Dacă sunteți interesat de acest articol, atunci, se pare, ați întâlnit sau vă așteptați să întâlniți în curând una dintre următoarele probleme pe computer:

- în mod clar nu există suficient volum fizic al hard disk-ului ca o singură unitate logică. Cel mai adesea, această problemă apare atunci când lucrați cu fișiere mari (video, grafică, baze de date);
- lipsește clar performanța hard disk-ului. Cel mai adesea, această problemă apare atunci când lucrați cu sisteme de editare video neliniare sau când un număr mare de utilizatori accesează fișiere de pe hard disk în același timp;
- îi lipsește clar fiabilitatea hard disk-ului. Cel mai adesea, această problemă apare atunci când trebuie să lucrați cu date care în niciun caz nu se pot pierde sau care ar trebui să fie întotdeauna disponibile utilizatorului. Experiența tristă arată că până și cele mai fiabile echipamente se defectează uneori și, de regulă, în cel mai inoportun moment.

Crearea unui sistem RAID pe computerul dvs. poate rezolva aceste probleme și alte câteva probleme.

Ce este „RAID”?

În 1987, Patterson, Gibson și Katz de la Universitatea din California, Berkeley au publicat A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID). Acest articol este descris tipuri diferite matrice de discuri, abreviată ca RAID - Redundant Array of Independent (or Iefpensive) Disks. RAID se bazează pe următoarea idee: combinând mai multe unități mici și/sau ieftine într-o matrice, puteți obține un sistem care depășește cele mai scumpe unități în ceea ce privește volumul, viteza și fiabilitatea. În plus, un astfel de sistem din punctul de vedere al unui computer arată ca o singură unitate de dischetă.
Se știe că timpul mediu dintre eșecurile unei matrice de discuri este timpul mediu dintre defecțiunile unei singure unități împărțit la numărul de unități din matrice. Ca rezultat, MTBF-ul matricei este prea scurt pentru multe aplicații. Cu toate acestea, o matrice de discuri poate fi făcută rezistentă la o singură defecțiune a unei unități în mai multe moduri.

În articolul de mai sus, au fost definite cinci tipuri (nivele) de matrice de discuri: RAID-1, RAID-2, ..., RAID-5. Fiecare tip a oferit toleranță la erori, precum și diferite avantaje față de o singură unitate. Alături de aceste cinci tipuri, și matricea de discuri RAID-0, care nu are redundanță, a câștigat popularitate.

Care sunt nivelurile RAID și pe care ar trebui să aleg?

RAID-0... Definit de obicei ca NU un grup de unități redundant fără paritate. RAID-0 este uneori numit „Striping” în ceea ce privește modul în care informațiile sunt plasate printre unitățile incluse în matrice:

Deoarece RAID-0 nu este redundant, defecțiunea unei singure unități va duce la defecțiunea întregii matrice. Pe de altă parte, RAID-0 oferă cursul de schimb maxim și eficiența spațiului pe disc. Deoarece RAID-0 nu necesită calcule matematice sau logice complexe, costurile de implementare sunt minime.

Aplicații: aplicații audio și video care necesită rate ridicate de transfer continuu de date pe care o singură unitate nu le poate oferi. De exemplu, cercetările efectuate de Mylex pentru a determina configurația optimă a sistemului de disc pentru o stație de editare video neliniară arată că, în comparație cu o singură unitate, o matrice RAID-0 de două unități oferă o creștere cu 96% a vitezei de scriere/citire de la trei drive-uri.- cu 143% (conform testului Miro VIDEO EXPERT Benchmark).
Numărul minim de unități din matricea „RAID-0” este de 2 buc.

RAID-1... Cunoscută mai frecvent sub numele de „oglindire”, este o pereche de unități care conțin aceleași informații și formează o unitate logică:

Scrierea se face pe ambele unități din fiecare pereche. Cu toate acestea, unitățile asociate pot efectua operații de citire concomitente. Astfel, „oglindirea” poate dubla viteza de citire, dar viteza de scriere rămâne neschimbată. RAID-1 este 100% redundant și o singură defecțiune a unei unități nu duce la defecțiunea întregii matrice - controlerul comută pur și simplu operațiunile de citire/scriere pe unitatea rămasă.
RAID-1 oferă cea mai rapidă performanță dintre toate tipurile de matrice redundante (RAID-1 până la RAID-5), în special în mediile multi-utilizator, dar are cea mai proastă utilizare a spațiului pe disc. Deoarece RAID-1 nu necesită calcule matematice sau logice complexe, costurile de implementare sunt minime.
Numărul minim de unități din matricea „RAID-1” este de 2 buc.
Mai multe matrice RAID-1 pot fi, la rândul lor, combinate în RAID-0 pentru a crește viteza de scriere și a asigura fiabilitatea stocării datelor. Această configurație se numește RAID „pe două niveluri” sau RAID-10 (RAID 0 + 1):

Numărul minim de unități într-o matrice „RAID 0 + 1” este de 4 bucăți.
Domeniu de aplicare: matrice ieftine în care principalul lucru este fiabilitatea stocării datelor.

RAID-2... Distribuie datele pe benzi de dimensiunea sectorului într-un grup de unități. Unele unități sunt dedicate stocării ECC (Error Correction Code). Deoarece majoritatea unităților stochează coduri ECC pentru fiecare sector în mod implicit, RAID-2 nu oferă prea mult un avantaj față de RAID-3 și, prin urmare, practic nu este utilizat.

RAID-3... Ca și în cazul RAID-2, datele sunt împărțite pe benzi ale unui sector, iar una dintre unitățile din matrice este rezervată pentru stocarea informațiilor de paritate:

RAID-3 se bazează pe codurile ECC stocate în fiecare sector pentru a detecta erorile. În cazul unei defecțiuni a uneia dintre unități, recuperarea informațiilor stocate pe aceasta este posibilă prin calcularea OR exclusive (XOR) pe baza informațiilor de pe unitățile rămase. Fiecare intrare este de obicei distribuită pe toate unitățile și, prin urmare, acest tip de matrice este bun pentru lucru în aplicații cu trafic intens cu subsistemul de discuri. Deoarece fiecare operație I/O se referă la toate unitățile din matrice, RAID-3 nu poate efectua mai multe operațiuni în același timp. Prin urmare, RAID-3 este bun pentru un mediu cu un singur utilizator, cu o singură sarcină, cu scrieri lungi. Pentru a lucra cu înregistrări scurte, este necesară sincronizarea rotației unităților, deoarece în caz contrar o scădere a cursului de schimb este inevitabilă. Este rar folosit, deoarece pierde față de RAID-5 în ceea ce privește utilizarea spațiului pe disc. Implementarea este costisitoare.
Numărul minim de unități dintr-o matrice „RAID-3” este de 3 buc.

RAID-4... RAID-4 este identic cu RAID-3, cu excepția faptului că dimensiunea stripe este mult mai mare decât un sector. În acest caz, citirea este efectuată de pe o unitate (fără a număra unitatea care stochează informațiile de paritate), astfel încât este posibil să se efectueze mai multe operații de citire în același timp. Cu toate acestea, deoarece fiecare scriere trebuie să actualizeze conținutul unității de paritate, scrieri multiple nu pot fi efectuate în același timp. Acest tip de matrice nu are avantaje vizibile față de o matrice RAID-5.
RAID-5. Acest tip de matrice este uneori denumit „matrice de paritate rotită”. Acest tip de matrice depășește cu succes dezavantajul inerent al RAID-4 - incapacitatea de a efectua simultan mai multe scrieri. Această matrice, ca RAID-4, folosește dungi marime mare, dar, spre deosebire de RAID-4, informațiile de paritate nu sunt stocate pe o singură unitate, ci pe toate unitățile pe rând:

Operațiile de scriere se referă la o unitate de date și la o altă unitate cu informații de paritate. Deoarece informațiile de paritate pentru diferite benzi sunt stocate pe unități diferite, scrierile multiple simultane nu sunt posibile numai în acele cazuri rare când fie benzi de date, fie benzi de paritate sunt pe aceeași unitate. Cu cât sunt mai multe unități în matrice, cu atât mai rar coincid locația informațiilor și a benzilor de paritate.
Aplicații: matrice fiabile de volum mare. Implementarea este costisitoare.
Numărul minim de unități din matricea „RAID-5” este de 3 buc.

RAID-1 sau RAID-5?
În comparație cu RAID-1, RAID-5 utilizează spațiul pe disc mai economic, deoarece stochează nu o „copie” a informațiilor, ci o sumă de control pentru redundanță. Ca rezultat, orice număr de unități pot fi combinate în RAID-5, dintre care doar una va conține informații redundante.
Dar o eficiență mai mare a utilizării spațiului pe disc este atinsă în detrimentul unei viteze mai mici de comunicare. Când scrieți informații în RAID-5, trebuie să actualizați informațiile de paritate de fiecare dată. Pentru a face acest lucru, trebuie să determinați ce biți de paritate s-au modificat. În primul rând, se citesc informațiile vechi de actualizat. Aceste informații sunt apoi XOR cu informație nouă... Rezultatul acestei operațiuni este o mască de biți, în care fiecare bit = 1 înseamnă că trebuie înlocuită valoarea din informațiile de paritate din poziția corespunzătoare. Informațiile de paritate actualizate sunt apoi scrise în locația corespunzătoare. Prin urmare, pentru fiecare cerere de program de a scrie informații, RAID-5 efectuează două citiri, două scrieri și două XOR.
Trebuie să plătiți pentru faptul că spațiul pe disc este utilizat mai eficient (în loc de o copie a datelor este stocat un bloc de paritate): este nevoie de timp suplimentar pentru a genera și scrie informații de paritate. Aceasta înseamnă că viteza de scriere a RAID-5 este mai mică decât cea a RAID-1 la un raport de 3: 5 sau chiar 1: 3 (adică viteza de scriere a RAID-5 este de 3/5 până la 1/3 din scriere). viteza RAID-1). Din această cauză, nu are sens să creezi RAID-5 în software. De asemenea, nu pot fi recomandate acolo unde viteza de scriere este critică.

Ar trebui să alegeți o metodă de implementare RAID - software sau hardware?

După ce ați citit descrierea diferitelor niveluri RAID, veți observa că nicăieri nu sunt menționate cerințe hardware specifice, care sunt necesare pentru implementarea RAID. Din care putem concluziona că tot ceea ce este necesar pentru implementarea RAID este să conectați numărul necesar de unități la controlerul disponibil în computer și să instalați software special pe computer. Acest lucru este adevărat, dar nu chiar!
Într-adevăr, există posibilitatea implementării software a RAID. Un exemplu ar fi sistemul de operare Microsoft Windows NT 4.0 Server, în care implementarea software a RAID-0, -1 și chiar RAID-5 este posibilă (Microsoft Windows NT 4.0 Workstation oferă doar RAID-0 și RAID-1). Cu toate acestea, această soluție ar trebui considerată ca fiind extrem de simplificată, nepermițând implementarea completă a capabilităților matricei RAID. Este suficient să spunem că, cu o implementare software a RAID, întreaga încărcătură de plasare a informațiilor pe unități, calcularea codurilor de control etc. cade pe CPU, ceea ce, desigur, nu crește performanța și fiabilitatea sistemului. Din aceleași motive, practic nu există funcții de service aici, iar toate operațiunile de înlocuire a unei unități defectuoase, adăugarea unei noi unități, schimbarea nivelului RAID etc. sunt efectuate cu pierderea completă a datelor și cu interzicerea completă a oricăror alte operațiuni. . Singurul avantaj al implementării software RAID este costul minim.

- un controler specializat eliberează procesorul central de operațiunile de bază cu RAID, iar eficiența controlerului este cu atât mai vizibilă, cu atât nivelul de complexitate al RAID-ului este mai mare;
- controlerele, de regulă, sunt echipate cu drivere care vă permit să creați un RAID pentru aproape orice sistem de operare popular;
- BIOS-ul încorporat al controlerului și programele de management atașate acestuia permit administratorului de sistem să se conecteze, să deconecteze sau să înlocuiască cu ușurință unitățile incluse în RAID, să creeze mai multe matrice RAID, chiar și de diferite niveluri, să monitorizeze starea matricei de discuri , etc. Pentru controlerele „avansate”, aceste operațiuni pot fi efectuate „din mers”; fără a se opri unitate de sistem... Multe operații pot fi efectuate în " fundal", adică fără a întrerupe activitatea curentă și chiar de la distanță, i.e. de la orice loc de muncă (desigur, dacă ai acces);
- controlerele pot fi echipate cu o memorie tampon („cache”), în care sunt stocate ultimele blocuri de date, care, cu acces frecvent la aceleași fișiere, poate crește semnificativ viteza sistemului de discuri.

Dezavantajul RAID hardware este costul relativ ridicat al controlerelor RAID. Cu toate acestea, pe de o parte, trebuie să plătiți pentru tot (fiabilitatea, performanța, serviciul). Pe de altă parte, recent, odată cu dezvoltarea tehnologiei cu microprocesor, costul controlerelor RAID (în special al modelelor junior) a început să scadă brusc și a devenit comparabil cu costul controlerelor obișnuite de disc, ceea ce permite instalarea sistemelor RAID nu numai în mainframe scumpe, dar si in servere. nivel de intrareși chiar în stațiile de lucru.

Cum să alegi un model de controler RAID?

Există mai multe tipuri de controlere RAID, în funcție de funcționalitatea, designul și costul acestora:
1. Controlere de unitate cu funcții RAID.
De fapt, acesta este un controler de disc obișnuit, care, datorită unui firmware BIOS special, vă permite să combinați unități într-o matrice RAID, de regulă, de nivel 0, 1 sau 0 + 1.

Controler SCSI Ultra (Ultra Wide) de la Mylex KT930RF (KT950RF).
În exterior, acest controler nu este diferit de un controler SCSI obișnuit. Toată „specializarea” se află în BIOS, care este, parcă, împărțit în două părți - „Configurație SCSI” / „Configurație RAID”. În ciuda costului scăzut (mai puțin de 200 USD), acest controler are un set bun de funcții:

- combinarea a până la 8 unități în RAID 0, 1 sau 0 + 1;
- a sustine Rezervă fierbinte pentru a înlocui „din mers” o unitate defectă;
- posibilitatea înlocuirii automate (fără intervenția operatorului) a unui drive defect;
- control automat al datelor de integritate si identitate (pentru RAID-1);
- prezenta unei parole pentru accesarea BIOS-ului;
- programul RAIDPlus, care oferă informații despre starea unităților în RAID;
- drivere pentru DOS, Windows 95, NT 3.5x, 4.0

Mulți utilizatori au auzit de un astfel de concept precum matricele de discuri, dar, în practică, puțini oameni își imaginează ce este acesta. Dar după cum se dovedește, nu este nimic complicat aici. Să analizăm esența acestui termen, așa cum se spune, pe degete, pe baza explicației informațiilor pentru omul obișnuit de pe stradă.

Ce sunt matricele de discuri RAID?

Pentru început, luați în considerare interpretarea generală oferită de publicațiile online. Matricele de discuri sunt sisteme întregi de stocare a informațiilor constând dintr-un pachet de două sau mai multe hard disk-uri, servind fie pentru a crește viteza de acces la informațiile stocate, fie pentru a le duplica, de exemplu, la salvarea copiilor de rezervă.

Într-un astfel de pachet, numărul de hard disk-uri în ceea ce privește instalarea este teoretic nelimitat. Totul depinde de câte conexiuni suportă placa de bază. De fapt, de ce sunt folosite matricele de discuri RAID? Aici ar trebui să acordați atenție faptului că în direcția dezvoltării tehnologiei (în legătură cu hard disk-urile), acestea au înghețat mult timp la un moment dat (viteza axului 7200 rpm, dimensiunea cache-ului etc.). Singurele excepții în acest sens sunt modelele SSD, dar au și în principal o creștere a volumului. În același timp, progresul este mai tangibil în producția de procesoare sau stick-uri de memorie. Astfel, datorită utilizării matricelor RAID, se realizează o creștere a câștigului de performanță la accesarea hard disk-urilor.

Disk arrays RAID: tipuri, scop

În ceea ce privește matricele în sine, acestea pot fi împărțite condiționat în funcție de numerotarea utilizată (0, 1, 2 etc.). Fiecare astfel de număr corespunde îndeplinirii uneia dintre funcțiile declarate.

Principalele din această clasificare sunt matricele de discuri cu numerele 0 și 1 (va fi clar mai târziu de ce), deoarece sunt responsabile pentru sarcinile principale.

Când creați matrice cu conectarea mai multor hard disk, ar trebui să utilizați inițial setări BIOS unde secțiunea de configurare SATA este setată la RAID. Este important de menționat că unitățile conectate trebuie să aibă parametri absolut identici în ceea ce privește volumul, interfața, conexiunea, memoria cache etc.

RAID 0 (striping)

Matricele zero disk sunt concepute în esență pentru a accelera accesul la informațiile stocate (scriere sau citire). Ele, de regulă, pot avea într-un pachet de la două până la patru hard disk-uri.

Dar principala problemă aici este că atunci când ștergeți informații de pe unul dintre discuri, acestea dispar pe celelalte. Informațiile sunt scrise sub formă de blocuri pe rând pe fiecare disc, iar creșterea performanței este direct proporțională cu numărul de hard disk (adică patru discuri sunt de două ori mai rapide decât două). Dar pierderea de informații este legată doar de faptul că blocurile pot fi localizate pe discuri diferite, deși utilizatorul din același „Explorer” vede fișierele în afișare normală.

RAID 1

Matricele de discuri cu o singură denumire sunt clasificate ca oglindire și sunt utilizate pentru a salva date prin duplicare.

Aproximativ vorbind, în această stare de lucruri, utilizatorul pierde oarecum în performanță, dar poate fi sigur că atunci când datele dispar dintr-o partiție, acestea vor fi salvate în alta.

RAID 2 și mai sus

Matricele numerotate 2 și mai sus au un scop dublu. Pe de o parte, sunt destinate înregistrării informațiilor, pe de altă parte, sunt utilizate pentru corectarea erorilor.

Cu alte cuvinte, matricele de discuri de acest tip combină capacitățile RAID 0 și RAID 1, dar nu sunt deosebit de populare printre oamenii de știință informatic, deși munca lor se bazează pe utilizarea

Ce este mai bine de folosit în practică?

Desigur, dacă computerul ar trebui să folosească programe intensive în resurse, de exemplu, jocurile moderne, este mai bine să utilizați matrice RAID 0. Informații importante care trebuie salvat în orice fel, va trebui să apelați la matrice RAID 1. Datorită faptului că pachetele cu numere de la doi și mai mari nu au devenit populare, utilizarea lor este determinată numai de dorința utilizatorului. Apropo, utilizarea zero arrays este de asemenea practică dacă utilizatorul descarcă adesea fișiere multimedia pe computer, de exemplu, filme sau muzică cu rata de biți mare pentru formatul MP3 sau în standardul FLAC.

În rest, va trebui să vă bazați pe propriile preferințe și nevoi. De aceasta va depinde aplicarea acestei sau acelea matrice. Și, desigur, atunci când instalați un pachet, este mai bine să acordați preferință Unități SSD, deoarece în comparație cu hard disk-urile convenționale, acestea au deja viteze mai mari de citire și scriere. Dar trebuie să fie absolut aceleași în caracteristicile și parametrii lor, altfel combinația conectată pur și simplu nu va funcționa. Și aceasta este una dintre cele mai importante condiții. Așa că trebuie să fii atent și la acest aspect.

În funcție de specificația RAID selectată, nivelurile de protecție la citire, scriere și/sau pierdere de date pot fi îmbunătățite.

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

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

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

În funcție de specificația RAID selectată, viteza de citire/scriere și/sau nivelul de protecție împotriva pierderii datelor pot fi crescute.

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

Matrice RAID hardware și software

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

RAID 1

RAID 1 (numit și „Oglindă”) presupune duplicarea completă a datelor de pe un disc fizic pe altul.

Dezavantajele RAID 1 includ faptul că obțineți jumătate din spațiul pe disc. Acestea. Dacă utilizați DOUĂ discuri de 250 GB, sistemul va vedea doar UNUL disc de 250 GB. Această vedere RAID nu oferă un câștig în viteză, dar crește semnificativ nivelul de toleranță la erori, deoarece dacă un disc eșuează, există întotdeauna o copie completă a acestuia. Scrierea și ștergerea de pe discuri au loc simultan. Dacă informațiile au fost șterse în mod deliberat, atunci nu va exista nicio modalitate de a le restaura de pe alt disc.

RAID 0

RAID 0 (numit și „Striping”) implică împărțirea informațiilor în blocuri și scrierea diferitelor blocuri pe diferite discuri în același timp.

Această tehnologie mărește viteza de citire/scriere, permite utilizatorului să utilizeze întregul volum total al discurilor, dar scade toleranța la erori, sau mai degrabă o reduce la zero. Deci, în caz de defecțiune a unuia dintre discuri, va fi aproape imposibil să recuperați informații. Este recomandat să utilizați numai discuri foarte fiabile pentru ansamblurile RAID 0.

RAID 5 este RAID 0 mai avansat... Poate fi folosit de pe 3 hard disk-uri. Raid 0 este înregistrat pe toate, cu excepția unuia, iar pe ultimul o sumă de control specială, care vă permite să salvați informații pe hard disk în cazul „moartei” unuia dintre ele (dar nu mai mult de unul). Viteza de operare a unei astfel de matrice este mare. Va dura mult timp dacă discul este înlocuit.

RAID 2, 3, 4

Acestea sunt metode de stocare distribuită a informațiilor folosind discuri alocate pentru coduri de paritate.... Ele diferă unele de altele doar prin dimensiunea blocului. În practică, ele practic nu sunt utilizate din cauza necesității de a oferi o pondere mare a capacității discului pentru stocarea codurilor ECC și/sau de paritate, precum și din cauza performanței scăzute.

RAID 10

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

Matricea conține în mod necesar un număr par de discuri (cel puțin 4) și este cea mai fiabilă opțiune pentru stocarea informațiilor. Dezavantajul este costul ridicat al matricei de discuri: capacitatea efectivă va fi jumătate din spațiul total pe disc.

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

Particularități.

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

De regulă, discurile sunt achiziționate într-un singur lot. În consecință, termenul muncii lor poate fi aproximativ același. În acest caz, se recomandă imediat, în momentul achiziționării discurilor pentru matrice, să achiziționați ceva în exces. De exemplu, pentru Setări RAID 10 din 4 discuri - merită să cumpărați 5 discuri. Deci, în caz de defecțiune a unuia dintre ele, îl puteți înlocui rapid cu unul nou înainte ca celelalte discuri să „stropească”.

Concluzii.

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

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

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

Soluție ideală de server conform majorității administratorii de sistem este un server cu șase discuri. Două discuri sunt „oglindite” și instalate pe RAID 1 sistem de operare... Cele patru unități rămase sunt combinate în RAID 10 pentru o performanță de sistem rapidă, fără probleme și fiabilă.

RAID array (Redundant Array of Independent Disks) - conectarea mai multor dispozitive pentru a îmbunătăți performanța și/sau fiabilitatea stocării datelor, în traducere - o matrice redundantă de discuri independente.

Conform Legii lui Moore, performanța actuală crește în fiecare an (și anume, numărul de tranzistori de pe un cip se dublează la fiecare 2 ani). Acest lucru poate fi văzut în aproape fiecare ramură a industriei hardware de computer. Procesoarele cresc numărul de nuclee și tranzistori, în timp ce scad procesul RAM crește frecvența și lățimea de bandă, memoria unități SSD crește rezistența la uzură și viteza de citire.

Dar simplele hard disk-uri (HDD) nu au făcut prea multe progrese în ultimii 10 ani. Așa cum a fost viteza standard de 7200 rpm, așa a rămas (fără a ține cont de HDD-urile de server cu o viteză de 10.000 și mai mult). Slow 5400 RPM este încă găsit pe laptopuri. Pentru majoritatea utilizatorilor, pentru a crește performanța computerului lor, va fi mai convenabil să cumpere un SDD, dar prețul pentru 1 gigabyte de astfel de media este mult mai mare decât cel al unui simplu HDD. „Cum să îmbunătățim performanța stocării fără a pierde prea mulți bani și spațiu? Cum să vă salvați datele sau să creșteți siguranța datelor dvs.?" Există un răspuns la aceste întrebări - o matrice RAID.

Tipuri de matrice RAID

În prezent, există următoarele tipuri de matrice RAID:

RAID 0 sau Striped- o serie de două sau mai multe unități pentru a îmbunătăți performanța generală. Volumul raidului va fi total (HDD 1 + HDD 2 = Volum total), viteza de citire/scriere va fi mai mare (datorită împărțirii înregistrării în 2 dispozitive), dar fiabilitatea securității informațiilor are de suferit. Dacă unul dintre dispozitive eșuează, atunci toate informațiile din matrice se vor pierde.

RAID 1 sau „Oglindă”- mai multe discuri care se copiază între ele pentru a îmbunătăți fiabilitatea. Viteza de scriere rămâne aceeași, viteza de citire crește, fiabilitatea crește de multe ori (chiar dacă un dispozitiv eșuează, al doilea va funcționa), dar costul a 1 Gigabyte de informații se dublează (dacă faci o matrice de două hdd) .

RAID 2 este o matrice construită în jurul funcționării discurilor de stocare și a discurilor de corectare a erorilor. Calculul numărului de HDD-uri pentru stocarea informațiilor se efectuează conform formulei „2 ^ n-n-1”, unde n este numărul de corecție HDD. Acest tip este folosit când un numar mare HDD, numărul minim acceptabil este 7, unde 4 este pentru stocarea informațiilor și 3 pentru stocarea erorilor. Avantajul acestui tip va fi performanța crescută în comparație cu un singur disc.

RAID 3 - constă din discuri „n-1”, unde n este discul pentru stocarea blocurilor de paritate, restul sunt dispozitive pentru stocarea informațiilor. Informațiile sunt împărțite în bucăți mai mici decât dimensiunea sectorului (împărțite în octeți), potrivite pentru lucrul cu fișiere mari, viteza de citire a fișierelor mici este foarte mică. Se caracterizează prin performanță ridicată, dar fiabilitate scăzută și specializare îngustă.

RAID 4 este similar cu tipul 3, dar diviziunea este în blocuri, nu în octeți. Această soluție a reușit să repare viteza scăzută de citire a fișierelor mici, dar viteza de scriere a rămas scăzută.

RAID 5 și 6 - în loc de un disc separat pentru corelarea erorilor, ca în versiunile anterioare, blocurile sunt utilizate distribuite uniform pe toate dispozitivele. În acest caz, viteza de citire/scriere a informațiilor crește datorită paralelizării înregistrării. Minus de acest tip recuperarea pe termen lung a informațiilor în cazul defecțiunii unuia dintre discuri. În timpul recuperării, există o încărcare foarte mare pe alte dispozitive, ceea ce reduce fiabilitatea și crește defecțiunea altui dispozitiv și pierderea tuturor datelor din matrice. Tipul 6 îmbunătățește fiabilitatea generală, dar scade performanța.

Combinate Tipuri RAID matrice:

RAID 01 (0 + 1) - Două Raid 0 sunt combinate în Raid 1.

RAID 10 (1 + 0) - matrice de discuri RAID 1 care sunt utilizate în arhitectura de tip 0. Este considerată cea mai fiabilă opțiune de stocare, combinând fiabilitatea ridicată și performanța.

De asemenea, puteți crea o matrice din Unități SSD ... Conform testării 3DNews, o astfel de combinație nu dă o creștere semnificativă. Mai bine să cumpărați o unitate cu o interfață PCI sau eSATA de performanță mai mare

Matrice raid: cum se creează

Creat prin conectarea printr-un controler RAID special. În prezent există 3 tipuri de controlere:

1. Software - prin software o matrice este emulată, toate calculele sunt efectuate pe cheltuiala procesorului.
2. Integrat - în mare parte distribuit către plăci de bază(nu segmentul serverului). Un mic cip pe covoraș. placa responsabilă cu emularea matricei, calculele sunt efectuate prin CPU.
3. Hardware - placă de extensie (pentru calculatoare staţionare), de obicei cu interfata PCI, are propria memorie și procesor de calcul.

RAID array hdd: Cum să faci 2 discuri prin IRST

Recuperare date

Câteva opțiuni de recuperare a datelor:

1. În cazul unei defecțiuni, Raid 0 sau 5 poate fi ajutat de utilitarul RAID Reconstructor, care va colecta informațiile disponibile ale unităților și le va suprascrie pe alt dispozitiv sau mediu sub forma unei imagini a matricei anterioare. Această opțiune va ajuta dacă discurile funcționează și există o eroare de software.
2. Pentru sistemele Linux, se utilizează mdadm recovery (utilitate pentru gestionarea matricelor RAID software).
3. Recuperarea hardware ar trebui efectuată prin servicii specializate, deoarece fără cunoașterea metodologiei de operare a controlerului, puteți pierde toate datele și va fi foarte dificil sau imposibil să le recuperați.

Există multe nuanțe de luat în considerare atunci când creați un Raid pe computer. Practic, cele mai multe dintre opțiuni sunt folosite în segmentul de server, unde stabilitatea și siguranța datelor sunt importante și necesare. Dacă aveți întrebări sau completări, le puteți lăsa în comentarii.

O zi bună!

Făcând o cerere

Vă rugăm să completați câmpurile de contact din formular

Primiți știri IT

Câmpurile marcate cu * sunt necesare

Descrierea matricelor RAID (,)

Descrierea RAID 0

Matrice de discuri productivitate crescuta fara toleranta la greseli
Matrice de discuri cu dungi fără toleranță la erori

RAID 0 este cel mai puternic și cel mai puțin sigur dintre toate RAID-urile. Datele sunt împărțite în blocuri proporțional cu numărul de discuri, rezultând o mai mare lățimea de bandă... Performanța ridicată a acestei structuri este asigurată de înregistrarea paralelă și absența copierii redundante. Eșecul oricărui disc din matrice are ca rezultat pierderea tuturor datelor. Acest nivel se numește striping.

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

Descrierea RAID 1

Matrice de discuri duplicat sau în oglindă
Duplexare și oglindire
RAID 1 - oglindire - reflexie în oglindă două discuri. Redundanța structurii acestei matrice oferă o toleranță ridicată la erori. Matricea se caracterizează prin costuri ridicate și performanțe scăzute.

Avantaje:
- · ușurință în implementare;
- · simplitatea recuperării matricei în caz de defecțiune (copiere);
- · Performanță suficient de ridicată pentru aplicații cu intensitate ridicată a cererii.
Dezavantaje:
- · cost ridicat pe unitate de volum - redundanță 100%;
- · rata scăzută de transfer de date.

Descrierea RAID 2

Matrice de discuri cu toleranță la erori folosind codul Hamming
Cod Hamming ECC
RAID 2 - Utilizează codul Hamming ECC. Codurile vă permit să corectați defecțiuni simple și să detectați defecțiuni duble.

Avantaje:
- · corectarea rapidă a erorilor („on the fly”);
- · viteză foarte mare de transfer de date de volume mari;
- · odată cu creșterea numărului de discuri, costurile generale scad;
- · implementare destul de simplă.
Dezavantaje:
- · cost ridicat cu un număr mic de discuri;
- · viteza redusa de procesare a cererilor (nu este potrivita pentru sistemele orientate pe procesarea tranzactiilor).

Descrierea RAID 3

Matrice paralelă și de paritate tolerantă la erori
Discuri de transfer paralel cu paritate

RAID 3 - datele sunt stocate conform principiului striping la nivel de octet cu suma de control(KS) pe unul dintre discuri. Matricea nu are problema unei anumite redundanțe în RAID 2. Unitățile de verificare utilizate în RAID 2 sunt necesare pentru a determina taxa eronată. Cu toate acestea, majoritatea controlerelor moderne sunt capabile să determine când un disc a eșuat folosind semnale speciale sau codificare suplimentară a informațiilor scrise pe disc și utilizate pentru a corecta defecțiuni aleatorii.

Avantaje:
- · rata de transfer de date foarte mare;
- · defectarea discului are un efect redus asupra vitezei matricei;
- · costuri generale reduse pentru implementarea redundanței.
Dezavantaje:
- · implementare dificilă;
- · performanță scăzută la intensitate mare a cererilor de date mici.