکرد طراحی شده است. همچنین از دو هارد دیسک تشکیل شده است، اما در این مورد سیستم عامل از قبل حجم کل دو دیسک را می بیند، یعنی. اگر دیسک های 500 گیگابایتی را در Raid 0 ترکیب کنید، سیستم یک دیسک 1 ترابایتی را مشاهده خواهد کرد. سرعت خواندن و نوشتن با توجه به اینکه بلاک های فایل ها به طور متناوب روی دو دیسک نوشته می شوند افزایش می یابد - اما در عین حال تحمل خطا در این سیستم حداقل است - اگر یکی از دیسک ها خراب شود تقریباً همه فایل ها آسیب می بینند. و بخشی از داده ها را از دست خواهید داد - داده ای که روی دیسک خراب نوشته شده است. پس از این، شما باید اطلاعات را در آن بازیابی کنید مرکز خدمات.

فرمول محاسبه حجم کل دیسک، ویندوز قابل مشاهده، به نظر می رسد که:

اگر قبل از خواندن این مقاله، واقعا نگران تحمل خطای سیستم خود نبودید، اما می خواهید سرعت عملکرد را افزایش دهید، می توانید یک هارد دیسک اضافی خریداری کنید و با خیال راحت از این نوع استفاده کنید. به طور کلی، اکثریت قریب به اتفاق کاربران در خانه هیچ اطلاعات فوق العاده مهمی را ذخیره نمی کنند و برخی از فایل های مهم را می توان در یک هارد دیسک اکسترنال جداگانه کپی کرد.

Array Raid 10 (0+1)

همانطور که از نام خود پیداست، این نوع آرایه ویژگی‌های دو آرایه قبلی را ترکیب می‌کند - مانند دو آرایه Raid 0 که در Raid 1 ترکیب شده‌اند. از چهار هارد دیسک استفاده می‌شود که اطلاعات روی دو تای آنها در بلوک‌ها یکی یکی نوشته می‌شود، همانطور که قبلاً بود. مورد در Raid 0 و برای دو مورد دیگر - ایجاد می شود نسخه های کاملدو مورد اول این سیستم بسیار قابل اعتماد و در عین حال بسیار سریع است، اما سازماندهی آن بسیار گران است. برای ایجاد، به 4 هارد دیسک نیاز دارید و سیستم با استفاده از فرمول حجم کل را مشاهده می کند:

یعنی اگر 4 دیسک 500 گیگابایتی بگیریم، سیستم 1 دیسک 1 ترابایتی را می بیند.

این نوعو همچنین مورد بعدی، بیشتر در سازمانها استفاده می شود کامپیوترهای سرور، جایی که لازم است هم از سرعت بالا اطمینان حاصل شود و هم حداکثر ایمنیاز دست دادن اطلاعات در صورت شرایط غیر قابل پیش بینی.

آرایه RAID 5

آرایه Raid 5 ترکیبی بهینه از قیمت، سرعت و قابلیت اطمینان است. در این آرایه، حداقل می توان از 3 هارد دیسک استفاده کرد؛ حجم با استفاده از فرمول پیچیده تری محاسبه می شود:

V = N x Vmin – 1 x Vmin که N تعداد هارد دیسک ها است.

بنابراین، فرض کنید ما 3 دیسک 500 گیگابایتی داریم. حجم قابل مشاهده برای سیستم عامل 1 ترابایت خواهد بود.

طرح عملیات آرایه به شرح زیر است: بلوک های فایل های تقسیم شده در دو دیسک اول (یا سه، بسته به تعداد آنها) نوشته می شوند و جمع چک دو (یا سه) اول در سومین (یا چهارم) نوشته می شود. بنابراین، اگر یکی از دیسک ها خراب شود، محتویات آن را می توان به راحتی با استفاده از موجود بازیابی کرد آخرین دیسکچک جمع عملکرد چنین آرایه ای کمتر از Raid 0 است، اما به اندازه Raid 1 یا Raid 10 قابل اعتماد است و در عین حال ارزان تر از دومی است، زیرا می توانید در هارد چهارم ذخیره کنید.

نمودار زیر یک طرح Raid 5 از چهار هارد دیسک را نشان می دهد.

حالت های دیگری نیز وجود دارد - Raid 2،3، 4، 6، 30، و غیره، اما آنها تا حد زیادی مشتق از موارد ذکر شده در بالا هستند.

چگونه Raid disk array را روی ویندوز نصب کنیم؟

امیدوارم تئوری را درک کرده باشید. حالا بیایید به تمرین نگاه کنیم - درج کنید اسلات PCIکنترلر راید و درایورها را نصب کنید فکر کنم کاربران با تجربهکامپیوتر سخت نخواهد بود.

اکنون چگونه در اتاق عمل ایجاد کنیم سیستم ویندوزآرایه حمله از هارد دیسک های متصل؟

البته بهتر است این کار را زمانی انجام دهید که به تازگی هارد دیسک های تمیز بدون سیستم عامل نصب شده را خریداری کرده و به آن متصل کرده اید. ابتدا کامپیوتر خود را ریستارت کنید و به آدرس زیر بروید تنظیمات بایوس— در اینجا باید کنترلرهای SATA را که هارد دیسک های ما به آنها متصل است پیدا کرده و آنها را در حالت RAID قرار دهیم.

پس از آن، تنظیمات را ذخیره کرده و کامپیوتر را مجددا راه اندازی کنید. در یک صفحه سیاه، اطلاعاتی ظاهر می شود که حالت Raid را فعال کرده اید و در مورد کلیدی که با آن می توانید به تنظیمات آن دسترسی داشته باشید، ظاهر می شود. مثال زیر از شما می خواهد که کلید "TAB" را فشار دهید.

بسته به مدل کنترلر Raid، ممکن است متفاوت باشد. به عنوان مثال، "CNTRL + F"

ما به ابزار پیکربندی می رویم و چیزی مانند "ایجاد آرایه" یا "ایجاد حمله" را در منو کلیک می کنیم - برچسب ها ممکن است متفاوت باشند. همچنین، اگر کنترلر از چندین نوع Raid پشتیبانی می کند، از شما خواسته می شود که کدام یک را می خواهید ایجاد کنید. در مثال من، فقط Raid 0 موجود است.

پس از این، به بایوس برمی گردیم و در تنظیمات دستور بوت، بیش از چند مورد را مشاهده می کنیم دیسک های جداگانه، و یکی به عنوان یک آرایه.

این همه چیز است - RAID پیکربندی شده است و اکنون رایانه دیسک های شما را به عنوان یک واحد در نظر می گیرد. به این ترتیب، برای مثال، Raid زمانی قابل مشاهده خواهد بود نصب ویندوز.

فکر می کنم قبلاً مزایای استفاده از Raid را درک کرده اید. در نهایت، من یک جدول مقایسه ای از اندازه گیری سرعت نوشتن و خواندن دیسک به طور جداگانه یا به عنوان بخشی از حالت های Raid ارائه می دهم - نتیجه، همانطور که می گویند، واضح است.

(+) : قابلیت اطمینان بالایی دارد - تا زمانی که حداقل یک دیسک در آرایه کار می کند کار می کند. احتمال خرابی دو دیسک در یک زمان برابر است با حاصل ضرب احتمال خرابی هر دیسک. در عمل، اگر یکی از دیسک ها از کار بیفتد، باید اقدام فوری برای بازگرداندن افزونگی انجام شود. برای انجام این کار، توصیه می شود از دیسک های یدکی داغ با هر سطح RAID (به جز صفر) استفاده کنید. مزیت این روش حفظ در دسترس بودن ثابت است.

(-) : عیب این است که شما باید هزینه دو هارد را بپردازید و ظرفیت قابل استفاده فقط یک هارد را بدست آورید. هارد دیسک.

RAID 1+0 و RAID 0+1

آینه روی بسیاری از دیسک ها - RAID 1+0یا RAID 0+1. RAID 10 (RAID 1+0) به گزینه ای اشاره دارد که دو یا چند RAID 1 در RAID 0 ترکیب می شوند. RAID 0+1 می تواند به معنای دو گزینه باشد:

RAID 2

آرایه هایی از این نوع بر اساس استفاده از کد Hamming هستند. دیسک ها به دو گروه تقسیم می شوند: برای داده ها و برای کدهای تصحیح خطا، و اگر داده ها روی دیسک ها ذخیره می شوند، دیسک ها برای ذخیره کدهای تصحیح مورد نیاز هستند. داده ها در بین دیسک هایی که برای ذخیره اطلاعات در نظر گرفته شده اند، به همان روشی که در RAID 0 در نظر گرفته شده است، توزیع می شود. آنها با توجه به تعداد دیسک ها به بلوک های کوچک تقسیم می شوند. دیسک‌های باقی‌مانده کدهای تصحیح خطا را ذخیره می‌کنند که در صورت خرابی هر دیسک سخت می‌توان از آن‌ها برای بازیابی اطلاعات استفاده کرد. روش Hamming مدت‌هاست که در حافظه ECC استفاده می‌شود و امکان تصحیح خطاهای تکی و تشخیص خطاهای مضاعف را فراهم می‌کند.

کرامت RAID 2 بهبودی در سرعت عملیات دیسک در مقایسه با عملکرد یک دیسک واحد است.

عیبآرایه RAID 2 به این صورت است که حداقل تعداد دیسک هایی که استفاده از آن منطقی است 7 عدد است. در این حالت ساختاری تقریباً دو برابر تعداد دیسک مورد نیاز است (برای n=3 داده ها روی 4 دیسک ذخیره می شود) ، بنابراین این نوع آرایه گسترده نیست. اگر حدود 30-60 دیسک وجود داشته باشد، آنگاه بیش از حد 11-19٪ است.

RAID 3

در آرایه دیسک‌های RAID 3، داده‌ها به تکه‌های کوچک‌تر از بخش (به بایت‌ها) یا بلوک‌ها تقسیم می‌شوند و در بین دیسک‌ها توزیع می‌شوند. دیسک دیگری برای ذخیره بلوک های برابری استفاده می شود. RAID 2 برای این منظور از یک دیسک استفاده می‌کرد، اما بیشتر اطلاعات روی دیسک‌های کنترلی برای تصحیح خطا در لحظه استفاده می‌شد، در حالی که اکثر کاربران در صورت خرابی دیسک به بازیابی اطلاعات بسادگی رضایت می‌دهند که اطلاعات کافی است. برای قرار دادن روی یک هارد دیسک اختصاصی

تفاوت بین RAID 3 و RAID 2: ناتوانی در تصحیح خطاها و افزونگی کمتر.

مزایای:

• سرعت خواندن و نوشتن داده ها؛
• حداقل تعداد دیسک برای ایجاد یک آرایه سه عدد است.

ایرادات:

• آرایه ای از این نوع فقط برای کار تک کاره خوب است فایل های حجیم، از آنجایی که زمان دسترسی به یک بخش جداگانه، تقسیم بر دیسک ها، برابر است با حداکثر فواصل دسترسی به بخش های هر دیسک. برای بلوک های کوچک، زمان دسترسی بسیار بیشتر از زمان خواندن است.
• بار سنگین بر روی دیسک کنترل، و در نتیجه، قابلیت اطمینان آن در مقایسه با دیسک هایی که داده ها را ذخیره می کنند بسیار کاهش می یابد.

RAID 4

RAID 4 مشابه RAID 3 است، اما در این تفاوت که داده ها به جای بایت به بلوک تقسیم می شوند. بنابراین، می توان تا حدی بر مشکل سرعت کم انتقال داده در حجم های کوچک غلبه کرد. به دلیل اینکه برابری بلوک در حین ضبط ایجاد می شود و روی یک دیسک نوشته می شود، نوشتن کند است. در میان سیستم‌های ذخیره‌سازی پرکاربرد، RAID-4 در دستگاه‌های ذخیره‌سازی NetApp (NetApp FAS) استفاده می‌شود، جایی که کاستی‌های آن به دلیل عملکرد دیسک‌ها با موفقیت برطرف می‌شود. رژیم خاص ضبط گروهی، توسط سیستم فایل WAFL داخلی مورد استفاده در دستگاه ها تعیین می شود.

RAID 5

نقطه ضعف اصلی RAID سطوح 2 تا 4 ناتوانی در انجام عملیات نوشتن موازی است، زیرا از یک دیسک کنترل جداگانه برای ذخیره اطلاعات برابری استفاده می شود. RAID 5 این عیب را ندارد. بلوک های داده و جمع های چک به صورت چرخه ای در تمام دیسک های آرایه نوشته می شوند؛ هیچ گونه عدم تقارن در پیکربندی دیسک وجود ندارد. جمع های چک به معنای نتیجه یک عملیات XOR (انحصاری یا) است. Xorدارای یک ویژگی است که در RAID 5 استفاده می شود، که امکان جایگزینی هر عملوند با نتیجه و با استفاده از الگوریتم را فراهم می کند. xor، در نتیجه عملوند گم شده را دریافت کنید. مثلا: a xor b = c(جایی که آ, ب, ج- سه دیسک از آرایه حمله)، در مورد آقبول نمی کند، ما می توانیم با قرار دادن او در جای خود او را به دست آوریم جو بعد از خرج کردن xorبین جو ب: c xor b = a.این بدون توجه به تعداد عملوندها اعمال می شود: a xor b xor c xor d = e. اگر امتناع کند جسپس هجای او را می گیرد و نگه می دارد xorدر نتیجه بدست می آوریم ج: a xor b xor e xor d = c. این روش اساساً تحمل خطای نسخه 5 را ارائه می دهد. برای ذخیره نتیجه xor فقط 1 دیسک لازم است که اندازه آن است برابر اندازههر دیسک دیگری در حمله

(+) : RAID5 در درجه اول به دلیل مقرون به صرفه بودن آن گسترده شده است. حجم یک آرایه دیسک RAID5 با استفاده از فرمول (n-1)*hddsize محاسبه می شود که n تعداد دیسک های موجود در آرایه و hddsize اندازه است. کوچکترین دیسک. به عنوان مثال، برای یک آرایه از 4 دیسک 80 گیگابایتی، حجم کل خواهد بود (4 - 1) * 80 = 240 گیگابایت. هزینه نوشتن اطلاعات در RAID 5 جلد منابع اضافیو عملکرد کاهش می یابد، زیرا محاسبات اضافی و عملیات نوشتن مورد نیاز است، اما هنگام خواندن (در مقایسه با یک هارد دیسک جداگانه)، سود وجود دارد، زیرا جریان های داده از چندین دیسک آرایه را می توان به صورت موازی پردازش کرد.

(-) : عملکرد RAID 5 به خصوص برای عملیات Random Write به میزان قابل توجهی کمتر است. بدون ترتیب خاصی) که در آن بهره وری 10 تا 25 درصد کاهش می یابد عملکرد RAID 0 (یا RAID 10)، همانطور که لازم است بیشترعملیات دیسک (هر عملیات نوشتن سرور در کنترلر RAID با سه - یک عملیات خواندن و دو عملیات نوشتن جایگزین می شود). معایب RAID 5 زمانی ظاهر می شود که یکی از دیسک ها از کار بیفتد - کل حجم به حالت بحرانی می رود (کاهش)، تمام عملیات نوشتن و خواندن با دستکاری های اضافی همراه است و عملکرد به شدت کاهش می یابد. در این مورد، سطح قابلیت اطمینان به قابلیت اطمینان RAID-0 با تعداد دیسک مربوطه کاهش می یابد (یعنی n برابر کمتر از قابلیت اطمینان یک دیسک منفرد). اگر قبلا بهبودی کاملاگر آرایه از کار بیفتد، یا یک خطای خواندن غیرقابل بازیابی حداقل در یک دیسک دیگر رخ دهد، آرایه از بین می‌رود و داده‌های روی آن را نمی‌توان با روش‌های مرسوم بازیابی کرد. همچنین باید در نظر داشت که فرآیند بازسازی RAID (بازیابی داده‌های RAID از طریق افزونگی) پس از خرابی دیسک باعث بار خواندن شدید از دیسک‌ها برای ساعت‌های متمادی می‌شود که می‌تواند باعث خرابی هر یک از دیسک‌های باقی‌مانده در دیسک شود. کمترین دوره حفاظت شده عملیات RAID، و همچنین شناسایی خرابی های خوانده شده قبلی در آرایه های داده سرد (داده هایی که در صورت عدم دسترسی کار منظمآرایه، آرشیو و داده های غیر فعال)، که خطر خرابی را در حین بازیابی اطلاعات افزایش می دهد. حداقل تعداد دیسک های استفاده شده سه عدد است.

RAID 5EE

توجه: در همه کنترلرها پشتیبانی نمی شود RAID level-5EE مشابه RAID-5E است، اما با تعداد بیشتری استفاده موثر دیسک پشتیبانو زمان نقاهت کوتاه تر مشابه سطح RAID-5E، این سطح آرایه RAID ردیف هایی از داده ها و جمع های کنترلی را در تمام درایوهای آرایه ایجاد می کند. RAID-5EE امنیت و عملکرد بهتری را فراهم می کند. هنگام استفاده از RAID level-5E، ظرفیت یک حجم منطقی با ظرفیت دو هارد فیزیکی آرایه (یکی برای کنترل، یک نسخه پشتیبان) محدود می شود. دیسک یدکی بخشی از یک آرایه RAID level-5EE است. با این حال، برخلاف RAID level-5E که از غیرپارتیشن بندی شده استفاده می کند مکان آزادبرای پشتیبان‌گیری، در RAID level-5EE بلوک‌های چک‌سوم در دیسک پشتیبان وارد می‌شوند، همانطور که در مثال زیر نشان داده شده است. این به شما امکان می دهد در صورت خرابی، داده ها را به سرعت بازسازی کنید دیسک فیزیکی. با این پیکربندی، نمی توانید از آن با آرایه های دیگر استفاده کنید. اگر برای آرایه دیگری به درایو یدکی نیاز دارید، باید هارد دیسک یدکی دیگری داشته باشید. RAID level-5E به حداقل چهار درایو نیاز دارد و بسته به سطح سیستم عامل و ظرفیت آنها، از 8 تا 16 درایو پشتیبانی می کند. RAID level-5E دارای سیستم عامل خاصی است. توجه: برای RAID level-5EE، شما فقط می توانید از یک حجم منطقی در آرایه استفاده کنید.

مزایای:

• 100% حفاظت از داده ها
• ظرفیت دیسک فیزیکی بزرگ در مقایسه با RAID-1 یا RAID -1E
• عملکرد بهتر در مقایسه با RAID-5
• بیشتر بازیابی سریع RAID در مقابل RAID-5E

ایرادات:

• بیشتر کارآیی پاییننسبت به RAID-1 یا RAID-1E
• تنها یک حجم منطقی در هر آرایه را پشتیبانی می کند
• عدم امکان اشتراک گذاریدیسک پشتیبان با آرایه های دیگر
• همه کنترلرها پشتیبانی نمی شوند

RAID 6

RAID 6 مشابه RAID 5 است، اما از درجه اطمینان بالاتری برخوردار است - ظرفیت 2 دیسک برای چک جمع ها اختصاص داده شده است، 2 مقدار با استفاده از الگوریتم های مختلف محاسبه می شود. به یک کنترلر RAID قدرتمندتر نیاز دارد. عملکرد پس از خرابی همزمان دو دیسک را تضمین می کند - محافظت در برابر خرابی های متعدد. برای سازماندهی یک آرایه، حداقل 4 دیسک مورد نیاز است. به طور معمول، استفاده از RAID-6 باعث کاهش تقریباً 10-15٪ در عملکرد گروه دیسک در مقایسه با عملکرد مشابه RAID-5 می شود که ناشی از پردازش زیاد برای کنترلر است (نیاز به محاسبه یک جمع کنترل دوم و همچنین هنگام نوشتن هر بلوک، بلوک های دیسک بیشتری را بخوانید و بازنویسی کنید).

RAID 7

RAID 7 - ثبت شده است علامت تجاریاز Storage Computer Corporation، یک سطح RAID جداگانه نیست. ساختار آرایه به شرح زیر است: داده ها روی دیسک ها ذخیره می شوند، یک دیسک برای ذخیره بلوک های برابری استفاده می شود. نوشتن روی دیسک با استفاده از حافظه پنهان ذخیره می شود حافظه دسترسی تصادفی، آرایه خود به یک UPS اجباری نیاز دارد. در صورت قطع برق، داده ها خراب می شوند.

RAID 10

نمودار معماری RAID 10

RAID 10 یک آرایه آینه ای است که در آن داده ها به صورت متوالی بر روی چندین دیسک نوشته می شوند، مانند RAID 0. این معماری یک آرایه RAID 0 است که بخش‌های آن به جای دیسک‌های مجزا، آرایه‌های RAID 1 هستند، بر این اساس، آرایه‌ای در این سطح باید حداقل شامل 4 دیسک باشد. RAID 10 تحمل خطا و عملکرد بالا را ترکیب می کند.

کنترلرهای فعلی به طور پیش فرض برای RAID 1+0 از این حالت استفاده می کنند. یعنی یک دیسک اصلی است ، دومی آینه است ، داده ها از آنها یک به یک خوانده می شود. اکنون می توانیم در نظر بگیریم که RAID 10 و RAID 1+0 آسان هستند نام متفاوتهمان روش انعکاس دیسک. این بیانیه که RAID 10 قابل اعتمادترین گزینه برای ذخیره سازی اطلاعات است اشتباه است، زیرا، با وجود این واقعیت که این سطحاگر نیمی از دیسک‌ها از کار بیفتند، RAID می‌تواند یکپارچگی داده‌ها را حفظ کند؛ تخریب غیرقابل برگشت آرایه زمانی رخ می‌دهد که دو دیسک از کار بیفتند، اگر در یک جفت آینه‌ای مشابه باشند.

سطوح ترکیبی

بعلاوه سطوح پایه RAID 0 - RAID 5، شرح داده شده در استاندارد، سطوح ترکیبی RAID 1+0، RAID 3+0، RAID 5+0، RAID 1+5 وجود دارد که تولید کنندگان مختلفهر کدام آن را به گونه ای متفاوت تفسیر می کنند.

• RAID 1+0 ترکیبی است آینه کاریو تناوب(بالا را ببین).
• RAID 5+0 است تناوبمجلدات سطح 5
• RAID 1+5 - RAID 5 of آینه شدهبخار.

سطوح ترکیبی هم مزایا و هم معایب "والدین" خود را به ارث می برند: ظاهر تناوبدر سطح RAID 5+0 هیچ قابلیت اطمینانی به آن اضافه نمی کند، اما تأثیر مثبتی بر عملکرد دارد. سطح RAID 1+5 احتمالاً بسیار قابل اعتماد است، اما نه سریعترین و علاوه بر این، بسیار غیراقتصادی: ظرفیت مفید حجم کمتر از نصف ظرفیت کل دیسک ها است.

شایان ذکر است که تعداد هارد درایوهای ترکیبی نیز تغییر خواهد کرد. به عنوان مثال، برای RAID 5+0، 6 یا 8 هارد دیسک، برای RAID 1+0 - 4، 6 یا 8 استفاده می شود.

مقایسه سطوح استاندارد

مرحله	تعداد دیسک ها	ظرفیت موثر*	تحمل خطا	مزایای	ایرادات
0	از 2	S*N	خیر	بالاترین عملکرد	قابلیت اطمینان بسیار پایین
1	2	اس	1 دیسک	قابلیت اطمینان
1E	از 3	S*N/2	1 دیسک **	امنیت داده بالا و عملکرد خوب	هزینه دو برابر فضای دیسک
10 یا 01	از 4، حتی	S*N/2	1 دیسک***	بالاترین عملکرد و بالاترین قابلیت اطمینان	هزینه دو برابر فضای دیسک
5	از 3 تا 16	S*(N - 1)	1 دیسک	اقتصادی، قابلیت اطمینان بالا، عملکرد خوب	عملکرد زیر RAID 0
50	از 6، حتی	S*(N - 2)	2 دیسک **	قابلیت اطمینان و عملکرد بالا	هزینه بالا و سختی تعمیر و نگهداری
5E	از 4	S*(N - 2)	1 دیسک	مقرون به صرفه، قابلیت اطمینان بالا، سرعت بالاتر از RAID 5
5EE	از 4	S*(N - 2)	1 دیسک	بازسازی سریع داده ها پس از شکست، مقرون به صرفه، قابلیت اطمینان بالا، سرعت بالاتر از RAID 5	عملکرد کمتر از RAID 0 و 1 است، درایو پشتیبان در حالت غیرفعال است و بررسی نشده است
6	از 4	S*(N - 2)	2 دیسک	اقتصادی، بالاترین قابلیت اطمینان	عملکرد زیر RAID 5
60	از 8، حتی	S*(N - 2)	2 دیسک	قابلیت اطمینان بالا، حجم زیاد داده
61	از 8، حتی	S * (N - 2) / 2	2 دیسک **	قابلیت اطمینان بسیار بالا	هزینه بالا و پیچیدگی سازمان

* N تعداد دیسک های آرایه است، S ظرفیت کوچکترین دیسک است. ** اگر همه دیسک های موجود در یک آینه از کار بیفتند، اطلاعات از بین نخواهد رفت. *** در صورت خرابی دو دیسک در آینه های مختلف، اطلاعات از بین نخواهد رفت.

Matrix RAID

Matrix RAID یک فناوری است که توسط اینتل در چیپست های خود که با ICH6R شروع می شود، پیاده سازی شده است. به طور دقیق، این فناوری یک سطح RAID جدید نیست (آنالوگ آن در کنترلرهای RAID سخت افزاری وجود دارد. سطح بالا) اجازه استفاده از not را می دهد تعداد زیادی ازدیسک هایی برای سازماندهی یک یا چند آرایه به طور همزمان سطح RAID 1، RAID 0 و RAID 5. این اجازه می دهد تا پول نسبتا کمی برای افزایش قابلیت اطمینان برای برخی از داده ها، و دسترسی و سرعت تولید بالا برای دیگران فراهم شود.

ویژگی های اضافی کنترلرهای RAID

بسیاری از کنترلرهای RAID به مجموعه ای از ویژگی های اضافی مجهز هستند:

• "تبادل داغ"
• "هت یدکی"
• بررسی پایداری

نرم افزار (انگلیسی) نرم افزار) RAID

برای پیاده سازی RAID، می توانید نه تنها از سخت افزار، بلکه به طور کامل نیز استفاده کنید اجزای نرم افزار(رانندگان). به عنوان مثال، در سیستم های مبتنی بر هسته لینوکس وجود دارد ماژول های ویژههسته و دستگاه های RAID را می توان با استفاده از ابزار mdadm مدیریت کرد. نرم افزار RAID مزایا و معایب خود را دارد. از یک طرف، هیچ هزینه ای ندارد (برخلاف کنترلرهای سخت افزاری RAID که قیمتی معادل 250 دلار یا بیشتر دارند). از سوی دیگر، RAID نرم افزاری از منابع CPU استفاده می کند و در زمان اوج بار روی سیستم دیسک، پردازنده می تواند بخش قابل توجهی از توان خود را صرف سرویس دهی به دستگاه های RAID کند.

هسته لینوکس 2.6.28 (آخرین منتشر شده در سال 2008) پشتیبانی می کند نرم افزار RAIDسطوح زیر: 0، 1، 4، 5، 6، 10. پیاده سازی به شما امکان می دهد RAID را بر روی پارتیشن های دیسک جداگانه ایجاد کنید، که شبیه به Matrix RAID است که در بالا توضیح داده شد. بوت شدن از RAID پشتیبانی می شود.

توسعه بیشتر ایده RAID

ایده آرایه‌های RAID ترکیب دیسک‌هایی است که هر کدام مجموعه‌ای از بخش‌ها در نظر گرفته می‌شوند و در نتیجه درایور سیستم فایل مانند یک دیسک را می‌بیند و بدون توجه به آن با آن کار می‌کند. ساختار داخلی. با این حال، اگر درایور سیستم فایل "بداند" که نه با یک دیسک، بلکه با مجموعه ای از دیسک ها کار می کند، می توانید به افزایش قابل توجهی در عملکرد و قابلیت اطمینان یک سیستم دیسک برسید.

علاوه بر این، اگر هر یک از دیسک های RAID-0 از بین برود، تمام اطلاعات موجود در آرایه از بین می رود. اما اگر درایور سیستم فایل هر فایل را روی یک دیسک قرار دهد، و ساختار دایرکتوری به درستی سازماندهی شده باشد، در این صورت اگر هر یک از دیسک ها از بین برود، فقط فایل های موجود در آن دیسک از بین خواهند رفت. و فایل هایی که به طور کامل روی دیسک های ذخیره شده قرار دارند در دسترس باقی خواهند ماند.

کارمند شرکت داده های Y-Eدانیل اولسون، که بزرگترین تولید کننده درایوهای فلاپی USB در جهان است، به عنوان یک آزمایش، یک آرایه RAID چهار نفره ایجاد کرد.

مشکل افزایش قابلیت اطمینان ذخیره سازی اطلاعات همیشه در دستور کار است. این امر به ویژه در مورد حجم زیادی از داده ها صادق است، پایگاه های داده ای که عملکرد سیستم های پیچیده در طیف وسیعی از صنایع به آنها بستگی دارد. این امر به ویژه برای با کارایی بالاسرورها

همانطور که می دانید عملکرد پردازنده های مدرنبه طور مداوم در حال رشد است، که مدرن ها به وضوح نمی توانند در توسعه خود با آن همراهی کنند.
دیسک های سخت داشتن یک دیسک، اعم از SCSI یا حتی بدتر از آن، IDE، از قبل وجود دارد قادر به تصمیم گیری نخواهد بودوظایف مربوط به زمان ما شما به دیسک‌های زیادی نیاز دارید که مکمل یکدیگر باشند، در صورت خرابی یکی از آن‌ها، آن‌ها را جایگزین کنند، نسخه‌های پشتیبان ذخیره کنند و کارآمد و کارآمد باشند.

با این حال، داشتن چند هارد دیسک کافی نیست، شما به آنها نیاز دارید در یک سیستم ادغام شود، که بدون مشکل کار می کند و در صورت خرابی های مربوط به دیسک اجازه از دست دادن داده ها را نمی دهد.

شما باید از قبل مراقب ایجاد چنین سیستمی باشید ، زیرا همانطور که ضرب المثل معروف می گوید خدا حافظسرخ شده در روغن خروس گاز نمی گیرد- آنها آن را از دست نخواهند داد. ممکن است اطلاعات خود را از دست بدهید غیر قابل برگشت.

این سیستم می تواند تبدیل شود RAID– فناوری ذخیره سازی مجازی که چندین دیسک را در یک دیسک ترکیب می کند عنصر منطق. یک آرایه RAID نامیده می شود آرایه اضافیدیسک های مستقل معمولاً برای بهبود عملکرد و قابلیت اطمینان استفاده می شود.

برای ایجاد Raid چه چیزی لازم است؟ حداقل دو هارد. بسته به سطح آرایه، تعداد دستگاه های ذخیره سازی مورد استفاده متفاوت است.

چه نوع آرایه های حمله ای وجود دارد؟

آرایه های RAID پایه و ترکیبی وجود دارد. مؤسسه برکلی در کالیفرنیا پیشنهاد کرد که این حمله به دو دسته تقسیم شود سطوح مشخصات:

• پایه ای:
  • RAID 1 ;
  • RAID 2 ;
  • RAID 3 ;
  • RAID 4 ;
  • RAID 5 ;
  • RAID 6 .
• ترکیب شده:
  • RAID 10 ;
  • RAID 01 ;
  • RAID 50 ;
  • RAID 05 ;
  • RAID 60 ;
  • RAID 06 .

بیایید به رایج ترین آنها نگاه کنیم.

Raid 0

RAID 0 مورد نظربرای افزایش سرعت و ضبط این قابلیت اطمینان ذخیره سازی را افزایش نمی دهد و بنابراین اضافی نیست. نام دیگر او است راه راه (راه راه - "تناوب"). معمولا استفاده شدهاز 2 تا 4 دیسک

داده ها به بلوک هایی تقسیم می شوند که یک به یک روی دیسک ها نوشته می شوند. سرعتنوشتن/خواندن چندین برابر افزایش می‌یابد که مضربی از تعداد دیسک‌ها است. از جانب کاستی هامی توان به افزایش احتمال از دست دادن اطلاعات با چنین سیستمی اشاره کرد. منطقی نیست که پایگاه داده ها را روی چنین دیسک هایی ذخیره کنید، زیرا هر گونه جدی است شکستاز آنجایی که هیچ ابزار بازیابی وجود ندارد، به عدم عملکرد کامل حمله منجر می شود.

حمله 1

RAID 1 فراهم می کند آینهذخیره سازی داده ها در سطح سخت افزار آرایه نیز نامیده می شود آینه، یعنی چی « آینه» . یعنی داده های دیسک در این مورد کپی شده است. می توان استفاده کنیدبا تعداد دستگاه های ذخیره سازی از 2 تا 4.

سرعتنوشتن/خواندن عملا تغییر نمی کند، که می توان به آن نسبت داد فواید. آرایه در صورتی کار می کند که حداقل یک دیسک حمله فعال باشد، اما حجم سیستم برابر با حجم یک دیسک باشد. در عمل، زمانی که شکستیکی از هارد دیسک ها، باید اقدامات لازم را برای تعویض آن در اسرع وقت انجام دهید.

Raid 2

RAID 2 - از به اصطلاح استفاده می کند کد همینگ. داده ها بر اساس تجزیه می شوند دیسکهای سختمشابه RAID 0، دیسک های باقی مانده را ذخیره می کند کدهای تصحیح خطا، در صورت شکست که توسط آن می توانید بازسازی کنداطلاعات این روش امکان پرواز را فراهم می کند پیدا کردن، و سپس درستخرابی های سیستم

سرعت خواندن/نوشتندر این مورد در مقایسه با استفاده از یک دیسک بالا می رود. نقطه ضعف تعداد زیادی دیسک است که منطقی است از آن استفاده کنید تا هیچ افزونگی داده وجود نداشته باشد، معمولا این 7 و بیشتر.

RAID 3 - در یک آرایه، داده ها در تمام دیسک ها تقسیم می شوند، به جز یکی، که بایت های برابری را ذخیره می کند. مقاوم به خرابی های سیستم. اگر یکی از دیسک ها شکست می خورد. سپس اطلاعات آن را می‌توان به راحتی با استفاده از داده‌های جمع‌سنجی برابری «افزایش» کرد.

در مقایسه با RAID 2 هیچ امکانی وجود نداردتصحیح خطا در حال پرواز این آرایه متفاوت است عملکرد بالا و امکان استفاده از 3 دیسک یا بیشتر.

اصلی منهایچنین سیستمی را می توان افزایش بار روی دیسک در نظر گرفت که بایت های برابری و قابلیت اطمینان پایین این دیسک را ذخیره می کند.

Raid 4

به طور کلی، RAID 4 مشابه RAID 3 است به جز تفاوتکه داده های برابری به جای بایت ها در بلوک ها ذخیره می شوند، که امکان افزایش سرعت انتقال داده های کوچک را فراهم می کند.

منهایمعلوم می شود که آرایه مشخص شده دارای سرعت نوشتن است، زیرا برابری نوشتن بر روی یک دیسک واحد تولید می شود، درست مانند RAID 3.

به نظر می رسد این راه حل خوبی برای آن دسته از سرورهایی است که فایل ها بیشتر از نوشته شده خوانده می شوند.

حمله 5

RAID 2 تا 4 به دلیل عدم امکان موازی کردن عملیات نوشتن دارای معایبی است. RAID 5 حذف می کنداین اشکال بلوک های برابری نوشته شده است همزمانبرای همه دستگاه های دیسکآرایه، بدون ناهمزمانیدر توزیع داده، که به معنی برابری توزیع شده است.

عدداستفاده از هارد دیسک از 3. آرایه به دلیل آن بسیار رایج است تطبیق پذیریو بهره وری، چگونه تعداد بزرگتراز دیسک ها استفاده می شود، فضای دیسک صرفه اقتصادی بیشتری خواهد داشت. سرعتکه در آن بالابه دلیل موازی سازی داده ها، اما کارایینسبت به RAID 10 به دلیل کاهش می یابد تعداد زیادیعملیات اگر یکی از درایوها از کار بیفتد، قابلیت اطمینان به RAID 0 کاهش می یابد. بازیابی زمان زیادی طول می کشد.

حمله 6

فناوری RAID 6 مشابه RAID 5 است، اما بالاتر است قابلیت اطمینانبا افزایش تعداد دیسک های برابری.

با این حال، حداقل 5 دیسک یا بیشتر در حال حاضر مورد نیاز است پردازنده قدرتمندبرای پردازش تعداد بیشتری از عملیات، و تعداد دیسک ها باید برابر باشد عدد اول 5،7،11 و غیره.

Raid 10، 50، 60

بعدی بیا ترکیباتحملات ذکر شده قبلی برای مثال، RAID 10 RAID 0 + RAID 1 است.

ارث می برند و مزایایآرایه های اجزای آنها از نظر قابلیت اطمینان، کارایی و تعداد دیسک ها و در عین حال کارایی.

ایجاد یک آرایه حمله در کامپیوتر خانگی

مزایای ایجاد یک آرایه حمله در خانه آشکار نیست، با توجه به این واقعیت است غیر اقتصادی، از دست دادن داده ها در مقایسه با سرورها چندان مهم نیست، اما اطلاعاترا می توان در آن ذخیره کرد پشتیبان گیری، به صورت دوره ای نسخه پشتیبان تهیه کنید.

برای این اهداف شما نیاز خواهید داشت کنترل کننده حمله، که بایوس و تنظیمات خاص خود را دارد. در مدرن مادربردهاشاید کنترلر حمله یکپارچه V پل جنوبیچیپست اما حتی در چنین بردهایی نیز می توانید با اتصال به کانکتور PCI یا PCI-E یک کنترلر دیگر را متصل کنید. به عنوان مثال می توان به دستگاه هایی از Silicon Image و JMicron اشاره کرد.

هر کنترل کننده می تواند ابزار پیکربندی خاص خود را داشته باشد.

بیایید به ایجاد یک حمله با استفاده از رام گزینه Intel Matrix Storage Manager نگاه کنیم.

انتقالتمام داده ها از دیسک های شما، در غیر این صورت در طول ایجاد آرایه، آنها خواهند بود پاک شد.

رفتن به BIOSبرپاییمادربرد خود را روشن کنید و حالت عملیات را روشن کنید RAIDبرای هارد دیسک sata شما

برای راه اندازی ابزار، کامپیوتر خود را مجددا راه اندازی کنید، کلیک کنید ctrl+iدر طول روش پست. در پنجره برنامه لیستی از دیسک های موجود را مشاهده خواهید کرد. کلیک Massive ایجاد کنیدبعد انتخاب کنید سطح مورد نیازآرایه.

در آینده، به دنبال رابط بصری، وارد کنید اندازه آرایهو تاییدایجاد آن

رابط scsi

3.2. دستگاه های ذخیره سازی دیسک نوری

3.2.1. دیسک های نوری 3.2.2. سازماندهی داده ها روی دیسک های نوری

3.2.3. درایوهای نوری

3.2.1. دیسک های نوری

3.2.2. سازماندهی داده ها روی دیسک های نوری

3.2.3. درایوهای نوری

3.3. دستگاه های ذخیره سازی با رسانه های مغناطیسی قابل جابجایی

3.3.1. درایوهای فلاپی دیسک 3.3.2. دستگاه های ذخیره سازی با دیسک های مغناطیسی و مغناطیسی نوری قابل جابجایی 3.3.3. درایوهای نوار

3.3.1. درایوهای فلاپی دیسک

3.3.2. دستگاه های ذخیره سازی با دیسک های مغناطیسی و مغناطیسی نوری قابل جابجایی

3.3.3. درایوهای نوار

فصل 4: روش های ارزیابی عملکرد حافظه و بهبود عملکرد حافظه

4.1. روش‌های ارزیابی ویژگی‌های زمان‌بندی حافظه 4.2. روش های افزایش عملکرد حافظه کامپیوتر 4.3. دستورالعمل های توسعه حافظه

4.1. روش‌هایی برای ارزیابی ویژگی‌های زمان‌بندی حافظه

4.1.1. روشهای ارزیابی تجربی 4.1.2. روشهای ارزیابی نظری

4.1.1. روشهای ارزیابی تجربی

4.1.2. روشهای ارزیابی نظری

4.2. روش های افزایش عملکرد حافظه کامپیوتر

4.2.1. استفاده از حافظه کش 4.2.2. ارسال (مدیریت سفارش) برای درخواست های سرویس 4.2.3. سازماندهی آرایه های دیسک (حمله)

4.2.1. استفاده از حافظه پنهان

4.2.2. ارسال (مدیریت سفارش) برای درخواست های خدمات

4.2.3. سازماندهی آرایه های دیسک (حمله)

4.3. دستورالعمل های توسعه حافظه

ادبیات و پیوندها

4.2.3. سازماندهی آرایه های دیسک (حمله)

راه دیگر برای بهبود عملکرد حافظه دیسک، ساخت آرایه‌های دیسک است، اگرچه این هدف نه تنها (و نه چندان زیاد) دستیابی به عملکرد بالاتر، بلکه قابلیت اطمینان بیشتر دستگاه‌های ذخیره‌سازی دیسک است.

تکنولوژی RAID ( آرایه اضافی از دیسک های مستقل- آرایه اضافی از دیسک های مستقل) به عنوان ترکیب چندین هارد دیسک ارزان قیمت در یک آرایه دیسک برای افزایش کارایی، ظرفیت و قابلیت اطمینان در مقایسه با یک دیسک واحد تصور شد. در این مورد، کامپیوتر باید چنین آرایه ای را به عنوان یک دیسک منطقی ببیند.

اگر به سادگی چندین درایو را در یک آرایه (غیر زائد) ترکیب کنید، میانگین زمان بین خرابی ها (MTBF) برابر است با MTTF یک درایو تقسیم بر تعداد درایوها. این رقم برای برنامه هایی که برای خرابی های سخت افزاری حیاتی هستند بسیار کم است. می توان آن را با استفاده از افزونگی که به روش های مختلف در هنگام ذخیره اطلاعات پیاده سازی می شود، بهبود بخشید.

در سیستم های RAID، برای افزایش قابلیت اطمینان و عملکرد، از ترکیبی از سه مکانیسم اصلی استفاده می شود که هر یک به طور جداگانه شناخته شده است: - سازماندهی دیسک های "آینه"، به عنوان مثال. تکثیر کامل اطلاعات ذخیره شده؛ - شمارش کدهای چک (تعادل، کدهای همینگ) که به شما امکان می دهد در صورت خرابی اطلاعات را بازیابی کنید. - توزیع اطلاعات در سراسر دیسک های مختلفآرایه به همان روشی انجام می شود که در هنگام دسترسی های interleaved به بلوک های حافظه انجام می شود (به interleave مراجعه کنید)، که امکان عملکرد موازی دیسک ها را در طول عملیات بر روی اطلاعات ذخیره شده افزایش می دهد. در توضیحات RAIDاین تکنیک «دیسک‌های جداشده» نامیده می‌شود که در لغت به معنای «دیسک‌های تقسیم‌شده به نوار» یا به‌طور ساده «دیسک‌های بریده‌شده» است.

برنج. 43. تقسیم دیسک ها به بلوک های متناوب - "نوار".

در ابتدا، پنج نوع آرایه دیسک تعریف شد که RAID 1 - RAID 5 نامگذاری شد که در ویژگی ها و عملکرد آنها متفاوت بود. هر یک از این انواع، به دلیل افزونگی خاصی از اطلاعات ثبت شده، تحمل خطا را در مقایسه با یک درایو منفرد فراهم می کند. علاوه بر این، آرایه‌ای از دیسک‌هایی که افزونگی ندارند، اما امکان افزایش عملکرد (به دلیل طبقه‌بندی دسترسی‌ها) را فراهم می‌کنند، اغلب RAID 0 نامیده می‌شوند.

انواع اصلی آرایه های RAID را می توان به طور خلاصه به شرح زیر توضیح داد.

RAID 0. به طور معمول این نوع آرایه به عنوان گروهی از دیسک های راه راه بدون برابری و بدون افزونگی داده تعریف می شود. اندازه نوارها می تواند در یک محیط چند کاربره بزرگ یا در یک سیستم تک کاربره کوچک باشد، زمانی که رکوردهای طولانی به طور متوالی در دسترس قرار می گیرند.

سازمان RAID 0 دقیقاً با آنچه در شکل نشان داده شده است مطابقت دارد. 43. عملیات نوشتن و خواندن را می توان به طور همزمان در هر درایو انجام داد. حداقل تعداد درایو برای RAID 0 دو عدد است.

این نوع با عملکرد بالا و کارآمدترین استفاده از فضای دیسک مشخص می شود، با این حال، خرابی یکی از دیسک ها کار با کل آرایه را غیرممکن می کند.

RAID 1. این نوع آرایه دیسک (شکل 44، آ) همچنین به عنوان درایوهای آینه ای شناخته می شوند و به سادگی جفت درایوهایی هستند که داده هایی را که ذخیره می کنند کپی می کنند، اما به عنوان یک درایو در رایانه ظاهر می شوند. و اگرچه راه‌بندی در یک جفت دیسک آینه‌ای انجام نمی‌شود، نوار‌بندی بلوک را می‌توان برای چندین آرایه RAID 1 سازماندهی کرد و با هم یک آرایه بزرگ از چندین جفت دیسک آینه‌شده را تشکیل داد. این نوع سازمان RAID 1 + 0 نامیده می شود. گزینه معکوس نیز وجود دارد.

تمام عملیات نوشتن به طور همزمان روی هر دو دیسک جفت آینه انجام می شود تا اطلاعات موجود در آنها یکسان باشد. اما هنگام خواندن، هر یک از درایوهای جفت می‌توانند به طور مستقل عمل کنند، و اجازه می‌دهند دو خواندن به طور همزمان انجام شوند و در نتیجه عملکرد خواندن دو برابر شود. از این نظر، RAID 1 بهترین عملکرد را در بین تمام گزینه های آرایه دیسک ارائه می دهد.

RAID 2. در این آرایه‌های دیسک، بلوک‌ها - بخش‌های داده - در میان گروهی از دیسک‌ها قرار می‌گیرند که برخی از آنها فقط برای ذخیره اطلاعات کنترل - کدهای ECC (کدهای تصحیح خطا) استفاده می‌شوند. اما از آنجایی که همه درایوهای مدرن دارای کنترل داخلی با استفاده از کدهای ECC هستند، RAID 2 در مقایسه با سایر انواع RAID چیز زیادی ارائه نمی دهد و اکنون به ندرت استفاده می شود.

RAID 3. مانند RAID 2 در این نوع آرایه دیسک (شکل 44، ب) بلوک‌های بخش در میان گروهی از دیسک‌ها قرار می‌گیرند، اما یکی از دیسک‌های گروه به ذخیره اطلاعات برابری اختصاص داده شده است. اگر یک درایو دیسک خراب شود، بازیابی داده ها با محاسبه مقادیر تابع انحصاری یا (XOR) از داده های ثبت شده روی دیسک های باقی مانده انجام می شود. رکوردها معمولاً همه دیسک ها را اشغال می کنند (از آنجایی که نوارها کوتاه هستند)، که سرعت کلی انتقال داده را افزایش می دهد. از آنجایی که هر عملیات ورودی/خروجی نیاز به دسترسی به هر دیسک دارد، آرایه RAID 3 می‌تواند تنها یک درخواست را در هر زمان انجام دهد. بنابراین، این نوع بهترین عملکرد را برای یک کاربر در یک محیط تک وظیفه ای با رکوردهای طولانی ارائه می دهد. هنگام کار با رکوردهای کوتاه، همگام سازی دوک های درایو برای جلوگیری از کاهش عملکرد لازم است. از نظر مشخصات، RAID 3 به RAID 5 نزدیک است (به زیر مراجعه کنید).

RAID 4. این سازمان، نشان داده شده در شکل. 35، V) شبیه RAID 3 است تنها با این تفاوت که از بلوک های بزرگ (راه راه) استفاده می کند تا رکوردها از هر دیسکی در آرایه خوانده شوند (به جز دیسکی که کدهای برابری را ذخیره می کند). این به شما امکان می دهد تا عملیات خواندن را با هم ترکیب کنید درایوهای مختلف. عملیات نوشتن همیشه دیسک برابری را به روز می کند، بنابراین نمی توان آنها را ترکیب کرد. به طور کلی، این معماری هیچ مزیت خاصی نسبت به سایر گزینه های RAID ارائه نمی دهد.

RAID 5. این نوع آرایه دیسک مشابه RAID 4 است، اما کدهای برابری را نه بر روی یک دیسک اختصاصی خاص، بلکه در بلوک هایی که به طور متناوب روی همه دیسک ها قرار دارند، ذخیره می کند. این سازمان حتی گاهی اوقات آرایه ای با "برابری چرخشی" نامیده می شود (می توان به قیاس خاصی با اختصاص خطوط وقفه برای اسلات ها اشاره کرد. اتوبوس های PCIیا با اولویت چرخه ای کنترل کننده وقفه در پردازنده های خط x86). این توزیع از محدودیت نوشتن همزمان به دلیل ذخیره کدهای برابری تنها در یک دیسک، مشخصه RAID 4 جلوگیری می کند. 44، جی) آرایه ای متشکل از چهار درایو دیسک را نشان می دهد و برای هر سه بلوک داده یک بلوک برابری وجود دارد (این بلوک ها سایه دار هستند) که مکان آن برای هر سه بلوک داده تغییر می کند و به صورت چرخه ای در هر چهار درایو دیسک حرکت می کند.

عملیات خواندن را می توان به صورت موازی برای همه دیسک ها انجام داد. عملیات نوشتن که به دو درایو (برای داده و برابری) نیاز دارند، معمولاً می توانند با هم ترکیب شوند، زیرا کدهای برابری در همه درایوها توزیع می شوند.

مقایسه گزینه های مختلف برای سازماندهی آرایه های دیسک موارد زیر را نشان می دهد.

RAID 0 سریعترین و کارآمدترین گزینه است، اما تحمل خطا را ارائه نمی دهد. حداقل به 2 درایو دیسک نیاز دارد. عملیات نوشتن و خواندن را می توان به طور همزمان در هر درایو انجام داد.

معماری RAID 1 برای برنامه‌های کاربردی با کارایی بالا و قابلیت اطمینان بالا مناسب‌ترین است، اما همچنین گران‌ترین است. همچنین تنها گزینه ای است که زمانی که فقط از دو درایو استفاده می شود تحمل خطا دارد. عملیات خواندن را می توان به طور همزمان برای هر درایو انجام داد؛ عملیات نوشتن همیشه برای یک جفت درایو آینه شده تکرار می شود.

معماری RAID 2 به ندرت استفاده می شود.

آرایه دیسک RAID 3 می تواند برای سرعت بخشیدن به انتقال داده ها و بهبود تحمل خطا در محیط تک کاربره هنگام دسترسی به رکوردهای طولانی به صورت متوالی استفاده شود. اما اجازه ترکیب عملیات را نمی دهد و نیاز به چرخش هماهنگ دوک های درایو دارد. حداقل به سه درایو نیاز دارد: 2 برای داده و یکی برای کدهای برابری.

معماری RAID 4 از عملیات همزمان پشتیبانی نمی کند و هیچ مزیتی نسبت به RAID 5 ندارد.

RAID 5 کارآمد، انعطاف پذیر است و عملکرد خوبی دارد. اما عملکرد نوشتن و عملکرد خرابی درایو بدتر از RAID 1 است. به ویژه، از آنجایی که یک بلوک از کدهای برابری برای کل بلوک در حال نوشتن اعمال می شود، اگر فقط بخشی از آن نوشته شده باشد، لازم است ابتدا داده های نوشته شده قبلی خوانده شود، سپس مقادیر کد برابری جدید را محاسبه کنید و تنها پس از آن داده های جدید (و برابری) بنویسید. عملیات تنظیم مجدد نیز به دلیل نیاز به تولید کدهای برابری بیشتر طول می کشد. این نوع RAID به حداقل سه درایو دیسک نیاز دارد.

علاوه بر این، بر اساس رایج ترین گزینه های RAID: 0، 1 و 5، می توان معماری های به اصطلاح دو سطحی را تشکیل داد که اصول سازماندهی انواع مختلف آرایه ها را ترکیب می کند. به عنوان مثال، چندین آرایه RAID از یک نوع را می توان در یک گروه آرایه داده یا آرایه برابری ترکیب کرد.

با توجه به این سازماندهی دو سطحی، می‌توان به تعادل مورد نیاز بین افزایش قابلیت اطمینان ذخیره‌سازی اطلاعات آرایه‌های RAID 1 و RAID 5 و سرعت خواندن بالای ذاتی بلوک‌های نواری روی دیسک‌ها در آرایه RAID 0 دست یافت. طرح های سطح گاهی اوقات RAID 0+1 یا 10 و 0+5 یا 50 نامیده می شوند.

عملکرد آرایه های RAID نه تنها در سخت افزار، بلکه در نرم افزار نیز قابل کنترل است که امکان آن در برخی از نسخه های سرور سیستم عامل ها فراهم شده است. اگرچه واضح است که چنین پیاده سازی ویژگی های عملکردی به طور قابل توجهی بدتر خواهد بود.