I tako dalje, tako dalje, tako dalje, tako dalje. Dakle, danas ćemo razgovarati o tome RAID nizove zasnovane na njima.
Kao što znate, ove iste tvrdi diskovi Imaju i određenu sigurnosnu granicu nakon koje otkazuju, kao i karakteristike koje utiču na performanse.
Kao rezultat toga, vjerovatno su mnogi od vas, na ovaj ili onaj način, jednom čuli za određene raid nizove koji se mogu napraviti od običnih tvrdih diskova kako bi se ubrzao rad ovih istih diskova i računara u cjelini ili kako bi se osiguralo povećanje pouzdanost skladištenja podataka.
Sigurno i vi znate (a ako ne znate, nema veze) da ovi nizovi imaju različite sekvence ( 0, 1, 2, 3, 4 itd.), a također obavljaju sasvim različite funkcije. Ovaj fenomen se zapravo dešava u prirodi i, kao što ste već pretpostavili, upravo je to isti RAID nizovi je ono što želim da vam kažem u ovom članku. Tačnije, već vam kažem ;)
Idi.
Šta je RAID i zašto je potreban?
RAID- ovo je diskovni niz (tj. kompleks ili, ako želite, paket) od nekoliko uređaja - tvrdih diskova. Kao što sam rekao gore, ovaj niz služi za povećanje pouzdanosti skladištenja podataka i/ili za povećanje brzine čitanja/pisanja informacija (ili oboje).
Zapravo, šta tačno ova gomila diskova radi, odnosno ubrzava rad ili povećava sigurnost podataka, zavisi od vas, tačnije od izbora trenutne konfiguracije raid(ova). Različite vrste ovih konfiguracija su precizno navedene različiti brojevi: 1, 2, 3, 4 i, shodno tome, obavljaju različite funkcije.
Jednostavno, na primjer, u slučaju izgradnje 0 -ta verzija (opis varijacija 0, 1, 2, 3 itd. - pročitajte u nastavku) Dobit ćete primjetno povećanje produktivnosti. I općenito, tvrdi disk je danas samo uzak kanal u performansama sistema.
Zašto se to uopšte dogodilo?
Tvrdi diskovi samo rastu u zapremini zbog brzine rotacije njihovih glava (s izuzetkom rijetkih modela poput Raptor"ov) je stajao mirno već neko vrijeme 7200 , ni keš ne raste baš, arhitektura ostaje skoro ista.
Općenito, u pogledu performansi, diskovi stagniraju (situaciju se može spasiti samo razvojem), ali igraju značajnu ulogu u radu sistema i, na nekim mjestima, punopravnih aplikacija.
U slučaju izgradnje jedne jedinice (u smislu broja 1 ) raid, izgubit ćete malo u performansama, ali ćete dobiti neku opipljivu garanciju sigurnosti vaših podataka, jer će oni biti potpuno duplicirani i, zapravo, čak i ako jedan disk pokvari, sve će se u potpunosti nalaziti na drugom bez ikakvog gubitka.
Općenito, ponavljam, racije će biti korisne svima. Cak bih rekao da su obavezne :)
Šta je RAID u fizičkom smislu?
Fizički RAID-niz predstavlja od dva prije n-broj povezanih tvrdih diskova koji podržavaju mogućnost kreiranja RAID(ili na odgovarajući kontroler, što je manje uobičajeno jer su skupi za prosječnog korisnika (kontroleri se obično koriste na serverima zbog njihove povećane pouzdanosti i performansi)), tj. Za oko se ništa ne mijenja unutar sistemske jedinice, jednostavno nema nepotrebnih veza ili povezivanja diskova međusobno ili sa bilo čim drugim.
Generalno, u hardveru je sve gotovo isto kao i uvijek, a mijenja se samo softverski pristup koji, zapravo, odabirom vrste raid-a određuje kako bi povezani diskovi trebali raditi.
Programski, u sistemu se, nakon kreiranja raida, ne pojavljuju ni posebni hiri. Zapravo, cijela razlika u radu sa raid-om leži samo u maloj postavci koja zapravo organizira raid (vidi dolje) i u korištenju drajvera. Inače, SVE je apsolutno isto - u "Mom kompjuteru" isto C, D i ostali diskovi, sve iste fascikle, fajlovi... Generalno i softverski, na oko, potpuno su identični.
Instaliranje niza nije teško: uzimamo samo matičnu ploču koja podržava tehnologiju RAID, uzimamo dva potpuno identična, - važno je!, - kako prema karakteristikama (veličina, keš memorija, interfejs itd.) tako i prema proizvođaču i modelu diska i spojite ih na ovu matičnu ploču. Zatim samo uključite računar, idite na BIOS i postavite parametar SATA konfiguracija: RAID.
Nakon toga, tokom procesa pokretanja računara (obično prije pokretanja Windows) pojavljuje se panel koji prikazuje informacije o disku u raid-u i izvan njega, gdje zapravo trebate kliknuti CTR-I da konfigurišete raid (dodavanje diskova na njega, brisanje itd. itd.). Zapravo, to je sve. Onda su tu druge životne radosti, odnosno opet sve je kao i uvek.
Važna napomena koju treba zapamtiti
Prilikom kreiranja ili brisanja napada ( 1 Čini se da se to ne odnosi na th raid, ali nije činjenica) sve informacije se neizbježno brišu s diskova i stoga očito ne vrijedi samo provoditi eksperiment, kreirati i brisati različite konfiguracije. Stoga, prije kreiranja napada, prvo spremite sve potrebne informacije (ako ih imate), a zatim eksperimentirajte.
Što se tiče konfiguracija.. Kao što sam već rekao, RAID Postoji nekoliko vrsta nizova (barem iz glavne osnove - ovo je RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID 6). Za početak ću govoriti o dva koja su najrazumljivija i najpopularnija među običnim korisnicima:
- RAID 0- diskovni niz za povećanje brzine snimanja.
- RAID 1- zrcaljeno polje diskova.
I na kraju članka ću brzo preći preko ostalih.
RAID 0 - šta je to i za šta se koristi?
Dakle.. RAID 0(aka, striping) - koristi dva do četiri (više, manje često) čvrsta diska koji zajednički obrađuju informacije, što povećava produktivnost. Da bude jasno, nošenje torbi za jednu osobu traje duže i teže je nego za četiri osobe (iako torbe ostaju iste po svojim fizičkim svojstvima, mijenjaju se samo moći koje s njima djeluju). Programski, informacije o napadu ovog tipa se dijele na blokove podataka i upisuju na oba/nekoliko diskova redom.
Jedan blok podataka na jednom disku, drugi blok podataka na drugom itd. Ovo značajno povećava performanse (broj diskova određuje višestrukost povećanja performansi, tj. 4 diska će raditi brže od dva), ali pati sigurnost podataka na cijelom nizu. Ako bilo koja od komponenti uključenih u takav RAID tvrdih diskova (tj. tvrdih diskova), sve informacije su gotovo potpuno i nepovratno izgubljene.
Zašto? Činjenica je da se svaki fajl sastoji od određenog broja bajtova... od kojih svaki nosi informaciju. Ali unutra RAID 0 U nizu, bajtovi jedne datoteke mogu se nalaziti na nekoliko diskova. U skladu s tim, ako jedan od diskova "umre", proizvoljan broj bajtova datoteke će biti izgubljen i jednostavno će ga biti nemoguće oporaviti. Ali postoji više od jednog fajla.
Općenito, kada se koristi takav raid niz, preporučuje se trajno pohranjivanje vrijednih informacija na vanjski medij. Raid zaista pruža primjetnu brzinu - to vam govorim iz vlastitog iskustva, jer sam godinama imao takvu sreću instaliranu kod kuće.
RAID 1 - šta je to i za šta se koristi?
Šta je sa RAID-om 1?(Zrcaljenje - "ogledalo"). Za razliku od RAID 0 ispostavilo se da kao da "gubite" volumen second hard disk (koristi se da se na njega upiše kompletna (bajt za bajt) kopija prvog tvrdog diska dok je RAID 0 ovom prostoru potpuno dostupan).
Prednost je, kao što ste već shvatili, što ima visoku pouzdanost, tj. sve radi (a svi podaci postoje u prirodi i ne nestaju kada jedan od uređaja pokvari) sve dok barem jedan disk radi, tj. Čak i ako grubo uništite jedan disk, nećete izgubiti ni jedan bajt informacija, jer drugi je čista kopija prvog i zamjenjuje ga kada pokvari. Ova vrsta napada se često koristi na serverima zbog nevjerovatne održivosti podataka, što je važno.
Ovakvim pristupom performanse su žrtvovane i, prema ličnim osjećajima, čak i manje nego kada se koristi jedan disk bez ikakvih racija. Međutim, za neke je pouzdanost mnogo važnija od performansi.
RAID 2, 3, 4, 5, 6 - šta su i sa čime se koriste?
Opis ovih nizova je ovdje što je više moguće, tj. čisto za referencu, pa čak i tada u komprimiranom obliku (zapravo, opisan je samo drugi). Žašto je to? Barem zbog niske popularnosti ovih nizova među prosječnim (i, općenito, bilo kojeg drugog) korisnika i, kao posljedicu, mog malog iskustva u njihovom korištenju.
RAID 2 rezervisano za nizove koji koriste neku vrstu Hamingovog koda (nije me zanimalo šta je to, pa vam neću reći). Princip rada je otprilike ovaj: podaci se snimaju na odgovarajućim uređajima na isti način kao u RAID 0, odnosno podijeljeni su u male blokove na svim diskovima koji su uključeni u pohranjivanje informacija.
Preostali diskovi (posebno dodijeljeni za ovu svrhu) pohranjuju kodove za ispravljanje grešaka, koji se mogu koristiti za vraćanje informacija u slučaju kvara bilo kojeg tvrdog diska. Dakle, u nizovima ovog tipa diskovi su podijeljeni u dvije grupe - za podatke i za kodove za ispravljanje grešaka
Na primjer, imate dva diska koji obezbjeđuju prostor za sistem i datoteke, a još dva će biti potpuno posvećena ispravljanju podataka u slučaju da prva dva diska pokvare. U suštini, ovo je nešto poput nulte racije, samo sa mogućnošću da se barem nekako sačuvaju informacije u slučaju kvara jednog od tvrdih diskova. Rijetko skupo - četiri diska umjesto dva sa vrlo kontroverznim povećanjem sigurnosti.
RAID 3, 4, 5, 6.. O njima, koliko god to čudno zvučalo na stranicama ove stranice, pokušajte pročitati o njima na Wikipediji. Činjenica je da sam se u životu s ovim nizovima susreo izuzetno rijetko (osim što mi je peti dolazio češće od ostalih) i ne mogu pristupačnim riječima opisati principe njihovog rada, a apsolutno ne želim da preštampam članak iz gore predloženog izvora, barem zbog prisustva bijesnih formulacija u njima, koje čak i ja jedva mogu razumjeti.
Koji RAID odabrati?
Ako igrate igrice, često kopirate muziku, filmove, instalirate programe koji zahtijevaju velike resurse, onda će vam to svakako biti od koristi RAID 0. Ali budite oprezni pri odabiru tvrdih diskova – u ovom slučaju je njihov kvalitet posebno važan – ili svakako napravite sigurnosne kopije na vanjskim medijima.
Ako radite sa vrijednim informacijama, koje izgubiti je jednako smrti, onda su vam to svakako potrebne RAID 1- sa njim je izuzetno teško izgubiti informacije.
Ponavljam to Veoma poželjno je da diskovi instalirani u RAID niz je bio rodno identičan. Veličina, marka, serija, veličina keša - poželjno je da sve bude isto.
Pogovor
Tako stvari stoje.
Usput, napisao sam kako sastaviti ovo čudo u članku: " Kako kreirati RAID niz standardne metode ", i oko par parametara u materijalu" RAID 0 od dva SSD-a, - praktični testovi sa Read Ahead i Read Cache". Koristite pretragu.
Iskreno se nadam da će vam ovaj članak biti od koristi i da ćete sigurno napraviti napad ove ili one vrste. Verujte mi, vredi toga.
Za pitanja o njihovoj izradi i konfiguraciji, općenito, možete me kontaktirati u komentarima - pokušat ću pomoći (ako postoje upute za vašu matičnu ploču na mreži). Također će mi biti drago svim dopunama, željama, razmišljanjima i svim tim stvarima.
Pozdrav svima, dragi čitaoci blog stranice. Mislim da su mnogi od vas barem jednom naišli na tako zanimljiv izraz na internetu - „RAID niz“. Šta to znači i zašto bi prosječnom korisniku mogao zatrebati, o tome ćemo danas razgovarati. Dobro je poznata činjenica da je to najsporija komponenta u PC-u, a inferiorna je u odnosu na procesor i.
Da bi se kompenzirala „urođena“ sporost tamo gdje je potpuno deplasirana ( mi pričamo prvenstveno o serverima i PC računarima visokih performansi) došao je na ideju korištenja takozvanog RAID diskovnog niza – svojevrsnog „snopa“ nekoliko identičnih tvrdih diskova koji rade paralelno. Ovo rješenje vam omogućava značajno povećanje brzine rada u kombinaciji s pouzdanošću.
Pre svega, RAID niz vam omogućava da obezbedite visoku toleranciju na greške za čvrste diskove (HDD) vašeg računara kombinovanjem nekoliko čvrstih diskova u jedan logički element. U skladu s tim, za implementaciju ove tehnologije trebat će vam najmanje dva tvrdi diskovi . Osim toga, RAID je jednostavno zgodan, jer sve informacije koje su prethodno morale da se kopiraju u rezervne izvore (eksterne čvrste diskove) sada se mogu ostaviti „kao što jesu“, jer postoji rizik od toga totalni gubitak je minimalan i teži nuli, ali ne uvijek, više o tome u nastavku.
RAID se prevodi otprilike ovako: zaštićeni skup jeftinih diskova. Ime dolazi iz vremena kada su veliki čvrsti diskovi bili veoma skupi i bilo je jeftinije sastaviti jedan zajednički niz manjih diskova. Suština se od tada nije promijenila, općenito, kao i naziv, samo što sada možete napraviti samo gigantsku pohranu od nekoliko velikih HDD-a, ili napraviti tako da jedan disk duplira drugi. Također možete kombinirati obje funkcije, čime ćete dobiti prednosti jedne i druge.
Svi ovi nizovi su pod svojim brojevima, najverovatnije ste čuli za njih - raid 0, 1...10, odnosno nizovi različitih nivoa.
Vrste RAID-a
Speed Raid 0
Raid 0 nema nikakve veze sa pouzdanošću, jer samo povećava brzinu. Potrebna su vam najmanje 2 čvrsta diska, a u ovom slučaju podaci će biti „isječeni“ i upisani na oba diska istovremeno. Odnosno, imat ćete pristup cijelom volumenu ovih diskova i teoretski to znači da ćete dobiti 2 puta više velika brzinačitati/pisati.
Ali zamislimo da se jedan od ovih diskova pokvari – u ovom slučaju gubitak SVIH vaših podataka je neizbježan. Drugim riječima, i dalje ćete morati redovno praviti sigurnosne kopije kako biste kasnije mogli vratiti informacije. Ovdje se obično koriste 2 do 4 diska.
Raid 1 ili "ogledalo"
Pouzdanost ovdje nije ugrožena. Dobijate prostor na disku i performanse samo jednog tvrdog diska, ali imate dvostruko veću pouzdanost. Jedan disk se pokvari - informacije će biti sačuvane na drugom.
Niz nivoa RAID 1 ne utiče na brzinu, već na volumen - ovde imate na raspolaganju samo polovinu ukupnog prostora na disku, od čega, inače, u RAID 1 može biti 2, 4 itd. je paran broj. Općenito, glavna karakteristika napada prvog nivoa je pouzdanost.
Raid 10
Kombinira sve najbolje od prethodnih vrsta. Predlažem da pogledamo kako to funkcionira na primjeru četiri HDD-a. Dakle, informacije se upisuju paralelno na dva diska, a ti podaci se dupliraju na dva druga diska.
Rezultat je dvostruko povećanje brzine pristupa, ali i kapaciteta samo dva od četiri diska u nizu. Ali ako bilo koja dva diska pokvare, neće doći do gubitka podataka.
Raid 5
Ova vrsta niza je po svojoj namjeni vrlo slična RAID-u 1, samo što su vam sada potrebna najmanje 3 diska, jedan od njih će pohraniti informacije potrebne za oporavak. Na primjer, ako takav niz sadrži 6 HDD-a, tada će se samo 5 od njih koristiti za snimanje informacija.
Zbog činjenice da se podaci upisuju na nekoliko tvrdih diskova odjednom, brzina čitanja je velika, što je savršeno za pohranjivanje velike količine podataka tamo. Ali, bez skupog raid kontrolera, brzina neće biti velika. Ne daj Bože da se jedan od diskova pokvari - vraćanje informacija će potrajati dosta vremena.
Raid 6
Ovaj niz može preživjeti kvar dva čvrsta diska odjednom. To znači da će vam za kreiranje takvog niza trebati najmanje četiri diska, unatoč činjenici da će brzina pisanja biti čak niža od one kod RAID 5.
Imajte na umu da bez moćnog raid kontrolera takav niz (6) vjerovatno neće biti sastavljen. Ako imate samo 4 čvrsta diska, bolje je da napravite RAID 1.
Kako kreirati i konfigurirati RAID niz
RAID kontroler
Raid niz se može napraviti povezivanjem nekoliko HDD-a na matičnu ploču računara koja podržava ovu tehnologiju. To znači da takva matična ploča ima integrirani kontroler, koji je obično ugrađen u . Ali, kontroler može biti i eksterni, koji se povezuje preko PCI ili PCI-E konektora. Svaki kontroler, po pravilu, ima svoj softver za konfiguraciju.
Raid se može organizovati i na nivou hardvera i na nivou softvera, potonja opcija je najčešća među kućnim računarima. Korisnici ne vole kontroler ugrađen u matičnu ploču zbog njegove slabe pouzdanosti. Osim toga, ako je matična ploča oštećena, oporavak podataka bit će vrlo problematičan. Na softverskom nivou igra se uloga kontrolera, ako se nešto desi, lako možete prenijeti svoj raid niz na drugi PC.
Hardver
Kako napraviti RAID niz? Da biste to uradili potrebno vam je:
- Nabavite ga negde uz podršku za raid (u slučaju hardverskog RAID-a);
- Kupite najmanje dva identična hard diska. Bolje je da budu identični ne samo po karakteristikama, već i istog proizvođača i modela, a povezani sa prostirkom. daska koristeći jednu.
- Prenesite sve podatke sa vaših HDD-ova na druge medije, inače će biti uništeni tokom procesa kreiranja raida.
- Zatim ćete morati da omogućite RAID podršku u BIOS-u, ali ne mogu vam reći kako to učiniti u slučaju vašeg računara, zbog činjenice da je BIOS kod svih drugačiji. Obično se ovaj parametar naziva ovako: “SATA konfiguracija ili konfiguracija SATA kao RAID”.
- Zatim ponovo pokrenite računar i tabelu sa više fina podešavanja raid. Možda ćete morati da pritisnete kombinaciju tastera "ctrl+i" tokom POST procedure da bi se ova tabela pojavila. Za one koji imaju eksterni kontroler Najvjerovatnije ćete morati pritisnuti “F2”. U samoj tabeli kliknite na “Create Massive” i odaberite željeni nivo niza.
Nakon kreiranja raid niza u BIOS-u, morate otići na "upravljanje diskovima" u OS -10 i formatirati nedodijeljeno područje - ovo je naš niz.
Program
Da biste kreirali softverski RAID, ne morate ništa da omogućite ili onemogućite u BIOS-u. U stvari, ne treba vam ni podrška za napade matična ploča. Kao što je već spomenuto, tehnologija se implementira kroz centralni procesor Sami PC i Windows alati. Da, ne morate čak ni instalirati softver treće strane. Istina, na ovaj način možete kreirati samo RAID prvog tipa, koji je „ogledalo“.
Kliknite desni klik Idite na "moj računar" - "upravljanje" - "upravljanje diskom". Zatim kliknite na bilo koji od tvrdih diskova namijenjenih za raid (disk1 ili disk2) i odaberite "Kreiraj zrcalni volumen". U sljedećem prozoru odaberite disk koji će biti ogledalo drugog tvrdog diska, zatim dodijelite slovo i formatirajte konačnu particiju.
U ovom uslužnom programu, zrcalni volumeni su istaknuti jednom bojom (crvenom) i označeni su jednim slovom. U ovom slučaju, datoteke se kopiraju na oba volumena, jednom na jedan volumen, a ista datoteka se kopira u drugi volumen. Važno je napomenuti da će u prozoru "moj računar" naš niz biti prikazan kao jedan odjeljak, drugi odjeljak je sakriven kako ne bi bio bol u oku, jer se tu nalaze iste duplikate datoteka.
Ako hard disk pokvari, pojavit će se greška “Failed Redundancy”, dok će sve na drugoj particiji ostati netaknuto.
Hajde da sumiramo
RAID 5 je neophodan za ograničeni opseg zadataka, kada je mnogo veći broj HDD-a (od 4 diska) sastavljen u ogromne nizove. Za većinu korisnika, raid 1 je najbolja opcija. Na primjer, ako postoje četiri diska sa kapacitetom od 3 terabajta svaki, u RAID 1 u ovom slučaju je dostupno 6 terabajta kapaciteta. RAID 5 će u ovom slučaju pružiti više prostora, međutim, brzina pristupa će značajno pasti. RAID 6 će dati istih 6 terabajta, ali još manju brzinu pristupa, a također će zahtijevati skup kontroler.
Hajde da dodamo još RAID diskova i videćete kako se sve menja. Na primjer, uzmimo osam diskova istog kapaciteta (3 terabajta). U RAID 1, samo 12 terabajta prostora će biti dostupno za snimanje, polovina volumena će biti zatvorena! RAID 5 u ovom primjeru će dati 21 terabajt prostor na disku+ biće moguće preuzeti podatke sa bilo kog oštećenog hard diska. RAID 6 će dati 18 terabajta i podaci se mogu dobiti sa bilo koja dva diska.
Generalno, RAID nije jeftina stvar, ali lično bih volio da imam na raspolaganju RAID prvog nivoa od 3 terabajta diska. Postoje još sofisticiranije metode, kao što je RAID 6 0, ili „raid iz raid nizova“, ali to ima smisla s velikim brojem HDD-ova, najmanje 8, 16 ili 30 - slažete se, ovo je daleko izvan okvira uobičajena “kućna” upotreba i korišćena potražnja je uglavnom u serverima.
Nešto ovako, ostavite komentare, dodajte stranicu u bookmark (zbog praktičnosti), bit će još puno zanimljivih i korisnih stvari i vidimo se uskoro na stranicama bloga!
Na internetu postoji mnogo članaka koji opisuju RAID. Na primjer, ovaj sve opisuje vrlo detaljno. Ali kao i obično, nema dovoljno vremena da se sve pročita, pa vam treba nešto kratko da shvatite - da li je to potrebno ili ne, i šta je bolje koristiti u odnosu na rad sa DBMS-om (InterBase, Firebird ili nešto drugo - to zaista nije bitno). Pred vašim očima je upravo takav materijal.
U prvoj aproksimaciji, RAID je kombinacija diskova u jedan niz. SATA, SAS, SCSI, SSD - nije bitno. Štaviše, skoro svaki normalan matična ploča sada podržava mogućnost organizovanja SATA RAID-a. Hajde da prođemo kroz listu šta su RAID-ovi i zašto su. (Odmah želim napomenuti da u RAID-u morate kombinirati identične diskove. Konsolidacija diskova iz različitih proizvođača, istih, ali različitih tipova, ili različitih veličina - ovo je ugađanje za osobu koja sjedi za kućnim računarom).
RAID 0 (prugasta)
Grubo govoreći, ovo je uzastopna kombinacija dva (ili više) fizičkih diskova u jedan "fizički" disk. Pogodan je samo za organiziranje ogromnog prostora na disku, na primjer, za one koji rade s uređivanjem videa. Nema smisla držati baze podataka na takvim diskovima - u stvari, čak i ako je vaša baza podataka veličine 50 gigabajta, zašto ste onda kupili dva diska od po 40 gigabajta, a ne 1 sa 80 gigabajta? Najgore je što u RAID-u 0 svaki kvar na jednom od diskova dovodi do potpune nefunkcionalnosti takvog RAID-a, jer se podaci naizmenično upisuju na oba diska, pa shodno tome RAID 0 nema načina za oporavak u slučaju kvarova.Naravno, RAID 0 pruža brže performanse zbog crtanja čitanja/pisanja.
RAID 0 se često koristi za hostovanje privremenih datoteka.
RAID 1 (ogledalo)
Zrcaljenje diska. Ako je Shadow u IB/FB softversko preslikavanje (pogledajte Operations Guide.pdf), onda je RAID 1 hardversko preslikavanje, i ništa više. Zabraniti vam korištenje softverskog preslikavanja pomoću OS alata ili softvera treće strane. Potreban vam je ili "gvozdeni" RAID 1 ili senka.Ako dođe do kvara, pažljivo provjerite koji disk je pokvario. Najčešći slučaj gubitka podataka na RAID-u 1 je pogrešna radnja tokom oporavka (pogrešan disk je naveden kao "ceo").
Što se tiče performansi - dobitak za pisanje je 0, za čitanje - možda i do 1,5 puta, pošto se čitanje može obaviti "paralelno" (naizmjenično sa različitih diskova). Za baze podataka, ubrzanje je malo, dok će prilikom paralelnog pristupa različitim (!) dijelovima (fajloma) diska ubrzanje biti apsolutno tačno.
RAID 1+0
Pod RAID 1+0 podrazumevaju opciju RAID 10, kada se dva RAID 1 kombinuju u RAID 0. Opcija kada se dva RAID 0 kombinuju u RAID 1 naziva se RAID 0+1, a "izvan" je isti RAID 10 .RAID 2-3-4
Ovi RAID-ovi su rijetki jer koriste Hamingove kodove, ili blokiranje bajtova + kontrolne sume, itd., ali opći sažetak je da ovi RAID-ovi pružaju samo pouzdanost, sa povećanjem performansi za 0, a ponekad čak i njihovim pogoršanjem.RAID 5
Zahtijeva najmanje 3 diska. Paritetni podaci se distribuiraju na sve diskove u nizuObično se kaže da "RAID5 koristi nezavisan pristup disku tako da se zahtjevi prema različitim diskovima mogu izvršavati paralelno." Treba imati na umu da se, naravno, radi o paralelnim I/O zahtjevima. Ako takvi zahtjevi idu sekvencijalno (u SuperServeru), onda naravno nećete dobiti efekat paralelnog pristupa na RAID 5. Naravno, RAID5 će dati povećanje performansi ako operativni sistem i druge aplikacije rade sa nizom (na primjer, sadržavat će virtuelna memorija, TEMP, itd.).
Općenito, RAID 5 je nekada bio najčešće korišteni diskovni niz za rad sa DBMS-ovima. Sada se takav niz može organizirati na SATA diskovima, i bit će znatno jeftiniji nego na SCSI. Cijene i kontrolere možete pogledati u člancima
Štaviše, treba obratiti pažnju na količinu kupljenih diskova - na primjer, u jednom od spomenutih članaka, RAID5 je sastavljen od 4 diska kapaciteta 34 gigabajta, dok je volumen "diska" 103 gigabajta.
Testiranje pet SATA RAID kontrolera - http://www.thg.ru/storage/20051102/index.html.
Adaptec SATA RAID 21610SA u RAID 5 nizovima - http://www.ixbt.com/storage/adaptec21610raid5.shtml.
Zašto je RAID 5 loš - https://geektimes.ru/post/78311/
Pažnja! Prilikom kupovine diskova za RAID5 obično uzimaju 3 diska, minimalno (najvjerovatnije zbog cijene). Ako iznenada, s vremenom, jedan od diskova pokvari, tada može nastati situacija kada nije moguće kupiti disk sličan korištenim (više se ne proizvodi, privremeno nema na zalihama itd.). Stoga se čini zanimljivijom idejom kupovina 4 diska, organiziranje RAID5 od tri i povezivanje 4. diska kao sigurnosne kopije (za sigurnosne kopije, druge datoteke i druge potrebe).
Volumen RAID5 diskovnog niza se izračunava pomoću formule (n-1)*hddsize, gdje je n broj diskova u nizu, a hddsize veličina jednog diska. Na primjer, za niz od 4 diska od 80 gigabajta, ukupni volumen će biti 240 gigabajta.
Postavlja se pitanje “neprikladnosti” RAID5 za baze podataka. U najmanju ruku, može se posmatrati sa stanovišta da da biste dobili dobre RAID5 performanse, morate koristiti specijalizovani kontroler, a ne ono što je podrazumevano uključeno na matičnoj ploči.
Članak RAID-5 mora umreti. I više o gubitku podataka na RAID5.
Bilješka. Od 09.05.2005., cijena Hitachi 80Gb SATA drajva je 60 USD.
RAID 10, 50
Slijede kombinacije navedenih opcija. Na primjer, RAID 10 je RAID 0 + RAID 1. RAID 50 je RAID 5 + RAID 0.Zanimljivo je da je kombinacija RAID 0+1 lošija u smislu pouzdanosti od RAID5. Usluga popravke baze podataka ima slučaj kvara jednog diska u sistemu RAID0 (3 diska) + RAID1 (još 3 ista diska). Istovremeno, RAID1 nije mogao „podići“ rezervni disk. Ispostavilo se da je baza oštećena bez ikakve šanse za popravku.
RAID 0+1 zahtijeva 4 diska, a RAID 5 zahtijeva 3. Razmislite o tome.
RAID 6
Za razliku od RAID 5, koji koristi paritet za zaštitu podataka od pojedinačnih grešaka, RAID 6 koristi isti paritet za zaštitu od dvostrukih grešaka. Shodno tome, procesor je moćniji nego u RAID 5, a ne 3, ali je potrebno najmanje 5 diskova (tri diska sa podacima i 2 diska za paritet). Štaviše, broj diskova u raid6 nema istu fleksibilnost kao u raid-u 5 i mora biti jednak jednostavnom broju (5, 7, 11, 13, itd.)Recimo da dva diska pokvare u isto vrijeme, ali takav slučaj je vrlo rijedak.
Nisam vidio nikakve podatke o performansama RAID-a 6 (nisam gledao), ali može biti da bi zbog redundantne kontrole performanse mogle biti na nivou RAID-a 5.
Vrijeme obnove
Svaki RAID niz koji ostaje operativan ako jedan disk pokvari ima koncept koji se zove vreme obnove. Naravno, kada mrtvi disk zamijenite novim, kontroler mora organizirati funkcioniranje novog diska u nizu, a to će potrajati.Prilikom “povezivanja” novog diska, na primjer, za RAID 5, kontroler može dozvoliti rad niza. Ali brzina niza u ovom slučaju bit će vrlo mala, barem zato što čak i ako je novi disk "linearno" ispunjen informacijama, pisanje na njega će "odvratiti" kontroler i glave diskova od sinhroniziranja operacija s ostatkom diskovi niza.
Vrijeme potrebno da se niz vrati u normalan rad direktno ovisi o kapacitetu diska. Na primer, Sun StorEdge 3510 FC Array sa veličinom niza od 2 terabajta u ekskluzivnom režimu vrši rekonstrukciju u roku od 4,5 sata (po ceni hardvera od oko 40.000 dolara). Stoga, kada organizirate niz i planirate oporavak od katastrofe, prije svega morate razmišljati o vremenu obnove. Ako vaša baza podataka i sigurnosne kopije ne zauzimaju više od 50 gigabajta, a rast godišnje je 1-2 gigabajta, onda teško da ima smisla sastavljati niz diskova od 500 gigabajta. 250 GB će biti dovoljno, a čak i za raid5 ovo će biti najmanje 500 GB prostora za smještaj ne samo baze podataka, već i filmova. Ali vrijeme ponovne izgradnje za diskove od 250 GB bit će otprilike 2 puta manje nego za diskove od 500 GB.
Sažetak
Ispostavilo se da je najsmislenije koristiti ili RAID 1 ili RAID 5. Međutim, najviše uobičajena greška, što skoro svi rade je da koriste RAID "za sve". To jest, oni instaliraju RAID, nagomilaju sve što imaju na njemu i... dobiju pouzdanost u najboljem slučaju, ali bez poboljšanja performansi.Keš memorija za pisanje također često nije omogućena, zbog čega je pisanje na raid sporije od pisanja na običan pojedinačni disk. Činjenica je da je za većinu kontrolera ova opcija podrazumevano onemogućena, jer... Smatra se da je za njegovo omogućavanje poželjno imati barem bateriju na raid kontroleru, kao i prisustvo UPS-a.
Tekst
Stari članak hddspeed.htmLINK (i doc_calford_1.htmLINK) pokazuje kako možete postići značajne dobitke u performansama korištenjem više fizičkih diskova, čak i za IDE. Shodno tome, ako organizirate RAID, stavite bazu na njega, a ostalo (temperatura, OS, virtualni disk) uradite na drugim tvrdim diskovima. Uostalom, svejedno, sam RAID je jedan „disk“, čak i ako je pouzdaniji i brži.
proglašen zastarelim. Sve gore navedeno ima pravo da postoji na RAID 5. Međutim, prije takvog postavljanja, morate saznati kako možete napraviti rezervnu kopiju/vratiti operativni sistem, i koliko će to trajati, koliko će vremena trebati da se vrati “ mrtvog” diska, ima li (će biti)) disk je pri ruci za zamjenu “mrtvog” i tako dalje, tj. morat ćete unaprijed znati odgovore na najosnovnija pitanja u slučaju kvara sistema .
I dalje savjetujem da operativni sistem držite na zasebnom SATA drajvu, ili, ako želite, na dva SATA diska povezana u RAID 1. U svakom slučaju, postavljajući operativni sistem na RAID, morate planirati svoje radnje ako se matična ploča iznenada zaustavi radna ploča - ponekad je prijenos raid array diskova na drugu matičnu ploču (čipset, raid kontroler) nemoguć zbog nekompatibilnosti zadanih parametara raid-a.
Postavljanje baze, senke i rezervne kopije
Uprkos svim prednostima RAID-a, strogo se ne preporučuje, na primer, pravljenje rezervne kopije na istom logičkom disku. Ne samo da to loše utječe na performanse, već može dovesti i do problema s nedostatkom slobodnog prostora (na velikim bazama podataka) - uostalom, ovisno o podacima, datoteka sigurnosne kopije može biti ekvivalentna veličini baze podataka , pa čak i veće. Pravljenje sigurnosne kopije na istom fizičkom disku je i dalje u redu, iako najviše najbolja opcija- sigurnosna kopija na zasebnom tvrdom disku.Objašnjenje je vrlo jednostavno. Backup je čitanje podataka iz datoteke baze podataka i pisanje u datoteku sigurnosne kopije. Ako se sve ovo fizički dešava na jednom disku (čak i RAID 0 ili RAID 1), performanse će biti lošije nego ako čitate sa jednog diska i pišete na drugi. Prednost ovog odvajanja je još veća kada se napravi sigurnosna kopija dok korisnici rade s bazom podataka.
Isto važi i za senku - nema smisla stavljati senku, na primer, na RAID 1, na isto mesto kao i baza podataka, čak ni na različitim logičkim diskovima. Ako je prisutna sjena, server upisuje stranice podataka i u datoteku baze podataka i u datoteku sjene. To jest, umjesto jedne operacije pisanja, izvode se dvije. Prilikom podjele baze i sjene na različite fizičke diskove, performanse pisanja će biti određene najsporijim diskom.
Sve moderne matične ploče su opremljene integrisanim RAID kontrolerom, a vrhunski modeli imaju čak i nekoliko integrisanih RAID kontrolera. U kojoj mjeri su integrirani RAID kontroleri traženi od strane kućnih korisnika, posebno je pitanje. U svakom slučaju, moderna matična ploča pruža korisniku mogućnost kreiranja RAID niza od nekoliko diskova. Međutim, ne zna svaki kućni korisnik kako da kreira RAID niz, koji nivo niza da odabere i generalno nema pojma o prednostima i nedostacima korišćenja RAID nizova.
U ovom članku ćemo dati kratke preporuke za kreiranje RAID nizova na kućnim računarima i dalje konkretan primjer Hajde da demonstriramo kako možete nezavisno testirati performanse RAID niza.
Istorija stvaranja
Termin “RAID niz” se prvi put pojavio 1987. godine, kada su američki istraživači Patterson, Gibson i Katz sa Univerziteta Berkeley u Kaliforniji u svom članku “Slučaj za redundantne nizove jeftinih diskova, RAID” opisali kako na ovaj način možete kombinirati nekoliko jeftine hard diskove u jedan logički uređaj tako da se rezultirajući kapacitet i performanse sistema povećaju, a kvar pojedinačnih diskova ne dovodi do kvara čitavog sistema.
Prošlo je više od 20 godina od objavljivanja ovog članka, ali tehnologija izgradnje RAID nizova nije izgubila svoju relevantnost ni danas. Jedina stvar koja se od tada promijenila je dekodiranje RAID akronima. Činjenica je da u početku RAID nizovi uopće nisu bili izgrađeni na jeftinim diskovima, pa je riječ Inexpensive (jeftin) promijenjena u Independent (nezavisno), što je više bilo istinito.
Princip rada
Dakle, RAID je redundantni niz nezavisnih diskova (Redundant Arrays of Independent Discs), koji ima zadatak da osigura toleranciju grešaka i poveća performanse. Tolerancija grešaka se postiže redundantnošću. Odnosno, dio kapaciteta diskovnog prostora se dodjeljuje za službene svrhe, postajući nedostupan korisniku.
Povećanje produktivnosti diskovni podsistem osigurava se istovremenim radom više diskova, i u tom smislu, što je više diskova u nizu (do određene granice), to bolje.
Zajednički rad diskova u nizu može se organizirati pomoću paralelnog ili nezavisnog pristupa. Sa paralelnim pristupom, prostor na disku je podijeljen na blokove (trake) za snimanje podataka. Slično, informacije koje treba zapisati na disk se dijele na iste blokove. Prilikom snimanja upisuju se pojedinačni blokovi različiti diskovi, a upisivanje nekoliko blokova na različite diskove odvija se istovremeno, što dovodi do povećanja performansi u operacijama pisanja. Neophodne informacije takođe se čita u odvojenim blokovima istovremeno sa nekoliko diskova, što takođe povećava performanse proporcionalno broju diskova u nizu.
Treba napomenuti da se model paralelnog pristupa implementira samo ako je veličina zahtjeva za upisivanje podataka veća od veličine samog bloka. Inače, paralelno snimanje nekoliko blokova je gotovo nemoguće. Zamislimo situaciju u kojoj je veličina pojedinačnog bloka 8 KB, a veličina zahtjeva za pisanje podataka 64 KB. U ovom slučaju, izvorne informacije se izrezuju u osam blokova od 8 KB svaki. Ako imate niz od četiri diska, možete pisati četiri bloka, ili 32 KB, odjednom. Očigledno je da će u razmatranom primjeru brzine pisanja i čitanja biti četiri puta veće nego kada se koristi jedan disk. Ovo vrijedi samo za idealnu situaciju, ali veličina zahtjeva nije uvijek višekratnik veličine bloka i broja diskova u nizu.
Ako je veličina snimljenih podataka manja od veličine bloka, tada se implementira suštinski drugačiji model - nezavisni pristup. Štaviše, ovaj model se može koristiti i kada je veličina podataka koji se upisuju veća od veličine jednog bloka. Sa nezavisnim pristupom, svi podaci iz jednog zahtjeva se zapisuju na poseban disk, odnosno situacija je identična kao u radu s jednim diskom. Prednost modela nezavisnog pristupa je u tome što ako nekoliko zahteva za pisanje (čitanje) stigne istovremeno, svi će se izvršavati na odvojenim diskovima nezavisno jedan od drugog. Ova situacija je tipična, na primjer, za servere.
Prema različitim vrstama pristupa postoje različite vrste RAID nizovi, koji se obično karakterišu RAID nivoima. Pored vrste pristupa, nivoi RAID-a se razlikuju po načinu na koji prihvataju i generišu suvišne informacije. Suvišne informacije mogu se ili smjestiti na namjenski disk ili distribuirati među svim diskovima. Postoji mnogo načina za generiranje ovih informacija. Najjednostavniji od njih je potpuno dupliciranje (100 posto redundancija) ili zrcaljenje. Osim toga, koriste se kodovi za ispravljanje grešaka, kao i paritetni proračuni.
RAID nivoi
Trenutno postoji nekoliko RAID nivoa koji se mogu smatrati standardizovanim - to su RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5 i RAID 6.
Koriste se i različite kombinacije RAID nivoa, što vam omogućava da kombinujete njihove prednosti. Ovo je obično kombinacija neke vrste nivoa otpornosti na greške i nultog nivoa koji se koristi za poboljšanje performansi (RAID 1+0, RAID 0+1, RAID 50).
Imajte na umu da svi moderni RAID kontroleri podržavaju JBOD (Just a Bench Of Disks) funkciju, koja nije namijenjena kreiranju nizova - ona pruža mogućnost povezivanja pojedinačnih diskova na RAID kontroler.
Treba napomenuti da RAID kontroleri integrisani na matične ploče za kućne računare ne podržavaju sve RAID nivoe. RAID kontroleri sa dva porta podržavaju samo nivoe 0 i 1, dok RAID kontroleri sa više portova (na primer, 6-portni RAID kontroler integrisan u južni most ICH9R/ICH10R čipseta) takođe podržavaju nivoe 10 i 5.
Osim toga, ako govorimo o matičnim pločama zasnovanim na Intel skupovima čipova, one također implementiraju funkciju Intel Matrix RAID, koja vam omogućava da istovremeno kreirate RAID matrice nekoliko nivoa na nekoliko tvrdih diskova, dodjeljujući dio prostora na disku za svaku od njih.
RAID 0
RAID nivo 0, strogo govoreći, nije redundantni niz i, shodno tome, ne pruža pouzdano skladištenje podataka. Ipak, ovaj nivo se aktivno koristi u slučajevima kada je to potrebno osigurati Visoke performanse diskovni podsistem. Prilikom kreiranja niza RAID nivoa 0, informacije se dijele na blokove (ponekad se ti blokovi nazivaju trakama), koji se zapisuju na odvojene diskove, odnosno kreira se sistem s paralelnim pristupom (ako, naravno, veličina bloka to dozvoljava ). Dozvoljavajući istovremeni I/O sa više diskova, RAID 0 obezbeđuje najbrže brzine prenosa podataka i maksimalnu efikasnost prostora na disku jer nije potreban prostor za skladištenje za kontrolne sume. Implementacija ovog nivoa je vrlo jednostavna. RAID 0 se uglavnom koristi u područjima gdje je potreban brz prijenos velikih količina podataka.
RAID 1 (zrcaljeni disk)
RAID Level 1 je niz od dva diska sa 100 posto redundancijom. Odnosno, podaci su jednostavno potpuno duplirani (zrcaljeni), zbog čega se postiže vrlo visok nivo pouzdanosti (kao i troškova). Imajte na umu da za implementaciju razine 1 nije potrebno prvo particionirati diskove i podatke u blokove. U najjednostavnijem slučaju, dva diska sadrže iste informacije i jedan su logički disk. Ako jedan disk pokvari, njegove funkcije obavlja drugi (što je apsolutno transparentno za korisnika). Vraćanje niza vrši se jednostavnim kopiranjem. Osim toga, ovaj nivo udvostručuje brzinu čitanja informacija, jer se ova operacija može izvršiti istovremeno sa dva diska. Ova šema skladištenja informacija koristi se uglavnom u slučajevima kada su troškovi sigurnosti podataka mnogo veći od troškova implementacije sistema za skladištenje podataka.
RAID 5
RAID 5 je diskovni niz otporan na greške sa distribuiranim skladištem kontrolne sume. Prilikom snimanja, tok podataka se dijeli na blokove (trake) na nivou bajtova i istovremeno se upisuje na sve diskove niza cikličkim redoslijedom.
Pretpostavimo da niz sadrži n diskove i veličinu trake d. Za svaku porciju n–1 trake, izračunava se kontrolni zbir str.
Stripe d 1 snimljeno na prvom disku, traka d 2- na drugom i tako dalje do trake dn–1, koji je napisan na ( n–1)-ti disk. Sljedeće dalje n- upisuje se kontrolni zbir diska p n, a proces se ciklički ponavlja od prvog diska na kojem je traka upisana d n.
Proces snimanja (n–1) pruge i njihov kontrolni zbir se proizvode istovremeno za sve n diskovi.
Kontrolna suma se izračunava korištenjem operacije isključivanja ili XOR koja se primjenjuje na blokove podataka koji se upisuju. Dakle, ako postoji n tvrdi diskovi, d- blok podataka (traka), tada se kontrolni zbroj izračunava pomoću sljedeće formule:
pn=d1 d 2 ... d 1–1.
Ako neki disk pokvari, podaci na njemu se mogu vratiti pomoću kontrolnih podataka i podataka preostalih na radnim diskovima.
Za ilustraciju, razmotrite blokove od po četiri bita. Neka postoji samo pet diskova za pohranjivanje podataka i snimanje kontrolnih suma. Ako postoji niz bitova 1101 0011 1100 1011, podijeljen u blokove od četiri bita, tada je za izračunavanje kontrolne sume potrebno izvršiti sljedeću operaciju po bitu:
1101 0011 1100 1011 = 1001.
Dakle, kontrolni zbroj zapisan na peti disk je 1001.
Ako jedan od diskova, na primjer četvrti, pokvari, onda blok d 4= 1100 neće biti dostupno prilikom čitanja. Međutim, njegova se vrijednost može lako vratiti pomoću kontrolne sume i vrijednosti preostalih blokova koristeći istu operaciju „isključivo ILI“:
d4 = d1 d 2d 4p5.
U našem primjeru dobijamo:
d4 = (1101) (0011) (1100) (1011) = 1001.
U slučaju RAID-a 5, svi diskovi u nizu su iste veličine, ali ukupan kapacitet diskovnog podsistema koji je dostupan za pisanje postaje tačno jedan disk manji. Na primjer, ako je pet diskova veličine 100 GB, tada je stvarna veličina niza 400 GB jer je 100 GB dodijeljeno za kontrolne informacije.
RAID 5 može biti izgrađen na tri ili više tvrdih diskova. Kako se broj tvrdih diskova u nizu povećava, njegova redundantnost se smanjuje.
RAID 5 ima nezavisnu arhitekturu pristupa, koja omogućava da se višestruko čitanje ili upisivanje izvodi istovremeno.
RAID 10
RAID nivo 10 je kombinacija nivoa 0 i 1. Minimalni zahtev za ovaj nivo su četiri diska. U RAID 10 nizu od četiri diska, oni se kombinuju u parovima u nizove nivoa 0, a oba ova niza kao logičke disk jedinice se kombinuju u niz nivoa 1. Drugi pristup je takođe moguć: u početku se diskovi kombinuju u zrcaljene nizove nivo 1, a zatim logičke pogone na osnovu ovih nizova - u niz nivoa 0.
Intel Matrix RAID
Razmatrani RAID nizovi nivoa 5 i 1 rijetko se koriste kod kuće, što je prvenstveno zbog visoke cijene takvih rješenja. Najčešće se za kućne računare koristi niz nivoa 0 na dva diska. Kao što smo već napomenuli, RAID nivo 0 ne pruža bezbedno skladištenje podataka, pa su krajnji korisnici suočeni sa izborom: kreirati brz, ali nepouzdan RAID nivo 0 niz ili, udvostručujući cenu prostora na disku, RAID- niz nivoa 1 koji obezbeđuje pouzdano skladištenje podataka, ali ne pruža značajne prednosti performansi.
Kako bi riješio ovaj težak problem, Intel je razvio Intel Matrix Storage tehnologiju, koja kombinuje prednosti Tier 0 i Tier 1 nizova na samo dva fizička diska. A da bi se naglasilo da u ovom slučaju ne govorimo samo o RAID polju, već o nizu koji kombinuje i fizičke i logičke diskove, u nazivu tehnologije se umesto reči „niz“ koristi reč „matrica“. ”.
Dakle, šta je RAID matrica sa dva diska koja koristi Intel Matrix Storage tehnologiju? Osnovna ideja je da ukoliko sistem ima nekoliko hard diskova i matičnu ploču sa Intel čipsetom koji podržava Intel Matrix Storage tehnologiju, moguće je podeliti prostor na disku na nekoliko delova od kojih će svaki funkcionisati kao zaseban RAID niz.
Pogledajmo jednostavan primjer RAID matrice koja se sastoji od dva diska od 120 GB svaki. Svaki od diskova može se podijeliti na dva logička diska, na primjer 40 i 80 GB. Zatim, dva logička diska iste veličine (na primjer, 40 GB svaki) mogu se kombinirati u matricu RAID razine 1, a preostali logički pogoni u matricu RAID razine 0.
U principu, koristeći dva fizička diska, takođe je moguće kreirati samo jednu ili dve RAID matrice nivoa 0, ali je nemoguće dobiti samo matrice nivoa 1. Odnosno, ako sistem ima samo dva diska, onda Intel tehnologija Matrix Storage vam omogućava da kreirate sledeće vrste RAID matrica:
- jedna matrica nivoa 0;
- dvije matrice nivoa 0;
- matrica nivoa 0 i matrica nivoa 1.
Ako sistem ima tri čvrsta diska, mogu se kreirati sljedeće vrste RAID matrica:
- jedna matrica nivoa 0;
- jedna matrica nivoa 5;
- dvije matrice nivoa 0;
- dvije matrice nivoa 5;
- matrica nivoa 0 i matrica nivoa 5.
Ako sistem ima četiri hard diska, onda je dodatno moguće kreirati RAID matricu nivoa 10, kao i kombinacije nivoa 10 i nivoa 0 ili 5.
Od teorije do prakse
Ako govorimo o kućnim računarima, najpopularniji i najpopularniji su RAID nizovi nivoa 0 i 1. Upotreba RAID nizova od tri ili više diskova u kućnim računarima je prilično izuzetak od pravila. To je zbog činjenice da, s jedne strane, cijena RAID nizova raste proporcionalno broju diskova uključenih u njega, as druge strane, za kućne računare, kapacitet diskovnog niza je od primarne važnosti. , a ne njegove performanse i pouzdanost.
Stoga ćemo u budućnosti razmatrati RAID nivoe 0 i 1 na osnovu samo dva diska. Cilj našeg istraživanja će biti upoređivanje performansi i funkcionalnosti RAID nizova nivoa 0 i 1, kreiranih na bazi nekoliko integrisanih RAID kontrolera, kao i proučavanje zavisnosti karakteristika brzine RAID niza od trake. veličina.
Činjenica je da iako teoretski, kada se koristi niz RAID nivoa 0, brzina čitanja i pisanja bi se trebala udvostručiti, u praksi je povećanje karakteristika brzine mnogo manje skromno i varira za različite RAID kontrolere. Isto važi i za RAID nivo 1 niz: uprkos činjenici da bi teoretski trebalo udvostručiti brzinu čitanja, u praksi nije sve tako glatko.
Za naše uporedno testiranje RAID kontrolera koristili smo Gigabyte GA-EX58A-UD7 matičnu ploču. Ova ploča je zasnovana na Intel čipset X58 Express sa ICH10R južnim mostom, koji ima integrisani RAID kontroler za šest SATA II portova, koji podržava organizaciju RAID nizova nivoa 0, 1, 10 i 5 sa Intel Matrix RAID funkcijom. Pored toga, Gigabyte GA-EX58A-UD7 ploča integriše GIGABYTE SATA2 RAID kontroler, koji ima dva SATA II porta sa mogućnošću organizovanja RAID nizova nivoa 0, 1 i JBOD.
Takođe na ploči GA-EX58A-UD7 je integrisan SATA III kontroler Marvell 9128, na osnovu kojeg su implementirana dva SATA III porta sa mogućnošću organizovanja RAID nizova nivoa 0, 1 i JBOD.
Tako Gigabyte GA-EX58A-UD7 ploča ima tri odvojena RAID kontrolera, na osnovu kojih možete kreirati RAID nizove nivoa 0 i 1 i međusobno ih upoređivati. Podsjetimo da je SATA III standard unatrag kompatibilan sa SATA II standardom, dakle, baziran na Marvell 9128 kontroleru, koji podržava diskove sa SATA interfejs III, takođe možete kreirati RAID nizove koristeći diskove sa SATA II interfejsom.
Stalak za testiranje imao je sledeću konfiguraciju:
- procesor - Intel Core i7-965 Extreme Edition;
- matična ploča - Gigabyte GA-EX58A-UD7;
- BIOS verzija- F2a;
- tvrdi diskovi - dva diska Western Digital WD1002FBYS, jedan disk Western Digital WD3200AAKS;
- integrisani RAID kontroleri:
- ICH10R,
- GIGABYTE SATA2,
- Marvell 9128;
- memorija - DDR3-1066;
- kapacitet memorije - 3 GB (tri modula od 1024 MB svaki);
- režim rada memorije - DDR3-1333, trokanalni režim rada;
- video kartica - Gigabyte GeForce GTS295;
- napajanje - Tagan 1300W.
Testiranje je obavljeno pod kontrolom operativnog sistema Microsoft Windows 7 Ultimate (32-bit). operativni sistem je instaliran na Western Digital WD3200AAKS disk, koji je bio spojen na port SATA kontroler II, integrisan u ICH10R južni most. RAID niz je sastavljen na dva WD1002FBYS drajva sa SATA II interfejsom.
Za merenje karakteristika brzine kreiranih RAID nizova koristili smo uslužni program IOmeter, koji je industrijski standard za merenje performansi disk sistema.
IOmeter uslužni program
Budući da smo ovaj članak zamišljeni kao svojevrsni korisnički vodič za kreiranje i testiranje RAID nizova, logično bi bilo početi s opisom uslužnog programa IOmeter (Input/Output meter), koji je, kao što smo već napomenuli, svojevrsni industrijski standard za mjerenje performansi disk sistema. Ovaj uslužni program je besplatan i može se preuzeti sa http://www.iometer.org.
Uslužni program IOmeter je sintetički test i omogućava vam rad s tvrdim diskovima koji nisu particionirani na logičke particije, tako da možete testirati diskove bez obzira na strukturu fajla i smanjiti uticaj operativnog sistema na nulu.
Prilikom testiranja moguće je kreirati specifičan model pristupa, ili "uzorak", koji vam omogućava da odredite izvršenje tvrdi disk specifične operacije. U slučaju stvaranja specifičan model pristup je dozvoljen za promjenu sljedećih parametara:
- veličina zahtjeva za prijenos podataka;
- slučajna/sekvencijalna distribucija (u%);
- distribucija operacija čitanja/pisanja (u%);
- Broj pojedinačnih I/O operacija koje se izvode paralelno.
Uslužni program IOmeter ne zahtijeva instalaciju na računaru i sastoji se od dva dijela: samog IOmeter i Dynamo.
IOmeter je kontrolni dio programa sa korisničkim grafičkim interfejsom koji vam omogućava da izvršite sva potrebna podešavanja. Dinamo je generator opterećenja koji nema interfejs. Svaki put kada pokrenete IOmeter.exe, automatski se pokreće generator opterećenja Dynamo.exe.
Da biste počeli raditi s programom IOmeter, samo pokrenite datoteku IOmeter.exe. Ovo otvara glavni prozor programa IOmeter (slika 1).
Rice. 1. Glavni prozor programa IOmeter
Treba napomenuti da vam uslužni program IOmeter omogućava testiranje ne samo lokalnih disk sistema (DAS), već i mrežni diskovi(NAS). Na primjer, može se koristiti za testiranje performansi serverskog disk podsistema (file server) koristeći nekoliko mrežnih klijenata. Stoga se neki od oznaka i alata u prozoru uslužnog programa IOmeter odnose posebno na mrežne postavke programe. Jasno je da nam prilikom testiranja diskova i RAID nizova neće trebati ove mogućnosti programa, pa stoga nećemo objašnjavati svrhu svih kartica i alata.
Dakle, kada pokrenete program IOmeter, struktura stabla svih pokrenutih generatora opterećenja (Dynamo instance) će biti prikazana na lijevoj strani glavnog prozora (u prozoru Topologija). Svaka pokrenuta instanca generatora opterećenja Dynamo zove se upravitelj. Dodatno, IOmeter program je višenitni i svaka pojedinačna nit koja radi na instanci Dynamo generatora opterećenja naziva se Worker. Broj pokrenutih Workers-a uvijek odgovara broju logičkih procesorskih jezgara.
U našem primjeru koristimo samo jedan računar sa četverojezgrenim procesorom koji podržava Hyper-Threading tehnologiju, tako da se pokreće samo jedan menadžer (jedna instanca Dynamo-a) i osam (prema broju logičkih procesorskih jezgara) Workers-a.
Zapravo, za testiranje diskova u ovom prozoru nema potrebe ništa mijenjati ili dodavati.
Ako mišem odaberete ime računara u strukturi stabla pokrenutih Dynamo instanci, tada u prozoru Target na kartici Disk Target Biće prikazani svi diskovi, nizovi diskova i drugi uređaji (uključujući mrežne diskove) instalirani na računaru. Ovo su diskovi sa kojima IOmeter može raditi. Mediji mogu biti označeni žutom ili plavom bojom. Logičke particije medija su označene žutom bojom, a fizički uređaji bez logičkih particija kreiranih na njima su označeni plavom bojom. Logički dio može, ali i ne mora biti precrtan. Činjenica je da da bi program radio s logičkom particijom, mora se prvo pripremiti kreiranjem posebne datoteke na njoj, veličine jednake kapacitetu cijele logičke particije. Ako je logička particija precrtana, to znači da sekcija još nije pripremljena za testiranje (biće pripremljena automatski u prvoj fazi testiranja), ali ako sekcija nije precrtana, to znači da je datoteka već bila kreiran na logičkoj particiji, potpuno spreman za testiranje.
Imajte na umu da je, uprkos podržanoj mogućnosti rada s logičkim particijama, optimalno testirati diskove koji nisu particionirani na logičke particije. Logičku particiju diska možete obrisati vrlo jednostavno - pomoću umetka Upravljanje diskovima. Da biste mu pristupili, samo kliknite desnim tasterom miša na ikonu Računar na radnoj površini i izaberite stavku u meniju koji se otvori Upravljaj. U prozoru koji se otvori Computer Management na lijevoj strani trebate odabrati stavku Skladištenje, a u njemu - Upravljanje diskovima. Nakon toga, na desnoj strani prozora Computer Management Svi povezani diskovi će biti prikazani. Desnim klikom na na željeni disk i odabirom stavke u meniju koji se otvori Delete Volume..., možete izbrisati logičku particiju na fizičkom disku. Podsjetimo, kada izbrišete logičku particiju s diska, sve informacije na njoj se brišu bez mogućnosti oporavka.
Općenito, korištenjem uslužnog programa IOmeter možete samo testirati čiste diskove ili diskovnim nizovima. Odnosno, ne možete testirati disk ili diskovni niz na kojem je instaliran operativni sistem.
Dakle, vratimo se na opis uslužnog programa IOmeter. U prozoru Target na kartici Disk Target morate odabrati disk (ili niz diskova) koji će biti testiran. Zatim morate otvoriti karticu Specifikacije pristupa(slika 2), na kojoj će biti moguće odrediti scenario testiranja.
Rice. 2. Pristupite kartici Specifikacije uslužnog programa IOmeter
U prozoru Globalne specifikacije pristupa Postoji lista unaprijed definiranih test skripti koje se mogu dodijeliti upravitelju pokretanja. Međutim, ove skripte nam neće trebati, tako da ih sve možete odabrati i izbrisati (postoji dugme za ovo Izbriši). Nakon toga kliknite na dugme Novo da kreirate novu test skriptu. U prozoru koji se otvori Uredi specifikaciju pristupa Možete definirati scenarij pokretanja za disk ili RAID niz.
Pretpostavimo da želimo saznati ovisnost brzine sekvencijalnog (linearnog) čitanja i pisanja o veličini bloka zahtjeva za prijenos podataka. Da bismo to učinili, moramo generirati niz skripti za podizanje sistema u sekvencijalnom načinu čitanja na različitim veličinama bloka, a zatim niz skripti za pokretanje sistema u sekvencijalnom načinu pisanja na različitim veličinama bloka. Tipično, veličine blokova se biraju kao niz, čiji je svaki član dvostruko veći od prethodnog, a prvi član ove serije je 512 bajtova. Odnosno, veličine blokova su sljedeće: 512 bajtova, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 KB, 1 MB. Nema smisla praviti veličinu bloka većom od 1 MB za sekvencijalne operacije, jer se s tako velikim veličinama blokova podataka brzina sekvencijalnih operacija ne mijenja.
Dakle, napravimo skriptu za učitavanje u modu sekvencijalnog čitanja za blok od 512 bajtova.
Na terenu Ime prozor Uredi specifikaciju pristupa unesite naziv skripte za učitavanje. Na primjer, Sequential_Read_512. Sledeći na terenu Veličina zahtjeva za prijenos postavljamo veličinu bloka podataka na 512 bajtova. Klizač Procentna nasumična/sekvencijalna distribucija(procentualni odnos između sekvencijalnih i selektivnih operacija) pomeramo skroz ulevo tako da sve naše operacije budu samo sekvencijalne. Pa, klizač , koji postavlja procentualni omjer između operacija čitanja i pisanja, pomaknut je skroz udesno tako da su sve naše operacije samo za čitanje. Ostali parametri u prozoru Uredi specifikaciju pristupa nema potrebe za promjenom (slika 3).
Rice. 3. Uredite prozor specifikacije pristupa da biste kreirali skriptu za učitavanje sekvencijalnog čitanja
sa veličinom bloka podataka od 512 bajtova
Kliknite na dugme Uredu, a u prozoru će se pojaviti prva skripta koju smo kreirali Globalne specifikacije pristupa na kartici Specifikacije pristupa IOmeter uslužni programi.
Slično, trebate kreirati skripte za preostale blokove podataka, međutim, kako biste olakšali rad, lakše je ne kreirati skriptu svaki put iznova klikom na dugme Novo, i nakon odabira posljednjeg kreiranog scenarija, pritisnite dugme Uredi kopiju(uredi kopiju). Nakon ovoga prozor će se ponovo otvoriti Uredi specifikaciju pristupa sa postavkama naše posljednje kreirane skripte. Bit će dovoljno promijeniti samo ime i veličinu bloka. Nakon što ste završili sličnu proceduru za sve druge veličine blokova, možete početi kreirati skripte za sekvencijalno snimanje, što se radi na potpuno isti način, osim što klizač Postotak distribucije čitanja/pisanja, koji postavlja procentualni odnos između operacija čitanja i pisanja, mora se pomeriti skroz ulevo.
Slično, možete kreirati skripte za selektivno pisanje i čitanje.
Nakon što su sve skripte spremne, potrebno ih je dodijeliti upravitelju preuzimanja, odnosno naznačiti s kojim će skriptama raditi Dinamo.
Da bismo to učinili, ponovo provjeravamo šta se nalazi u prozoru Topologija Ime računara (tj. menadžera opterećenja na lokalnom računaru) je istaknuto, a ne individualni radnik. Ovo osigurava da će scenariji opterećenja biti dodijeljeni svim radnicima odjednom. Sledeći u prozoru Globalne specifikacije pristupa odaberite sve scenarije opterećenja koje smo kreirali i pritisnite dugme Dodati. Svi odabrani scenariji učitavanja će biti dodati u prozor (Sl. 4).
Rice. 4. Dodjeljivanje kreiranih scenarija opterećenja upravitelju opterećenja
Nakon toga morate otići na karticu Test Setup(Sl. 5), gdje možete podesiti vrijeme izvršavanja svake skripte koju smo kreirali. Da to uradite u grupi Run Time postavite vrijeme izvršenja scenarija učitavanja. Biće dovoljno da podesite vreme na 3 minuta.
Rice. 5. Postavljanje vremena izvršenja scenarija učitavanja
Štaviše, na terenu Opis testa Morate navesti naziv cijelog testa. U principu, ova kartica ima puno drugih postavki, ali one nisu potrebne za naše zadatke.
Nakon što su izvršena sva potrebna podešavanja, preporučuje se da kreirani test sačuvate klikom na dugme sa slikom diskete na traci sa alatkama. Test se čuva sa ekstenzijom *.icf. Nakon toga, kreirani scenario učitavanja možete koristiti tako što ćete pokrenuti ne datoteku IOmeter.exe, već sačuvanu datoteku sa ekstenzijom *.icf.
Sada možete započeti testiranje direktno klikom na dugme sa zastavicom. Od vas će se tražiti da navedete ime datoteke koja sadrži rezultate testa i odaberete njegovu lokaciju. Rezultati testa se pohranjuju u CSV datoteci, koja se zatim može lako izvesti u Excel i, postavljanjem filtera na prvu kolonu, odabrati željene podatke sa rezultatima testa.
Tokom testiranja, srednji rezultati se mogu vidjeti na kartici Prikaz rezultata, a na kartici možete odrediti kojem scenariju učitavanja pripadaju Specifikacije pristupa. U prozoru Specifikacija dodijeljenog pristupa pokrenuta skripta se pojavljuje zelenom bojom, završene skripte crvenom, a neizvršene skripte plavom.
Pa smo pogledali osnovne tehnike raditi s uslužnim programom IOmeter, koji će biti potreban za testiranje pojedinačnih diskova ili RAID nizova. Imajte na umu da nismo govorili o svim mogućnostima uslužnog programa IOmeter, ali opis svih njegovih mogućnosti je izvan okvira ovog članka.
Kreiranje RAID niza zasnovanog na GIGABYTE SATA2 kontroleru
Dakle, počinjemo da kreiramo RAID niz baziran na dva diska koristeći GIGABYTE SATA2 RAID kontroler integrisan na ploči. Naravno, sam Gigabyte ne proizvodi čipove, pa se stoga ispod GIGABYTE SATA2 čipa krije ponovo označeni čip druge kompanije. Kao što možete saznati iz INF datoteke drajvera, riječ je o JMicron JMB36x seriji kontrolera.
Pristup meniju za podešavanje kontrolera moguć je u fazi pokretanja sistema, za šta je potrebno pritisnuti kombinaciju tastera Ctrl+G kada se na ekranu pojavi odgovarajući natpis. Naravno, prvi ušao BIOS postavke potrebno je da definišete režim rada dva SATA porta koji pripadaju GIGABYTE SATA2 kontroleru kao RAID (u suprotnom pristup meniju konfiguratora RAID niza neće biti moguć).
Meni podešavanja za GIGABYTE SATA2 RAID kontroler je prilično jednostavan. Kao što smo već napomenuli, kontroler je dual-port i omogućava vam da kreirate RAID nizove nivoa 0 ili 1. Preko menija postavki kontrolera možete izbrisati ili kreirati RAID niz. Kada kreirate RAID niz, možete odrediti njegovo ime, odabrati nivo niza (0 ili 1), postaviti veličinu trake za RAID 0 (128, 84, 32, 16, 8 ili 4K), a također odrediti veličinu niz.
Jednom kada je niz kreiran, bilo kakve promjene u njemu više nisu moguće. To jest, ne možete naknadno promijeniti za kreirani niz, na primjer, njegov nivo ili veličinu trake. Da biste to učinili, prvo morate izbrisati niz (uz gubitak podataka), a zatim ga ponovo kreirati. Zapravo, ovo nije jedinstveno za GIGABYTE SATA2 kontroler. Nemogućnost promene parametara kreiranih RAID nizova je karakteristika svih kontrolera, što proizilazi iz samog principa implementacije RAID niza.
Jednom kada je niz baziran na GIGABYTE SATA2 kontroleru kreiran, njegove trenutne informacije se mogu videti pomoću GIGABYTE RAID Configurer uslužnog programa, koji se instalira automatski zajedno sa drajverom.
Kreiranje RAID niza zasnovanog na Marvell 9128 kontroleru
Konfigurisanje Marvell 9128 RAID kontrolera moguće je samo preko BIOS postavki Gigabyte GA-EX58A-UD7 ploče. Općenito, mora se reći da je meni konfiguratora Marvell 9128 kontrolera pomalo grub i može dovesti u zabludu neiskusne korisnike. Međutim, o ovim manjim nedostacima ćemo govoriti nešto kasnije, ali za sada ćemo razmotriti glavne funkcionalnost Marvell 9128 kontroler.
Dakle, iako ovaj kontroler podržava SATA III drajvove, on je takođe potpuno kompatibilan sa SATA II drajvovima.
Marvell 9128 kontroler vam omogućava da kreirate RAID niz nivoa 0 i 1 na osnovu dva diska. Za niz nivoa 0, možete postaviti veličinu trake na 32 ili 64 KB, kao i navesti ime niza. Osim toga, postoji opcija kao što je Gigabyte Rounding, za koju je potrebno objašnjenje. Unatoč nazivu koji je sličan nazivu proizvođača, funkcija Gigabyte Rounding nema nikakve veze s tim. Štaviše, ni na koji način nije povezan sa nizom RAID nivoa 0, iako se u postavkama kontrolera može definisati posebno za niz ovog nivoa. Zapravo, ovo je prvi od onih nedostataka u konfiguratoru kontrolera Marvell 9128 koje smo spomenuli. Funkcija Gigabyte Rounding definisana je samo za RAID nivo 1. Omogućava vam da koristite dva diska (na primer, različitih proizvođača ili različitih modela) sa neznatno različitim kapacitetima za kreiranje RAID Level 1 niza. Funkcija Gigabyte Rounding precizno postavlja razliku u veličinama dva diska koja se koriste za kreiranje RAID nivoa 1. U kontroleru Marvell 9128, funkcija Gigabyte Rounding vam omogućava da postavite razliku u veličinama diskova na 1 ili 10. GB.
Još jedna mana u konfiguratoru kontrolera Marvell 9128 je to što prilikom kreiranja RAID niza nivoa 1 korisnik ima mogućnost odabira veličine trake (32 ili 64 KB). Međutim, koncept trake uopće nije definiran za RAID nivo 1.
Kreiranje RAID niza zasnovanog na kontroleru integrisanom u ICH10R
RAID kontroler integrisan u ICH10R južni most je najčešći. Kao što je već napomenuto, ovaj RAID kontroler ima 6 portova i podržava ne samo kreiranje RAID 0 i RAID 1 nizova, već i RAID 5 i RAID 10.
Pristup izborniku za podešavanje kontrolera moguć je u fazi pokretanja sistema, za što trebate pritisnuti kombinaciju tipki Ctrl + I kada se na ekranu pojavi odgovarajući natpis. Naravno, prvo u BIOS postavkama treba da definišete režim rada ovog kontrolera kao RAID (u suprotnom će biti nemoguć pristup meniju konfiguratora RAID niza).
Meni za podešavanje RAID kontrolera je prilično jednostavan. Preko menija postavki kontrolera možete izbrisati ili kreirati RAID niz. Kada kreirate RAID niz, možete odrediti njegovo ime, odabrati nivo niza (0, 1, 5 ili 10), postaviti veličinu trake za RAID 0 (128, 84, 32, 16, 8 ili 4K), a također odrediti veličina niza.
Poređenje performansi RAID-a
Da bismo testirali RAID nizove pomoću uslužnog programa IOmeter, kreirali smo scenarije za sekvencijalno čitanje, sekvencijalno upisivanje, selektivno čitanje i selektivno učitavanje. Veličine blokova podataka u svakom scenariju učitavanja bile su sljedeće: 512 bajtova, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 KB, 1 MB.
Na svakom od RAID kontrolera kreirali smo RAID 0 niz sa svim dozvoljenim veličinama traka i RAID 1 niz. na svakom od RAID kontrolera.
Dakle, pogledajmo rezultate našeg testiranja.
GIGABYTE SATA2 kontroler
Pre svega, pogledajmo rezultate testiranja RAID nizova zasnovanih na GIGABYTE SATA2 kontroleru (slika 6-13). Općenito se pokazalo da je kontroler doslovno misteriozan, a njegov učinak jednostavno je razočarao.
|
|
Rice. 6. Brzina sekvencijalna |
Rice. 7. Brzina sekvencijalna |
|
|
Rice. 12.Serijska brzina |
Rice. 13.Serijska brzina |
Ako pogledate karakteristike brzine jednog diska (bez RAID niza), onda maksimalna brzina Brzina sekvencijalnog čitanja je 102 MB/s, a maksimalna brzina sekvencijalnog pisanja je 107 MB/s.
Prilikom kreiranja RAID 0 niza sa veličinom trake od 128 KB, maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja i pisanja se povećava na 125 MB/s, što je povećanje od približno 22%.
Sa veličinama traka od 64, 32 ili 16 KB, maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja je 130 MB/s, a maksimalna brzina sekvencijalnog pisanja je 141 MB/s. Odnosno, sa navedenim veličinama traka, maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja se povećava za 27%, a maksimalna brzina sekvencijalnog pisanja povećava se za 31%.
Zapravo, ovo nije dovoljno za niz nivoa 0, a ja bih volio da maksimalna brzina sekvencijalnih operacija bude veća.
S veličinom trake od 8 KB, maksimalna brzina sekvencijalnih operacija (čitanje i pisanje) ostaje približno ista kao kod veličine trake od 64, 32 ili 16 KB, međutim, očigledni su problemi sa selektivnim čitanjem. Kako se veličina bloka podataka povećava do 128 KB, selektivna brzina čitanja (kako bi trebala) raste proporcionalno veličini bloka podataka. Međutim, kada je veličina bloka podataka veća od 128 KB, selektivna brzina čitanja pada na skoro nulu (na približno 0,1 MB/s).
Sa veličinom trake od 4 KB, ne samo da selektivna brzina čitanja pada kada je veličina bloka veća od 128 KB, već i brzina sekvencijalnog čitanja kada je veličina bloka veća od 16 KB.
Korišćenje RAID 1 niza na GIGABYTE SATA2 kontroleru ne menja značajno sekvencijalnu brzinu čitanja (u poređenju sa jednim diskom), ali je maksimalna sekvencijalna brzina pisanja smanjena na 75 MB/s. Podsjetimo da za RAID 1 niz, brzina čitanja treba da se poveća, a brzina pisanja ne bi trebalo da se smanji u poređenju sa brzinom čitanja i pisanja jednog diska.
Na osnovu rezultata testiranja GIGABYTE SATA2 kontrolera, može se izvesti samo jedan zaključak. Ima smisla koristiti ovaj kontroler za kreiranje RAID 0 i RAID 1 nizova samo ako se svi drugi RAID kontroleri (Marvell 9128, ICH10R) već koriste. Iako je prilično teško zamisliti takvu situaciju.
Marvell 9128 kontroler
Marvell 9128 kontroler je pokazao mnogo veće karakteristike brzine u poređenju sa GIGABYTE SATA2 kontrolerom (Sl. 14-17). Zapravo, razlike se pojavljuju čak i kada kontroler radi s jednim diskom. Ako je za GIGABYTE SATA2 kontroler maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja 102 MB/s i postiže se sa veličinom bloka podataka od 128 KB, tada je za Marvell 9128 kontroler maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja 107 MB/s i postiže se sa podacima veličina bloka 16 KB.
|
|
Rice. 18. Sekvencijalna brzina Ako govorimo o RAID 0 polju na ICH10R kontroleru, tada maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja i pisanja ne ovisi o veličini trake i iznosi 212 MB/s. Veličina trake ovisi samo o veličini bloka podataka na kojem maksimalna vrijednost sekvencijalne brzine čitanja i pisanja. Rezultati testa pokazuju da je za RAID 0 baziran na ICH10R kontroleru optimalno koristiti traku od 64 KB. U ovom slučaju, maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja i pisanja postiže se s veličinom bloka podataka od samo 16 KB. Dakle, da rezimiramo, još jednom naglašavamo da RAID kontroler ugrađen u ICH10R značajno nadmašuje sve ostale integrisane RAID kontrolere po performansama. A s obzirom da ima i veću funkcionalnost, optimalno je koristiti upravo ovaj kontroler i jednostavno zaboraviti na postojanje svih ostalih (osim ako, naravno, sistem ne koristi SATA diskovi III). |
(+) : Ima visoku pouzdanost - radi sve dok barem jedan disk u nizu radi. Verovatnoća kvara dva diska odjednom jednaka je proizvodu verovatnoće kvara svakog diska. U praksi, ako jedan od diskova pokvari, mora se odmah poduzeti radnja za vraćanje redundantnosti. Da biste to učinili, preporučuje se korištenje vrućih rezervnih diskova sa bilo kojim RAID nivoom (osim nulte). Prednost ovog pristupa je održavanje stalne dostupnosti.
(-) : Nedostatak je što morate platiti trošak za dva tvrdi diskovi, primajući samo jednu korisnu zapreminu tvrdi disk.
RAID 1+0 i RAID 0+1
Ogledalo na mnogim diskovima - RAID 1+0 ili RAID 0+1. RAID 10 (RAID 1+0) se odnosi na opciju kada se dva ili više RAID-a 1 kombinuju u RAID 0. RAID 0+1 može značiti dvije opcije:
RAID 2
Nizovi ovog tipa su zasnovani na upotrebi Hamingovog koda. Diskovi su podijeljeni u dvije grupe: za podatke i za kodove za ispravljanje grešaka, a ako se podaci pohranjuju na diskove, tada su diskovi potrebni za pohranjivanje kodova za ispravljanje grešaka. Podaci se distribuiraju po diskovima namijenjenim za pohranjivanje informacija, na isti način kao u RAID 0, tj. podijeljeni su u male blokove prema broju diskova. Preostali diskovi pohranjuju kodove za ispravljanje grešaka, koji se mogu koristiti za vraćanje informacija u slučaju kvara bilo kojeg tvrdog diska. Hamingova metoda se dugo koristi u ECC memoriji i omogućava ispravljanje pojedinačnih grešaka u hodu i otkrivanje dvostrukih grešaka.
Dostojanstvo RAID 2 je poboljšanje brzine rada diska u poređenju sa performansama jednog diska.
Nedostatak RAID 2 niz je da je minimalni broj diskova na kojem ga ima smisla koristiti 7. U ovom slučaju je potrebna struktura od skoro duplo većeg broja diskova (za n=3 podaci će biti pohranjeni na 4 diska) , tako da ovaj tip niza nije široko rasprostranjen. Ako ima oko 30-60 diskova, onda je prekoračenje 11-19%.
RAID 3
U RAID 3 nizu diskova, podaci se dijele na dijelove manje od sektora (razbijene na bajtove) ili blokove i distribuiraju po diskovima. Drugi disk se koristi za pohranjivanje blokova pariteta. RAID 2 je u tu svrhu koristio disk, ali je većina informacija na kontrolnim diskovima korištena za ispravljanje grešaka u hodu, dok je većina korisnika zadovoljna jednostavnim vraćanjem informacija u slučaju kvara diska, što je dovoljno informacija da stane na jedan namenski čvrsti disk.
Razlike između RAID 3 i RAID 2: nemogućnost ispravljanja grešaka u hodu i manje redundantnosti.
Prednosti:
- velika brzina čitanja i pisanja podataka;
- Minimalni broj diskova za kreiranje niza je tri.
Nedostaci:
- niz ovog tipa je dobar samo za rad sa jednim zadatkom veliki fajlovi, budući da je vrijeme pristupa pojedinačnom sektoru, podijeljeno na diskove, jednako maksimalnom intervalima pristupa sektorima svakog diska. Za male blokove, vrijeme pristupa je mnogo duže od vremena čitanja.
- postoji veliko opterećenje na kontrolnom disku, a kao rezultat toga, njegova pouzdanost značajno opada u odnosu na diskove na kojima se pohranjuju podaci.
RAID 4
RAID 4 je sličan RAID-u 3, ali se razlikuje po tome što su podaci podijeljeni na blokove, a ne na bajtove. Tako je bilo moguće djelomično prevazići problem niske brzine prijenosa podataka malih količina. Pisanje je sporo zbog činjenice da se paritet za blok generiše tokom snimanja i upisuje na jedan disk. Među široko korišćenim sistemima za skladištenje, RAID-4 se koristi na NetApp uređajima za skladištenje (NetApp FAS), gde se njegovi nedostaci uspešno otklanjaju zahvaljujući radu diskova u posebnom grupnom režimu snimanja, koji je određen internim WAFL sistemom datoteka koji se koristi na uređaja.
RAID 5
Glavni nedostatak RAID nivoa od 2 do 4 je nemogućnost obavljanja paralelnih operacija pisanja, budući da se za skladištenje informacija o paritetu koristi poseban kontrolni disk. RAID 5 nema ovaj nedostatak. Blokovi podataka i kontrolni sumi se ciklički upisuju na sve diskove niza, nema asimetrije u konfiguraciji diska. Kontrolne sume znače rezultat operacije XOR (isključiva ili). Xor ima funkciju koja se koristi u RAID-u 5, koja omogućava zamjenu bilo kojeg operanda rezultatom i, koristeći algoritam xor, kao rezultat dobijete operand koji nedostaje. Na primjer: a xor b = c(Gdje a, b, c- tri diska raid niza), u slučaju a odbije, možemo ga dobiti tako što ćemo ga staviti na njegovo mjesto c i nakon trošenja xor između c I b: c xor b = a. Ovo se primjenjuje bez obzira na broj operanada: a xor b xor c xor d = e. Ako odbije c Onda e zauzima svoje mjesto i drži xor kao rezultat dobijamo c: a xor b xor e xor d = c. Ova metoda u suštini pruža toleranciju greške verzije 5. Za pohranjivanje rezultata xor-a potreban je samo 1 disk, čija je veličina jednaka veličini bilo kojeg drugog diska u raid-u.
(+) : RAID5 je postao široko rasprostranjen, prvenstveno zbog svoje isplativosti. Kapacitet niza diskova RAID5 izračunava se pomoću formule (n-1)*hddsize, gdje je n broj diskova u nizu, a hddsize veličina najmanjeg diska. Na primjer, za niz od 4 diska od 80 gigabajta, ukupni volumen će biti (4 - 1) * 80 = 240 gigabajta. Zapisivanje informacija u RAID 5 volumen zahtijeva dodatne resurse i smanjuje se performanse, jer su potrebne dodatne kalkulacije i operacije pisanja, ali pri čitanju (u poređenju sa zasebnim čvrstim diskom) postoji dobit jer se tokovi podataka s nekoliko diskova u nizu mogu obrađene paralelno.
(-) : Performanse RAID-a 5 su znatno niže, posebno na operacijama kao što je nasumično upisivanje, u kojima performanse opadaju za 10-25% od performansi RAID-a 0 (ili RAID-a 10), jer zahtijeva više operacije diska (svaka operacija pisanja na serveru se zamjenjuje na RAID kontroleru sa tri - jednom operacijom čitanja i dvije operacije pisanja). Nedostaci RAID-a 5 pojavljuju se kada jedan od diskova pokvari - cijeli volumen prelazi u kritični mod (degradiranje), sve operacije pisanja i čitanja su praćene dodatnim manipulacijama, a performanse naglo opadaju. U ovom slučaju, nivo pouzdanosti se svodi na pouzdanost RAID-0 sa odgovarajućim brojem diskova (tj. n puta manjim od pouzdanosti jednog diska). Ako prije potpuni oporavak Ako niz ne uspije ili dođe do nepopravljive greške čitanja na barem još jednom disku, tada se niz uništava i podaci na njemu se ne mogu vratiti konvencionalnim metodama. Također treba uzeti u obzir da proces rekonstrukcije RAID-a (oporavak RAID podataka putem redundancije) nakon kvara diska uzrokuje intenzivno opterećenje čitanja s diskova više sati neprekidno, što može uzrokovati kvar bilo kojeg od preostalih diskova u najmanje zaštićeni period rada RAID-a, kao i identifikovanje prethodno neotkrivenih grešaka čitanja u hladnim nizovima podataka (podaci kojima se ne pristupa tokom normalnog rada niza, arhivirani i neaktivni podaci), što povećava rizik od kvara tokom oporavka podataka. Minimalni broj korištenih diskova je tri.
RAID 5EE
Napomena: Nije podržan na svim kontrolerima RAID level-5EE je sličan RAID-5E, ali sa više efektivna upotreba backup disk i kraće vrijeme oporavka. Slično RAID level-5E, ovaj nivo RAID niza kreira redove podataka i kontrolnih suma na svim diskovima u nizu. RAID-5EE pruža poboljšanu sigurnost i performanse. Kada se koristi RAID level-5E, kapacitet logičkog volumena je ograničen kapacitetom dva fizička čvrsta diska niza (jedan za kontrolu, jedan rezervni). Rezervni disk je dio RAID level-5EE niza. Međutim, za razliku od RAID level-5E, koji koristi neparticionirano slobodno mjesto za rezervnu kopiju, u RAID level-5EE blokovi kontrolne sume se ubacuju u rezervni disk, kao što je prikazano ispod u primjeru. Ovo vam omogućava da brže obnovite podatke ako fizički disk pokvari. Sa ovom konfiguracijom, nećete je moći koristiti s drugim nizovima. Ako vam je potreban rezervni disk za drugi niz, trebali biste imati još jedan rezervni čvrsti disk. RAID level-5E zahtijeva najmanje četiri diska i, u zavisnosti od nivoa firmvera i njihovog kapaciteta, podržava od 8 do 16 diskova. RAID level-5E ima specifičan firmver. Napomena: Za RAID nivo-5EE, možete koristiti samo jedan logički volumen u nizu.
Prednosti:
- 100% zaštita podataka
- Veliki fizički kapacitet diska u poređenju sa RAID-1 ili RAID-1E
- Veće performanse u poređenju sa RAID-5
- Brže RAID oporavak u poređenju sa RAID-5E
Nedostaci:
- Niže performanse od RAID-1 ili RAID-1E
- Podržava samo jedan logički volumen po nizu
- Nemogućnost dijeljenje rezervni disk sa drugim nizovima
- Nisu podržani svi kontroleri
RAID 6
RAID 6 je sličan RAID-u 5, ali ima veći stepen pouzdanosti - kapacitet od 2 diska je dodijeljen za kontrolne sume, 2 iznosa se izračunavaju pomoću različitih algoritama. Zahtijeva snažniji RAID kontroler. Osigurava rad nakon istovremenog kvara dva diska - zaštitu od višestrukih kvarova. Za organiziranje niza potrebna su najmanje 4 diska. Tipično, korištenje RAID-6 uzrokuje približno 10-15% pad performansi grupe diskova u poređenju sa sličnim indikatorima RAID-5, što je uzrokovano velikom količinom obrade za kontroler (potreba izračunavanja sekunde kontrolna suma, i čitati i prepisivati više blokova diska kako se svaki blok piše).
RAID 7
RAID 7 - registrovan zaštitni znak od Storage Computer Corporation, nije zaseban RAID nivo. Struktura niza je sljedeća: podaci se pohranjuju na diskove, jedan disk se koristi za pohranjivanje blokova pariteta. Zapisivanje na diskove se kešira pomoću ram memorija, sam niz zahtijeva obavezni UPS; U slučaju nestanka struje dolazi do oštećenja podataka.
RAID 10
RAID 10 arhitektonski dijagram
RAID 10 je preslikani niz u koji se podaci upisuju uzastopno na nekoliko diskova, kao u RAID 0. Ova arhitektura je niz RAID tip 0, čiji su segmenti RAID 1 nizovi umjesto pojedinačnih diskova. Prema tome, niz ovog nivoa mora sadržavati najmanje 4 diska. RAID 10 kombinuje visoku toleranciju grešaka i performanse.
Trenutni kontroleri koriste ovaj način po defaultu za RAID 1+0. To jest, jedan disk je glavni, drugi je ogledalo, podaci se s njih čitaju jedan po jedan. Sada možemo pretpostaviti da su RAID 10 i RAID 1+0 samo različita imena za isti metod preslikavanja diska. Tvrdnja da je RAID 10 najpouzdanija opcija za skladištenje podataka je pogrešna, jer, uprkos činjenici da ovom nivou RAID može sačuvati integritet podataka ako polovina diskova pokvari nepovratno uništenje niza kada dva diska pokvare ako su u istom zrcalnom paru.
Kombinovani nivoi
Pored osnovnih nivoa RAID 0 - RAID 5 opisanih u standardu, postoje kombinovani nivoi RAID 1+0, RAID 3+0, RAID 5+0, RAID 1+5, koji raznih proizvođača Svaki to različito tumači.
- RAID 1+0 je kombinacija zrcaljenje I alternacija(vidi gore).
- RAID 5+0 je alternacija sveske 5. nivoa.
- RAID 1+5 - RAID 5 od ogledalo pare.
Kombinirani nivoi nasljeđuju i prednosti i nedostatke svojih "roditelja": izgled alternacija na nivou RAID 5+0 ne dodaje nikakvu pouzdanost, ali ima pozitivan efekat na performanse. RAID nivo 1+5 je vjerovatno vrlo pouzdan, ali ne najbrži i, štoviše, izuzetno neekonomičan: korisni kapacitet volumena je manji od polovine ukupnog kapaciteta diskova...
Vrijedi napomenuti da će se promijeniti i broj tvrdih diskova u kombinovanim nizovima. Na primjer, za RAID 5+0 koristi se 6 ili 8 tvrdih diskova, za RAID 1+0 - 4, 6 ili 8.
Poređenje standardnih nivoa
| Nivo | Broj diskova | Efektivni kapacitet* | tolerancije grešaka | Prednosti | Nedostaci |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | od 2 | S*N | br | najviše performanse | veoma niska pouzdanost |
| 1 | 2 | S | 1 disk | pouzdanost | |
| 1E | od 3 | S*N/2 | 1 disk** | visoka sigurnost podataka i dobre performanse | dvostruki trošak prostora na disku |
| 10 ili 01 | od 4, čak | S*N/2 | 1 disk*** | najviše performanse i najveću pouzdanost | dvostruki trošak prostora na disku |
| 5 | od 3 do 16 | S*(N - 1) | 1 disk | ekonomičan, visoka pouzdanost, dobre performanse | performanse ispod RAID 0 |
| 50 | čak od 6 | S*(N - 2) | 2 diska** | visoka pouzdanost i performanse | visoka cijena i teškoća održavanja |
| 5E | od 4 | S*(N - 2) | 1 disk | isplativ, visoka pouzdanost, brzina veća od RAID 5 | |
| 5EE | od 4 | S*(N - 2) | 1 disk | brza rekonstrukcija podataka nakon kvara, isplativa, visoka pouzdanost, brzina veća od RAID 5 | performanse su niže od RAID 0 i 1, rezervna disk jedinica je u mirovanju i nije provjerena |
| 6 | od 4 | S*(N - 2) | 2 diska | ekonomičan, najveća pouzdanost | performanse ispod RAID 5 |
| 60 | čak od 8 | S*(N - 2) | 2 diska | visoka pouzdanost, velika količina podataka | |
| 61 | čak od 8 | S * (N - 2) / 2 | 2 diska** | veoma visoka pouzdanost | visoka cijena i složenost organizacije |
* N je broj diskova u nizu, S je volumen najmanjeg diska. ** Informacije se neće izgubiti ako svi diskovi unutar jednog ogledala pokvare. *** Informacije se neće izgubiti ako dva diska unutar različitih ogledala pokvare.
Matrix RAID
Matrix RAID je tehnologija koju je Intel implementirao u svoje čipsetove počevši od ICH6R. Strogo govoreći, ova tehnologija nije novi RAID nivo (njen analog postoji u hardverskim RAID kontrolerima visoki nivo), omogućava, koristeći mali broj diskova, da se istovremeno organizuje jedan ili više nizova nivoa RAID 1, RAID 0 i RAID 5. Ovo omogućava, za relativno malo novca, da obezbedi povećanu pouzdanost za neke podatke i veliku brzinu pristupa i proizvodnje za druge.
Dodatne karakteristike RAID kontrolera
Mnogi RAID kontroleri opremljeni su skupom dodatnih funkcija:
- "vruća zamjena"
- "Hot Spare"
- Provjera stabilnosti.
softver (engleski) softver) RAID
Za implementaciju RAID-a možete koristiti ne samo hardver, već i potpuno softverske komponente(vozači). Na primjer, u sistemima baziranim na Linux kernelu, postoje posebni moduli kernela i možete upravljati RAID uređajima pomoću uslužnog programa mdadm. Softverski RAID ima svoje prednosti i nedostatke. S jedne strane, ne košta ništa (za razliku od hardverskih RAID kontrolera, koji koštaju 250 dolara ili više). S druge strane, softverski RAID koristi CPU resurse, a u vremenima najvećeg opterećenja diskovnog sistema, procesor može potrošiti značajan dio svoje snage na servisiranje RAID uređaja.
Linux kernel 2.6.28 (posljednji objavljen 2008.) podržava softverski RAID sljedećih nivoa: 0, 1, 4, 5, 6, 10. Implementacija vam omogućava da kreirate RAID na odvojenim particijama diska, što je slično Matrix RAID opisan gore. Podržano je pokretanje sa RAID-a.
Dalji razvoj RAID ideje
Ideja iza RAID nizova je da se kombinuju diskovi, od kojih se svaki tretira kao skup sektora, i kao rezultat toga drajver sistem podataka„vidi“ kao da je jedan disk i radi sa njim, ne obraćajući pažnju na njegovu unutrašnju strukturu. Međutim, možete postići značajno povećanje performansi i pouzdanosti disk sistema ako drajver sistema datoteka „zna” da ne radi sa jednim diskom, već sa skupom diskova.
Štaviše, ako se bilo koji od diskova u RAID-0 uništi, sve informacije u nizu će biti izgubljene. Ali ako drajver sistema datoteka svaku datoteku postavi na jedan disk, a struktura direktorijuma je ispravno organizovana, onda ako se bilo koji od diskova uništi, samo datoteke koje se nalaze na tom disku će biti izgubljene; a datoteke koje se nalaze u potpunosti na sačuvanim diskovima će ostati dostupne.
Zaposlenik korporacije Y-E podaci, koji je najveći svjetski proizvođač USB flopi drajvova, Daniel Olson je kao eksperiment stvorio RAID niz od četiri
