Kratki pregled RAID tehnologije

Ovaj dokument opisuje osnovne elemente RAID tehnologije i daje kratak pregled različitih RAID razina.

• RAID 2, 3

  RAID 4, 5

  Stol: prednosti i nedostaci osnovnih RAID razina

RAID je akronim za Redundantni niz neovisnih diskova.

Disk niz je skup diskovnih uređaja koji zajedno rade na poboljšanju brzine i pouzdanosti I/O sustava. Ovim skupom uređaja upravlja poseban RAID kontroler ( kontroler polja), koji enkapsulira funkcije postavljanja podataka u niz; a za ostatak sustava, omogućuje da cijeli niz bude predstavljen kao jedan logički I/O uređaj. Izvođenjem paralelnih operacija čitanja i pisanja na više diskova, niz omogućuje povećane brzine prijenosa u usporedbi s jednim velikim diskom.

Nizovi također mogu osigurati redundantnu pohranu podataka tako da se podaci ne izgube ako jedan od pogona zakaže. Ovisno o razini RAID-a, provodi se zrcaljenje ili distribucija podataka po diskovima.

RAID razine

Svaka od četiri glavne razine RAID-a koristi jedinstvenu metodu pisanja podataka na diskove i stoga svaka razina pruža različite prednosti. RAID razine 1, 3 i 5 omogućuju zrcaljenje ili pohranjivanje bitova parnosti; i stoga vam omogućuju vraćanje informacija ako jedan od diskova pokvari.

RAID razina 0

Tehnologija RAID 0 također je poznata kao striping podataka ( pruganje podataka). Pomoću ove tehnologije informacije se raščlanjuju na dijelove (fiksne količine podataka, koje se obično nazivaju blokovi); a ti se dijelovi zapisuju na diskove i paralelno čitaju s njih. Iz perspektive izvedbe to znači dvije glavne stvari: prednosti:

Povećava propusnost serijskog I/O istodobnim učitavanjem više sučelja.

latencija slučajnog pristupa je smanjena; Nekoliko zahtjeva za različite male segmente informacija može se izvršiti istovremeno.

Mana: RAID razina 0 namijenjena je samo za potrebe performansi i ne pruža redundantnost podataka. Stoga će svaki kvar diska zahtijevati vraćanje podataka s medija za sigurnosne kopije.

riža. 1. Dijagram rada niza i distribucija podataka po diskovima za RAID 0. Napomena: segment- ovo su 2 bloka diska od 512 bajtova.

RAID Razina 1

RAID 1 tehnologija je također poznata kao zrcaljenje ( zrcaljenje diska). U ovom slučaju, kopije svake informacije pohranjuju se na zasebnom disku; ili, obično svaki (korišteni) disk ima "dvojnika" koji pohranjuje točna kopija ovaj disk. Ako jedan od glavnih diskova pokvari, ovaj se zamjenjuje njegovim "dvojnikom". Performanse nasumičnog čitanja mogu se poboljšati ako se za čitanje informacija koristi "dvojnik" čija je glava smještena bliže potrebnom bloku.

Vrijeme snimanja može biti nešto više nego za jedan disk, ovisno o strategiji snimanja: snimanje na dva diska može se obavljati ili paralelno (zbog brzine) ili strogo sekvencijalno (zbog pouzdanosti).

RAID razina 1 dobro je prilagođena aplikacijama koje zahtijevaju visoku pouzdanost, nisku latenciju čitanja i gdje nije potrebno smanjenje troškova. RAID 1 omogućuje redundantnu pohranu informacija, ali u svakom slučaju treba ga podržati sigurnosna kopija podataka, jer ovo je jedini način da se slučajno obnovi izbrisane datoteke odnosno imenika.

riža. 2. Distribucija podataka po diskovima za RAID 1.

RAID razine 2 i 3

Tehnologija RAID razine 2 i 3 omogućuje paralelni (“unison”) rad svih diskova. Ova arhitektura zahtijeva pohranjivanje paritetnih bitova za svaki dio informacije distribuiran po diskovima. Jedina razlika između RAID 3 i RAID 2 je ta što RAID 2 koristi više diskova za pohranjivanje bitova parnosti, dok RAID 3 koristi samo jedan. RAID 2 se izuzetno rijetko koristi.

Ako jedan podatkovni disk otkaže, sustav može rekonstruirati njegov sadržaj iz sadržaja preostalih podatkovnih diskova i paritetnog diska.

Performanse su u ovom slučaju vrlo visoke za velike količine informacija, ali mogu biti prilično skromne za male količine, budući da preklapanje čitanja nekoliko malih segmenata informacija nije moguće.

riža. 3. Distribucija podataka po diskovima za RAID 3.

RAID razine 4 i 5

RAID 4 ispravlja neke od nedostataka RAID 3 tehnologije korištenjem velikih segmenata informacija raspoređenih na svim diskovima osim na paritetnom disku. U ovom slučaju za male količine informacija koristi se samo disk na kojem se nalaze potrebne informacije. To znači da se više zahtjeva za čitanje može izvršiti istovremeno. Međutim, zahtjevi za pisanje uzrokuju blokiranje prilikom pisanja informacija o paritetu. RAID 4 se izuzetno rijetko koristi.

RAID 5 tehnologija vrlo je slična RAID 4, ali eliminira blokiranje povezano s njom. Razlika je u tome što se informacija o parnosti distribuira po svim diskovima u nizu. U ovom slučaju moguće su istodobne operacije čitanja i pisanja.

Ova je tehnologija vrlo prikladna za aplikacije koje rade s malim količinama podataka, kao što su sustavi za obradu transakcija.

riža. 4. Distribucija podataka po diskovima za RAID 5.

Prednosti i nedostaci osnovnih RAID razina

Pomak u fokusu s aplikacija usmjerenih na procesore na aplikacije usmjerene na podatke pokreće povećanu važnost sustava za pohranu podataka. Istodobno, problem niske propusnosti i otpornosti na pogreške karakterističan za takve sustave uvijek je bio vrlo važan i uvijek je zahtijevao rješenje.

U suvremenoj računalnoj industriji magnetski diskovi imaju široku primjenu kao sekundarni sustav za pohranu podataka, jer unatoč svim svojim nedostacima imaju najbolje karakteristike za odgovarajuću vrstu uređaja po pristupačnoj cijeni.

Značajke tehnologije za izradu magnetskih diskova dovele su do značajnog neslaganja između povećanja performansi procesorskih modula i samih magnetskih diskova. Ako su 1990. najbolji među serijskim bili 5,25″ diskovi s prosječnim vremenom pristupa od 12 ms i vremenom latencije od 5 ms (pri brzini vretena od oko 5000 o/min 1), danas dlan pripada 3,5″ pogonima s prosječno vrijeme pristupa od 5 ms i vrijeme kašnjenja 1 ms (pri brzini vretena 10.000 okr/min). Ovdje vidimo napredak tehničke karakteristike u iznosu od oko 100%. U isto vrijeme, performanse procesora porasle su za više od 2000%. To je uvelike moguće jer procesori imaju izravne prednosti korištenja VLSI-ja (Very Large Scale Integration). Njegova uporaba ne samo da omogućuje povećanje frekvencije, već i broja komponenti koje se mogu integrirati u čip, što omogućuje uvođenje arhitektonskih prednosti koje omogućuju paralelno računanje.

1 - Prosječni podaci.

Trenutna situacija može se okarakterizirati kao I/O kriza sekundarnog sustava pohrane.

Povećanje učinka

Nemogućnost značajnog povećanja tehnoloških parametara magnetskih diskova povlači za sobom potrebu traženja drugih načina, od kojih je jedan paralelna obrada.

Ako rasporedite blok podataka na N diskova nekog niza i organizirate ovaj položaj tako da je moguće istovremeno čitati informacije, tada se taj blok može čitati N puta brže (bez uzimanja u obzir vremena formiranja bloka). Budući da se svi podaci prenose paralelno, ovo arhitektonsko rješenje je tzv niz s paralelnim pristupom(niz s paralelnim pristupom).

Paralelni nizovi obično se koriste za aplikacije koje zahtijevaju velike prijenose podataka.

Neki su zadaci, naprotiv, tipični veliki iznos male zahtjeve. Takvi zadaci uključuju, na primjer, zadatke obrade baze podataka. Distribucijom zapisa baze podataka preko niza diskova, možete rasporediti opterećenje neovisnim pozicioniranjem diskova. Ova se arhitektura obično naziva niz s neovisnim pristupom(niz s neovisnim pristupom).

Povećanje tolerancije na pogreške

Nažalost, kako se broj diskova u nizu povećava, pouzdanost cijelog niza opada. Uz neovisne kvarove i eksponencijalni zakon raspodjele vremena između kvarova, MTTF cijelog niza (srednje vrijeme do kvara) izračunava se pomoću formule MTTF niz = MMTF hdd /N hdd (MMTF hdd je srednje vrijeme do kvara jednog diska ; NHDD je broj diskova).

Stoga postoji potreba za povećanjem otpornosti na pogreške diskovnih polja. Kako bi se povećala tolerancija grešaka nizova, koristi se redundantno kodiranje. Postoje dvije glavne vrste kodiranja koje se koriste u redundantnim diskovnim nizovima - dupliciranje i paritet.

Dupliciranje ili zrcaljenje se najčešće koristi u diskovnim poljima. Jednostavni zrcalni sustavi koriste dvije kopije podataka, a svaka se kopija nalazi na zasebnim diskovima. Ova shema je prilično jednostavna i ne zahtijeva dodatne hardverske troškove, ali ima jedan značajan nedostatak - koristi 50% prostora na disku za pohranjivanje kopije informacija.

Drugi način implementacije redundantnih diskovnih nizova je korištenje redundantnog kodiranja pomoću izračuna pariteta. Paritet se izračunava XOR-om svih znakova u podatkovnoj riječi. Korištenje pariteta u redundantnim diskovnim nizovima smanjuje opterećenje na vrijednost izračunatu formulom: HP hdd =1/N hdd (HP hdd - opterećenje; N hdd - broj diskova u nizu).

Povijest i razvoj RAID-a

Iako se skladišni sustavi temelje na magnetski diskovi, proizvode se već 40 godina; masovna proizvodnja sustava otpornih na pogreške započela je nedavno. Redundantna diskovna polja, koja se obično nazivaju RAID (redundant arrays of inexpensive disks), predstavili su istraživači (Petterson, Gibson i Katz) na Kalifornijskom sveučilištu Berkeley 1987. godine. Ali RAID sustavi postali su rašireni tek kada su diskovi koji su bili prikladni za korištenje u redundantnim nizovima postali dostupni i dovoljno produktivni. Od bijele knjige o RAID-u 1988., istraživanje redundantnih diskovnih nizova je eksplodiralo u pokušaju da se pruži širok raspon kompromisa između cijene i učinka i pouzdanosti.

Svojedobno je došlo do incidenta sa skraćenicom RAID. Činjenica je da su se u vrijeme pisanja ovog članka svi diskovi koji su se koristili u osobnim računalima nazivali jeftinim diskovima, za razliku od skupih diskova za velika računala (mainframe računala). Ali za korištenje u RAID nizovima bilo je potrebno koristiti prilično skupu opremu u usporedbi s ostalim konfiguracijama računala, pa se RAID počeo dešifrirati kao redundant array of independent disks 2 - redundantni niz neovisnih diskova.

2 - Definicija RAID savjetodavnog odbora

Industrija je predstavila RAID 0 kao definiciju diskovnog niza koji nije otporan na pogreške. Berkeley je definirao RAID 1 kao zrcalno diskovno polje. RAID 2 je rezerviran za nizove koji koriste Hammingov kod. RAID razine 3, 4, 5 koriste paritet za zaštitu podataka od pojedinačnih grešaka. Te su razine, uključujući razinu 5, predstavljene na Berkeleyju, a ova je RAID taksonomija usvojena kao de facto standard.

RAID razine 3,4,5 prilično su popularne i imaju dobru iskorištenost prostora na disku, ali imaju jedan značajan nedostatak - otporne su samo na pojedinačne greške. To se posebno odnosi na korištenje velikog broja diskova, kada se povećava vjerojatnost istovremenog prekida rada više od jednog uređaja. Osim toga, karakterizira ih dugi oporavak, što također nameće neka ograničenja u njihovoj uporabi.

Danas je razvijen prilično velik broj arhitektura koje osiguravaju rad niza čak i uz istovremeni kvar bilo koja dva diska bez gubitka podataka. Među cijelim skupom vrijedi istaknuti dvodimenzionalni paritet i EVENODD, koji koriste paritet za kodiranje, te RAID 6, koji koristi Reed-Solomonovo kodiranje.

U shemi koja koristi paritet dvostrukog prostora, svaki blok podataka sudjeluje u konstrukciji dviju neovisnih kodnih riječi. Dakle, ako drugi disk u istoj kodnoj riječi zakaže, koristi se druga kodna riječ za rekonstrukciju podataka.

Minimalna redundancija u takvom nizu postiže se jednakim brojem stupaca i redaka. I jednako je: 2 x kvadrat (N disk) (u "kvadratu").

Ako dvoprostorni niz nije organiziran u "kvadrat", tada će pri implementaciji gornje sheme redundantnost biti veća.

EVENODD arhitektura ima shemu tolerancije grešaka sličnu dual-space paritetu, ali drugačiji položaj informacijskih blokova koji jamči minimalno iskorištenje redundantnog kapaciteta. Kao i kod dvoprostorne parnosti, svaki podatkovni blok sudjeluje u konstrukciji dviju neovisnih kodnih riječi, ali su riječi postavljene na takav način da je koeficijent redundantnosti konstantan (za razliku od prethodne sheme) i jednak je: 2 x kvadrat (N Disk).

Upotrebom dva znaka za provjeru, paritetnog i nebinarnog koda, podatkovna riječ može biti dizajnirana da pruži toleranciju na grešku kada se dogodi dvostruka greška. Ovaj dizajn je poznat kao RAID 6. Nebinarni kod, izgrađen na Reed-Solomonovom kodiranju, obično se izračunava pomoću tablica ili kao iterativni proces koristeći linearni registri S Povratne informacije, što je relativno složena operacija koja zahtijeva specijalizirani hardver.

S obzirom da korištenje klasičnih RAID opcija, koje pružaju dovoljnu toleranciju na pogreške za mnoge aplikacije, često ima nedopustivo niske performanse, istraživači s vremena na vrijeme provode različite poteze koji pomažu povećati performanse RAID sustava.

Godine 1996. Savage i Wilks predložili su AFRAID - Često redundantni niz neovisnih diskova. Ova arhitektura u određenoj mjeri žrtvuje toleranciju na pogreške radi izvedbe. U pokušaju da se kompenzira problem malog pisanja tipičan za nizove RAID razine 5, moguće je ostaviti striping bez izračuna pariteta određeno vrijeme. Ako je disk određen za paritetno snimanje zauzet, paritetno snimanje se odgađa. Teoretski je dokazano da smanjenje tolerancije grešaka od 25% može povećati performanse za 97%. AFRAID učinkovito mijenja model kvara pojedinačnih nizova otpornih na pogreške jer je kodna riječ koja nema ažurirani paritet osjetljiva na kvarove na disku.

Umjesto da žrtvujete toleranciju na greške, možete koristiti tradicionalne tehnike izvedbe kao što je predmemorija. S obzirom na to da je promet na disku nestašan, možete koristiti predmemoriju povratnog pisanja za pohranu podataka kada su diskovi zauzeti. A ako je predmemorija napravljena u obliku trajne memorije, tada će se podaci spremiti u slučaju nestanka struje. Osim toga, odgođene diskovne operacije omogućuju nasumično kombiniranje malih blokova za izvođenje učinkovitijih diskovnih operacija.

Postoje i mnoge arhitekture koje žrtvuju volumen kako bi povećale performanse. Među njima su odgođena modifikacija na log disku i razne sheme za modificiranje logičkog smještaja podataka u fizički, koje vam omogućuju učinkovitiju distribuciju operacija u nizu.

Jedna od opcija - zapis pariteta(registracija pariteta), što uključuje rješavanje problema malog pisanja i učinkovitijeg korištenja diskova. Zapisivanje pariteta odgađa promjene pariteta na RAID 5 bilježeći ih u FIFO zapisnik, koji se dijelom nalazi u memoriji kontrolera, a dijelom na disku. S obzirom na to da je pristup punoj stazi u prosjeku 10 puta učinkovitiji od pristupa sektoru, bilježenje pariteta prikuplja velike količine modificiranih podataka o paritetu, koji se zatim zajedno zapisuju na disk posvećen pohranjivanju pariteta na cijeloj stazi.

Arhitektura plutajući podaci i paritet(floating and parity), koji omogućuje preraspodjelu fizičkog smještaja diskovnih blokova. Slobodni sektori postavljeni su na svaki cilindar radi smanjenja rotacijska latencija(kašnjenja rotacije), podaci i paritet se dodjeljuju tim slobodnim prostorima. Kako bi se osigurao rad tijekom nestanka struje, paritet i mapa podataka moraju biti pohranjeni u trajnoj memoriji. Ako izgubite kartu položaja, izgubit će se svi podaci u nizu.

Virtualno skidanje- je plutajuća arhitektura podataka i pariteta koja koristi povratnu predmemoriju. Prirodno implementirajući pozitivne strane oba.

Osim toga, postoje i drugi načini za poboljšanje performansi, kao što su RAID operacije. Svojedobno je Seagate ugradio podršku za RAID operacije u svoje pogone s Fiber Chanel i SCSI sučeljima. To je omogućilo smanjenje prometa između centralni kontroler i diskovi u nizu za sustave RAID 5. Ovo je bila temeljna inovacija u području implementacije RAID-a, ali tehnologija nije zaživjela jer neke značajke standarda Fiber Chanel i SCSI slabe model kvara za diskovne nizove.

Za isti RAID 5 predstavljena je TickerTAIP arhitektura. To izgleda ovako - središnji upravljački mehanizam pokretački čvor (inicijatorski čvor) prima korisničke zahtjeve, odabire algoritam obrade i zatim prenosi rad diska i paritet na radni čvor (radni čvor). Svaki radni čvor obrađuje podskup diskova u nizu. Kao u Seagate modelu, radni čvorovi međusobno prenose podatke bez sudjelovanja inicijalnog čvora. Ako radni čvor zakaže, diskovi koje poslužuje postaju nedostupni. Ali ako je kodna riječ konstruirana na takav način da svaki njen simbol obrađuje zaseban radni čvor, tada shema tolerancije grešaka ponavlja RAID 5. Da bi se spriječili kvarovi početnog čvora, on se duplicira, čime dobivamo arhitekturu koja je otporan na kvarove bilo kojeg od svojih čvorova. Unatoč svim svojim pozitivnim značajkama, ova arhitektura pati od problema "rupe za pisanje". Što znači da dolazi do pogreške kada nekoliko korisnika promijeni kodnu riječ u isto vrijeme i čvor ne uspije.

Također je vrijedno spomenuti prilično popularnu metodu za brzo vraćanje RAID-a - korištenje slobodan disk(rezervni). Ako jedan od diskova u nizu pokvari, RAID se može vratiti korištenjem slobodnog diska umjesto pokvarenog. Glavna značajka ove implementacije je da sustav prelazi u svoje prethodno (fail-safe stanje bez vanjske intervencije). Kada koristite distribuiranu sparing arhitekturu, logički blokovi rezervnog diska fizički su raspoređeni po svim diskovima u nizu, eliminirajući potrebu za ponovnom izgradnjom niza u slučaju kvara diska.

Kako bi se izbjegao problem oporavka tipičan za klasične RAID razine, arhitektura tzv deklasterizacija pariteta(razdioba pariteta). To uključuje postavljanje manjeg broja logičkih pogona većeg kapaciteta na manje fizičke pogone većeg kapaciteta. Korištenjem ove tehnologije vrijeme odziva sustava na zahtjev tijekom rekonstrukcije je više od polovice poboljšano, a vrijeme rekonstrukcije značajno smanjeno.

Arhitektura osnovnih RAID razina

Sada pogledajmo detaljnije arhitekturu osnovnih razina RAID-a. Prije razmatranja, napravimo neke pretpostavke. Kako bismo demonstrirali principe izgradnje RAID sustava, razmotrimo skup od N diskova (radi jednostavnosti, pretpostavit ćemo da je N paran broj), od kojih se svaki sastoji od M blokova.

Podatke ćemo označavati - D m,n, gdje je m broj blokova podataka, n broj podblokova na koje je blok podataka D podijeljen.

Diskovi se mogu spojiti na jedan ili više kanala za prijenos podataka. Korištenje više kanala povećava propusnost sustava.

RAID 0. Striped Disk Array bez tolerancije na greške

To je diskovno polje u kojem su podaci podijeljeni u blokove, a svaki blok se zapisuje (ili čita) na poseban disk. Stoga se više I/O operacija može izvoditi istovremeno.

Prednosti:

• najviše performanse za aplikacije koje zahtijevaju intenzivnu obradu I/O zahtjeva i velike količine podataka;
• jednostavnost implementacije;
• niska cijena po jedinici volumena.

Mane:

• nije rješenje otporno na pogreške;
• Kvar jednog pogona rezultira gubitkom svih podataka u nizu.

RAID 1. Redundantno diskovno polje ili zrcaljenje

Zrcaljenje je tradicionalni način povećanja pouzdanosti malog diskovnog polja. U najjednostavnijoj verziji koriste se dva diska na kojima se bilježe iste informacije, a ako jedan od njih zakaže, ostaje njegov duplikat koji nastavlja raditi u istom načinu rada.

Prednosti:

• jednostavnost implementacije;
• jednostavnost oporavka polja u slučaju kvara (kopiranje);
• dovoljno visoke performanse za aplikacije s visokim intenzitetom zahtjeva.

Mane:

• visoki trošak po jedinici volumena - 100% redundancija;
• niska brzina prijenosa podataka.

RAID 2. Diskovni niz otporan na pogreške koji koristi Hammingov kod ECC.

Suvišno kodiranje koje se koristi u RAID 2 naziva se Hammingov kod. Hammingov kod omogućuje ispravljanje pojedinačnih grešaka i otkrivanje dvostrukih grešaka. Danas se aktivno koristi u tehnologiji kodiranja podataka u RAM-u tipa ECC. I kodiranje podataka na magnetskim diskovima.

U ovom slučaju prikazan je primjer s fiksnim brojem diskova zbog glomaznosti opisa (podatkovna riječ sastoji se od 4 bita, odnosno ECC kod je 3).

Prednosti:

• brzo ispravljanje grešaka (“on the fly”);
• vrlo velika brzina prijenosa podataka za velike količine;
• kako se broj diskova povećava, režijski troškovi se smanjuju;
• prilično jednostavna implementacija.

Mane:

• visoka cijena s malim brojem diskova;
• mala brzina obrada zahtjeva (nije prikladno za sustave orijentirane na transakcije).

RAID 3. Niz otporan na pogreške s paralelnim prijenosom podataka i paritetom (Parallel Transfer Disks with Parity)

Podaci se dijele na podblokove na razini bajtova i istovremeno zapisuju na sve diskove u nizu osim na jedan, koji se koristi za paritet. Korištenje RAID-a 3 rješava problem visoke zalihosti u RAID-u 2. ​​Većina kontrolnih diskova koji se koriste u RAID razini 2 potrebni su za određivanje položaja pokvarenog bita. Ali to nije potrebno, budući da većina kontrolera može odrediti kada je disk pokvaren korištenjem posebnih signala ili dodatnog kodiranja informacija zapisanih na disku i korištenih za ispravljanje slučajnih kvarova.

Prednosti:

• vrlo velika brzina prijenosa podataka;
• kvar diska ima mali utjecaj na brzinu niza;

Mane:

• teška provedba;
• niske performanse s visokim intenzitetom zahtjeva za malim podacima.

RAID 4. Niz neovisnih diskova otpornih na pogreške s dijeljenim paritetnim diskom (Independent Data disks with shared Parity disk)

Podaci se raščlanjuju na razini bloka. Svaki blok podataka zapisuje se na poseban disk i može se zasebno čitati. Paritet za grupu blokova generira se prilikom pisanja i provjerava prilikom čitanja. RAID Level 4 poboljšava performanse malih prijenosa podataka kroz paralelizam, dopuštajući da se više od jednog I/O pristupa izvodi istovremeno. Glavna razlika između RAID-a 3 i 4 je u tome što se u potonjem raščlanjivanje podataka izvodi na razini sektora, a ne na razini bita ili bajta.

Prednosti:

• vrlo velika brzina čitanja velikih količina podataka;
• visoke performanse pri visokom intenzitetu zahtjeva za čitanje podataka;
• niske režijske troškove za implementaciju redundancije.

Mane:

• vrlo niske performanse pri pisanju podataka;
• mala brzina čitanja malih podataka s pojedinačnim zahtjevima;
• asimetrija izvedbe u čitanju i pisanju.

RAID 5. Niz nezavisnih diskova s ​​distribuiranim paritetom otporan na pogreške (Independent Data disks with distributed parity blocks)

Ova je razina slična RAID-u 4, ali za razliku od prethodne, paritet se ciklički raspoređuje na sve diskove u nizu. Ova promjena poboljšava izvedbu pisanja malih količina podataka na multitasking sustavima. Ako su operacije pisanja ispravno planirane, moguće je paralelno obraditi do N/2 blokova, gdje je N broj diskova u grupi.

Prednosti:

• velika brzina snimanja podataka;
• prilično visoka brzina čitanja podataka;
• visoke performanse pri visokom intenzitetu zahtjeva za čitanje/pisanje podataka;
• niske režijske troškove za implementaciju redundancije.

Mane:

• Brzina čitanja podataka manja je nego u RAID 4;
• mala brzina čitanja/pisanja malih podataka s pojedinačnim zahtjevima;
• prilično složena implementacija;
• složeni oporavak podataka.

RAID 6. Niz neovisnih diskova otpornih na pogreške s dvije neovisne raspodijeljene paritetne sheme (Nezavisni podatkovni diskovi s dvije neovisne distribuirane paritetne sheme)

Podaci su particionirani na razini bloka, slično RAID 5, ali uz prethodnu arhitekturu koristi se druga shema za poboljšanje tolerancije na greške. Ova arhitektura otporna je na dvostruku grešku. Međutim, kada se izvodi logičko pisanje, zapravo postoji šest pristupa disku, što uvelike povećava vrijeme obrade jednog zahtjeva.

Prednosti:

• visoka tolerancija grešaka;
• prilično velika brzina obrade zahtjeva;
• relativno niske režijske troškove za implementaciju redundancije.

Mane:

• vrlo složena izvedba;
• složeni oporavak podataka;
• vrlo niska brzina pisanja podataka.

Moderni RAID kontroleri omogućuju vam kombiniranje različitih RAID razina. Na ovaj način moguće je implementirati sustave koji objedinjuju prednosti različitih razina, kao i sustave s velikim brojem diskova. Obično je ovo kombinacija nulte razine (skidanje) i neke vrste razine otporne na greške.

RAID 10. Polje otporno na pogreške s dupliciranjem i paralelnom obradom

Ova arhitektura je niz RAID 0 čiji su segmenti nizovi RAID 1. Kombinira vrlo visoku toleranciju grešaka i performanse.

Prednosti:

• visoka tolerancija grešaka;
• visoke performanse.

Mane:

• vrlo visoka cijena;
• ograničeno skaliranje.

RAID 30. Polje otporno na pogreške s paralelnim prijenosom podataka i povećanom izvedbom.

To je niz RAID 0, čiji segmenti su nizovi RAID 3. Kombinira toleranciju na pogreške i visoke performanse. Obično se koristi za aplikacije koje zahtijevaju velike količine serijskih prijenosa podataka.

Prednosti:

• visoka tolerancija grešaka;
• visoke performanse.

Mane:

• visoka cijena;
• ograničeno skaliranje.

RAID 50: Polje otporno na pogreške s distribuiranim paritetom i povećanom izvedbom

To je niz RAID 0, čiji segmenti su nizovi RAID 5. Kombinira toleranciju na pogreške i visoke performanse za aplikacije s visokim intenzitetom zahtjeva i visokim brzinama prijenosa podataka.

Prednosti:

• visoka tolerancija grešaka;
• velika brzina prijenosa podataka;
• velika brzina obrade zahtjeva.

Mane:

• visoka cijena;
• ograničeno skaliranje.

RAID 7: Niz otporan na greške optimiziran za performanse. (Optimizirana asinkronija za visoke I/O stope kao i visoke brzine prijenosa podataka). RAID 7® je registrirani zaštitni znak tvrtke Storage Computer Corporation (SCC)

Da bismo razumjeli RAID 7 arhitekturu, pogledajmo njegove značajke:

1. Svi zahtjevi za prijenos podataka obrađuju se asinkrono i neovisno.
2. Sve operacije čitanja/pisanja pohranjuju se u predmemoriju putem brze x-sabirnice.
3. Paritetni disk se može postaviti na bilo koji kanal.
4. Mikroprocesor kontrolera polja koristi operativni sustav u stvarnom vremenu usmjeren na procese obrade.
5. Sustav ima dobru skalabilnost: do 12 host sučelja i do 48 diskova.
6. Operativni sustav kontrolira komunikacijske kanale.
7. Koriste se standardni SCSI diskovi, sabirnice, matične ploče i memorijski moduli.
8. Za rad s internom cache memorijom koristi se X-bus velike brzine.
9. Postupak generiranja pariteta integriran je u predmemoriju.
10. Diskovi priključeni na sustav mogu se deklarirati kao zasebni.
11. SNMP agent se može koristiti za upravljanje i nadzor sustava.

Prednosti:

• velika brzina prijenosa podataka i velika brzina obrade zahtjeva (1,5 - 6 puta veća od ostalih standardnih RAID razina);
• visoka skalabilnost host sučelja;
• brzina zapisivanja podataka raste s brojem diskova u nizu;
• Nema potrebe za dodatnim prijenosom podataka za izračun pariteta.

Mane:

• vlasništvo jednog proizvođača;
• vrlo visoki trošak po jedinici volumena;
• kratko jamstveno razdoblje;
• korisnik ne može servisirati;
• treba koristiti blok neprekidni izvor napajanja kako biste spriječili gubitak podataka iz predmemorije.

Pogledajmo sada zajedno standardne razine kako bismo usporedili njihove karakteristike. Usporedba je napravljena u okviru arhitektura navedenih u tablici.

Pojašnjenja:

• * - uzima se u obzir najčešće korištena opcija;
• k - broj podsegmenata;
• R - čitanje;
• W - rekord.

Neki aspekti implementacije RAID sustava

Razmotrimo tri glavne opcije za implementaciju RAID sustava:

• softver (temeljen na softveru);
• hardver - baziran na sabirnici;
• hardverski – autonomni podsustav (baziran na podsustavu).

Nemoguće je jednoznačno reći da je bilo koja implementacija bolja od druge. Svaka opcija za organiziranje niza zadovoljava potrebe jednog ili drugog korisnika, ovisno o financijskim mogućnostima, broju korisnika i korištenim aplikacijama.

Svaka od navedenih implementacija temelji se na izvršavanju programskog koda. Zapravo se razlikuju po tome gdje se ovaj kod izvršava: u središnjem procesoru računala (softverska implementacija) ili u specijaliziranom procesoru na RAID kontroleru (hardverska implementacija).

Glavna prednost implementacije softvera je niska cijena. Ali u isto vrijeme ima mnogo nedostataka: niske performanse, opterećenje središnjeg procesora dodatnim radom i povećan promet autobusa. Jednostavne RAID razine 0 i 1 obično se implementiraju u softver, budući da ne zahtijevaju značajno računanje. Uzimajući u obzir ove karakteristike, RAID sustavi sa softverskom implementacijom koriste se u poslužiteljima početna razina.

Hardverske RAID implementacije stoga koštaju više od softverskih, budući da koriste dodatni hardver za obavljanje I/O operacija. U isto vrijeme rasterećuju ili oslobađaju središnji procesor i sistemsku sabirnicu te, u skladu s tim, omogućuju povećanje performansi.

Bus orijentirane implementacije su RAID kontroleri koji koriste brzu sabirnicu računala u koje su ugrađeni (u posljednje vrijeme najčešće se koristi PCI sabirnica). Zauzvrat, implementacije orijentirane na sabirnicu mogu se podijeliti na nisku i visoku razinu. Prvi obično nemaju SCSI čipove i koriste tzv RAID priključak na matičnoj ploči s ugrađenim SCSI kontrolerom. U ovom slučaju, funkcije obrade RAID koda i I/O operacija raspoređene su između procesora na RAID kontroleru i SCSI čipova na matičnoj ploči. Tako je središnji procesor oslobođen obrade dodatnog koda, a promet sabirnice je smanjen u usporedbi s softverska opcija. Cijena takvih ploča obično je niska, pogotovo ako su usmjerene na RAID - 0 ili 1 sustave (postoje i implementacije RAID 3, 5, 10, 30, 50, ali su skuplje), zbog čega su postupno zamjenjujući softverske implementacije s tržišta početnih poslužitelja. Kontroleri visoke razine s implementacijom sabirnice imaju nešto drugačiju strukturu od svoje mlađe braće. Oni preuzimaju sve funkcije vezane uz I/O i izvršavanje RAID koda. Osim toga, oni nisu toliko ovisni o implementaciji matične ploče i, u pravilu, imaju više mogućnosti (na primjer, mogućnost povezivanja modula za pohranjivanje informacija u predmemoriju u slučaju kvara matične ploče ili nestanka struje) . Takvi kontroleri obično su skuplji od kontrolera niže klase i koriste se u poslužiteljima srednje i visoke klase. Oni, u pravilu, implementiraju RAID razine 0.1, 3, 5, 10, 30, 50. S obzirom da su implementacije orijentirane na sabirnicu povezane izravno na internu PCI sabirnicu računala, one su najproduktivnije među sustavima koji se razmatraju ( pri organiziranju sustava s jednim domaćinom). Maksimalne performanse takvih sustava mogu doseći 132 MB/s (32-bitni PCI) ili 264 MB/s (64-bitni PCI) na frekvenciji sabirnice od 33MHz.

Uz navedene prednosti, autobusno orijentirana arhitektura ima sljedeće nedostatke:

• ovisnost o operativnom sustavu i platformi;
• ograničena skalabilnost;
• ograničene mogućnosti organiziranja sustava otpornih na greške.

Svi ovi nedostaci mogu se izbjeći korištenjem autonomnih podsustava. Ovi sustavi imaju potpuno autonomnu vanjsku organizaciju i u principu su zasebno računalo koje se koristi za organiziranje sustava za pohranu informacija. Osim toga, ako se tehnologija optičkih kanala uspješno razvije, izvedba autonomnih sustava neće biti ni na koji način inferiornija od sustava orijentiranih na sabirnicu.

Obično se vanjski kontroler nalazi u zasebnom stalku i, za razliku od sustava s organizacijom sabirnice, može imati veliki broj ulazno/izlaznih kanala, uključujući host kanale, što omogućuje povezivanje nekoliko host računala na sustav i organiziranje klastera sustava. U sustavima sa samostalnim regulatorom mogu se implementirati hot standby regulatori.

Jedan od nedostataka autonomnih sustava je njihova visoka cijena.

Uzimajući u obzir gore navedeno, napominjemo da se autonomni kontroleri obično koriste za implementaciju sustava za pohranu podataka velikog kapaciteta i klasterskih sustava.

RAID (redundantni niz neovisnih diskova)— redundantni niz neovisnih diskova, tj. kombiniranje fizičkih tvrdih diskova u jedan logički pogon za rješavanje svih problema. Najvjerojatnije ćete ga koristiti za toleranciju grešaka. Ako jedan od diskova pokvari, sustav će nastaviti s radom. U operacijski sustav niz će izgledati kao obični HDD. RAID– polja su nastala u segmentu poslužiteljskih rješenja, ali su sada široko rasprostranjena i već se koriste kod kuće. Za upravljanje RAID-om koristi se poseban čip s inteligencijom koji se naziva RAID kontroler. Ovo je ili skup čipova na matičnoj ploči ili zasebna vanjska ploča.

Vrste RAID polja

Hardver– ovo je kada stanje niza kontrolira poseban čip. Čip ima vlastiti CPU i svi izračuni padaju na njega, oslobađajući CPU poslužitelja od nepotrebnog opterećenja.

Program– tada se kontrolira stanje niza poseban program u OS-u. U tom slučaju će se stvoriti dodatno opterećenje na CPU poslužitelja. Uostalom, sve kalkulacije padaju na njega.

Nemoguće je nedvosmisleno reći koja je vrsta napada bolja. U slučaju softverskog raida, ne moramo kupiti skupi raid kontroler. Što obično košta od 250 USD. (možete ga pronaći za 70 dolara, ali ne bih riskirao podatke) Ali svi izračuni padaju na CPU poslužitelja. Softver

implementacija je prikladna za napade 0 i 1. Prilično su jednostavni i ne zahtijevaju velike izračune za rad. Stoga se softverski napadi češće koriste u početnim rješenjima. Hardverski raid za rad koristi raid kontroler. Raid kontroler ima vlastiti procesor za izračune, a on je taj koji obavlja I/O operacije.

RAID razine

Ima ih dosta. Ovo su glavni - 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 i kombinirani - 10, 30, 50, 53 ... Razmotrit ćemo samo najpopularnije, koje se koriste u modernom poduzeću infrastruktura. Slovo D u dijagramima označava podatke ili blok podataka.

RAID 0 (Prugasti diskovni niz bez tolerancije greške)

Aka pruga. To je kada se dva ili više fizičkih pogona kombiniraju u jedan logički pogon u svrhu kombiniranja prostora. Odnosno, uzmemo dva diska od 500 GB, spojimo ih u RAID 0 i u sustavu vidimo 1 HDD kapaciteta 1 TB. Informacije su ravnomjerno raspoređene po svim raid diskovima u obliku malih blokova (pruga).

Prednosti – visoka izvedba, jednostavnost implementacije.

Nedostaci: nedostatak tolerancije na pogreške. Kod korištenja ovog raida pouzdanost sustava se smanjuje za pola (ako koristimo dva diska). Uostalom, ako barem jedan disk pokvari, gubite sve svoje podatke.

RAID 1 (zrcaljenje i obostrani ispis)

Aka ogledalo. To je kada se dva ili više fizičkih pogona kombiniraju u jedan logički pogon kako bi se poboljšala tolerancija na pogreške. Informacije se zapisuju na oba diska niza odjednom, a kada jedan od njih izađe, informacije se pohranjuju na drugi.

Prednosti: velika brzina čitanja/pisanja, jednostavnost implementacije.

Nedostaci: visoka redundancija. U slučaju korištenja 2 diska to je 100%.

RAID 1E

RAID 1E radi ovako: tri fizička diska se spajaju u niz, nakon čega se stvara logički volumen. Podaci se distribuiraju po diskovima, tvoreći blokove. Dio podataka (traka) označen ** je kopija prethodnog dijela *. U ovom slučaju, svaki blok zrcalne kopije je zapisan s pomakom na jednom disku

Rješenje otporno na greške koje je najlakše implementirati je RAID 1 (zrcaljenje), zrcalna slika dvaju diskova. Visoka dostupnost podaci su zajamčeni prisutnošću dvije potpune kopije. Ova zalihost strukture niza utječe na njegovu cijenu - uostalom, korisni kapacitet je upola manji od korištenog. Budući da je RAID 1 izgrađen na dva HDD-a, to očito nije dovoljno za moderne aplikacije gladne diska. Zbog takvih zahtjeva, opseg RAID-a 1 obično je ograničen na količine usluga (OS, SWAP, LOG); oni se koriste samo u niskobudžetnim rješenjima za smještaj korisničkih podataka.

RAID 1E je kombinacija distribucije informacija preko diskova (striping) iz RAID 0 i zrcaljenja iz RAID 1. Istovremeno s pisanjem podatkovnog područja na jedan disk, njegova kopija se stvara na sljedeći disk niz. Razlika u odnosu na RAID 1 je u tome što broj tvrdih diskova može biti neparan (minimalno 3). Kao i kod RAID 1, iskoristivi kapacitet je 50% ukupnog kapaciteta diskova niza. Istina, ako je broj diskova paran, poželjno je koristiti RAID 10, koji se uz istu iskorištenost kapaciteta sastoji od dva (ili više) “zrcala”. Ako jedan od RAID 1E pogona fizički otkaže, kontroler prebacuje zahtjeve za čitanje i pisanje na preostale pogone u polju.

Prednosti:

• visoka sigurnost podataka;
• dobra izvedba.

Mane:

• kao i RAID 1, koristi se samo 50% diskovnog kapaciteta polja.

RAID 2

U nizovima ovog tipa diskovi se dijele u dvije skupine - za podatke i za kodove za ispravljanje grešaka, a ako se podaci pohranjuju na diskove, onda su diskovi potrebni za pohranjivanje kodova za ispravak. Podaci se zapisuju na odgovarajuće diskove na isti način kao u RAID 0, dijele se na male blokove prema broju diskova namijenjenih za pohranjivanje informacija. Preostali diskovi pohranjuju kodove za ispravljanje pogrešaka, koji se mogu koristiti za vraćanje informacija u slučaju kvara bilo kojeg tvrdog diska. Hammingova metoda već se dugo koristi u ECC memoriji i omogućuje on-the-fly ispravljanje pojedinačnih pogrešaka i otkrivanje dvostrukih pogrešaka.

Nedostatak RAID 2 polja je što za njegov rad treba struktura od gotovo dvostrukog broja diskova, pa ovaj tip polja nije široko rasprostranjen.

RAID 3

U RAID 3 nizu diskova podaci su podijeljeni u dijelove manje od sektora (podijeljeni u bajtove) ili bloka i raspoređeni po diskovima. Drugi disk se koristi za pohranu paritetnih blokova. RAID 2 je za tu svrhu koristio disk, no većina informacija na kontrolnim diskovima služila je za ispravljanje grešaka u hodu, dok se većina korisnika zadovoljava jednostavnim vraćanjem podataka u slučaju kvara diska, što je dovoljno informacija da stane na jedan namjenski tvrdi disk.

Razlike između RAID 3 i RAID 2: nemogućnost ispravljanja pogrešaka u hodu i manja redundantnost.

Prednosti:

• velika brzina čitanja i pisanja podataka;
• Najmanji broj diskova za stvaranje niza je tri.

Mane:

• polje ovog tipa je dobro samo za rad s velikim datotekama s jednim zadatkom, budući da je vrijeme pristupa pojedinačnom sektoru, podijeljenom na diskove, jednako maksimalnom intervalu pristupa sektorima svakog diska. Za male blokove, vrijeme pristupa je puno duže od vremena čitanja.
• postoji veliko opterećenje na kontrolnom disku, pa kao rezultat toga, njegova pouzdanost značajno pada u usporedbi s diskovima koji pohranjuju podatke.

RAID 4

RAID 4 sličan je RAID-u 3, ali se razlikuje po tome što su podaci podijeljeni u blokove, a ne u bajtove. Tako je bilo moguće djelomično prevladati problem male brzine prijenosa podataka malih količina. Zapisivanje je sporo zbog činjenice da se paritet za blok generira tijekom snimanja i zapisuje na jedan disk. Među široko korištenim sustavima za pohranu, RAID-4 se koristi na NetApp uređajima za pohranu (NetApp FAS), gdje su njegovi nedostaci uspješno otklonjeni zahvaljujući radu diskova u posebnom grupnom načinu snimanja, određenom internim WAFL datotečnim sustavom koji se koristi na uređaja.

RAID 5 (neovisni podatkovni diskovi s distribuiranim paritetnim blokovima)

Najpopularnija vrsta raid polja, općenito, zbog isplativosti korištenja medija za pohranu. Blokovi podataka i kontrolni zbrojevi ciklički se zapisuju na sve diskove u nizu. Ako jedan od diskova ne uspije, performanse će biti osjetno smanjene, jer će se morati izvršiti dodatne manipulacije kako bi niz funkcionirao. Sam raid ima prilično dobre brzine čitanja/pisanja, ali je nešto slabiji od RAID-a 1. Potrebna su vam najmanje tri diska za organiziranje RAID-a 5.

Prednosti: ekonomično korištenje medija, dobra brzina čitanja/pisanja. Razlika u performansama u usporedbi s RAID 1 nije toliko vidljiva koliko ušteda prostora na disku. U slučaju korištenja tri HDD-a redundancija je samo 33%.

Protiv: Složen oporavak i implementacija podataka.

RAID 5E

RAID 5E radi ovako. Niz se sastavlja od četiri fizička diska iu njemu se stvara logički disk. Distribuirani rezervni disk je slobodan prostor. Podaci se distribuiraju po pogonima, stvarajući blokove na logičkom disku. Kontrolni zbrojevi također se raspoređuju po diskovima niza i zapisuju pomakom s diska na disk, kao u RAID 5. Sigurnosni HDD ostaje prazan.

“Klasični” RAID 5 godinama se smatra standardom za toleranciju grešaka diskovni podsustavi. Koristi distribuciju podataka (striping) preko HDD polja; za svaki od dijelova (stripe) definiranih u njemu, izračunavaju se i zapisuju kontrolni zbrojevi (paritet). Sukladno tome, brzina snimanja se smanjuje zbog stalnog preračunavanja CS-a s dolaskom novih podataka. Kako bi se povećala izvedba, CS zapisi distribuiraju se po svim pogonima polja, izmjenjujući se s podacima. Pohrana CD-ova troši kapacitet jednog medija, tako da RAID 5 koristi jedan disk manje od ukupnog broja diskova u nizu. RAID 5 zahtijeva minimalno tri (i maksimalno 16) HDD-a, a njegova učinkovitost diskovnog prostora je u rasponu od 67–94% ovisno o broju diskova. Očito, to je više od RAID 1, koji koristi 50% raspoloživog kapaciteta.

Niski troškovi implementacije redundantnosti RAID 5 rezultiraju prilično složenom implementacijom i dugotrajnim procesom oporavka podataka. Izračun kontrolnih zbrojeva i adresa dodijeljen je hardverskom RAID kontroleru s visokim zahtjevima za njegov procesor, logiku i predmemoriju. Performanse RAID 5 polja u degradiranom stanju su izuzetno niske, a vrijeme oporavka mjeri se u satima. Kao rezultat toga, problem neadekvatnosti niza je pogoršan rizikom ponovnog kvara jednog od diskova prije nego što se RAID ponovno uspostavi. To uzrokuje uništavanje količine podataka.

Uobičajeni pristup je uključivanje namjenskog hot-spare diska u RAID 5 kako bi se smanjio zastoj prije fizičke zamjene pokvarenog diska. Nakon što jedan od pogona u izvornom nizu pokvari, kontroler uključuje rezervni pogon u niz i započinje proces ponovne izgradnje RAID-a. Važno je pojasniti da prije ovog prvog kvara rezervni pogon miruje i možda neće sudjelovati u radu niza godinama i možda neće biti provjeren za površinske pogreške. Baš kao i onaj koji će kasnije biti donesen na jamstvenu zamjenu umjesto neispravnog, bit će umetnut u košaricu diska i označen kao rezervni. Veliko iznenađenje može biti njegova neoperabilnost, a to će postati jasno u najnepovoljnijem trenutku.

RAID 5E je RAID 5 s trajnim hot-spare diskom uključenim u niz, čiji se kapacitet jednako dodaje svakom elementu niza. RAID 5E zahtijeva najmanje četiri HDD-a. Kao i RAID 5, podaci i kontrolni zbrojevi raspoređeni su po diskovima niza. Iskorištenje korisnog kapaciteta u RAID 5E nešto je niže, ali je izvedba veća od one u RAID 5 s vrućim rezervnim sadržajem.

Kapacitet RAID 5E logičkog volumena manji je od ukupnog kapaciteta za volumen dva medija (kapacitet jednog se koristi za kontrolne zbrojeve, drugog za hot-spare). Ali čitanje i pisanje je četiri fizičke uređaje RAID 5E je brži od rada s tri fizička RAID 5 diska s klasičnim hot-spare (dok četvrti, hot-spare, ne sudjeluje u operaciji). Backup disk u RAID 5E je punopravni stalni član niza. Ne može se dodijeliti za backup dva različita niza ("sluga dva gospodara" - kao što je dopušteno u RAID 5).

Ako jedan od fizičkih diskova pokvari, vraćaju se podaci s pokvarenog pogona. Niz je komprimiran i distribuirani rezervni disk postaje dio niza. Logički pogon ostaje na razini RAID 5E. Nakon zamjene pokvarenog diska novim, podaci logičkog diska se proširuju na početno stanje Sheme distribucije HDD-a. Kada koristite RAID 5E logički disk u dizajnu failover klastera, on neće obavljati svoje funkcije tijekom kompresije/dekompresije podataka.

Prednosti:

• visoka sigurnost podataka;
• Iskorištenost korisnog kapaciteta veća je od RAID 1 ili RAID 1E;
• performanse su bolje od RAID 5.

Mane:

• performanse su niže od RAID 1E;
• ne može dijeliti rezervni disk s drugim nizovima.

RAID 5EE

Napomena: Nije podržan na svim kontrolerima RAID level-5EE sličan je RAID-5E, ali s učinkovitijom upotrebom rezervnog diska i kraćim vremenom oporavka. Slično razini RAID-5E, ova razina RAID polja stvara retke podataka i kontrolnih zbrojeva na svim pogonima u polju. RAID-5EE pruža poboljšanu sigurnost i performanse. Kada koristite RAID level-5E, kapacitet logičkog volumena ograničen je na kapacitet dva fizička tvrda diska u nizu (jedan za kontrolu, jedan za sigurnosno kopiranje). Rezervni disk je dio niza RAID level-5EE. Međutim, za razliku od RAID level-5E, koji koristi neparticionirani slobodni prostor za rezervu, RAID level-5EE umeće blokove kontrolne sume u rezervni disk, kao što je prikazano u sljedećem primjeru. To vam omogućuje bržu ponovnu izgradnju podataka ako fizički disk pokvari. S ovom konfiguracijom, nećete ga moći koristiti s drugim nizovima. Ako trebate rezervni disk za drugo polje, trebali biste imati još jedan rezervni tvrdi disk. RAID level-5E zahtijeva minimalno četiri diska i, ovisno o razini firmvera i njihovom kapacitetu, podržava od 8 do 16 diskova. RAID level-5E ima poseban firmware. Napomena: Za RAID level-5EE, možete koristiti samo jedan logički volumen u polju.

Prednosti:

• 100% zaštita podataka
• Veliki fizički kapacitet diska u usporedbi s RAID-1 ili RAID -1E
• Veća izvedba u usporedbi s RAID-5
• Brži RAID oporavak u usporedbi s RAID-5E

Mane:

• Niže performanse od RAID-1 ili RAID-1E
• Podržava samo jedan logički volumen po polju
• Nemogućnost dijeljenja rezervnog pogona s drugim nizovima
• Nisu podržani svi kontroleri

RAID 6

RAID 6 je sličan RAID 5, ali ima veći stupanj pouzdanosti - kapacitet 2 diska je dodijeljen za kontrolne zbrojeve, 2 iznosa se izračunavaju pomoću različitih algoritama. Zahtijeva snažniji RAID kontroler. Osigurava rad nakon istovremenog kvara dvaju diskova - zaštita od višestrukih kvarova. Za organizaciju niza potrebna su najmanje 4 diska. Tipično, korištenje RAID-6 uzrokuje približno 10-15% pad performansi grupe diskova u usporedbi sa sličnim performansama RAID-5, što je uzrokovano velikom količinom obrade za kontroler (potreba za izračunavanjem druge kontrolne sume, kao i čitati i ponovno pisati više blokova diska prilikom pisanja svakog bloka).

RAID 7

RAID 7 je registrirani zaštitni znak tvrtke Storage Computer Corporation i nije zasebna razina RAID-a. Struktura niza je sljedeća: podaci se pohranjuju na diskove, jedan disk se koristi za pohranu paritetnih blokova. Zapisivanje na diskove je predmemorirano korištenjem RAM-a, samo polje zahtijeva obavezni UPS; U slučaju nestanka struje dolazi do oštećenja podataka.

RAID 10 ili RAID 1+0 (Vrlo visoka pouzdanost s visokim performansama)

Kombinacija zrcalnog raida i disk prugastog raida. U ovoj vrsti napada, diskovi se kombiniraju u parove u zrcalne napade (RAID 1), a zatim se svi ti zrcalni parovi kombiniraju u prugasti niz (RAID 0). Možete spojiti samo paran broj diskova u raid, minimum je 4, maksimalan 16. Pouzdanost nasljeđujemo od RAID 1, a brzinu od RAID 0.

Prednosti – visoka tolerancija grešaka i performanse

Protiv - visoka cijena

RAID 50 ili RAID 5+0 (visoke I/O brzine i performanse prijenosa podataka)

Također poznat kao RAID 50, to je kombinacija RAID 5 i RAID 0. Polje kombinira visoke performanse i toleranciju na pogreške.

Prednosti – visoka tolerancija grešaka, brzina prijenosa podataka i izvršavanje upita

Protiv - visoka cijena

RAID 60

Niz RAID razine 60 kombinira karakteristike razina 6 i 0. Niz RAID 60 kombinira izravni striping na razini blokova RAID 0 s stripingom dvostrukog pariteta RAID 6, naime: RAID 0 je raspoređen među RAID 6 elementima. RAID 60 virtualni disk Može preživjeti gubitak dva tvrda diska u svakoj postavci RAID 6 bez gubitka podataka. Najučinkovitiji je s podacima koji zahtijevaju visoku pouzdanost, visoke stope zahtjeva, visok prijenos podataka i srednje do velike kapacitete. Minimalan broj diskova je 8.

Linearni RAID

Linearni RAID je jednostavna kombinacija diskova koja stvara veliki virtualni disk. U linearnom RAID-u, blokovi se prvo dodjeljuju na jedan disk uključen u polje, zatim, ako je taj pun, na drugi, itd. Takva konsolidacija ne daje prednosti performansi, jer najvjerojatnije I/O operacije neće biti raspodijeljene između diskova. Linearnom RAID-u također nedostaje redundancija i zapravo povećava vjerojatnost kvara - ako samo jedan disk pokvari, cijeli niz će pokvariti. Kapacitet polja jednak je ukupnom kapacitetu svih diskova.

Glavni zaključak koji se može izvući je da svaka raid razina ima svoje prednosti i nedostatke.

Još važniji zaključak je da napad ne jamči integritet vaših podataka. Odnosno, ako netko izbriše datoteku ili je oštećena nekim procesom, raid nam neće pomoći. Stoga nas raid ne oslobađa potrebe za izradom sigurnosnih kopija. Ali pomaže kada se pojave problemi s diskovima na fizičkoj razini.