RAID to sposób na połączenie kilku niezależnych i stosunkowo niewielkich dysków w jedną dużą pamięć. Napędy zawarte w tablicy są członkami tablicy. Dyski można łączyć w macierz na różne sposoby nazywane poziomami RAID. Ta metoda służy do zwiększenia niezawodności lub zwiększenia szybkości wymiany danych. Skrót RAID pojawił się po raz pierwszy w 1988 roku na Uniwersytecie Berkeley w artykule napisanym przez Pattersona, Gibsona i Katza. Wiele artykułów napisanych przez tych trzech autorów i innych zidentyfikowało i sklasyfikowało kilka modeli ochrony danych i zwiększoną wydajność macierzy dyskowych.

RAID 0

Technologia RAID 0 służy do zwiększenia wydajności systemu dyskowego. Gdy jest używany, dane są równomiernie zapisywane na małe kawałki każdego dysku twardego, który uczestniczy w tworzeniu tablicy. Jednocześnie szybkość dostępu do danych zwiększa się proporcjonalnie do liczby nośników mediów zaangażowanych w tworzenie macierzy, ze względu na rozłożenie wejść /wyjść obciążenia na kilka kanałów. W tym przypadku pojemność systemu jest równa sumie pojemności dysku. Ta technologia różni się także prostotą implementacji i projektowania.


Wadą tego typu organizacji jest niska niezawodność przechowywania danych, jeśli pojedynczy dysk jest uszkodzony, wszystkie informacje zostaną utracone. Z tego powodu RAID 0 nie jest zalecany dla systemów, które mają przechowywać ważne informacje. Ta technologia może być używana nakomputery przeznaczone do edycji zdjęć i filmów, przygotowywania materiałów do drukowania i innych, wykonywania zadań wymagających dużej przepustowości systemu dyskowego.

RAID 1

Macierz RAID 1 jest również nazywana odbiciem lustrzanym, ponieważ dane są przechowywane jednocześnie na dwóch lub więcej dyskach. Zyskał popularność dzięki swojej prostocie i wysokiej niezawodności. Taka organizacja przechowywania danych zapewnia zwiększoną produktywność i większą niezawodność. Jednak w ten sposób te same informacje są przechowywane na dwóch dyskach, co zwiększa koszt przechowywania.


RAID 1 jest zalecany do stosowania na komputerach używanych do obliczania wynagrodzeń, księgowości, pracy z programami finansowymi i innych zadań wymagających wysokiej niezawodności.

RAID 2

Przechowywanie danych w macierzy RAID 2 opiera się na wykorzystaniu kodu Hamminga. W tym przypadku oddzielne dyski są używane do przechowywania danych i korekcji błędów. Możesz obliczyć, ile dysków potrzebujesz do zorganizowania tablicy, używając następujących formuł: jeśli k to liczba dysków twardych używanych do poprawiania błędów, dane będą przechowywane na dyskach 2k-k-1. Będziesz potrzebował łącznie 2k-1 dysków twardych. W ten sposób można oszacować, że w celu zwiększenia wygody przechowywania informacji o macierzy RAID 2 wymagane jest co najmniej siedem dysków twardych (4 z informacjami i 3 dla korekcji błędów) w porównaniu z macierzą RAID 1. Pomimo faktu, że ten system organizacji przechowywania danych zapewniawysoka niezawodność i wydajność, praktycznie nie jest używana ze względu na to, że wymaga dużej liczby urządzeń magazynujących.

RAID 3

Przy tej metodzie przechowywania wymagany jest jeden dysk twardy dla bloków parzystości, a reszta jest dzielona na bloki. Przy takiej organizacji macierzy dyskowej w przypadku awarii jednego dysku twardego, informacje mogą być przywracane na pomocniczych danych przechowywanych na innych dyskach twardych. Technologia RAID 3 gwarantuje wysoką szybkość transmisji i relatywnie niski koszt. Zaletą tego typu przechowywania danych można nazwać wysoką wydajność podczas odczytu i zapisu, odporność na uszkodzenia i niski koszt. Jednak ze względu na częsty dostęp powoduje duże obciążenie dysku, przechowuje on bloki parzystości, więc jego niezawodność jest niższa niż w przypadku danych zapisanych na dysku. Ponadto wady obejmują duże zużycie zasobów obliczeniowych w organizacji oprogramowania macierzy oraz złożoność kontrolera w sprzęcie. RAID 3 służy do edycji obrazu, przesyłania strumieniowego, edycji wideo i innych aplikacji wymagających dużej przepustowości.

RAID 4

W macierzach RAID 4 informacje są rozbijane na bajty, a nie bloki, dzięki czemu szybkość pracy z małymi plikami jest dość wysoka. Zapewniona jest niezawodność przechowywania danych, a także w przypadku macierzy RAID 3 z powodu dysku, przechowywane są bity parzystości. Aby zorganizować macierze RAID 4, potrzebujesz co najmniej trzech dysków twardych. Zaletą tej metody jest dobra szybkość odczytu, a transmisja informacji jest niskaKoszt jest spowodowany tym, że potrzebujesz tylko jednego dysku na bity parzystości.
Do wad tej metody należą złożoność awarii kontrolera pamięci masowej i częste dysku twardego, który przechowuje bloków parzystości.

RAID 5

W przypadku używania RAID 5 Dane przechowywane kontrolnych dla wszystkich dysków w tablicy. Dlatego z taką organizacją pamięci staje się możliwa do przeprowadzenia operacji równoległych do odczytu i zapisu informacji. Jako bity kontrolne wykorzystywany jest wynik operacji "wyklucza OR". Najniższa liczba napędów wymaganych dla organizacji układu jako RAID 3, RAID 4 3. obliczyć maksymalną ilość danych przechowywanych w tablicy mogą być o wzorze (K - 1) * sizeHDD, gdzie k - liczba twardych dysków sizeHDD - jedna, pojemność (jeśli w macierzy zaangażowane są różne dyski twarde, pobierana jest najmniejsza). Technologia przechowywania RAID 5 to bardzo wysoka wydajność, dobra niezawodność i niski koszt. Gdy pęknięcie dysku twardego zawarte w RAID 5 przechowywania poziom niezawodności kropli. odzyskiwanie danych wymaga dużej liczby cykli odczytu i zapisu, które czasami mogą łamać innych dysków w macierzy. Ponadto podczas procesu odzyskiwania mogą wystąpić nieznane wcześniej błędy (występują one w rzadko dostępnej informacji), co uniemożliwia ich odzyskanie. Inną wadą jest skomplikowany projekt sterownika.

RAID 5 jest najbardziej uniwersalnym sposobem przechowywania danych. Używanytaka organizacja danych w Internecie (www, e-mail) i innych serwerach plików.

RAID 6

RAID 6 to rozszerzenie poziomu RAID 5, które zapewnia dodatkową tolerancję błędu. Jego organizacja wymaga co najmniej pięciu dysków, trzech dla danych i dwóch dla informacji potrzebnych do odzyskania. Podobnie jak w przypadku RAID 5 dane i bity kontrolne są przechowywane na przemian na wszystkich dyskach. Podczas korzystania z takiej technologii dane pozostaną takie same, nawet jeśli dwa dyski zostaną zerwane. Jednak z powodu dużego obciążenia sterownika wydajność takiego układu będzie mniejsza o około 10-15%. RAID 6 to idealne rozwiązanie dla krytycznych aplikacji.

RAID 7

RAID 7 nie może być nazwany niezależnym poziomem RAID, prawa do niego należą do marki firmy Storage Computer Corporation. W tej metodzie potrzebny jest jeden dysk twardy, aby przywrócić informacje (bity parzystości) i inne zapisane informacje. Podczas nagrywania informacji na dysk wykorzystuje technologię buforowania, która wykorzystuje pamięć RAM komputera. Aby zapewnić niezawodne działanie macierzy RAID 7, wymagane jest zasilacz bezprzerwowy, ponieważ problemy z dostarczaniem danych mogą zostać uszkodzone w przypadku problemów z zasilaniem. Architektoniczne cechy RAID 7 obejmują: wbudowany kanał komunikacyjny oparty na systemie operacyjnym, wewnętrzną szybką magistralę przesyłania danych (X-bus), generowanie bitów parzystości, zintegrowaną z pamięcią podręczną. Z tego powodu ogólna prędkość nagrywania jest o 25-90% wyższa niż na jednym dysku twardym i 15-6 razy szybsza niż w przypadku innych poziomów RAID. Wraz ze wzrostem liczby dysków twardych biorących udział w macierzy wzrastarekord wydajności i skrócony czas dostępu do danych.
Należy jednak pamiętać, że RAID 7 jest stanowczą decyzją jednego dostawcy. Ponadto, aby zapobiec utracie danych, konieczne jest podłączenie komputera przez UPS (zasilacz bezprzerwowy).

RAID 0 + 1 (RAID 01)

RAID 0 + 1 to połączenie macierzy RAID 0 i RAID 1. Wymagane są co najmniej cztery dyski twarde, dwie przechowują informacje i dwie kopie lustrzane . Zapewnia to dobrą prędkość dostępu do danych, porównywalną z macierzą RAID 0 i odpornością na uszkodzenia, podobnie jak w przypadku technologii RAID 1. Całkowita pojemność dysków twardych powinna jednak być dwukrotnie większa niż ilość przechowywanych danych. Komputery z taką organizacją przechowywania danych są powszechnie używane w serwerach plików i przetwarzaniu obrazu.

RAID 1 + 0 (RAID 10)

Tablica utworzona w technologii RAID 1 + 0 jest zorganizowana jako lustro. Informacje w nim zawarte są podzielone na małe części i znajdują się na kilku dyskach twardych. Takim schematem organizacji danych jest w istocie technologia RAID 0, której segmenty są macierzami RAID 1. Aby zorganizować macierz RAID poziomu 10, potrzebujesz co najmniej czterech dysków twardych. Macierz RAID 1 + 0 charakteryzuje się dużą szybkością i bardzo dobrą niezawodnością przechowywania danych. W pewnych okolicznościach macierz RAID 1 + 0 może utrzymać wydajność, nawet jeśli kilka dysków twardych działa jednocześnie. Wadą tego rodzaju przechowywania danych jest wysoki koszt i niska skalowalność. Macierz RAID 1 + 0 jest najczęściej używana w serwerach baz danychdane, dla których ważna jest wysoka wydajność i odporność na uszkodzenia.

RAID 1E

RAID 1E to zaawansowana macierz RAID 1. Jest ona zbudowana jako macierz lustrzana, ale może pracować z nieparzystą ilością dysków twardych. Istnieją dwa sposoby organizowania macierzy RAID 1E:

W pobliżu (jest to również nazywane paskiem). Dzięki tej metodzie przechowywania danych pierwsza część danych jest zapisywana na dyskach twardych 1 i 2. Kolejna porcja - na 3 i 4 dyskach twardych. Jeśli fizyczne dyski twarde się skończyły, na przykład w systemie są tylko trzy, rekord zaczyna się od pierwszego. Oznacza to, że w przypadku trzech dysków twardych pierwsza porcja danych na dyskach jest zapisana 1 i 2 sekunda na 3 i 1, i tak dalej.

Podczas korzystania z metody przeplatanego rejestrowania informacji występuje w sektorach. W tym przypadku pierwszy sektor jest zapisywaną informacją, a w jej drugiej pełnej kopii. W momencie przejścia z jednego sektora do drugiego numer urządzenia pamięciowego zostaje zwiększony o jeden, tzn. Następuje przejście do następnego urządzenia pamięci masowej. Dane są przechowywane w następującej kolejności: pierwszy dysk w pierwszym sektorze rejestruje pierwszą część danych, a drugi dysk w drugim sektorze jest ich pełną kopią. Następna część danych jest zapisywana w pierwszym sektorze drugiego dysku i drugim sektorze trzeciego dysku twardego.

Aby zorganizować macierz RAID 1E, potrzebujesz co najmniej trzech urządzeń pamięci masowej. Zaletami tej metody są wysoka wydajność, krótki czas dostępu i możliwość korzystania z przechowywania lustrzanego informacji na nieparzystej liczbie urządzeń. Wady obejmują wysokie koszty przechowywania(Dane RAID 1, do przechowywania danych tylko do połowy całkowitej zdolności wszystkich dysków twardych) pozwoliła odmowę jednego z urządzeń pamięci masowej więc używać parzystą liczbę dysków zaleca się stosowanie RAID 10.

Wprowadzenie

może tworzyć dwa RAID na różne sposoby:

Korzystanie ze sterowników systemu operacyjnego nazywane jest oprogramowaniem RAID.

Przy użyciu specjalnego sprzętu ta metoda nazywa się sprzętową macierzą RAID.

wdrożenie oprogramowania

Wsparcie poziomy RAID polityka jest jednym z najtańszych sposobów, aby utworzyć macierz RAID. Obecnie praktycznie każdy system operacyjny ma wbudowaną funkcję RAID, ale nie na wszystkich poziomach RAID. Windows Home Release pozwala na tworzenie tylko RAID 0, podczas gdy RAID 1 i RAID 5 mogą być tworzone tylko przy użyciu wydań serwera Windows. Macierz RAID utworzona w systemie Windows jest nierozerwalnie połączona z systemem operacyjnym, więc jej partycje nie mogą być używane do organizowania podwójnego rozruchu. systemów opartych na jądrze Linux 2528 działa i później obsługuje RAID 0 RAID 1 RAID 4 RAID 5 RAID 6 RAID 10. Pobierz obsługiwane w żaden sposób organizacje przechowywania informacji. System operacyjny FreeBSD, od wersji 7.2 pozwala na organizowanie macierz RAID poziomu wejścia 015 6. Kiedy organizacje oprogramowania RAID wykorzystywać procesor komputera, co zmniejsza wydajność systemu. W przypadku macierzy RAID 0 i 1 procesora pobieranie jest pomijalne, ale w przypadku macierzy RAIDParzystość (na przykład RAID 2 RAID 3 RAID 4 RAID 5 RAID6) może wynosić od 1 do 5 procent w zależności od mocy procesora i liczby dysków twardych. Ponadto istnieją pewne ograniczenia dotyczące korzystania z oprogramowania macierzy RAID do organizowania rozruchu systemu. Tylko RAID 1 może zawierać partycję rozruchową. Ładowanie systemu nie jest możliwe w przypadku oprogramowania RAID 5 i RAID 0.

Implementacja sprzętu

Sprzętowa macierz RAID jest tworzona przy użyciu specjalnego sprzętu. Ten sposób przechowywania danych ma wiele zalet w stosunku do implementacji sprzętowej:

nie wykorzystuje procesora komputerowego;

pozwala użytkownikowi na tworzenie partycji rozruchowych na dowolnym poziomie RAID;

obsługuje "gorącą" wymianę.

​​

Funkcje

Każda macierz RAID ma swoją własną unikalną charakterystykę:

Tolerancja na awarie, czyli zdolność do zapewniania ochrony informacji, gdy jeden lub więcej dysków twardych ulegnie awarii.

Produktywność, która pokazuje wzrost szybkości czytania i pisania całej tablicy w porównaniu do jednego dysku.

Pojemność tablicy, pokazuje ilość danych, które można zapisać w macierzy RAID. Pojemność zależy od poziomu RAID i nie zawsze odpowiada ilości informacji przechowywanych na dyskach twardych wchodzących w skład macierzy.

Krótki opis

Aby wybrać tablica jest wymagana dla Ciebie, oto krótki opis każdego poziomu:

macierz RAID 0, zapewnia dobre dane o prędkości, ale niskieodporność na uszkodzenia. Musisz mieć co najmniej dwa dyski.

,

, macierz RAID 1, niezawodne przechowywanie danych, przy niskich obrotach. Najmniejsza kwota dwa napędy.

RAID 2: ma dobrą szybkość i niezawodne przechowywanie informacji, ale jest rzadko używane, ponieważ do jego organizacji potrzebują dużo dysków twardych.

RAID 3: ma dobrą szybkość dostępu i wysoką niezawodność. Koszt składowania stosunkowo niskie.

,

, macierz RAID, 4, posiada dobrą prędkość, elastyczność i ekonomiczne prowadzenie magazynu. Wadą - złożoność kontrolera sprzętowego.

,

, RAID 5, zapewnia dużą szybkość i dobrą odporność na uszkodzenia. Jest to najbardziej uniwersalny sposób organizowania przechowywania.

,

, RAID 6, zapewnia wysoką odporność na uszkodzenia.

,

, RAID 7: rozwiązania techniczne z amerykańskiego firmy NIK. Dla niezawodnej pracy trzeba użyć zasilacza.

01 RAID i RAID 10 jest połączeniem RAID 0 i RAID 1.

1E RAID jest przesuwany RAID 1. Jest to jedyna tablica zwierciadła, które mogą współpracować z nieparzystej liczby napędów.

W zależności od tego, co trzeba (wysoka wydajność, niezawodność lub tanie), można wybrać sposób przechowywania danych, która jest właśnie dla Ciebie.