RAID nizovi su dizajnirani da poboljšaju pouzdanost pohrane, povećaju radnu brzinu i daju mogućnost kombiniranja više diskova u jedan veliki disk. Različite vrste RAID-a rješavaju različite probleme, ovdje ćemo pogledati nekoliko najčešćih konfiguracija RAID polja iste veličine.
RAID 0
RAID 1
RAID 10
RAID 1E
RAID 5
"Softverske" RAID5 implementacije ugrađene u južne mostove matičnih ploča nemaju veliku brzinu pisanja, pa nisu prikladne za sve aplikacije.
RAID 5EE
RAID 6
RAID 50
RAID 60
Pozdrav čitateljima bloga!
Danas će biti još jedan članak o temi računala, a bit će posvećen konceptu kao što je Raid diskovni niz- Siguran sam da ovaj koncept mnogima neće reći apsolutno ništa, a oni koji su već negdje čuli za njega nemaju pojma o čemu se radi. Shvatimo to zajedno!
Ne ulazeći u detalje terminologije, Raid niz je vrsta kompleksa izgrađenog od nekoliko tvrdih diskova, koji vam omogućuje kompetentniju distribuciju funkcija između njih. Kako obično stavljamo tvrde diskove na računalo? Spojimo jedan tvrdi disk na Sata, zatim drugi, pa treći. I diskovi D, E, F i tako dalje pojavljuju se u našem operativnom sustavu. Na njih možemo staviti neke datoteke ili instalirati Windows, ali to će zapravo biti zasebni diskovi - uklanjanjem jednog od njih nećemo primijetiti ništa (ako OS nije instaliran na njemu) osim da nećemo moći pristupiti one napisane na njima datotekama. Ali postoji još jedan način - kombinirati te diskove u sustav, postaviti im određeni algoritam zajedničkog rada, zbog čega će se pouzdanost pohrane informacija ili brzina njihovog rada značajno povećati.
Ali prije nego što možemo stvoriti ovaj sustav, moramo znati podržava li matična ploča Raid diskove. Mnoge moderne matične ploče već imaju ugrađen Raid kontroler, koji vam omogućuje kombiniranje tvrdih diskova. Pogledajte opise matične ploče za podržane dizajne polja. Za primjer, uzmimo prvu ploču ASRock P45R2000-WiFi koja mi je naletjela na oči na Yandex Marketu.
Ovdje se prikazuje opis podržanih Raid polja u odjeljku "Sata Disk Controlleri".
U ovom primjeru vidimo da Sata kontroler podržava kreiranje Raid nizova: 0, 1, 5, 10. Što znače ovi brojevi? Ovo je oznaka raznih vrsta nizova, u kojima diskovi međusobno komuniciraju prema različitim shemama, koje su dizajnirane, kao što sam rekao, ili da ubrzaju njihov rad, ili da povećaju pouzdanost od gubitka podataka.
Ako matična ploča računala ne podržava Raid, tada možete kupiti zaseban Raid kontroler u obliku PCI kartice, koji je umetnut u PCI utor na matičnoj ploči i omogućuje mu stvaranje nizova s diskova. Da bi kontroler radio, nakon što ga instalirate, morat ćete instalirati i raid drajver, koji dolazi na disku s ovim modelom ili ga jednostavno možete preuzeti s interneta. Najbolje je ne štedjeti na ovom uređaju i kupiti od nekog poznatog proizvođača, primjerice Asusa, i to s Intelovim čipsetima.
Pretpostavljam da još uvijek nemate pojma o čemu se radi, pa pogledajmo pobliže svaki od najpopularnijih tipova Raid polja kako bismo sve bili jasniji.
RAID 1 niz
Raid 1 polje je jedna od najčešćih i najpovoljnijih opcija koja koristi 2 čvrsta diska. Ovaj niz je dizajniran da pruži maksimalnu zaštitu korisničkih podataka, jer će se sve datoteke istovremeno kopirati na 2 čvrsta diska odjednom. Da bismo ga stvorili, uzimamo dva čvrsta diska iste veličine, na primjer, svaki od 500 GB i postavljamo odgovarajuće postavke u BIOS-u za stvaranje niza. Nakon toga, vaš će sustav vidjeti jedan tvrdi disk od ne 1 TB, već 500 GB, iako dva hard diska fizički rade - formula za izračun je data u nastavku. I sve datoteke bit će istovremeno zapisane na dva diska, odnosno drugi će biti potpuna sigurnosna kopija prvog. Kao što razumijete, ako jedan od diskova pokvari, nećete izgubiti dio svojih podataka, jer ćete imati drugu kopiju ovog diska.
Također, operativni sustav neće primijetiti kvar, koji će nastaviti raditi s drugim diskom - samo će vas poseban program koji prati rad niza obavijestiti o problemu. Potrebno je samo ukloniti neispravan disk i spojiti isti, samo onaj koji radi - sustav će automatski kopirati sve podatke s preostalog neispravnog diska na njega i nastaviti s radom.
Volumen diska koji će sustav vidjeti izračunava se ovdje pomoću formule:
V = 1 x Vmin, gdje je V ukupna veličina, a Vmin veličina memorije najmanjeg tvrdog diska.
RAID 0 niz
Još jedna popularna shema, koja je dizajnirana da poveća ne pouzdanost skladištenja, već, naprotiv, brzinu rada. Također se sastoji od dva HDD-a, međutim, u ovom slučaju OS već vidi ukupni ukupni volumen dvaju diskova, tj. Ako kombinirate diskove od 500 GB u Raid 0, sustav će vidjeti jedan disk od 1 TB. Brzina čitanja i pisanja je povećana zbog činjenice da se blokovi datoteka zapisuju naizmjenično na dva diska - ali je u isto vrijeme otpornost na greške ovog sustava minimalna - ako jedan od diskova pokvari, gotovo sve datoteke će biti oštećene i izgubit ćete dio podataka - onaj koji je zapisan na pokvarenom disku. Nakon toga ćete morati vratiti podatke u servisnom centru.
Formula za izračun ukupnog prostora na disku koji je vidljiv Windowsima izgleda ovako:
Ako, prije čitanja ovog članka, općenito niste bili zabrinuti za toleranciju grešaka vašeg sustava, ali biste željeli povećati brzinu rada, tada možete kupiti dodatni tvrdi disk i slobodno koristite ovu vrstu. Uglavnom, kod kuće velika većina korisnika ne pohranjuje nikakve super-važne informacije, a neke važne datoteke možete kopirati na zasebni vanjski tvrdi disk.
Raid 10 niz (0 + 1)
Kao što naziv implicira, ova vrsta niza kombinira svojstva dva prethodna - to je kao dva Raid 0 niza spojena u Raid 1. Koriste se četiri čvrsta diska, na dva od njih informacije se ispisuju u blokovima naizmjenično, kako je bilo. u Raid 0 , a na druga dva se stvaraju pune kopije prve dvije. Sustav je vrlo pouzdan i u isto vrijeme prilično brz, ali vrlo skup za organizaciju. Za izradu su vam potrebna 4 HDD-a, dok će sustav vidjeti ukupni volumen prema formuli:
Odnosno, ako uzmemo 4 diska od 500 GB svaki, tada će sustav vidjeti 1 disk veličine 1 TB.
Ova vrsta, kao i sljedeća, najčešće se koristi u organizacijama, na poslužiteljskim računalima, gdje je potrebno osigurati i veliku brzinu rada i maksimalnu sigurnost od gubitka informacija u slučaju nepredviđenih okolnosti.
RAID 5 niz
Raid 5 niz je optimalna kombinacija cijene, brzine i pouzdanosti. U ovom nizu se mogu koristiti najmanje 3 HDD-a, volumen se izračunava iz složenije formule:
V = N x Vmin - 1 x Vmin, gdje je N broj tvrdih diskova.
Dakle, recimo da imamo 3 500 GB diska. Volumen vidljiv OS-u bit će jednak 1 TB.
Niz radi na sljedeći način: blokovi podijeljenih datoteka zapisuju se na prva dva diska (ili tri, ovisno o njihovom broju), a kontrolni zbroj prve dvije (ili tri) datoteke zapisuje se na treći (ili četvrti). Stoga, ako jedan od diskova pokvari, njegov se sadržaj može lako vratiti zbog kontrolnog zbroja na zadnjem disku. Izvedba takvog niza je niža od one kod Raida 0, ali je pouzdana kao Raid 1 ili Raid 10, a ujedno je i jeftinija od potonjeg. možete uštedjeti na četvrtom teškom.
Dijagram ispod prikazuje Raid 5 dijagram od četiri HDD-a.
Postoje i drugi načini - Raid 2,3, 4, 6, 30, itd., ali oni su uglavnom izvedeni iz gore navedenih.
Kako instalirati Raid Disk Array na Windows?
S teorijom, nadam se, shvatio. Pogledajmo sada praksu – mislim da iskusnim korisnicima računala neće biti teško umetnuti kontroler u PCI Raid utor i instalirati drajvere.
Kako sada stvoriti niz povezanih tvrdih diskova u operacijskom sustavu Windows Raid?
Najbolje je, naravno, to učiniti kada ste upravo kupili i spojili čiste tvrde diskove bez instaliranog OS-a. Prvo ponovno pokrećemo računalo i idemo na BIOS postavke - ovdje morate pronaći SATA kontrolere na koje su spojeni naši tvrdi diskovi i postaviti ih na RAID način rada.
Nakon toga spremamo postavke i ponovno pokrećemo računalo. Na crnom ekranu pojavit će se informacija da ste omogućili način rada Raid i o ključu s kojim možete ući u njegove postavke. Primjer u nastavku traži od vas da pritisnete tipku TAB.
Može se razlikovati ovisno o modelu Raid kontrolera. Na primjer, "CNTRL + F"
Idemo u uslužni program za postavke i kliknemo nešto poput "Stvori niz" ili "Stvori raid" u izborniku - oznake se mogu razlikovati. Također, ako kontroler podržava nekoliko vrsta Raida, od vas će se tražiti da odaberete koji želite stvoriti. U mom primjeru dostupan je samo Raid 0.
Nakon toga se vraćamo u BIOS i u postavci redoslijeda pokretanja ne vidimo nekoliko zasebnih diskova, već jedan u obliku niza.
To je sve - RAID je konfiguriran i sada će računalo tretirati vaše diskove kao jedan. Ovako će, na primjer, biti vidljiv Raid prilikom instaliranja Windowsa.
Mislim da ste već shvatili prednosti korištenja Raida. Konačno, dat ću usporednu tablicu mjerenja brzine pisanja i čitanja diska zasebno ili kao dio Raid načina - rezultat je, kako kažu, očit.
(+) : Ima visoku pouzdanost - radi sve dok barem jedan disk u nizu radi. Vjerojatnost kvara dva diska odjednom jednaka je umnošku vjerojatnosti kvara svakog diska. U praksi, ako jedan od diskova pokvari, treba poduzeti hitne mjere - ponovno vratiti redundanciju. Da biste to učinili, s bilo kojom razinom RAID-a (osim nulte), preporuča se korištenje vrućih rezervi. Prednost ovog pristupa je što je uvijek dostupan.
(-) : Nedostatak je to što morate platiti cijenu za dva hard diska, dobivajući korisni prostor samo jednog tvrdog diska.
RAID 1 + 0 i RAID 0 + 1
Ogledalo na mnogim diskovima - RAID 1 + 0 ili RAID 0 + 1... RAID 10 (RAID 1 + 0) znači da su dva ili više RAID 1 spojena u RAID 0. RAID 0 + 1 može značiti dvije opcije:
RAID 2
Nizovi ovog tipa temelje se na korištenju Hammingovog koda. Diskovi su podijeljeni u dvije skupine: za podatke i za kodove za ispravljanje pogrešaka, a ako su podaci pohranjeni na diskove, tada su diskovi potrebni za pohranjivanje kodova za ispravak. Podaci se dijele na diskove za pohranu na isti način kao u RAID-u 0, tj. podijeljeni su u male blokove na temelju broja diskova. Preostali diskovi pohranjuju kodove za ispravljanje pogrešaka, koji se mogu koristiti za oporavak informacija u slučaju kvara tvrdog diska. Hammingova metoda se dugo koristi u ECC memoriji i omogućuje vam ispravljanje pojedinačnih i dvostrukih pogrešaka u hodu.
Dostojanstvo RAID 2 polje je za poboljšanje brzine diskovnih operacija u odnosu na performanse jednog diska.
Hendikep RAID 2 polja je da je minimalni broj diskova za koji ga ima smisla koristiti 7. U ovom slučaju potrebna je struktura gotovo dvostruko većeg broja diskova (za n = 3, podaci će biti pohranjeni na 4 diska), tako da ova vrsta niza nije rasprostranjena ... Ako su diskovi oko 30-60, onda je prekoračenje 11-19%.
RAID 3
U RAID 3 nizu diskova, podaci se dijele na dijelove ili blokove manje od sektora (veličine bajta) i šire po diskovima. Drugi disk se koristi za pohranu blokova parnosti. RAID 2 je u tu svrhu koristio disk, no većina informacija na kontrolnim diskovima korištena je za ispravljanje grešaka u hodu, dok je većina korisnika zadovoljna jednostavnim povratom informacija u slučaju kvara diska, za što ima dovoljno informacija koji može stati na jedan namjenski tvrdi disk.
Razlike između RAID-a 3 i RAID-a 2: nemogućnost ispravljanja pogrešaka u hodu i manje redundantnosti.
prednosti:
- velika brzina čitanja i pisanja podataka;
- minimalni broj diskova za stvaranje niza je tri.
Nedostaci:
- niz ove vrste dobar je samo za rad s jednim zadatkom s velikim datotekama, budući da je vrijeme pristupa zasebnom sektoru, podijeljenom diskovima, jednako maksimalnom intervalu pristupa sektorima svakog od diskova. Za male blokove vrijeme pristupa je mnogo duže od vremena čitanja.
- veliko opterećenje na kontrolnom disku, a kao rezultat toga, njegova pouzdanost značajno pada u usporedbi s diskovima na kojima se pohranjuju podaci.
RAID 4
RAID 4 sličan je RAID-u 3, ali se razlikuje od njega po tome što su podaci razbijeni na blokove, a ne na bajtove. Tako je bilo moguće djelomično "pobijediti" problem niske brzine prijenosa podataka malog volumena. Pisanje je sporo zbog činjenice da se paritet blokova generira tijekom pisanja i zapisuje na jedan disk. Od široko rasprostranjenih sustava za pohranu, RAID-4 se koristi na NetApp uređajima za pohranu (NetApp FAS), gdje su njegovi nedostaci uspješno otklonjeni zbog rada diskova u posebnom grupnom načinu pisanja određenom internim WAFL datotečnim sustavom koji se koristi na uređajima .
RAID 5
Glavni nedostatak RAID razina od 2 do 4 je nemogućnost izvođenja paralelnih operacija pisanja, budući da se za pohranu informacija o paritetu koristi poseban kontrolni disk. RAID 5 nema ovaj nedostatak. Blokovi podataka i kontrolni zbrojevi ciklički se zapisuju na sve diskove u nizu, nema asimetrične konfiguracije diska. Kontrolni zbrojevi znače rezultat operacije XOR (isključivo ili). Xor ima značajku koja se koristi u RAID-u 5, što omogućuje zamjenu bilo kojeg operanda s rezultatom, te korištenjem algoritma xor, kao rezultat dobijete operand koji nedostaje. Na primjer: a xor b = c(gdje a, b, c- tri diska raid niza), ako aće odbiti, možemo ga dobiti postavljanjem na njegovo mjesto c i trošenje xor između c i b: c xor b = a. Ovo se primjenjuje bez obzira na broj operanada: a xor b xor c xor d = e... Ako odbije c zatim e zauzima svoje mjesto i poslije xor kao rezultat dobivamo c: a xor b xor e xor d = c... Ova metoda u biti osigurava prelazak na grešku verzije 5. Potreban je samo 1 disk za pohranu xor rezultata, čija je veličina jednaka veličini bilo kojeg drugog diska u napadu.
(+) : RAID5 je postao široko rasprostranjen, prvenstveno zbog svoje isplativosti. Veličina RAID5 diskovnog polja izračunava se pomoću formule (n-1) * hddsize, gdje je n broj diskova u nizu, a hddsize veličina najmanjeg diska. Na primjer, za niz od 4 diska od 80 gigabajta, ukupni volumen će biti (4 - 1) * 80 = 240 gigabajta. Zapisivanje informacija u RAID 5 volumen uzima dodatne resurse i smanjuje performanse, budući da su potrebna dodatna izračunavanja i upisivanja, ali pri čitanju (u usporedbi s zasebnim tvrdim diskom) postoji dobit, jer se tokovi podataka s više diskova u nizu mogu obraditi paralelno.
(-) : Performanse RAID-a 5 su osjetno niže, posebno na operacijama kao što je Random Write (nasumično upisivanje), u kojima izvedba pada za 10-25% performansi RAID-a 0 (ili RAID-a 10), budući da zahtijeva više operacija na disku ( svaki zapis poslužitelja zamjenjuje se na RAID kontroleru s tri - jedno čitanje i dva upisivanja). Nedostaci RAID-a 5 pojavljuju se kada jedan od diskova otkaže - cijeli volumen prelazi u kritični način rada (degradira), sve operacije čitanja i pisanja popraćene su dodatnim manipulacijama, a performanse drastično opadaju. Istodobno, razina pouzdanosti se svodi na pouzdanost RAID-0 s odgovarajućim brojem diskova (tj. n puta nižim od pouzdanosti jednog diska). Ako dođe do kvara prije nego što se polje u potpunosti obnovi, ili se pojavi nepopravljiva pogreška čitanja na barem još jednom disku, niz se uništava, a podaci na njemu ne mogu se vratiti konvencionalnim metodama. Također biste trebali uzeti u obzir da proces rekonstrukcije RAID-a nakon kvara diska uzrokuje intenzivno opterećenje čitanja s diskova tijekom mnogo sati neprekidno, što može uzrokovati kvar bilo kojeg od preostalih diskova u ovom najmanje zaštićenom razdoblju RAID operacije, kao što je kao i identificirati prethodno neotkrivene kvarove čitanja u hladnim nizovima podataka (podaci kojima se ne pristupa tijekom normalnog rada niza, arhivirani i neaktivni podaci), što povećava rizik od neuspjeha tijekom oporavka podataka. Minimalni broj diskova za korištenje je tri.
RAID 5EE
Napomena: Nije podržan na svim kontrolerima RAID level-5EE sličan je RAID-5E, ali s učinkovitijom upotrebom rezervnog diska i kraćim vremenom oporavka. Slično RAID razini-5E, ova razina RAID-a stvara retke podataka i kontrolnih zbroja na svim diskovima u nizu. RAID-5EE niz nudi poboljšanu sigurnost i performanse. Kada koristite RAID level-5E, kapacitet logičkog volumena ograničen je na kapacitet dva fizička čvrsta diska u nizu (jedan za kontrolu, jedan za sigurnosno kopiranje). Rezervni disk je dio niza RAID level-5EE. Međutim, za razliku od RAID level-5E, koji koristi nepodijeljeni slobodni prostor za rezervni, u RAID level-5EE blokovi kontrolnog zbroja se umeću u rezervni disk, kao što je prikazano u primjeru ispod. To omogućuje bržu obnovu podataka ako fizički disk pokvari. S ovom konfiguracijom, ne možete je koristiti s drugim nizovima. Ako trebate rezervni disk za drugi niz, trebali biste imati još jedan rezervni tvrdi disk. RAID level-5E zahtijeva najmanje četiri pogona i, ovisno o razini firmvera i kapacitetu, podržava 8 do 16 pogona. RAID level-5E ima specifičan firmware. Napomena: za RAID level-5EE, možete koristiti samo jedan logički volumen u polju.
prednosti:
- 100% zaštita podataka
- Više fizičkog kapaciteta diska od RAID-1 ili RAID-1E
- Bolje performanse u odnosu na RAID-5
- Brži oporavak RAID-a u usporedbi s RAID-5E
Nedostaci:
- Loše performanse od RAID-1 ili RAID-1E
- Podržava samo jedan logički volumen po polju
- Nemogućnost dijeljenja rezervnog diska s drugim nizovima
- Ne podržava sve kontrolere
RAID 6
RAID 6 - sličan RAID-u 5, ali ima veći stupanj pouzdanosti - kapacitet od 2 diska je dodijeljen za kontrolne zbrojeve, 2 zbroja se izračunavaju pomoću različitih algoritama. Zahtijeva snažniji RAID kontroler. Osigurava rad nakon istovremenog kvara dva diska - zaštita od višestrukih kvarova. Za organiziranje niza potrebna su najmanje 4 diska. Uobičajeno, korištenje RAID-6 uzrokuje oko 10-15% degradacije performansi grupe diskova u usporedbi sa sličnim pokazateljima RAID-5, što je uzrokovano velikom količinom obrade za kontroler (potreba izračuna drugog kontrolnog zbroja, kao i čitanje i pisanje više blokova diska na svaki zapis). blok).
RAID 7
RAID 7 je registrirani zaštitni znak tvrtke Storage Computer Corporation i nije zasebna razina RAID-a. Struktura niza je sljedeća: podaci se pohranjuju na diskove, jedan disk se koristi za pohranjivanje blokova pariteta. Zapisivanje na diskove se sprema u predmemoriju pomoću RAM-a, sam niz zahtijeva obvezni UPS; do oštećenja podataka dolazi u slučaju nestanka struje.
RAID 10
Arhitektonski dijagram RAID 10
RAID 10 je zrcaljeni niz u koji se podaci zapisuju uzastopno na više diskova, kao u RAID 0. Ova arhitektura je polje RAID 0 čiji segmenti su RAID 1 polja umjesto pojedinačnih diskova. Prema tome, niz ove razine mora sadržavati najmanje 4 diska. RAID 10 kombinira visoku otpornost na greške i performanse.
Trenutni kontroleri koriste ovaj način prema zadanim postavkama za RAID 1 + 0. To jest, jedan disk je glavni, drugi je zrcalo, podaci se s njih čitaju jedan po jedan. Danas možemo pretpostaviti da su RAID 10 i RAID 1 + 0 samo različiti nazivi za istu metodu zrcaljenja diska. Tvrdnja da je RAID 10 najpouzdanija opcija za pohranu podataka je pogrešna, jer, unatoč činjenici da je za danu razinu RAID-a moguće očuvati integritet podataka kada polovina diskova otkaže, nepovratno uništenje niza se događa kada dva pogoni ako su u istom zrcaljenom paru.
Kombinirane razine
Uz osnovne razine RAID 0 - RAID 5 opisane u standardu, postoje kombinirane razine RAID 1 + 0, RAID 3 + 0, RAID 5 + 0, RAID 1 + 5, koje različito tumače različiti proizvođači.
- RAID 1 + 0 je kombinacija zrcaljenje i izmjene(vidi gore).
- RAID 5 + 0 je izmjenjivanje svesci 5. razine.
- RAID 1 + 5 - RAID 5 od zrcali pare.
Kombinirane razine nasljeđuju i prednosti i nedostatke svojih "roditelja": izgled izmjene u RAID 5 + 0 razini ne dodaje pouzdanost, ali ima pozitivan učinak na performanse. RAID 1 + 5 vjerojatno je vrlo pouzdan, ali ne najbrži i, štoviše, iznimno neekonomičan: korisni volumen volumena manji je od polovice ukupnog kapaciteta diskova ...
Vrijedi napomenuti da će se broj tvrdih diskova u kombiniranim nizovima također promijeniti. Na primjer, za RAID 5 + 0 koristi se 6 ili 8 tvrdih diskova, za RAID 1 + 0 - 4, 6 ili 8.
Usporedba standardnih razina
| Razina | Broj diskova | Učinkoviti kapacitet * | tolerancija kvarova | Prednosti | Nedostaci |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | od 2 | S N | Ne | najviši učinak | vrlo niska pouzdanost |
| 1 | 2 | S | 1 disk | pouzdanost | |
| 1E | od 3 | S * N / 2 | 1 disk ** | visoka sigurnost podataka i dobre performanse | udvostručiti trošak prostora na disku |
| 10 ili 01 | od 4, čak | S * N / 2 | 1 disk *** | najviše performanse i visoka pouzdanost | udvostručiti trošak prostora na disku |
| 5 | od 3 do 16 | S * (N - 1) | 1 disk | profitabilnost, visoka pouzdanost, dobre performanse | performanse ispod RAID-a 0 |
| 50 | čak od 6 | S * (N - 2) | 2 diska ** | visoka pouzdanost i performanse | visoka cijena i složenost održavanja |
| 5E | od 4 | S * (N - 2) | 1 disk | isplativ, visoka pouzdanost, brži od RAID-a 5 | |
| 5EE | od 4 | S * (N - 2) | 1 disk | brz oporavak podataka nakon kvara, isplativ, visoka pouzdanost, brzina preko RAID-a 5 | performanse su niže od RAID-a 0 i 1, rezervni je neaktivan i nije testiran |
| 6 | od 4 | S * (N - 2) | 2 diska | ekonomičnost, najveća pouzdanost | performanse ispod RAID-a 5 |
| 60 | čak od 8 | S * (N - 2) | 2 diska | visoka pouzdanost, veliki volumen podataka | |
| 61 | čak od 8 | S * (N - 2) / 2 | 2 diska ** | vrlo visoka pouzdanost | visoka cijena i složenost organizacije |
* N je broj diskova u nizu, S je veličina najmanjeg diska. ** Informacije se neće izgubiti ako svi diskovi unutar jednog zrcala pokvare. *** Podaci se neće izgubiti ako dva diska pokvare u različitim zrcalima.
Matrix RAID
Matrix RAID je tehnologija koju je implementirao Intel u svoje čipsetove počevši od ICH6R. Strogo govoreći, ova tehnologija nije nova RAID razina (njegov analog postoji u hardverskim RAID kontrolerima visoke razine), ona omogućuje korištenje malog broja diskova za istovremeno organiziranje jednog ili više nizova RAID 1, RAID 0 i RAID 5. Ovo omogućuje relativno malo novca kako bi se osigurala povećana pouzdanost za neke podatke i veliku brzinu pristupa i proizvodnje za druge.
Dodatne značajke RAID kontrolera
Mnogi RAID kontroleri opremljeni su nizom dodatnih značajki:
- Vruća zamjena
- Hot Spare
- Provjera stabilnosti.
Softver (eng. softver) RAID
Za implementaciju RAID-a možete koristiti ne samo hardverske, već i potpuno softverske komponente (upravljačke programe). Na primjer, Linux kernel sustavi imaju posebne module kernela, a možete upravljati RAID uređajima pomoću uslužnog programa mdadm. Softverski RAID ima prednosti i nedostatke. S jedne strane, ne košta ništa (za razliku od hardverskih RAID kontrolera koji počinju od 250 dolara). S druge strane, softverski RAID koristi CPU resurse, a u vrijeme najvećeg opterećenja diskovnog sustava, procesor može potrošiti značajan dio svoje snage na održavanje RAID uređaja.
Linux kernel 2.6.28 (posljednji put objavljen 2008.) podržava softverski RAID sljedećih razina: 0, 1, 4, 5, 6, 10. Implementacija vam omogućuje stvaranje RAID-a na zasebnim particijama diska, što je slično Matrix RAID-u opisano iznad. Podržano je pokretanje iz RAID-a.
Daljnji razvoj ideje RAID-a
Ideja iza RAID nizova je kombiniranje diskova, od kojih se svaki smatra skupom sektora, i kao rezultat toga, upravljački program datotečnog sustava "vidi" kao da je jedan disk i radi s njim, bez obzira na njegovu unutarnju strukturu. Međutim, moguće je postići značajno povećanje performansi i pouzdanosti diskovnog sustava ako upravljački program datotečnog sustava "zna" da ne radi s jednim diskom, već s skupom diskova.
Štoviše, ako se bilo koji od diskova u RAID-0 uništi, sve će informacije u nizu biti izgubljene. Ali ako je upravljački program datotečnog sustava svaku datoteku smjestio na jedan disk, a istovremeno je struktura direktorija ispravno organizirana, tada će se, ako se bilo koji od diskova uništi, izgubiti samo datoteke na tom disku; a datoteke u cijelosti na preostalim diskovima će ostati dostupne.
Zaposlenik Y-E Data Corporation, najvećeg svjetskog proizvođača USB disketnih pogona, Daniel Olson eksperimentalno je stvorio RAID niz od četiri
Problem povećanja pouzdanosti pohrane informacija uvijek je na dnevnom redu. To se posebno odnosi na velike količine podataka, baze podataka o kojima ovisi rad složenih sustava u širokom rasponu industrija. Ovo je posebno važno za visokih performansi poslužitelji.
Kao što znate, performanse modernih procesora stalno rastu, za koje moderni očito ne idu u korak u svom razvoju.
tvrdi diskovi. Prisutnost jednog diska, bilo SCSI ili, još gore IDE, već postoji neće moći odlučiti zadaci relevantni za naše vrijeme. Trebate puno diskova koji će se međusobno nadopunjavati, zamijeniti ako se jedan od njih pusti, pohranjivati sigurnosne kopije, raditi učinkovito i učinkovito.
Međutim, samo posjedovanje više tvrdih diskova nije dovoljno, oni su vam potrebni integrirati u sustav koji će raditi glatko i neće dopustiti gubitak podataka u slučaju kvarova povezanih s diskom.
Morate se unaprijed pobrinuti za stvaranje takvog sustava, jer, kako kaže poznata poslovica - Pozdrav pržene pijetao neće ugristi- neće nedostajati. Možete izgubiti svoje podatke neopozivo.
Ovaj sustav može biti RAID- tehnologija virtualne pohrane informacija, kombinirajući nekoliko diskova u jedan logički element. RAID niz se zove redundantni niz nezavisni diskovi. Obično se koristi za poboljšanje performansi i pouzdanosti.
Što vam je potrebno za stvaranje racije? Najmanje dva čvrsta diska. Broj korištenih uređaja za pohranu varira ovisno o razini polja.
Što su raid nizovi
Postoje osnovni, kombinirani RAID nizovi. Institut Berkeley u Kaliforniji predložio je da se racija podijeli razine specifikacije:
- Osnovni, temeljni:
- RAID 1 ;
- RAID 2 ;
- RAID 3 ;
- RAID 4 ;
- RAID 5 ;
- RAID 6 .
- Kombinirano:
- RAID 10 ;
- RAID 01 ;
- RAID 50 ;
- RAID 05 ;
- RAID 60 ;
- RAID 06 .
Razmotrimo najčešće korištene.
Raid 0
RAID 0 namjeravao za povećanje brzine i snimanja. Ne povećava pouzdanost skladištenja, pa stoga nije suvišan. Njegovo ime je također pruga (pruganje - "pruganje"). Obično korišten od od 2 do 4 diska. 
Podaci su podijeljeni u blokove koji se zapisuju na diskove jedan po jedan. Ubrzati pisanje/čitanje povećava se višestruko od broja diskova. Iz nedostatke može se primijetiti povećana vjerojatnost gubitka podataka s takvim sustavom. Nema smisla pohranjivati baze podataka na takve diskove, jer bilo koji ozbiljan kvar dovest će do potpune neoperabilnosti racije, budući da nema alata za oporavak.
Racija 1
RAID 1 pruža ogledalo pohranjivanje podataka na hardverskoj razini. Također se naziva niz Ogledalo, Što znači « ogledalo»
... Odnosno, podaci diskova u ovom slučaju su duplicirani. Limenka koristiti s brojem uređaja za pohranu od 2 do 4. 
Ubrzati pisanje / čitanje praktički se ne mijenja, što se može pripisati prednosti... Niz radi ako je barem jedan disk raida u funkciji, ali je volumen sustava jednak volumenu jednog diska. U praksi, kada neuspjeh jedan od tvrdih diskova, morat ćete poduzeti mjere za njegovu zamjenu što je prije moguće.
Racija 2
RAID 2 – koristi tzv Hammingov kod... Podaci se particioniraju na tvrdim diskovima na isti način kao RAID 0, a preostali diskovi se pohranjuju kodovi za ispravljanje pogrešaka, u slučaju neuspjeha na kojem možete regenerirati informacija. Ova metoda omogućuje u hodu pronaći i onda ispravan pad sustava. 
Brzina čitati / pisati u ovom slučaju u odnosu na korištenje jednog diska diže se... Nedostatak je veliki broj diskova na kojima ga je racionalno koristiti kako ne bi došlo do suvišnosti podataka, obično ovo 7 i više.
RAID 3 - U nizu, podaci se dijele na sve osim jednog diska, koji pohranjuje paritetne bajtove. Otporan na kvarovi sustava... Ako jedan od diskova lomi... Tada je njegove informacije lako "podići" pomoću podataka kontrolnih zbroja pariteta. 
U usporedbi s RAID-om 2 nema mogućnosti ispravljanje pogrešaka u hodu. Ovaj niz je drugačiji visoke performanse i mogućnost korištenja s 3 diska ili više.
Glavni minus Takav se sustav može smatrati povećanim opterećenjem na disku koji pohranjuje paritetne bajtove i niskom pouzdanošću ovog diska.
Racija 4
Općenito, RAID 4 je po tome sličan RAID-u 3 razlika da se paritetni podaci pohranjuju u blokovima, a ne u bajtovima, što omogućuje brže prijenose malih podataka.
Minus Ispostavilo se da je navedeni niz brzina pisanja, jer se paritet pisanja generira na jednom disku, poput RAID-a 3. 
Ovo je dobro rješenje za one poslužitelje na kojima se datoteke češće čitaju nego pišu.
Racija 5
RAID 2 do 4 imaju nedostatke koji se odnose na nemogućnost paraleliziranja operacija pisanja. RAID 5 eliminira ovaj nedostatak. Paritetni blokovi su napisani istovremeno na sve disk uređaje u nizu, nema asinkronije u distribuciji podataka, što znači da je paritet distribuiran. 
Broj korišteni tvrdi diskovi od 3. Niz je vrlo čest zbog svoje univerzalnost i isplativost, što će se više diskova koristiti, to će se trošiti ekonomičniji prostor na disku. Ubrzati pri čemu visoka zbog paralelizacije podataka, ali izvođenje smanjuje se u usporedbi s RAID-om 10, zbog velikog broja operacija. Ako jedan disk pokvari, pouzdanost je degradirana na RAID 0. Potrebno je puno vremena za oporavak.
Racija 6
RAID 6 tehnologija slična RAID 5, ali se povećava pouzdanost povećanjem broja paritetnih diskova. 
Međutim, diskovi već zahtijevaju minimalno 5 ili više moćnih procesora za rukovanje povećanim brojem operacija, a broj diskova mora biti jednak prostom broju 5,7,11 i tako dalje.
Raid 10, 50, 60
Sljedeći dođi kombinacije prethodno spomenutih prepada. Na primjer, RAID 10 je RAID 0 + RAID 1. 
Oni nasljeđuju i Prednosti njihovi sastavni nizovi u smislu pouzdanosti, performansi i broja diskova, a ujedno i učinkovitosti.
Izrada raid niza na kućnom računalu
Prednosti stvaranja raid niza kuće nisu očite, zbog činjenice da je neekonomičan, gubitak podataka nije toliko kritičan u usporedbi s poslužiteljima, i informacija može se pohraniti u sigurnosne kopije, povremeno izrađujući sigurnosne kopije.
Za ove namjene trebat će vam raid kontroler, koji ima svoj BIOS i svoje postavke. U modernim matičnim pločama, raid kontroler može biti integriran do južnog mosta čipseta. Ali čak i na takvim karticama može se spojiti još jedan kontroler spajanjem na PCI ili PCI-E utor. Primjeri uključuju uređaje Silicon Image i JMicron.
Svaki kontroler može imati svoj vlastiti uslužni program za konfiguraciju.
Razmislite o stvaranju napada pomoću Intel Matrix Storage Manager Option ROM-a.
Prijenos svi podaci s vaših diskova, inače će biti očišćeno.
Ići BIOSPostaviti Svoju matičnu ploču i uključite način rada RAID za vaš sata tvrdi disk. 
Da biste pokrenuli uslužni program, ponovno pokrenite računalo, kliknite ctrl + i tijekom postupka POST... U prozoru programa vidjet ćete popis dostupnih diskova. Kliknite na Stvorite masivne, Sljedeći odabir potrebna razina niza.
Dalje nakon intuitivnog sučelja uđite veličina niza i potvrditi njegovo stvaranje.
4.2.3. Organizacija diskovnih polja (raid)
Drugi način za poboljšanje performansi disk memorije bila je izgradnja diskovnih polja, iako to nije samo usmjereno (i ne toliko) na postizanje većih performansi, već i na veću pouzdanost uređaja za pohranu na diskovima.
RAID tehnologija ( Redundantni niz neovisnih diskova- Redundantni niz neovisnih diskova) zamišljen je kao kombiniranje više jeftinih tvrdih diskova u jedan niz diskova radi povećanja performansi, volumena i pouzdanosti u odnosu na jedan disk. U tom slučaju, računalo bi takvo polje trebalo vidjeti kao jedan logički disk.
Ako jednostavno kombinirate više diskova u (neredundantni) niz, tada će srednje vrijeme između kvarova (MTBF) biti jednako MTBF-u jednog diska podijeljenom s brojem diskova. Ova je brojka preniska za aplikacije kritične za kvarove hardvera. Može se poboljšati primjenom redundantnosti prilikom pohranjivanja informacija, implementirane na različite načine.
Za poboljšanje pouzdanosti i performansi u RAID sustavima koriste se kombinacije tri glavna mehanizma, od kojih je svaki zasebno poznat: - organizacija "zrcalnih" diskova, tj. potpuno umnožavanje pohranjenih informacija; - brojanje kontrolnih kodova (paritet, Hammingovi kodovi), omogućavajući vraćanje informacija u slučaju kvara; - distribucija informacija na različite diskove niza kao što se to radi kod interleaving pristupa po memorijskim blokovima (vidi interleave), što povećava mogućnost paralelnog rada diskova tijekom operacija na pohranjenim informacijama. Kada se opisuje RAID, ova tehnika se naziva “skinuti diskovi”, što doslovno znači “ogoljeni diskovi” ili jednostavno “prugasti diskovi”.
Riža. 43. Particioniranje diskova na izmjenične blokove - "trake".
U početku je definirano pet tipova diskovnih nizova, označenih RAID 1 - RAID 5, koji se razlikuju po svojim značajkama i performansama. Svaki od ovih tipova, zbog određene redundantnosti snimljenih informacija, pruža povećanu toleranciju kvarova u usporedbi s jednim pogonom. Osim toga, niz diskova koji nema redundanciju, ali omogućuje povećanje performansi (zbog stratifikacije pristupa), često se naziva RAID 0.
Glavne vrste RAID polja mogu se ukratko opisati kako slijedi.
RAID 0... Obično je ova vrsta polja definirana kao skupina ogoljenih diskova bez pariteta ili redundantnosti podataka. Trake (ili blokovi) mogu biti velike u okruženju s više korisnika ili male u sustavu za jednog korisnika kada se uzastopno pristupa dugim zapisima.
Organizacija RAID-a 0 potpuno je ista kao što je prikazano na Sl. 43. Operacije pisanja i čitanja mogu se izvoditi istovremeno na svakom pogonu. Minimalni broj diskova za RAID 0 je dva.
Ovaj tip karakteriziraju visoke performanse i najučinkovitije korištenje prostora na disku, međutim kvar jednog od diskova onemogućuje rad s cijelim nizom.
RAID 1... Ova vrsta diskovnog polja (slika 44, a) također je poznat kao zrcaljeni diskovi i jednostavno je par pogona koji dupliciraju pohranjene podatke, ali se na računalu pojavljuju kao jedan disk. Iako ne postoji crtanje unutar jednog para zrcaljenih pogona, crtanje se može obaviti na više RAID 1 nizova koji zajedno tvore jedan veliki niz višestrukih zrcalnih parova pogona. Ova varijanta organizacije naziva se RAID 1 + 0. Postoji i suprotna varijanta.
Sve operacije pisanja izvode se istovremeno na oba diska zrcaljenog para, tako da su informacije na njima identične. Ali prilikom čitanja, svaki od diskova u paru može raditi neovisno, što omogućuje da se dva čitanja izvode istovremeno, čime se udvostručuje učinkovitost čitanja. U tom smislu, RAID 1 pruža najbolju izvedbu od bilo koje opcije diskovnog polja.
RAID 2... U tim nizovima diskova blokovi - sektori podataka su isprepleteni preko grupe diskova, od kojih se neki koriste samo za pohranjivanje kontrolnih informacija - ECC (kodova za ispravljanje pogrešaka) kodova. No budući da svi moderni pogoni imaju ugrađenu ECC kontrolu, RAID 2 čini malo u usporedbi s drugim vrstama RAID-a i sada se rijetko koristi.
RAID 3... Kao u RAID-u 2 u ovoj vrsti diskovnog polja (slika 44, b) blokovi – sektori su prugasti preko grupe diskova, ali jedan od diskova u grupi rezerviran je za pohranjivanje informacija o paritetu. U slučaju kvara pogona, oporavak podataka se izvodi izračunavanjem XOR vrijednosti iz podataka zapisanih na preostale diskove. Zapisi obično zauzimaju sve diskove (budući da su trake kratke), što povećava ukupnu brzinu prijenosa podataka. Budući da svaki I/O zahtijeva pristup svakom disku, RAID 3 polje može obraditi samo jedan zahtjev u isto vrijeme. Stoga ovaj tip pruža najbolje performanse za jednog korisnika u okruženju s jednim zadatkom s dugim snimkama. Kod rada s kratkim zapisima potrebna je sinkronizacija pogonskih vretena kako bi se izbjeglo smanjenje performansi. Po svojim karakteristikama, RAID 3 je blizak RAID-u 5 (vidi dolje).
RAID 4. Ova organizacija, prikazana na sl. 35, v), sličan je RAID-u 3 s jedinom razlikom što koristi velike blokove (trake), tako da se zapisi mogu čitati s bilo kojeg diska u nizu (osim diska koji pohranjuje paritetne kodove). To vam omogućuje kombiniranje operacija čitanja na različitim diskovima. Operacije pisanja uvijek ažuriraju paritetni disk, tako da se ne mogu kombinirati. Općenito, ova arhitektura nema posebne prednosti u odnosu na druge RAID opcije.
RAID 5. Ova vrsta diskovnog polja je slična RAID-u 4, ali paritetni kodovi nisu pohranjeni na namjenskom disku, već u blokovima koji se nalaze naizmjenično na svim diskovima. Ova organizacija se čak ponekad naziva i nizom s "rotirajućim paritetom" (možete primijetiti određenu analogiju s dodjelom linija prekida za utore sabirnice PCI ili s cikličkim prioritetom kontrolera prekida u x86 linijskim procesorima). Ova distribucija izbjegava ograničenje istodobnog pisanja zbog pohrane paritetnih kodova na samo jedan disk, što je tipično za RAID 4. 44, G) prikazuje niz koji se sastoji od četiri pogona, s jednim blokom parnosti za svaka tri podatkovna bloka (ovi blokovi su zasjenjeni), čija se lokacija za svaka tri podatkovna bloka mijenja, krećući se ciklički kroz sva četiri pogona.
Operacije čitanja mogu se izvoditi paralelno na svim diskovima. Zapisi koji zahtijevaju dva pogona (za podatke i za paritet) obično se također mogu kombinirati jer su kodovi pariteta raspoređeni na sve pogone.
Usporedba raznih opcija za organiziranje nizova diskova pokazuje sljedeće.
RAID 0 je najbrža i najučinkovitija opcija, ali ne pruža otpornost na greške. Zahtijeva minimalno 2 disketna pogona. Operacije pisanja i čitanja mogu se izvoditi istovremeno na svakom pogonu.
RAID 1 arhitektura je najprikladnija za aplikacije visokih performansi, visoke dostupnosti, ali i najskuplja. To je također jedina opcija otporna na greške ako se koriste samo dva pogona. Operacije čitanja mogu se izvoditi istovremeno za svaki pogon, a upisi se uvijek dupliciraju za zrcaljeni par pogona.
RAID 2 arhitektura se rijetko koristi.
RAID 3 diskovni niz može se koristiti za ubrzanje prijenosa podataka i poboljšanje tolerancije grešaka u okruženju za jednog korisnika uz sekvencijalni pristup dugim zapisima. Ali ne dopušta kombiniranje operacija i zahtijeva sinkronizaciju rotacije pogonskih vretena. Zahtijeva najmanje tri pogona: 2 za podatke i jedan za paritetne kodove.
RAID 4 arhitektura ne podržava istodobne operacije i nema prednosti u odnosu na RAID 5.
RAID 5 karakterizira učinkovitost, otpornost na greške i dobre performanse. No izvedba pisanja i u slučaju kvara pogona je lošija od one kod RAID-a 1. Konkretno, budući da se blok parnosti odnosi na cijeli blok koji se upisuje, ako je zapisan samo dio, prvo morate pročitati prethodno napisane podatke, zatim izračunajte nove vrijednosti kodova parnosti i tek onda upišite nove podatke (i paritet). Operacije obnove također traju dulje zbog potrebe za generiranjem paritetnih kodova. Ova vrsta RAID-a zahtijeva najmanje tri pogona.
Osim toga, na temelju najčešćih RAID opcija: 0, 1 i 5, mogu se formirati takozvane dvoslojne arhitekture koje kombiniraju principe organiziranja raznih vrsta nizova. Na primjer, višestruki RAID nizovi istog tipa mogu se kombinirati u jednu grupu polja podataka ili paritetni niz.
Ova dvoslojna organizacija može postići željenu ravnotežu između povećane pouzdanosti podataka RAID-a 1 i RAID-a 5 i velike brzine čitanja svojstvene razvlačenju blokova diskova u nizu RAID 0. Ovi dvoslojni dizajni se ponekad nazivaju RAID 0 + 1 ili 10. i 0 + 5 ili 50.
Rad RAID polja može se kontrolirati ne samo hardverski, već i softverski, čija je mogućnost u nekim poslužiteljskim verzijama operativnih sustava. No, jasno je da će takva implementacija imati znatno lošije karakteristike izvedbe.
