Ziua bună tuturor. Continuăm să ne scufundăm în lume hardware de calculator. Toată lumea știe că un computer are un hard disk, cu care se poate compara memoria umană— stochează toate informațiile existente. Aceste dispozitive devin din ce în ce mai rapide cu fiecare generație și sunt capabile să stocheze din ce în ce mai multe date.

Cu toate acestea, o parte semnificativă a acestor dispozitive sunt încă expuse riscului de pierdere a informațiilor. În timp ce o parte semnificativă hard disk-uri datorită designului său, nu poate scrie și citi informațiile înregistrate suficient de repede.

Viteza de transfer de date afectează performanța întregului computer. Indiferent cât de puternică este umplerea sa, viteza discului limitează această putere. Există modalități de a crește cumva toleranța la erori și de a crește viteza? Da, există tehnologii care au fost inventate cu mult timp în urmă.

De ce avem nevoie de matrice RAID?

Cuvântul „matrice” înseamnă o anumită acumulare de obiecte similare sau informații. Un raft cu cărți pe o anumită temă poate fi numit o matrice. Același dulap de fișiere vechi făcut din cutii de lemn.

Ideea este similară - nu luați un hard disk, ci două sau mai multe. Folosind diverse soluții tehnologice, puteți crește viteza de citire și scriere pe discuri și crește toleranța la erori.

Acest lucru este valabil mai ales pentru sistemele server, sistemele cu care lucrează baze de date mari date în care viteza de scriere/citire a discului este critică. Matricele RAID sunt concepute pentru a îmbunătăți performanța sistemului.

În același timp, este bine ca sistemul să fie și fiabil și tolerant la erori. În practică, se întâmplă ca atunci când unul dintre discuri eșuează, acesta să fie înlocuit și sistemul să fie restaurat. Totul depinde de ce tip de matrice veți folosi.

Mulți vor fi surprinși, dar în 1987, David Peterson și echipa sa au introdus o „matrice de rezervă de discuri ieftine”, probabil pentru că hard disk-uri- acestea nu sunt, în general, dispozitive atât de ieftine... Așa înseamnă astăzi abrevierea RAID„matrice redundantă de discuri independente”

Cum diferă matricele de raid unele de altele?

Există două diferențe principale. Prima diferență este numărul de hard disk-uri utilizate în matrice. Cumpărați două (sau mai multe) unități și le conectați la computer în același timp.

Puteți conecta câte aveți pe placa de bază pentru conectori de conectare. De asemenea, merită să acordați atenție sursei de alimentare a computerului. Este posibil ca puterea și numărul de conectori de alimentare pentru conectare să fie crescute.

Pe baza acestui fapt, poți deja să judeci ce matrice poate suporta placa de bază a computerului tău. Putem spune că totul este mai mult sau mai puțin modern plăci de bază utilizarea suportului RAID. Dar laptopurile - nu, există un singur hard disk fără opțiuni.

A doua diferență este tehnologiile care sunt utilizate la scrierea și citirea datelor. Hard disk este mediu magnetic. Adică, informațiile sunt înregistrate pe el în același mod ca pe un magnetofon vechi.

Desigur, tehnologia s-a schimbat. Am avut un computer în anii 90" Gamă", acolo ca " hard disk» au fost folosite o casetă cu casetă și un magnetofon conectat.

Jocul a fost înregistrat pe bandă. Înainte de a juca, mai întâi a trebuit să „ascultați” caseta - așa a fost încărcat jocul în acest computer. Am văzut recent un lucru similar de la un prieten - ZX Spectrum, inca lucrez. Au fost vremuri…

Și astăzi, rețele de hard disk-uri cu stare solidă sunt deja utilizate în mod activ. Hard disk-ul a devenit și mai „greu”. Principiul funcționării lor este același ca unitate flash mare. Informațiile sunt înregistrate nu „pe o înregistrare”, ci în microcircuitele dispozitivului.

Viteza de transfer, citire și scriere a datelor în astfel de dispozitive este de multe ori mai mare decât cea a celor convenționale. Și folosește-le în RAID matricea crește și mai mult performanța sistemului. Dar deocamdată, un astfel de disc are același preț cu două sau trei obișnuite.

Tipurile și scopul matricelor de raid

Să continuăm despre tehnologie. Tehnologiile pentru crearea de matrice diferă și ele. Puteți utiliza hard disk-urile existente în moduri diferite. Să mergem direct la standardele existente RAID. Există standarde de bază și combinațiile lor. Astăzi vă voi spune doar despre cele de bază.

RAID -0. Cea mai accesibilă și simplă opțiune, de exemplu, de pe două discuri de volum egal. Datele sunt scrise prin intercalare. Informația este împărțită în părți egale și apoi o parte este scrisă pe un disc, următoarea parte pe altul și așa mai departe.

Viteza record de citire se dublează în cazul nostru. Dacă există trei discuri în matrice, atunci de trei ori etc. Datele cu această opțiune de matrice nu sunt copiate de rezervă.

Probabilitatea pierderii datelor în cazul în care unul dintre discuri eșuează, de asemenea, se dublează. Am un computer cu două unități în RAID0. Plus un disc separat pe care o copie a sistemului este aruncată zilnic. Așa că am decis să folosesc mijloace suplimentare.

RAID1.În această opțiune, puteți utiliza două sau mai multe discuri care sunt copii complete una ale altuia (oglinzi). Aici, viteza de scriere a discului este aceeași ca de obicei, deși aceste date sunt scrise pe toate discurile simultan, în paralel.

Dacă unul dintre discuri eșuează, sistemul va funcționa. După înlocuirea unui disc eșuat, conform programului, informațiile sunt restaurate pe noul disc.

Puteți construi o „oglindă” de trei discuri. În consecință, probabilitatea de eșec este redusă de trei ori, iar viteza de citire crește. Dar aici pierdem, pierzând spațiu pe disc - o matrice de două (sau trei) discuri se dovedește a avea aceeași dimensiune ca unul obișnuit.

RAID2. Această schemă este mai sofisticată decât precedentele, combină principiul RAID -0(se folosesc cel puțin două discuri pentru date). Și în rest, sunt înregistrate coduri de corectare a erorilor, cu ajutorul cărora puteți restabili informațiile în cazul unei defecțiuni. În plus, corectarea erorilor are loc în timpul funcționării sistemului. Problema este că aveți nevoie de destul de multe discuri de corecție. Nu există înregistrare paralelă.

RAID3 Matricea poate fi realizată cu minim trei discuri. Din nou, ca în RAID -0 două sau mai multe discuri sunt utilizate pentru stocarea datelor. Mai mult, datele sunt împărțite în porțiuni mici - octeți și notate. Al treilea disc este, de asemenea, folosit ca disc de control, informații despre blocurile de paritate sunt scrise pe acesta.

Acest disc conține presiune uriașă, din acest motiv este expusă riscului de eșec. Viteza de citire a datelor scade dacă lucru în curs cu fișiere mici și la multitasking, datele sunt împrăștiate în porțiuni mici și durează mai mult să le citești.

RAID4 diferă de precedentul doar prin faptul că datele sunt împărțite în blocuri de date, mai degrabă decât în ​​octeți. Viteza de citire crește ușor. Se folosesc și discuri de control, ca în standardele 2 și 3. Fără înregistrare paralelă .

RAID5 O combinație interesantă și economică. Fără discuri de control. Suma minima sunt trei discuri. Datele sunt scrise ciclic pe discuri. De exemplu, un fișier este scris pe toate discurile simultan.

Și el verifica suma este, de asemenea, calculat și scris pe toate discurile folosind un algoritm special. În caz de deteriorare, datele lipsă sunt calculate folosind sume de control și informațiile sunt restaurate de pe discurile vecine.

Acest lucru asigură viteze mari de citire și scriere, deoarece aceste operațiuni au loc în paralel pe toate discurile. Pe măsură ce numărul de discuri crește, crește toleranța la erori. Dezavantaj - sistemul se recuperează lent în caz de deteriorare. Există un risc crescut de defecțiune a discurilor matrice în timpul procesului de recuperare a datelor.

RAID6 diferă de versiunea anterioară prin prezența discurilor de control. Trei discuri de control sunt conectate la două discuri de date. Înregistrarea se efectuează conform cod special. Fiabilitate îmbunătățită, dar performanță ușor redusă în comparație cu RAID 5.

Deci, aruncând o privire puțin la standardele de bază, vedem că există doar două opțiuni „demne”, acestea sunt RAID0Și RAID1 Unul dintre ele oferă cea mai mare viteză, celălalt - fiabilitate ridicată. Restul standardelor de bază sunt compromisuri între viteză și fiabilitate.

Și trebuie să alegi în funcție de nevoile tale. Scopul principal al matricelor este de a crește viteza și toleranța la erori în timpul funcționării. Există și combinații comune opțiuni de bază. Unul dintre acestea este standardul RAID 1.0.

RAID 1.0 (1+0) Dacă aveți idei pentru a implementa, de exemplu, un server 1C sau orice alt server de baze de date, atunci combinația RAID 1.0 de ce ai nevoie. Va trebui să utilizați cel puțin 4 (sau opt) unități în matrice.

Acest lucru este scump, dar justifică costul prin furnizarea de viteză mare de citire și scriere a datelor pe discuri, ca în schemă RAID0. Fiecare disc de date are o oglindă, ca în diagramă RAID1.

Ce HDD-uri (hard disk-uri) pot fi conectate la RAID

În primul rând, se știe că sunt utile. Înainte de a vă conecta, trebuie să verificați unitatea S.M.A.R.T dacă aveți îndoieli. În niciun caz nu trebuie să conectați discuri cu o suprafață degradată.

ÎN in caz contrar Se poate dovedi că sarcina pe un disc este mai mare decât pe celălalt. Niciodată conectat la RAID discuri de diferite capacitati. Presupun că o parte spatiu pe disc va fi pierdut și nu va fi folosit.

Noile unități pot varia în ceea ce privește consumul de energie, viteza, capacitatea memoriei tampon și scopul. Este foarte de dorit ca toți acești indicatori să fie aceiași. Se poate dovedi că cel mai mult disc slab va încetini funcționarea întregului pachet din cauza caracteristicilor mai scăzute.

În general, luați altele noi și identice. Cea mai avansată și mai scumpă opțiune de astăzi este combinarea RAID matrice de hard disk cu stare solidă. Dacă intenționați să actualizați serverul în această direcție, atunci trebuie să luați versiuni speciale de server ale unor astfel de dispozitive.

La momentul redactării acestui articol, Intel rămâne liderul lider printre producătorii de SSD (pe piața noastră) pentru servere. Prețul dispozitivelor lor este mare, dar nu puteți greși calitatea. Nici măcar un producător precum Hitachi nu se poate lăuda încă cu o selecție specială Dispozitive SSD pentru servere, de macar avem.

Făcând o cerere

Descrierea matricelor RAID ( , )

Descrierea RAID 0

Matrice de discuri productivitate crescuta fara toleranta la greseli
Striped Disk Array fără toleranță la erori

RAID 0 este cel mai puternic și cel mai puțin sigur dintre toate RAID-urile. Datele sunt împărțite în blocuri proporțional cu numărul de discuri, rezultând mai multe lățime de bandă. Performanța ridicată a acestei structuri este asigurată înregistrare paralelăși absența copierii redundante. Eșecul oricărei unități din matrice are ca rezultat pierderea tuturor datelor. Acest nivel se numește striping.

Avantaje:
- · cea mai înaltă performanță pentru aplicațiile care necesită procesare intensivă a cererilor I/O și volume mari de date;
- · ușurință de implementare;
- · cost redus pe unitate de volum.
Defecte:
- · nu este o soluție tolerantă la erori;
- · Eșecul unui disc implică pierderea tuturor datelor din matrice.

Descrierea RAID 1

Avantaje:
- · ușurință de implementare;
- · ușurința recuperării matricei în caz de defecțiune (copiere);
- · performante suficient de ridicate pentru aplicatii cu intensitate mare de solicitare.
Defecte:
- · cost ridicat pe unitate de volum - redundanță 100%;
- · viteză scăzută de transfer de date.

Descrierea RAID 2

Avantaje:
- · corectarea rapidă a erorilor („on the fly”);
- viteza foarte mare de transfer de date mari;
- · pe măsură ce numărul de discuri crește, costurile generale scad;
- · suficient implementare simplă.
Defecte:
- · cost ridicat cu un număr mic de discuri;
- · viteza mica procesarea cererilor (nu este potrivit pentru sistemele orientate spre tranzacții).

Descrierea RAID 3

RAID 3 - datele sunt stocate folosind principiul striping la nivel de octet cu o sumă de control (CS) pe unul dintre discuri. Matricea nu are problema unei oarecare redundanțe ca la nivelul RAID 2. Discurile cu sumă de control utilizate în RAID 2 sunt necesare pentru a detecta taxele eronate. Cu toate acestea, majoritatea controlerelor moderne sunt capabile să determine când un disc a eșuat folosind semnale speciale sau codificare suplimentară a informațiilor scrise pe disc și utilizate pentru a corecta defecțiuni aleatorii.

Avantaje:
- · viteză foarte mare de transfer de date;
- · defectarea discului are un efect redus asupra vitezei matricei;
- · costuri generale reduse pentru implementarea redundanței.
Defecte:
- · implementare dificilă;
- · performanta scazuta cu solicitări de mare intensitate pentru volume mici de date.

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

RAID 1 este o matrice de două suport de disc, informațiile 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 îmbunătăți fiabilitatea stocării informațiilor. Deoarece probabilitatea de defecțiune a ambelor discuri în același timp este mică, dacă un disc eșuează, veți avea întotdeauna o copie a tuturor informațiilor de pe al doilea. Puteți stoca orice informații pe o matrice RAID 1, la fel ca pe obișnuit greu disc, care vă permite să nu vă faceți griji pentru un proiect important la care lucrați de foarte mult timp.

Astăzi vom vedea cum să creăm Matrice RAID folosind Windows însuși când folosesc două discuri goale (declar cu încredere că această instrucțiune funcționează pe Windows 7, 8 și 8.1). Dacă sunteți interesat Crearea RAID matrice folosind un disc deja plin, atunci trebuie să știți despre acest subiect.

Și, de fapt, instrucțiuni pentru referință:

1) Mai întâi, instalați hard disk-urile în unitate de sistemși porniți computerul.

2) Deschideți „Panou de control → Sistem și securitate → Instrumente administrative → Gestionare computere → Dispozitive de stocare → Gestionare disc”. Când îl porniți pentru prima dată, utilitarul vă va informa despre instalarea unui nou dispozitive de discși se va oferi să selecteze markup pentru ei. Dacă aveți un disc de 2,2 TB sau mai mult, alegeți GPT, dacă este mai mic, atunci MBR.

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

4) Se va deschide expertul de creare a imaginii. Faceți clic pe următorul.

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



Faceți clic pe următorul.

6) Selectați litera care va fi desemnată volum nou. Am ales M (pentru Mirror). Faceți clic pe următorul.

7) Setați sistemul de fișiere, dimensiunea clusterului și numele volumului. De asemenea, recomand să bifați caseta de lângă „ Formatare rapidă„, lasă-l să facă totul deodată. Și din nou mai departe.

8) Verificați ce avem, dacă totul este corect, faceți clic pe „Terminat”.

RAID(Engleză) matrice redundantă de discuri independente - matrice redundantă de hard disk-uri independente)- o serie de mai multe discuri controlate de un controler, interconectate prin canale de mare viteză și percepute de sistemul extern ca un întreg. În funcție de tipul de matrice utilizat, acesta poate oferi diverse grade toleranta la erori si viteza. Servește la creșterea fiabilității stocării datelor și/sau la creșterea vitezei de citire/scriere a informațiilor. Inițial, astfel de matrice au fost construite ca o copie de rezervă pentru mediile bazate pe memorie cu acces aleatoriu (RAM), care era costisitoare la acea vreme. De-a lungul timpului, abrevierea a căpătat un al doilea sens - matricea era deja alcătuită din discuri independente, ceea ce implică utilizarea mai multor discuri, mai degrabă decât partiții ale unui singur disc, precum și costul ridicat (acum relativ doar câteva discuri) al echipamentului necesar pentru a construi chiar această matrice.

Să ne uităm la ce matrice RAID există. Mai întâi, să ne uităm la nivelurile care au fost prezentate de oamenii de știință de la Berkeley, apoi la combinațiile și modurile neobișnuite ale acestora. Este de remarcat faptul că dacă sunt folosite discuri marimi diferite(ceea ce nu este recomandat), atunci vor funcționa la cel mai mic volum. Capacitatea suplimentară a discurilor mari pur și simplu nu va fi disponibilă.

RAID 0. Matrice de discuri cu dungi fără toleranță/paritate la erori (Stripe)

Este o matrice în care datele sunt împărțite în blocuri (dimensiunea blocului poate fi setată la crearea matricei) și apoi scrise pe discuri separate. În cel mai simplu caz, există două discuri, un bloc este scris pe primul disc, altul pe al doilea, apoi din nou pe primul și așa mai departe. Acest mod se mai numește și „interleave”, deoarece la scrierea blocurilor de date, discurile pe care se realizează înregistrarea sunt intercalate. În consecință, blocurile sunt, de asemenea, citite unul câte unul. În acest fel, operațiunile I/O sunt executate în paralel, rezultând o performanță mai bună. Dacă mai devreme puteam citi un bloc pe unitatea de timp, acum putem face acest lucru de pe mai multe discuri simultan. Principalul avantaj al acestui mod este viteza mare de transfer de date.

Cu toate acestea, miracolele nu se întâmplă, iar dacă se întâmplă, sunt rare. Performanța nu crește de N ori (N este numărul de discuri), ci mai puțin. În primul rând, timpul de acces la disc crește de N ori, ceea ce este deja mare în comparație cu alte subsisteme computerizate. Calitatea controlerului are un impact la fel de important. Dacă nu este cea mai bună, atunci viteza poate diferi abia vizibil de viteza unui singur disc. Ei bine, interfața cu care controlerul RAID este conectat la restul sistemului are o influență semnificativă. Toate acestea pot duce nu numai la o creștere a vitezei de citire liniară mai mică decât N, ci și la o limită a numărului de discuri, peste care nu va exista nicio creștere. Sau, invers, va reduce ușor viteza. În sarcinile reale, cu un număr mare de solicitări, șansa de a întâlni acest fenomen este minimă, deoarece viteza depinde foarte mult de HDDși capacitățile sale.

După cum puteți vedea, în acest mod nu există redundanță ca atare. Se folosește tot spațiul pe disc. Cu toate acestea, dacă unul dintre discuri eșuează, atunci evident că toate informațiile se pierd.

RAID 1. Oglindire

Esența acestui mod RAID este de a crea o copie (oglindă) a discului pentru a crește toleranța la erori. Dacă un disc eșuează, atunci munca nu se oprește, ci continuă, dar cu un singur disc. Acest mod necesită un număr par de discuri. Ideea acestei metode este aproape de backup, dar totul se întâmplă din mers, precum și recuperarea după un eșec (care uneori este foarte important) și nu este nevoie să pierdeți timpul cu asta.

Dezavantaje: redundanță ridicată, deoarece aveți nevoie de două ori mai multe discuri pentru a crea o astfel de matrice. Un alt dezavantaj este că nu există un câștig de performanță - la urma urmei, o copie a datelor de pe primul este pur și simplu scrisă pe al doilea disc.

RAID 2 Array utilizând cod Hamming tolerant la erori.

Acest cod vă permite să corectați și să detectați greșeli duble. Folosit activ în memoria de corectare a erorilor (ECC). În acest mod, discurile sunt împărțite în două grupuri - o parte este folosită pentru stocarea datelor și funcționează similar cu RAID 0, împărțind blocurile de date pe diferite discuri; a doua parte este folosită pentru stocarea codurilor ECC.

Avantajele includ corectarea erorilor din mers și viteza mare de transmitere a datelor.

Principalul dezavantaj este redundanța mare (cu un număr mic de discuri este aproape dublu, n-1). Pe măsură ce numărul de discuri crește, numărul specific de discuri care stochează coduri ECC devine mai mic (redundanța specifică scade). Al doilea dezavantaj este viteza redusă de lucru cu fișiere mici. Datorită volumului și redundanței ridicate cu un număr mic de discuri, acest nivel RAID în timp dat nu este folosit, pierzând poziții la niveluri superioare.

RAID 3. Matrice tolerantă la erori, cu bit striping și paritate.

Acest mod scrie bloc de date bloc cu bloc pe diferite discuri, cum ar fi RAID 0, dar folosește un alt disc pentru stocarea de paritate. Astfel, redundanța este mult mai mică decât în ​​RAID 2 și este doar un singur disc. Dacă un disc eșuează, viteza rămâne practic neschimbată.

Printre principalele dezavantaje, ar trebui să remarcăm viteza redusă atunci când lucrați cu fișiere mici și multe solicitări. Acest lucru se datorează faptului că toate codurile de control sunt stocate pe un singur disc și trebuie rescrise în timpul operațiunilor I/O. Viteza acestui disc limitează viteza întregii matrice. Biții de paritate sunt scrieți numai atunci când sunt scrise date. Iar la citire sunt verificate. Din această cauză, există un dezechilibru în viteza de citire/scriere. Citirea unică a fișierelor mici se caracterizează și prin viteză redusă, care se datorează imposibilității accesului paralel de pe discuri independente atunci când discuri diferite execută cereri în paralel.

RAID 4

Datele sunt scrise în blocuri pe diferite discuri, un disc este folosit pentru a stoca biții de paritate. Diferența față de RAID 3 este că blocurile sunt împărțite nu în biți și octeți, ci în sectoare. Beneficiile includ viteze mari de transfer atunci când lucrați cu fișiere mari. Viteza de lucru cu un număr mare de solicitări de citire este, de asemenea, mare. Printre neajunsuri, le remarcam pe cele mostenite din RAID 3 - un dezechilibru in viteza operatiilor de citire/scriere si existenta unor conditii care ingreuneaza accesul paralel la date.

RAID 5. Matrice de discuri cu striping și paritate distribuită.

Metoda este similară cu cea anterioară, dar în loc să aloce un disc separat pentru biții de paritate, această informație este distribuită între toate discurile. Adică, dacă sunt folosite N discuri, atunci capacitatea N-1 discuri va fi disponibilă. Volumul unuia va fi alocat pentru biți de paritate, ca în RAID 3.4. Dar ele nu sunt stocate pe un disc separat, ci separate. Fiecare disc are (N-1)/N cantitate de informații și 1/N din cantitate este umplută cu biți de paritate. Dacă un disc din matrice eșuează, acesta rămâne operațional (datele stocate pe acesta sunt calculate pe baza parității și a datelor altor discuri „din zbor”). Adică, eșecul apare în mod transparent pentru utilizator și uneori chiar cu scădere minimă performanță (depinde de capacitatea de calcul a controlerului RAID). Printre avantaje, remarcăm viteze mari de citire și scriere a datelor, ca și cu volume mari, si cu un numar mare cereri. Dezavantaje: recuperare dificilă a datelor și viteză de citire mai mică decât RAID 4.

RAID 6. Matrice de discuri cu striping și paritate dublă distribuită.

Diferența se rezumă la faptul că sunt utilizate două scheme de paritate. Sistemul este tolerant la defecțiunile a două discuri. Principala dificultate este că pentru a implementa acest lucru trebuie să faceți mai multe operații atunci când efectuați o scriere. Din această cauză, viteza de scriere este extrem de lentă.

Niveluri RAID combinate (imbricate).

Deoarece matricele RAID sunt transparente pentru sistemul de operare, a sosit în curând momentul să creăm matrice ale căror elemente nu sunt discuri, ci matrice de alte niveluri. De obicei sunt scrise cu un plus. Prima cifră înseamnă ce niveluri sunt incluse ca elemente, iar a doua cifră înseamnă ce organizație are nivel superior, care combină elemente.

RAID 0+1

O combinație care este o matrice RAID 1 construită pe baza matricei RAID 0 Ca și într-o matrice RAID 1, doar jumătate din capacitatea discului va fi disponibilă. Dar, ca și în cazul RAID 0, viteza va fi mai mare decât la un singur disc. Pentru a implementa o astfel de soluție, sunt necesare minim 4 discuri.

RAID 1+0

Cunoscut și ca RAID 10. Este o bandă de oglinzi, adică o matrice RAID 0 construită din matrice RAID 1. Aproape asemănătoare cu soluția anterioară.

RAID 0+3

Matrice cu paritate dedicată peste dungi. Este o matrice de nivel 3 în care datele sunt împărțite în blocuri și sunt scrise în matrice RAID 0 Alte combinații decât cele mai simple 0+1 și 1+0 necesită controlere specializate, adesea destul de scumpe. Fiabilitatea acestui tip este mai mică decât cea a următoarei opțiuni.

RAID 3+0

Cunoscut și ca RAID 30. Este o bandă (RAID 0 array) din matrice RAID 3 Are o viteză foarte mare de transfer de date, cuplată cu o bună toleranță la erori. Datele sunt mai întâi împărțite în blocuri (ca în RAID 0) și plasate în matrice de elemente. Acolo sunt din nou împărțiți în blocuri, paritatea lor este calculată, blocurile sunt scrise pe toate discurile, cu excepția unuia, pe care sunt scriși biții de paritate. ÎN în acest caz,, unul dintre discurile fiecărei matrice RAID 3 poate eșua.

RAID 5+0 (50)

Este creat prin combinarea matricelor RAID 5 într-o matrice RAID 0. Are o viteză mare de transfer de date și de procesare a interogărilor. Are o viteză medie de recuperare a datelor și o toleranță bună la erori. Combinația RAID 0+5 există și ea, dar mai teoretic, întrucât oferă prea puține avantaje.

RAID 5+1 (51)

O combinație de oglindire și striping cu paritate distribuită. RAID 15 (1+5) este, de asemenea, o opțiune. Are o toleranță foarte mare la erori. Matricea 1+5 poate funcționa cu trei defecțiuni de unitate, iar matricea 5+1 poate funcționa cu cinci din opt unități.

RAID 6+0 (60)

Intercalare cu paritate dublă distribuită. Cu alte cuvinte, un stripe din RAID 6. După cum sa menționat deja în legătură cu RAID 0+5, RAID 6 din stripes nu a devenit larg răspândit (0+6). Tehnici similare (decaparea din matrice cu paritate) pot crește viteza matricei. Un alt avantaj este că puteți crește cu ușurință capacitatea fără a complica întârzierile necesare pentru a calcula și scrie mai mulți biți de paritate.

RAID 100 (10+0)

RAID 100, scris și ca RAID 10+0, este o bandă de RAID 10. La bază, este similar cu matricea RAID 10 mai largă, care utilizează de două ori mai multe discuri. Dar această structură „cu trei etaje” are propria sa explicație. Cel mai adesea, RAID 10 este realizat în hardware, adică folosind controlerul, iar dungile sunt realizate din ele în software. Se recurge la acest truc pentru a evita problema care a fost menționată la începutul articolului - controlerele au propriile limitări de scalabilitate și dacă conectați un număr dublu de discuri într-un singur controler, în anumite condiții este posibil să nu observați nicio creștere la toate. Software-ul RAID 0 vă permite să îl creați pe baza a două controlere, fiecare conținând RAID 10 la bord. Astfel, evităm „gâtul de sticlă” reprezentat de controler. Un alt punct util este să rezolvăm problema cu numărul maxim de conectori pe un controler - dublând numărul acestora, dublem numărul de conectori disponibili.

Moduri RAID non-standard

Paritate dublă

O completare comună la cele enumerate Niveluri RAID este paritate dublă, uneori realizată și de aceea numită „paritate diagonală”. Paritatea dublă este deja implementată în RAID 6. Dar, spre deosebire de aceasta, paritatea este socotită peste alte blocuri de date. Recent, specificația RAID 6 a fost extinsă, astfel încât paritatea diagonală poate fi considerată RAID 6. Pentru RAID 6, paritatea este considerată rezultatul adăugării modulo 2 biți la rând (adică suma primului bit pe primul disc, primul bit pe al doilea etc.), apoi există o schimbare în paritatea diagonală. Operarea în modul de eroare a discului nu este recomandată (din cauza dificultății de a calcula biții pierduți din sumele de control).

Este o dezvoltare a unei matrice NetApp RAID cu paritate dublă și se încadrează în definiția actualizată a RAID 6. Utilizează o schemă de înregistrare a datelor diferită de implementarea clasică RAID 6. Scrierea se face mai întâi în memoria cache NVRAM furnizată de sursă sursă de alimentare neîntreruptibilă pentru a preveni pierderea datelor în timpul unei întreruperi de curent. Software Controlerul, dacă este posibil, scrie doar blocuri solide pe discuri. Această schemă oferă mai multă protecție decât RAID 1 și este mai rapidă decât RAID 6 obișnuit.

RAID 1.5

A fost propus de Highpoint, dar acum este folosit foarte des în controlerele RAID 1, fără niciun accent pe această caracteristică. Esența se rezumă la o simplă optimizare - datele sunt scrise ca într-o matrice RAID 1 obișnuită (care este ceea ce este în esență 1.5), iar datele sunt citite intercalate de pe două discuri (ca în RAID 0). Într-o implementare specifică de la Highpoint, folosită pe plăcile din seria DFI LanParty pe chipset-ul nForce 2, creșterea a fost abia sesizabilă, și uneori chiar zero. Acest lucru se datorează probabil vitezei reduse a controlerelor a acestui producatorîn general la acea vreme.

Combină RAID 0 și RAID 1. Creează un minim de trei discuri. Datele sunt scrise intercalate pe trei discuri, iar o copie a acestora este scrisă cu o deplasare cu 1 disc. Dacă un bloc este scris pe trei discuri, atunci o copie a primei părți este scrisă pe al doilea disc și o copie a celei de-a doua părți pe al treilea disc. Când utilizați un număr par de discuri, este, desigur, mai bine să utilizați RAID 10.

De obicei când construirea RAID 5, un disc este lăsat liber (de rezervă), astfel încât, în cazul unei defecțiuni, sistemul începe imediat să reconstruiască (reconstituie) matricea. La munca regulata Această unitate funcționează inactiv. Sistemul RAID 5E presupune utilizarea acestui disc ca element al matricei. Și volumul acestuia disc liber distribuite în întreaga matrice și situate la capătul discurilor. Numărul minim de discuri este de 4 bucăți. Volumul disponibil este egal cu n-2, volumul unui disc este folosit (fiind distribuit între toți) pentru paritate, volumul altuia este liber. Când un disc eșuează, matricea este comprimată pe 3 discuri (folosind numărul minim ca exemplu) prin umplerea spațiului liber. Rezultatul este o matrice RAID 5 obișnuită, rezistentă la defecțiunea unui alt disc. Când un disc nou este conectat, matricea se extinde și ocupă din nou toate discurile. Este de remarcat faptul că în timpul compresiei și decompresiei, unitatea nu este rezistentă la ieșirea unei alte unități. De asemenea, nu este citit/scris în acest moment. Principalul avantaj este viteza mare de funcționare, deoarece alternanța are loc Mai mult discuri. Minus - ceea ce nu este permis acest disc atribuiți mai multor matrice simultan, ceea ce este posibil într-o matrice RAID 5 simplă.

RAID 5EE

Se deosebește de precedentul doar prin aceea că zonele de spațiu liber de pe discuri nu sunt rezervate într-o singură bucată la capătul discului, ci sunt intercalate în blocuri cu biți de paritate. Această tehnologie accelerează semnificativ recuperarea după o defecțiune a sistemului. Blocurile pot fi scrise direct în spațiul liber, fără a fi nevoie să vă deplasați pe disc.

Similar cu RAID 5E, folosește un disc suplimentar pentru a îmbunătăți performanța și distribuția încărcării. Loc liber este împărțit între alte discuri și este situat la capătul discurilor.

Această tehnologie este o marcă înregistrată a Storage Computer Corporation. Matrice bazată pe RAID 3, 4 optimizată pentru performanță. Principalul avantaj este utilizarea caching-ului de citire/scriere. Solicitările de transfer de date sunt efectuate în mod asincron. Discurile SCSI sunt utilizate în timpul construcției. Viteza este de aproximativ 1,5-6 ori mai mare decât soluțiile RAID 3.4.

Intel Matrix RAID

Este o tehnologie introdusă de Intel în poduri sudice, începând cu ICH6R. Esența se reduce la posibilitatea de a combina matrice RAID de diferite niveluri pe partiții de disc, mai degrabă decât pe discuri individuale. Să presupunem că pe două discuri puteți organiza două partiții, două dintre ele vor stoca sistemul de operare pe o matrice RAID 0, iar celelalte două - care lucrează în modul RAID 1 - vor stoca copii ale documentelor.

Linux MD RAID 10

Acesta este un driver RAID Kernel-urile Linux, care oferă posibilitatea de a crea o versiune mai avansată a RAID 10. Deci, dacă pentru RAID 10 a existat o limitare sub forma unui număr par de discuri, atunci acest driver poate funcționa cu unul impar. Principiul pentru trei discuri va fi același ca în RAID 1E, unde discurile sunt stripate pe rând pentru a crea o copie și blocuri de bandă, ca în RAID 0. Pentru patru discuri, acest lucru va fi echivalent cu un RAID 10 obișnuit. În plus, puteți specifica în ce zonă va fi stocată o copie pe disc. Să presupunem că originalul va fi în prima jumătate a primului disc, iar copia sa va fi în a doua jumătate a celui de-al doilea. Cu a doua jumătate a datelor, este invers. Datele pot fi duplicate de mai multe ori. Stocarea copiilor pe părți diferite disc vă permite să realizați viteza mai mare acces ca urmare a eterogenității hard disk-ului (viteza de acces variază în funcție de locația datelor pe placă, de obicei diferența este de două ori).

Dezvoltat de Kaleidescape pentru a fi utilizat pe dispozitivele lor media. Similar cu RAID 4 folosind paritate dublă, dar folosește o metodă diferită de toleranță la erori. Utilizatorul poate extinde cu ușurință matricea prin simpla adăugare de discuri și, dacă conține date, datele vor fi pur și simplu adăugate la el, în loc să fie șterse, așa cum este de obicei necesar.

Dezvoltat de Sun. Cel mai problema mare RAID 5 este pierderea de informații rezultată dintr-o întrerupere de curent atunci când informațiile din memoria cache a discului (care este memorie volatilă, adică nu stochează date fără electricitate) nu au timp să fie salvate pe platourile magnetice. Această nepotrivire a informațiilor din cache și de pe disc se numește incoerență. Organizarea matricei în sine este asociată cu sistemul de fișiere Sun Solaris – ZFS. Se folosește scrierea forțată a conținutului memoriei cache a discului, puteți restaura nu numai întregul disc, ci și un bloc „din zbor” atunci când suma de control nu se potrivește. Un alt aspect important este ideologia ZFS - nu schimbă datele atunci când este necesar. În schimb, scrie date actualizate și apoi, asigurându-se că operația a avut deja succes, schimbă pointerul către ele. Astfel, este posibil să se evite pierderea datelor în timpul modificării. Fișierele mici sunt duplicate în loc să creeze sume de control. Acest lucru se face și cu forța Sistemul de fișiere, deoarece este familiarizat cu structura de date (matrice RAID) și poate aloca spațiu în aceste scopuri. Există, de asemenea, RAID-Z2, care, la fel ca RAID 6, poate supraviețui la două defecțiuni ale unităților folosind două sume de verificare.

Ceva care nu este RAID în principiu, dar este adesea folosit împreună cu acesta. Literal tradus ca „doar o grămadă de discuri” Tehnologia combină toate discurile instalate în sistem într-un singur mare unitate logică. Adică, în loc de trei discuri, va fi vizibil unul mare. Este utilizată întreaga capacitate totală a discului. Nu există accelerație, nici fiabilitate, nici performanță.

Drive Extender

Funcție încorporată în Window Home Server. Combină JBOD și RAID 1. Dacă este necesar să se creeze o copie, aceasta nu dublează imediat fișierul, ci pune Partiție NTFS o etichetă care indică date. Când este inactiv, sistemul copiază fișierul astfel încât spațiul pe disc să fie maximizat (pot fi folosite discuri de diferite dimensiuni). Vă permite să obțineți multe dintre avantajele RAID - toleranța la erori și capacitatea de a înlocui cu ușurință un disc defect și de a-l restaura în fundal, transparența locației fișierului (indiferent de discul pe care se află). De asemenea, este posibil să se efectueze acces paralel cu diferite discuri folosind etichetele de mai sus, obținând performanțe similare cu RAID 0.

Dezvoltat de Lime Technology LLC. Această schemă diferă de matricele RAID convenționale prin faptul că vă permite să amestecați Unități SATAși PATA într-o singură matrice și discuri de diferite dimensiuni și viteze. Un disc dedicat este utilizat pentru suma de control (paritate). Datele nu sunt stripate între discuri. Dacă o unitate se defectează, doar fișierele stocate pe ea se pierd. Cu toate acestea, ele pot fi restaurate folosind paritatea. UNRAID este implementat ca un add-on pentru Linux MD (multidisk).

Cele mai multe tipuri de matrice RAID nu sunt larg răspândite; unele sunt utilizate în zone înguste de aplicare. Cel mai răspândit, din utilizatori obișnuiți până la serverele entry-level există RAID 0, 1, 0+1/10, 5 și 6. Decizi dacă aveți nevoie de o matrice raid pentru sarcinile dumneavoastră. Acum știi cum diferă unul de celălalt.

În funcție de specificația RAID selectată, vitezele de citire și scriere și/sau protecția împotriva pierderii datelor pot fi îmbunătățite.

Când lucrează cu subsisteme de discuri, specialiștii IT se confruntă adesea cu două probleme principale.

• Prima este viteza scăzută de citire/scriere, uneori, chiar și vitezele unui disc SSD nu sunt suficiente.
• Al doilea este eșecul discurilor, ceea ce înseamnă pierderea datelor, a căror recuperare poate fi imposibilă.

Ambele probleme sunt rezolvate folosind tehnologia RAID (redundant array of independent disks - redundant array of independent disks) - tehnologia stocare virtuală date care combină mai multe discuri fizice într-un singur element logic.

În funcție de specificația RAID selectată, vitezele de citire/scriere și/sau protecția împotriva pierderii datelor pot fi îmbunătățite.

Nivelurile de specificație RAID sunt: ​​1,2,3,4,5,6,0. În plus, există combinații: 01,10,50,05,60,06. În acest articol ne vom uita la cele mai comune tipuri de matrice RAID. Dar mai întâi să spunem că există matrice RAID hardware și software.

Matrice RAID hardware și software

• Matricele de software sunt create după instalarea sistemului de operare folosind produse softwareși utilități, care este principalul dezavantaj al unor astfel de matrice de discuri.
• RAID-urile hardware creează o matrice de discuri înainte de a instala sistemul de operare și nu depind de acesta.

RAID 1

RAID 1 (numit și „Mirror” - Mirror) implică duplicarea completă a datelor de pe un disc fizic pe altul.

Dezavantajele RAID 1 includ faptul că obțineți jumătate din spațiul pe disc. Acestea. Dacă utilizați DOUĂ discuri de 250 GB, sistemul va vedea doar UNUL cu dimensiunea de 250 GB. Acest tip RAID nu oferă un câștig în viteză, dar crește semnificativ nivelul de toleranță la erori, deoarece dacă un disc eșuează, există întotdeauna altul. copie integrală. Înregistrarea și ștergerea de pe discuri au loc simultan. Dacă informațiile au fost șterse intenționat, atunci nu va exista nicio modalitate de a le restaura de pe alt disc.

RAID 0

RAID 0 (numit și Striping) implică împărțirea informațiilor în blocuri și scrierea simultană a diferitelor blocuri pe diferite discuri.

Această tehnologie mărește viteza de citire/scriere, permite utilizatorului să utilizeze întreaga capacitate totală a discurilor, dar reduce toleranța la erori, sau mai degrabă o reduce la zero. Deci, dacă unul dintre discuri eșuează, va fi aproape imposibil să restabiliți informațiile. Pentru a construi RAID 0, este recomandat să utilizați numai discuri foarte fiabile.

RAID 5 poate fi numit un RAID 0 mai avansat. Puteți utiliza până la 3 hard disk-uri. Raid 0 este înregistrat pe toate, cu excepția unuia, iar pe ultimul este înregistrată o sumă de control specială, care vă permite să salvați informații pe hard disk în cazul „moartei” unuia dintre ele (dar nu mai mult de unul). Viteza de operare a unei astfel de matrice este mare. Dacă înlocuiți discul, va dura mult timp.

RAID 2, 3, 4

Acestea sunt metode de stocare a informațiilor distribuite folosind discuri alocate pentru coduri de paritate. Ele diferă unul de celălalt doar prin dimensiunile blocurilor. În practică, ele practic nu sunt folosite din cauza necesității de a acorda o pondere mare capacitatea discului pentru stocarea codurilor ECC și/sau de paritate, precum și datorită performanței scăzute.

RAID 10

Este o combinație de matrice RAID 1 și 0.Și combină avantajele fiecăruia: performanta ridicatași toleranță ridicată la erori.

Matricea trebuie să conțină un număr par de discuri (minim 4) și este cea mai fiabilă opțiune pentru stocarea informațiilor. Dezavantajul este costul ridicat matrice de discuri: Capacitatea efectivă va fi jumătate din capacitatea totală de stocare.

Este o combinație de matrice RAID 5 și 0. RAID 5 este în curs de construire, dar componentele sale nu vor fi hard disk-uri independente, ci matrice RAID 0.

Particularități.

Dacă controlerul RAID se defectează, este aproape imposibil să restabiliți informațiile (nu se aplică la Mirror). Chiar dacă cumpărați exact același controler, există o mare probabilitate ca RAID-ul să fie asamblat din alte sectoare de disc, ceea ce înseamnă că informațiile de pe discuri se vor pierde.

De regulă, discurile sunt achiziționate într-un singur lot. În consecință, viața lor de lucru poate fi aproximativ aceeași. În acest caz, se recomandă imediat, în momentul achiziționării discurilor pentru matrice, achiziționarea unor surplus. De exemplu, pentru a configura RAID 10 din 4 discuri, ar trebui să cumpărați 5 discuri. Deci, dacă unul dintre ele eșuează, îl puteți înlocui rapid cu unul nou înainte ca alte discuri să eșueze.

Concluzii.

În practică, cel mai adesea sunt utilizate doar trei tipuri de matrice RAID. Acestea sunt RAID 1, RAID 10 și RAID 5.

În ceea ce privește costul/performanța/toleranța la erori, se recomandă utilizarea:

• RAID 1(oglindirea) a forma subsistem de disc pentru sistemele de operare ale utilizatorilor.
• RAID 10 pentru date cu cerințe mari de viteză de scriere și citire. De exemplu, pentru stocarea bazelor de date 1C:Enterprise, server de mail, ANUNȚ.
• RAID 5 folosit pentru a stoca datele fișierului.

Ideal soluție de server conform majoritatii administratorii de sistem este un server cu șase discuri. Două discuri sunt „oglindite” și instalate pe RAID 1 sistem de operare. Cele patru unități rămase sunt combinate în RAID 10 pentru o funcționare rapidă, fără probleme și fiabilă a sistemului.