© Andrey Egorov, 2005, 2006. TIM cégcsoport.

A fórum látogatói felteszik nekünk a kérdést: "Mi a legmegbízhatóbb RAID szint?" Mindenki tudja, hogy a RAID5 a legelterjedtebb szint, de semmiképpen sem mentes a komoly hibáktól, amelyek nem nyilvánvalóak a nem szakemberek számára.

RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID6, RAID 10 vagy mik azok a RAID szintek?

Cikkemben megpróbálom jellemezni a legnépszerűbb RAID szinteket, majd ajánlásokat fogalmazni ezeknek a szinteknek a használatára. A cikk illusztrálására elkészítettem egy diagramot, amely ezeket a szinteket a megbízhatóság, a teljesítmény és a költséghatékonyság háromdimenziós terében helyezi el.

JBOD(Just a Bunch of Disks) a merevlemezek egyszerű átfogása, amely formálisan nem RAID-szint. A JBOD-kötet lehet egyetlen lemezből álló tömb vagy több lemez kombinációja. A RAID-vezérlőnek nem kell semmilyen számítást végrehajtania ahhoz, hogy ilyen kötettel működjön. Diagramunkon a JBOD szolgál a "hétköznapi" vagy kiindulópontként - megbízhatósága, teljesítménye és költségértékei megegyeznek egy merevlemezével.

RAID 0("Striping") nincs redundanciája, és egyszerre osztja el az információkat a tömbben lévő összes lemez között kis blokkok ("csíkok") formájában. Ez nagymértékben javítja a teljesítményt, de rontja a megbízhatóságot. Akárcsak a JBOD esetében, a pénzünkért a lemezkapacitás 100%-át megkapjuk.

Hadd magyarázzam el, miért csökken az adattárolás megbízhatósága bármely összetett köteten – hiszen ha valamelyik benne lévő merevlemez meghibásodik, minden információ teljesen és helyrehozhatatlanul elveszik. A valószínűség elméletének megfelelően matematikailag egy RAID0 kötet megbízhatósága egyenlő a benne lévő lemezek megbízhatóságának szorzatával, amelyek mindegyike kisebb, mint egy, így a teljes megbízhatóság nyilvánvalóan alacsonyabb bármely lemez megbízhatóságánál. .

Jó szint - RAID 1(„Tükrözés”, „tükör”). Védelmet nyújt a rendelkezésre álló hardver felének (általában a két merevlemez egyikének) meghibásodása ellen, elfogadható írási sebességet és olvasási sebességnövekedést biztosít a lekérdezés párhuzamosítása miatt. Hátránya, hogy két merevlemez árát kell kifizetni, így egy merevlemez használható kapacitását meg kell szerezni.

Kezdetben azt feltételezik, hogy a merevlemez megbízható dolog. Ennek megfelelően két lemez meghibásodásának valószínűsége egyszerre egyenlő (a képlet szerint) a valószínűségek szorzatával, azaz. nagyságrendekkel alacsonyabb! Sajnálatos módon, való élet- nem elmélet! Két merevlemezt vesznek ki ugyanabból a kötegből, és ugyanolyan körülmények között működnek, és ha az egyik lemez meghibásodik, a fennmaradó terhelése megnő, ezért a gyakorlatban, ha az egyik lemez meghibásodik, sürgős intézkedéseket kell tenni - hogy ismét helyreállítsa a redundanciát. Ehhez bármilyen RAID-szinttel (a nulla kivételével) ajánlott forró tartalék lemezeket használni hotspare. Ennek a megközelítésnek az előnye az állandó megbízhatóság fenntartása. Hátránya a még magasabb költségek (azaz 3 merevlemez költsége egy lemez kötetének tárolására).

A tükör sok meghajtón egy szint RAID 10. Ennek a szintnek a használatakor a tükrözött lemezpárok „láncba” sorakoznak fel, így az így létrejövő kötet térfogata meghaladhatja egyetlen merevlemez kapacitását. Az előnyök és a hátrányok ugyanazok, mint a RAID1 szinten. A többi esethez hasonlóan a HotSpare gyorstartalékokat ajánlatos belefoglalni a tömbbe, öt dolgozóra jutó egy tartalék arányban.

RAID 5, sőt, a szintek közül a legnépszerűbb - elsősorban gazdaságossága miatt. A redundancia kedvéért feláldozva csak egy lemez kapacitását a tömbből, védelmet kapunk a kötet bármelyik merevlemezének meghibásodása ellen. A RAID5-ös kötetre információ írására plusz erőforrásokat költenek, hiszen további számítások szükségesek, de az olvasáskor (egy külön merevlemezhez képest) van nyereség, mert több tömbmeghajtóról származó adatfolyamok párhuzamosak.

A RAID5 hátrányai akkor jelentkeznek, amikor az egyik lemez meghibásodik - a teljes kötet kritikus módba kerül, minden írási és olvasási műveletet további manipulációk kísérnek, a teljesítmény meredeken csökken, a lemezek felmelegednek. Ha nem tesz sürgős intézkedést, elveszítheti a teljes kötetet. Ezért (lásd fent) Hot Spare meghajtót kell használni RAID5 kötettel.

A szabványban leírt RAID0 - RAID5 alapszinteken kívül léteznek kombinált RAID10, RAID30, RAID50, RAID15 szintek, melyeket a különböző gyártók a maguk módján értelmeznek.

Az ilyen kombinációk lényege röviden a következő. A RAID10 egy és nulla kombinációja (lásd fent). A RAID50 az 5. szintű "0" kötetek csoportja. A RAID15 az „ötök” „tükre”. Stb.

Így a kombinált szintek öröklik "szüleik" előnyeit (és hátrányait). Tehát egy "nulla" megjelenése a szinten RAID 50 nem ad hozzá semmilyen megbízhatóságot, de pozitív hatással van a teljesítményre. Szint RAID 15, valószínűleg nagyon megbízható, de nem a leggyorsabb, ráadásul rendkívül gazdaságtalan (a kötet hasznosítható kapacitása kevesebb, mint fele akkora, mint az eredeti lemeztömb).

RAID 6 abban különbözik a RAID 5-től, hogy minden adatsor (angolul csíkok) nincs egy, de kettő ellenőrző összeg blokk. Az ellenőrző összegek "többdimenziósak", azaz. egymástól függetlenek, így a tömbben lévő két lemez meghibásodása is lehetővé teszi az eredeti adatok mentését. A Reed-Solomon ellenőrzőösszeg számítás a RAID5-höz képest intenzívebb számításokat igényel, így a hatodik szintet korábban gyakorlatilag nem használták. Most számos termék támogatja, mivel elkezdtek speciális mikroáramköröket telepíteni, amelyek elvégzik az összes szükséges matematikai műveletet.

Egyes tanulmányok szerint az integritás helyreállítása egyetlen lemezhiba után a következő RAID5 köteten SATA meghajtók nagy mennyiség (400 és 500 gigabájt), az esetek 5%-ában adatvesztéssel végződik. Más szóval, húsz esetből egy esetben a Hot Spare lemezen lévő RAID5 tömb regenerálása során előfordulhat, hogy egy második lemez meghibásodik... Ezért a legjobb RAID illesztőprogramok ajánlásai: 1) mindig csináld biztonsági mentések; 2) használata RAID6!

Nemrég jelentek meg új RAID1E, RAID5E, RAID5EE szintek. Az "E" a névben azt jelenti Továbbfejlesztett.

RAID-1-es szintű továbbfejlesztett (RAID-1E-szint) kombinálja a tükrözést és az adatcsíkozást. A 0 és 1 szintek keveréke a következőképpen van elrendezve. A sorban lévő adatok pontosan úgy vannak elosztva, mint a RAID 0-ban. Azaz az adatsornak nincs redundanciája. Az adatblokkok következő sora egy blokk eltolásával másolja az előzőt. Így a szabványos RAID 1 módhoz hasonlóan minden adatblokk tükörmásolattal rendelkezik az egyik lemezen, így a tömb hasznos térfogata a fele a tömbben lévő merevlemezek teljes kötetének. A RAID 1E három vagy több meghajtó összevonását igényli.

Nagyon szeretem a RAID1E szintet. Erőteljes grafikus munkaállomáshoz vagy akár otthoni számítógép- a legjobb választás! A nulla és az első szint összes előnyével rendelkezik - kiváló sebesség és nagy megbízhatóság.

Menjünk tovább a szintre RAID-5-ös szintű továbbfejlesztett (RAID-5E-szint). Ez ugyanaz, mint a RAID5, csak a tömbbe épített tartalék meghajtóval. tartalék hajtás. Ezt a beágyazást a következőképpen hajtjuk végre: a tömb összes lemezén a hely 1/N-a szabadon marad, ami ha valamelyik lemez meghibásodik, hot tartalékként kerül felhasználásra. Ennek köszönhetően a RAID5E a megbízhatósággal együtt demonstrálja jobb teljesítmény, mivel egyszerre több meghajtóról párhuzamosan történik az olvasás/írás, és a tartalék meghajtó sem tétlen, mint a RAID5-ben. Nyilvánvaló, hogy ez benne van biztonsági lemez nem osztható meg más kötetekkel (dedikált vs. megosztott). A RAID 5E kötet legalább négy fizikai lemezre épül. A logikai kötet használható méretét az N-2 képlet segítségével számítjuk ki.

RAID-5E-szint továbbfejlesztett (RAID-5EE-szint) hasonló a RAID level-5E-hez, de hatékonyabb a tartalék meghajtó kiosztása, és ennek eredményeként gyorsabb a helyreállítási idő. A RAID5E szinthez hasonlóan ez a RAID szint is sorokban osztja el az adatblokkokat és az ellenőrző összegeket. De szabad tartalék meghajtóblokkokat is lefoglal, és nem csak a lemezterület egy részét hagyja meg erre a célra. Ez csökkenti a RAID5EE kötet integritásának helyreállításához szükséges időt. A kötetben található tartalék lemez nem osztható meg más kötetekkel – mint az előző esetben. A RAID 5EE kötet legalább négy fizikai lemezre épül. A logikai kötet használható méretét az N-2 képlet segítségével számítjuk ki.

Furcsa módon szó sincs a szintről RAID 6E Nem találtam az interneten - eddig ezt a szintet egyik gyártó sem kínálja, sőt még nem is hirdeti. De a RAID6E (vagy RAID6EE?) szint ugyanazon az elven javasolható, mint az előző. Korong hotspare szükségszerűen minden RAID-kötetet kísérnie kell, beleértve a RAID 6-ot is. Természetesen nem veszítünk el információkat, ha egy vagy két lemez meghibásodik, de rendkívül fontos, hogy a rendszer gyors kihozása érdekében a lehető leghamarabb megkezdjük a tömb integritásának regenerálását. a „kritikus” üzemmódból. Mivel a Hot Spare lemez szükségessége számunkra kétségtelen, logikus lenne, ha továbbmennénk, és a RAID 5EE-ben megszokott módon „elterítenénk”, hogy minél több lemezt használjunk ( legjobb sebességírási-olvasási és gyorsabb integritás-helyreállításról).

RAID szintek "számokban".

Egy táblázatban összegyűjtöttem néhányat fontos paramétereket a RAID szinte minden szintjét, hogy összehasonlíthassa őket egymással, és jobban megértse a lényegüket.

Szint ~~~~~~~

Kunyhó- érint- ness ~~~~~~~

Használat- lemezkapacitás besorolása ~~~~~~~

Termelés ditel- ness olvasás ~~~~~~~

Termelés ditel- ness rekordokat ~~~~~~~

Beépített lemez lefoglal ~~~~~~~

Min. lemezek száma ~~~~~~~

Max. lemezek száma ~~~~~~~

kiv

kiv

kiv

kiv

Minden "tükör" szint RAID 1, 1+0, 10, 1E, 1E0.

Próbáljuk meg még egyszer alaposan megérteni, miben különböznek ezek a szintek?

RAID 1.
Ez egy klasszikus tükör. Két (és csak kettő!) merevlemez egyként működik, egymás teljes másolata. A két meghajtó egyikének meghibásodása nem eredményezi az adatok elvesztését, mivel a vezérlő továbbra is a fennmaradó meghajtóval dolgozik. RAID1 számokban: 2x redundancia, 2x megbízhatóság, 2x költség. Az írási teljesítmény megegyezik egyetlen merevlemezével. Az olvasási teljesítmény jobb, mert a vezérlő két meghajtóra tudja szétosztani az olvasást.

RAID 10.
Ennek a szintnek az a lényege, hogy a tömb lemezeit páronként „tükrökké” (RAID 1) egyesítjük, majd mindezeket a tükörpárokat egy közös csíkos tömbbé (RAID 0) egyesítjük. Ezért néha úgy emlegetik RAID 1+0. Fontos pont– A RAID 10-ben csak páros számú lemez kombinálható (minimum - 4, maximum - 16). Előnyök: a megbízhatóság a „tükörből”, a „nulla”-ból öröklődik – mind az olvasási, mind az írási teljesítmény.

RAID 1E.
Az "E" betű a névben azt jelenti, hogy "Enhanced", azaz. "javított". Ennek a fejlesztésnek az elve a következő: az adatokat a tömb összes lemezén blokkokban "csíkozzák", majd egy lemezzel eltolva ismét "beillesztik". A RAID 1E-ben 3-16 lemez kombinálható. A megbízhatóság megfelel a "tízeseknek", és a nagyobb "váltakozás" miatt a teljesítmény egy kicsit jobb lesz.

RAID 1E0.
Ez a szint a következőképpen valósul meg: RAID1E tömbökből "null" tömböt hozunk létre. Ezért a lemezek teljes számának háromszorosának kell lennie: minimum három és legfeljebb hatvan! Ebben az esetben nem valószínű, hogy előnyhöz jutunk a sebességben, és az implementáció bonyolultsága hátrányosan befolyásolhatja a megbízhatóságot. A fő előny az, hogy nagyon nagy (legfeljebb 60) számú lemezt lehet egy tömbbe kombinálni.

Az összes RAID 1X szint hasonlósága a redundancia-mutatókban rejlik: a tömb teljes lemezkapacitásának pontosan 50%-át áldozzák fel a megbízhatóság érdekében.

Most nézzük meg, milyen típusok léteznek, és miben különböznek egymástól.

Az UC Berkeley a RAID specifikáció következő szintjeit vezette be, amelyeket de facto szabványként fogadtak el:

• RAID 0- nagy teljesítményű lemeztömb csíkozással, hibatűrés nélkül;
• - tükörlemez tömb;
• RAID 2 Hamming kódot használó tömbök számára fenntartva;
• RAID 3 és 4- lemeztömbök csíkozással és dedikált paritáslemezzel;
• - lemeztömb csíkozással és "kiosztatlan paritáslemezzel";
• - egy csíkos lemeztömb kettőt használva ellenőrző összegeket, két független módon számítva;
• - RAID 1 tömbökből felépített RAID 0 tömb;
• - RAID 5 tömbökből felépített RAID 0 tömb;
• - RAID 6 tömbökből felépített RAID 0 tömb.

Egy hardveres RAID-vezérlő egyszerre több különböző RAID-tömböt is támogathat, amelyek merevlemezeinek száma nem haladja meg a hozzájuk tartozó nyílások számát. Ugyanakkor az alaplapba épített vezérlő, be BIOS beállítások csak két állapota van (engedélyezett vagy letiltott), így az új HDD, csatlakozik egy nem használt vezérlő csatlakozóhoz, amikor aktivált mód A rendszer figyelmen kívül hagyhatja a RAID-et mindaddig, amíg egy másik, egyetlen lemezből álló JBOD (spanned) RAID-tömbként nem társítja.

RAID 0 (csíkozás - "váltakozó")

A mód, amely eléri maximális teljesítmény. Az adatok egyenletesen oszlanak el a tömb lemezei között, a lemezek egybe vannak egyesítve, amely több részre osztható. Az elosztott olvasási és írási műveletek lehetővé teszik a munka sebességének jelentős növelését, mivel több lemez egyidejűleg olvassa/írja az adatok részét. A lemezek teljes mennyisége a felhasználó rendelkezésére áll, de ez csökkenti az adattárolás megbízhatóságát, hiszen ha valamelyik lemez meghibásodik, általában megsemmisül a tömb, és szinte lehetetlen visszaállítani az adatokat. Hatály - olyan alkalmazások, amelyek nagy sebességű lemezcserét igényelnek, például videórögzítés, videószerkesztés. Nagy megbízhatóságú meghajtókhoz ajánlott.

(tükrözés - "tükrözés")

két lemezből álló tömb, amelyek egymás teljes másolatai. Nem tévesztendő össze a RAID 1+0, RAID 0+1 és RAID 10 tömbökkel, amelyek kettőnél több meghajtót és kifinomultabb tükrözési mechanizmusokat használnak.

Elfogadható írási sebességet és olvasási sebességnövekedést biztosít a lekérdezések párhuzamosításakor.

Nagy a megbízhatósága – addig működik, amíg a tömbben legalább egy lemez működik. Két lemez meghibásodásának valószínűsége egyszerre egyenlő az egyes lemezek meghibásodásának valószínűségének szorzatával, azaz. lényegesen kisebb, mint egyetlen meghajtó meghibásodásának valószínűsége. A gyakorlatban, ha az egyik lemez meghibásodik, sürgős intézkedéseket kell tenni - a redundanciát újra vissza kell állítani. Ehhez bármilyen RAID-szinttel (a nulla kivételével) ajánlott forró tartalék lemezeket használni.

A RAID10-hez hasonlóan a lemezek közötti adatelosztás egy változata, amely lehetővé teszi páratlan számú lemez használatát (a minimális szám 3)

RAID 2, 3, 4

különböző lehetőségek az elosztott tároláshoz a paritáskódokhoz és különböző blokkméretekhez hozzárendelt lemezekkel. Jelenleg gyakorlatilag nem használják őket az alacsony teljesítmény és az ECC- és/vagy paritáskódok tárolására való nagy lemezterület igénye miatt.

A 2-4 RAID-szintek fő hátránya, hogy nem tudnak párhuzamos írási műveleteket végrehajtani, mivel egy külön paritáslemezt használnak a paritásinformációk tárolására. A RAID 5-nek nincs ilyen hátránya. Az adatblokkok és ellenőrző összegek ciklikusan íródnak a tömb összes lemezére, a lemezkonfigurációban nincs aszimmetria. Az ellenőrző összegek egy XOR művelet eredménye (kizárólag vagy). Xor rendelkezik egy olyan funkcióval, amely lehetővé teszi bármely operandus lecserélését az eredménnyel, és az algoritmus használatával xor, kapja meg ennek eredményeként a hiányzó operandust. Például: a xor b = c(hol a, b, c- a raid tömb három lemeze), ha a megtagadja, akkor meg tudjuk szerezni, ha a helyére tesszük cés miután költött xor között cés b: xor b = a. Ez az operandusok számától függetlenül érvényes: a xor b xor c xor d = e. Ha nem sikerül c azután eátveszi a helyét és xor ennek eredményeként azt kapjuk c: a xor b xor e xor d = c. Ez a módszer lényegében az 5-ös verzió hibatűrését biztosítja. Csak 1 lemezre van szükség az xor eredmény tárolására, amelynek mérete megegyezik a raid bármely más lemezének méretével.

Előnyök

A RAID5 elterjedt, elsősorban költséghatékonysága miatt. A RAID5 lemeztömb méretét az (n-1)*hddsize képlet segítségével számítjuk ki, ahol n a tömbben lévő lemezek száma, a hddsize pedig a legkisebb lemez mérete. Például egy négy 80 GB-os lemezből álló tömb esetén a teljes kötet (4 - 1) * 80 = 240 GB lesz. A RAID 5 kötetre való információ írására további erőforrások költenek el, és a teljesítmény csökken, mivel további számítások és írási műveletek szükségesek, de az olvasás során (egy külön merevlemezhez képest) nyereség van, mert több tömblemezről származó adatfolyamok párhuzamosan kell feldolgozni.

Hibák

A RAID 5 teljesítménye észrevehetően alacsonyabb, különösen a Random Write műveleteknél (véletlen sorrendben ír), ahol a teljesítmény 10-25%-kal csökken a RAID 0 (vagy RAID 10) teljesítményéhez képest, mivel több lemezműveletet igényel (mindegyik művelet írja, az úgynevezett teljes csíkos írások kivételével a kiszolgálót a RAID vezérlőn négy helyettesíti - két olvasás és két írás). A RAID 5 hátrányai akkor jelentkeznek, amikor az egyik lemez meghibásodik - a teljes kötet kritikus módba kerül (leromlik), az összes írási és olvasási műveletet további manipulációk kísérik, a teljesítmény meredeken csökken. Ebben az esetben a megbízhatósági szint a megfelelő számú lemezzel rendelkező RAID-0 megbízhatóságára csökken (azaz n-szer alacsonyabb, mint egyetlen lemez megbízhatósága). Ha a tömb teljes visszaállítása előtt hiba történik, vagy helyrehozhatatlan olvasási hiba lép fel legalább egy lemezen, akkor a tömb megsemmisül, és a rajta lévő adatok hagyományos módszerekkel nem állíthatók vissza. Figyelembe kell venni azt is, hogy a lemezhiba után a RAID-rekonstrukció (RAID-adatok helyreállítása a redundancia miatt) több órán át folyamatosan intenzív olvasási terhelést okoz a lemezekről, ami a megmaradt lemezek bármelyikének meghibásodását okozhatja. a RAID működésének legalább védett időszaka, valamint észleli a korábban nem észlelt olvasási hibákat hideg adattömbökben (az adatok, amelyekhez nem fér hozzá normál munka tömb, archivált és enyhén aktív adatok), ami növeli az adat-helyreállítási hiba kockázatát.

Minimális mennyiség használt lemezek száma három.

RAID 6 - hasonló a RAID 5-höz, de nagyobb a megbízhatósága - 2 lemez kapacitása van lefoglalva ellenőrző összegekhez, 2 összeget különböző algoritmusok segítségével számítanak ki. Erősebb RAID-vezérlőt igényel. Működést biztosít két lemez egyidejű meghibásodása után - védelem többszörös meghibásodás ellen. Egy tömb rendezéséhez legalább 4 lemezre van szükség. A RAID-6 használata általában körülbelül 10-15%-os csökkenést okoz a lemezcsoport teljesítményében a RAID 5-höz képest, amit a vezérlő nagy mennyiségű feldolgozása okoz (egy második ellenőrző összeg kiszámítása, valamint több lemez olvasása és felülírása) blokkok minden blokk írásakor).

RAID 0+1

A RAID 0+1 alapvetően két lehetőséget jelenthet:

• két RAID 0 egyesül a RAID 1-be;
• három vagy több lemezt egyesítenek egy tömbbe, és minden adatblokk ennek a tömbnek két lemezére van írva; így ezzel a megközelítéssel, akárcsak a "tiszta" RAID 1-ben, a tömb hasznos térfogata az összes lemez teljes kötetének fele (ha ezek azonos kapacitású lemezek).

RAID 10 (1+0)

A RAID 10 egy tükrözött tömb, amelyben az adatok egymás után több lemezre íródnak, mint a RAID 0-ban. Ez az architektúra egy RAID 0 típusú tömb, amelynek szegmensei az egyes lemezek helyett RAID 1 tömbök, ennek megfelelően egy ilyen szintű tömb legalább 4 lemezt kell tartalmaznia (és mindig páros számot). A RAID 10 ötvözi a magas hibatűrést és a teljesítményt.

Azt az állítást, miszerint a RAID 10 a legmegbízhatóbb adattárolási lehetőség, az indokolja, hogy a tömb az összes meghajtó meghibásodása után megszűnik. Ha az egyik meghajtó meghibásodik, az ugyanabban a tömbben lévő második meghibásodásának esélye 1/3*100=33%. A RAID 0+1 meghiúsul, ha két meghajtó hibásodik meg különböző tömbökben. A szomszédos tömbben lévő meghajtó meghibásodásának esélye 2/3*100=66%, azonban mivel a már meghibásodott meghajtóval rendelkező tömbben lévő meghajtót már nem használják, annak az esélye, hogy a következő meghajtó letiltja a teljes tömböt 2/2 *100=100%

a RAID5-höz hasonló tömb, de a paritáskódok elosztott tárolása mellett a tartalék területek elosztását alkalmazzák - valójában egy merevlemezt használnak, amely tartalékként hozzáadható egy RAID5 tömbhöz (az ilyen tömböket 5-nek hívják + vagy 5+tartalék). A RAID 5 tömbben a tartalék meghajtó tétlen, amíg az egyik fő merevlemez meghibásodik, míg a RAID 5EE tömbben ez a meghajtó folyamatosan meg van osztva a HDD többi részével, ami pozitívan befolyásolja a tömb teljesítményét. Például egy 5 HDD-ből álló RAID5EE tömb másodpercenként 25%-kal több I/O műveletet tud végrehajtani, mint egy 4 elsődleges és egy tartalék HDD-ből álló RAID5 tömb. A lemezek minimális száma egy ilyen tömbhöz 4.

két (vagy több, de ezt rendkívül ritkán használt) RAID5 tömb egy csíkba kombinálása, azaz. RAID5 és RAID0 kombinációja, részben kijavítva a RAID5 fő hátrányát - több ilyen tömb párhuzamos használata miatti alacsony adatírási sebességet. A tömb teljes kapacitását két meghajtó kapacitása csökkenti, de a RAID6-tal ellentétben csak egyetlen meghajtó meghibásodását tud elviselni adatvesztés nélkül, és a RAID50 tömb létrehozásához szükséges minimális meghajtók száma 6. A RAID10 mellett ez a leginkább ajánlott RAID szint olyan alkalmazásokban, ahol nagy teljesítmény és elfogadható megbízhatóság szükséges.

két RAID6 tömb összevonása csíkká. Az írási sebesség körülbelül kétszerese a RAID6 írási sebességének. Az ilyen tömb létrehozásához szükséges lemezek minimális száma 8. Az információ nem vész el, ha minden RAID 6 tömbből két lemez meghibásodik.

Az interneten sok cikk található a RAID-ről. Például ez mindent nagyon részletesen leír. De mint általában, nincs elég idő mindent elolvasni, ezért valami rövidre van szüksége ahhoz, hogy megértse - szükséges-e vagy sem, és mit érdemes használni a DBMS-sel való munkához (InterBase, Firebird vagy valami más - ez tényleg nem számít). A szemed előtt - csak egy ilyen anyag.

Az első közelítésben a RAID a lemezek egy tömbbé való kombinációja. SATA, SAS, SCSI, SSD – mindegy. Ráadásul ma már szinte minden normál alaplap támogatja a SATA RAID rendszerezési képességét. Nézzük át a RAID-ek listáját és miért vannak azok. (Rögtön megjegyezném, hogy a RAID-ben azonos lemezeket kell kombinálni. Lemezek kombinálása különböző gyártók, egy de különböző típusok, vagy különböző méretű - ez kényeztetés az otthoni számítógépnél ülő ember számára).

RAID 0 (csíkos)

Durván szólva ez két (vagy több) fizikai lemez szekvenciális kombinációja egy "fizikai" lemezké. Csak hatalmas lemezterületek rendezésére alkalmas, például azoknak, akik videószerkesztéssel dolgoznak. Nincs értelme az adatbázisokat ilyen lemezeken tartani - valójában még ha az adatbázis mérete 50 gigabájtos is, miért vett két, egyenként 40 gigabájtos lemezt, és nem 1 x 80 gigabájtot? A legrosszabb az egészben, hogy a RAID 0-ban az egyik lemez meghibásodása az ilyen RAID teljes működésképtelenségéhez vezet, mivel az adatok felváltva íródnak mindkét lemezre, és ennek megfelelően a RAID 0-nak nincs módja a helyreállításra meghibásodás esetén. .

Természetesen a RAID 0 teljesítménynövekedést biztosít az olvasási/írási csíkozás miatt.

A RAID 0 gyakran ideiglenes fájlok tárolására szolgál.

RAID 1 (tükör)

Lemeztükrözés. Ha a Shadow in IB/FB szoftveres tükrözés (lásd: Operations Guide.pdf), akkor a RAID 1 hardveres tükrözés, semmi más. Kímélje meg magát a szoftveres tükrözéstől az operációs rendszer vagy harmadik féltől származó szoftver segítségével. Szükséges vagy "vas" RAID 1, vagy árnyék.

Meghibásodás esetén alaposan ellenőrizze, hogy melyik meghajtó hibásodott meg. A RAID 1 adatvesztésének leggyakoribb esete a helyreállítás során végzett helytelen műveletek (a rossz meghajtó "egész"-ként van megadva).

Ami a teljesítményt illeti - írással az erősítés 0, olvasással akár 1,5-szer is lehetséges, mivel az olvasás "párhuzamosan" (viszont különböző lemezekről) történhet. Az adatbázisoknál kicsi a gyorsítás, míg a lemez különböző (!) Részeinek (fájljainak) párhuzamos elérése esetén a gyorsítás abszolút pontos lesz.

RAID 1+0

A RAID 1+0 alatt a RAID 10 változatát értjük, amikor két RAID 1-et RAID 0-ba egyesítenek. Azt a változatot, amikor két RAID 0-t egyesítenek a RAID 1-be, RAID 0+1-nek nevezik, és a „kívül” ugyanaz a RAID 10. .

RAID 2-3-4

Ezek a RAID-ek ritkák, mivel Hamming kódokat vagy bájt blokkolást + ellenőrző összegeket stb. használnak, de az általános összefoglalás az, hogy ezek a RAID-ek csak megbízhatóságot adnak, 0 teljesítménynövekedéssel, sőt néha még romlással is.

RAID 5

Legalább 3 lemez kell hozzá. A paritásadatok a tömb összes meghajtója között vannak elosztva

Általában azt mondják, hogy "A RAID5 független lemezelérést használ, ezért kéri különböző lemezek párhuzamosan is végrehajtható". Figyelembe kell venni, hogy természetesen párhuzamos I / O kérésekről beszélünk. Ha az ilyen kérések szekvenciálisak (a SuperServerben), akkor természetesen nem éri el a párhuzamos hozzáférés hatását A RAID5 természetesen növeli a teljesítményt, ha az operációs rendszer és más alkalmazások együttműködnek a tömbbel (például virtuális memória, TEMP stb.).

Általánosságban elmondható, hogy korábban a RAID 5 volt a leggyakrabban használt lemeztömb a DBMS-ekkel való munkavégzéshez. Most egy ilyen tömb SATA lemezekre is szervezhető, és sokkal olcsóbb lesz, mint az SCSI-n. Az árakat és a vezérlőket a cikkekben láthatja
Ezenkívül figyelni kell a vásárolt lemezek mennyiségére - például az egyik említett cikkben a RAID5 4 lemezből van összeállítva, amelyek térfogata 34 gigabájt, míg a "lemez" térfogata 103 gigabájt.

Öt SATA RAID vezérlő tesztelése - http://www.thg.ru/storage/20051102/index.html.

Adaptec SATA RAID 21610SA a RAID 5-ben – http://www.ixbt.com/storage/adaptec21610raid5.shtml.

Miért rossz a RAID 5 - https://geektimes.ru/post/78311/

Figyelem! A RAID5 lemezek vásárlásakor általában 3 lemezt vesznek el, minimum (inkább az ára miatt). Ha egy idő után hirtelen meghibásodik valamelyik lemez, akkor olyan helyzet állhat elő, amikor nem lehet a használtakhoz hasonló lemezt vásárolni (már nem gyártják, átmenetileg elfogytak stb.). Ezért több érdekes ötletúgy tűnik, hogy vesz 4 lemezt, megszervez egy háromból álló RAID5-öt, és biztonsági másolatként csatlakoztatja a 4. lemezt (biztonsági mentésekhez, egyéb fájlokhoz és egyéb igényekhez).

A RAID5 lemeztömb méretét az (n-1)*hddsize képlet segítségével számítjuk ki, ahol n a tömbben lévő lemezek száma, a hddsize pedig egy lemez mérete. Például egy 4 db 80 gigabájtos lemezből álló tömb esetén a teljes kötet 240 gigabájt lesz.

A RAID5 adatbázisokhoz való "alkalmatlanságáról" szól. Minimálisan abból a szempontból lehet nézni, hogy a jó RAID5 teljesítmény eléréséhez speciális vezérlőt kell használni, és nem azt, ami alapból az alaplapon van.

A RAID-5 cikknek meg kell halnia. És még többet a RAID5 adatvesztéséről.

Jegyzet. 2005. szeptember 5-én a Hitachi 80 Gb SATA meghajtó ára 60 dollár.

RAID 10, 50

Ezenkívül már léteznek a felsorolt ​​lehetőségek kombinációi. Például a RAID 10 a RAID 0 + RAID 1. A RAID 50 a RAID 5 + RAID 0.

Érdekes módon a RAID 0 + 1 kombinációja a megbízhatóság szempontjából rosszabb, mint a RAID5. Az adatbázis-javító szolgáltatásban egy lemezhiba történt egy RAID0 (3 lemez) + RAID1 (további 3 ilyen lemez) rendszerben. Ugyanakkor a RAID1 nem tudta "emelni" a tartalék meghajtót. Az alap javíthatatlanul megsérült.

A RAID 0+1-hez 4, a RAID 5-höz pedig 3 lemez szükséges. Gondoljon bele.

RAID 6

A RAID 5-től eltérően, amely paritást használ az adatok egyszeri hibák elleni védelmére, a RAID 6 ugyanazt a paritást használja a kettős hibák elleni védelemre. Ennek megfelelően a processzor erősebb, mint a RAID 5-ben, és nem 3, hanem legalább 5 lemez szükséges (három adatlemez és 2 paritáslemez). Ezenkívül a raid6 lemezek száma nem olyan rugalmas, mint az 5-ös raidben, és meg kell egyeznie egy prímszámmal (5, 7, 11, 13 stb.).

Tegyük fel, hogy egyszerre két lemez is meghibásodik, bár ez az eset nagyon ritka.

Nem láttam adatokat a RAID 6 teljesítményéről (nem néztem), de könnyen lehet, hogy a túlzott kontroll miatt a teljesítmény a RAID 5 szintjén lehet.

Újjáépítési idő

Bármely RAID-tömb esetében, amely egészséges marad, ha az egyik meghajtó meghibásodik, létezik egy olyan dolog, mint újjáépítési idő. Természetesen, amikor egy halott lemezt egy újra cserél, a vezérlőnek meg kell szerveznie az új lemez működését a tömbben, és ez eltart egy ideig.

Egy új lemez „csatlakozása” során, például RAID 5 esetén, a vezérlő engedélyezheti a tömbbel való munkát. De a tömb sebessége ebben az esetben nagyon alacsony lesz, legalábbis azért, mert még ha egy új lemezt "lineárisan" töltenek fel információkkal, az arra való írás "eltereli" a vezérlőt és a lemezfejeket a többi lemezzel való szinkronizáláshoz. a tömbben lévő lemezeket.

A normál módban működő tömb helyreállítási ideje közvetlenül függ a lemezek mennyiségétől. Például a 2 terabájtos tömbméretű Sun StorEdge 3510 FC Array exkluzív módban 4,5 órán belül újraépíthető (kb. 40 000 dolláros hardveráron). Ezért egy tömb szervezésekor és a feladatátvétel megtervezésekor mindenekelőtt az újraépítési időre kell gondolnia. Ha az adatbázisa és a biztonsági mentései legfeljebb 50 gigabájtot foglalnak el, és a növekedés évente 1-2 gigabájt, akkor aligha van értelme 500 gigabájtos lemezekből álló tömböt építeni. 250 gigabájt elég lesz, és raid5-höz is legalább 500 gigabájt lesz, hogy ne csak az adatbázis, hanem a filmek is elférjenek benne. De a 250 GB-os lemezek újraépítési ideje körülbelül 2-szer rövidebb lesz, mint az 500 GB-os lemezeknél.

Összegzés

Kiderült, hogy a legértelmesebb a RAID 1 vagy RAID 5 használata. gyakori hiba, amit szinte mindenki csinál - a RAID használata "minden alatt". Vagyis telepítik a RAID-et, mindent ráraknak, és ... legjobb esetben is megbízhatóságot kapnak, de teljesítménynövekedést nem.

Az írási gyorsítótár szintén gyakran nincs engedélyezve, aminek következtében a raidre való írás lassabb, mint egy normál egyetlen lemezre. Az a tény, hogy a legtöbb vezérlőnél ez az opció alapértelmezés szerint le van tiltva, mert. úgy gondolják, hogy ennek engedélyezéséhez kívánatos, hogy legalább egy akkumulátor legyen a raidvezérlőn, valamint legyen egy UPS.

Szöveg
A hddspeed.htmLINK (és a doc_calford_1.htmLINK) régi cikk bemutatja, hogyan lehet jelentős teljesítménynövekedést elérni több fizikai lemez használatával, akár IDE esetén is. Ennek megfelelően, ha RAID-et szervezel, tegyél rá egy alapot, és a többit (temp, OS, virtuális gép) csináld más merevlemezeken. Végül is a RAID maga egy "lemez", még akkor is, ha megbízhatóbb és gyorsabb.
elavulttá nyilvánították. A fentiek mindegyike jogosult létezni a RAID 5-ön. Az ilyen elhelyezés előtt azonban meg kell találnia, hogyan tud biztonsági másolatot készíteni/visszaállítani. operációs rendszer, és mennyi ideig tart, mennyi ideig tart egy "halott" lemez visszaállítása, van (lesz) kéznél lemez a "halott" cseréjéhez stb., azaz tudnia kell előre megválaszolja a legelemibb kérdéseket rendszerhiba esetén.

Továbbra is azt tanácsolom, hogy az operációs rendszert tartsa egy külön SATA meghajtón, vagy ha úgy tetszik, két SATA meghajtón, amelyek a RAID 1-be vannak csatlakoztatva. Mindenesetre, amikor az operációs rendszert RAID-re helyezi, meg kell terveznie a műveleteket, ha az alaplap hirtelen tábla - néha nem lehet egy raid tömb lemezeit átvinni másik alaplapra (lapkakészlet, raid vezérlő) az alapértelmezett raid paraméterek összeférhetetlensége miatt.

Alap elhelyezés, árnyék és biztonsági mentés

A RAID minden előnye ellenére kategorikusan nem ajánlott például biztonsági másolatot készíteni ugyanarra a logikai meghajtóra. Ez nem csak a teljesítményre van rossz hatással, hanem szabad helyhiányból is adódhat (nagy adatbázisokon) - elvégre az adatoktól függően a biztonsági másolat az adatbázis méretével egyenértékű lehet, és még több. A biztonsági mentés ugyanarra a fizikai lemezre még mindig rendben van, bár a legtöbb legjobb lehetőség- biztonsági mentés egy külön merevlemezre.

A magyarázat nagyon egyszerű. A biztonsági mentés az adatok beolvasása egy adatbázisfájlból, és biztonsági mentési fájlba írás. Ha mindez fizikailag ugyanazon a lemezen történik (akár RAID 0 vagy RAID 1), akkor a teljesítmény rosszabb lesz, mintha az egyik lemezről olvasna, és egy másikra írna. Még nagyobb előnye az ilyen szétválasztásnak, ha a biztonsági mentés akkor történik, amikor a felhasználók az adatbázissal dolgoznak.

Ugyanez vonatkozik az árnyékra is - nincs értelme árnyékot tenni például a RAID 1-re, ugyanoda, ahol az alap, még különböző logikai meghajtókon sem. Árnyék jelenlétében a szerver adatlapokat ír az adatbázisfájlba és az árnyékfájlba is. Vagyis egy írási művelet helyett kettőt hajtanak végre. A különböző fizikai meghajtók közötti alap és árnyék szétválasztásával az írási teljesítményt a leglassabb meghajtó határozza meg.

Ha szeretné megduplázni operációs rendszere teljesítményét, akkor cikkünk Önnek szól!

Nem számít, milyen erős a számítógép, még mindig van egy gyenge láncszeme, ez egy merevlemez, az egyetlen olyan eszköz a rendszeregységben, amelyen belül van mechanika. A processzor teljes teljesítménye és 16 GB véletlen hozzáférésű memória a hagyományos HDD elavult működési elve semmissé teszi. Nem hiába hasonlítják a számítógépet az üveghez, a merevlemezt pedig a nyakába. Nem számít, mennyi víz van a palackban, egy keskeny nyakon keresztül fog kifolyni.

Két ismert módszer létezik a számítógép felgyorsítására: az első egy drága SSD szilárdtestalapú meghajtó vásárlása, a második pedig az, hogy a legtöbbet hozza ki számítógépéből. alaplap, nevezetesen két merevlemezből álló RAID 0 tömb felállítása. Apropó, ki akadályoz meg bennünket az alkotásban RAID 0 tömb két SSD-ből!

Hogyan állítsunk be egy RAID 0 tömböt és telepítsük rá a Windows 10-et. Vagy hogyan duplázzuk meg a lemezrendszer sebességét

Ahogy sejtette, a mai cikk egy lemeztömb létrehozásáról és konfigurálásáról szól RAID 0, amelyből áll két merevlemezről. Néhány éve fogant, és speciálisan vettem két újat. merevlemez SATA III (6 Gb / s) 250 GB-on, de a téma bonyolultsága miatt a kezdő felhasználók számára akkor el kellett halasztani. Ma, amikor a modern alaplapok képességei olyan funkcionalitási szintet értek el, hogy még egy kezdő is tud RAID 0 tömböt készíteni, nagy örömmel térek vissza ehhez a témához.

Megjegyzés: RAID 0 tömb létrehozásához bármilyen méretű, például 1 TB-os lemezt vehet igénybe. A cikkben egyszerű példa, két 250 GB-os lemezt vettek el, mivel nem volt kéznél más kötetű szabad lemez.

Minden számítógép-rajongó számára fontos tudnia, hogy a RAID 0 ("csíkozás" vagy "csíkozás") két vagy több merevlemezből álló lemeztömb redundancia nélkül. Ezt a kifejezést a következőképpen fordíthatja le közönséges oroszra: amikor két vagy több merevlemezt (lehetőleg azonos méretű és egy gyártó) telepít a rendszeregységbe, és egyesíti őket egy RAID 0 lemeztömbbe, akkor az információk ezekre íródnak / olvashatók. lemezeket egyszerre, ami megduplázza a lemez teljesítményét. Az egyetlen feltétel az, hogy az alaplapnak támogatnia kell RAID technológia 0 (korunkban szinte minden alaplap támogatja a raid tömbök létrehozását).

A figyelmes olvasó felteheti a kérdést: „Mi a redundancia hiánya?”

Válasz. A RAID adatvirtualizációs technológiát elsősorban az adatbiztonságra tervezték, és a -val kezdődik, ami kettős megbízhatóságot biztosít (az adatok kettőre íródnak merevlemezek párhuzamosan, és ha az egyik merevlemez meghibásodik, minden információ érintetlen marad a másik HDD-n). Tehát a RAID 0 technológia nem ír párhuzamosan adatokat két merevlemezre, a RAID 0 íráskor adatblokkokra bontja az információkat és egyszerre több merevlemezre írja, emiatt a lemezműveletek teljesítménye megduplázódik, de ha Bármi merevlemez a második HDD-n lévő összes információ elveszett.

Ezért a RAID virtualizációs technológia megalkotói – Randy Katz és David Patterson – a RAID 0-t nem tekintették semmiféle RAID-szintnek, és „0”-nak nevezték, mivel a redundancia hiánya miatt nem biztonságos.

Barátaim, de egyetértsenek vele merevlemezek nem minden nap tönkremegy, másodszor pedig két HDD-vel egy RAID 0 tömbben kombinálva úgy dolgozhat, mint egy egyszerű merevlemez, vagyis ha rendszeresen elkészíti az operációs rendszert, akkor bebiztosítja magát ellene lehetséges problémákat 100%-kal.

Tehát, mielőtt létrehozna egy RAID 0 tömböt, azt javaslom, hogy telepítse a két új merevlemez egyikétSATA III (6 Gb / s) a rendszeregységhez, és ellenőrizze az írási olvasási sebességet a segédprogramokkalCrystalDiskMark és ATTO Disk Benchmark. Már a teremtés utánEllenőrizzük a RAID 0 tömböt, és újra telepítjük rá a Windows 10-eta rekordok ugyanazon segédprogramok általi olvasásának sebességét, és nézzük meg, hogy ez a technológia valóban növeli-e az operációs rendszerünk sebességét.

A kísérlethez egy korántsem újdonsült anyát veszünk ASUS tábla Az Intel Z77 Express lapkakészletre épülő P8Z77-V PRO. Az Intel Z77, Z87 és újabb H87, B87 lapkakészletekre épített alaplapok előnyei a fejlett Intel Rapid Storage Technology (RST), amelyet kifejezetten RAID 0 tömbökhöz terveztek akár SSD-kről is.

A SATA III WDC WD2500AAKX 250 GB-os merevlemezt a nagy sebességű porthoz csatlakoztatjuk az alaplapon, és kapcsolja be a számítógépet.

Programjaink.

A jövőre nézve azt mondom, hogy a teszteredmények teljesen normálisak a legmodernebb interfésszel rendelkező közönséges HDD-n. SATA III.

CrystalDiskMark

Egy legrégebbi program a merevlemezek teljesítményének teszteléséhez letöltheti az enyémen felhőalapú tárolás, link https://cloud.mail.ru/public/6kHF/edWWJwfxa

A program véletlenszerű és szekvenciális olvasási/írási tesztet hajt végre a merevlemezre 512 és 4 kb-os blokkokban.

Válassza ki a kívánt meghajtót, például a HDD-nket a C betű alatt, és kattintson az Összes gombra.

Végeredmény. teljes sebesség Az információ írása a merevlemezre elérte a 104 Mb / s-ot, az olvasási sebesség - 125 Mb / s.

ATTO Disk Benchmark

Végeredmény. Elérte az információk merevlemezre történő írásának maximális sebességét 119 Mb / s, olvasási sebesség - 121 Mb / s.

Nos, most beállítjuk a RAID 0 tömbünket a BIOS-ban, és telepítjük rá a Windows 10 operációs rendszert.

RAID 0 tömb beállítása

Alaplapunkra két egyforma (250 GB) SATA III merevlemezt csatlakoztatunk: WDC WD2500AAKX-00ERMA0 és WDC WD2500AAKX-001CA0.

Az alaplapunk 4 porttal rendelkezik SATA III (6 Gb / s), az 5-ös és a 6-os számot fogjuk használni

Bekapcsoljuk a számítógépet és belépünk a BIOS-ba a DEL gomb megnyomásával a rendszerindításkor.

Lépjen a Speciális lapra, a SATA konfiguráció opcióra.

A SATA Mode Selection beállítást állítsa RAID értékre

A módosítások mentéséhez nyomja meg az F10 billentyűt, és válassza az Igen lehetőséget. Újraindítás van folyamatban.

Ha engedélyezte a RAID technológiát a BIOS-ban, akkor a következő rendszerindításkor a képernyőn megjelenik egy felszólítás, hogy nyomja meg a billentyűparancsot ( CTRL-I) a RAID konfigurációs vezérlőpultba való belépéshez.

Ebben az ablakban a 4-es és 5-ös porthoz csatlakoztatott WDC merevlemezeink is megjelennek, amelyek még nincsenek RAID-tömbben (Non-RAID Disk). Nyomja meg a CTRL-I billentyűkombinációt, és lépjen be a beállítások panelbe.

A panel kezdeti ablakában szükségünk van az első RAID-kötet létrehozása (RAID-kötet létrehozása) fülre, a belépéshez nyomja meg az Entert.

Itt végezzük el leendő RAID 0 tömbünk alapbeállításait.

Név : (RAID név).

Nyomja meg a szóköz billentyűt, és írjon be egy nevet.

Legyen "RAID 0 new" és nyomja meg az Enter billentyűt. Görgessen lefelé a Tab billentyűvel.

RAID szint: (RAID szint).

Létrehozzuk a RAID 0-t (csík) - két merevlemezből álló lemeztömb redundancia nélkül. Válassza ki ezt a szintet a billentyűzet nyilaival, és nyomja meg az Enter billentyűt.

Görgessen lefelé a Tab billentyűvel.

Csík mérete:

Hagyjuk úgy ahogy van.

Kapacitás: (térfogat)

Automatikusan jelenik meg. Két merevlemezünk térfogata 500 GB, mivel RAID 0 szintet (csíkot) használunk és a két merevlemezünk egyben működik. F mém Enter.

Semmi mást nem változtatunk, és az utolsó elemre lépünk, Kötet létrehozása, és nyomjuk meg az Enter billentyűt.

Figyelmeztetés jelenik meg:

FIGYELMEZTETÉS: A KIVÁLASZTOTT LEMEZEN A MINDEN ADAT ELVESZ.

Biztosan létrehozza ezt a kötetet? (I/N):

FIGYELMEZTETÉS: A kiválasztott meghajtókon lévő MINDEN ADAT elveszik.

Biztosan létrehozza ezt a kötetet? (I/N):

Nyomja meg az Y (Igen) gombot a billentyűzeten.

A RAID 0 tömb létrejött, már működik, és Normál állapotban van. A beállítások panelből való kilépéshez nyomja meg az Esc billentyűt a billentyűzeten.

Biztos, hogy ki akar lépni (Biztosan ki akar lépni? Nyomja meg az Y (Igen) gombot. Újraindítás történik.

Mostantól minden alkalommal, amikor a számítógépet indítják, a RAID 0 tömb állapotával kapcsolatos információk jelennek meg a monitor képernyőjén néhány másodpercre, és a billentyűkombináció (CTRL-I) megnyomására felszólító üzenet jelenik meg a RAID konfigurációs vezérlőpultján.

A Windows 10 telepítése RAID 0 tömbre

Csatlakozás a miénkhoz rendszer egysége, indítsa újra a számítógépet, lépjen be a BIOS-ba, és módosítsa a rendszerindítási prioritást az USB flash meghajtóra. Vagy egyszerűen beléphet a számítógép rendszerindítási menüjébe, és kiválaszthatja a rendszerindítást a telepítésből Windows flash meghajtók 10 (esetünkben Kingston). A rendszerindító menüben láthatja az általunk létrehozott "RAID 0 new" nevű RAID 0 tömböt.

Telepítés.

Egyedi: Csak Windows telepítés(mert tapasztalt felhasználók)

Ebben az ablakban létrehozhat partíciókat, vagy megteheti az operációs rendszer telepítése után, nem számít.

A Windows 10 RAID 0 tömbre van telepítve.

Menjünk a Lemezkezeléshez. műtő Windows rendszer 10 látja a két merevlemezünk helyét 250 GB egyenként egy 500 GB-os merevlemezként.

Eszközkezelő. A lemezeszközök tartalmazzák a RAID 0 tömbünket.

És most, ami a legfontosabb, a RAID 0 tömb sebességét teszteljük.

CrystalDiskMark

Az információk merevlemezre történő írásának maximális sebessége elérte a 186 Mb / s-ot, az olvasási sebesség - 248 Mb / s.

A következő cikkben egy RAID 0-t fogunk létrehozni szilárdtestből SSD meghajtókés jelentősen felülmúlják áteresztőképesség a legújabb és leggyorsabb SATA 6Gb/s interfész.

A processzorközpontú alkalmazásokról az adatközpontú alkalmazásokra való áttérés növeli a tárolórendszerek fontosságát. Ugyanakkor az ilyen rendszerekre jellemző alacsony áteresztőképesség és hibatűrés problémája mindig is nagyon fontos volt, és mindig megoldást igényelt.

A modern számítógépiparban a mágneslemezeket széles körben használják másodlagos adattároló rendszerként, mivel minden hiányosságuk ellenére a legjobb teljesítmény a megfelelő típusú készülékekhez megfizethető áron.

A mágneslemezek építési technológiájának jellemzői jelentős eltéréshez vezettek a processzormodulok teljesítményének növekedése és maguk a mágneslemezek között. Ha 1990-ben a 12 ms-os átlagos hozzáférési idővel és 5 ms-os késleltetési idővel (körülbelül 5000 ford./perc 1 orsófordulatszámmal) rendelkező 5,25 hüvelykes lemezek voltak a legjobbak a soros lemezek között, akkor ma a tenyér a 3,5 hüvelykes, átlagos hozzáférési idejű lemezekhez tartozik. 5 ms és késleltetési idő 1 ms (10 000 ford./perc orsófordulatszámon). Itt javulást látunk specifikációk körülbelül 100%-kal. Ugyanakkor a processzor teljesítménye több mint 2000%-kal nőtt. Ennek nagy része azért lehetséges, mert a processzorok közvetlen előnyeit élvezik a VLSI (Very Large Integration) használatából. Használata nemcsak a frekvencia növelését teszi lehetővé, hanem a chipbe integrálható komponensek számát is, ami lehetővé teszi a párhuzamos számítást lehetővé tévő építészeti előnyök bevezetését.

1 - Átlagos adatok.

A jelenlegi helyzet másodlagos tárolási I/O krízisként írható le.

A teljesítmény növelése

A mágneslemezek technológiai paramétereinek jelentős növelésének lehetetlensége miatt más utakat kell keresni, amelyek közül az egyik a párhuzamos feldolgozás.

Ha egy adatblokkot valamilyen tömb N lemezére rendez, és ezt az elhelyezést úgy szervezi meg, hogy lehetőség legyen egyidejű információolvasásra, akkor ez a blokk N-szer gyorsabban olvasható ki (a blokkképzési idő figyelembevétele nélkül). Mivel minden adatot párhuzamosan továbbítanak, ezt az építészeti döntést ún párhuzamos hozzáférésű tömb(párhuzamos hozzáférésű tömb).

A párhuzamos tömböket jellemzően nagy adatátvitelt igénylő alkalmazásokhoz használják.

Néhány feladat viszont igen nagy mennyiség apró kérések. Ilyen feladatok közé tartoznak például az adatbázis-feldolgozási feladatok. Az adatbázisrekordok tömblemezek közötti elosztásával a lemezek egymástól függetlenül történő elhelyezésével megoszthatja a terhelést. Ezt az architektúrát az ún független hozzáférési tömb(független hozzáférésű tömb).

A hibatűrés növelése

Sajnos a tömbben lévő lemezek számának növekedésével a teljes tömb megbízhatósága csökken. Független hibák és az MTBF exponenciális eloszlása ​​esetén a teljes tömb MTTF-jét (átlagos idő a meghibásodásig) a következő képlettel számítjuk ki: MTTF tömb = MMTF hdd /N hdd lemez.

Ezért szükség van a lemeztömbök hibatűrésének növelésére. A tömbök hibatűrésének növelésére redundáns kódolást alkalmaznak. A redundáns lemeztömbökben két fő kódolási típust használnak – a duplikációt és a paritást.

A sokszorosítást vagy tükrözést leggyakrabban lemeztömbökben használják. Az egyszerű tükörrendszerek az adatok két másolatát használják, mindegyik másolatot külön lemezre helyezik. Ez a séma meglehetősen egyszerű, és nem igényel további hardverköltségeket, de van egy jelentős hátránya - a lemezterület 50% -át használja az információk másolatának tárolására.

A redundáns lemeztömbök megvalósításának második módja a redundáns kódolás használata paritásszámítással. A paritás kiszámítása az adatszó összes karakterének XOR műveleteként történik. A redundáns lemeztömbök paritása a következő képlettel számított értékre csökkenti a többletterhelést: HP hdd =1/N hdd (HP hdd - többlet; N hdd - a tömbben lévő lemezek száma).

A RAID története és fejlődése

Bár a tárolórendszerek alapján mágneses lemezek, 40 éve gyártják, a hibatűrő rendszerek tömeggyártása csak nemrég kezdődött el. A redundáns lemeztömböket, amelyeket általában RAID-nek (olcsó lemezek redundáns tömbjei) neveznek, a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem kutatói (Petterson, Gibson és Katz) vezették be 1987-ben. A RAID rendszerek azonban csak akkor terjedtek el széles körben, amikor a redundáns tömbökben való használatra alkalmas lemezek elérhetővé váltak és kellően termelékenyek lettek. A RAID-ről szóló 1988-as hivatalos jelentés óta a redundáns lemeztömbök kutatása robbanásszerűen megnőtt annak érdekében, hogy megoldások széles skáláját kínálják az ár-teljesítmény-megbízhatóság kompromisszumában.

Incidens történt a RAID rövidítéssel. A tény az, hogy az írás idején az olcsó lemezek mind olyan lemezek voltak, amelyeket PC-ben használtak, szemben a drága mainframe (mainframe) lemezekkel. A RAID-tömbökben való használathoz azonban más PC-konfigurációkhoz képest meglehetősen drága berendezéseket kellett használni, ezért a RAID-et független lemezek redundáns tömbjeként kezdték megfejteni 2 - független lemezek redundáns tömbjeként.

2 - A RAID tanácsadó testület meghatározása

A RAID 0-t az iparág a nem hibatűrő lemeztömb definíciójaként vezette be. A Berkeley-ben a RAID 1-et tükrözött lemeztömbként határozták meg. A RAID 2 a Hamming-kódot használó tömbök számára van fenntartva. A 3., 4., 5. szintű RAID paritást használ az adatok védelmére az egyszeri hibáktól. Ezeket a szinteket, beleértve az 5.-et is, mutatták be a Berkeley-n, és ezt a RAID-rendszert vették át de facto szabványként.

A 3, 4, 5 RAID szintek meglehetősen népszerűek, jó lemezterület-kihasználással rendelkeznek, de van egy jelentős hátrányuk - csak egyszeri meghibásodásokkal szemben ellenállóak. Ez különösen igaz nagyszámú lemez használata esetén, amikor megnő annak a valószínűsége, hogy egynél több eszköz egyidejűleg tétlen lesz. Ezenkívül hosszú gyógyulás jellemzi őket, ami bizonyos korlátozásokat is támaszt a használatukkal kapcsolatban.

Mára kellően sok olyan architektúrát fejlesztettek ki, amely biztosítja a tömb működőképességét bármely két lemez egyidejű meghibásodásával, adatvesztés nélkül. A teljes készlet közül érdemes megemlíteni a kétdimenziós paritást (kéttérbeli paritás) és az EVENODD-t, amelyek paritást használnak a kódoláshoz, valamint a RAID 6-ot, amely Reed-Solomon kódolást használ.

A kétterű paritássémában minden adatblokk két független kódszó felépítésében vesz részt. Így, ha egy másik lemez ugyanabban a kódszóban meghibásodik, egy másik kódszót használnak az adatok rekonstruálására.

Egy ilyen tömbben a minimális redundancia egyenlő számú oszlop és sor esetén érhető el. És egyenlő: 2 x négyzet (N lemez) ("négyzetben").

Ha a kétdimenziós tömb nincs "négyzetbe" rendezve, akkor a fenti séma megvalósítása során a redundancia nagyobb lesz.

Az EVENODD architektúra a 2 térbeli paritáshoz hasonló hibatűrési sémával rendelkezik, de az információs blokkok eltérő elrendezése garantálja a kapacitások minimális túlhasználatát. A kéttérbeli paritáshoz hasonlóan minden adatblokk két független kódszó felépítésében vesz részt, de a szavak úgy vannak elhelyezve, hogy a redundanciatényező állandó (az előző sémától eltérően) és egyenlő legyen: 2 x négyzet (N Korong).

Két karakter, paritás és nem bináris kód használatával az adatszó úgy szerkeszthető, hogy kettős hiba esetén hibatűrést biztosítson. Ez a séma RAID 6 néven ismert. A Reed-Solomon kódoláson alapuló nem bináris kódot általában táblázatok segítségével vagy iteratív folyamatként számítják ki a lineáris regiszterek val vel Visszacsatolás, amely egy viszonylag összetett művelet, amely speciális hardvert igényel.

Tekintettel arra, hogy a számos alkalmazás számára kellő hibatűrést biztosító klasszikus RAID-változatok használata gyakran elfogadhatatlanul alacsony teljesítményű, a kutatók időről időre különféle trükköket alkalmaznak, amelyek elősegítik a RAID-rendszerek teljesítményének növelését.

1996-ban Savage és Vilks javasolta az AFRAID-ot, a független lemezek gyakran redundáns tömbjét. Ez az architektúra némileg feláldozza a hibatűrést a sebesség miatt. A RAID 5 tömböknél gyakori kis írási probléma kompenzálása érdekében megengedett, hogy a csíkozást egy ideig paritásszámítás nélkül hagyjuk. Ha a paritásrögzítésre szánt lemez foglalt, akkor a paritásrögzítés elhalasztja. Elméletileg bebizonyosodott, hogy a hibatűrés 25%-os csökkentése 97%-kal növelheti a teljesítményt. Az AFRAID valójában megváltoztatja az egyszeri hibatűrő tömbök hibamodelljét, mivel a frissített paritással nem rendelkező kódszó hajlamos a lemezhibákra.

A hibatűrés feláldozása helyett használhat hagyományos teljesítménynöveléseket, például gyorsítótárat. Mivel a lemezforgalom bursty, a visszaírási gyorsítótárat használhatja adatok tárolására, amikor a lemezek foglaltak. Ha pedig a cache memória nem felejtő memória formájában készül, akkor áramkimaradás esetén az adatok mentésre kerülnek. Ezenkívül a késleltetett lemezműveletek lehetővé teszik a kis blokkok tetszőleges sorrendben történő kombinálását a hatékonyabb lemezműveletek végrehajtása érdekében.

Számos olyan architektúra is létezik, amely bár feláldozza a helyet, de növeli a teljesítményt. Ezek közé tartozik a naplólemez késleltetett módosítása és a logikai adatok fizikaihoz való hozzárendelésének módosítására szolgáló különféle sémák, amelyek lehetővé teszik a műveletek hatékonyabb elosztását a tömbben.

Az egyik lehetőség - paritásnaplózás(paritás regisztráció), amely a kis írási probléma megoldását és a lemezek hatékonyabb felhasználását foglalja magában. A paritásnaplózás magában foglalja a RAID 5 paritásmódosításának elhalasztását, a FIFO naplóba való írását (FIFO típusú napló), amely részben a vezérlő memóriájában, részben a lemezen található. Tekintettel arra, hogy a teljes sáv elérése átlagosan 10-szer hatékonyabb, mint egy szektor elérése, a paritásregisztráció segítségével nagy mennyiségű módosított paritás adatot gyűjtenek össze, amelyeket azután közösen egy lemezre írnak, amely a teljes sávon tárolja a paritást.

Építészet lebegő adatok és paritás(lebegő és paritás), amely lehetővé teszi a lemezblokkok fizikai kiosztásának újraelosztását. Szabad szektorok vannak elhelyezve minden hengeren, hogy csökkentsék forgási késleltetés(forgási késleltetések), az adatok és a paritás ezeken a szabad helyeken kerülnek elhelyezésre. Áramkimaradás esetén a működőképesség biztosítása érdekében a paritás- és adatkártyát nem felejtő memóriában kell tárolni. Ha elveszíti a helytérképet, a tömbben lévő összes adat elveszik.

virtuális lehúzás- egy lebegő adat- és paritásarchitektúra, amely visszaírási gyorsítótárat használ. Természetesen felismerve pozitív oldalai mindkét.

Emellett a teljesítmény javításának más módjai is vannak, például a RAID-műveletek elosztása. Egy időben a Seagate Fibre Chanel és SCSI interfésszel ellátott meghajtóiba építette be a RAID-műveletek támogatását. Ez lehetővé tette a közötti forgalom csökkentését központi vezérlőés meghajtók egy tömbben a RAID 5 rendszerekhez. Ez a RAID-megvalósítások játékát megváltoztató újítás volt, de a technológia nem jött be, mert a Fibre Chanel és SCSI szabványok egyes funkciói gyengítik a lemeztömbök hibamodelljét.

Ugyanahhoz a RAID 5-höz a TickerTAIP architektúrát vezették be. Így néz ki: a központi vezérlő mechanizmus kezdeményező csomópontja (kezdeményező csomópont) fogadja a felhasználói kéréseket, kiválaszt egy feldolgozási algoritmust, majd átadja a lemezmunkát és a paritást a dolgozó csomópontnak (munkacsomópont). Minden munkavégző csomópont kezeli a tömbben lévő lemezek egy részét. A Seagate modellhez hasonlóan a dolgozó csomópontok a kezdeményező csomópont részvétele nélkül továbbítanak adatokat egymás között. Egy működő csomópont meghibásodása esetén az általa kiszolgált lemezek elérhetetlenné válnak. De ha a kódszó úgy van megszerkesztve, hogy minden karaktert külön worker csomópont dolgoz fel, akkor a hibatűrési séma megismétli a RAID 5-öt. A kezdeményező csomópont meghibásodásának megelőzése érdekében megkettőződik, így olyan architektúrát kapunk, amely toleráns. bármely csomópontjának meghibásodásáról. Minden pozitív tulajdonsága ellenére ez az architektúra az "írási hibák" ("írási lyuk") problémájától szenved. Ez azt jelenti, hogy hiba történik, ha a kódszót egyszerre több felhasználó megváltoztatja, és a csomópont meghibásodik.

Meg kell említenünk egy meglehetősen népszerű módszert is a RAID gyors visszaállítására - a használatával szabad lemez(tartalék). Ha a tömb egyik lemeze meghibásodik, a RAID újraépíthető egy szabad lemez használatával a meghibásodott lemez helyett. Az ilyen megvalósítás fő jellemzője, hogy a rendszer a korábbi állapotába kerül (külső beavatkozás nélkül hibabiztos állapot). Az elosztott megtakarító architektúra esetén a tartaléklemez logikai blokkjai fizikailag el vannak osztva a tömb összes lemezén, így nincs szükség a tömb újraépítésére, ha egy lemez meghibásodik.

A klasszikus RAID szintekre jellemző helyreállítási probléma elkerülése érdekében egy architektúrát is alkalmaznak, amelyet ún paritás deklaszterezés(paritáseloszlás). Ez azt jelenti, hogy kevesebb, nagyobb logikai meghajtót helyezünk kisebb, nagyobb fizikai meghajtókra. Ezzel a technológiával a rendszer válaszideje a rekonstrukció során több mint kétszeresére nő, a rekonstrukciós idő pedig jelentősen csökken.

A RAID főbb szintjeinek felépítése

Most nézzük meg részletesebben a RAID alapszintjeinek architektúráját. Mielőtt belegondolnánk, tegyünk néhány feltételezést. A RAID-rendszerek felépítésének elveinek bemutatásához vegyen figyelembe egy N lemezből álló készletet (az egyszerűség kedvéért N-t páros számnak tekintjük), amelyek mindegyike M blokkból áll.

Az adatok jelölése - D m,n , ahol m az adatblokkok száma, n az alblokkok száma, amelyekre a D adatblokk fel van osztva.

A lemezek egy vagy több adatátviteli csatornához csatlakoztathatók. Több csatorna használata növeli a rendszer átviteli sebességét.

RAID 0 csíkos lemeztömb hibatűrés nélkül

Ez egy lemeztömb, amelyben az adatok blokkokra vannak osztva, és minden blokk külön lemezre van írva (vagy olvasva). Így egyszerre több I/O művelet is végrehajtható.

Előnyök:

• a legnagyobb teljesítmény az I / O kérések intenzív feldolgozását és nagy adatmennyiséget igénylő alkalmazásokhoz;
• a végrehajtás egyszerűsége;
• alacsony térfogategységenkénti költség.

Hibák:

• nem hibatűrő megoldás;
• Egyetlen meghajtó meghibásodása a tömb összes adatának elvesztésével jár.

RAID 1. Lemeztömb sokszorosítással vagy tükrözéssel (tükrözés)

A tükrözés hagyományos módja egy kis lemeztömb megbízhatóságának növelésének. A legegyszerűbb változatban két lemezt használnak, amelyekre ugyanazok az információk kerülnek rögzítésre, és az egyik meghibásodása esetén annak másolata marad, amely ugyanabban a módban működik tovább.

Előnyök:

• a végrehajtás egyszerűsége;
• a tömb helyreállításának egyszerűsége meghibásodás esetén (másolás);
• Megfelelően nagy teljesítmény a nagy kérésintenzitású alkalmazásokhoz.

Hibák:

• magas térfogategységenkénti költség - 100% redundancia;
• alacsony adatátviteli sebesség.

RAID 2. Hibatűrő lemeztömb a Hamming-kóddal (ECC).

A RAID 2-ben használt túlkódolást Hamming-kódnak nevezik. A Hamming kód lehetővé teszi az egyszeri hibák kijavítását és a kettős hibák észlelését. Ma aktívan használják az adatok RAM-ban való kódolásának technológiájában, például az ECC-ben. És az adatok kódolása mágneslemezeken.

Ebben az esetben a nehézkes leírás miatt fix számú lemezt mutatunk be (az adatszó 4 bitből, az ECC kód 3 bitből áll).

Előnyök:

• gyors hibajavítás ("menet közben");
• nagyon nagy adatátviteli sebesség nagy mennyiségben;
• a lemezek számának növekedésével az általános költségek csökkennek;
• meglehetősen egyszerű megvalósítás.

Hibák:

• magas költségek kis számú lemezzel;
• alacsony sebesség kérésfeldolgozás (nem alkalmas tranzakció-orientált rendszerekhez).

RAID 3. Hibatűrő tömb párhuzamos adatátvitellel és paritással (Parallel Transfer Disks with Parity)

Az adatok bájtszinten alblokkokra vannak osztva, és egyidejűleg a tömb összes lemezére íródnak, kivéve egyet, amelyet paritásként használnak. A RAID 3 használata megoldja a RAID 2 magas redundanciájának problémáját. A RAID 2-ben használt legtöbb vezérlőlemezre szükség van a hibás bit helyzetének meghatározásához. De ez nem szükséges, mivel a legtöbb vezérlő speciális jelek vagy a lemezre írt és a véletlenszerű hibák kijavítására használt információk további kódolásával képes észlelni, ha egy lemez meghibásodott.

Előnyök:

• nagyon nagy adatátviteli sebesség;
• A lemezhiba csekély hatással van a tömb teljesítményére;

Hibák:

• nehéz végrehajtás;
• gyenge teljesítmény nagy intenzitású kis mennyiségű adatkéréssel.

RAID 4. Független lemezek hibatűrő tömbje megosztott paritáslemezzel (Független adatlemezek megosztott paritáslemezzel)

Az adatok blokkszinten vannak felosztva. Minden adatblokk külön lemezre van írva, és külön-külön olvasható. A blokkok egy csoportjának paritása íráskor jön létre, és olvasáskor ellenőrzi. A RAID 4. szint a párhuzamosság révén javítja a kis adatátvitelek teljesítményét, lehetővé téve egynél több I/O hozzáférést egyidejűleg. A fő különbség a RAID 3 és 4 között az, hogy az utóbbiban az adatcsíkozás szektor szinten történik, nem bit vagy bájt szinten.

Előnyök:

• nagyon nagy sebességű nagy mennyiségű adatok olvasása;
• nagy teljesítmény nagy intenzitású adatolvasási kérelmekkel;
• alacsony rezsi a redundancia megvalósításához.

Hibák:

• nagyon alacsony teljesítmény adatíráskor;
• kis adatok kis olvasási sebessége egyetlen kéréssel;
• a teljesítmény aszimmetriája az olvasás és az írás tekintetében.

RAID 5. Független adatlemezek elosztott paritásblokkokkal

Ez a szint hasonló a RAID 4-hez, de az előzővel ellentétben a paritás ciklikusan oszlik el a tömb összes lemezén. Ez a változtatás javítja a kis mennyiségű adat írásának teljesítményét többfeladatos rendszereken. Ha az írási műveleteket megfelelően megtervezzük, akkor akár N/2 blokk párhuzamos feldolgozása lehetséges, ahol N a csoportban lévő lemezek száma.

Előnyök:

• nagy adatrögzítési sebesség;
• kellően nagy adatolvasási sebesség;
• nagy teljesítmény nagy intenzitású adatolvasási/írási kérelmekkel;
• alacsony rezsi a redundancia megvalósításához.

Hibák:

• az adatolvasási sebesség alacsonyabb, mint a RAID 4-ben;
• kis méretű adatok alacsony olvasási/írási sebessége egyetlen kéréssel;
• meglehetősen bonyolult végrehajtás;
• komplex adat-helyreállítás.

RAID 6. Független adatlemezek két független elosztott paritássémával

Az adatok a RAID 5-höz hasonlóan blokkszinten vannak particionálva, de a korábbi architektúrán kívül egy második sémát is alkalmaznak a hibatűrés javítására. Ez az architektúra kettős hibatűrő. Logikai írás végrehajtásakor azonban valójában hat lemezelérés történik, ami nagymértékben megnöveli egy kérés feldolgozási idejét.

Előnyök:

• magas hibatűrés;
• a kérelmek feldolgozásának kellően nagy sebessége;
• viszonylag alacsony rezsi a redundancia megvalósításához.

Hibák:

• nagyon összetett megvalósítás;
• komplex adat-helyreállítás;
• nagyon alacsony írási sebesség.

A modern RAID-vezérlők lehetővé teszik a különböző RAID-szintek kombinálását. Így lehetőség nyílik a különböző szintek előnyeit ötvöző rendszerek, valamint a nagyszámú lemezzel rendelkező rendszerek megvalósítására. Általában ez a nulla szint (lehúzás) és valamilyen hibatűrő szint kombinációja.

RAID 10 redundáns párhuzamos hibatűrő tömb

Ez az architektúra egy RAID 0 típusú tömb, melynek szegmensei RAID 1 tömbök, és nagyon magas hibatűrést és teljesítményt egyesít.

Előnyök:

• magas hibatűrés;
• nagy teljesítményű.

Hibák:

• nagyon magas költség;
• korlátozott méretezés.

RAID 30. Hibatűrő tömb párhuzamos adatátvitellel és megnövelt teljesítménnyel.

Ez egy RAID 0 típusú tömb, melynek szegmensei RAID 3 tömbök, ötvözi a hibatűrést és a nagy teljesítményt. Általában nagy soros adatátvitelt igénylő alkalmazásokhoz használják.

Előnyök:

• magas hibatűrés;
• nagy teljesítményű.

Hibák:

• magas ár;
• korlátozott méretezés.

RAID 50 hibatűrő elosztott paritásos tömb nagyobb teljesítménnyel

Ez egy RAID 0 típusú tömb, melynek szegmensei RAID 5 tömbök.. A hibatűrést és a nagy teljesítményt a nagy igényű alkalmazásokhoz nagy adatátviteli sebességgel ötvözi.

Előnyök:

• magas hibatűrés;
• nagy adatátviteli sebesség;
• nagy kérésfeldolgozási sebesség.

Hibák:

• magas ár;
• korlátozott méretezés.

RAID 7. Hibatűrő, teljesítményre optimalizált tömb. (Optimalizált aszinkron a magas I/O sebességhez, valamint a nagy adatátviteli sebességhez). A RAID 7® a Storage Computer Corporation (SCC) bejegyzett védjegye.

A RAID 7 architektúrájának megértéséhez vegye figyelembe annak jellemzőit:

1. Minden adatátviteli kérelmet aszinkron módon és függetlenül dolgozunk fel.
2. Minden olvasási/írási művelet gyorsítótárazásra kerül a nagy sebességű x-buszon keresztül.
3. A paritáslemez bármely csatornán elhelyezhető.
4. A tömbvezérlő mikroprocesszora folyamatorientált, valós idejű operációs rendszert használ.
5. A rendszer jól skálázható: akár 12 gazdagép interfész és akár 48 lemez.
6. Az operációs rendszer vezérli a kommunikációs csatornákat.
7. Szabványos SCSI-meghajtókat, buszokat, alaplapokat és memóriamodulokat használnak.
8. A nagy sebességű X-busz a belső gyorsítótárral való együttműködésre szolgál.
9. A paritásgenerálási eljárás a gyorsítótárba van integrálva.
10. A rendszerhez csatlakoztatott meghajtók szabadon állónak nyilváníthatók.
11. Egy SNMP-ügynök használható a rendszer kezelésére és figyelésére.

Előnyök:

• nagy adatátviteli sebesség és nagy lekérdezési feldolgozási sebesség (1,5-6-szor nagyobb, mint más szabványos RAID-szinteknél);
• a gazdagép interfészek magas skálázhatósága;
• az adatírás sebessége a tömbben lévő lemezek számának növekedésével nő;
• nincs szükség további adatátvitelre a paritásszámításhoz.

Hibák:

• egy gyártó tulajdona;
• nagyon magas térfogategységenkénti költség;
• rövid garanciaidő;
• a felhasználó nem tudja szervizelni;
• blokkot kell használni szünetmentes tápegység hogy megakadályozza az adatvesztést a gyorsítótárból.

Tekintsük most együtt a standard szinteket, hogy összehasonlíthassuk jellemzőiket. Az összehasonlítás a táblázatban említett architektúrákon belül történik.

RAJTAÜTÉS	Minimális lemezek	Szükség lemezekben	sikertelen- fenntarthatóság	Sebesség adatátvitel	Intenzitás feldolgozás kéréseket	Gyakorlati használat
0	2	N			nagyon magas legfeljebb N x 1 lemez	Grafika, videó
1	2	2N*		R > 1 lemez W = 1 lemez	legfeljebb 2 x 1 lemez W = 1 lemez	kis fájlszerverek
2	7	2N		~RAID 3	Alacsony	nagyszámítógépek
3	3	N+1			Alacsony	Grafika, videó
4	3	N+1		RW	R=RAID 0 W	fájlszerverek
5	3	N+1		RW	R=RAID 0 W	adatbázis szerverek
6	4	N+2	a legmagasabb	alacsony	R > 1 lemez W	nagyon ritkán használják
7	12	N+1		a legmagasabb	a legmagasabb	különböző típusú alkalmazások

Pontosítások:

• * - az általánosan használt opciót figyelembe veszi;
• k az alszegmensek száma;
• R - olvasás;
• W - bejegyzés.

A RAID rendszerek megvalósításának néhány szempontja

Tekintsünk három fő lehetőséget a RAID-rendszerek megvalósítására:

• szoftver (szoftver alapú);
• hardver - busz-orientált (busz-alapú);
• hardver - autonóm alrendszer (alrendszer alapú).

Nem mondható egyértelműen, hogy az egyik megvalósítás jobb, mint a másik. A tömb rendszerezésének minden lehetősége bizonyos felhasználói igényeket elégít ki, a pénzügyi lehetőségektől, a felhasználók számától és a használt alkalmazásoktól függően.

A fenti megvalósítások mindegyike programkód végrehajtásán alapul. Valójában abban különböznek, hogy ezt a kódot hol hajtják végre: a számítógép központi processzorában (szoftveres megvalósítás) vagy a RAID-vezérlő speciális processzorában (hardveres megvalósítás).

A szoftver megvalósításának fő előnye az alacsony költség. Ugyanakkor számos hátránya van: alacsony teljesítmény, a központi processzoron végzett további munkával járó terhelés és a buszforgalom növekedése. Az egyszerű RAID szinteket - 0 és 1 - általában szoftverben valósítják meg, mivel nem igényelnek jelentős számításokat. Tekintettel ezekre a szolgáltatásokra, a kiszolgálókban szoftveres implementációval rendelkező RAID-rendszereket használnak belépő szint.

A RAID hardveres megvalósításai ennek megfelelően drágábbak, mint a szoftveresek, mivel további hardvert használnak az I/O műveletek végrehajtásához. Ugyanakkor eltávolítják vagy felszabadítják a központi processzort és a rendszerbuszt, és ennek megfelelően lehetővé teszik a teljesítmény növelését.

A buszorientált megvalósítások olyan RAID-vezérlők, amelyek annak a számítógépnek a nagysebességű buszát használják, amelybe telepítették (újabban általában a PCI buszt használják). A busz-orientált megvalósítások viszont alacsony szintű és magas szintű megvalósításokra oszthatók. Az előbbiek általában nem rendelkeznek SCSI chippel és az ún RAID port beépített SCSI vezérlővel rendelkező alaplapon. Ebben az esetben a RAID kód feldolgozásának és az I / O műveletek funkciói a RAID vezérlőn lévő processzor és az alaplapon lévő SCSI chipek között vannak elosztva. Így a központi processzor felszabadul a további kód feldolgozása alól, és a buszforgalom lecsökken program opció. Az ilyen táblák költsége általában alacsony, különösen, ha RAID - 0 vagy 1 rendszerekre összpontosítanak (vannak RAID 3, 5, 10, 30, 50 megvalósítások is, de ezek drágábbak), ezért fokozatosan zsúfolódnak. szoftvermegvalósításokat a belépő szintű szerverpiacról. A buszos implementációval rendelkező magas szintű vezérlők felépítése kissé eltér az öccseiktől. Ők gondoskodnak az összes I/O és RAID kódvégrehajtási funkcióról. Ezenkívül nem annyira függenek az alaplap megvalósításától, és általában több funkcióval rendelkeznek (például modul csatlakoztatásának képessége a gyorsítótárban tárolt információk tárolására alaplap meghibásodása vagy áramkimaradás esetén). . Az ilyen vezérlők általában drágábbak, mint az alacsony szintűek, és középkategóriás és magas szint. Általában 0,1, 3, 5, 10, 30, 50 RAID-szinteket valósítanak meg. Figyelembe véve, hogy a buszorientált megvalósítások közvetlenül a számítógép belső PCI-buszához csatlakoznak, ezek a legproduktívabbak a vizsgált rendszerek között ( egyetlen gazdagépes rendszerek szervezésekor). Az ilyen rendszerek maximális sebessége elérheti a 132 MB/s-ot (32 bites PCI) vagy a 264 MB/s-ot (64 bites PCI) 33 MHz-es buszfrekvencián.

A felsorolt ​​előnyök mellett a busz-orientált architektúra a következő hátrányokkal rendelkezik:

• az operációs rendszertől és a platformtól való függés;
• korlátozott méretezhetőség;
• korlátozott lehetőségek a hibatűrő rendszerek megszervezésére.

Mindezek a hátrányok elkerülhetők autonóm alrendszerek használatával. Ezek a rendszerek teljesen autonóm külső szervezettel rendelkeznek, és elvileg egy különálló számítógép, amely az információtároló rendszerek szervezésére szolgál. Ezen túlmenően, ha a száloptikai csatornák technológiáját sikeresen fejlesztik, az autonóm rendszerek teljesítménye semmiképpen sem lesz rosszabb, mint a buszorientált rendszereké.

Általában egy külső vezérlőt külön rack-be helyeznek el, és a buszos felépítésű rendszerekkel ellentétben nagyszámú bemeneti / kimeneti csatornával rendelkezhet, beleértve a gazdacsatornákat is, ami lehetővé teszi több gazdaszámítógép csatlakoztatását a rendszerhez és rendszerezését. klaszter rendszerek. Az önálló vezérlővel rendelkező rendszerekben hot standby vezérlők is megvalósíthatók.

Az autonóm rendszerek egyik hátránya a magas költségek.

A fentiek alapján megjegyezzük, hogy az autonóm vezérlőket általában nagy kapacitású adattárházak és fürtrendszerek megvalósítására használják.