RAID

RAID (англ. redundant array of independent/inexpensive disks) — дисковый массив независимых дисков. Служат для повышения надёжности хранения данных и/или для повышения скорости чтения/записи информации (RAID 0).

Аббревиатура RAID изначально расшифровывалась как «Redundant Arrays of Inexpensive Disks» («избыточный (резервный) массив недорогих дисков», так как они были гораздо дешевле RAM). Именно так был представлен RAID своими исследователями: Петтерсоном (David A. Patterson), Гибсоном (Garth A. Gibson) и Катцом (Randy H. Katz) в 1987 году. Со временем RAID стали расшифровывать как «Redundant Array of Independent Disks» («избыточный (резервный) массив независимых дисков»), потому как для массивов приходилось использовать и дорогое оборудование (под недорогими дисками подразумевались диски для ПЭВМ).

Беркли представил следующие уровни RAID, которые были приняты как стандарт де-факто:

  • RAID 0 представлен как неотказоустойчивый дисковый массив.
  • RAID 1 определён как зеркальный дисковый массив.
  • RAID 2 зарезервирован для массивов, которые применяют код Хемминга.
  • RAID 3, 4, 5 используют чётность для защиты данных от одиночных неисправностей.


Содержание

Уровни RAID

RAID 0

RAID 0 («Striping») — дисковый массив с отсутствием избыточности. Информация записывается сквозь все диски последовательно, разбиваясь на блоки данных (Di):

     -----RAID 0-----
    /       |        \
-------  ------- · -------
| D1  |  | D2  | · | Dn  |
-------  ------- · -------
|Dn+1 |  |Dn+2 | · | D2n |
-------  ------- · -------
|D2n+1|  |D2n+2| · | D3n |
-------  ------- · -------

За счёт этого существенно повышается производительность (+), но страдает надёжность всего массива. (При выходе из строя любого из входящих в RAID 0 винчестеров полностью и безвозвратно пропадает вся информация) (-). В соответствии с теорией вероятности, надёжность массива RAID 0 равна произведению надёжностей составляющих его дисков, каждая из которых меньше единицы, т. о. совокупная надёжность заведомо ниже надёжности любого из дисков.

RAID 0 может быть реализован как программно так и аппаратно (+).

RAID 1

RAID 1 (Mirroring — «зеркало»). Он имеет защиту от выхода из строя половины имеющихся аппаратных средств (в общем случае — одного из двух жёстких дисков), обеспечивает приемлемую скорость записи и выигрыш по скорости чтения за счёт распараллеливания запросов. Недостаток заключается в том, что приходится выплачивать стоимость двух жёстких дисков, получая полезный объем одного жёсткого диска.

Изначально предполагается, что жёсткий диск — вещь надёжная. Соответственно, вероятность выхода из строя сразу двух дисков равна (по формуле) произведению вероятностей, то есть ниже на порядки! К сожалению, реальная жизнь — не теория. Два винчестера берутся из одной партии и работают в одинаковых условиях, а при выходе из строя одного из дисков нагрузка на оставшийся увеличивается, поэтому на практике при выходе из строя одного из дисков следует срочно принимать меры — вновь восстанавливать избыточность. Для этого с любым уровнем RAID (кроме нулевого) рекомендуют использовать диски горячего резерва HotSpare. Достоинство такого подхода — поддержание постоянной надёжности. Недостаток — ещё большие издержки (то есть стоимость трёх винчестеров для хранения объёма одного диска).

Зеркало на многих дисках — RAID 1+0. При использовании такого уровня зеркальные пары дисков выстраиваются в «цепочку», поэтому объём полученного тома может превосходить ёмкость одного жёсткого диска. Достоинства и недостатки такие же, как и у уровня RAID 1. Как и в других случаях, рекомендуется включать в массив диски горячего резерва HotSpare из расчёта один резервный на пять рабочих.

RAID 5

Cамый популярный из уровней, в первую очередь благодаря своей экономичности. Жертвуя ради избыточности ёмкостью всего одного диска из массива, мы получаем защиту от выхода из строя любого из винчестеров тома. На запись информации на том RAID 5 тратятся дополнительные ресурсы, так как требуются дополнительные вычисления, зато при чтении (по сравнению с отдельным винчестером) имеется выигрыш, потому что потоки данных с нескольких накопителей массива распараллеливаются.

Недостатки RAID 5 проявляются при выходе из строя одного из дисков — весь том переходит в критический режим, все операции записи и чтения сопровождаются дополнительными манипуляциями, резко падает производительность, диски начинают греться. Если срочно не принять меры — можно потерять весь том. Поэтому, (см. выше) с томом RAID5 следует обязательно использовать диск HotSpare.

Помимо базовых уровней RAID 0 — RAID 5, описанных в стандарте, существуют комбинированные уровни RAID 1+0, RAID 3+0, RAID 5+0, RAID 1+5, которые различные производители интерпретируют каждый по-своему.

Суть таких комбинаций вкратце заключается в следующем. RAID 1+0 — это сочетание единички и нолика (см. выше). RAID 5+0 — это объединение по «0» томов 5-го уровня. RAID 1+5 — «зеркало» «пятерок». И так далее.

Таким образом, комбинированные уровни наследуют преимущества (и недостатки) своих «родителей». Так, появление «нолика» в уровне RAID 5+0 нисколько не добавляет ему надёжности, но зато положительно отражается на производительности. Уровень RAID 1+5, наверное, очень надёжный, но не самый быстрый и, к тому же, крайне неэкономичный (полезная ёмкость тома меньше трети исходного дискового массива).

Matrix RAID

Matrix RAID — это технология реализованная фирмой Intel в своём чипсете ICH6R. Строго говоря эта технология не является новым уровнем RAID, она просто позволяет, используя лишь 2 диска, организовать одновременно один или несколько массивов уровня RAID 1 и один или несколько массивов уровня RAID 0. Это позволяет за сравнительно небольшие деньги обеспечить для одних данных повышенную надёжность, а для других высокую скорость доступа.

Интересные факты

Сотрудник корпорации Y-E Data, которая является крупнейшем в мире производителем USB флоппи-дисководов, Дэниэл Олсон в качестве эксперимента создал RAID-массив флоппи-дисководов.

 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home