RAID- o abreviere care înseamnă Redundant Array of Independent Disks - „matrice sigură de discuri independente” (anterior, cuvântul Ieftin era folosit uneori în loc de Independent). Conceptul unei structuri constând din mai multe discuri combinate într-un grup care oferă toleranță la erori a luat naștere în 1987 în lucrarea fundamentală a lui Patterson, Gibson și Katz.

Tipuri RAID originale

RAID-0
Dacă credem că RAID este „toleranță la erori” (Redundant...), atunci RAID-0 este „toleranță zero la erori”, absența acesteia. Structura RAID-0 este o „matrice în dungi de discuri”. Blocurile de date sunt scrise unul câte unul pe toate discurile incluse în matrice, în ordine. Acest lucru crește performanța, în mod ideal, de atâtea ori cât numărul de discuri incluse în matrice, deoarece înregistrarea este paralelizată între mai multe dispozitive.
Cu toate acestea, fiabilitatea scade cu aceeași cantitate, deoarece datele se vor pierde dacă oricare dintre discurile incluse în matrice eșuează.

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

RAID-10
O încercare de a combina avantajele a două tipuri de RAID și de a le priva de dezavantajele lor inerente. Dacă luăm un grup RAID-0 cu performanță crescută și oferim fiecăruia dintre ele (sau întregului array) discuri „oglindă” pentru a proteja datele de pierderea din cauza eșecului, vom obține o matrice tolerantă la erori, cu performanță crescută ca rezultat a folosirii dungilor.
Astăzi, „în sălbăticie” acesta este unul dintre cele mai populare tipuri de RAID.
Dezavantaje - plătim pentru toate avantajele de mai sus cu jumătate din capacitatea totală a discurilor incluse în matrice.

RAID-2
A rămas o opțiune complet teoretică. Aceasta este o matrice în care datele sunt codificate cu un cod Hamming rezistent la erori, care vă permite să restaurați fragmente defecte individuale datorită redundanței sale. Apropo, diferite modificări ale codului Hamming, precum și succesorii săi, sunt utilizate în procesul de citire a datelor din magnetice. capete tari discuri 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 „constant nesigur” saturat cu erori continue slab predictibile, cum ar fi unul zgomotos canal de difuzare comunicatii. Cu toate acestea, în cazul hard disk-urilor, principala problemă nu sunt erorile de citire (credem că datele sunt scoase hard disk-uriîn forma în care le-am înregistrat, dacă funcționează), dar în defecțiunea întregului disc.
Pentru astfel de condiții, puteți combina o schemă de striping (RAID-0) și, pentru a vă proteja împotriva defecțiunii unuia dintre discuri, completați informațiile înregistrate cu redundanță, ceea ce vă va permite să restaurați datele dacă o parte din acestea se pierde, alocarea pentru aceasta disc suplimentar.
Dacă pierdem vreunul dintre discurile de date, putem restaura datele stocate pe acesta folosind operații matematice simple asupra datelor de redundanță; dacă discul cu date de redundanță eșuează, avem încă date citite din matricea de discuri de tip RAID-0.
Opțiunile RAID-3 și RAID-4 diferă prin aceea că, în primul caz, octeții individuali sunt intercalați, iar în al doilea caz sunt intercalați grupuri de octeți, „blocuri”.
Principalul dezavantaj al acestor două scheme este viteza extrem de scăzută de scriere în matrice, deoarece fiecare operație de scriere determină o actualizare a „sumei de control”, un bloc de redundanță pentru informațiile scrise. Este evident că, în ciuda structurii în dungi, performanța unei matrice RAID-3 și RAID-4 este limitată de performanța unui singur disc, cel pe care se află „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 matricei. 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 de redundanță , ca restul N.
Defecte? Cum ar fi fără ei? Problema cu înregistrarea lentă a fost parțial rezolvată, dar încă nu complet. Cu toate acestea, scrierea într-o matrice RAID-5 este mai lentă decât scrierea într-o matrice RAID-10. Dar 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 în cazul RAID-5 este doar un singur 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 citind blocurile „orizontale” rămase și recalculând 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 operații de citire în cache (blocurile de date rămase de pe toate discurile pentru a calcula blocul de redundanță), calculați blocul de redundanță din acestea blocuri, și face 2 scrieri (scrierea unui bloc de date înregistrate și suprascrierea unui bloc de redundanță). În sistemele moderne, problema este parțial atenuată prin caching, dar, cu toate acestea, prelungirea grupului RAID-5, deși determină o creștere proporțională a vitezei de citire, determină și o scădere corespunzătoare a vitezei de scriere.
Situația cu performanțe scăzute la scrierea în RAID-5 dă uneori naștere la extremism interesant, 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 decisiv, de exemplu, pentru stocarea de date pe termen lung sau pentru date care sunt citite 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, zile, timp în care performanța matricei scade catastrofal.

RAID-6
Dezvoltarea în continuare a ideii RAID-5. Dacă calculăm redundanța suplimentară conform unei legi diferite de cea folosită în RAID-5, atunci putem menține accesul la date dacă două discuri ale matricei eșuează.
Prețul pentru acesta este un disc suplimentar pentru datele celui de-al doilea „bloc de redundanță”. Adică, pentru a stoca date egale cu volumul de N discuri, va trebui să luăm N + 2 discuri. „Matematica” calculării blocurilor de redundanță devine mai complicată, ceea ce determină o reducere 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. Este ușor de observat că RAID-10 poate rezista și eșecului a două discuri din matrice, totuși, dacă aceste discuri aparțin aceleiași „oglindă” sau la diferite, dar nu două discuri în oglindă. Și probabilitatea unei astfel de situații nu poate fi ignorată.

O nouă creștere a numărului de tipuri RAID are loc datorită „hibridizării”, așa apare RAID-0+1, care a devenit deja discutat RAID-10, sau tot felul de RAID-51 himeric și așa mai departe.
Din fericire, nu se găsesc în fauna sălbatică, rămânând de obicei un „vis al minții” (ei bine, cu excepția RAID-10 deja descris mai sus).

Problema creșterii fiabilității stocării informațiilor este mereu pe ordinea de zi. Mai ales se referă suprafețe mari date, baze de date de care depinde funcționarea sistemelor complexe dintr-o gamă largă de industrii. Acest lucru este deosebit de important pentru performanta ridicata servere.

După cum știți, performanță procesoare moderne este în continuă creștere, ceea ce cei moderni nu pot ține pasul în dezvoltarea lor.
hard disk-uri. A avea un singur disc, fie că este SCSI sau, chiar mai rău, IDE, este deja nu va putea decide sarcini relevante pentru timpul nostru. Aveți nevoie de multe discuri care să se completeze unele pe altele, să le înlocuiască dacă unul dintre ele eșuează, să stocheze copii de rezervă și să funcționeze eficient și productiv.

Cu toate acestea, pur și simplu să ai mai multe hard disk-uri nu este suficient, ai nevoie de ele se integrează într-un sistem, care va funcționa fără probleme și nu va permite pierderea de date în cazul oricăror erori legate de disc.

Trebuie să aveți grijă să creați un astfel de sistem în avans, pentru că, așa cum spune celebrul proverb, Pa prăjit cocosul nu va musca- nu vor rata. Este posibil să vă pierdeți datele irevocabil.

Acest sistem ar putea deveni RAID- tehnologie stocare virtuală informații care combină mai multe discuri într-unul singur element logic. Este apelată o matrice RAID matrice redundantă discuri independente. Folosit de obicei pentru a îmbunătăți performanța și fiabilitatea.

Ce este necesar pentru a crea un raid? Cel puțin două hard disk-uri. În funcție de nivelul matricei, numărul de dispozitive de stocare utilizate variază.

Ce tipuri de matrice raid există?

Există matrice RAID de bază, combinate. Institutul Berkeley din California a propus împărțirea raidului în niveluri de specificație:

• De bază:
  • RAID 1 ;
  • RAID 2 ;
  • RAID 3 ;
  • RAID 4 ;
  • RAID 5 ;
  • RAID 6 .
• Combinate:
  • RAID 10 ;
  • RAID 01 ;
  • RAID 50 ;
  • RAID 05 ;
  • RAID 60 ;
  • RAID 06 .

Să ne uităm la cele mai frecvent utilizate.

Raidul 0

RAID 0 destinat pentru a crește viteza și înregistrarea. Nu crește fiabilitatea stocării și, prin urmare, nu este redundant. Celălalt nume al lui este dunga (dungi - „alternanță”). De obicei folosit de la 2 la 4 discuri.

Datele sunt împărțite în blocuri, care sunt scrise pe discuri unul câte unul. Viteză scrierea/citirea crește de un număr de ori care este un multiplu al numărului de discuri. Din neajunsuri Se poate observa probabilitatea crescută de pierdere a datelor cu un astfel de sistem. Nu are sens să stochezi baze de date pe astfel de discuri, deoarece orice gravă eșec va duce la inoperabilitatea completă a raidului, deoarece nu există instrumente de recuperare.

Raidul 1

RAID 1 oferă oglindă stocarea datelor pe nivelul hardware. Numit și matrice Oglindă, Ce înseamnă « oglindă» . Adică, datele de pe disc în acest caz sunt duplicate. Poate sa utilizare cu numărul de dispozitive de stocare de la 2 la 4.

Viteză scrierea/citirea practic nu se schimbă, ceea ce poate fi atribuit beneficii. Matricea funcționează dacă cel puțin un disc raid este în funcțiune, dar volumul sistemului este egal cu volumul unui disc. În practică, când eșec unul dintre hard disk-uri, va trebui să luați măsuri pentru a-l înlocui cât mai repede posibil.

Raidul 2

RAID 2 - folosește așa-numitul Cod Hamming. Datele sunt defalcate după hard disk-uri similar cu RAID 0, discurile rămase sunt stocate coduri de corectare a erorilor, în caz de eșec prin care puteți regenera informație. Această metodă permite din mers găsi, și apoi corect defecțiuni ale sistemului.

Rapiditate Citeste, scrieîn acest caz, comparativ cu utilizarea unui singur disc se ridică. Dezavantajul este un numar mare de discuri, în care este rațional să-l folosiți astfel încât să nu existe redundanță de date, de obicei aceasta este 7 și mai mult.

RAID 3 - într-o matrice, datele sunt împărțite pe toate discurile, cu excepția unuia, care stochează octeții de paritate. Rezistent la defecțiuni ale sistemului. Dacă unul dintre discuri eșuează. Apoi, informațiile sale pot fi „crescate” cu ușurință folosind datele de sumă de control de paritate.

Comparativ cu RAID 2 nicio posibilitate corectarea erorilor din mers. Această matrice este diferită performanta ridicatași capacitatea de a utiliza 3 discuri sau mai multe.

Principal minus un astfel de sistem poate fi luat în considerare sarcina crescuta pe un disc care stochează octeți de paritate și fiabilitatea scăzută a acestui disc.

Raidul 4

În general, RAID 4 este similar cu RAID 3, cu excepția diferență că datele de paritate sunt stocate mai degrabă în blocuri decât în ​​octeți, ceea ce permite o viteză crescută a transferurilor mici de date.

Minus Matricea specificată se dovedește a avea o viteză de scriere, deoarece paritatea de scriere este generată pe un singur disc, la fel ca RAID 3.

Aceasta pare a fi o soluție bună pentru acele servere în care fișierele sunt citite mai des decât scrise.

Raidul 5

RAID 2 până la 4 au dezavantaje din cauza incapacității de a paraleliza operațiunile de scriere. RAID 5 elimină acest dezavantaj. Blocurile de paritate sunt scrise simultan pentru toți dispozitive de disc matrice, fara asincronieîn distribuția datelor, ceea ce înseamnă că paritatea este distribuită.

Număr hard disk-uri folosite de la 3. Array-ul este foarte comun datorită acestuia versatilitateȘi eficienţă, Cum număr mai mare vor fi folosite discuri, cu atât spațiul pe disc va fi cheltuit mai economic. Vitezăîn care înalt datorită paralelizării datelor, dar performanţă scade comparativ cu RAID 10 din cauza un numar mare operațiuni. Dacă un disc eșuează, atunci fiabilitatea este redusă la Nivel RAID 0. Este nevoie de mult timp pentru a se recupera.

Raidul 6

Tehnologia RAID 6 este similară cu RAID 5, dar mai mare fiabilitate prin creşterea numărului de discuri de paritate.

Cu toate acestea, sunt deja necesare cel puțin 5 sau mai multe discuri procesor puternic pentru a procesa un număr crescut de operații, iar numărul de discuri trebuie să fie egal cu numărul prim 5,7,11 și așa mai departe.

Raidul 10, 50, 60

Urmează veni combinatii raidurile menționate anterior. De exemplu, RAID 10 este RAID 0 + RAID 1.

Ei moştenesc şi avantaje matrice ale componentelor lor în ceea ce privește fiabilitatea, performanța și numărul de discuri și, în același timp, eficiența.

Crearea unei matrice raid pe un computer de acasă

Avantajele creării unei matrice raid acasă nu sunt evidente, datorită faptului că acesta neeconomic, pierderea de date nu este atât de critică în comparație cu serverele, dar informație poate fi depozitat în copii de rezervă, făcând periodic copii de rezervă.

În aceste scopuri veți avea nevoie controlor de raid, care are propriul BIOS și propriile setări. În modern plăci de bază controler de raid poate integrat V podul de sud chipset. Dar chiar și în astfel de plăci, puteți conecta un alt controler conectându-vă la un conector PCI sau PCI-E. Exemplele includ dispozitive de la Silicon Image și JMicron.

Fiecare controler poate avea propriul utilitar de configurare.

Luați în considerare crearea unui raid cu cu Intel Matrix Storage Manager Opțiune ROM.

Transfer toate datele de pe discurile dvs., altfel în timpul creării matricei vor fi degajat.

Mergi la BIOSÎnființat placa de bază și porniți modul de operare RAID pentru hard diskul tău sata.

Pentru a lansa utilitarul, reporniți computerul, faceți clic ctrl+iîn timpul procedurii POST. În fereastra programului veți vedea o listă unități disponibile. Clic Creați masiv Apoi selectați nivelul de matrice necesar.

Urmăriți în continuare intuitiv interfață clară introduce dimensiunea matriceiȘi a confirma crearea acestuia.

Dacă v-ați gândit vreodată să cumpărați servere sau stocare NAS, atunci probabil că ați auzit termenul magic „RAID”. RAID înseamnă Redundant Array of Independent Disks - o matrice redundantă de discuri independente. În general, sistemele cu RAID utilizează două sau mai multe hard disk-uri fie pentru a îmbunătăți performanța sau toleranța la erori, fie ambele. Toleranța la erori, în acest caz, înseamnă că echipamentul (de exemplu, un server) va putea funcționa și datele nu se vor pierde chiar dacă unul (sau chiar mai multe) discuri se defectează.

Pentru a înțelege exact cum RAID ajută la îmbunătățirea performanței și a toleranței la erori, trebuie să înțelegeți care sunt nivelurile RAID. Nivelul RAID depinde de câte discuri sunt în matrice, cât de critice posibilă avarie disc, cât de importantă este viteza sistemului. De exemplu, pentru aplicațiile de afaceri, siguranța datelor în cazul defecțiunii componentelor este mult mai importantă, dar pentru utilizatorii casnici, viteza poate fi un factor decisiv. Nivelurile RAID reprezintă diferite combinații echilibrarea performanței, toleranța la erori și costul soluției.

Prezentare generală a tehnologiei RAID

De regulă, RAID este folosit în companii în care toleranța la erori și performanța nu sunt un lux, ci o necesitate. Serverele și stocările NAS, în cele mai multe cazuri, sunt echipate cu așa-numitele controlere RAID - module hardware care gestionează matrice de SATA sau Unități SSD. De asemenea, majoritatea sistemelor de operare moderne acceptă software-ul RAID, unde discurile și matricele sunt gestionate de sistemul de operare însuși.

De ce nivel RAID am nevoie?

După cum am menționat deja, există mai multe niveluri de RAID, în funcție de ceea ce doriți să obțineți - performanță mai mare, fiabilitate mai mare sau ambele. De asemenea, este important dacă este utilizat RAID hardware sau software. Software RAID nu acceptă toate nivelurile și, dacă utilizați hardware RAID, trebuie să vă gândiți la alegerea controlerului potrivit.

Cele mai comune niveluri RAID.

RAID0 – folosit pentru a îmbunătăți performanța. Cunoscut și sub numele de matrice „intercalată”. Aceasta înseamnă că fluxul de date este oarecum împărțit pe mai multe discuri, în loc să folosească unul tot timpul. În acest fel, se realizează „paralelismul” cititului sau scrisului, ceea ce grăbește munca. RAID0 necesită minim două discuri. RAID0 este suportat atât de hardware cât și soluții software. Dezavantajul RAID0 este că nu există toleranță la erori - dacă vreun disc eșuează, informațiile se pierd.

RAID1 – folosit pentru a îmbunătăți fiabilitatea. Cunoscut și sub numele de matrice „oglindă”. Din nume este clar că, în cazul RAID1, informațiile sunt scrise simultan pe două discuri, rezultând două copii ale datelor - două „oglinzi”. Dacă unul dintre discuri eșuează, al doilea continuă să funcționeze și nu se pierde nicio dată. Acesta este cel mai simplu și relativ mod ieftin crește toleranța la erori. Dezavantajul acestei soluții este o scădere ușoară a performanței. RAID1 necesită cel puțin două unități. RAID1 poate fi asamblat fie în software, fie folosind un controler hardware.

RAID5 este probabil cea mai comună configurație RAID. RAID5 oferă performanță mai bună decât „oglindire”, oferind și toleranță la erori. Într-o configurație RAID5, blocurile de date și așa-numita paritate ( bloc suplimentar datele de recuperare) sunt scrise secvenţial pe trei sau mai multe discuri. Dacă unul dintre discuri eșuează, datele sunt recuperate din blocurile rămase și paritate automat și fără probleme. Desigur, în acest caz sistemul rămâne pe deplin operațional. Un alt avantaj al RAID5 este „hot swap” - capacitatea de a schimba oricare dintre discuri fără a întrerupe funcționarea sistemului (server sau stocare). Un aspect negativ al utilizării RAID5 este o scădere bruscă a performanței în timpul recuperării datelor pe un disc nou înlocuit. De asemenea, RAID5 este, în principiu, solicitant în ceea ce privește resursele de calcul, așa că este recomandat să se folosească controler hardware, Cu toate că în mod programatic De asemenea, este posibil să creați RAID5.

RAID10 este o combinație de RAID1 și RAID0. Combină RAID1 „oglindire” și RAID0 „striping”. Oferă performanțe bune și toleranță la erori, dar este destul de costisitor, deoarece necesită minim patru discuri și capacitatea totală a matricei va fi egală cu jumătate din capacitatea discurilor fizice.

Există și alte niveluri RAID - RAID2, RAID4, RAID7, RAID50, RAID01, în majoritatea - sunt combinații și variante specifice ale configurațiilor deja descrise. Pentru întreprinderile mici și soluții tipice cele mai comune niveluri sunt 0, 1, 5 și 10.

Merită menționat faptul că, dacă utilizați discuri cu capacități diferite, matricea va fi egală cu capacitatea celui mai mic disc. De exemplu, capacitatea RAID1 a două discuri de 1000 GB și 500 GB va fi egală cu 500 GB. Este destul de firesc ca pentru RAID sa fie recomandat sa folosesti discuri de aceeasi capacitate.

De asemenea, din motive de performanță și fiabilitate, se recomandă utilizarea discurilor de același model și de preferință în cadrul aceluiași lot. Diverse unități, în special de la diferiți producători, se pot uza și provoca întârzieri complet imprevizibil.

Este bine de reținut că RAID nu înlocuiește backup. RAID poate fi într-un mod grozavîmbunătățirea fiabilității și a performanței, dar aceasta este doar o parte a unei strategii de recuperare a datelor.

RAID (Matrice redundantă de discuri independente)— o matrice redundantă de discuri independente, de ex. combinarea hard disk-urilor fizice într-o singură unitate logică pentru a rezolva orice problemă. 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– matricele au apărut în segmentul de soluții de server, dar acum sunt răspândite și sunt deja folosite acasă. Pentru a gestiona RAID, se folosește un cip special cu inteligență, numit controler RAID. Este fie chipsetul activat placa de baza, sau o placă externă separată.

Tipuri de matrice RAID

Hardware– acesta este momentul în care starea matricei este controlată de un cip special. Cipul are propriul CPU și toate calculele cad pe el, eliberând CPU-ul serverului de încărcare 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. ( îl puteți găsi pentru 70 USD, 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 calcule mari pentru a funcționa. Prin urmare, raidurile software sunt mai des folosite în soluțiile entry-level. Raidul hardware folosește un controler raid pentru a funcționa. Controlerul raid are propriul procesor pentru calcule, iar acest procesor este cel care efectuează operațiuni I/O.

Niveluri RAID

Sunt destul de multe. Acestea sunt principalele - 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 și cele combinate - 10, 30, 50, 53... Vom lua în considerare doar cele mai populare, care sunt utilizate în întreprinderile moderne infrastructură. Litera D din diagrame reprezintă date sau bloc de date.

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

Aka dungă. Acesta este atunci când două sau mai multe unități fizice sunt combinate într-o unitate logică în scopul de a combina spațiu. 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).

Avantaje – Performanță ridicată, ușurință de implementare.

Contra: lipsa toleranței la erori. Când folosiți acest raid, fiabilitatea sistemului este redusă la jumătate (dacă folosim două discuri). La urma urmei, dacă cel puțin un disc eșuează, îți pierzi toate datele.

RAID 1 (oglindire și duplexare)

Aka oglindă. Acesta este momentul în care două sau mai multe unități fizice sunt combinate într-o singură unitate logică pentru a îmbunătăți toleranța la erori. Informațiile sunt scrise pe ambele discuri ale matricei simultan și atunci când unul dintre ele iese, informațiile sunt stocate pe celălalt.

Pro: viteză mare de citire/scriere, ușurință de implementare.

Dezavantaje: redundanță mare. 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 distribuite pe discuri, formând blocuri. O bucată de date (bandă) marcată ** este o copie a piesei anterioare *. În acest caz, fiecare bloc al copiei în oglindă este scris cu o schimbare pe un disc

Cea mai ușor de implementat soluție tolerantă la erori este RAID 1 (oglindire), o imagine în oglindă a două discuri. Disponibilitatea ridicată a datelor este garantată de prezența a două copii complete. Această redundanță a structurii matricei îi afectează costul - la urma urmei, capacitatea utilă este la jumătate mai mare decât 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 unor astfel de cerințe, domeniul RAID 1 este de obicei limitat la volumele de servicii (OS, SWAP, LOG); acestea sunt utilizate numai în soluții cu buget redus pentru a găzdui datele utilizatorilor.

RAID 1E este o combinație de distribuire a informațiilor pe discuri (striping) din RAID 0 și oglindire din RAID 1. Concomitent cu scrierea unei zone de date pe o unitate, o copie a acesteia este creată 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 discurilor matrice. Adevărat, 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 una dintre unitățile RAID 1E eșuează fizic, controlerul comută solicitările de citire și scriere către unitățile rămase din matrice.

Avantaje:

• securitate ridicată a datelor;
• performanță bună.

Defecte:

• ca RAID 1, este folosită doar 50% din capacitatea de disc a 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, în cazul oricărei defecțiuni, hard disk Dacă informațiile nu reușesc, este posibil să se restabilească informațiile. Metoda Hamming a fost folosită de mult timp în memoria ECC și permite corectarea din mers a erorilor individuale și detectarea erorilor duble.

Dezavantajul matricei RAID 2 este că funcționarea acestuia necesită o structură aproape dublu față de numărul de discuri, astfel încât acest tip de matrice nu este 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 un bloc și distribuite 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 simpla restaurare a informațiilor în cazul unei defecțiuni a discului, ceea ce este suficientă informație. pentru a se potrivi pe un hard disk dedicat.

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

Avantaje:

• citire și scriere de mare viteză 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 fișiere mari, deoarece timpul de acces la un sector individual, împărțit pe discuri, este egal cu maximul intervalelor de acces la sectoarele fiecărui disc. Pentru blocurile mici, timpul de acces este mult mai mare decât timpul de citire.
• există o 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 prin faptul că datele sunt împărțite mai degrabă în blocuri decât în ​​octeți. Astfel, a fost posibil să se depășească parțial problema vitezei scăzute de transfer de date a volumelor mici. Scrierea este lentă datorită faptului că paritatea pentru bloc este generată în timpul înregistrării și scrisă pe un singur disc. Printre sistemele de stocare utilizate pe scară largă, RAID-4 este utilizat pe dispozitivele de stocare de la NetApp (NetApp FAS), unde deficiențele sale sunt eliminate cu succes datorită funcționării discurilor în regim special înregistrare 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 rentabilității utilizării mediilor de stocare. Blocurile de date și sumele de verificare 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 viteze de citire/scriere destul de bune, dar este ușor inferioară RAID 1. Aveți nevoie de cel puțin trei discuri pentru a organiza RAID 5.

Avantaje - utilizarea economică a media, Viteza buna Citeste, scrie. 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 și în ea este creat un disc logic. Un disc de rezervă distribuit este spațiu liber. Datele sunt distribuite pe unități, creând blocuri pe un disc logic. Sumele de verificare sunt, de asemenea, distribuite pe discurile matrice și scrise într-un offset disc-la-disc, la fel ca în RAID 5. Backup HDD rămâne goală.

RAID 5 „clasic” a fost considerat de mulți ani standardul pentru toleranța la erori a subsistemelor de discuri. Utilizează distribuția de date (striping) în cadrul matricei HDD; pentru fiecare dintre porțiunile (stripe) definite în acesta, sunt calculate și scrise sume de control (paritate). În consecință, viteza de înregistrare scade datorită recalculării constante a CS odată cu sosirea de noi date. Pentru a crește performanța, înregistrările CS sunt distribuite pe toate unitățile matrice, alternând cu datele. Stocarea CD-urilor consumă capacitatea unui singur suport, astfel încât RAID 5 utilizează un disc mai puțin decât numărul total de discuri din matrice. RAID 5 necesită minim trei (și maxim 16) HDD-uri, iar eficiența spațiului pe disc este în intervalul 67–94%, în funcție de numărul de discuri. Evident, acesta este mai mult decât RAID 1, care utilizează 50% din capacitatea disponibilă.

Suprafața redusă a implementării redundanței RAID 5 are ca rezultat o implementare destul de complexă și un proces îndelungat de recuperare a datelor. Calculul sumelor de control și adreselor este atribuit controlerului 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 inadecvării matricei este agravată de riscul defecțiunii repetate a unuia dintre discuri înainte ca RAID-ul să fie restaurat. Acest lucru face ca volumul de date să fie distrus.

O abordare comună este includerea unui disc de rezervă dedicat în RAID 5 pentru a reduce timpul de nefuncționare înainte de a înlocui fizic un disc defect. După ce una dintre unitățile din matricea originală eșuează, controlerul include o unitate de rezervă în matrice și începe procesul de reconstrucție RAID. Este important să clarificăm că înainte de această primă defecțiune, unitatea de rezervă este inactivă și este posibil să nu participe la funcționarea matricei ani de zile și să nu fie verificată pentru erori de suprafață. La fel ca cel care va fi adus ulterior de inlocuire in garantieÎn loc de cel eșuat, îl vor introduce în coșul de disc și îl vor atribui ca rezervă. O mare surpriză poate fi inoperabilitatea sa, iar acest lucru va deveni clar în cel mai inoportun moment.

RAID 5E este RAID 5 cu un disc de rezervă inclus în matrice utilizare constantă, a cărui capacitate se adaugă în mod egal fiecărui element al matricei. RAID 5E necesită minim patru HDD-uri. La fel ca RAID 5, datele și sumele de control sunt distribuite pe discurile matricei. Utilizarea capacității utile în RAID 5E este puțin mai mică, dar performanța este mai mare decât cea a RAID 5 cu hot-spare.

Capacitatea unui volum logic RAID 5E este mai mică decât capacitatea totală cu volumul a două medii (capacitatea unuia este folosită pentru sumele de verificare, a celuilalt pentru hot-spare). Dar citirea și scrisul sunt patru dispozitive fizice RAID 5E este mai rapid decât operațiunile cu trei unități RAID 5 fizice cu hot-spare clasic (în timp ce al patrulea, hot-spare, nu ia parte la operație). Discul de rezervă din RAID 5E este un membru permanent cu drepturi depline al matricei. Nu poate fi alocat pentru backup a două matrice diferite („un servitor de doi stăpâni” – așa cum este permis în RAID 5).

Dacă unul dintre discurile fizice eșuează, datele de pe unitatea defectată sunt restaurate. Matricea este comprimată și discul de rezervă distribuit devine parte a matricei. Unitatea logică rămâne la nivelul RAID 5E. După înlocuirea unui disc eșuat cu unul nou, date unitate logică se desfășoară în starea initiala Scheme de distribuție HDD. Când utilizați Boolean disc RAID 5E în schemele de cluster tolerante la erori, nu își va îndeplini funcțiile în timpul compresiei-decompresării datelor.

Avantaje:

• securitate ridicată a datelor;
• Utilizarea capacității utilizabile este mai mare decât RAID 1 sau RAID 1E;
• performanța este mai bună decât RAID 5.

Defecte:

• performanța este 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 mai multe utilizare eficientă disc de rezervă și multe altele timp scurt recuperare. Similar cu nivelul RAID-5E, acest nivel de matrice RAID creează rânduri de date și sume de verificare pe toate unitățile din matrice. RAID-5EE oferă securitate și performanță îmbunătățite. Când utilizați RAID nivel-5E, capacitatea unui volum logic este limitată la capacitatea a două hard disk-uri fizice din matrice (unul pentru control, unul pentru backup). Discul de rezervă face parte dintr-o matrice RAID de nivel 5EE. Cu toate acestea, spre deosebire de nivelul RAID-5E, care utilizează nepartiționat loc liber pentru backup, în RAID nivel-5EE blocuri de sumă de control sunt inserate în discul de rezervă, așa cum se arată mai jos în exemplu. Acest lucru vă permite să reconstruiți rapid datele în cazul unei defecțiuni disc fizic. Cu această configurație, nu o veți putea folosi 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 firmware-ului și capacitatea acestora, acceptă de la 8 la 16 unități. RAID level-5E are firmware specific. Notă: Pentru nivelul RAID-5EE, puteți utiliza un singur volum logic în matrice.

Avantaje:

• 100% protecție a datelor
• Capacitate mare de disc fizic în comparație cu RAID-1 sau RAID -1E
• Performanță mai mare în comparație cu RAID-5
• Mai repede Recuperare RAID comparativ cu RAID-5E

Defecte:

• Performanță mai scăzută decât RAID-1 sau RAID-1E
• Acceptă un singur volum logic per matrice
• Imposibilitate partajarea disc de rezervă cu alte matrice
• Nu toate controlerele sunt acceptate

RAID 6

RAID 6 - similar cu RAID 5, dar are mai multe grad înalt fiabilitate - capacitatea a 2 discuri este alocată pentru sume de control, 2 sume sunt calculate folosind algoritmi diferiți. Necesită un controler RAID mai puternic. Asigură funcționarea după defecțiunea simultană a două discuri - protecție împotriva defecțiunilor multiple. Sunt necesare minimum 4 discuri pentru a organiza matricea. De obicei, utilizarea RAID-6 cauzează o scădere cu aproximativ 10-15% a performanței grupului de discuri în comparație cu performanța RAID-5 similară, care este cauzată de volum mare prelucrare pentru controlor (necesitatea de a calcula al doilea suma de control, și citiți și rescrieți mai multe blocuri de disc pe măsură ce fiecare bloc este scris).

RAID 7

RAID 7 - Înregistrat marcă de la Storage Computer Corporation, 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; În cazul unei pene de curent, se produce coruperea datelor.

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

O combinație între un raid în oglindă și un raid cu dungi de disc. 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). Puteți combina doar un număr par de discuri într-un raid, minimul este 4, maximul este 16. Moștenim fiabilitatea de la RAID 1 și viteza de la RAID 0.

Avantaje – toleranță ridicată la erori și performanță

Contra - cost ridicat

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

Cunoscut și ca RAID 50, este o combinație de RAID 5 și RAID 0. Matricea combină performanta ridicata si toleranta la greseli.

Avantaje – toleranță ridicată la erori, viteză de transfer de date și execuție a interogărilor

Contra - cost ridicat

RAID 60

O matrice RAID de nivel 60 combină caracteristicile nivelurilor 6 și 0. O matrice RAID 60 combină striping-ul direct la nivel de bloc al RAID 0 cu striping-ul cu paritate dublă a RAID 6, și anume: RAID 0 este distribuit între elementele RAID 6. Un disc virtual RAID 60 poate supraviețui pierderii a două hard disk-uri în fiecare configurare RAID 6 fără a pierde date. Este cel mai eficient cu datele, este nevoie de o fiabilitate ridicată, cerere mare cursuri, viteza mare date și capacități medii și mari. Suma minima discuri-8.

RAID liniar

Linear RAID este o combinație simplă 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. O astfel de consolidare nu oferă beneficii de performanță, deoarece cel mai probabil operațiunile I/O nu vor fi distribuite între discuri. De asemenea, RAID liniar nu are redundanță și crește probabilitatea defecțiunii - 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 trage este că fiecare nivel de raid are propriile sale avantaje și dezavantaje.

O concluzie și mai importantă este că un raid nu garantează integritatea datelor dumneavoastră. Adică, dacă cineva șterge un fișier sau 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 apar probleme cu discurile la nivel fizic.

(+) : Are fiabilitate ridicată - funcționează atâta timp cât funcționează cel puțin un disc din matrice. Probabilitatea de defectare a două discuri simultan este egală cu produsul probabilităților de defecțiune a fiecărui disc. În practică, dacă unul dintre discuri eșuează, trebuie luate măsuri imediate pentru a restabili redundanța. Pentru a face acest lucru, este recomandat să utilizați discuri de rezervă cu orice nivel RAID (cu excepția zero). Avantajul acestei abordări este menținerea disponibilității constante.

(-) : Dezavantajul este că trebuie să plătiți costul a două hard disk, obținând capacitatea utilizabilă a unui singur hard disk.

RAID 1+0 și RAID 0+1

Oglindă pe multe discuri - RAID 1+0 sau RAID 0+1. RAID 10 (RAID 1+0) se referă la opțiunea când două sau mai multe RAID 1 sunt combinate în RAID 0. RAID 0+1 poate însemna două opțiuni:

RAID 2

Matricele de acest tip se bazează pe utilizarea codului Hamming. 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 distribuite pe discuri destinate stocării informațiilor, în același mod ca în RAID 0, adică. sunt împărțite în blocuri mici în funcție de numărul de discuri. Discurile rămase stochează coduri de corectare a erorilor, care pot fi folosite pentru a restaura informații în cazul în care orice hard disk se defectează. Metoda Hamming a fost folosită de mult timp în memoria ECC și permite corectarea din mers a erorilor individuale și detectarea erorilor duble.

Demnitate RAID 2 este o îmbunătățire a vitezei operațiunilor pe disc în comparație cu performanța unui singur disc.

Dezavantaj Matricea RAID 2 este că numărul minim de discuri la care are sens să-l folosești este de 7. În acest caz, este nevoie de o structură aproape dublă față de numărul de discuri (pentru n=3 datele vor fi stocate pe 4 discuri) , deci acest tip de matrice nu este larg răspândit . Dacă există aproximativ 30-60 de discuri, atunci depășirea este de 11-19%.

RAID 3

Într-o matrice RAID 3 de discuri, datele sunt împărțite în bucăți de dimensiuni mai mici decât sectorul (divizate în octeți) sau blocuri și distribuite 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 simpla restaurare a informațiilor în cazul unei defecțiuni a discului, ceea ce este suficientă informație. pentru a se potrivi pe un hard disk dedicat.

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

Avantaje:

• citire și scriere de mare viteză 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 individual, împărțit pe discuri, este egal cu maximul intervalelor de acces la sectoarele fiecărui disc. Pentru blocurile mici, timpul de acces este mult mai mare decât timpul de citire.
• există o 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 prin faptul că datele sunt împărțite mai degrabă în blocuri decât în ​​octeți. Astfel, a fost posibil să se depășească parțial problema vitezei scăzute de transfer de date a volumelor mici. Scrierea este lentă datorită faptului că paritatea pentru bloc este generată în timpul înregistrării și scrisă pe un singur disc. Printre sistemele de stocare utilizate pe scară largă, RAID-4 este utilizat pe dispozitivele de stocare NetApp (NetApp FAS), unde deficiențele sale sunt eliminate cu succes datorită funcționării discurilor într-un mod special de înregistrare de grup, determinat de sistemul de fișiere intern WAFL utilizat pe dispozitive.

RAID 5

Principalul dezavantaj al nivelurilor RAID 2 până la 4 este incapacitatea de a efectua operațiuni de scriere paralelă, deoarece un disc de control separat este folosit pentru a stoca informațiile de paritate. RAID 5 nu are acest dezavantaj. Blocurile de date și sumele de control sunt scrise ciclic pe toate discurile matricei; nu există nicio asimetrie în configurația discului. Sumele de control înseamnă rezultatul unei operații XOR (exclusive sau). Xor are o caracteristică care este utilizată în RAID 5, care face posibilă înlocuirea oricărui operand cu rezultatul și, folosind algoritmul xor, obțineți operandul lipsă ca rezultat. De exemplu: a xor b = c(Unde A, b, c- trei discuri ale matricei raid), în caz că A refuză, îl putem obține punându-l la locul lui c iar după cheltuire xorîntre cȘi b: c xor b = a. Acest lucru se aplică indiferent de numărul de operanzi: a xor b xor c xor d = e. Dacă refuză c Apoi e ii ia locul si detinerea xor ca urmare obținem c: a xor b xor e xor d = c. Această metodă oferă în esență versiunea 5 de toleranță la erori. Pentru a stoca rezultatul xor, este necesar doar 1 disc, a cărui dimensiune este egală cu dimensiunea oricărui alt disc din raid.

(+) : RAID5 a devenit larg răspândit, în primul rând datorită rentabilității sale. Capacitatea unei matrice de discuri RAID5 este calculată folosind formula (n-1)*hddsize, unde n este numărul de discuri din matrice, iar hddsize este dimensiunea celui mai mic disc. De exemplu, pentru o matrice de 4 discuri de 80 gigaocteți, volumul total va fi (4 - 1) * 80 = 240 gigaocteți. Pentru a înregistra informații despre Volumul RAID 5, resursele suplimentare sunt irosite și performanța scade, deoarece sunt necesare calcule suplimentare și operațiuni de scriere, dar la citire (comparativ cu un hard disk separat), există un câștig, deoarece fluxurile de date de pe mai multe discuri ale matricei pot fi procesate în paralel .

(-) : Performanța RAID 5 este vizibil mai scăzută, în special în operațiunile de scriere aleatorie, unde performanța scade cu 10-25% din Performanță RAID 0 (sau RAID 10), după cum necesită Mai mult operațiuni de disc (fiecare operație de scriere pe server este înlocuită pe controlerul RAID cu trei - o operație de citire și două operații de scriere). Dezavantajele RAID 5 apar atunci când unul dintre discuri eșuează - întregul volum intră în modul critic (degradează), toate operațiunile de scriere și citire sunt însoțite de manipulări suplimentare, iar performanța scade brusc. În acest caz, nivelul de fiabilitate este redus la fiabilitatea RAID-0 cu numărul corespunzător de discuri (adică de n ori mai mic decât fiabilitatea unui singur disc). Dacă înainte recuperare totală Dacă matricea eșuează sau apare o eroare de citire irecuperabilă pe cel puțin încă un disc, atunci matricea este distrusă și datele de pe acesta nu pot fi restaurate prin metode convenționale. De asemenea, trebuie luat în considerare faptul că procesul de Reconstrucție RAID (recuperare a datelor RAID prin redundanță) după o defecțiune a discului provoacă o încărcare intensă de citire de pe discuri timp de multe ore în mod continuu, ceea ce poate cauza defecțiunea oricăruia dintre discurile rămase în perioada cea mai puțin protejată de funcționare RAID, precum și identificarea erorilor de citire nedetectate anterior în matricele de date reci (date care nu sunt accesate atunci când munca regulata matrice, date arhivate și inactive), ceea ce crește riscul de eșec în timpul recuperării datelor. Numărul minim de discuri utilizate este de trei.

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 un timp de recuperare mai scurt. Similar cu nivelul RAID-5E, acest nivel de matrice RAID creează rânduri de date și sume de verificare pe toate unitățile din matrice. RAID-5EE oferă securitate și performanță îmbunătățite. Când utilizați RAID nivel-5E, capacitatea unui volum logic este limitată de capacitatea a două hard disk-uri fizice ale matricei (unul pentru control, unul de rezervă). Discul de rezervă face parte dintr-o matrice RAID de nivel 5EE. Cu toate acestea, spre deosebire de RAID level-5E, care utilizează spațiu liber nepartiționat pentru rezervă, RAID level-5EE inserează blocuri de sumă de control în discul de rezervă, așa cum se arată în exemplul următor. Acest lucru vă permite să reconstruiți datele mai rapid dacă un disc fizic eșuează. Cu această configurație, nu o veți putea folosi 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 firmware-ului și capacitatea acestora, acceptă de la 8 la 16 unități. RAID level-5E are firmware specific. Notă: Pentru nivelul RAID-5EE, puteți utiliza un singur volum logic în matrice.

Avantaje:

• 100% protecție a datelor
• Capacitate mare de disc fizic în comparație cu RAID-1 sau RAID -1E
• Performanță mai mare în comparație cu RAID-5
• Recuperare RAID mai rapidă în comparație cu RAID-5E

Defecte:

• Performanță mai scăzută decât RAID-1 sau RAID-1E
• Acceptă un singur volum logic per matrice
• Imposibilitatea de a partaja o unitate de rezervă cu alte matrice
• Nu toate controlerele sunt acceptate

RAID 6

RAID 6 este similar cu RAID 5, dar are un grad mai mare de fiabilitate - capacitatea a 2 discuri este alocată pentru sume de control, 2 sume sunt calculate folosind algoritmi diferiți. Necesită un controler RAID mai puternic. Asigură funcționarea după defecțiunea simultană a două discuri - protecție împotriva defecțiunilor multiple. Pentru a organiza o matrice, sunt necesare minim 4 discuri. În mod obișnuit, utilizarea RAID-6 cauzează o scădere cu aproximativ 10-15% a performanței grupului de discuri în comparație cu performanța RAID-5 similară, datorită cantității mari de procesare pentru controler (necesitatea de a calcula o a doua sumă de control, precum și de a citi și rescrieți mai multe blocuri de disc când scrieți fiecare 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; În cazul unei pene de curent, se produce coruperea datelor.

RAID 10

Diagrama arhitecturii RAID 10

RAID 10 este o matrice oglindită în care datele sunt scrise secvenţial pe mai multe discuri, ca în RAID 0. Această arhitectură este o matrice RAID 0, ale cărei segmente sunt matrice RAID 1 în loc de discuri individuale. Prin urmare, o matrice de acest nivel trebuie să conțină cel puțin 4 discuri. RAID 10 combină toleranța ridicată la erori și performanța.

Controlerele actuale folosesc acest mod în mod implicit pentru RAID 1+0. Adică, un disc este cel principal, al doilea este o oglindă, datele sunt citite de pe ele una câte una. Acum putem presupune că RAID 10 și RAID 1+0 sunt doar nume diferite pentru aceeași metodă de oglindire a discului. Afirmând că RAID 10 este cel mai mult opțiune de încredere pentru stocarea datelor, este eronată, deoarece, în ciuda faptului că pt acest nivel RAID poate păstra integritatea datelor dacă jumătate dintre discuri eșuează; distrugerea ireversibilă a matricei are loc atunci când două discuri eșuează dacă sunt în aceeași pereche în oglindă.

Niveluri combinate

Pe lângă nivelurile de bază RAID 0 - RAID 5 descrise în standard, există niveluri combinate RAID 1+0, RAID 3+0, RAID 5+0, RAID 1+5, care sunt interpretate diferit de diferiți producători.

• RAID 1+0 este o combinație oglindireȘi alternanţă(Vezi deasupra).
• RAID 5+0 este alternanţă volume de nivelul 5.
• RAID 1+5 - RAID 5 din oglindită aburi.

Nivelurile combinate moștenesc atât avantajele, cât și dezavantajele „părinților” lor: aspectul alternanţă la nivelul RAID 5+0 nu adaugă nicio fiabilitate, dar are un efect pozitiv asupra performanței. Nivelul RAID 1+5 este probabil foarte fiabil, dar nu cel mai rapid și, în plus, extrem de neeconomic: capacitatea utilă a volumului este mai mică de jumătate din capacitatea totală a discurilor...

Este demn de remarcat faptul că și numărul de hard disk-uri din matrice combinată se va schimba. De exemplu, pentru RAID 5+0 se folosesc hard disk-uri 6 sau 8, pentru RAID 1+0 - 4, 6 sau 8.

Compararea nivelurilor standard

* N este numărul de discuri din matrice, S este capacitatea celui mai mic disc. ** Informațiile nu se vor pierde dacă toate discurile dintr-o oglindă eșuează. *** Informațiile nu se vor pierde dacă două discuri din oglinzi diferite eșuează.

Matrix RAID

Matrix RAID este o tehnologie implementată de Intel în chipset-urile sale începând cu ICH6R. Strict vorbind, această tehnologie nu este un nou nivel RAID (analogicul său există în controlerele RAID hardware nivel inalt), permite utilizarea o cantitate mică de discuri, organizați simultan una sau mai multe matrice ale nivelurilor RAID 1, RAID 0 și RAID 5. Acest lucru permite bani relativ puțini pentru a oferi o fiabilitate sporită pentru unele date și pentru altele de mare viteză acces și producție.

Caracteristici suplimentare ale controlerelor RAID

Multe controlere RAID sunt echipate cu un set de caracteristici suplimentare:

• „Hot Swap”
• „Hot Spare”
• Verificarea stabilității.

Software (engleză) software) RAID

Pentru Implementări RAID puteți folosi nu numai hardware, ci și complet componente software(soferi). De exemplu, în sistemele bazate pe nucleul Linux, există module speciale de nucleu și puteți gestiona dispozitivele RAID folosind utilitarul mdadm. Software-ul RAID are avantajele și dezavantajele sale. Pe de o parte, nu costă nimic (spre deosebire de controlerele RAID hardware, care costă 250 USD sau mai mult). Pe de altă parte, software-ul RAID utilizează resurse CPU și, în perioadele de sarcină maximă a sistemului de disc, procesorul își poate cheltui o parte semnificativă din puterea de a întreține dispozitivele RAID.

Nucleul Linux 2.6.28 (ultimul lansat în 2008) acceptă software-ul RAID de următoarele niveluri: 0, 1, 4, 5, 6, 10. Implementarea vă permite să creați RAID pe partiții separate de disc, care este similar cu Matrix RAID descris mai sus. Este acceptată pornirea din RAID.

Dezvoltarea în continuare a ideii RAID

Ideea matricelor RAID este de a combina discuri, fiecare dintre acestea fiind tratată ca un set de sectoare și, ca urmare, driverul sistemului de fișiere „vede” ca și cum un singur disc și funcționează cu el, fără a acorda atenție acestuia. structura interna. Cu toate acestea, puteți obține o creștere semnificativă a performanței și fiabilității unui sistem de discuri dacă driverul sistemului de fișiere „știe” că funcționează nu cu un singur disc, ci cu un set de discuri.

Mai mult, dacă oricare dintre discurile din RAID-0 este distrusă, toate informațiile din matrice se vor pierde. Dar dacă driverul sistemului de fișiere plasează fiecare fișier pe un singur disc și structura directoarelor este organizată corect, atunci dacă oricare dintre discuri este distrus, se vor pierde numai fișierele aflate pe acel disc; iar fișierele aflate în întregime pe discurile păstrate vor rămâne accesibile.

Angajat Y-E Corporation Data, care este cel mai mare producător mondial de unități de dischetă USB, Daniel Olson a creat o matrice RAID de patru