Yerçekimi merkezinin veri odaklı uygulamalara yönelik işlemci odaklı aktarımı, depolama sistemlerinin öneminde bir artışa neden olur. Bu sorunla birlikte düşük bant genişliği Ve bu tür sistemlerin hata toleransı özelliği her zaman oldukça önemli olmuştur ve her zaman kararını gerektirir.

Modern bilgisayar endüstrisinde, manyetik diskler evrensel olarak ikincil bir depolama sistemi olarak kullanılır, çünkü tüm dezavantajlarına rağmen, uygun bir fiyata uygun cihaz türleri için en iyi özelliklere sahiptirler.

Manyetik disk yapım teknolojilerinin özellikleri, işlemci modüllerinin ve manyetik disklerin kendilerinin performansındaki artış arasındaki anlamlı bir tutarsızlığa yol açtı. 1990 yılında serieller arasında en iyisi ise, ortalama erişim süresi 12 ms olan 5,25 "disk ve 5 ms (yaklaşık 5.000 rpm 1 mil süresi ile) bir gecikme süresi vardı, o zaman bugün şampiyonluğun avucunun 3,5" disklere aittir. Ortalama bir erişim süresi 5 ms ve gecikme süresi 1 ms'dir (mil devirleri 10.000 rpm olduğunda). İşte geliştirmeyi görüyoruz teknik özellikler Yaklaşık% 100 büyüyerek. Aynı zamanda, işlemcilerin hızı% 2.000'den fazla artmıştır. Bu, işlemcilerin VLSI (ultra el entegrasyonu) kullanmanın doğrudan avantajları olması nedeniyle, büyük ölçüde mümkündür. Kullanımı, yalnızca frekansı da artırmayı mümkün kılmaz, aynı zamanda yongaya entegre edilebilecek bileşenlerin sayısını da mümkün kılar, bu da paralel hesaplamalara izin veren mimari avantajların uygulanmasını mümkün kılar.

1 - Ortalama veriler.

Mevcut durum, İkincil bir depolama sisteminin bir krizi olarak tanımlanabilir.

Hızı arttır

Manyetik disklerin teknolojik parametrelerini önemli ölçüde arttıramamak, biri paralel işleme olan diğer yolları aramanız gerekmektedir.

Bazı dizinin n diskleriyle ilgili bir veri bloğunu düzenlerseniz ve bu yerleşimi düzenlemeyi düzenlemek, böylece aynı anda bilgi okuma olasılığı vardır, daha sonra bu birim n kat daha hızlı olarak kabul edilebilir, (blok oluşum süresinin zamanını hariç). Tüm veriler paralel olarak iletildiğinden, bu mimari çözelti denir paralel Erişim Dizisi (paralel erişim ile dizisi).

Paralel erişim dizileri, büyük boyutlu veri gerektiren uygulamalar için yaygın olarak kullanılır.

Aksine bazı görevler, çok sayıda küçük istek ile karakterizedir. Bu tür görevler, örneğin, veritabanı işleme görevlerini içerir. Dizinin diskleri arasında bir veritabanı kayıtlarına sahip olmak, indirmeyi bağımsız olarak diskleri yerleştirebilirsiniz. Bu mimari geleneksel denir bağımsız Erişim Dizisi (Bağımsız erişime sahip bir dizi).

Arıza Toleransını Artırın

Ne yazık ki, dizideki disk sayısında bir artışla, tüm dizinin güvenilirliği azalır. Bağımsız başarısızlık ve üstel dizi dağıtım hukuku ile, MTTF toplam dizisi (ortalama başarısızlık süresi - ortalama sorunsuz işlem süresi) MTTF array \u003d MMTF HDD / N HDD Formül (MMTF HDD - Ortalama sorunsuz çalışmanın süresi) hesaplanır. bir disk; NHDD - sayı diskleri).

Böylece, disk dizilerinin hata toleransını arttırmaya ihtiyaç vardır. Dizilerin hata toleransını arttırmak için fazla kodlama kullanılır. Fazla disk dizilerinde kullanılan iki ana kod türü vardır, çoğaltma ve paritedir.

Çoğaltma veya yansıtma - en yaygın olarak disk dizilerinde kullanılır. Basit Ayna Sistemleri İki veri kopyasını kullanır, her kopya ayrı disklere yerleştirilir. Bu şema oldukça basittir ve ek donanım masrafları gerektirmez, ancak önemli bir dezavantajı vardır - bilginin bir kopyasını saklamak için disk alanının% 50'sini kullanır.

Aşırı disk dizileri uygulanmasının ikinci yöntemi, parite hesaplayarak gereksiz kodlamanın kullanımıdır. Eşlik, Word verilerindeki tüm karakterlerin bir XOR çalışması olarak hesaplanır. Aşırı disk dizilerindeki parite kullanımı, Formül: HDD \u003d 1 / N HDD (HDD HDD - Tepeger; N HDD, Dizideki Disk Sayısıdır), Formül tarafından hesaplanan değere aşırı maliyetleri azaltır.

Tarih ve Geliştirme Raid

Manyetik disklere dayanan veri depolama sistemlerinin 40 yıl boyunca üretilmesi durumunda, hata-toleranslı sistemlerin seri üretimi oldukça yakın zamanda başladı. RAID (ucuz diskler - aşırı ucuz diskler dizisi) olarak adlandırılan veri gerekçesiyle feragatnameler, 1987 yılında Berkeley'deki Kaliforniya Üniversitesi'nden Araştırmacılar (Petterson, Gibson ve Katz) tarafından temsil edildi. Ancak yaygın RAID sistemi, yalnızca aşırı dizilerde kullanıma uygun olan diskler mevcut ve oldukça üretken hale geldiğinde elde edildi. Resmi RAID Raporunun 1988'de sunulmasından bu yana, fazla disk dizilerinde araştırma hızla büyümeye başladı, geniş spektrum Uzlaşma Çözümleri - Verimlilik Fiyat güvenilirliği.

Kısaltma RAID ile bir seferde bir dava vardı. Gerçek şu ki, makalenin yazılı olarak ucuz disklerin, PC'de kullanılan tüm diskler, ana karıncılığa pahalı disklerde (evrensel bilgisayar) olarak adlandırılmıştır. Ancak, RAID dizilerinde kullanmak için, başka bir PC tamamlanmış kümesiyle karşılaştırıldığında oldukça pahalı bir ekipman kullanmak zorunda kaldı, bu nedenle RAID, bağımsız disklerin yedek diskinin yedek dizisi olarak çözülmeye başladı - bağımsız disklerin fazla kilolu bir dizi.

2 - RAID Danışma Kurulu tanımı

RAID 0, hatasız bir toleranslı disk dizisinin tanımı olarak sektör tarafından temsil edildi. Berkeley'de RAID 1, ayna disk dizisi olarak tanımlandı. RAID 2, Chemming kodunu kullanan diziler için ayrılmıştır. RAID 3, 4, 5 seviye, verileri tek arızalardan korumak için parite kullanın. 5'e göre Berkeley'de sunulduğu bu seviyelerdir ve bu RAID sistematiği bir fiili standart olarak kabul edildi.

RAID 3,4,5 seviyeleri oldukça popüler, iyi bir disk alanı kullanımı katsayısı var, ancak önemli bir dezavantajı var - sadece tek arızalara dayanırlar. Bu, özellikle birden fazla cihaz için eşzamanlı rölanti olasılığı arttığında çok sayıda disk kullanırken özellikle doğrudur. Ek olarak, kullanımı için bazı kısıtlamalar getiren uzun bir restorasyon ile karakterize edilirler.

Bugüne kadar, dizinin performansını sağlayacak kadar çok sayıda mimari geliştirilmiştir, bu da iki diski veri kaybetmeden. Bütün set arasında, kodlama için parite kullanan iki boyutlu parite (iki taraflı parite) ve evenodd ve Reed-Solomon kodlamasını kullanan RAID 6'ya dikkat çekmeye değerdir.

İki mekansal parite kullanan diyagramda, her veri bloğu iki bağımsız kod kelimesinin yapımında yer almaktadır. Böylece, ikinci disk aynı kod kelimesindeki siparişin dışındaysa, verileri yeniden inşa etmek için başka bir kod kelime kullanılır.

Böyle bir dizideki minimum artıklık, eşit sayıda sütun ve satır ile elde edilir. Ve eşit: 2 x kare (n disk) ("Square").

İki uzamsal dizi "kare" olarak düzenlenmezse, yukarıdaki şemayı uygularken, yedeklilik daha yüksek olacaktır.

Evenodd mimarisi, hata tolerans şemasının iki kapsamlı bir paritesine sahiptir, ancak konteynerlerin asgari kullanımını garanti eden bilgi bloklarının bir başka yerleşimi. İki uzamsal parite içinde olduğu gibi, her veri bloğu iki bağımsız kod kelimesinin yapımına katılır, ancak kelimeler artıklık katsayısının (önceki şemanın aksine) sabit olması için (önceki şemanın aksine) ve: 2 x kare (N disk).

Kontrol, eşlik ve boşaltılmamış kodlar için iki karakter kullanarak, veri sözcüğü, çift bir arıza meydana geldiğinde hata toleransını sağlamak için böyle bir şekilde oluşturulabilir. Böyle bir şema, RAID 6 olarak bilinir. Reed-Solomon Kodlama temelinde inşa edilmiş bir boşaltılmamış kod, genellikle tablolar kullanılarak veya geri bildirimde doğrusal kayıtları kullanarak bir yinelemeli işlem olarak hesaplanır ve bu, özel donanım gerektiren nispeten karmaşık bir işlemdir. .

Birçok uygulama için yeterli hata toleransı uygulayan klasik baskın seçeneklerinin kullanımının genellikle kabul edilemez derecede düşük hıza sahip olduğu göz önüne alındığında, zaman zaman araştırmacıların RAID sistemlerinin hızını arttırmaya yardımcı olan çeşitli hareketler uygular.

1996 yılında Savaoven ve Wilke, korkuyor - sık sık yedekli bağımsız bir sürücü dizisi (sık sık, bağımsız disklerin sık sık). Bu mimari bir dereceye kadar hız kurbanına hata toleransını getirir. Küçük bir kayıt problemini (küçük yazma problemini) telafi etmek için bir girişimde bulunmak, 5. seviyenin RAID dizilerinin karakteristik özelliği, belirli bir süre için parite hesaplamadan çizik çıkmasına izin verilir. Eşlik kaydetmek için tasarlanan disk meşgulse, kaydı ertelenir. Hata toleransında% 25'lik bir düşüşün hızını% 97 oranında artırabileceği teorik olarak kanıtlanmıştır. Korkarım, aslında, sağlam hataya dayanıklı dizilerin başarısızlıklarının modelini değiştirir, çünkü güncellenmiş bir parite bulunmayan kod sözcüğü, disk arızalarına karşı hassastır.

Hata toleransından ödün vermek yerine, önbellekleme gibi hızları artırmak için bu tür geleneksel yolları kullanabilirsiniz. Disk trafiğinin titreşimli bir yapıya sahip olduğu gerçeği göz önüne alındığında, disklerin meşgul olduğu zaman verileri saklamak için bir yedek bellek önbelleği kullanabilirsiniz. Ve eğer önbellek belleği, geçici olmayan bellek biçiminde gerçekleştirilirse, bir güç ortadan kalkması durumunda, veriler kaydedilir. Ek olarak, bekleyen disk işlemleri, daha verimli disk işlemlerini gerçekleştirmek için küçük blokları rastgele sırayla birleştirmeyi mümkün kılar.

Ayrıca, hacmi feda etmek, hızı arttıran birçok mimarisi vardır. Bunlar arasında günlük diski üzerinde ertelenmiş bir modifikasyon ve fiziksel olarak mantıksal veri yerleştirme için çeşitli modifikasyon şemaları, bu da dizideki işlemleri daha verimli bir şekilde dağıtmanıza izin verir.

Seçeneklerden biri - parite Günlüğü. (Küçük bir kayıt problemine (küçük yazma problemi) ve daha verimli disklerin kullanımı içeren bir çözüm içeren (parite tescili). Parite kaydı, RAID 5'teki bir miktar değişikliği anlamına gelir, kontrol cihazı belleğinde ve kısmen diskte kısmen olan FIFO günlüğüne (Tip FIFO Logizer) kaydeder. Tam piste erişimin sektöre erişimden 10 kat daha verimli olduğu göz önüne alındığında, büyük miktarlarda modifiye edilmiş eşlik verisi, parite için parite depolamak için bir diske yazılmış olan parite kullanılarak çok miktarda değiştirilmiş eşlik verisi toplanır.

Mimari yüzen veri ve parite (Yüzen veri ve parite), bu disk bloklarının fiziksel yerleştirilmesine izin veren. İndirmek için her silindire ücretsiz sektörler yerleştirilir rotasyonel gecikme (Rotasyon gecikmeleri), veri ve parite bu ücretsiz yerlere yerleştirilir. Gücün kaybolduğundan emin olmak için, parite ve veri kartının uçucu olmayan hafızada tutulması gerekir. Yerleşim haritasını kaybederseniz, dizideki tüm veriler kaybolur.

Sanal sıyırma. - WriteBack önbelleğini kullanarak yüzer bir veri ve eşlik mimarisidir. Doğal olarak uygulanan olumlu taraflar her ikisi de.

Ek olarak, RAID operasyonlarının dağılımı gibi hızı artırmanın başka yolları vardır. Bir seferde, Seagate, fiber chanel ve SCSI arayüzü ile disklerine baskın işlemleri için destek sağlamıştır. RAID 5. Diskteki merkezi denetleyici ve diskler arasındaki trafiği azaltmayı mümkün kılan şey. Bu, RAID uygulamaları alanındaki kardinal bir yenilikçiydi, ancak teknoloji fiber chanel ve SCSI standartlarının bazı özellikleri olarak herhangi bir kupon almadı. Disk dizileri için başarısızlık modelini zayıflatır.

Aynı RAID 5 için Tickertaip mimarisi sunuldu. Buna benziyor - Gönderen düğümünün (düğüm başlatıcısı) merkezi kontrol mekanizması kullanıcı isteklerini alır, işleme algoritmasını seçer ve daha sonra iş işçisi ve işçi düğümünün (çalışma ünitesi) paritesi ile iletir. Her çalışma düğümü, dizi disklerin bazı alt kümelerini işler. Seagate modelinde olduğu gibi, çalışma bileşenleri, başlatıcı düğümünün katılımı olmadan birbirinden veri iletir. Bir masaüstü hatası durumunda, servis edilen diskler erişilemez hale gelir. Ancak, kod sözcüğü oluşturulursa, her bir sembol ayrı bir çalışma düğümü ile işlenmesi durumunda, direnç şeması RAID 5'i tekrar eder. 5. Başlatıcı düğüm hatalarını önlemek için, çoğaltılır, bu yüzden başarısız olamayacak bir mimarlık alırız . Tüm olumlu özellikleriyle, bu mimari "hata yazma" sorunundan muzdariptir ("; yazma deliği"). Kod kelimesini birkaç kullanıcı ve bir düğüm hatası tarafından aynı anda değiştirirken bir hata anlamına gelir.

RAID kullanımı hızlı bir şekilde geri yüklemek için oldukça popüler bir yoldan bahsetmek de gereklidir. ücretsiz disk (YEDEK). Dizinin disklerinden biri reddediyorsa, baskın başarısız yerine boş bir disk kullanılarak restore edilebilir. Böyle bir uygulamanın temel özelliği, sistemin öncekine girmesidir (harici müdahale olmadan hata toleranslı durum). Bir boş disk dağıtım mimarisi (dağıtılmış koruma) kullanırken, yedek disk mantıksal blokları, dizi tüm diskler boyunca fiziksel olarak dağıtılır, disk arızası sırasında diziyi yeniden yapılandırma ihtiyacını ortadan kaldırır.

Kurtarma problemini önlemek için, klasik RAID seviyelerinin karakteristik özelliği, mimarlık da kullanılır. parite Melleme (parite dağılımı). Daha az sayıda mantıksal disklerin, daha küçük fiziksel disklerin, ancak daha fazlasına yerleştirilmesini içerir. Bu teknolojiyi kullanırken, sistemin yeniden yapılanma sırasındaki talebe yanıt süresi iki katından daha fazla gelişmiştir ve yeniden yapılanma süresi önemli ölçüde azaltılır.

RAID'in ana seviyelerinin mimarisi

Şimdi, temel seviyeler mimarisine (temel seviyeler) daha ayrıntılı olarak bakalım. Bazı varsayımlar dikkate almadan önce. RAID sistemlerinin inşa edilmesinin ilkelerini göstermek için, her biri M bloklarından oluşan bir N disk kümesini (N'yi basitleştirmek için bir numara olarak değerlendireceğiz) olduğunu düşünüyoruz.

Veriler gösterilecektir - D M, N, burada M veri bloğu sayısıdır, N, veri bloğunun bölündüğü alt blokların sayısıdır.

Diskler hem bir hem de birkaç veri iletim kanalına bağlanabilir. Daha büyük kanalların kullanımı bant genişliği sistemini arttırır.

RAID 0. Yük devretme olmadan disk dizisi (hatasız çizgili disk dizisi)

Verilerin bloklara ayrıldığı bir disk dizisidir ve her blok ayrı bir diske kaydedilir (veya okunur). Böylece, aynı anda birkaç G / Ç işlemini uygulayabilirsiniz.

Faydalar:

• İ / O sorgularının ve büyük veri verilerinin yoğun şekilde işlenmesini gerektiren uygulamalar için en yüksek performans;
• basitlik;
• birim hacmi başına düşük maliyet.

Dezavantajları:

• hata toleranslı bir çözelti değil;
• bir diskin başarısızlığı tüm bu dizinin kaybını gerektirir.

RAID 1. Çoğaltma veya ayna ile disk dizisi (yansıtma)

Yansıtma, küçük bir hacimli disk dizisinin güvenilirliğini artırmanın geleneksel bir yoludur. En basit sürümde, aynı bilgiyi kaydetmek için iki disk kullanılır ve bunlardan birinin reddedilmesi durumunda, aynı modda çalışmaya devam eden çift kalıntıları.

Faydalar:

• basitlik;
• başarısızlık durumunda diziyi geri yüklemek kolaydır (kopyalama);
• büyük bir sorgu yoğunluğuna sahip uygulamalar için oldukça yüksek hız.

Dezavantajları:

• birim hacmi başına yüksek maliyet -% 100 yedeklilik;
• düşük veri aktarım hızı.

RAID 2. HEMMING KODU (HAMMENGE KODU ECC) kullanılarak hata toleranslı disk dizisi.

RAID 2'de kullanılan aşırı kodlama, Chemming kodu olarak adlandırılır. Chemming kodu, tekleri düzeltmenize ve çift arızaları tespit etmenizi sağlar. Bugün ECC RAM'deki veri kodlama teknolojisinde aktif olarak kullanılmaktadır. Ve manyetik disklerdeki verileri kodlama.

Bu durumda, açıklamanın şişkinliğinden dolayı sabit miktarda diske sahip bir örnek gösterilir (veri sözcüğü sırasıyla 4 bitten oluşur, ECC kodunu 3).

Faydalar:

• hızlı hata düzeltme ("sinek");
• büyük hacimlerin çok yüksek veri aktarımı;
• artan sayıda diskte, genel gider maliyetleri azalır;
• oldukça basit bir uygulama.

Dezavantajları:

• az miktarda disk ile yüksek maliyet;
• düşük sorgu işlem hızı (işlem odaklı sistemler için uygun değildir).

RAID 3. Paralel veri aktarımı ve parite ile yük devretme dizisi (paralelli paralel transfer diskleri)

Veriler bayt seviyesindeki alt kısımlara ayrılır ve eşzamanlı olarak, parite için kullanılan birinin yanı sıra dizinin tüm tekerleklerinde kaydedilir. RAID 3'in kullanılması, RAID'deki geniş bir yedeklilik problemini çözer. 2. RAID seviye 2'de kullanılan kontrol disklerinin çoğu, hatalı bir deşarjın konumunu belirlemek için gereklidir. Ancak bu gerekli değildir, çünkü çoğu denetleyici, diskin özel sinyalleri kullanarak diskte ne zaman reddettiğini veya diskte kaydedilen bilgilerin ek kodlamasını belirleyebileceğinden ve rastgele arızaları düzeltmek için kullanılır.

Faydalar:

• Çok yüksek veri aktarım hızı;
• disk hatası az, dizinin hızını etkiler;

Dezavantajları:

• kolay uygulama değil;
• az miktarda veri yoğunluğu ile düşük performans.

RAID 4. Arıza Toleranslı Parite Diskli Bağımsız Disk Dizisi (Paylaşılan Parite Diski ile Bağımsız Veri Diskleri)

Veriler blok seviyesine ayrılmıştır. Her veri bloğu ayrı bir diske yazılır ve ayrı olarak okunabilir. Kayıt yaparken blok grubu için parite üretilir ve okurken kontrol edilir. RAID Seviye 4, paralellik ile az miktarda veri performansını arttırır, aynı anda birden fazla giriş / çıktı yapmanıza izin verir. RAID 3 ve 4 arasındaki temel fark, ikincisinde, verilerin ayrılmasının sektörlerin seviyesinde yapılması ve bit veya bayt düzeyinde yapılmasıdır.

Faydalar:

• verileri okuma çok yüksek hızı büyük hacimler;
• veri okuyucuların büyük bir yoğunluğu ile yüksek performans;
• aşırı egzersiz için küçük havai.

Dezavantajları:

• veri yazarken çok düşük performans;
• düşük okuma Veri Hızı Tek isteklerle küçük hacim;
• okuma ve yazmaya göre asimetrik performans.

RAID 5. Dağıtılmış Parite ile Bağımsız Disklerin Hoşgörü Dizisi (Dağıtılmış Parite Bloklu Bağımsız Veri Diskleri)

Bu seviye RAID 4'e benzer, ancak önceki paritenin aksine, dizinin tüm diskleri boyunca döngüsel olarak dağıtılır. Bu değişiklik, çoklu görev sistemlerinde az miktarda veri kaydının performansını artırmanıza izin verir. Kayıt işlemleri uygun şekilde planlanırsa, N / 2 bloklarına kadar tutturmak paralel olabilir, burada N, gruptaki disk sayısıdır.

Faydalar:

• yüksek Veri Kaydı Hızı;
• yeterince yüksek veri okuma hızı;
• yüksek okuma / yazma istekleri yoğunluğu ile yüksek performans;
• aşırı egzersiz için küçük havai.

Dezavantajları:

• veri okuma hızı, RAID 4'ten daha düşüktür;
• tek istekler altındaki küçük hacimli veriler için düşük okuma / yazma verileri;
• oldukça karmaşık bir uygulama;
• karmaşık veri kurtarma.

RAID 6. Arıza Toleranslı İki Bağımsız Parite Dağıtılmış Şemalarına sahip Bağımsız Disk Dizisi (İki Bağımsız Dağıtılmış Eşlik Şeması ile Bağımsız Veri Diskleri)

Veriler, RAID 5'e benzer, ancak önceki mimariye ek olarak, ikinci şema hata toleransını artırmak için kullanılır. Bu mimarinin çift arızalara dayanıklıdır. Bununla birlikte, mantıksal bir kaydı yürütürken, diske altı temyiz başvurusu gerçekleşir, bu da bir isteğin işleme süresini büyük ölçüde artırır.

Faydalar:

• yüksek fay toleransı;
• yeterince yüksek hızlı işlem hızı;
• fazla fazlalık için nispeten küçük ek yük.

Dezavantajları:

• Çok karmaşık bir uygulama;
• karmaşık veri kurtarma;
• Çok düşük veri kayıt hızı.

Modern RAID kontrolörleri, farklı RAID seviyelerini birleştirmeyi sağlar. Böylece, çeşitli seviyelerin saygınlığını ve ayrıca çok sayıda diski olan sistemleri birleştiren sistemleri uygulayabilirsiniz. Bu genellikle boş düzeyde bir kombinasyon (sıyırma) ve herhangi bir hata toleranslı seviyesidir.

RAID 10. Hatırlık Toleranslı Dizisi Çoğaltma ve Paralel İşleme

Bu mimari, segmentleri RAID dizileridir. 1, çok yüksek hata toleransını ve performansını birleştirir.

Faydalar:

• yüksek fay toleransı;
• yüksek performans.

Dezavantajları:

• çok yüksek maliyet;
• sınırlı ölçeklendirme.

RAID 30. Paralel veri iletimi ve performansı artan performans ile başarısızlık toleranslı dizisi.

Segmentlerinin RAID 3. Dizileri, Hata Toleransını ve Yüksek Performansı birleştirir. Genellikle büyük hacimlerin ardışık veri aktarımı gerektiren uygulamalar için kullanılır.

Faydalar:

• yüksek fay toleransı;
• yüksek performans.

Dezavantajları:

• yüksek fiyat;
• sınırlı ölçeklendirme.

RAID 50. Dağıtılmış parite ve yüksek performanslı başarısızlık toleranslı dizisi

RAID dizileri olan bir dizi RAID 0 dizisidir. 5. Hata toleransını ve yüksek performansı, geniş bir sorgu yoğunluğu ve yüksek veri aktarım hızı ile yapılan uygulamalar için birleştirir.

Faydalar:

• yüksek fay toleransı;
• yüksek Veri Aktarım Hızı;
• yüksek hızlı işleme.

Dezavantajları:

• yüksek fiyat;
• sınırlı ölçeklendirme.

RAID 7. Hatırlama Toleranslı Dizisi Verimliliği artırmak için optimize edilmiştir. Yüksek G / Ç oranları ve yüksek veri aktarım hızları için optimize edilmiş asenkronite). RAID 7®, kayıtlı bir marka depolama bilgisayar şirketidir (SCC)

RAID 7'nin mimarisini anlamak için, özelliklerini göz önünde bulundurun:

1. Tüm veri iletim talepleri zaman uyumsuz ve bağımsız olarak işlenir.
2. Tüm okuma / yazma işlemleri, yüksek hızlı bir X-Bus otobüsü ile önbelleğe alınır.
3. Parite diski herhangi bir kanala yerleştirilebilir.
4. Dizi kontrol cihazının mikroişlemcisinde, gerçek zamanlı işletim sistemi işlemleri işlemek için kullanılır.
5. Sistem iyi ölçeklenebilirliğe sahiptir: 12'ye kadar ana bilgisayar arayüzü ve 48 diske kadar.
6. İşletim sistemi iletişim kanallarını kontrol eder.
7. Standart SCSI diskleri, lastikler, anakartlar ve bellek modülleri kullanılır.
8. Dahili önbellek belleği ile çalışmak için yüksek hızlı X-Bus otobüsü kullandı.
9. Parite üretimi prosedürü önbelleğe entegre edilmiştir.
10. Sisteme bağlı diskler ayrı ayrı olarak ilan edilebilir.
11. Sistemi yönetmek ve izlemek için SNMP aracısını kullanabilirsiniz.

Faydalar:

• yüksek Veri Aktarım Hızı ve Yüksek Hızlı İşlem Hızı (diğer standart RAID seviyelerinden 1,5 - 6 kat daha yüksek);
• ana bilgisayar arayüzlerinin yüksek ölçeklenebilirliği;
• veri kayıt hızı, dizideki disk sayısında bir artışla artar;
• eşitliği hesaplamak için, ek veri iletimine gerek yoktur.

Dezavantajları:

• bir üreticinin mülkiyeti;
• birim hacmi başına çok yüksek maliyet;
• kısa Garanti Süresi;
• kullanıcı tarafından servis edilemez;
• verilerin bellekten kaybedilmesini önlemek için kesintisiz bir güç kaynağı kullanmanız gerekir.

Özelliklerini karşılaştırmak için şimdi standart seviyeleri bir araya getirin. Karşılaştırma, masada belirtilen mimariler içerisinde yapılır.

Baskın	Minimum Disk	İhtiyaç disklerde	Reddetmek sürdürülebilirlik	Hız veri iletimi	Yoğunluk İşleme İstek	Pratik kullanma
0	2	N.			çok yüksek n x 1 diske	Grafik, Video
1	2	2n *		R\u003e 1 disk W \u003d 1 disk	2 x 1 diske kadar W \u003d 1 disk	küçük dosya sunucuları
2	7	2n.		~ RAID 3.	Düşük	ana çerçeve
3	3	N + 1.			Düşük	Grafik, Video
4	3	N + 1.		R W.	R \u003d RAID 0 W.	dosya Sunucuları
5	3	N + 1.		R W.	R \u003d RAID 0 W.	veritabanı sunucuları
6	4	N + 2.	en uzun	düşük	R\u003e 1 disk W.	son derece nadir kullanılır
7	12	N + 1.		en uzun	en uzun	farklı uygulama türleri

Yaratma:

• * - Genellikle kullanılan seçenek göz önünde bulundurulur;
• k - YERLEŞTİRME SAYISI;
• R - okuma;
• W - Kayıt.

RAID sistemlerinin uygulanmasının bazı yönleri

RAID sistemlerini uygulamak için üç ana seçenek düşünün:

• yazılım (yazılım tabanlı);
• donanım - Otobüs tabanlı otobüs bazlı;
• donanım - Özerk Subsystem (Subsystem-Base).

Herhangi bir gerçekleşmenin diğerinden daha iyi olduğunu açıkça söylemek mümkün değildir. Dizinin organizasyonunun her bir sürümü, finansal yeteneklere, kullanan kullanıcının ve uygulamaların sayısına bağlı olarak bir kullanıcı ihtiyaçlarını karşılamaktadır.

Yukarıdaki uygulamaların her biri program kodunun yürütülmesine dayanmaktadır. Bu kodun yürütüldüğü gerçekte farklılık gösterirler: Bilgisayarın merkezi işlemcisinde (yazılım uygulaması) veya özel bir işlemcide RAID denetleyicisi (Donanım uygulaması).

Yazılım uygulamasının temel avantajı düşük maliyetlidir. Ancak birçok dezavantajı vardır: düşük performans, merkezi işlemcinin ek işlerini yükleme, lastik trafiğini artırarak. Programlı olarak basit baskın seviyelerini - 0 ve 1, önemli bir bilgi işlem gerektirmezler. Bu özellikler göz önüne alındığında, giriş seviyesi sunucularında yazılım uygulamalı RAID sistemleri kullanılır.

RAID donanım uygulamaları, bir çıkış girişi işlemlerini gerçekleştirmek için ek ekipman kullanırken, yazılımdan daha fazladır. Aynı zamanda, merkezi işlemciyi ve sistem veriyolunu boşaltacak veya muaf tutuyorlar ve buna göre, hızı artırmanıza izin verir.

Otobüslere yönelik uygulamalar, bilgisayarın yüklü oldukları yüksek hızlı veri yolu kullanan RAID kontrolörleridir (PCI veriyolu genellikle kullanılır). Buna karşılık, lastik odaklı uygulamalar düşük seviyeye ve üst seviyeye ayrılabilir. İlk olarak, genellikle SCSI cipsi yoktur ve anakarttaki sözde RAID portunu dahili bir SCSI denetleyicisi ile kullanın. Bu durumda, RAID kodunu ve G / Ç işlemlerinin işlenmesinin işlevleri, RAID denetleyicisi üzerindeki işlemci ile anakarttaki SCSI fişleri arasında dağıtılır. Böylece, merkezi işlemci işlemden serbest bırakılır ek kod Ve lastik trafiği program seçeneğine göre azalır. Bu tür panoların maliyeti genellikle küçüktür, özellikle RAID sistemlerine - 0 veya 1'e odaklanırlarsa (ayrıca RAID 3, 5, 10, 30, 50'nin uygulanması da vardır, ancak daha pahalıdır), bunlar kademeleri nedeniyle Yazılım uygulamalarını ilk seviye sunucu pazarından itin. Üst düzey lastik uygulama kontrol cihazları, genç kardeşlerinden biraz farklı bir yapıya sahiptir. RAID kodunun giriş / çıktısı ve yürütülmesi ile ilişkili tüm fonksiyonları üstlenirler. Ek olarak, anakartın uygulanmasına bağlı değildir ve bir kural olarak, daha fazla özelliğe sahip (örneğin, bir anakart veya güç ortadan kaybolması durumunda önbellekte bilgi depolamak için bir modülü bir modülü bağlama yeteneği). Bu tür kontrolörler genellikle düşük seviyeden daha pahalıdır ve orta ve üst düzey sunucularda kullanılır. Kural olarak, 0,1, 3, 5, 10, 30, 50'lik RAID seviyelerini uyguladılar. Bus yönelimli uygulamaların doğrudan iç PCI bilgisayar otobüsüne bağlandığı göz önüne alındığında, dikkate alınan sistemler arasında en üretkendir (ne zaman) aynı ana sistemleri düzenlemek). Azami hız Bu sistemler, lastik frekansı 33mhz ile 132 MB / s (32bit PCI) veya 264 MB / S (64bit PCI) ulaşabilir.

Yukarıda belirtilen avantajlarla birlikte, lastik odaklı mimari aşağıdaki dezavantajlara sahiptir:

• işletim sistemine ve platformun bağımlılığı;
• sınırlı Ölçeklenebilirlik;
• hata toleranslı sistemlerin organizasyonunda sınırlı özellikler.

Tüm bu dezavantajlar özerk alt sistemler kullanılarak kaçınılabilir. Bu sistemler tamamen özerk bir dış organizasyona sahiptir ve prensipte, bilgi depolama sistemlerini organize etmek için kullanılan ayrı bir bilgisayardır. Ek olarak, fiber optik kanal teknolojisinin başarılı bir şekilde gelişmesi durumunda, özerk sistemlerin hızı lastik odaklı sistemlere vermez.

Genellikle bir harici kontrol cihazı ayrı bir rafa yerleştirilir ve bir otobüs organizasyonuna sahip sistemlerin aksine, ana bilgisayar kanalları da dahil olmak üzere çok sayıda G / Ç kanalları olabilir, bu da birden fazla ana bilgisayar bilgisayarını sisteme bağlamayı ve küme düzenlemesini mümkün kılar. sistemler. Özerk bir kontrolörlü sistemlerde, sıcak yedekleme kontrol cihazlarını uygulayabilirsiniz.

Özerk sistemlerin dezavantajlarından biri, büyük değerleri olmaya devam ediyor.

Yukarıdakileri göz önüne alındığında, özerk kontrol cihazlarının, üst düzey veri depolarını ve küme sistemlerini uygulamak için yaygın olarak kullanıldığını not ediyoruz.

Birçok kullanıcı, Böyle bir kavramın RAID disk dizileri olarak duyduğu, ancak pratikte az sayıda insan ne olduğunu hayal edin. Ancak ortaya çıktığında, burada karmaşık bir şey yok. Sıradan sıradan bir adam için bilgilerin açıklanmasına dayanarak, parmaklarda, parmağıların açıklanmasına dayanan bu terimin özünü analiz edeceğiz.

RAID disk dizileri nedir?

Başlamak için, İnternet Yayınları tarafından sunulan genel yorumu düşünün. Disk dizileri, depolanan bilgilere erişim hızını arttırmak için, örneğin yedek kopyaları kaydederken, depolanan bilgilere erişim hızını artıracak iki ve daha fazla sabit diskten oluşan tüm bilgi depolama sistemleridir.

Böyle bir pakette, teorik olarak kısıtlamaların montajı açısından sabit sürücülerin sayısı kısıtlamaları yoktur. Hepsi sadece kaç bağlantının desteğine bağlıdır anakart. Aslında, RAID disk dizileri neden kullanılıyor? Teknoloji geliştirme yönünde (sabit sürücüye göre), uzun zamandır donmuş oldukları gerçeğine dikkat etmeye değer, uzun zamandır donmuşlar (mil 7200 rpm'nin dönüş hızı, önbelleğin boyutu, vb.) ). Bu konuda istisna sadece SSD modelleridir, ancak çoğunlukla sadece birimde bir artış üretirler. Aynı zamanda, işlemcilerin veya RAM yarışlarının üretiminde, daha fazla dolaşma ilerlemesi. Böylece, RAID dizilerinin kullanımı nedeniyle, sabit sürücülere erişirken verimlilik artışında bir artış yapılır.

RAID Disk Dizileri: Türler, Amaç

Dizilerin kendileri için olduğu gibi, kullanılan numaraya bölünebilir (0, 1, 2, vb.). Her sayı, belirtilen fonksiyonlardan birinin yürütülmesine karşılık gelir.

Bu sınıflandırmada ana, 0 ve 1 numaralı disk dizileridir (bundan sonra neden net olacaktır), çünkü tam olarak onlardaki ana görevlerdir.

Çoklu sabit sürücülerle diziler oluştururken, başlangıçta, RAID değerinin SATA yapılandırma bölümüne ayarlandığı BIOS ayarlarını kullanırsınız. Bağlı disklerin hacim, arayüz, bağlantı, önbellek vb. Açısından kesinlikle aynı parametreler olması gerektiğini not etmek önemlidir.

RAID 0 (şeritleme)

Sıfır disk dizileri, temel olarak depolanan bilgilere (kayıt veya okuma) erişimi hızlandırmak için tasarlanmıştır. Kural olarak, iki ila dört sabit sürücüye bir pakette olabilirler.

Ancak, o zaman en önemli sorun, disklerden biriyle ilgili bilgileri çıkarırken, diğerleri üzerinde kaybolur. Bilgi, her diskte dönüşümlü olarak blok formunda kaydedilir ve verimlilikteki bir artış, sabit sürücülerin sayısı ile doğrudan orantılıdır (yani dört disk, iki kat daha hızlıdır). Ancak bilginin kaybı, yalnızca blokların farklı disklerde bulunabileceği gerçeğiyle ilişkilidir, ancak aynı "iletken" deki kullanıcı normal ekranda dosyaları görür.

RAID 1.

Tek belirlemeli disk dizileri, yansıtma (ayna görüntüsü) deşarjını belirtir ve veri kaydedilmesine hizmet eder.

Kabaca konuşursak, bu iş durumuyla, kullanıcı biraz performans olarak kaybeder, ancak verilerin bir bölümden kaybolduğunda, diğer tarafa kaydedileceğinden tam olarak olabilir.

RAID 2 ve daha yüksek

2 ve üstü sayıları olan diziler çift bir amaca sahiptir. Bir yandan, diğer yandan bilgi kaydetmek için tasarlanmıştır, hataları düzeltmek için kullanılır.

Başka bir deyişle, bu tür disk dizileri, RAID 0 ve RAID 1'in yeteneklerini birleştirir, ancak çalışmalarının kullanımına dayansa da, bilgisayar arasında çok popüler kullanmazlar.

Uygulamada kullanmak daha iyidir?

Tabii ki, bilgisayar modern oyunlar gibi kaynak-yoğun programları kullandığı varsayılırsa, RAID 0 dizilerini kullanmak daha iyidir. Herhangi bir şekilde korunması gereken önemli bilgilerle iş durumunda, dönmeniz gerekecek RAID Dizileri 1. Numaraları olan ligamanların hiçbir zaman popüler olmadığı gerçeğinden dolayı, kullanımları yalnızca kullanıcının arzusu tarafından belirlenir. Bu arada, sıfır dizilerin kullanımı pratiktir ve kullanıcı genellikle multimedya dosyalarını indirirse, filmlerinizi veya müzikleri MP3 formatı veya FLAC standardında yüksek bit oranıyla indirir.

Gerisi kendi tercihlerinize ve ihtiyaçlarınıza güvenmesi gerekecektir. Bundan bir veya başka bir dizinin kullanımına bağlı olacaktır. Ve elbette, bir paket kurarken, tercih vermek daha iyidir sSD DiskleriGeleneksel sabit sürücülere kıyasla, zaten başlangıçta kayıt ve okuma hızında daha yüksek kayıtlara sahipler. Ancak, özellikleri ve parametrelerinde kesinlikle aynı olmalıdır, aksi takdirde bağlı kombinasyon sadece işe yaramaz. Ve tam olarak bu en önemli koşullardan biri. Bu yüzden bu yöne dikkat etmelisin.

Tüm okuyucular web sitesine merhaba! Arkadaşlar, uzun zamandır bir RAID bilgisayarda bir dizinin nasıl oluşturulacağı hakkında konuşmak istedim (bağımsız disklerin fazla dizisi). Konunun görünen karmaşıklığına rağmen, aslında, her şey çok basittir ve eminim, bu makaleyi okuduktan hemen sonra birçok okuyucu hizmete girilecek ve bu çok kullanışlı, veri teknolojinizin güvenliği ile ilgili olarak kullanmaktan memnuniyet duyar. .

Nasıl oluşturulurum RAID Dizi ve Neden İhtiyacı Var

Bilgisayardaki bilgilerimizin pratik olarak sigortalı olmadığı ve en poportundaki anında kırılacak özelliği olan özel bir sabit diskte bulunduğu bir sır değildir. Uzun zamandır gerçeği olarak kabul edildi hdd Sistem birimimizdeki en zayıf ve en tahrip edilemez yer, mekanik parçalara sahip olduğu gibi. "Vidanın" başarısızlığından dolayı önemli verileri kaybeden (ben de dahil), bir süredir, gelecekte böyle bir sorunun nasıl önleneceğini ve akla gelen ilk şeyden nasıl kaçınacağını sordular. rAID Dizisi Oluşturma.

Aşırı bağımsız disk dizisinin tüm noktası, bu diskin tamamını tamamlamak durumunda dosyalarınızı bir sabit diske kaydetmektir! Nasıl yapılır, - sordun, çok basit, sadece iki (hacimde bile farklı olabilir) sabit diskinden (hatta farklı olabilir).

Günümüzün makalesinde, Windows 8.1 işletim sisteminin yardımıyla, en kolay ve en popüler sabit sürücüleri yaratacağız. 1 maskeli baskınAyrıca "yansıtma" (yansıtma) olarak da adlandırılır. "Aynanın" anlamı, her iki diskteki her iki disk üzerindeki bilgilerin kopyalanır (paralel olarak yazılı) ve iki sabit sürücü birbirinin kesin kopyalarıdır.

Dosyayı ilk sabit diske kopyaladıysanız, ikincisi tam olarak aynı dosya görünür ve bir sabit diskin başarısız olduğu durumlarda, tüm verilerinizde tam sayı olarak kalacaktır. İkinci Winchester (ayna). İki sabit sürücüde bir kez arıza olasılığı küçüktür.

Sadece eksi RAID 1 dizisi, iki sabit sürücüye ihtiyacınız var ve tek tek olarak çalışacaklar, yani sistem biriminde 500 GB hacminde iki sabit sürücü kurarsanız, aynı 500 için de mevcut olacaktır. Dosyaları saklamak. GB, 1TB değil.

Eğer iki bir sabit disk başarısız olursa, sadece onu alır ve zaten yüklü sabit sürücüye verilerle bir ayna olarak ekleyerek değiştirirsiniz ve bu.

Şahsen, ben, uzun yıllardır, İş yerinde kullanıyorum RAID 1 1 TB ve bir yıl önce iki sabit disk dizisi, bir sıkıntı meydana geldi, bir "sert" yaşamak için uzun bir zaman emretti, orada değiştirmek zorunda kaldım, sonra korku ile düşündüm, öyle Bir baskın masif olmasa da, arkada biraz soğuk koştu, çünkü birkaç yıl boyunca biriken veriler gitti, bu yüzden sadece "terabayt" arızasını değiştirdim ve çalışmaya devam ettim. Bu arada, ben de iki 500 GB sabit diskten küçük bir RAID dizimim var.

Yazılım OluşturmaRAID 1. İki boş sert diskin masifi Windows 8.1

Her şeyden önce, sistem birimimizde iki saf sabit sürücü kuruyoruz. Örneğin, 250 GB'lık iki katı disk alacağım.

Sabit sürücülerin boyutu farklı veya bir sabit diskte zaten bilginiz varsa, aşağıdaki makalede okuyunsa ne yapmalı.

Açık Sürücü Kontrolü

Disk 0. - Kurulu Çalıştırma ile SSD Solid-State Drive windows sistemi 8.1 Bölümde (C :).

Disk 1. ve Disk 2. - 250 GB hacmine sahip sabit diskler, RAID 1 dizisini topluyoruz.

Herhangi bir sert diskte sağ fare ve "Ayna Tom Oluştur" ı seçin

Önceden seçilen disk için bir ayna olacak bir disk ekleyin. İlk ayna hacmi Disk 1'i seçtiğimiz, bu da sol kısımda, diski 2'yi seçin ve "Ekle" düğmesine tıklayın.

Yazılımın RAID 1 Masifi'nin harfini seçiyoruz, mektubu bırakıyorum (D :). Daha ileri

Onay kutusunu hızlı biçimlendirmeyi kutlıyorum ve İleri'ye tıklayın.

Tahrik kontrolünde, ayna hacimleri kanlı-kırmızı olarak belirlenir ve bizim durumumuzda bir disk harfine sahiptir (D :). Herhangi bir dosyayı herhangi bir diske kopyalayın ve hemen başka bir diskte görünecektir.

"Bu bilgisayar" penceresinde, yazılım RAID 1 Bir dizi bir disk olarak görüntülenir.

İki sabit sürücüden biri başarısız olursa, RAID dizisi disk kontrolünde işaretlenecektir, ancak ikinci katı diskte tüm veriler korumada olacaktır.

Talep Kayıt

Açıklama RAID Dizileri ()

Açıklama RAID 0.

Disk dizisi artmış verimlilik Hata toleransı olmadan
Hata toleransı olmadan çizgili disk dizisi

Dizi RAID 0 En üretken ve en az tüm baskınlardan korunur. Veriler, daha yüksek bir bant genişliğine yol açan disk sayısına oranla bloklara ayrılır. Bu yapının yüksek performansı paralel bir kayıt ve aşırı pompalama yokluğu ile sağlanır. Dizideki herhangi bir diskin arızası, tüm verilerin kaybına yol açar. Bu seviye çizme denir.

Faydaları:
- · Y / O sorgularının ve büyük veri verilerinin yoğun şekilde işlenmesini gerektiren uygulamalar için en yüksek performans;
- · Uygulaması kolay;
- · Birim hacmi başına düşük maliyet.
Dezavantajları:
- · Hata toleranslı bir çözüm değil;
- · Bir diskin başarısızlığı, dizinin tüm verilerinin kaybını gerektirir.

Açıklama RAID 1.

Çoğaltma veya yansıtma ile disk dizisi
Dupleksleme ve yansıtma.
RAID 1 - Yansıtma - İki diskin yansıması. Bu dizinin yapısının fazlalığı, yüksek fay toleransını sağlar. Dizi yüksek maliyetli ve düşük performans ile karakterize edilir.

Faydaları:
- · Uygulaması kolay;
- · Arıza durumunda diziyi geri yüklemek kolaydır (kopyalama);
- · Büyük bir sorgu yoğunluğuna sahip uygulamalar için oldukça yüksek hız.
Dezavantajları:
- · Birim hacmi başına yüksek maliyet -% 100 yedeklilik;
- · Düşük veri aktarım hızı.

Açıklama RAID 2.

HEMMING KODU'YU KULLANARAK ÇIKIŞ DİĞİDİ
Hamming kodu ECC.
RAID 2 - Chemming Hata Düzeltme Kodlarını (Hamming Code ECC) kullanır. Kodlar, tekleri düzeltmenizi ve çift arızaları tespit etmenizi sağlar.

Faydaları:
- · Hataların hızlı düzeltilmesi ("sinek");
- · Büyük hacimlerin çok yüksek veri aktarımı;
- · Disk sayısında bir artışla, genel giderler azalır;
- · Oldukça basit bir uygulama.
Dezavantajları:
- · az miktarda disk ile yüksek maliyet;
- · Düşük Hızlı İşleme Hızı (işlem odaklı sistemler için uygun değildir).

Açıklama RAID 3.

Paralel veri iletim ve parite ile yük devretme dizisi
Paralel transfer diskleri parite ile

RAID 3 - Veriler, disklerden birindeki Checksum (COP) ile bayt düzeyinde çizme prensibi üzerine depolanır. Dizinin 2. seviye baskınında olduğu gibi fazlalık bir problemi yoktur. Hatalı şarjı belirlemek için RAID 2'de kullanılan sağlama toplamı diskleri gerekir. Bununla birlikte, çoğu modern kontrolörlerin, diskin özel sinyalleri veya diskte kaydedilen bilgilerin ek kodlamasını ne zaman reddettiğini belirleyebilir ve rastgele arızaları düzeltmek için kullanılır.

Faydaları:
- · Çok yüksek veri aktarım hızı;
- · Disk arızası az, dizinin hızını etkiler;
- · Yedeklilik satışı için küçük havai.
Dezavantajları:
- · Kolay uygulama değil;
- · Düşük hacimli veri isteklerinin büyük yoğunluğuna sahip düşük performans.

Tüm modern anakartlar, entegre bir RAID denetleyicisi ile donatılmıştır ve üst modeller bile birkaç entegre RAID denetleyicisi vardır. Entegre RAID kontrolörleri, ev kullanıcıları tarafından talep edildiği sürece - ayrı bir soru. Her durumda, modern anakart, kullanıcıya birkaç diskten bir RAID dizisi oluşturma yeteneğini sunar. Bununla birlikte, her ev kullanıcısı, bir RAID dizisinin nasıl oluşturulacağını, dizinin hangi seviyesini seçeceğini ve aslında, RAID dizilerinin kullanımının faydalarını ve eksilerini hayal etmemektedir.
Bu yazıda, ev bilgisayarında RAID dizilerinin oluşturulması ve belirli bir örnekte, RAID dizisinin verimliliğini nasıl bağımsız olarak test edebileceğinizi gösterecektir.

Yaratılış Tarihi

İlk defa, "RAID-MASSIF" terimi, 1987'de, Amerikan araştırmacıları Patterson, Gibson ve Katz, California Berkeley Üniversitesi'nden "Aşırı Ucuz Diskler" ("Ucuz Disklerin Yedekli Dizileri İçin Bir Durumda, RAID) ") Birkaç ucuz sabit sürücüyü bir mantıksal cihaza birleştirebileceğiniz şeyleri, böylece sistemin kapasitesinin ve hızının artması ve bireysel disklerin başarısızlığının tüm sistemin başarısızlığına yol açmadığı için tarif edilmiştir.

Bu makalenin serbest bırakılmasından bu yana 20 yıldan fazla geçti, ancak bina raid dizileri teknolojisi bugün uygunluğunu kaybetmedi. O zamandan beri değişen tek şey, RAID kısaltmanın bir çözümüdür. Gerçek şu ki, ilk RAID dizilerinin ucuz disklerde yapıldığı, bu nedenle ucuz (ucuz) kelimesi, gerçeğe karşılık gelen bağımsız (bağımsız) olarak değiştirildi.

Çalışma prensibi

Böylece, RAID, hata toleransını ve performans iyileştirmesini sağlamak için atanan bağımsız disklerin (bağımsız disklerin yedekli disklerinin) dizisidir. Arıza toleransı artıklık nedeniyle elde edilir. Yani, disk kapasitesinin bir kısmı servis amacıyla tahsis edilir, kullanıcıya erişilemez hale geliyor.

Disk alt sisteminin performansının iyileştirilmesi, birkaç diskin eşzamanlı çalışması ile sağlanır ve bu anlamda, dizideki daha fazla sürücü (belirli bir sınıra kadar), daha iyidir.

Diskin disklerin ortak çalışması paralel veya bağımsız erişim kullanılarak düzenlenebilir. Paralel erişim ile, disk alanı, veri kaydetmek için bloklara (şeritler) ayrılmıştır. Benzer şekilde, diskte kaydedilecek bilgiler aynı bloklara ayrılır. Kayıt yaparken, bireysel bloklar farklı disklerde kaydedilir ve çeşitli disklerde birkaç blokun kaydedilmesi aynı anda gerçekleşir; bu da kayıt işlemlerinde performansta bir artışa yol açar. Gerekli bilgiler, aynı anda çeşitli disklerle aynı anda ayrı bloklarla okunur, bu da dizi disk sayısına göre performans artışına katkıda bulunur.

Paralel erişim olan modelin yalnızca veri kayıt isteğinin boyutunun bloğun büyüklüğünden daha büyük olduğu şartıyla uygulandığı belirtilmelidir. Aksi takdirde, birkaç blokun paralel bir kaydını yapmak neredeyse imkansızdır. Bireysel bloğun boyutu 8 KB olduğunda durumu hayal edin ve veri kayıt isteğinin boyutu 64 KB'dir. Bu durumda, ilk bilgi her biri 8 KB'lık sekiz blokta kesilir. Dört disk dizisi varsa, aynı anda dört bloğu veya bir seferde 32 kb yazabilirsiniz. Açıkçası, dikkate alınan örnekte, kayıt hızı ve okuma hızı, tek bir disk kullanırken dört kat daha yüksek olacaktır. Bu, yalnızca ideal durum için geçerlidir, ancak sorgu boyutu her zaman bloğun boyutunda ve dizideki disk sayısına girmez.

Kaydedilen verilerin boyutu bloğun boyutundan daha azsa, temel olarak farklı bir model uygulanır - bağımsız erişim. Ayrıca, bu model, kaydedilen verilerin boyutunun bir bloğun büyüklüğünden daha büyük olduğu durumlarda kullanılabilir. Bağımsız erişim ile, bireysel isteğin tüm verileri ayrı bir diskte kaydedilir, yani durum bir diskle çalışmak için aynıdır. Bağımsız erişime sahip bir modelin avantajı, birkaç kayıt isteği girerken (okunur), hepsi birbirinden bağımsız olarak ayrı disklerde gerçekleştirilecektir. Bu durum örneğin sunucular için tipiktir.

Çeşitli erişim türlerine uygun olarak, RAID seviyelerini karakterize etmek için kabul edilen farklı RAID dizileri vardır. Erişim türüne ek olarak, RAID seviyeleri, yedek bilgileri yerleştirme ve oluşturma yönteminde farklılık gösterir. Aşırı bilgi özel olarak özel bir diske yerleştirilebilir veya tüm diskler arasında dağıtılabilir. Bu bilgiyi oluşturmanın çok fazla yolu vardır. En basitinin tam çoğaltılması (yüzde 100 yedeklilik) veya yansıtma. Ek olarak, hata düzeltmesi olan kodlar, aynı zamanda parite hesaplanmasının yanı sıra kullanılır.

RAID Dizileri Düzeyleri

Şu anda, standartlaştırılabilecek birkaç RAID seviyesi vardır - RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5 ve RAID 6'dır.

Ayrıca, avantajlarını birleştirmenize olanak sağlayan çeşitli RAID seviyeleri kombinasyonları da kullanılır. Bu genellikle verimliliği artırmak için kullanılan herhangi bir hata-toleranslı seviye ve sıfır seviyesinin bir kombinasyonudur (RAID 1 + 0, RAID 0 + 1, RAID 50).

Tüm modern RAID denetleyicilerinin, diziler oluşturmayı amaçlamadığı, bireysel disklerin RAID denetleyicisine bağlanma yeteneğini sunan tüm modern RAID denetleyicilerinin JBOD'u (sadece bir diskin) işlevini desteklediğini unutmayın.

Ev PC'leri için anakartlara entegre edilen RAID kontrolörlerinin tüm RAID seviyeleri tarafından desteklenmemesi gerektiği belirtilmelidir. İki portlu RAID kontrolörleri, yalnızca 0 ve 1 seviyelerini destekler ve çok sayıda bağlantı noktası olan (örneğin, ICH9R / ICH10R yonga setinin güney köprüsüne entegre edilmiş 6 portlu bir RAID kontrol cihazı) - ayrıca 10 ve 5 seviyeleri de destekler.

Ek olarak, Intel Chipsets'teki anakartlar hakkında konuşursak, Intel Matrix RAID işlevi de uygulanır, bu da birkaç sabit sürücüde, disk alanının bir kısmını vurgulayarak, her biri için disk alanının bir kısmını vurgulamanızı sağlayan Intel Matrix RAID işlevi de uygulanır.

RAID 0.

RAID Seviye 0, kesinlikle konuşma, aşırı bir dizi değildir ve buna göre, veri depolamanın güvenilirliğini sağlamaz. Bununla birlikte, bu seviye, disk alt sisteminin yüksek performansını sağlamanın gerekli olduğu durumlarda aktif olarak uygulanır. Düz bir seviye 0'lık bir dizge oluştururken, bilgi bloklara ayrılır (bazen bu bloklar, bireysel disklere, yani paralel erişime sahip bir sistem olarak yazılmış olan çubuklar (şerit) denir (tabii ki izin vermez) blok boyutu). Birden fazla diskle eşzamanlı I / O olasılığı sayesinde RAID 0, maksimum veri aktarım hızı ve maksimum disk alanı verimliliği sağlar, çünkü çıkış toplamı için hiçbir yer gereklidir. Bu seviyenin uygulanması çok basittir. Temel olarak, RAID 0, çok miktarda verilerin hızlı bir şekilde iletiminin gerekli olduğu alanlarda kullanılır.

RAID 1 (Yansıtılmış Disk)

RAID Seviye 1, yüzde 100 fazlalığı olan iki disk dizisidir. Yani, aynı zamanda veriler, çok yüksek bir güvenilirliğin elde edildiği için (yanı sıra maliyet) nedeniyle tamamen tamamen kopyalanır (aynalar). Seviye 1'i uygulamak için, bloklardaki diskleri ve verileri kırmak gerekli değildir. En basit durumda, iki disk aynı bilgiyi içerir ve bir mantıksal disktir. Bir diskin başarısızlığında, işlevi bir tane daha gerçekleştirir (bu, kullanıcıya kesinlikle saydamdır). Dizi kurtarma basit kopyalama ile gerçekleştirilir. Ek olarak, bu seviye, bu işlem aynı anda iki diskten gerçekleştirilebildiği için bilgi hızını iki katına çıkar. Böyle bir depolama şeması, özellikle veri güvenliğinin maliyetinin depolama sisteminin uygulanmasının maliyetinden çok daha yüksek olduğu durumlarda kullanılır.

RAID 5.

RAID 5, sağlama toplamının dağıtılmış depolanması ile hata-toleranslı bir disk dizisidir. Kaydederken, veri akışı, bayt seviyesindeki bloklara (sertlikler) ayrılır ve aynı anda dizinin tüm disklerine döngüsel sırayla kaydedilir.

Dizinin içerdiği varsayalım n. Diskler ve dolgunluk d.. Her bölüm için n-1. Kayışlar Hesaplanan Checksum p..

Yakalanan d 1. ilk diskte kaydedildi, dolu d 2. - ikinci ve benzeri kadar tam d n-1hangi yazılı ( n.-1) -th disk. Daha ileri n.-y disk kayıtları sağlama toplamı p N.ve işlem, tam olarak kullanılan ilk diskten döngüsel olarak tekrarlanır. d N..

Kayıt işlemi (N-1) Kayışlar ve onların sağlama toplamları aynı anda herkese yapılır. n. diskler.

Checksum'u hesaplamak için, kaydedilen veri bloklarına uygulanan "hariç veya" (xor) kullanın. Yani varsa n. sabit sürücüler d. - Veri bloğu (şerit), ardından sağlama toplamı aşağıdaki formülle hesaplanır:

p n \u003d d 1 d 2. ... d 1-1.

Herhangi bir diskin arızası durumunda, üzerindeki veriler kontrol verilerine göre ve iyi sürücülerde kalan verilere göre geri yüklenebilir.

Bir örnek olarak, dört bit boyutunu bloke ederiz. Verileri saklamak ve kayıt toplamları kaydetmek için sadece beş disk bulunmasına izin verin. 1101 0011 1100 1011 Bit dizisi varsa, dört bit bloğuna ayrılırsa, ardından sağlama toplamını hesaplamak için aşağıdaki bit uygun şekilde çalıştırmanız gerekir:

1101 0011 1100 1011 = 1001.

Böylece, beşinci diskte kaydedilen sağlama toplamı 1001'dir.

Disklerden biri, örneğin, dördüncü, başarısız oldu, sonra blok d 4. \u003d 1100 okurken erişilemez. Ancak, değeri geri yüklemek kolaydır kontrol toplamı Ve diğer blokların değerleri ile aynı işlemin "hariç tutulması veya":

d 4 \u003d D 1 d 2.d 4.p 5.

Örneğimizde:

d 4 \u003d (1101) (0011) (1100) (1011) = 1001.

RAID 5 durumunda, dizinin tüm diskleri aynı boyuta sahiptir, ancak, disk alt sisteminin toplam kapasitesi, kayıttan erişilebilen toplam kapasite bir diskten daha az olur. Örneğin, eğer beş disk 100 GB boyutuna sahipse, dizinin gerçek boyutu 400 GB'dir, çünkü 100 GB kontrol bilgisine döndürülür.

RAID 5, üç ve daha sert sürücü üzerine inşa edilebilir. Dizideki sabit sürücü sayısında bir artışla, fazlalığı azalır.

RAID 5, aynı anda birden fazla okuma veya kayıt işlemi gerçekleştirme yeteneği sağlayan bağımsız bir erişim mimarisine sahiptir.

RAID 10.

RAID 10 seviyesi, 0 ve 1 seviyelerinin belirli bir kombinasyonudur. Bu seviye için minimum dört disk gerektirir. Dört diskin RAID 10 masifinde, çift 0 dizilerinde ikili olarak birleştirilirler ve bu dizinin her ikisi de mantık diskleri Seviye 1 dizisinde birleştirildi. Başka bir yaklaşım mümkündür: başlangıçta diskler, seviye 1'in ayna dizilerine birleştirilir ve ardından bu dizilerine dayanan mantık diskleri - bir seviye 0 dizisinde.

Intel Matrix RAID.

5 ve 1 seviyelerindeki RAID dizileri, evde nadiren kullanılır, bu da bu tür çözümlerin yüksek maliyeti nedeniyledir. Yerli PC'ler için en sık, iki diskte bir seviye 0 dizisidir. Daha önce de belirttiğimiz gibi, RAID seviyeleri 0 veri depolama sağlamaz ve bu nedenle son kullanıcıların bir seçimiyle karşı karşıya kalır: Hızlı, ancak veri depolama raid-dizi seviyesinin güvenilirliği sağlanmaz veya, disk alanının maliyetini arttırır, - Veri depolamanın güvenilirliğini sağlayan, ancak performans konusunda önemli bir kazanç elde etmesine izin vermeyen bir dizi seviye 1 dizisi.

Bu zor sorunu çözmek için Intel, 0 ve 1 seviyelerinin avantajlarını sadece iki fiziksel diskte birleştirmenizi sağlayan Intel Matrix depolama teknolojisini geliştirmiştir. Ve bu durumda sadece RAID dizisi hakkında değil, ancak "dizi" kelimesi, "Matrix" kelimesi yerine teknoloji başlığında, teknoloji başlığında birleştiren ve fiziksel ve mantık disklerini bir araya getiren bir dizi hakkında. Kullanılmış.

Peki, Intel Matrix depolama kullanılarak iki diskin RAID matrisi nedir? Ana fikir, Intel matris depolamasını destekleyen bir Intel yonga setine sahip birkaç sabit sürücü ve anakart varsa, her biri ayrı bir RAID dizisi olarak işlev gören birkaç parçaya disk alanına bölmek mümkündür.

Her biri 120 GB'lık iki diskin RAID matrisinin basit bir örneğini göz önünde bulundurun. Herhangi bir disk, örneğin 40 ve 80 GB, iki mantıklı diske ayrılabilir. Ayrıca, aynı boyutta iki mantıksal disk (örneğin, 40 GB), seviye 1'in bir RAID-matrisine ve Kalan Mantık Diskleri, Seviye 0'daki RAID matrisinde birleştirilebilir.

Prensipte, iki fiziksel disk kullanılarak, seviye 0 seviyesinin yalnızca bir veya iki baskın matrisini de oluşturabilirsiniz, ancak sadece seviye 1 matrisleri elde etmek imkansızdır. Yani, sistemde sadece iki disk varsa, Intel Matrix Depolama Teknolojisi, aşağıdaki RAID matrisleri türlerini oluşturmanıza olanak sağlar:

• bir seviye matris 0;
• 0 seviyesindeki iki matris;
• seviye 0 Matrix ve Seviye 1 Matrix.

Sisteme üç sabit disk kurulursa, aşağıdaki RAID matrislerinin türlerini oluşturmak mümkündür:

• bir seviye matris 0;
• bir seviye 5 matris;
• 0 seviyesindeki iki matris;
• seviye 5'in iki matrisleri;
• seviye 0 Matrix ve Seviye 5 Matrix.

Sisteme dört sabit sürücü takılıysa, bir seviye 10 RAID matrisi, ayrıca 10 ve seviye 0 veya 5'in bir kombinasyonunu oluşturmak ek olarak mümkündür.

Teoriden pratik yapmak

Ev bilgisayarları, en popüler ve popüler RAID dizilerinden 0 ve 1 hakkında konuşmak için yediler. Evde üç veya daha fazla diskten gelen RAID dizilerinin kullanılması, kuralın bir istisnasıdır. Bunun nedeni, bir yandan, RAID dizilerinin maliyeti, içine dahil olan disk sayısına, diğerinde - ev bilgisayarları için, disk dizisinin kapasitesi ve performansı olmadığı gerçeğinden kaynaklanmaktadır. ve güvenilirlik, bir önceliğe sahiptir.

Bu nedenle, gelecekte, 0 ve 1 seviyelerinin RAID dizilerini sadece iki diske dayanarak düşünüyoruz. Çalışmamızın görevi, birkaç entegre RAID kontrolörünün temelinde oluşturulan, 0 ve 1 seviyelerinin RAID dizilerinin performans ve işlevselliğinin, aynı zamanda RAID dizisinin hız özelliklerinin bağımlılığının çalışılmasının çalışmasını içerecektir. düz büyüklüğü.

Gerçek şu ki, teorik olarak, seviye 0'ın RAID dizisini kullanırken, okuma ve kayıt hızı iki kat daha iyi olmalı, pratikte, hız özelliklerinde artış çok daha az mütevazı ve farklı RAID kontrolörleri için farklıdır. Benzer şekilde, 1. Seviye 1'in RAID dizisi için: Teorik olarak, okumanın hızı ikincil olmasına rağmen, pratikte o kadar düzgün değildir.

RAID kontrolörlerinin karşılaştırmalı testlerimiz için Gigabyte GA-EX58A-UD7 anakartını kullandık. Bu tahta, Intel Matrix RAID işlevi ile 0, 1, 10 ve 5 düzeyinde 0, 1, 10 ve 5 seviyelerinin kuruluşunu destekleyen altı SATA II bağlantı noktalarındaki entegre bir RAID denetleyicisi olan Güney ICH10R köprüsüne sahip Intel X58 Express Chipset'e dayanmaktadır. Ek olarak, GIGABYTE GA-EX58A-UD7 kartı, GIGABYTE SATA2 RAID kontrol cihazı tarafından entegre edilmiştir; bu, 0, 1 ve JBOD seviyelerinin RAID dizilerini düzenleme olasılığı ile iki SATA II bağlantı noktası uygulanır.

Ayrıca GA-EX58A-UD7 panosunda, SATA III denetleyicisi Marvell 9128, iki SATA III limanının, RAID-dizi seviyeleri 0, 1 ve JBOD düzenleme olasılığı ile uygulandığı temelinde entegredir.

Böylece, GIGABYTE GA-EX58A-UD7 kartında, 0 ve 1 seviyelerinin RAID dizileri oluşturabileceğiniz ve bunları birbirleriyle karşılaştırabileceğiniz üç ayrı RAID kontrol cihazı vardır. SATA III standardının SATA II standardıyla uyumlu olduğunu, bu nedenle, diskleri destekleyen Marvell 9128 denetleyicisi temelinde uyumlu olduğunu hatırlayın. sATA arayüzü III, SATA II arayüz disklerini kullanarak RAID dizileri de oluşturabilirsiniz.

Test için stand aşağıdaki konfigürasyona sahipti:

• İşlemci - Intel Core i7-965 Extreme Edition;
• anakart - GIGABYTE GA-EX58A-UD7;
• bIOS sürümü - F2A;
• sabit Sürücüler - İki Western Digital WD1002FBYS disk, bir Western Digital WD3200Aaks Drive;
• entegre RAID Kontrolörleri:
• İch10r,
• Gigabyte sata2,
• Marvell 9128;
• bellek - DDR3-1066;
• bellek miktarı - 3 GB (1024 MB üç modül);
• bellek modu - DDR3-1333, üç kanallı çalışma modu;
• video kartı - Gigabyte GeForce GTS295;
• güç Kaynağı - Tagan 1300W.

Test, Microsoft Windows 7 Ultimate İşletim Sistemi (32-bit) altında yapıldı. İşletim sistemi, ICH10R Güney Köprüsü'ne entegre edilen SATA II denetleyici portuna bağlı olan Western Digital WD3200Aaks diskine kuruldu. RAID dizisi, SATA II arayüzü ile iki WD1002FBYS diskine monte edildi.

Oluşturulan RAID dizilerinin hız özelliklerini ölçmek için, disk sistemlerinin performansını ölçmek için sektörel bir standart olan iometer yardımcı programını kullandık.

Ölümcül Yardımcı Programı

Bu maddeyi RAID dizilerini oluşturmak ve test etmek için bir tür kullanım kılavuzu olarak tasarladığımız için, zaten belirttiğimiz iometer yardımcı programının (giriş / çıkış ölçer) açıklaması ile başlamak mantıklı olacaktır. Disk sistemlerinin performansını ölçmek için. Bu yardımcı program ücretsizdir ve http://www.iometer.org adresinden indirilebilir.

Iometer Yardımcı Programı sentetik bir testtir ve mantık bölümlerinde istenmeyen sert disklerle çalışmanıza izin verir, böylece diskleri dosya yapısından bağımsız olarak test edebilir ve işletim sisteminin etkisini azaltabilirsiniz.

Test ederken, belirli bir erişim modeli veya "Desen" oluşturmak mümkündür, bu da yürütmeyi belirlemenizi sağlar hard disk Belirli işlemler. Belirli bir erişim modeli oluşturma durumunda, aşağıdaki parametreleri değiştirmenize izin verilir:

• veri iletim isteğinin boyutu;
• rastgele / sıralı dağılım (% olarak);
• okuma / Yazma işlemlerinin dağılımı (% olarak);
• paralel olarak çalışan bireysel G / Ç işlemlerinin sayısı.

Iometer yardımcı programı, bilgisayara kurulum gerektirmez ve iki bölümden oluşur: gerçek iometer ve dinamo.

İometer, programın tüm gerekli ayarları üretmenizi sağlayan bir kullanıcı grafik arayüzü ile kontrol eden bir parçasıdır. Dinamo, bir arayüzü olmayan bir yük jeneratörüdür. Iomter.exe dosyasını her başlattığınızda, Dynamo.exe yük üretecisi otomatik olarak başlatılır.

Iometer programıyla çalışmaya başlamak için, iometer.exe dosyasını çalıştırmak için yeterlidir. Bu, Iometer programının ana penceresini açar (Şekil 1).

İncir. 1. Iometer programının ana penceresi

Iometer Yardımcı Programının, yalnızca yerel disk sistemleri (DAS) değil, aynı zamanda ağ sürücülerini (NAS) test etmeyi sağladığına dikkat edilmelidir. Örneğin, bunun için birkaç ağ müşterisini kullanarak sunucu disk alt sistemi performansını (dosya sunucusu) test etmek için kullanılabilir. Bu nedenle, Iometer Yardımcı Programı penceresindeki yer imlerinin ve araçların bir kısmı, programın ağ ayarlarını belirtir. Diskleri ve RAID dizilerini test ederken, programın bu özelliklerinin gerekli olmayacağı açıktır ve bu nedenle tüm sekmelerin ve araçların atanmasını açıklamamız.

Öyleyse, Iomter programını ana pencerenin sol kısmındaki (Topoloji penceresinde) başlatırken, tüm çalışan yük jeneratörlerinin (Dynamo örnekleri) ağaç yapısı görüntülenecektir. Dinamo Yük Jeneratörünün çalışan her örneği yönetici denir. Ek olarak, iometer programı çoklu bir ipliktir ve LOAD jeneratörünün Dynamo Load Jeneratör örneğinin her birinin çalıştırılması işçi denir. Çalışan işçilerin sayısı her zaman mantıksal işlemci çekirdeklerinin sayısına karşılık gelir.

Örneğimizde, Hyper-threading teknolojisini destekleyen dört çekirdekli işlemcili sadece bir bilgisayar kullanılır, bu nedenle sadece bir yönetici (bir dinamonun bir kopyası) ve sekiz (mantıksal işlemci çekirdeği sayısına göre) başlatılır.

Aslında, bu penceredeki diskleri test etmek için hiçbir şey değiştirmeye veya eklemeye gerek yoktur.

Bilgisayar adını, Dinamo'yu ağacın ağaç yapısındaki ağaç yapısında, daha sonra pencerede seçerseniz Hedef. Sekmede Disk hedefi. Bilgisayarda yüklü olan tüm diskler, disk dizileri ve diğer sürücüler (ağ dahil) görüntülenir. Bunlar, iometer programının çalışabileceği sürücülerdir. Medya sarı veya mavi ile işaretlenebilir. Sarı renk taşıyıcıların mantık bölümleri ve mavi - üzerinde mavi - fiziksel cihazlar üzerinde oluşturulan mantıksal bölümler. Mantıksal bölüm geçebilir veya geçemez. Gerçek şu ki, programın mantıksal bir bölümle çalışması için, daha önce hazırlanması, tüm mantıksal bölümün kapasitesinin boyutuna eşit özel bir dosya oluşturması gerekir. Mantıksal bölüm geçerse, bu, bölümün henüz test için hazırlanmadığı anlamına gelir (otomatik olarak testin ilk aşamasında otomatik olarak hazırlanacaktır), ancak bölüm geçmezse, bu, dosyanın zaten oluşturulması anlamına gelir. Mantıksal bölümde, tamamen test için hazır.

Mantıksal bölümlerle çalışma yeteneğine rağmen, disklerin mantıksal bölümlere ayrılmadığı en iyi şekilde test edilmediğini unutmayın. Diski diskin mantıksal bölümünü çok basit olabilir - Disk Yönetimi. Erişmek için simgeye sağ tıklayın yeterlidir. Bilgisayar masaüstünde ve açılan menüde Yönetmek.. Açılan pencerede Bilgisayar yönetimi. Sol kısmında, öğeyi seçmek gerekir. Depolamave içinde - Disk Yönetimi. Bundan sonra pencerenin sağ kısmında Bilgisayar yönetimi. Bağlı tüm diskler görüntülenecektir. İstediğiniz diske sağ tıklayarak ve açılan menüde öğeyi seçerek Hacmi sil...., fiziksel diskteki mantıksal bölümü silebilirsiniz. Mantıksal bölümü diskten sildiğinizde, bu hakkındaki tüm bilgileri, iyileşme olasılığı olmadan silinir.

Genel olarak, yalnızca temiz diskler veya disk dizileri, iomter yardımcı programı kullanılarak test edilebilir. Yani, işletim sisteminin yüklü olduğu diski veya disk dizisini test etmek imkansızdır.

Yani, iometer yardımcı programının açıklamasına geri dönün. Pencerede Hedef. Sekmede Disk hedefi. Testlere tabi tutulacak olan diski (veya disk dizisini) seçmelisiniz. Sonra, sekmeyi açmalısınız Erişim özellikleri.(Şekil 2) Test komut dosyasını tanımlayabilirsiniz.

İncir. 2. Erişim özellikleri sekmesi iometer kamu hizmetleri

Pencerede Küresel erişim özellikleri. Önyükleme yöneticisine atanabilecek önceden ayarlanmış test komut dosyalarının bir listesi vardır. Bununla birlikte, bu senaryolar gerekli olmayacaktır, bu yüzden hepsi vurgulanabilir ve kaldırılabilir (bunun için bir düğme sağlanır) Silmek.). Bundan sonra düğmeye tıklayın YeniYeni bir test komut dosyası oluşturmak için. Açılan pencerede Erişim Özelliklerini Düzenle Bir disk önyükleme komut dosyası veya RAID dizisini tanımlayabilirsiniz.

Diyelim ki, tutarlı (linear) okuma ve veri isteği bloğunun boyutunu okuyun ve yazmanın bağımlılığını bulmak istiyoruz. Bunu yapmak için, farklı blok boyutlarıyla sıralı okuma modunda bir grup senaryo dizisi oluşturmamız gerekir ve ardından farklı blok boyutlarındaki bir sıralı kayıt modunda bir indirme komut dosyası dizisi oluşturmamız gerekiyor. Tipik olarak, blokların boyutu, her bir üyenin bir öncekinden iki kat daha fazla olan bir seri olarak seçilir ve bu serinin ilk terimi 512 bayttır. Yani, blokların boyutu aşağıdaki satırı oluşturur: 512 bayt, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 KB, 1 MB. Bloğun büyüklüğünü yapmak, ardışık operasyonlarla 1 MB'den fazla bir anlamı yoktur, çünkü bu kadar büyük veri bloğu boyutları ile ardışık işlemlerin hızı değişmez.

Böylece, 512 baytlık bir blok için sıralı bir okuma modunda bir indirme komut dosyası oluşturacağım.

Alanda İsim. pencere Erişim Özelliklerini Düzenle İndirme komut dosyasının adını girin. Örneğin, Sequential_Read_512. Sonraki alanda Transfer isteği boyutu. 512 bayt veri bloğunun boyutunu ayarlayın. kaydırıcı Yüzde rastgele / sıralı dağılım (Sıralı ve seçici işlemler arasındaki yüzde oranı) sola doğru duruncaya kadar kaydırın, böylece tüm işlemlerimizin yalnızca tutarlı olmasıdır. Peki, kaydırıcı Okuma ve yazma işlemleri arasındaki yüzde oranını tanımlama, sağa doğru durana kadar vardiya, tüm işlemlerimizin tümü yalnızca okunmasıdır. Penceredeki kalan parametreler Erişim Özelliklerini Düzenle Değişmenize gerek yoktur (Şek. 3).

İncir. 3. Sıralı bir okuma indirme komut dosyasını oluşturmak için Erişim Şartnamesi penceresini düzenleyin
Veri bloğunun boyutu ile 512 bayt

Düğmeye tıklayın TAMAM MI.ve oluşturduğumuz ilk komut dosyası pencerede görünecektir. Küresel erişim özellikleri. Sekmede Erişim özellikleri. İometer kamu hizmetleri.

Benzer şekilde, diğer veri blokları için komut dosyaları oluşturmanız gerekir, ancak çalışmayı kolaylaştırmak için, bu düğmeyi tıklatarak her seferinde bir komut dosyası oluşturmak daha kolaydır. Yeni, ancak son oluşturulan komut dosyasını seçerek, düğmesini tıklayın. Kopyalama Düzenle (Bir kopyayı düzenleyin). Bundan sonra, pencere tekrar açılır. Erişim Özelliklerini Düzenle En son senaryomuzun ayarları ile oluşturuldu. Sadece yalnızca bloğun adı ve boyutu değiştirilecektir. Diğer tüm blok boyutları için benzer bir prosedür yaptıktan sonra, sürgü dışında tamamen benzer şekilde yapılır, tutarlı bir giriş için senaryoların oluşumuna devam edebilirsiniz. Yüzde okuma / yazma dağıtımıOkuma ve yazma işlemleri arasındaki yüzde oranı sola taşınmalıdır.

Benzer şekilde, seçici kayıt ve okuma için komut dosyaları oluşturabilirsiniz.

Tüm senaryolar hazır olduktan sonra, indirme yöneticisine atanmaları gerekir, yani hangi senaryoların çalışacağını belirtin Dinamo..

Bunun için bir kez daha pencerede kontrol edin Topoloji. Bilgisayarın adı (yani yerel PC'deki yük müdürü) ve ayrı bir işçi değil. Bu, yük senaryolarının bir kerede tüm işçilere atanmasını sağlar. Yanında pencerede Küresel erişim özellikleri. Bizim tarafımızdan oluşturulan tüm yük senaryolarını tahsis ediyoruz ve düğmeye basın. Ekle.. Tüm özel yük senaryoları pencereye eklenecektir. (Şek. 4).

İncir. 4. Oluşturulan yük senaryoları yöneticisi yükü atama

Bundan sonra sekmeye gitmeniz gerekir. Test kurulumu. (Şek. 5), oluşturduğumuz her komut dosyasının yürütüldüğünü ayarlayabilirsiniz. Bunu grupta yapmak Çalışma süresi. Zaman yürütme senaryosunu ayarlayın. Zamanı 3 dakikaya eşit olarak ayarlamak yeterli olacaktır.

İncir. 5. Yürütme zaman senaryosunu ayarlama

Ayrıca, alanda Test açıklaması. Tüm testin adını belirtmelisiniz. Prensip olarak, bu sekme çok fazla başka bir ayara sahiptir, ancak görevlerimiz için gerekli değildir.

Tüm gerekli ayarlar yapıldıktan sonra, bir disketin görüntüsüyle birlikte düğmenin ekran çubuğunu tıklatarak oluşturulan testi kaydedilmesi önerilir. Test * .icf uzantısıyla kaydedilir. Daha sonra, oluşturulan yük senaryosunu kullanmak, Iomter.exe dosyasını ve kaydedilmiş dosyayı * .icf uzantısıyla kullanmanız mümkün olacaktır.

Artık, onay kutusunun görüntüsüyle düğmeye tıklayarak doğrudan test yapabilirsiniz. Dosyanın adını test sonuçları ile belirtmeniz ve konumunu seçmeniz istenecektir. Test sonuçları bir CSV dosyasına kaydedilir, bu daha sonra Excel'e dışa aktarılması kolaydır ve filtreyi ilk sütuna yükleyerek, test sonuçları ile istenen verileri seçin.

Test sırasında, sekmede ara sonuçlar gözlenebilir. Sonuç göstergesi.ve hangi yük senaryosunun ilgili olduklarını belirleyin, sekmede yapabilirsiniz. Erişim özellikleri.. Pencerede Atanan Erişim Özellikleri Yürütülebilir komut dosyası yeşil, yürütülen senaryolar - kırmızı ve henüz yürütülmemiş senaryolar - mavi olarak görüntülenmedi.

Böylece, bireysel diskleri veya RAID dizilerini test etmek için gerekli olan IOMTER yardımcı programıyla çalışmak için temel teknikleri gözden geçirdik. Iometer Yardımcı Programının tüm olanaklarını tanımadığımızı unutmayın, ancak tüm yeteneklerinin açıklaması bu makalenin kapsamının ötesine geçer.

GIGABYTE SATA2 Denetleyicisine Dayalı Bir RAID Dizisi Oluşturma

Bu nedenle, GIGABYTE SATA2 RAID denetleyicisini kullanarak iki diski dayalı bir RAID dizisi oluşturmaya başlıyoruz. Tabii ki, Gigabayt'ın kendisi cips üretmez ve bu nedenle çipin altında Gigabyte SATA2, başka bir şirketin yanılmış bir çipini gizliyor. Sürücünün INF dosyasından öğrenebileceğiniz gibi, JMICRON JMB36X Serisi Serisi Kontrol Cihazı'ndan bahsediyoruz.

Kontrolör Ayarı menüsüne erişim, ekranda uygun yazıt göründüğünde CTRL + G tuş kombinasyonuna basmanız gereken sistem yükleme aşamasında mümkündür. Doğal olarak, BIOS ayarlarında, RAID gibi GIGABYTE SATA2 denetleyicisiyle ilgili iki SATA bağlantı noktasının çalışma modunun belirlenmesi gerekir (aksi takdirde, RAID dizisi yapılandırıcı menüsüne erişim imkansız olacaktır).

GIGABYTE SATA2 RAID denetleyici kurulum menüsü oldukça basittir. Daha önce de belirttiğimiz gibi, denetleyici iki porttur ve 0 veya 1 seviyesinin RAID dizileri oluşturmanıza izin verir. Denetleyici kurulum menüsünden bir RAID dizisini silebilirsiniz veya oluşturabilirsiniz. Bir RAID dizisi oluştururken, adını belirleme yeteneğine sahip olursunuz, bir dizi seviyesi (0 veya 1) seçin, Düz 0 (128, 84, 32, 16, 8 veya 4k) için düz boyutunu ayarlayın. dizinin boyutunu belirlerken.

Dizi oluşturulursa, herhangi bir değişiklik artık mümkün değildir. Yani, oluşturulan dizinin, örneğin, seviyesi veya tam boyutu için oluşturulan diziyi değiştirmek imkansızdır. Bunu yapmak için bir diziyi (veri kaybıyla) çıkarmanız gerekir ve ardından tekrar oluşturmanız gerekir. Aslında, bu sadece Gigabyte SATA2 denetleyicisi tarafından değil karakteristiktir. RAID dizileri tarafından oluşturulan parametreleri değiştirememe, RAID dizisinin uygulanması ilkesinden aşağıdaki tüm denetleyicilerin bir özelliğidir.

GIGABYTE SATA2 denetleyicisi temelinde dizilişin yaratıldıktan sonra, mevcut bilgiler, sürücüyle birlikte otomatik olarak yüklenen Gigabyte RAID Configurer yardımcı programı kullanılarak görüntülenebilir.

Marvell 9128 denetleyicisine dayanan bir RAID dizisi oluşturma

Marvell 9128 RAID denetleyicisinin yapılandırılması sadece Gigabyte GA-EX58A-UD7 panosunun BIOS ayarlarıyla mümkündür. Genel olarak, Marvell 9128 Denetleyici menüsünün biraz nemli olduğu ve deneyimsiz kullanıcıları yanlış yönlendirebileceği söylenmelidir. Ancak, bu küçük kusurlardan biraz sonra söyleyeceğiz, Marvell 9128 denetleyicisinin temel işlevselliğini göz önünde bulundururuz.

Bu nedenle, bu kontrolörün SATA III arayüzü ile disklerle çalışmayı desteklemesine rağmen, SATA II arayüzü olan disklerle de tamamen uyumludur.

Marvell 9128 denetleyicisi, iki disk temelinde 0 ve 1 düzeyleri dizisi oluşturmanıza olanak sağlar. Bir seviye 0 dizisi için, bataryanın 32 veya 64 KB boyutunu ayarlayabilir ve dizinin adını belirtebilirsiniz. Ek olarak, açıklamaya ihtiyaç duyan gigabayt yuvarlama gibi bir seçenek de vardır. İsmine, üretici şirketinin adıyla ünsüz olmasına rağmen, Gigabayt yuvarlamasının işlevi onunla hiçbir ilgisi yok. Dahası, 0 RAID-dizi seviyesine bağlı değildir, ancak denetleyici ayarlarında bu seviyenin dizisi için tam olarak belirlenebilir. Aslında, bu, bahsettiğimiz Marvell 9128 Denetleyici Konfigüratörünün tesislerinden ilki budur. GIGABYTE Yuvarlama özelliği yalnızca RAID seviyesinin 1. seviyesi için tanımlanır. Bir RAID-dizi seviye 1 iki disk (örneğin, çeşitli üreticiler veya farklı modeller), kabın birbirinden biraz farklı olan . GIGABYTE yuvarlama özelliği, sadece bir seviye dizisi oluşturmak için kullanılan iki diskin boyutlarındaki farkı belirtir. .

Başka bir Marvell 9128 kontrol cihazı yapılandırma hatası, bir RAID seviyesi 1 dizisi oluştururken, kullanıcının bir dolgunluk boyutu (32 veya 64 KB) seçme yeteneğine sahiptir. Bununla birlikte, bir düz kavramı, RAID seviyesinin 1 seviyesi için hiç belirlenmez.

ICH10R'ye entegre edilmiş denetleyiciye dayanan bir RAID dizisi oluşturma

ICH10R Güney Köprüsü'ne entegre edilmiş RAID denetleyicisi en yaygın olanıdır. Zaten belirtildiği gibi, bu RAID denetleyicisi 6 bağlantı noktası ve sadece RAID 0 oluşumunu değil ve 1 dizilerinin oluşturulmasını değil, aynı zamanda RAID 5 ve RAID 10'u desteklemektedir.

Kontrolör Ayarı menüsüne erişim, ekranda uygun yazıt göründüğünde CTRL + I tuş kombinasyonuna basmanız gereken sistem yükleme adımında mümkündür. Doğal olarak, BIOS ayarlarında, bu kontrol cihazının çalışma şeklini RAID olarak belirlemek gerekir (aksi takdirde, RAID dizisi yapılandırıcı menüsüne erişim imkansız olacaktır).

RAID denetleyici kurulum menüsü yeterlidir. Denetleyici Kurulum menüsünden, bir RAID dizisini silebilir veya oluşturabilirsiniz. Bir RAID dizisi oluştururken, adını belirleyebilirsiniz, dizisini (0, 1, 5 veya 10) seçin, RAID 0 (128, 84, 32, 16, 8 veya 4K) için Staperin boyutunu ayarlayın. dizinin boyutunu belirlemek gibi.

RAID dizilerinin performansının karşılaştırılması

RAID dizilerini iomter yardımcı programını kullanarak test etmek için, sıralı bir okuma senaryosu, seri kayıt, seçici okuma ve seçici kayıt yarattık. Her yük senaryosundaki veri bloklarının boyutları, aşağıdaki sırasıyla: 512 bayt, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 KB, 1 MB.

RAID kontrolörlerinin her birinde, tüm geçerli tam boyutlu boyutlar ve bir RAID dizisi ile bir dizi RAID 0 oluşturuldu. Ek olarak, RAID dizisinin kullanımından alınan performans kazanımlarını tahmin edebilmek için, Ayrıca her RAID denetleyicisinde tek bir disk test ettik.

Öyleyse, testimizin sonuçlarına dönün.

Gigabyte SATA2 denetleyicisi

Her şeyden önce, Gigabyte SATA2 denetleyicisine dayanan RAID dizilerinin test sonuçlarını göz önünde bulundurun (Şekil 6-13). Genel olarak, denetleyici kelimenin tam anlamıyla gizemli idi ve performansı sadece hayal kırıklığına uğradı.

İncir. 6. Hız seri ve seçici disk işlemleri Western Digital WD1002FBYS.	İncir. 7. Hız Seri Şerit boyutu ile 128 KB (Kontrolör Gigabyte SATA2)
İncir. 12. Hız Seri ve RAID 0 için örnek işlemler Şerit boyutu 4 KB ile (Kontrolör Gigabyte SATA2)	İncir. 13. Hız Seri ve örnek işlemler RAID 1 için (Kontrolör Gigabyte SATA2)

Bir diskin hız özelliklerine (RAID dizisi olmadan) bakarsanız, maksimum tutarlı okuyucu hızı 102 MB / s'dir ve maksimum tutarlı kayıt hızı 107 MB / s'dir.

128 KB aralığında bir RAID 0 dizisi oluştururken, maksimum tutarlı okuma hızı ve kayıt 125 MB / s'ye kadar artar, yani yaklaşık% 22 oranında artmaktadır.

Strapp 64, 32 veya 16 KB boyutunda, maksimum sıralı okuyucu hızı 130 MB / s'dir ve maksimum tutarlı kayıt hızı 141 MB / s'dir. Yani, belirtilen darbelerde, maksimum tutarlı okuma hızı% 27 artar ve maksimum tutarlı kayıt oranı% 31'dir.

Aslında, bir seviye 0 dizisi için yeterli değildir ve yukarıdaki ardışık işlemlerin maksimum hızını istiyorum.

Strapp 8 KB'nin boyutu ile, ardışık operasyonların maksimum hızı (okuma ve yazma), sınıflandırıcı okuma - bariz problemlerle, yaklaşık 64, 32 veya 16 KB, straper 64, 32 veya 16 KB boyutunda olduğu gibi aynı kalır. Veri bloğunun artan boyutu ile, 128 Kbytes'e kadar, örnek okuma oranı (olması gerektiği gibi) veri bloğunun boyutuyla orantılı olarak artar. Bununla birlikte, 128 KB'den fazla veri bloğunun boyutu ile, numune okuma hızı neredeyse sıfıra düşer (yaklaşık 0.1 Mb / s).

Strapp 4 Kbyte'nin boyutu ile, yalnızca bloğun boyutuna sahip numune okuma oranı, 128 KB'den daha fazladır, aynı zamanda sıralı okuyucunun 16 KB'den daha fazla blok boyutunda hızını da hızlandırır.

RAID 1 dizisini kullanarak GIGABYTE SATA2 kontrol cihazında pratik olarak değişmez (tek bir disk ile karşılaştırıldığında), sıralı okumanın hızı, maksimum tutarlı kayıt hızı 75 MB / s'ye düşürülür. RAID 1 dizi 1 için okuma hızının artması gerektiğini ve kayıt hızı, tek bir disk okuma ve kaydetme hızıyla karşılaştırıldığında düşmemelidir.

Gigabyte SATA2 denetleyicisinin test sonuçlarına dayanarak, yalnızca bir sonuç çıkarılabilir. RAID 0 oluşturmak için bu denetleyiciyi kullanın ve RAID 1 dizileri yalnızca diğer tüm RAID denetleyicileri (Marvell 9128, ICH10R) zaten dahil olduğunda anlamlıdır. Benzer bir durum hayal etmek oldukça zor olmasına rağmen.

Denetleyici Marvell 9128.

Marvell 9128 denetleyicisi, Gigabyte SATA2 kontrolörüyle karşılaştırıldığında çok daha yüksek hız özellikleri göstermiştir (Şekil 14-17). Aslında, bir diskle kontrolörün çalıştığında bile farklılıklar ortaya çıkıyor. Maksimum Sıralı Okuyucu Hızı, Gigabyte SATA2 denetleyicisi için 102 MB / S ise ve 128 KB veri bloğunun boyutu ile elde edilir, daha sonra Marvell 9128 denetleyicisi için, maksimum sıralı okuma hızı 107 MB / s'dir ve elde edilir. Veri bloğunun boyutu 16 KB.

Tam aralıklı boyut 64 ve 32 KB ile bir dizi RAID 0 oluştururken, maksimum sıralı okuyucu hızı 211 MB / s'ye yükselir ve sıralı bir kayıt 185 MB / s'ye kadardır. Yani, aynı grev boyutunda, maksimum tutarlı okuma oranı% 97 artar ve maksimum tutarlı kayıt oranı% 73'tür.

RAID 0 dizisinin yüksek hızlı göstergelerinde Strapp 32 ve 64 KB boyutuna göre önemli fark gözlemlenmez, ancak bu durumda, bir bloktaki sıralı işlemlerin hızı bu durumda daha çok tercih edilir. 128 KB'den az büyüklüğü biraz daha yüksek olacaktır.

Marvell 9128 denetleyicisinde bir dizi RAID 1 oluştururken, ardışık işlemlerin maksimum hızı, tek bir diskle karşılaştırıldığında pratik olarak değişmez. Öyleyse, tek bir disk için, ardışık işlemlerin maksimum hızı 107 MB / s, ardından RAID 1 için 105 MB / s'ye eşittir. Ayrıca RAID 1 için örnek okuma oranının biraz kötüleştiğini de unutmayın.

Genel olarak, Marvell 9128 denetleyicisinin iyi hız özelliklerine sahip olduğu ve hem RAID dizileri oluşturmak hem de tek diskleri bağlamak için kullanmak oldukça mümkün olduğu belirtilmelidir.

İch10r kontrol cihazı

ICH10R'ye inşa edilen RAID denetleyicisi, bizim tarafımızdan test edilenlerin en yüksek çıkması olduğu ortaya çıktı (Şekil 18-25). Tek bir diskle çalışırken (RAID dizisi oluşturmadan), performansı aslında Marvell 9128 denetleyici performansı ile aynıdır. Maksimum tutarlı okuyucu ve kayıt hızı 107 MB'dir ve veri bloğunun (16 kb) boyutu ile elde edilir.

İncir. 18. Hız Seri ve örnek işlemler Western Digital WD1002FBYS disk için (ICH10R kontrol cihazı) ICH10R kontrol cihazındaki RAID 0 dizisi hakkında konuşursak, daha sonra tutarlı okuma ve kayıtların maksimum hızı düz boyutuna bağlı değildir ve 212 MB / s'dir. Yalnızca veri bloğunun büyüklüğü, Sınır'ın boyutuna bağlıdır. maksimum değer Tutarlı okuma ve yazma hızı. Test sonuçları gösterdiği gibi, ICH10R kontrol cihazına dayanarak RAID 0 için, 64 KB tam aralık kullanımı en uygundur. Bu durumda, sıralı okuma ve kayıt oranının maksimum değeri, yalnızca 16 KB veri bloğunun boyutu ile elde edilir. Bu nedenle, özetleme, bir kez daha ICH10R'ye gömülü RAID kontrolörünün diğer tüm entegre RAID kontrolörlerinin performansını önemli ölçüde aştığını vurguluyoruz. Ve sahip olduğunun ve daha fazla işlevselliğe sahip olduğunu göz önünde bulundurarak, bu özel denetleyiciyi optimal olarak kullanır ve basitçe herkesin varlığını unutmayın (Tabii ki, SATA III diskleri sistemde kullanılmaz).