Що означає raid 0. Що таке RAID масив і для чого він потрібний? Середній час звернення до диску

Масиви RAID були розроблені з метою підвищення надійності зберігання даних, збільшення швидкості роботи з і для забезпечення можливості об'єднання кількох дисків в один великий. Різні типи RAID вирішують різні завдання, тут ми розглянемо кілька найпоширеніших конфігурацій RAID масивів з однакових за розміром.



RAID 0

  • RAID 0(Stripe). Режим, за якого досягається максимальна продуктивність. Дані рівномірно розподіляються дисками масиву, об'єднуються в один, який може бути розмічений на кілька. Розподілені операції читання та запису дозволяють значно збільшити швидкість роботи, оскільки кілька одночасно читають/записують свою порцію даних. Користувачеві доступний весь обсяг, але це знижує надійність зберігання даних, оскільки при відмові одного з дисків масив зазвичай руйнується і відновити дані практично неможливо. Область застосування - програми, що вимагають високих швидкостей обміну з диском, наприклад, відеозахоплення, відеомонтаж. Рекомендується використовувати з високонадійними дисками.

    RAID 1
  • RAID 1(Mirror). Декілька дисків (зазвичай 2), що працюють синхронно на запис, тобто повністю дублюючі один одного. Підвищення продуктивності відбувається лише під час читання. Самий надійний спосібзахистити інформацію від збою одного із дисків. За високої вартості зазвичай використовується при зберіганні дуже важливих даних. Висока вартість обумовлена ​​тим, що лише половина загальної ємності доступна для користувача.

    RAID 10
  • RAID 10, також іноді називається RAID 1+0- Комбінація двох перших варіантів. (Масив RAID0 із масивів RAID1). Має всі швидкісні переваги RAID0 і перевагу надійності RAID1, зберігаючи недолік - високу вартість дискового масиву, оскільки ефективна ємність масиву дорівнює половині ємності використаних у ньому дисків. Для створення такого масиву потрібно щонайменше 4 диски. (При цьому їх кількість має бути парною).
  • RAID 0+1- Масив RAID1 із масивів RAID0. Фактично не застосовується через відсутність переваг у порівнянні з RAID10 та меншою відмовостійкістю.

    RAID 1E
  • RAID 1E- Подібний до RAID10 варіант розподілу даних по дисках, що допускає використання непарного числа (мінімальна кількість - 3)
  • RAID 2, 3, 4- Різні варіанти розподіленого зберігання даних з дисками, виділеними під коди парності та різними розмірами блоку. В даний час практично не використовуються через невисоку продуктивність та необхідність виділяти багато дискової ємності під зберігання кодів ЕСС та/або парності.


    RAID 5
  • RAID 5- масив, що також використовує розподілене зберігання даних аналогічно RAID 0 (і об'єднання в один великий логічний) + розподілене зберігання кодів парності відновлення даних при збоях. Щодо попередніх конфігурацій розмір Stripe-блоку ще більше збільшено. Можливе як одночасне читання, так і запис. Плюсом цього варіанта є те, що доступна для користувача ємність масиву зменшується на ємність лише одного диска, хоча надійність зберігання даних нижча, ніж у RAID 1. По суті є компромісом між RAID0 і RAID1, забезпечуючи досить високу швидкість роботи при непоганій надійності зберігання даних . При відмові одного диска з масиву дані можуть бути відновлені без втрат автоматичному режимі. Мінімальна кількість дисків для такого масиву – 3.
    "Програмні" реалізації RAID5, вбудовані в південні мости материнських плат, Не відрізняються високою швидкістю запису, тому годяться далеко не для всіх застосувань.


    RAID 5EE
  • RAID 5EE- масив, аналогічний RAID5, проте крім розподіленого зберігання кодів парності використовується розподіл резервних областей - фактично задіюється , який можна додати масив RAID5 як запасного (такі масиви називають 5+ або 5+spare). У RAID 5 масиві резервний диск простоює до тих пір, поки не вийде з ладу один з основних , в той час як у RAID 5EE масиві цей диск використовується спільно з іншими HDD весь час, що позитивно впливає на продуктивність масиву. Наприклад, масив RAID5EE з 5 HDD зможе виконати на 25% більше операцій вводу/виводу за секунду, ніж RAID5 масив із 4 основних та одного резервного HDD. Мінімальна кількість дисків для такого масиву – 4.


    RAID 6
  • RAID 6- аналог RAID5 з великим рівнем надмірності - інформація не втрачається при відмові двох будь-яких дисків, відповідно, загальна ємність масиву зменшується на ємність двох дисків. Мінімальна кількість дисків, необхідне створення масиву такого рівня - 4. Швидкість роботи у випадку приблизно аналогічна RAID5. Рекомендується для застосування, де важлива максимально висока надійність.


    RAID 50
  • RAID 50- Об'єднання двох (або більше, але це дуже рідко застосовується) масивів RAID5 в страйп, тобто. комбінація RAID5 і RAID0, що частково виправляє головний недолік RAID5 - низьку швидкість запису даних за рахунок паралельного використання кількох таких масивів. Загальна ємність масиву зменшується на ємність двох , але, на відміну від RAID6, без втрати даних такий масив переносить відмову лише одного диска, а мінімально необхідна кількість дисків для створення масиву RAID50 дорівнює 6. Поряд з RAID10, це найбільш рекомендований рівень RAID для використання в додатках, де потрібна висока продуктивність у поєднанні з прийнятною надійністю.


    RAID 60
  • RAID 60- об'єднання двох масивів RAID6 у страйп. Швидкість запису підвищується приблизно вдвічі, щодо швидкості запису в RAID6. Мінімальна кількість дисків для створення такого масиву - 8. Інформація не втрачається при відмові двох дисків кожного RAID 6 масиву.
  • Matrix RAID- технологія, реалізована фірмою Intel у своїх південних мостах, починаючи з ICH6R, що дозволяє організувати лише на двох дисках кілька масивів RAID0 і RAID1, одночасно створюючи розділи як із підвищеною швидкістю роботи, так і з підвищеною надійністю зберігання даних.
  • JBOD(Від англійського "Just a Bunch Of Disks") - послідовне об'єднання кількох фізичних в один логічний, що не впливає на продуктивність (надійність при цьому падає аналогічно RAID0), при цьому можуть мати різні розміри. В даний час практично не застосовується.
  • При створенні файлового сервера або робочої станції часто доводиться стикатися з проблемою вибору конфігурації дискової підсистеми. Сучасні материнські плати, навіть бюджетного рівня, пропонують можливість створення RAID масивів всіх популярних рівнів, не варто також забувати і про програмної реалізації RAID. Який із варіантів буде надійнішим і продуктивнішим? Ми вирішили провести своє тестування.

    Тестовий стенд

    Як правило в організаціях малого та середнього бізнесу на роль файлових серверів, серверів рівня відділу і т.п. використовується звичайний ПК, зібраний із звичайних, бюджетних комплектуючих. Метою нашого тестування було вивчення продуктивності дискової підсистеми, зібраної за допомогою RAID контролера чіпсету та його порівняння з програмними реалізаціями RAID масивів (засобами ОС). Приводом для проведення тестування стала відсутність у широкому доступі об'єктивних тестів бюджетних RAID, а також велика кількість"міфів та легенд" з цього питання. Ми спеціально не підбирали залізо, а користувалися тим, що було під рукою. А під рукою опинилися кілька звичайних ПК для чергового впровадження, один із яких був використаний як тестовий стенд.

    Конфігурація ПК:

    • Материнська плата: ASUS M4N68T-M SocketAM3
    • Процесор: CPU AMD ATHLON II X2 245 (ADX245O) 2.9 ГГц/2Мб/4000МГц Socket AM3
    • Оперативна пам'ять: 2 х Kingston ValueRAM DDR-III DIMM 1Gb
    • Жорсткі диски: HDD 320 Gb SATA-II 300 Western Digital Caviar Blue 7200rpm 16Mb
    • Операційна система: Windows Server 2008 SP2 (32-bit)
    • Файлова система: NTFS

    Дискова підсистема була налаштована наступним чином: на один диск було встановлено операційна система, з двох чи трьох інших збирався RAID масив.

    Методика тестування

    Як тестове програмне забезпечення нами було обрано Intel NAS Performance Toolkit, даний пакет представляє набір тестів, що дозволяє оцінити продуктивність дискової підсистеми на основних характерних завданнях. Кожен тест виконувався п'ять разів, кінцевий результат становить середнє значення. За зразок ми взяли продуктивність одиночного жорсткого диска.

    Нами були протестовані масиви RAID0, RAID1 і RAID5, причому RAID5 був протестований як у нормальному режимі, так і в аварійному з одним вилученим диском. Чому в аварійному режимі ми протестували лише цей масив? Відповідь проста: для RAID0 такого режиму не існує, при відмові будь-якого з дисків масив руйнується, а єдиний диск RAID1, що залишився, нічим не буде відрізнятися від одиночного диска.

    Тестувалися як апаратні, і програмні реалізації, спочатку ми ще заміряли середнє завантаження ЦПУ, оскільки існує думка, що програмний RAID сильно вантажить процесор. Однак від включення даного виміру в результати тестів ми відмовилися, навантаження на процесор виявилося приблизно рівним і склало близько 37-40% для одиночного диска, RAID0, RAID1 і 40-45% для RAID5.

    Файлові операції

    Класичними операціями для будь-якого накопичувача є операції читання та запису. В Intel NASPT ці параметри оцінюються в чотирьох тестах: копіювання на накопичувач і назад файлу розміром 247 Мб і 44 папок, що містять 2833 файли загальним обсягом 1,2 Гб.

    Читання / запис файлів

    Якщо звернути увагу на результати еталонного диска, то побачимо, що швидкість запису майже вдвічі (на 89%) вища за швидкість читання. Це пов'язано з особливостями роботи файлової системиі цей факт також слід враховувати. RAID0 (масив, що чергується), незалежно від способу реалізації показав на 70% більш високу продуктивність, ніж одиночний диск, в той час як швидкісні параметри RAID1 (дзеркало) повністю йому ідентичні.

    На окрему розмову заслуговує RAID5, швидкість запису на нього неприйнятно низька, уповільнення становить до 70%, в той час як швидкість читання не поступається швидкому RAID0. Можливо це пов'язано з нестачею обчислювальних ресурсів та недосконалістю алгоритмів, адже при записі витрачаються додаткові ресурси для обчислення контрольної суми. При відмові одного з дисків швидкість запису падає, апаратного рішенняспад менш виражений (15%), ніж у програмного (40%). Швидкість читання при цьому значно падає і відповідає швидкості одиночного диска.

    Читання / запис папок

    Кожен, хто пробував скопіювати розсип дрібних файлів, знає - краще заздалегідь запакувати їх в архів, так буде значно швидше. Наші тести лише підтверджують це емпіричне правило, читання розсипу дрібних файлів та папок майже на 60% повільніше, читання великого файлу, швидкість запису також незначно (10%) нижче.

    RAID0 дає набагато меншу перевагу на операціях запису (30-40%), а на операціях читання різницею взагалі можна знехтувати. RAID1 очікувано не підносить нам жодних сюрпризів, йдучи один на один з одиночним диском.

    RAID5 на дрібних файлах показує набагато кращий результат, але продовжує поступатися одиночному диску в середньому 35%. Швидкість читання нічим відрізняється від інших змін, ми схильні вважати, що у разі стримуючим чинником є ​​час довільного доступу вінчестера. А ось при вилученні з масиву одного диска ми отримали дуже несподіваний результат, який змусив нас його кілька разів перевірити ще раз, в тому числі і на іншій моделі вінчестерів (500 Gb Seagate/Maxtor Barracuda 7200.12/DiamondMax 23<3500418AS>7200rpm 16Mb). Справа в тому, що швидкість запису апаратного масиву різко впала (майже втричі), а швидкість запису програмного RAID5 навпаки зросла, можливо, це пов'язано з алгоритмом програмної реалізації масиву. І все ж ми вважаємо за краще залишити цей "феномен" без коментарів.

    Робота з програмами

    Наступні тести відображають продуктивність дискової підсистеми при роботі з різними програмами, насамперед офісними. Перший тест (Content Creation) відображає використання диска для зберігання та роботи з даними, користувач створює, відкриває, зберігає документи без особливої ​​активності. Найбільш потужний тест – Office Productivity, він моделює активну роботу з документами, пошук інформації в інтернеті (на накопичувач скидається кеш браузера), загалом 616 файлів у 45 каталогах об'ємом 572 Мб. Останній тест - робота з фотоальбомом (переважно перегляд), більш характерний для домашнього застосування, включає 1,2 Гб фото (169 файлів, 11 каталогів).

    Робота з документами

    При роботі з одиночними файлами RAID0 цілком передбачувано майже вдвічі випереджає RAID1 і одиночний жорсткий диск(тест Content Creation), проте при активній роботі втрачає всі свої переваги, у тесті Office Productivity RAID0, RAID1 та одиночний диск показують однакові результати.

    RAID5 в даних тестах явний аутсайдер, на одиночних файлах продуктивність масиву вкрай низька, причому апаратна реалізація показує набагато кращий (але все одно вкрай низький) результат. При активній офісній роботі результати набагато кращі, але все одно нижче ніж одиночний диск і простіші масиви.

    Робота з фотографіями

    У цьому режимі всі масиви показали приблизно однаковий результат, який можна порівняти з продуктивністю одиночного диска. Хоча RAID5 показав дещо нижчий результат, хоча в даному випадку відставання навряд чи вдасться помітити "неозброєним оком".

    Мультимедіа

    Ну і насамкінець мультимедійні тести, які ми розбили на дві частини: відтворення та запис. У першому випадку з накопичувача відтворюється HD відео в один, два та чотири потоки одночасно. У другому виконується запис та одночасна запис - відтворення двох файлів. Даний тест застосовується не тільки до відео, тому що характеризує загальні процеси лінійного запису/читання з дискового масиву.

    Відтворення

    RAID0

    Даний вид дискового масиву впевнено лідирує під час роботи з великими файлами та мультимедіа. У більшості випадків дозволяє досягти значної переваги (близько 70%) порівняно з одиночним диском, проте має один істотний недолік - вкрай низьку стійкість до відмов. При виході з експлуатації одного диска руйнується весь масив. При роботі з офісними програмами та фотографіями особливих переваг не має.

    Де можна використовувати RAID0? Насамперед на робочих станціях, яким за родом завдань доводиться працювати з великими файлами, наприклад, відеомонтаж. Якщо потрібна відмовостійкість можна застосувати RAID10 або RAID0+1 які представляють чергується масив з двох дзеркал або дзеркало з масивів, що чергуються, дані рівні RAID поєднують швидкісні параметри RAID0 і надійність RAID1, з недоліків можна назвати суттєві накладні витрати - для зберігання використовується тільки половина ємності дисків у масив.

    RAID1

    Жодних швидкісних переваг перед одиночним диском "дзеркало" не має, основне завдання цього масиву - забезпечення стійкості до відмови. Рекомендується до застосування під час роботи з офісними файлами і дрібними файлами, тобто. на тих завданнях, де різниця між більш швидкісними масивами не така велика. Непогано підійде для роботи з 1С: Підприємство 7.7 у файловому режимі, який за характером роботи з диском представляє щось середнє між Office Productivity та Dir copy from/to NAS. Для більш продуктивних завдань не рекомендується, тут варто звернути увагу на RAID10 та RAID0+1.

    RAID5

    Ми б не рекомендували застосовувати цей вид масиву в бюджетних системах, на операціях запису RAID5 значно програє навіть одиночному жорсткому диску. Єдина сфера, де його застосування буде виправдано, це створення медіасерверів для зберігання мультимедійних даних, основний режим яких читання. Тут на перший план виходять такі параметри як висока швидкість читання (на рівні RAID0) та менші накладні витрати на забезпечення стійкості до відмови (1/3 ємності масиву), що дає непоганий виграш при створенні сховищ значного обсягу. Однак слід пам'ятати, що спроба запису на масив призводить до різкого зниження продуктивності, тому заливання нових даних на подібні медіасервери слід робити в години найменшої завантаженості.

    Апаратний чи програмний?

    Результати тестів не виявили якихось помітних переваг або недоліків для обох варіантів реалізації, хіба що RAID5, апаратний варіант якого показував у ряді випадків більше високий результат. Тому слід виходити з інших особливостей. Таких як сумісність та переносимість.

    Апаратні RAID реалізуються силами південного мосту чіпсету (або окремим контролером) і вимагають підтримки з боку ОС або підвантаження драйверів на стадії установки. Цей же факт робить часто неможливим використання ряду дискових та системних утиліт, які використовують власні завантажувальні диски, якщо їх завантажувач не має підтримки RAID контролера, то програмне забезпечення просто не побачить вашого масиву.

    Другий недолік - прив'язка до конкретного виробника, якщо ви вирішите змінити платформу або виберете материнську плату з іншим чіпсетом вам доведеться скопіювати свої дані на зовнішній носій (що саме по собі буває проблемно) і збирати масив заново. Головна неприємність полягає в тому, що при несподіваному виході материнської плати вам доведеться шукати аналогічну модель для отримання доступу до своїх даних.

    Програмний RAID підтримується на рівні OC, тому багато в чому позбавлений цих недоліків, масив легко збирається і легко переноситься між апаратними платформами, у разі виходу з ладу обладнання доступ до даних можна легко отримати на іншому ПК, що має сумісну версію Windows(молодші редакції не підтримують динамічні диски).

    З недоліків слід відзначити неможливість встановлення Windows на томи RAID0 і RAID5, тому що інсталяція Windowsна динамічний том можлива лише тоді, коли цей том було перетворено з базового завантажувального або системного тома. Докладніше про динамічні томи можна прочитати.

    Якщо Ви зацікавилися цією статтею, то Ви, мабуть, зіткнулися або маєте намір незабаром зіткнутися з однією з наведених нижче проблем на Вашому комп'ютері:

    - явно не вистачає фізичного обсягу вінчестера як єдиного логічного диска. Найчастіше ця проблема виникає під час роботи з файлами великого обсягу (відео, графіка, бази даних);
    - явно бракує продуктивності вінчестера. Найчастіше ця проблема виникає під час роботи із системами нелінійного відео монтажу чи за одночасному зверненні до файлів на вінчестері великої кількості користувачів;
    - явно бракує надійності вінчестера. Найчастіше ця проблема виникає при необхідності працювати з даними, які в жодному разі не можна втратити або які повинні бути доступні для користувача. Сумний досвід показує, що навіть найнадійніша техніка іноді ламається і, як правило, у не підходящий момент.
    Вирішити ці та деякі інші проблеми може створити на комп'ютері RAID-системи.

    Що таке "RAID"?

    У 1987 році Паттерсон (Patterson), Гібсон (Gibson) і Катц (Katz) з Каліфорнійського університету Берклі опублікували статтю "Корпус для надлишкових масивів з дешевих дисководів (RAID)". У цій статті описувалися різні типидискових масивів, що позначаються скороченням RAID - Redundant Array of Independent (або Inexpensive) Disks (надлишковий масив незалежних (або недорогих) дисководів). В основу RAID покладена наступна ідея: об'єднуючи в масив кілька невеликих та/або дешевих дисководів, можна отримати систему, що перевершує за обсягом, швидкістю роботи та надійністю найдорожчі дисководи. До того ж така система з погляду комп'ютера виглядає як єдиний дисковод.
    Відомо, що середній час напрацювання на відмову масиву дисководів дорівнює середньому часу напрацювання на відмову одиночного дисководу, поділеного на кількість дисководів у масиві. Внаслідок цього середній час напрацювання на відмову масиву виявляється занадто малим для багатьох програм. Однак дисковий масив можна декількома способами зробити стійким до відмови одного дисководу.

    У вищезгаданій статті було визначено п'ять типів (рівнів) дискових масивів: RAID-1, RAID-2, ..., RAID-5. Кожен тип забезпечував стійкість відмову, і навіть різні переваги проти одиночним дисководом. Поряд з цими п'ятьма типами популярність набув також дисковий масив RAID-0, що не має надмірності.

    Які існують рівні RAID та який із них вибрати?

    RAID-0. Зазвичай визначається як НЕ надлишкова група дисководів без контролю парності. RAID-0 за способом розміщення інформації з дисководів, що входять до масиву, іноді називається "Striping" ("смугастий" або "тільник"):

    Оскільки RAID-0 не має надмірності, аварія одного дисководу призводить до аварії всього масиву. З іншого боку, RAID-0 забезпечує максимальну швидкість обміну та ефективність використання об'єму дисководів. Оскільки для RAID-0 не потрібні складні математичні чи логічні обчислення, витрати на його реалізацію є мінімальними.

    Область застосування: аудіо- та відео додатки, що вимагають високої швидкості безперервної передачі даних, яку не може забезпечити одиночний дисковод. Наприклад, дослідження, проведені фірмою Mylex, з метою визначити оптимальну конфігурацію дискової системи для станції нелінійного відео монтажу показують, що, порівняно з одним дисководом, масив RAID-0 із двох дисководів дає приріст швидкості запису/читання на 96% із трьох дисководів. - На 143% (за даними тесту Miro VIDEO EXPERT Benchmark).
    Мінімальна кількість дисководів у масиві "RAID-0" – 2шт.

    RAID-1. Більш відомий як "Mirroring" ("Дзеркалювання") - це пара дисководів, що містять однакову інформацію та складають один логічний диск:

    Запис проводиться на обидва дисків у кожній парі. Тим не менш, дисководи, що входять до пари, можуть здійснювати одночасні операції читання. Таким чином, «дзеркалювання» може подвоювати швидкість читання, але швидкість запису залишається незмінною. RAID-1 має 100% надмірність і аварія одного дисководу не призводить до аварії всього масиву - контролер просто перемикає операції читання/запису на дисковод, що залишився.
    RAID-1 забезпечує найвищу швидкість роботи серед усіх типів надлишкових масивів (RAID-1 - RAID-5), особливо в розрахованому на багато користувачів оточенні, але найгірше використання дискового простору. Оскільки для RAID-1 не потрібні складні математичні чи логічні обчислення, витрати на його реалізацію є мінімальними.
    Мінімальна кількість дисководів у масиві "RAID-1" – 2шт.
    Для збільшення швидкості запису та забезпечення надійності зберігання даних кілька масивів RAID-1 можна, своєю чергою, об'єднати у RAID-0. Така конфігурація називається «дворівневий» RAID або RAID-10 (RAID 0+1):


    Мінімальна кількість дисководів у масиві "RAID 0+1" – 4шт.
    Область застосування: дешеві масиви, у яких головне – надійність зберігання даних.

    RAID-2. Розподіляє дані зі страйпів розміром у сектор групи дисководів. Деякі диски виділяються для зберігання ECC (код корекції помилок). Так як більшість дисководів за замовчуванням зберігають коди з ECC для кожного сектора, RAID-2 не дає особливих переваг у порівнянні з RAID-3 і тому практично не застосовується.

    RAID-3. Як і у випадку з RAID-2, дані розподіляються по страйпах розміром в один сектор, а один з дисководів масиву відводиться для зберігання інформації про парність:

    RAID-3 покладається на коди з ECC, що зберігаються у кожному секторі виявлення помилок. У разі відмови одного з дисководів відновлення інформації, що зберігалася на ньому, можливе за допомогою обчислення виключає АБО (XOR) за інформацією на дисководах, що залишилися. Кожен запис зазвичай розподілено по всіх дисководах і тому цей тип масиву хороший для роботи в додатках з інтенсивним обміном з дисковою підсистемою. Так як кожна операція введення-виводу звертається до всіх дисків масиву, RAID-3 не може одночасно виконувати кілька операцій. Тому RAID-3 хороший для однокористувального однозадачного оточення з довгими записами. p align="justify"> Для роботи з короткими записами потрібна синхронізація обертання дисководів, так як інакше неминуче зменшення швидкості обміну. Застосовується нечасто, т.к. програє RAID-5 з використанням дискового простору. Реалізація потребує значних витрат.
    Мінімальна кількість дисководів у масиві "RAID-3" – 3шт.

    RAID-4. RAID-4 ідентичний RAID-3 за винятком того, що розмір страйпів набагато більше одного сектора. І тут читання здійснюється з одного дисковода (крім дисковода, що зберігає інформацію про парності), тому можливе одночасне виконання кількох операцій читання. Тим не менш, оскільки кожна операція запису повинна оновити вміст дисководу парності, одночасне виконання кількох операцій запису неможливе. Цей тип масиву немає помітних переваг перед масивом типу RAID-5.
    RAID-5. Цей тип масиву іноді називається «масив з парністю, що обертається». Даний тип масиву успішно долає властивий RAID-4 недолік - неможливість одночасного виконання кількох операцій запису. У цьому масиві, як і RAID-4, використовуються страйпивеликого розміру, але, на відміну від RAID-4, інформація про парність зберігається не на одному дисководі, а на всіх дисководах по черзі:

    Операції запису звертаються до одного дисководу з даними та іншого дисководу з інформацією про парності. Оскільки інформація про парність для різних страйпів зберігається на різних дисководах виконання кількох одночасних операцій запису неможливе лише в тих поодиноких випадках, коли або страйпи з даними, або страйпи з інформацією про парність знаходяться на тому самому дисководі. Чим більше дисководів у масиві, тим рідше збігається розташування страйпів інформації та парності.
    Область застосування: надійні масиви великого обсягу. Реалізація потребує значних витрат.
    Мінімальна кількість дисководів у масиві "RAID-5" – 3шт.

    RAID-1 чи RAID-5?
    RAID-5 проти RAID-1 більш економно використовує дискове простір, оскільки у ньому для надмірності зберігається не «копія» інформації, а контрольне число. У результаті RAID-5 можна об'єднати будь-яку кількість дисководів, з яких тільки один буде містити надмірну інформацію.
    Але більш висока ефективність використання дискового простору досягається за рахунок нижчої швидкості обміну інформацією. Під час запису інформації в RAID-5 потрібно щоразу оновлювати інформацію про парність. Для цього треба визначити, які саме біти парності змінилися. Спочатку зчитується стара інформація, що підлягає оновленню. Потім ця інформація перемножується XOR з новою інформацією. Результат цієї операції - бітова маска, в якій кожен біт = 1 означає, що в інформації про парність у відповідній позиції треба замінити значення. Потім оновлена ​​інформація про парність записується на місце. Отже, на кожну вимогу програми записати інформацію, RAID-5 здійснює два читання, два записи та дві операції XOR.
    За те, що більш ефективно використовується дисковий простір (замість копії даних зберігається блок парності) доводиться платити: на генерацію та запис інформації про парність йде додатковий час. Це означає, що швидкість запису на RAID-5 нижче, ніж на RAID-1 у співвідношенні 3:5 або навіть 1:3 (тобто швидкість запису на RAID-5 становить від 3/5 до 1/3 швидкості запису RAID-1). Через це RAID-5 безглуздо створювати у програмному варіанті. Їх також не можна рекомендувати у тих випадках, коли саме швидкість запису має вирішальне значення.

    Який спосіб реалізації RAID - програмний чи апаратний?

    Прочитавши опис різних рівнів RAID, можна помітити, що ніде не згадуються будь-які специфічні вимоги до апаратури, яка необхідна для реалізації RAID. З чого можна зробити висновок, що все, що потрібно для реалізації RAID - підключити необхідну кількість дисководів до контролера, що є в комп'ютері, і встановити на комп'ютер спеціальне програмне забезпечення. Це правильно, але не зовсім!
    Справді, є можливість програмної реалізації RAID. Прикладом може бути ОС Microsoft Windows NT 4.0 Server, у якій можлива програмна реалізація RAID-0, -1 і навіть RAID-5 (Microsoft Windows NT 4.0 Workstation забезпечує лише RAID-0 та RAID-1). Однак це рішення слід розглядати як вкрай спрощене, що не дозволяє повністю реалізувати можливості RAID-масиву. Досить зазначити, що з програмної реалізації RAID все навантаження з розміщення інформації на дисководах, обчислення контрольних кодів тощо. лягає на центральний процесорщо природно, не збільшує продуктивності та надійності системи. З тих же причин, тут практично відсутні будь-які сервісні функції та всі операції із заміни несправного дисковода, додавання нового дисковода, зміни рівня RAID тощо проводяться з повною втратою даних і при повній забороні виконання будь-яких інших операцій. Єдина перевага програмної реалізації RAID - мінімальна вартість.
    - спеціалізований контролер звільняє центральний процесор від основних операцій із RAID, причому ефективність контролера тим паче помітна, що стоїть рівень складності RAID;
    - контролери, як правило, мають драйвери, що дозволяють створити RAID практично для будь-якої популярної ОС;
    - вбудований BIOS контролера і програми управління, що додаються до нього, дозволяють адміністратору системи легко підключати, відключати або замінювати дисководи, що входять до RAID, створювати кілька RAID-масивів, причому навіть різних рівнів, контролювати стан дискового масиву і т.д. У «просунутих» контролерів ці операції можна робити «на лету», тобто. не виключаючи системний блок. Багато операцій можуть бути виконані в « фоновому режимі», тобто. не перериваючи поточну і навіть дистанційно, тобто. з будь-якого (звісно за наявності доступу) робочого місця;
    - контролери можуть оснащуватися буферною пам'яттю («кеш»), в якій запам'ятовуються кілька останніх блоків даних, що, при частому зверненні до тих самих файлів, дозволяє значно збільшити швидкодію дискової системи.
    Недоліком апаратної реалізації RAID є висока вартість RAID-контролерів. Однак, з одного боку, за все (надійність, швидкодія, сервіс) треба платити. З іншого боку, останнім часом, з розвитком мікропроцесорної техніки, вартість RAID-контолерів (особливо молодших моделей) почала різко падати і стала порівнянною з вартістю звичайних дискових контролерів, що дозволяє встановлювати RAID-системи не тільки в дорогі мейнфрейми, а й у сервери. початкового рівняі навіть у робочі станції.

    Як вибрати модель RAID-контролера?

    Можна виділити кілька типів RAID-контролерів залежно від їх функціональних можливостей, конструктивного виконання та вартості:
    1. Контролери дисководу з функціями RAID.
    По суті, це звичайний дисковий контролер, який завдяки спеціальній прошивці BIOS дозволяє об'єднувати дисків у RAID-масив, як правило, рівня 0, 1 або 0+1.

    Ultra (Ultra Wide) SCSI контролер компанії Mylex KT930RF (KT950RF).
    Зовні цей контролер нічим не відрізняється від звичайного SCSI-контролера. Вся "спеціалізація" знаходиться в BIOS, який ніби розділений на дві частини - "Конфігурація SCSI" / "Конфігурація RAID". Незважаючи на невисоку вартість (менше $200) даний контролер має непоганий набір функцій:

    - об'єднання до 8 дисководів у RAID 0, 1або 0+1;
    - Підтримка Hot Spareдля заміни "на льоту" дисковода, що вийшов з ладу;
    - Можливість автоматичної (без втручання оператора) заміни несправного дисководу;
    - автоматичний контроль цілісності та ідентичності (для RAID-1) даних;
    - наявність пароля для доступу до BIOS;
    - програма RAIDPlus, що представляє інформацію про стан дисководів у RAID;
    - драйвери для DOS, Windows 95, NT 3.5x, 4.0

    1+0 (називається також RAID 10)- схожий з RAID 01 масив незалежних дисків, з тією лише різницею, що рівні, що використовуються в цій системі, реверсивні і є смужкою дзеркал. Диски вкладеного масиву об'єднані парами в "дзеркала" RAID 1. Потім ці дзеркальні пари трансформуються на загальний масив, використовуючи чергування RAID 0.

    Відновлення даних

    Кожен диск із масивом RAID 1 може бути пошкоджений без втрати даних. Однак, мінус системи в тому, що пошкоджені диски незамінні, і у разі виникнення помилки в роботі системи, користувач буде змушений використовувати ресурси системи, що залишилися. Деякі системи RAID 10 мають так званий спеціальний диск "hot spare", який автоматично замінює диск, що вийшов з ладу в масиві.

    Продуктивність та швидкість

    Згідно відгуків виробників і специфікацій пристроїв, в більшості випадків RAID 10 пропонує кращу пропускну здатність і менший час очікування, ніж решта RAID рівні, за винятком RAID 0 (краща пропускна здатність). Це один із найкращих рівнів для роботи "важких" додатків, що вимагають високу працездатність системи.

    RAID 10 дозволяє об'єднати лише парну кількість дисків.

    • Мінімальна кількість дисків – 4,
    • Максимальна кількість дисків – 16.

    У чому різниця між RAIN 1+0 та RAID 0+1?

    Ключова різниця між гібридами RAID 0+1 і RAID 1+0 полягає в локації кожної RAID-системи: RAID 0+1 - це дзеркальна система смуг, де два RAID 0 об'єднуються в RAID 1, тоді як RAID 1+0 є поєднанням двох RAID 1, об'єднаних в RAID 0. "Зовні", візуально, RAID 0+1 є той же RAID 10.

    Деякі виробники використовують RAID 1+0, змінивши їм RAID 0+1, оскільки забезпечує більш коректну і безпечну роботу системи.

    Теоретично, RAID 0+1 та RAID 1+0 мають рівну стійкість до помилок та збоїв. Більшість контролерів немає таких значних показників надійності.

    Переваги системи

    "Дзеркало" RAID 1 забезпечує системі надійність, масив RAID 0 збільшує продуктивність.

    Недоліки системи

    Мінуси у рівня RAID 10 такі ж, як і у рівня RAID 0. Користувачеві рекомендується включати до масиву диски гарячого резерву з розрахунку 1 резервний на 5 робочих.

    Приклад роботи RAID 1+0:

    • Диски 1+2 = RAID 1 (Дзеркальний сет A)
    • Диски 3+4 = RAID 1 (Дзеркальний сет B)
    • Диски 5+6 = RAID 1 (Дзеркальний сет C)
    • Диски 7+8 = RAID 1 (Дзеркальний сет D)
    • Диски 9+10 = RAID 1 (Дзеркальний сет E)
    • Диски 11+12 = RAID 1 (Дзеркальний сет F)
    • Диски 13+14 = RAID 1 (Дзеркальний сет G)
    • Диски 15+16 = RAID 1 (Дзеркальний сет H)
    • Диски 17+18 = RAID 1 (Дзеркальний сет I)
    • Диски 19+20 = RAID 1 (Дзеркальний сет J)

    В даному випадку, ми зможемо впровадити смугу RAID 0 поперек усіх сетів: з A по J. Припустимо, якщо в 5 диску виявлена ​​помилка, єдиним дзеркальним сетом буде сет C. Він також має диск 6 у зв'язці, але цей диск не припинить своє функціонування і працюватиме далі.

    Прислів'я "Поки грім не вдарить, мужик не перехреститься" знає майже кожен. Життєва вона: поки та чи інша проблема не торкнеться користувача впритул, той про неї навіть не замислиться. Помер блок живлення і прихопив із собою пару-трійку девайсів – користувач кидається шукати статті відповідної тематики про смачне та здорове харчування. Згорів або почав глючити від перегріву процесор - в "Вибраному" з'являється пара-трійка посилань на розлогі гілки форумів, на яких обговорюють охолодження CPU.

    З жорсткими дисками та сама історія: щойно черговий гвинт, хруснувши на прощання головками, залишає наш тлінний світ, власник ПК починає метушитися, щоб забезпечити поліпшення життєвих умов накопичувача. Але навіть найбільш крутий кулер не може гарантувати диску довге і щасливе життя. На термін служби накопичувача впливає багато факторів: і шлюб на виробництві, і випадковий стусан корпусу ногою (особливо якщо кузов стоїть десь на підлозі), і пил, що пройшов крізь фільтри, і високовольтна перешкода, послана блоком живлення. резервне копіюванняінформації, а якщо потрібен бекап на ходу, то саме час будувати RAID-масив, благо сьогодні майже кожна материнка має якийсь RAID-контролер.

    На цьому місці ми зупинимося та зробимо короткий екскурс в історію та теорію RAID-масивів. Сама абревіатура RAID розшифровується як Redundant Array of Independent Disks (надлишковий масив незалежних дисків). Раніше замість independent вживали inexpensive (недорогий), але згодом це визначення втратило актуальність: недорогими стали майже всі дискові накопичувачі.

    Історія RAID почалася у 1987 році, коли з'явилася на світ стаття "Корпус для надмірних масивів з дешевих дисків (RAID)", підписана товаришами Петерсоном, Гібсоном та Катцем. У замітці була описана технологія об'єднання кількох звичайних дисків масив для отримання більш швидкого і надійного накопичувача. Також автори матеріалу розповідали читачам про декілька типів масивів – від RAID-1 до RAID-5. Згодом до описаних майже двадцять років тому масивам додався RAID-масив нульового рівня, і він набув популярності. Так що ж є всі ці RAID-x? У чому їхня суть? Чому вони називаються надмірними? У цьому ми й намагатимемося розібратися.

    Якщо говорити дуже простою мовою, то RAID - це така штука, яка дозволяє операційній системі не знати скільки дисків встановлено в комп'ютері. Об'єднання хардів у RAID-масив - процес, прямо протилежний розбиття єдиного простору на логічні диски: ми формуємо один логічний накопичувач на основі кількох фізичних. Для того щоб зробити це, нам знадобиться або відповідний софт (про цей варіант ми навіть говорити не будемо - непотрібна це річ), або RAID-контролер, вбудований у материнку, або окремий, що вставляється в слот PCI або PCI Express. Саме контролер поєднує диски в масив, а операційна система працює вже не з HDD, а з контролером, який їй нічого непотрібного не повідомляє. А ось варіантів об'єднання кількох дисків в один існує безліч, точніше, близько десяти.

    Якими є RAID?

    Найпростіший з них – JBOD (Just a Bunch of Disks). Два вінчестери склеєні в один послідовно, інформація записується спочатку на один, а потім на інший диск без розбиття її на шматки та блоки. З двох накопичувачів по 200 Гбайт ми робимо один на 400 Гбайт, що працює практично з тією ж, а в реальності трохи меншою швидкістю, що і кожен з двох дисків.

    JBOD є окремим випадком масиву нульового рівня, RAID-0. Зустрічається також інший варіант назви масивів цього рівня – stripe (смужка), повне найменування – Striped Disk Array without Fault Tolerance. Цей варіант також передбачає об'єднання n дисків в один з об'ємом, збільшеним у n разів, але диски об'єднуються не послідовно, а паралельно, і інформація на них записується блоками (об'єм блоку задає користувач при формуванні RAID-масиву).

    Тобто у випадку, якщо на два накопичувачі, що входять до масиву RAID-0, потрібно записати послідовність цифр 123456, контролер розділить цей ланцюжок на дві частини - 123 і 456 - і першу запише на один диск, а другу - на інший. Кожен диск може передавати дані… ну, хай зі швидкістю 50 Мбайт/с, а сумарна швидкість двох дисків, дані з яких беруться паралельно, становить 100 Мбайт/с. Таким чином, швидкість роботи з даними повинна збільшитися в n разів (реально, звичайно, зростання швидкості менше, оскільки втрати на пошук даних і на передачу їх по шині ніхто не скасовував). Але цей приріст дається не так: при поломці хоча б одного диска інформація з усього масиву втрачається.

    RAID-масив нульового рівня. Дані розбиваються на блоки та розкидаються по дисках. Контролю парності та резервування немає.

    Тобто ніякої надмірності та жодного резервування немає і близько. Вважати цей масив RAID-масивом можна лише умовно, проте він дуже популярний. Мало хто замислюється про надійність, адже її ніяк не виміряєш бенчмарками, зате всі розуміють мову мегабайт в секунду. Це не погано та не добре, просто таке явище є. Нижче ми поговоримо про те, як і рибку з'їсти, і зберегти надійність. Відновлення RAID-0 після збою

    До речі, додатковий мінус stripe-масиву полягає у його непереносимості. Я не маю на увазі, що він погано переносить якісь окремі види їжі або, наприклад, господарів. На це йому начхати, але перенести кудись сам масив – це ціла проблема. Навіть якщо притягнути до друга обидва диски та драйвери контролера на додачу, не факт, що вони визначаться як один масив і вдасться скористатися даними. Більше того, відомі випадки, коли просте підключення (без запису чогось!) stripe-дисків до "нерідного" (відмінного від того, на якому формувався масив) контролеру призводило до псування інформації в масиві. Не знаємо, наскільки ця проблема актуальна зараз, з появою сучасних контролерів, але все ж таки радимо бути акуратнішими.


    RAID-масив першого рівня із чотирьох дисків. Диски розбиті на пари, на накопичувачах усередині пари зберігаються однакові дані.

    Перший по-справжньому "надлишковий" масив (і перший RAID, що з'явився на світ) - RAID-1. Його друга назва – mirror (дзеркало) – пояснює принцип роботи: всі відведені під масив диски розбиваються на пари, а інформація зчитується та записується відразу на обидва диски. Виходить, що кожен з дисків у масиві має точну копію. У такій системі зростає не тільки надійність зберігання даних, а й швидкість їх читання (читати можна відразу з двох вінчестерів), хоча швидкість запису залишається такою самою, як і в одного накопичувача.

    Як можна здогадатися, обсяг такого масиву дорівнюватиме половині суми обсягів усіх вінчестерів, що до нього входять. Мінус такого рішення – хардів потрібно вдвічі більше. Але зате надійність цього масиву реально навіть не дорівнює подвійній надійності одиночного диска, а набагато вища за це значення. Вихід із ладу двох вінчестерів протягом… ну, скажімо, діб малоймовірний, якщо в справу не втрутився, наприклад, блок живлення. У той же час будь-яка розсудлива людина, побачивши, що один диск у парі вийшов з ладу, відразу його замінить, і навіть якщо відразу після цього віддасть кінці другий диск, інформація нікуди не подінеться.

    Як бачите, і RAID-0, і RAID-1 мають свої недоліки. А як би їх позбутися? Якщо у вас є щонайменше чотири вінчестери, ви можете створити конфігурацію RAID 0+1. Для цього масиви RAID-1 поєднуються в масив RAID-0. Або навпаки, іноді створюють масив RAID-1 з кількох масивів RAID-0 (на виході вийде RAID-10, єдина перевага якого – менший час відновлення даних при виході одного диска з ладу).

    Надійність такої конфігурації з чотирьох вінчестерів дорівнює надійності масиву RAID-1, а швидкість фактично така ж, як у RAID-0 (реально вона, швидше за все, буде трохи нижчою через обмежені можливості контролера). При цьому одночасний вихід з ладу двох дисків не завжди означає повну втрату інформації: це станеться лише у випадку, якщо зламаються диски, що містять одні й самі дані, що малоймовірно. Тобто якщо чотири диски розбиті на пари 1-2 і 3-4 і пари об'єднані в масив RAID-0, то лише одночасна поломка дисків 1 і 2 або 3 і 4 призведе до втрати даних, тоді як у разі передчасної смерті першого і третього, другого та четвертого, першого та четвертого або другого та третього вінчестерів дані залишаться в цілості та безпеці.

    Однак головний недолік RAID-10 – висока вартість дисків. Проте ціну чотирьох (мінімум!) вінчестерів маленької не назвеш, особливо якщо реально нам доступний обсяг лише двох з них (про надійність і про те, скільки вона коштує, як ми вже говорили, мало хто думає). Велика (100%-а) надмірність зберігання даних дається взнаки. Все це призвело до того, що останнім часом популярності набув варіант масиву під назвою RAID-5. Для його реалізації потрібні три диски. Окрім самої інформації, контролер складує на накопичувачах масиву ще й блоки контролю парності.

    Не будемо вдаватися до подробиць роботи алгоритму контролю парності, скажімо лише, що він дозволяє у разі втрати інформації на одному з дисків відновити її, використовуючи дані парності та живі дані з інших дисків. Блок парності має об'єм одного фізичного диска і рівномірно розподіляється по всіх вінчестерах системи так, що втрата будь-якого диска дозволяє відновити інформацію з нього блоком парності, що знаходиться на іншому диску масиву. Інформація розбивається на великі блоки і записується на диски по черзі, тобто за принципом 12-34-56 у випадку з тридисковим масивом.

    Відповідно, загальний обсяг такого масиву – це обсяг усіх дисків мінус ємність одного з них. Відновлення даних, зрозуміло, відбувається не миттєво, але така система має високу продуктивність і запас надійності при мінімальній вартості (для масиву об'ємом 1000 Гбайт потрібно шість дисків по 200 Гбайт). Втім, продуктивність такого масиву все одно буде нижчою за швидкість stripe-системи: при кожній операції запису контролеру потрібно оновлювати ще й індекс парності.

    RAID-0, RAID-1 і RAID 0+1, іноді ще RAID-5 – цими рівнями найчастіше вичерпуються можливості десктопних RAID-контролерів. Вищі рівні доступні лише складним системам, основою яких служать SCSI-винчестеры. Однак щасливі власники SATA-контролерів з підтримкою Matrix RAID (такі контролери вбудовані в південні мости ICH6R та ICH7R від компанії Intel) можуть скористатися перевагами масивів RAID-0 та RAID-1, маючи всього два диски, а ті, хто має плату з ICH7R , можуть об'єднати RAID-5 і RAID-0, якщо вони мають чотири однакових накопичувача.

    Як це реалізується практично? Розберемо простіший випадок з RAID-0 і RAID-1. Припустимо, ви купили два харди по 400 Гбайт. Ви розбиваєте кожен із накопичувачів на логічні диски об'ємом 100 Гбайт та 300 Гбайт. Після цього за допомогою зашитої в BIOS утиліти Intel Application Accelerator RAID Option ROM ви поєднуєте 100-гігабайтні розділи в stripe-масив (RAID-0), а 300-гігабайтні - в масив Mirror (RAID-1). Тепер на швидкий дискоб'ємом 200 Гбайт можна складати, скажімо, іграшки, відеоматеріал та інші дані, що вимагають високої швидкості дискової підсистеми і до того ж не дуже важливі (тобто ті, про втрату яких ви не будете дуже шкодувати), а на дзеркальний 300-гігабайтний диск ви переміщаєте робочі документи, архів пошти, службовий софт та інші життєво потрібні файли. При виході з ладу одного диска ви позбавляєтеся того, що було розміщено на масиві stripe, але дані, розміщені вами на другому логічному диску, дублюються на накопичувачі, що залишився.

    Об'єднання рівнів RAID-5 і RAID-0 має на увазі те, що частина обсягу чотирьох дисків відведена під швидкий stripe-масив, а інша частина (нехай це будуть 300 Гбайт на кожному диску) припадає на блоки даних та блоки парності, тобто ви отримуєте один надшвидкий диск об'ємом 400 Гбайт (4 х 100 Гбайт) та один надійний, але менш швидкий масив об'ємом 900 Гбайт 4 х 300 Гбайт мінус 300 Гбайт на блоки парності.

    Як бачите, ця технологія вкрай перспективна, і буде непогано, якщо її підтримають інші виробники чіпсетів і контролерів. Дуже вже привабливо мати на двох дисках масиви різних рівнів, швидкі та надійні.

    Ось, мабуть, і всі види RAID-масивів, які використовуються в домашніх системах. Однак у житті вам можуть зустрітися RAID-2, 3, 4, 6 і 7. Так що давайте подивимося, що це за рівні такі.

    RAID-2. У масиву такого типу диски поділяються на дві групи - для даних і кодів корекції помилок, причому якщо дані зберігаються на n дисках, то для складування кодів корекції необхідно n-1 дисків. Дані записуються на відповідні вінчестери так само, як і RAID-0, вони розбиваються на невеликі блоки за кількістю дисків, призначених для зберігання інформації. Диски, що залишилися, зберігають коди корекції помилок, за якими у разі виходу будь-якого вінчестера з ладу можливе відновлення інформації. Метод Хеммінга давно застосовується в пам'яті типу ECC і дозволяє на льоту виправляти дрібні однобітові помилки, якщо вони раптом виникнуть, а якщо помилково буде передано два біти, це буде виявлено знову-таки за допомогою систем контролю парності. Втім, тримати заради цього громіздку структуру майже з подвійної кількості дисків нікому не хотілося, і цей вид масиву не отримав поширення.

    Структура масиву RAID-3така: в масиві з n дисків дані розбиваються на блоки розміром 1 байт і розподіляються по n-1 дисків, а ще один диск використовується для зберігання парних парності. У RAID-2 для цієї мети стояло n-1 дисків, але більша частина інформації на цих дисках використовувалася тільки для корекції помилок на льоту, а для простого відновлення у разі поломки диска досить меншої її кількості вистачає і одного виділеного вінчестера.


    RAID третього рівня з окремим диском для зберігання інформації про парність. Резервування немає, але дані можна відновити.

    Відповідно, відмінності RAID-3 від RAID-2 очевидні: неможливість корекції помилок на льоту та менша надмірність. Переваги такі: швидкість читання та запису даних висока, а для створення масиву потрібно зовсім небагато дисків, лише три. Але масив цього хороший лише для однозадачной роботи з великими файлами, оскільки спостерігаються проблеми зі швидкістю при частих запитах даних невеликого обсягу.


    Масив п'ятого рівня відрізняється від RAID-3 тим, що блоки парності поступово розкидані по всіх дисках масиву.

    RAID-4схожий на RAID-3, але відрізняється від цього тим, що дані розбиваються на блоки, а чи не на байти. Таким чином вдалося "перемогти" проблему низької швидкості передачі даних невеликого обсягу. Запис проводиться повільно через те, що парність для блоку генерується при записі і записується на єдиний диск. Використовуються масиви такого типу дуже рідко.

    RAID-6- це той же RAID-5, але тепер на кожному з дисків масиву зберігаються два блоки парності. Таким чином, при виході двох дисків з ладу, інформація все ще може бути відновлена. Зрозуміло, підвищення надійності призвело до зменшення корисного об'єму дисків і до збільшення мінімальної їх кількості: тепер за наявності n дисків у масиві загальний об'єм, доступний для запису даних, дорівнюватиме обсягу одного диска, помноженого на n-2. Необхідність обчислення відразу двох контрольних сум визначає другий недолік, успадкований RAID-6 від RAID-5 - низьку швидкість запису даних.

    RAID-7- Зареєстрована марка компанії Storage Computer Corporation. Структура масиву така: на n-1 дисках зберігаються дані, один диск використовується для складування блоків парності. Але додалося кілька важливих деталей, покликаних ліквідувати головний недолік масивів такого типу: кеш даних та швидкий контролер, який завідує обробкою запитів. Це дозволило зменшити кількість звернень до дисків для обчислення контрольної суми даних. В результаті вдалося значно підвищити швидкість обробки даних (де-не-де в п'ять і більше разів).



    Масив рівня RAID 0+1, або конструкція двох масивів RAID-1, об'єднаних в RAID-0. Надійно, швидко, дорого.

    Додалися й нові недоліки: дуже висока вартість реалізації такого масиву, складність його обслуговування, необхідність безперебійника для запобігання втраті даних у кеш-пам'яті при перебоях харчування. Масив такого типу ви навряд чи зустрінете, а якщо раптом десь побачите його, пишіть нам, ми теж із задоволенням на нього подивимося.

    Створення масиву

    Сподіваюся, з вибором типу масиву ви вже впоралися. Якщо на платі є RAID-контролер, вам нічого, крім потрібної кількості дисків і драйверів цього самого контролера, не знадобиться. До речі, майте на увазі: є сенс об'єднувати в масиви тільки диски однакового обсягу, причому краще за одну модель. З дисками різного об'єму може відмовитися працювати контролер, і, швидше за все, ви зможете задіяти лише частину великого диска, що дорівнює обсягу меншому з дисків. Крім того, навіть швидкість stripe-масиву визначатиметься швидкістю найповільнішого з дисків. І моя вам порада: не намагайтеся зробити RAID-масив завантажувальним. Це можливо, але у разі виникнення будь-яких збоїв у системі вам доведеться нелегко, оскільки відновлення працездатності буде дуже утруднене. Крім того, небезпечно розміщувати кілька систем на такому масиві: майже всі програми, що відповідають за вибір ОС, вбивають інформацію зі службових областей вінчестера і, відповідно, псують масив. Краще вибрати іншу схему: один диск - завантажувальний, інші ж об'єднані в масив.



    Matrix RAID у дії. Частина об'єму дисків використовується масивом RAID-0, частину простору, що залишилася, забирає масив RAID-1.

    Кожен RAID-масив починається з BIOS RAID-контролера. Іноді (тільки у випадку з інтегрованими контролерами, та й то не завжди) він вбудований в основний BIOS материнки, іноді розташований окремо та активується після проходження самотестування, але у будь-якому випадку вам туди треба. Саме в BIOS задаються потрібні параметри масиву, а також розміри блоків даних, використовувані вінчестери і таке інше. Після того як ви все це визначите, достатньо зберегти параметри, вийти з BIOS і повернутися в операційну систему.

    Там обов'язково потрібно встановити драйвери контролера (як правило, дискета з ними додається до материнки або до самого контролера, але вони можуть бути записані на диск з іншими драйверами та службовим софтом), перезавантажитись, і все, масив готовий до роботи. Можете розбивати його на логічні диски, форматувати та заповнювати даними. Пам'ятайте лише про те, що RAID не є панацеєю. Він врятує вас від втрати даних при загибелі вінчестера і мінімізує наслідки такого результату, але не врятує від стрибків напруги в мережі та збоїв неякісного блоку живлення, який вбиває обидва диски відразу, без огляду на їхню "масивність".

    Зневажливе ставлення до якісного харчування та температурному режимудисків може значно скоротити термін життя HDD, буває, всі диски масиву виходять із ладу, проте дані виявляються безповоротно втраченими. Зокрема, сучасні вінчестери (особливо IBM і Hitachi) дуже чутливі до каналу +12 В і не люблять навіть найменшої зміни напруги на ньому, так що перед закупівлею всього обладнання, необхідного для побудови масиву, варто перевірити відповідну напругу і за необхідності включити новий БП до списку покупок.

    живлення жорстких дисків, Як і всіх інших комплектуючих, від другого блоку живлення, на перший погляд, реалізується просто, але в такій схемі живлення чимало підводних каменів, і потрібно сто разів подумати, перш ніж зважитися на такий крок. З охолодженням все простіше: необхідно лише забезпечити обдування всіх вінчестерів, плюс не ставте їх впритул один до одного. Прості правила, але, на жаль, дотримуються їх не всі. І випадки, коли обидва диски в масиві помирають одночасно, нерідкі.

    Крім того, RAID не скасовує необхідності регулярно виготовляти резервні копіїданих. Дзеркалювання дзеркалюванням, але якщо ви випадково зіпсуєте або зітрете файли, другий диск вам ніяк не допоможе. Так що робіть бекап щоразу, коли ви можете його робити. Це правило діє незалежно від наявності RAID-масивів усередині ПК.

    Так що, are you RAIDy? Так? Чудово! Тільки в гонитві за об'ємом і швидкістю не забудьте інше прислів'я: "Примусь дурня Богу молитися, він і лоба розб'є". Міцних вам дисків та надійних контролерів!

    Цінова вигода шумного RAID

    RAID – це добре навіть без огляду на гроші. Але давайте порахуємо ціну найпростішого stripe-масиву об'ємом 400 Гбайт. Два диски Seagate Barracuda SATA 7200.8 по 200 Гбайт кожен обійдуться вам приблизно $230. RAID-контролери вбудовані в більшість материнських плат, тобто ми отримуємо їх безкоштовно.

    У той же час 400-гігабайтний диск тієї ж моделі коштує $280. Різниця – $50, і на ці гроші можна придбати потужний блок живлення, який вам, безперечно, знадобиться. Я вже не кажу про те, що продуктивність складеного "диска" за більш низькою ціною буде майже вдвічі вищою за продуктивність одного вінчестера.

    Проведемо тепер підрахунок, орієнтуючись загальний обсяг 250 Гбайт. Дисків по 125 Гбайт не існує, так що візьмемо два вінчестери по 120 Гбайт. Ціна кожного диска – $90, ціна одного 250-гігабайтного вінчестера – $130. Що ж, за таких обсягів за продуктивність доводиться платити. А якщо взяти 300-гігабайтний масив? Два диски по 160 Гбайт – приблизно $200, один на 300 Гбайт – $170… Знову не те. Виходить, що RAID вигідний тільки при використанні дисків дуже великого обсягу.