Aproape toată lumea cunoaște proverbul „Până nu izbucnește tunetul, omul nu-și face cruce”. Este vital: până când cutare sau cutare problemă nu atinge utilizatorul îndeaproape, acesta nici măcar nu se va gândi la asta. Sursa de alimentare a murit și a luat cu el câteva dispozitive - utilizatorul se grăbește să caute articole pe tema relevantă despre alimentația gustoasă și sănătoasă. Procesorul s-a ars sau a început să se defecteze din cauza supraîncălzirii - în „Alesul” există câteva link-uri către ramurile răspândite ale forumurilor unde se discută răcirea procesorului.

Aceeași poveste este și cu hard disk-urile: de îndată ce un alt șurub, scârțâindu-și la revedere cu capul, părăsește lumea noastră de muritori, proprietarul unui PC începe să se încurce să se asigure că condițiile de viață ale unității sunt îmbunătățite. Dar nici cel mai sofisticat cooler nu poate garanta o viață lungă și fericită pentru un disc. Durata de viață a unității este influențată de mulți factori: un defect în producție și o lovitură accidentală a carcasei cu un picior (mai ales dacă corpul este undeva pe podea) și praful care a trecut prin filtre și -zgomot de tensiune trimis de sursa de alimentare... Există o singură cale de ieșire - informațiile de rezervă, iar dacă aveți nevoie de o copie de rezervă din mers, atunci este timpul să construiți o matrice RAID, deoarece astăzi aproape fiecare placă de bază are un fel de RAID controlor.

În acest moment ne vom opri și vom face o scurtă excursie în istoria și teoria matricelor RAID. Abrevierea RAID în sine înseamnă Redundant Array of Independent Disks. Anterior, în loc de independente, foloseau ieftin, dar în timp această definiție și-a pierdut relevanța: aproape toate unitățile de disc au devenit ieftine.

Istoria RAID a început în 1987, când articolul „Redundant Array Enclosures from Cheap Disks (RAID)” a fost publicat de colegii Peterson, Gibson și Katz. Articolul descrie tehnologia combinării mai multor discuri convenționale într-o matrice pentru a obține o unitate mai rapidă și mai fiabilă. De asemenea, autorii materialului le-au spus cititorilor despre mai multe tipuri de matrice - de la RAID-1 la RAID-5. Ulterior, o matrice RAID de nivel zero a fost adăugată matricelor descrise acum aproape douăzeci de ani și a câștigat popularitate. Deci, ce sunt toate acestea RAID-x? Care este esența lor? De ce sunt numiți redundanți? Acesta este ceea ce vom încerca să ne dăm seama.

În termeni foarte simpli, RAID este un astfel de lucru care permite sistemului de operare să nu știe câte discuri sunt instalate în computer. Combinarea hard disk-urilor într-o matrice RAID este un proces care este exact opusul împărțirii unui singur spațiu în discuri logice: formăm o unitate logică bazată pe mai multe fizice. Pentru a face acest lucru, avem nevoie fie de software-ul adecvat (nici măcar nu vom vorbi despre această opțiune - acesta este un lucru inutil), fie de un controler RAID încorporat în placa de bază, fie de unul separat introdus în slotul PCI sau PCI Express . Este controlerul care combină discurile într-un array, iar sistemul de operare nu mai funcționează cu HDD-ul, ci cu controlerul, care nu îi spune nimic inutil. Dar există o mulțime de opțiuni pentru a combina mai multe discuri într-unul singur, mai precis, aproximativ zece.

Ce sunt tipurile RAID?

Cel mai simplu este JBOD (Doar o grămadă de discuri). Două hard disk-uri sunt lipite într-o singură secvențial, informațiile sunt scrise mai întâi pe unul și apoi pe un alt disc fără a le rupe în bucăți și blocuri. Din două unități de 200 GB, facem una de 400 GB, care funcționează aproape la fel, dar în realitate, la o viteză puțin mai mică ca fiecare dintre cele două unități.

JBOD este un caz special al unei matrice de nivel zero, RAID-0. Există și o altă variantă a numelui de matrice de acest nivel - stripe, numele complet este Striped Disk Array without Fault Tolerance. Această opțiune presupune, de asemenea, combinarea a n discuri într-unul singur cu un volum crescut de n ori, dar discurile sunt combinate nu secvențial, ci în paralel, iar informațiile despre ele sunt scrise în blocuri (dimensiunea blocului este setată de utilizator atunci când formează un RAID matrice).

Adică, dacă secvența de cifre 123456 trebuie scrisă pe două unități incluse în matricea RAID-0, controlerul va împărți acest lanț în două părți - 123 și 456 - și va scrie prima pe un disc, iar a doua pe celălalt. Fiecare disc poate transfera date... ei bine, să fie la o viteză de 50 MB/s, iar viteza totală a două discuri, din care datele sunt preluate în paralel, este de 100 MB/s. Astfel, viteza de lucru cu date ar trebui să crească de n ori (în realitate, desigur, creșterea vitezei este mai mică, deoarece nimeni nu a anulat pierderile pentru căutarea datelor și pentru transferul lor prin autobuz). Dar această creștere este dată pentru un motiv: dacă cel puțin un disc se defectează, informațiile din întreaga matrice se pierd.

Nivelul 0 RAID. Datele sunt împărțite în blocuri și împrăștiate pe discuri. Nu există paritate sau redundanță.

Adică nu există redundanță și nici deloc redundanță. Această matrice poate fi considerată o matrice RAID doar condiționat; cu toate acestea, este foarte populară. Puțini oameni se gândesc la fiabilitate, pentru că nu o poți măsura prin benchmark-uri, dar toată lumea înțelege limbajul megaocteților pe secundă. Acest lucru nu este nici rău, nici bun, doar un astfel de fenomen există. Mai jos vom vorbi despre cum să mănânci pește și să menținem fiabilitatea. Recuperarea după o eroare RAID-0

Apropo, un minus suplimentar al matricei stripe este neportabilitatea acestuia. Nu vreau să spun că nu tolerează anumite tipuri de alimente sau, de exemplu, găzduiește prost. Nu-i pasă de asta, dar mutarea matricei în sine undeva este o problemă întreagă. Chiar dacă aduceți la chilipir atât discurile, cât și driverele de controler unui prieten, nu este un fapt că acestea vor fi definite ca o singură matrice și datele vor fi folosite. Mai mult, există cazuri când o simplă conexiune (fără a scrie nimic!) a discurilor stripe la un controler „non-nativ” (diferit de cel pe care s-a format matricea) a dus la coruperea datelor în matrice. Nu știm cât de urgentă este această problemă acum, odată cu apariția controlerelor moderne, dar tot vă sfătuim să aveți grijă.

RAID-matrice de primul nivel de patru discuri. Discurile sunt împărțite în perechi; unitățile din interiorul perechii stochează aceleași date.

Prima matrice cu adevărat „redundantă” (și primul RAID care a apărut) a fost RAID-1. Al doilea nume - oglindă (oglindă) - explică principiul de funcționare: toate discurile alocate pentru matrice sunt împărțite în perechi, iar informațiile sunt citite și scrise pe ambele discuri simultan. Se pare că fiecare dintre discurile din matrice are o copie exactă. Într-un astfel de sistem, nu numai fiabilitatea stocării datelor crește, ci și viteza de citire a acestora (puteți citi de pe două hard disk-uri simultan), deși viteza de scriere rămâne aceeași cu cea a unei unități.

După cum ați putea ghici, volumul unei astfel de matrice va fi egal cu jumătate din suma volumelor tuturor hard disk-urilor incluse în ea. Dezavantajul acestei soluții este că aveți nevoie de două ori mai multe hard-uri. Dar, pe de altă parte, fiabilitatea acestei matrice nu este de fapt egală cu fiabilitatea dublă a unui singur disc, ci mult mai mare decât această valoare. Eșecul a două hard disk-uri în ... ei bine, să spunem, o zi este puțin probabilă, cu excepția cazului în care, de exemplu, sursa de alimentare a intervenit în această problemă. În același timp, orice persoană sănătoasă, văzând că un disc dintr-o pereche este defect, îl va înlocui imediat și chiar dacă renunță imediat la capetele celui de-al doilea disc, informațiile nu vor merge nicăieri.

După cum puteți vedea, atât RAID-0, cât și RAID-1 au dezavantajele lor. Cum să scapi de ele? Dacă aveți cel puțin patru hard diskuri, puteți crea o configurație RAID 0 + 1. Pentru a face acest lucru, matricele RAID-1 sunt combinate într-o matrice RAID-0. Sau invers, uneori se creează o matrice RAID-1 din mai multe matrice RAID-0 (rezultatul este RAID-10, al cărui singur avantaj este un timp mai scurt de recuperare a datelor în cazul unei singure erori de disc).

Fiabilitatea unei astfel de configurații de patru hard disk-uri este egală cu fiabilitatea unei matrice RAID-1, iar viteza este de fapt aceeași cu cea a RAID-0 (în realitate, cel mai probabil va fi puțin mai mică datorită capabilitățile controlerului). În același timp, defecțiunea simultană a două discuri nu înseamnă întotdeauna o pierdere completă a informațiilor: acest lucru se va întâmpla numai dacă discurile care conțin aceleași date se sparg, ceea ce este puțin probabil. Adică, dacă patru discuri sunt împărțite în perechi 1-2 și 3-4 și perechile sunt combinate într-o matrice RAID-0, atunci numai defecțiunea simultană a discurilor 1 și 2 sau 3 și 4 va duce la pierderea datelor, în timp ce în cazul morții premature a primei și a treia, a doua și a patra, primul și al patrulea sau al doilea și al treilea hard disk, datele vor rămâne intacte.

Cu toate acestea, principalul dezavantaj al RAID-10 este costul ridicat al discurilor. Totuși, prețul a patru (cel puțin!) hard disk-uri nu poate fi numit mic, mai ales dacă volumul a doar două dintre ele ne este cu adevărat disponibil (puțini oameni se gândesc la fiabilitate și la cât costă, așa cum am spus deja) . Redundanța mare (100%) de stocare a datelor se face simțită. Toate acestea au dus la faptul că recent a câștigat popularitate o variantă a matricei numită RAID-5. Pentru implementarea acestuia sunt necesare trei discuri. Pe lângă informațiile în sine, controlerul stochează și blocuri de paritate pe unitățile matrice.

Nu vom intra în detaliile funcționării algoritmului de verificare a parității, să spunem doar că, în cazul pierderii de informații pe unul dintre discuri, acesta poate fi restaurat folosind date de paritate și date live de pe alte discuri. Blocul de paritate are capacitatea unui singur disc fizic și este distribuit uniform pe toate hard disk-urile din sistem, astfel încât pierderea oricărui disc vă permite să recuperați informații de pe acesta folosind un bloc de paritate situat pe un alt disc din matrice. Informațiile sunt împărțite în blocuri mari și scrise pe discuri unul câte unul, adică conform principiului 12-34-56 în cazul unei matrice cu trei discuri.

În consecință, volumul total al unei astfel de matrice este volumul tuturor discurilor minus capacitatea unuia dintre ele. Recuperarea datelor, desigur, nu are loc instantaneu, dar un astfel de sistem are performanțe ridicate și o marjă de siguranță la cel mai mic cost (pentru o matrice de 1000 GB sunt necesare șase discuri de 200 GB). Cu toate acestea, performanța unei astfel de matrice va fi în continuare mai mică decât viteza sistemului stripe: cu fiecare operație de scriere, controlerul trebuie să actualizeze și indexul de paritate.

RAID-0, RAID-1 și RAID 0 + 1, uneori chiar RAID-5 - aceste niveluri epuizează adesea capabilitățile controlerelor RAID desktop. Nivelurile superioare sunt disponibile numai pentru sistemele complexe bazate pe hard disk-uri SCSI. Cu toate acestea, posesorii norocoși de controlere SATA cu suport Matrix RAID (astfel de controlere sunt încorporate în podurile de sud ICH6R și ICH7R de la Intel) pot profita de matricele RAID-0 și RAID-1 cu doar două discuri, iar cei care au o placă cu ICH7R poate combina RAID-5 și RAID-0 dacă au patru unități identice.

Cum se implementează acest lucru în practică? Să ne uităm la cazul mai simplu al RAID-0 și RAID-1. Să presupunem că ați cumpărat două hard disk-uri de 400 GB. Partiționați fiecare dintre unități în unități logice de 100 GB și 300 GB. Apoi, folosind utilitarul Intel Application Accelerator RAID Option ROM încorporat în BIOS, combinați partiții de 100 GB într-o matrice stripe (RAID-0) și partiții de 300 GB într-o matrice Mirror (RAID-1). Acum, pe un disc rapid cu un volum de 200 GB, puteți adăuga, să zicem, jucării, material video și alte date care necesită o viteză mare a subsistemului de disc și, în plus, nu sunt foarte importante (adică cele pe care le nu veți regreta foarte mult că ați pierdut), iar pe un disc de 300 de gigabyte în oglindă mutați documente de lucru, arhiva de corespondență, software de service și alte fișiere vitale. Dacă un disc nu reușește, pierdeți ceea ce a fost plasat pe matricea stripe, dar datele pe care le-ați plasat pe al doilea disc logic sunt duplicate pe discul rămas.

Combinarea nivelurilor RAID-5 și RAID-0 implică faptul că o parte din capacitatea celor patru discuri este alocată pentru matricea fast stripe, iar cealaltă parte (să fie de 300 GB pe fiecare disc) este pentru blocurile de date și blocurile de paritate, adică adică, obțineți una cu o unitate super-rapidă de 400 GB (4 x 100 GB) și una fiabilă, dar mai puțin rapidă, de 900 GB de 4 x 300 GB minus 300 GB per paritate.

După cum puteți vedea, această tehnologie este extrem de promițătoare și va fi frumos dacă alți producători de chipset-uri și controlere o susțin. Este foarte tentant să ai matrice de diferite niveluri pe două discuri, rapide și fiabile.

Acestea sunt, probabil, toate tipurile de matrice RAID care sunt utilizate în sistemele de acasă. Cu toate acestea, în viața reală, s-ar putea să întâlniți RAID-2, 3, 4, 6 și 7. Deci, să vedem în continuare care sunt aceste niveluri.

RAID-2... Într-o matrice de acest tip, discurile sunt împărțite în două grupuri - pentru date și pentru codurile de corectare a erorilor, iar dacă datele sunt stocate pe n discuri, atunci sunt necesare n-1 discuri pentru a stoca codurile de corecție. Datele sunt scrise pe hard disk-urile corespunzătoare în același mod ca în RAID-0, acestea sunt împărțite în blocuri mici în funcție de numărul de discuri destinate stocării informațiilor. Discurile rămase stochează coduri de corectare a erorilor, conform cărora, în cazul unei defecțiuni a hard disk-ului, este posibilă recuperarea informațiilor. Metoda Hamming a fost folosită de mult timp în memoria ECC și vă permite să corectați mici erori de un bit din mers dacă apar brusc, iar dacă doi biți sunt transmisi din greșeală, acest lucru va fi din nou detectat folosind sisteme de control al parității. Cu toate acestea, de dragul acestui lucru, nimeni nu a vrut să păstreze o structură voluminoasă de aproape dublul numărului de discuri, iar acest tip de matrice nu a devenit larg răspândit.

Structura matricei RAID-3 este după cum urmează: într-o matrice de n discuri, datele sunt împărțite în blocuri de 1 octet și răspândite pe n-1 discuri, iar un alt disc este folosit pentru a stoca blocuri de paritate. În RAID-2, au existat n-1 discuri în acest scop, dar majoritatea informațiilor de pe aceste discuri au fost folosite numai pentru corectarea erorilor din mers și pentru o recuperare simplă în cazul unei defecțiuni a discului, o cantitate mai mică din aceasta. a fost suficient și un hard disk dedicat a fost suficient.

RAID de nivel 3 cu un disc separat pentru stocarea informațiilor de paritate. Nu există backup, dar datele pot fi restaurate.

În consecință, diferențele dintre RAID-3 și RAID-2 sunt evidente: incapacitatea de a corecta erorile din mers și mai puțină redundanță. Avantajele sunt următoarele: viteza de citire și scriere a datelor este mare, iar pentru a crea o matrice sunt necesare foarte puține discuri, doar trei. Dar o serie de acest tip este bună numai pentru lucrul cu o singură sarcină cu fișiere mari, deoarece există probleme de viteză cu solicitările frecvente de date mici.

O matrice de nivel 5 diferă de RAID-3 prin aceea că blocurile de paritate sunt distribuite uniform pe toate discurile din matrice.

RAID-4 similar cu RAID-3, dar diferit de acesta prin faptul că datele sunt împărțite mai degrabă în blocuri decât în ​​octeți. Astfel, a fost posibilă „înfrângerea” problemei ratei scăzute de transfer de date de volum mic. Scrierea este lentă datorită faptului că paritatea de bloc este generată în timpul scrierii și scrisă pe un singur disc. Matricele de acest tip sunt rareori folosite.

RAID-6- acesta este același RAID-5, dar acum două blocuri de paritate sunt stocate pe fiecare dintre discurile din matrice. Astfel, dacă două discuri se defectează, informațiile pot fi încă recuperate. Desigur, creșterea fiabilității a dus la o scădere a volumului utilizabil de discuri și la o creștere a numărului minim al acestora: acum, dacă există n discuri în matrice, volumul total disponibil pentru înregistrarea datelor va fi egal la volumul unui disc înmulțit cu n-2. Necesitatea de a calcula două sume de control simultan determină al doilea dezavantaj moștenit de RAID-6 de la RAID-5 - viteza scăzută de scriere a datelor.

RAID-7 este o marcă înregistrată a Storage Computer Corporation. Structura matricei este următoarea: datele sunt stocate pe n-1 discuri, un disc este folosit pentru a stoca blocuri de paritate. Dar au fost adăugate câteva detalii importante pentru a elimina principalul dezavantaj al matricelor de acest tip: un cache de date și un controler rapid care gestionează procesarea cererilor. Acest lucru a redus numărul de accesări la disc pentru a calcula suma de verificare a datelor. Ca rezultat, a fost posibilă creșterea semnificativă a vitezei de prelucrare a datelor (în unele locuri, de cinci sau mai multe ori).

RAID 0 + 1 matrice sau un design de două matrice RAID-1 combinate în RAID-0. Fiabil, rapid, scump.

Au fost adăugate și noi dezavantaje: costul foarte mare al implementării unui astfel de array, complexitatea întreținerii acestuia, necesitatea unei surse de alimentare neîntreruptibile pentru a preveni pierderea datelor în memoria cache în timpul întreruperilor de curent. Este puțin probabil să găsiți o matrice de acest tip, iar dacă o vedeți dintr-o dată pe undeva, scrieți-ne, ne vom uita și noi cu plăcere.

Crearea matricei

Sperăm că ați stăpânit deja alegerea tipului de matrice. Dacă placa dumneavoastră are un controler RAID, nu veți avea nevoie de altceva decât de numărul necesar de discuri și drivere pentru acest controler în sine. Apropo, rețineți: este logic să combinați numai discuri de aceeași dimensiune în matrice și mai bune decât un singur model. Controlerul poate refuza să lucreze cu discuri de diferite dimensiuni și, cel mai probabil, veți putea folosi doar o parte dintr-un disc mare cu volum egal cu cel mai mic dintre discuri. În plus, chiar și viteza matricei stripe va fi determinată de viteza celui mai lent disc. Și sfatul meu pentru tine: nu încerca să faci matricea RAID bootabilă. Este posibil, dar în cazul oricăror defecțiuni ale sistemului, veți avea dificultăți, deoarece recuperarea va fi foarte dificilă. În plus, este periculos să plasați mai multe sisteme pe o astfel de matrice: aproape toate programele responsabile pentru selecția sistemului de operare distrug informațiile din zonele de serviciu ale hard disk-ului și, în consecință, strică matricea. Este mai bine să alegeți o schemă diferită: un disc este bootabil, iar restul sunt combinate într-o matrice.

Matrix RAID în acțiune. O parte din spațiul pe disc este folosită de matricea RAID-0, restul spațiului este ocupat de matricea RAID-1.

Fiecare matrice RAID începe cu un controler RAID BIOS. Uneori (doar în cazul controlerelor integrate și chiar și atunci nu întotdeauna) este încorporat în BIOS-ul principal al plăcii de bază, uneori este situat separat și este activat după trecerea unui autotest, dar, în orice caz, trebuie să du-te acolo. În BIOS sunt setați parametrii necesari de matrice, precum și dimensiunile blocurilor de date, hard disk-urile utilizate și așa mai departe. După ce determinați toate acestea, va fi suficient să salvați setările, să ieșiți din BIOS și să reveniți la sistemul de operare.

Acolo este necesar să instalați driverele controlerului (de regulă, o dischetă cu ele este atașată la placa de bază sau la controler în sine, dar acestea pot fi scrise pe un disc cu alte drivere și software de service), reporniți și asta este aceasta, matricea este gata de funcționare. Îl puteți împărți în unități logice, puteți formata și completa cu date. Nu uitați că RAID nu este un panaceu. Vă va scuti de la pierderea datelor în cazul morții hard diskului și va minimiza consecințele unui astfel de rezultat, dar nu vă va salva de supratensiuni și defecțiuni ale unei surse de alimentare de calitate scăzută care ucide ambele discuri simultan. , indiferent de „masivitatea” lor.

O atitudine disprețuitoare față de alimentarea de înaltă calitate și condițiile de temperatură ale discurilor pot reduce semnificativ durata de viață a unui HDD, uneori toate discurile dintr-o matrice eșuează și toate datele se pierd iremediabil. În special, hard disk-urile moderne (în special IBM și Hitachi) sunt foarte sensibile la canalul + 12V și nu le place nici cea mai mică schimbare de tensiune pe acesta, așa că înainte de a cumpăra toate echipamentele necesare pentru construirea unei matrice, ar trebui să verificați tensiunile corespunzătoare. și, dacă este necesar, porniți unul nou. BP la lista de cumpărături.

Alimentarea hard disk-urilor, precum și a tuturor celorlalte componente, de la o a doua unitate de alimentare, la prima vedere, este ușor de implementat, dar o astfel de schemă de alimentare are multe capcane și trebuie să vă gândiți de o sută de ori înainte de a decide să luați o astfel de schemă. Etapa. Cu răcire, totul este mai ușor: trebuie doar să oferiți flux de aer tuturor hard disk-urilor, plus nu le puneți aproape unul de celălalt. Reguli simple, dar, din păcate, nu toți le respectă. Și nu este neobișnuit ca ambele discuri dintr-o matrice să moară în același timp.

În plus, RAID nu înlocuiește necesitatea unor backup-uri regulate de date. Oglindirea este oglindirea, dar dacă dați greșit sau ștergeți fișiere accidental, al doilea disc nu vă va ajuta în niciun fel. Așa că faceți o copie de rezervă ori de câte ori puteți. Această regulă se aplică indiferent de prezența matricelor RAID în interiorul computerului.

Deci, ești RAIDy? Da? Amenda! Doar în căutarea volumului și a vitezei, nu uitați un alt proverb: „Fă-l pe nebun să se roage lui Dumnezeu, că-și va rupe fruntea”. Unități puternice și controlere de încredere!

Avantajul costurilor RAID zgomotos

RAID este bun chiar și fără să te uiți la bani. Dar să calculăm prețul celui mai simplu stripe array de 400 GB. Două unități Seagate Barracuda SATA 7200.8 de 200 GB fiecare vă vor costa aproximativ 230 USD. Controlerele RAID sunt încorporate în majoritatea plăcilor de bază, așa că le obținem gratuit.

În același timp, o unitate de 400 GB a aceluiași model costă 280 USD. Diferența este de 50 de dolari, iar cu acești bani poți obține un PSU puternic, de care, fără îndoială, vei avea nevoie. Nici măcar nu vorbesc despre faptul că performanța unui „disc” compozit la un preț mai mic va fi aproape de două ori mai mare decât performanța unui singur hard disk.

Să calculăm acum, concentrându-ne pe volumul total de 250 GB. Nu există unități de 125 GB, așa că să luăm două hard disk-uri de 120 GB. Prețul fiecărui disc este de 90 USD, prețul unui hard disk de 250 GB este de 130 USD. Ei bine, cu astfel de volume, performanța are un preț. Și dacă iei un array de 300 GB? Două discuri de 160 GB - aproximativ 200 USD, unul de 300 GB - 170 USD ... Din nou, nu asta. Se pare că RAID este benefic doar atunci când se folosesc discuri foarte mari.

Astăzi vom afla informații interesante despre ce este o matrice RAID și ce rol joacă aceste matrice în viața hard disk-urilor, da, în ele.

Hard disk-urile în sine joacă un rol destul de important în computer, deoarece cu ajutorul lor pornim sistemul și stocăm multe informații pe ele.

Timpul trece și orice hard disk se poate defecta, poate fi oricare despre care nu vorbim astăzi.

Sper că mulți au auzit de așa-numitul matrice de raid, care permit nu numai accelerarea lucrului hard disk-urilor, ci și, dacă se întâmplă ceva, salvarea datelor importante de la dispariția, poate pentru totdeauna.

De asemenea, aceste matrice au numere ordinale, ceea ce le face diferite. Fiecare are o funcție diferită. De exemplu, există RAID 0, 1, 2, 3, 4, 5și așa mai departe. Astăzi vom vorbi despre aceste matrice și apoi voi scrie un articol despre cum să folosim unele dintre ele.

Ce este o matrice RAID?

RAID- aceasta este o tehnologie care vă permite să combinați mai multe dispozitive, și anume, hard disk-uri, în cazul nostru merge ceva ca un pachet dintre ele. Astfel, îmbunătățim fiabilitatea stocării datelor și viteza de citire/scriere. Poate una dintre aceste funcții.

Deci, dacă doriți fie să vă accelerați discul, fie doar să vă asigurați informațiile, depinde de dvs. Mai precis, depinde de alegerea configurației necesare a „Raidului”, aceste configurații sunt marcate cu numerele de serie 1, 2, 3 ...

Raidurile sunt o caracteristică foarte utilă și recomand tuturor să o folosească. De exemplu, dacă utilizați al 0-lea configurație, atunci veți simți o creștere a vitezei hard disk-ului, la urma urmei, hard disk-ul este aproape dispozitivul cu cea mai mică viteză.

Dacă întrebi de ce, atunci aici cred că totul este clar. în fiecare an devin mai puternice, sunt echipate cu o frecvență mai mare, mai multe nuclee și multe altele. La fel cu și. Și până acum, hard disk-urile cresc doar în volum, iar rata de rotație a rămas la fel ca era de 7200 și a rămas. Desigur, există și modele mai rare. Situația este salvată până acum de așa-zișii, care accelerează sistemul de mai multe ori.

Să presupunem că te-ai dus să construiești RAID 1, în acest caz, veți primi o garanție ridicată a protecției datelor dumneavoastră, deoarece acestea vor fi duplicate pe un alt dispozitiv (disc) și dacă un hard disk se defectează, toate informațiile vor rămâne pe celălalt.

După cum puteți vedea din exemple, raidurile sunt foarte importante și utile și ar trebui folosite.

Deci, o matrice RAID este fizic un pachet de două hard disk-uri conectate la placa de bază, puteți fie trei, fie patru. Apropo, ar trebui să sprijine și crearea de matrice RAID. Conectarea hard disk-urilor se realizează conform standardului, iar crearea raidurilor are loc la nivel de software.

Când am creat raidul în mod programatic, nimic nu s-a schimbat cu adevărat, doar lucrezi în BIOS și totul va rămâne așa cum era, adică, uitându-te în My Computer, vei vedea aceleași discuri conectate.

Nu este nevoie de mult pentru a crea o matrice: o placă de bază cu suport RAID, două hard disk-uri identice ( este important). Ar trebui să fie aceleași nu numai în volum, ci și în cache, interfață etc. Este de dorit ca producătorul să fie același. Acum pornim computerul și, acolo căutăm parametrul Configurare SATAși îmbrăcați RAID... După repornirea computerului, ar trebui să apară o fereastră în care vom vedea informații despre discuri și raiduri. Acolo trebuie să apăsăm CTRL + I pentru a începe configurarea raid-ului, adică adăugați sau eliminați discuri de pe acesta. Apoi setarea acestuia va începe.

Câte raiduri sunt? Sunt mai multe dintre ele și anume RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID 6... Despre două dintre ele voi vorbi mai detaliat.

1. RAID 0- vă permite să creați o matrice de discuri pentru a crește viteza de citire / scriere.
2. RAID 1- vă permite să creați matrice de discuri în oglindă pentru protecția datelor.

Ce este RAID 0?

Matrice RAID 0, care se mai numește "striping" folosește 2 până la 4 hard disk-uri, rareori mai multe. Ei lucrează împreună pentru a crește productivitatea. Astfel, datele cu o astfel de matrice sunt împărțite în blocuri de date și apoi sunt scrise pe mai multe discuri simultan.

Performanța este îmbunătățită deoarece un bloc de date este scris pe un disc, pe alt disc, alt bloc și așa mai departe.Cred că este clar că 4 discuri vor crește performanța mai mult de două. Dacă vorbim despre securitate, atunci are de suferit pe întreaga matrice. Dacă unul dintre discuri eșuează, atunci, în majoritatea cazurilor, toate informațiile se vor pierde pentru totdeauna.

Faptul este că într-o matrice RAID 0, informațiile sunt localizate pe toate discurile, adică octeții unui fișier sunt localizați pe mai multe discuri. Prin urmare, dacă un disc eșuează, o anumită cantitate de date se va pierde, iar recuperarea este imposibilă.

De aici rezultă că este necesar să se facă permanent pe medii externe.

Ce este RAID 1?

Matrice RAID 1, se mai numește Oglindire- oglinda. Dacă vorbim despre dezavantaj, atunci în RAID 1 volumul unuia dintre hard disk-uri este, așa cum ar fi, „indisponibil” pentru tine, deoarece este folosit pentru a duplica primul disc. În RAID 0, acest spațiu este disponibil.

Din avantaje, așa cum probabil ați ghicit deja, rezultă că matricea oferă o fiabilitate ridicată a datelor, adică dacă un disc eșuează, toate datele vor rămâne pe al doilea. Eșecul a două discuri simultan este puțin probabil. O astfel de matrice este adesea folosită pe servere, dar acest lucru nu împiedică utilizarea sa pe computerele obișnuite.

Dacă alegeți RAID 1, atunci știți că performanța va scădea, dar dacă datele sunt importante pentru dvs., atunci utilizați abordarea datelor.

Ce este RAID 2-6?

Acum voi descrie pe scurt restul matricelor, ca să spunem așa, pentru dezvoltare generală și totul pentru că nu sunt la fel de populare ca primele două.

RAID 2- necesar pentru matricele care folosesc codul Hamming (nu mă interesează ce fel de cod). Principiul de funcționare este aproximativ același ca în RAID 0, adică informațiile sunt, de asemenea, împărțite în blocuri și scrise pe discuri unul câte unul. Restul discurilor sunt folosite pentru a stoca coduri de corectare a erorilor, cu ajutorul cărora, în cazul unei defecțiuni a unuia dintre discuri, puteți restaura datele.

Adevărat, pentru această matrice este mai bine să folosiți 4 discuri, ceea ce este destul de scump și, după cum s-a dovedit, atunci când folosiți atât de multe discuri, câștigul de performanță este destul de controversat.

RAID 3, 4, 5, 6- Nu voi scrie aici despre aceste matrice, deoarece informațiile necesare sunt deja pe Wikipedia, dacă doriți să știți despre aceste matrice, atunci citim.

Cum să alegi o matrice RAID?

Să presupunem că instalați adesea diverse programe, jocuri și copiați multă muzică sau filme, atunci vi se recomandă să utilizați RAID 0. Atunci când alegeți hard disk-uri, aveți grijă, acestea trebuie să fie foarte fiabile pentru a nu pierde informații. Asigurați-vă că ați făcut o copie de rezervă a datelor.

Există informații importante care trebuie să fie în siguranță? Apoi vine în ajutor RAID 1. Atunci când alegeți hard disk-uri, caracteristicile acestora trebuie să fie și ele identice.

Concluzie

Deci am analizat pentru cineva nou, dar pentru cineva vechi informații despre matrice RAID. Sper că aceste informații vă sunt utile. Voi scrie în curând despre cum să creez aceste matrice.

RAID- o abreviere care înseamnă Redundant Array of Independent Disks - „o matrice tolerantă la erori de discuri independente” (mai devreme, uneori, cuvântul Ieftin era folosit în loc de Independent). Conceptul unei structuri multi-disc care este grupată pentru a oferi reziliență a luat naștere în 1987 în lucrarea fundamentală a lui Patterson, Gibson și Katz.

Tipuri RAID originale

RAID-0
Dacă considerăm că RAID este „redundant” (Redundant...), atunci RAID-0 este „zero fault tolerance”, absența lui. O structură RAID-0 este o matrice de discuri cu dungi. Blocurile de date sunt scrise pe toate discurile din matrice unul câte unul, în ordine. Acest lucru îmbunătățește performanța, în mod ideal de câte ori există discuri în matrice, deoarece scrierea este paralelizată pe mai multe dispozitive.
Cu toate acestea, fiabilitatea este redusă de același factor, deoarece datele se vor pierde dacă oricare dintre discurile din matrice eșuează.

RAID-1
Aceasta este așa-numita „oglindă”. Operațiile de scriere se efectuează pe două discuri în paralel. Fiabilitatea unei astfel de matrice este mai mare decât cea a unui singur disc, dar performanța crește doar ușor (sau nu crește deloc).

RAID-10
O încercare de a combina meritele celor două tipuri de RAID și de a le elimina din dezavantajele lor inerente. Dacă luăm un grup RAID-0 cu performanță crescută și oferim fiecăruia dintre ele (sau întregului array) unități „oglindite” pentru a proteja datele de pierderi ca urmare a unei defecțiuni, obținem o matrice tolerantă la erori cu performanță crescută, așa cum rezultat al folosirii dungilor.
Astăzi este unul dintre cele mai populare tipuri de RAID în sălbăticie.
Contra - plătim pentru toate avantajele de mai sus cu jumătate din capacitatea totală a discurilor incluse în matrice.

RAID-2
A rămas în întregime teoretic. Aceasta este o matrice în care datele sunt codificate cu codul de corectare a erorilor Hamming, ceea ce face posibilă recuperarea fragmentelor greșite individuale datorită redundanței sale. Apropo, diferite modificări ale codului Hamming, precum și moștenitorii acestuia, sunt utilizate în procesul de citire a datelor de pe capetele magnetice ale hard disk-urilor și cititoare optice de CD / DVD.

RAID-3 și 4
„Dezvoltarea creativă” a ideii de protecție a datelor cu cod redundant. Codul Hamming este indispensabil în cazul unui flux „permanent nesigur” saturat cu erori continue slab previzibile, cum ar fi, de exemplu, un canal de comunicație aerian zgomotos. Totuși, în cazul hard disk-urilor, principala problemă nu sunt erorile de citire (credem că datele sunt scoase de pe hard disk-uri în forma în care le-am scris, dacă funcționează deja), ci în defecțiunea întregului disc.
Pentru astfel de condiții, puteți combina o schemă în dungi (RAID-0) și, pentru a vă proteja împotriva defecțiunii unuia dintre discuri, să completați informațiile înregistrate cu redundanță, ceea ce vă va permite să recuperați datele dacă o parte din acestea sunt pierdute, prin alocarea un disc suplimentar pentru asta.
Dacă vreunul dintre discurile de date este pierdut, putem restaura datele stocate pe acesta prin operații matematice simple asupra datelor de redundanță; în cazul unei defecțiuni a discului cu date de redundanță, avem încă date citite dintr-o matrice de discuri RAID-0.
Variantele RAID-3 și RAID-4 diferă prin aceea că, în primul caz, sunt intercalați octeți separați, iar în al doilea - grupuri de octeți, „blocuri”.
Principalul dezavantaj al acestor două scheme este viteza extrem de scăzută de scriere a matricei, deoarece fiecare operație de scriere determină o actualizare a „sumei de control”, un bloc de redundanță pentru informațiile înregistrate. Evident, în ciuda structurii în dungi, performanța unei matrice RAID-3 și RAID-4 este limitată de performanța unui singur disc, cel care conține „blocul de redundanță”.

RAID-5
O încercare de a ocoli această limitare a dat naștere la următorul tip de RAID, care este în prezent cel mai răspândit, alături de RAID-10. Dacă scrierea unui „bloc de redundanță” pe disc limitează întreaga matrice, să-l răspândim și pe discurile matricei, să facem un disc nealocat pentru aceste informații, astfel operațiunile de actualizare a redundanței vor fi distribuite pe toate discurile din matrice. Adică, ca și în cazul RAID-3 (4), luăm discuri pentru a stoca N informații în cantitate de N + 1 disc, dar spre deosebire de Tipul 3 și 4, acest disc este folosit și pentru a stoca date amestecate cu date redundante , ca și restul N.
Defecte? Dar fără ele. Problema cu înregistrarea lentă a fost parțial rezolvată, dar încă nu complet. Scrierea într-o matrice RAID-5 este, totuși, mai lentă decât scrierea într-o matrice RAID-10. Pe de altă parte, RAID-5 este mai „eficient din punct de vedere al costurilor”. Pentru RAID-10, plătim pentru toleranța la erori cu exact jumătate din discuri, iar pentru RAID-5, acesta este doar un disc.

Cu toate acestea, viteza de scriere scade proporțional cu creșterea numărului de discuri din matrice (spre deosebire de RAID-0, unde crește doar). Acest lucru se datorează faptului că atunci când scrie un bloc de date, matricea trebuie să recalculeze blocul de redundanță, pentru care citește blocurile „orizontale” rămase și recalculează blocul de redundanță în conformitate cu datele lor. Adică, pentru o operațiune de scriere, o matrice de 8 discuri (7 discuri de date + 1 suplimentar) va face 6 operațiuni de citire în cache (restul blocurilor de date de pe toate discurile pentru a calcula blocul de redundanță), calculați blocul de redundanță din aceste blocuri și faceți 2 scrieri (scrieți blocul de date în curs de scriere și suprascrieți blocul de redundanță). În sistemele moderne, o parte din claritate este eliminată prin memorarea în cache, dar cu toate acestea, prelungirea grupului RAID-5, deși provoacă o creștere proporțională a vitezei de citire, dar și o scădere corespunzătoare a vitezei de scriere.
Situația cu scăderea performanței la scrierea în RAID-5 dă uneori naștere la extremism curios, de exemplu, http://www.baarf.com/;)

Cu toate acestea, deoarece RAID-5 este cea mai eficientă structură RAID în ceea ce privește consumul de disc pe „megaoctet liniar”, este utilizat pe scară largă acolo unde reducerea vitezei de scriere nu este un parametru critic, de exemplu, pentru stocarea de date pe termen lung sau pentru date care se citește în primul rând.
Separat, trebuie menționat că extinderea unei matrice de discuri RAID-5 prin adăugarea unui disc suplimentar determină o recalculare completă a întregului RAID, care poate dura ore, și în unele cazuri chiar zile, timp în care performanța matricei scade dramatic.

RAID-6
Dezvoltarea în continuare a ideii de RAID-5. Dacă calculăm redundanța suplimentară conform unei alte legi decât cea utilizată în RAID-5, atunci putem păstra accesul la date în cazul defecțiunii a două discuri din matrice.
Plata pentru aceasta este un disc suplimentar pentru datele celui de-al doilea „bloc de redundanță”. Adică, pentru a stoca date egale cu dimensiunea de N discuri, va trebui să luăm N + 2 discuri. „Matematica” calculării blocurilor de redundanță devine mai complicată, ceea ce determină o scădere și mai mare a vitezei de scriere în comparație cu RAID-5 , dar fiabilitatea crește. Mai mult, în unele cazuri chiar depășește nivelul de fiabilitate al RAID-10. Nu este greu de văzut că RAID-10 rezistă și eșecului a două discuri din matrice, totuși, dacă aceste discuri aparțin aceleiași „oglindă” sau diferite, dar nu două discuri în oglindă. Și probabilitatea unei astfel de situații nu poate fi redusă în niciun fel.

O nouă creștere a numărului de tipuri RAID are loc datorită „hibridizării”, așa că există RAID-0 + 1, care a devenit deja considerat RAID-10, sau tot felul de RAID-51 himeric și așa mai departe.
Din fericire, ele nu apar în viața sălbatică, rămânând de obicei un „somn al rațiunii” (ei bine, cu excepția RAID-10 deja descris mai sus).

Buna ziua. Astăzi am pus mâna pe două hard disk-uri noi, m-am gândit mult timp ce se poate face cu ele pentru a-mi ajuta cititorii. După ce m-am gândit bine, am decis în sfârșit că cu greu aș putea scrie ceva mai bun decât o poveste despre RAID 1 creată de sistemul de operare în sine. Deci, ce este RAID 1?

RAID 1 este o matrice de două medii de disc, informații pe care sunt duplicate pe ambele discuri. Adică, aveți două discuri care sunt copii complete unul ale celuilalt. De ce se face asta? În primul rând, pentru a crește fiabilitatea stocării informațiilor. Deoarece probabilitatea de defecțiune a ambelor discuri în același timp este mică, în cazul defecțiunii unui disc, veți avea întotdeauna o copie a tuturor informațiilor de pe al doilea. Orice informație poate fi stocată pe o matrice RAID 1 la fel ca pe un hard disk obișnuit, ceea ce vă permite să nu vă faceți griji pentru un proiect important la care lucrați de foarte mult timp.

Astăzi ne vom uita la modul în care o matrice RAID este creată folosind Windows însuși atunci când utilizați două discuri goale (pot spune cu încredere că această instrucțiune funcționează pe Windows 7, 8 și 8.1). Dacă sunteți interesat să creați o matrice RAID folosind un disc deja plin, atunci aveți nevoie de unul pe acest subiect.

Și, de fapt, instrucțiuni pentru cunoștința dvs.:

1) Mai întâi, instalați hard disk-urile în unitatea de sistem și porniți computerul.

2) Deschideți „Panou de control → Sistem și securitate → Instrumente administrative → Gestionare computere → Stocare → Gestionare disc”. Când îl porniți pentru prima dată, utilitarul vă va informa despre instalarea de noi dispozitive de disc și vă va oferi să selectați o partiție pentru acestea. Dacă aveți un disc de 2,2 TB sau mai mult, alegeți GPT, dacă este mai mic, apoi alegeți MBR.

3) În partea de jos a ferestrei, găsiți unul dintre noile noastre hard disk-uri și faceți clic dreapta pe el. Selectăm „Creează volum în oglindă”:

4) Se va deschide Image Wizard. Dați clic mai departe.

5) Pe această pagină trebuie să adăugați un disc care va duplica discul selectat anterior. Prin urmare, selectați discul din partea stângă și apăsați butonul „Adăugați”:



Dați clic mai departe.

6) Selectați litera care va fi folosită pentru a desemna noul volum. Am ales M pentru Mirror. Faceți clic pe următorul.

7) Setați sistemul de fișiere, dimensiunea clusterului și numele volumului. De asemenea, vă recomand să bifați caseta de lângă „Format rapid”, lăsați-l să facă totul deodată. Și din nou mai departe.

8) Verificăm ce am făcut, dacă totul este corect, apăsăm „Finish”.

RAID (Matrice redundantă de discuri independente)- matrice redundantă de discuri independente, de ex. combinând hard disk-uri fizice într-unul logic pentru rezolvarea oricăror sarcini. Cel mai probabil, îl vei folosi pentru toleranța la erori. Dacă unul dintre discuri eșuează, sistemul va continua să funcționeze. În sistemul de operare, matricea va arăta ca un HDD obișnuit. RAID- array-urile isi au originea in segmentul solutiilor de server, dar acum sunt raspandite si sunt deja folosite acasa. Pentru a gestiona RAID-ohm, se folosește un cip special cu inteligență, care se numește controler RAID. Este fie un chipset pe placa de bază, fie o placă externă separată.

Tipuri de matrice RAID

Hardware- acesta este momentul în care starea matricei este controlată de un microcircuit special. Microcircuitul are propriul CPU și toate calculele cad pe el, eliberând CPU-ul serverului de sarcina inutilă.

Program- acesta este momentul în care starea matricei este controlată de un program special din sistemul de operare. În acest caz, va fi creată încărcare suplimentară pe CPU-ul serverului. La urma urmei, toate calculele cad asupra lui.

Este imposibil să spunem fără echivoc ce tip de raid este mai bun. În cazul unui raid software, nu trebuie să cumpărăm un controler raid scump. Care costă de obicei de la 250 USD. (o puteți găsi pentru 70 de dolari, dar nu aș risca datele) Dar toate calculele cad pe CPU-ul serverului. Software

implementarea este potrivită pentru raidurile 0 și 1. Sunt destul de simple și nu necesită mult calcul pentru a funcționa. Prin urmare, raidurile software sunt mai des folosite în soluțiile entry-level. Hardware raid folosește un controler raid în activitatea sa. Controlerul raid are propriul procesor pentru calcule, iar el este cel care efectuează operațiunile de intrare/ieșire.

Niveluri RAID

Sunt o mulțime. Acestea sunt principalele - 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 și combinate - 10, 30, 50, 53 ... Vom lua în considerare doar cele mai populare care sunt utilizate în infrastructura modernă a intreprinderea. Litera D din diagrame reprezintă date sau un bloc de date.

RAID 0 (matrice de discuri cu dungi fără toleranță la erori)

El este dungă. Acesta este momentul în care două sau mai multe discuri fizice sunt combinate într-unul logic pentru a consolida spațiul. Adică luăm două discuri de 500 GB, le combinăm în RAID 0 și în sistem vedem 1 HDD cu o capacitate de 1 TB. Informațiile sunt distribuite uniform pe toate discurile raid sub formă de blocuri mici (dungi).

Pro - Performanță ridicată, ușurință de implementare.

Contra - lipsa toleranței la erori. La utilizarea acestui raid, fiabilitatea sistemului este redusă la jumătate (dacă folosim două discuri). La urma urmei, dacă cel puțin un disc eșuează, pierzi toate datele.

RAID 1 (oglindire și duplexare)

El este o oglindă. Acesta este atunci când două sau mai multe discuri fizice sunt combinate într-un singur disc logic în scopul creșterii toleranței la erori. Informațiile sunt scrise simultan pe ambele discuri ale matricei, iar când unul dintre ele iese, informațiile sunt salvate pe celălalt.

Avantaje - viteză mare de citire/scriere, ușurință de implementare.

Contra - redundanță ridicată. În cazul utilizării a 2 discuri, aceasta este 100%.

RAID 1E

RAID 1E funcționează astfel: trei discuri fizice sunt combinate într-o matrice, după care este creat un volum logic. Datele sunt răspândite pe discuri în blocuri. O bandă marcată cu ** este o copie a fragmentului precedent *. În acest caz, fiecare bloc al copiei în oglindă este scris cu o schimbare pe un disc

Cea mai simplă soluție tolerantă la erori de implementat este RAID 1 (oglindire), care este o oglindire a două discuri. Disponibilitatea ridicată a datelor este garantată prin existența a două copii complete. O astfel de redundanță a structurii matricei îi afectează costul - la urma urmei, capacitatea utilă este jumătate din cea utilizată. Deoarece RAID 1 este construit pe două HDD-uri, acest lucru nu este în mod clar suficient pentru aplicațiile moderne, avide de disc. Datorită acestor cerințe, domeniul de aplicare al RAID 1 este de obicei limitat la volumele de servicii (OS, SWAP, LOG); acestea sunt utilizate pentru a găzdui datele utilizatorului numai în soluții cu buget redus.

RAID 1E este o combinație de striping din RAID 0 și mirroring din RAID 1. Concomitent cu scrierea unei zone de date pe o unitate, se face o copie pe următorul disc din matrice. Diferența față de RAID 1 este că numărul de HDD-uri poate fi impar (minim 3). Ca și în cazul RAID 1, capacitatea utilizabilă este de 50% din capacitatea totală a discului din matrice. Totuși, dacă numărul de discuri este par, este de preferat să folosiți RAID 10, care, cu aceeași utilizare a capacității, este format din două (sau mai multe) „oglinzi”. Dacă unul dintre discurile RAID 1E eșuează fizic, controlerul comută cererile de citire și scriere pe discurile rămase din matrice.

Avantaje:

• securitate ridicată a datelor;
• performanță bună.

Defecte:

• ca și în cazul RAID 1, este utilizată doar 50% din capacitatea discului matricei.

RAID 2

În matricele de acest tip, discurile sunt împărțite în două grupuri - pentru date și pentru codurile de corectare a erorilor, iar dacă datele sunt stocate pe discuri, atunci discurile sunt necesare pentru a stoca codurile de corecție. Datele sunt scrise pe discurile corespunzătoare în același mod ca în RAID 0, acestea sunt împărțite în blocuri mici în funcție de numărul de discuri destinate stocării informațiilor. Discurile rămase stochează coduri de corectare a erorilor, care pot fi folosite pentru a recupera informații în cazul unei defecțiuni a hard diskului. Metoda Hamming a fost folosită de mult în memoria ECC și vă permite să corectați erorile simple și duble din mers.

Dezavantajul unei matrice RAID 2 este că necesită o structură aproape dublu față de numărul de discuri pentru a funcționa, astfel încât acest tip de matrice nu a devenit larg răspândit.

RAID 3

Într-o matrice RAID 3 de discuri, datele sunt împărțite în bucăți mai mici decât un sector (împărțite în octeți) sau blocate și răspândite pe discuri. Un alt disc este folosit pentru a stoca blocuri de paritate. RAID 2 a folosit un disc în acest scop, dar majoritatea informațiilor de pe discurile de control au fost folosite pentru corectarea erorilor din mers, în timp ce majoritatea utilizatorilor sunt mulțumiți de recuperarea simplă a informațiilor în cazul unei defecțiuni a discului, pentru care există suficiente informații. care poate încăpea pe un hard disk dedicat.

Diferențele dintre RAID 3 și RAID 2: incapacitatea de a corecta erorile din mers și mai puțină redundanță.

Avantaje:

• viteză mare de citire și scriere a datelor;
• numărul minim de discuri pentru a crea o matrice este de trei.

Defecte:

• o matrice de acest tip este bună numai pentru lucrul cu o singură sarcină cu fișiere mari, deoarece timpul de acces la un sector separat, împărțit pe discuri, este egal cu maximul intervalelor de acces la sectoarele fiecăruia dintre discuri. Pentru blocurile mici, timpul de acces este mult mai mare decât timpul de citire.
• sarcină mare pe discul de control și, ca urmare, fiabilitatea acestuia scade semnificativ în comparație cu discurile care stochează date.

RAID 4

RAID 4 este similar cu RAID 3, dar diferă de acesta prin faptul că datele sunt împărțite mai degrabă în blocuri decât în ​​octeți. Astfel, a fost posibil să se „înfrângă” parțial problema ratei scăzute de transfer de date de volum mic. Scrierea este lentă datorită faptului că paritatea de bloc este generată în timpul scrierii și scrisă pe un singur disc. Dintre sistemele de stocare răspândite, RAID-4 este utilizat pe dispozitivele de stocare NetApp (NetApp FAS), unde deficiențele sale au fost eliminate cu succes datorită funcționării discurilor într-un mod special de scriere de grup determinat de sistemul de fișiere intern WAFL utilizat pe dispozitive. .

RAID 5 (Discuri de date independente cu blocuri de paritate distribuite)

Cel mai popular tip de matrice raid, în general, datorită economiei de utilizare a suporturilor de date. Blocurile de date și sumele de control sunt scrise ciclic pe toate discurile din matrice. Dacă unul dintre discuri eșuează, performanța va fi semnificativ redusă, deoarece vor trebui efectuate manipulări suplimentare pentru ca matricea să funcționeze. Raid-ul în sine are o viteză de citire/scriere destul de bună, dar este puțin inferioară RAID 1. Aveți nevoie de cel puțin trei discuri pentru a organiza RAID 5.

Avantaje - utilizarea economică a suporturilor, viteză bună de citire/scriere. Diferența de performanță față de RAID 1 nu este la fel de vizibilă precum economiile de spațiu pe disc. În cazul utilizării a trei HDD-uri, redundanța este de doar 33%.

Contra - recuperarea și implementarea datelor complexe.

RAID 5E

RAID 5E funcționează așa. O matrice este asamblată din patru discuri fizice, în ea este creat un disc logic. O rezervă distribuită este spațiul liber. Datele sunt distribuite pe unități, creând blocuri pe un disc logic. Sumele de verificare sunt, de asemenea, împrăștiate pe discurile din matrice și scrise de pe disc la disc, la fel ca în RAID 5. HDD-ul de rezervă rămâne gol.

RAID 5 „Clasic” a fost standardul pentru toleranța la erori de subsistem de disc de mulți ani. Folosește striping de date în cadrul matricei HDD, pentru fiecare dintre benzile definite în acesta, sumele de control (paritatea) sunt calculate și scrise. În consecință, viteza de scriere scade din cauza recalculării constante a COP odată cu sosirea de noi date. Pentru a crește performanța, înregistrările CW sunt distribuite pe toate unitățile din matrice, alternând cu datele. Spațiul de stocare consumă capacitatea unui mediu, prin urmare RAID 5 utilizează un disc mai puțin decât numărul total din matrice. RAID 5 necesită minim trei (și maxim 16) unități de hard disk, iar eficiența de utilizare a spațiului pe disc variază între 67-94%, în funcție de numărul de discuri. Evident, acesta este mai mult decât RAID 1, care utilizează 50% din capacitatea disponibilă.

Suprafața redusă de implementare a redundanței RAID 5 se traduce într-o implementare destul de complexă și un proces de recuperare a datelor îndelungat. Numărarea sumelor de control și a adreselor este responsabilitatea unui controler RAID hardware cu cerințe mari asupra procesorului, logicii și memoriei cache. Performanța unei matrice RAID 5 în starea sa degradată este extrem de scăzută, iar timpul de recuperare este măsurat în ore. Ca urmare, problema unei matrice defectuoase este exacerbată de riscul ca una dintre unități să se defecteze din nou înainte ca RAID-ul să fie reconstruit. Acest lucru distruge volumul de date.

O abordare comună este includerea unei unități de rezervă dedicate în RAID 5 pentru a reduce timpul de nefuncționare înainte de a înlocui fizic unitatea defectă. Dacă una dintre unitățile din matricea originală eșuează, controlerul adaugă unitatea de rezervă la matrice și începe procesul de reconstrucție RAID. Este important să clarificăm că înainte de această primă defecțiune, unitatea de rezervă este inactivă, poate să nu participe la funcționarea matricei ani de zile și să nu fie verificată pentru erori de suprafață. La fel ca și cel care va fi adus ulterior în înlocuire în garanție în locul celui defect, va fi introdus în coșul de discuri și atribuit ca rezervă. Inoperabilitatea sa poate deveni o mare surpriză și va deveni clar în cel mai inoportun moment.

RAID 5E este un RAID 5 cu un disc de rezervă permanent inclus în matrice, a cărui capacitate se adaugă în mod egal fiecărui element din matrice. Pentru RAID 5E sunt necesare minim patru HDD-uri. Ca și în cazul RAID 5, datele și sumele de control sunt împărțite pe discurile din matrice. Utilizarea capacității utilizabile în RAID 5E este puțin mai mică, dar performanța este mai mare decât în ​​RAID 5 cu hot-spare.

Capacitatea unui volum logic RAID 5E este mai mică decât capacitatea totală cu volumul a două medii (unul este folosit pentru sume de control, celălalt este pentru hot-spare). Pe de altă parte, citirea și scrierea pe patru dispozitive fizice RAID 5E este mai rapidă decât operațiunile cu trei unități RAID 5 fizice cu hot-spare clasic (în timp ce al patrulea, hot-spare, nu participă la lucru). Un disc de rezervă în RAID 5E este un membru permanent complet al unei matrice. Nu poate fi atribuit la două matrice de rezervă diferite ("servitor a doi stăpâni" - așa cum este permis în RAID 5).

Dacă unul dintre discurile fizice eșuează, datele de pe unitatea defectată sunt recuperate. Matricea este comprimată și discul de rezervă distribuit devine parte a matricei. Unitatea logică rămâne la RAID 5E. După înlocuirea discului eșuat cu unul nou, datele discului logic sunt extinse la starea inițială a schemei de alocare HDD. Când utilizați un disc logic RAID 5E în Aranjamente de cluster de failover, acesta nu își va îndeplini funcția în timpul compresiei/decompresării datelor.

Avantaje:

• securitate ridicată a datelor;
• utilizare mai mare a capacității utilizabile decât RAID 1 sau RAID 1E;
• performanță mai bună decât RAID 5.

Defecte:

• performanță mai mică decât RAID 1E;
• nu poate partaja discul de rezervă cu alte matrice.

RAID 5EE

Notă: Nu este acceptat pe toate controlerele RAID level-5EE este similar cu RAID-5E, dar cu o utilizare mai eficientă a discului de rezervă și timpi de recuperare mai scurti. Similar cu nivelul RAID-5E, acest nivel RAID creează rânduri de date și sume de verificare pe toate discurile din matrice. Matricea RAID-5EE oferă securitate și performanță îmbunătățite. Când utilizați RAID nivel-5E, capacitatea volumului logic este limitată la capacitatea celor două hard disk-uri fizice din matrice (unul pentru monitorizare, unul pentru rezervă). Discul de rezervă face parte dintr-o matrice RAID de nivel 5EE. Cu toate acestea, spre deosebire de RAID nivel-5E, care utilizează spațiu liber nedivizat pentru spațiul de rezervă, în RAID nivel-5EE, blocurile de sumă de control sunt inserate în discul de rezervă, așa cum se arată în exemplul de mai jos. Acest lucru permite ca datele să fie reconstruite mai rapid dacă un disc fizic eșuează. Cu această configurație, nu o puteți utiliza cu alte matrice. Dacă aveți nevoie de o unitate de rezervă pentru o altă matrice, ar trebui să aveți un alt hard disk de rezervă. RAID nivel-5E necesită minim patru unități și, în funcție de nivelul și capacitatea firmware-ului, acceptă 8 până la 16 unități. RAID level-5E are firmware specific. Notă: pentru nivelul RAID-5EE, puteți utiliza un singur volum logic în matrice.

Avantaje:

• Protecție 100% a datelor
• Capacitate mai mare a discului fizic în comparație cu RAID-1 sau RAID-1E
• Performanță mai bună decât RAID-5
• Recuperare RAID mai rapidă în comparație cu RAID-5E

Defecte:

• Performanță slabă decât RAID-1 sau RAID-1E
• Acceptă un singur volum logic per matrice
• Imposibilitatea de a partaja un disc de rezervă cu alte matrice
• Suportă nu toate controlerele

RAID 6

RAID 6 - similar cu RAID 5, dar are un grad mai mare de fiabilitate - capacitatea de 2 discuri este alocată pentru sume de control, 2 sume sunt calculate folosind algoritmi diferiți. Necesită un controler RAID mai puternic. Asigură operabilitatea după defecțiunea simultană a două discuri - protecție împotriva defecțiunilor multiple. Sunt necesare minimum 4 discuri pentru a organiza o matrice. De obicei, utilizarea RAID-6 provoacă o degradare de aproximativ 10-15% a performanței grupului de discuri în comparație cu RAID-5, care este cauzată de cantitatea mare de procesare pentru controler (necesitatea de a calcula a doua sumă de control, precum și de a citi și scrie mai multe blocuri de disc la fiecare scriere).bloc).

RAID 7

RAID 7 este o marcă înregistrată a Storage Computer Corporation și nu este un nivel RAID separat. Structura matricei este următoarea: datele sunt stocate pe discuri, un disc este folosit pentru a stoca blocuri de paritate. Scrierea pe discuri este stocată în cache folosind RAM, matricea în sine necesită un UPS obligatoriu; coruperea datelor are loc în cazul unei întreruperi de curent.

RAID 10 sau RAID 1 + 0 (fiabilitate foarte ridicată cu performanță ridicată)

Combinație de raid în oglindă și raid de disc cu dungi. În acest tip de raid, discurile sunt combinate în perechi în raid-uri în oglindă (RAID 1) și apoi toate aceste perechi în oglindă sunt combinate într-o matrice cu dungi (RAID 0). Doar un număr par de discuri poate fi combinat într-un raid, minim - 4, maxim - 16. Moștenim fiabilitatea de la RAID 1 și viteza de la RAID 0.

Avantaje - rezistență și performanță ridicate

Contra - cost ridicat

RAID 50 sau RAID 5 + 0 (Rate ridicate de I/O și performanță de transfer de date)

Este, de asemenea, RAID 50, o combinație de RAID 5 și RAID 0. Matricea combină performanța ridicată și toleranța la erori.

Avantaje - toleranță ridicată la erori, rată de transfer de date și execuție a interogărilor

Contra - cost ridicat

RAID 60

O matrice RAID 60 combină caracteristicile de la nivelurile 6 și 0. O matrice RAID 60 combină striparea directă la nivel de bloc a RAID 0 cu paritate dublă distribuită în RAID 6, și anume: matricele RAID 0 sunt împărțite pe elemente RAID 6. Un disc virtual RAID 60 poate supraviețui pierderii a două hard disk-uri din fiecare dintre seturile RAID 6 fără nicio pierdere de date. Este cel mai eficient cu datele care necesită fiabilitate ridicată, rate de cerere ridicate, rate mari de transfer de date și capacități medii până la mari. Numărul minim de discuri este de 8.

RAID liniar

Linear RAID este o simplă agregare de discuri care creează un disc virtual mare. În RAID liniar, blocurile sunt alocate mai întâi pe un disc inclus în matrice, apoi, dacă acesta este plin, pe altul etc. Această agregare nu oferă un beneficiu de performanță, deoarece cel mai probabil operațiunile I/O nu vor fi distribuite pe discuri. De asemenea, RAID liniar nu are redundanță și, de fapt, crește probabilitatea de defecțiune - dacă o singură unitate se defectează, întreaga matrice va eșua. Capacitatea matricei este egală cu capacitatea totală a tuturor discurilor.

Concluzia principală care se poate face este că fiecare nivel de raid are avantajele și dezavantajele sale.

Mai important, un raid nu garantează integritatea datelor dumneavoastră. Adică, dacă cineva șterge fișierul sau acesta este deteriorat de un proces, raidul nu ne va ajuta. Prin urmare, raidul nu ne eliberează de nevoia de a face copii de rezervă. Dar ajută atunci când sunt probleme cu discurile la nivel fizic.