Scopul matricelor de raid. Întrebări frecvente despre implementarea practică a RAID. Dezvoltarea în continuare a ideii RAID
Ziua bună tuturor. Ne continuăm imersiunea în lumea hardware-ului computerelor. Toată lumea știe că un computer are un hard disk, care poate fi comparat cu memoria umană - toate informațiile disponibile sunt stocate pe el. Aceste dispozitive devin din ce în ce mai rapide cu fiecare generație și sunt capabile să stocheze din ce în ce mai multe date.
Cu toate acestea, o parte semnificativă a acestor dispozitive sunt încă expuse riscului de pierdere a informațiilor. Până acum, o parte semnificativă a hard disk-urilor, datorită designului lor, nu poate scrie și citi suficient de repede informațiile înregistrate.
Viteza de transfer de date afectează performanța întregului computer. Indiferent cât de puternică este umplerea sa, viteza discului limitează această putere. Există modalități de a crește cumva toleranța la erori și de a crește viteza? Da, există tehnologii care au fost inventate cu mult timp în urmă.
De ce avem nevoie de matrice RAID?
Cuvântul „matrice” înseamnă o anumită acumulare de obiecte similare sau informații. Un raft cu cărți pe o anumită temă poate fi numit o matrice. Același dulap de fișiere vechi făcut din cutii de lemn.
Ideea este similară - nu luați un hard disk, ci două sau mai multe. Folosind diverse soluții tehnologice, puteți crește viteza de citire și scriere pe discuri și de a crește toleranța la erori.
Acest lucru este valabil mai ales pentru sistemele server, sisteme care lucrează cu baze de date mari, unde viteza de scriere/citire pe disc este critică. Matricele RAID sunt concepute pentru a îmbunătăți performanța sistemului.
În același timp, este bine ca sistemul să fie și fiabil și tolerant la erori. În practică, se întâmplă ca atunci când unul dintre discuri eșuează, acesta să fie înlocuit și sistemul să fie restaurat. Totul depinde de tipul de matrice pe care îl vei folosi.
Mulți vor fi surprinși, dar în 1987, David Peterson și echipa sa au introdus o „matrice de rezervă de discuri ieftine”, probabil pentru că hard disk-urile nu sunt, în general, dispozitive atât de ieftine... Așa este abrevierea astăzi. RAID„matrice redundantă de discuri independente”
Cum diferă matricele de raid unele de altele?
Există două diferențe principale. Prima diferență este numărul de hard disk-uri utilizate în matrice. Cumpărați două (sau mai multe) unități și le conectați la computer în același timp.
Puteți conecta câte aveți pe placa de bază pentru conectori de conectare. De asemenea, merită să acordați atenție sursei de alimentare a computerului. Este posibil ca puterea și numărul de conectori de alimentare pentru conectare să fie crescute.
Pe baza acestui fapt, poți deja să judeci ce matrice poate suporta placa de bază a computerului tău. Putem spune că toate plăcile de bază mai mult sau mai puțin moderne suportă utilizarea RAID. Dar laptopurile - nu, există un singur hard disk fără opțiuni.
A doua diferență este tehnologiile care sunt utilizate la scrierea și citirea datelor. Un hard disk este un mediu de stocare magnetic. Adică, informațiile sunt înregistrate pe el în același mod ca pe un magnetofon vechi.
Desigur, tehnologia s-a schimbat. Am avut un computer în anii 90" Gamă", acolo o casetă cu bandă și un magnetofon conectat au fost folosite ca „hard disk”.
Jocul a fost înregistrat pe bandă. Înainte de a juca, mai întâi a trebuit să „ascultați” caseta - așa a fost încărcat jocul în acest computer. Am văzut recent un lucru similar de la un prieten - ZX Spectrum, inca lucrez. Au fost vremuri…
Și astăzi, rețele de hard disk-uri cu stare solidă sunt deja utilizate în mod activ. Hard disk-ul a devenit și mai „greu”. Principiul funcționării lor este ca o unitate flash mare. Informațiile sunt înregistrate nu „pe o înregistrare”, ci în microcircuitele dispozitivului.
Viteza de transfer, citire și scriere a datelor în astfel de dispozitive este de multe ori mai mare decât cea a celor convenționale. Și folosește-le în RAID matricea crește și mai mult performanța sistemului. Dar deocamdată, un astfel de disc are același preț cu două sau trei obișnuite.
Tipurile și scopul matricelor de raid
Să continuăm despre tehnologie. Tehnologiile pentru crearea de matrice diferă și ele. Puteți utiliza hard disk-urile existente în moduri diferite. Să trecem direct la standardele existente RAID. Există standarde de bază și combinațiile lor. Astăzi vă voi spune doar despre cele de bază.
RAID -0. Cea mai accesibilă și simplă opțiune, de exemplu, de pe două discuri de volum egal. Datele sunt scrise prin intercalare. Informația este împărțită în părți egale și apoi o parte este scrisă pe un disc, următoarea parte pe altul și așa mai departe.
Viteza record de citire se dublează în cazul nostru. Dacă există trei discuri în matrice, atunci de trei ori etc. Datele cu această opțiune de matrice nu sunt copiate de rezervă.
Probabilitatea pierderii datelor în cazul în care unul dintre discuri eșuează, de asemenea, se dublează. Am un computer cu două unități în RAID0. Plus un disc separat pe care o copie a sistemului este aruncată zilnic. Așa că am decis să folosesc mijloace suplimentare.
RAID1.În această opțiune, puteți utiliza două sau mai multe discuri care sunt copii complete una ale altuia (oglinzi). Aici, viteza de scriere a discului este aceeași ca de obicei, deși aceste date sunt scrise pe toate discurile simultan, în paralel.
Dacă unul dintre discuri eșuează, sistemul va funcționa. După înlocuirea unui disc eșuat, conform programului, informațiile sunt restaurate pe noul disc.
Puteți construi o „oglindă” de trei discuri. În consecință, probabilitatea de eșec este redusă de trei ori, iar viteza de citire crește. Dar aici pierdem, pierzând spațiu pe disc - o matrice de două (sau trei) discuri se dovedește a avea aceeași dimensiune ca unul obișnuit.
RAID2. Această schemă este mai sofisticată decât precedentele, combină principiul RAID -0(se folosesc cel puțin două discuri pentru date). Și în rest, sunt înregistrate coduri de corectare a erorilor, cu ajutorul cărora puteți restabili informațiile în cazul unei defecțiuni. În plus, corectarea erorilor are loc în timpul funcționării sistemului. Problema este că aveți nevoie de destul de multe discuri de corecție. Nu există înregistrare paralelă.
RAID3 Matricea poate fi realizată cu minim trei discuri. Din nou, ca în RAID -0 două sau mai multe discuri sunt utilizate pentru stocarea datelor. Mai mult, datele sunt împărțite în porțiuni mici - octeți și notate. Cel de-al treilea disc este, de asemenea, folosit ca disc de control; pe el sunt scrise informații despre blocurile de paritate.
Această unitate suportă multă sarcină și, prin urmare, este expusă riscului de defecțiune. Viteza de citire a datelor scade dacă lucrați cu fișiere mici și în timpul multitasking - datele sunt împrăștiate în porțiuni mici și este nevoie de mai mult timp pentru a le citi.
RAID4 diferă de precedentul doar prin faptul că datele sunt împărțite în blocuri de date, mai degrabă decât în octeți. Viteza de citire crește ușor. Se folosesc și discuri de control, ca în standardele 2 și 3. Fără înregistrare paralelă .
RAID5 O combinație interesantă și economică. Fără discuri de control. Numărul minim de discuri este de trei. Datele sunt scrise ciclic pe discuri. De exemplu, un fișier este scris pe toate discurile simultan.
Și suma de control este calculată și scrisă pe toate discurile folosind un algoritm special. În caz de deteriorare, datele lipsă sunt calculate folosind sume de control și informațiile sunt restaurate de pe discurile învecinate.
Acest lucru asigură viteze mari de citire și scriere, deoarece aceste operațiuni au loc în paralel pe toate discurile. Pe măsură ce numărul de discuri crește, crește toleranța la erori. Dezavantaj - sistemul se recuperează lent în caz de deteriorare. Există un risc crescut de defecțiune a discurilor matrice în timpul procesului de recuperare a datelor.
RAID6 diferă de versiunea anterioară prin prezența discurilor de control. Trei discuri de control sunt conectate la două discuri de date. Înregistrarea se realizează folosind un cod special. Fiabilitate îmbunătățită, dar performanță ușor redusă în comparație cu RAID 5.
Deci, aruncând o privire puțin la standardele de bază, vedem că există doar două opțiuni „demne”, acestea sunt RAID0Și RAID1 Unul dintre ele oferă cea mai mare viteză, celălalt - fiabilitate ridicată. Restul standardelor de bază sunt compromisuri între viteză și fiabilitate.
Și trebuie să alegi în funcție de nevoile tale. Scopul principal al matricelor este de a crește viteza și toleranța la erori în timpul funcționării. Există, de asemenea, combinații comune de opțiuni de bază. Unul dintre acestea este standardul RAID 1.0.
RAID 1.0 (1+0) Dacă aveți idei pentru a implementa, de exemplu, un server 1C sau orice alt server de baze de date, atunci combinația RAID 1.0 de ce ai nevoie. Va trebui să utilizați cel puțin 4 (sau opt) unități în matrice.
Acest lucru este scump, dar justifică costul prin furnizarea de viteză mare de citire și scriere a datelor pe discuri, ca în schemă RAID0. Fiecare disc de date are o oglindă, ca în diagramă RAID1.
Ce HDD-uri (hard disk-uri) pot fi conectate la RAID
În primul rând, se știe că sunt utile. Înainte de a vă conecta, trebuie să verificați unitatea S.M.A.R.T dacă aveți îndoieli. În niciun caz nu trebuie să conectați discuri cu o suprafață degradată.
În caz contrar, este posibil să aveți mai multă sarcină pe o unitate decât pe cealaltă. Niciodată conectat la RAID discuri de diferite capacitati. Presupun că o parte din spațiul pe disc se va pierde și nu va fi folosită.
Noile unități pot varia în ceea ce privește consumul de energie, viteza, capacitatea memoriei tampon și scopul. Este foarte de dorit ca toți acești indicatori să fie aceiași. Se poate întâmpla ca cel mai slab disc să încetinească funcționarea întregii combinații din cauza caracteristicilor mai mici.
În general, luați altele noi și identice. Cea mai avansată și mai scumpă opțiune de astăzi este combinarea RAID matrice de hard disk cu stare solidă. Dacă aveți de gând să vă actualizați serverul în această direcție, trebuie să luați versiuni speciale de server ale unor astfel de dispozitive.
La momentul redactării acestui articol, Intel rămâne liderul lider printre producătorii de SSD (pe piața noastră) pentru servere. Prețul dispozitivelor lor este mare, dar nu puteți greși calitatea. Nici măcar un producător precum Hitachi nu se poate lăuda încă cu o selecție specială de dispozitive SSD pentru servere, cel puțin la noi.
Salutare tuturor cititorilor site-ului! Prieteni, de mult vreau să vă vorbesc despre cum să creați o matrice RAID (matrice redundantă de discuri independente) pe un computer. În ciuda complexității aparente a problemei, de fapt totul este foarte simplu și sunt sigur că mulți cititori vor adopta imediat și se vor bucura de utilizarea acestei tehnologii foarte utile legate de securitatea datelor tale.
Cum se creează Matricea RAID și de ce este necesară
Nu este un secret pentru nimeni că informațiile noastre de pe un computer sunt practic neasigurate și se află pe un simplu hard disk, care tinde să se defecteze în cel mai inoportun moment. Este recunoscut de mult timp că hard disk-ul este cel mai slab și mai nesigur loc din unitatea noastră de sistem, deoarece are părți mecanice. Acei utilizatori care au pierdut vreodată date importante (inclusiv eu) din cauza eșecului „șurubului”, după ce s-au întristat de ceva timp, se întreabă cum să evite astfel de probleme în viitor și primul lucru care îmi vine în minte este acesta crearea unei matrice RAID.
Scopul de a avea o matrice redundantă de discuri independente este să vă salvați fișierele pe hard disk în cazul unei defecțiuni complete a acelei unități! Cum să faceți acest lucru, vă întrebați, este foarte simplu, aveți nevoie doar de două hard disk-uri (poate chiar diferite ca volum).
În articolul de astăzi, folosind sistemul de operare Windows 8.1, vom crea cel mai simplu și mai popular hard disk din două hard disk-uri goale. Matrice RAID 1, se mai numește și „Oglindire”. Semnificația unei „oglinzi” este că informațiile de pe ambele discuri sunt duplicate (scrise în paralel) și cele două hard disk-uri sunt copii exacte una ale celeilalte.
Dacă ați copiat un fișier pe primul hard disk, atunci exact același fișier apare pe al doilea și, după cum ați înțeles deja, dacă un hard disk se defectează, atunci toate datele dvs. vor rămâne intacte pe al doilea hard disk ( oglindă). Probabilitatea de defecțiune a două hard disk-uri simultan este neglijabilă.
Singurul dezavantaj al unei matrice RAID 1 este că trebuie să cumpărați două hard disk-uri, dar acestea vor funcționa ca unul singur, adică dacă instalați două hard disk-uri de 500 GB în unitatea de sistem, atunci aceleași 500 vor fi disponibile. pentru stocarea fișierelor GB, nu 1TB.
Dacă unul dintre cele două hard disk-uri se defectează, pur și simplu îl luați și îl înlocuiți, adăugându-l ca oglindă la un hard disk deja instalat cu date și gata.
Personal, de mulți ani, Il folosesc la serviciu RAID 1 matrice de două hard disk de 1 TB și acum un an s-a întâmplat ceva rău, un hard disk a renunțat la viață, a trebuit să-l înlocuiesc imediat, apoi m-am gândit cu groază ce s-ar întâmpla dacă nu aș avea o matrice RAID, un Ușor frig m-a străbătut pe spate, deoarece datele acumulate de-a lungul mai multor ani de muncă ar fi dispărut și, așadar, pur și simplu am înlocuit „terabyte” defect și am continuat să lucrez. Apropo, acasă am și o matrice RAID mică de două hard disk-uri de 500 GB.
Creare software RAID 1 o serie de două hard disk-uri goale folosind Windows 8.1
În primul rând, instalăm două hard disk-uri curate în unitatea noastră de sistem. De exemplu, voi lua două hard disk-uri de 250 GB.
Deschideți Gestionarea discurilor
Disc 0- SSD SSD cu sistem de operare Windows 8.1 instalat pe partiția (C:).
Discul 1Și Discul 2- hard disk-uri cu o capacitate de 250 GB din care vom asambla o matrice RAID 1.
Faceți clic dreapta pe orice hard disk și selectați „Creați volum oglindă”
Adăugați un disc care va fi o oglindă pentru discul selectat anterior. Am selectat Disk 1 ca primul volum în oglindă, ceea ce înseamnă că selectăm Disk 2 în partea stângă și facem clic pe butonul „Adăugați”.
Selectați litera matricei software RAID 1, las litera (D:). Mai departe
Bifați caseta Formatare rapidă și faceți clic pe Următorul.
În Gestionarea discurilor, volumele în oglindă sunt indicate cu roșu sânge și au o singură literă de unitate, în cazul nostru (D:). Copiați orice fișiere pe orice disc și acestea vor apărea imediat pe alt disc.
În fereastra Acest PC, matricea software RAID 1 apare ca un singur disc.
Dacă una dintre cele două hard disk-uri eșuează, atunci în gestionarea discurilor matricea RAID va fi marcată cu eroarea „Failed Redundancy”, dar toate datele de pe al doilea hard disk vor fi în siguranță.
Introducere.
Pe măsură ce trece timpul, procesoarele, memoria RAM și plăcile de bază se dezvoltă, viteza lor crește la scară geometrică. În timp ce hard disk-urile cresc viteza doar pe o scară aritmetică.
Și acest lucru nu putea decât să afecteze performanța computerului. Cred că nu va fi un secret pentru nimeni faptul că timpii lungi de încărcare a sistemului de operare, incapacitatea de a lucra pe un computer la arderea discurilor și funcționarea lentă a laptopurilor sunt de vină pentru funcționarea lentă a hard disk-urilor moderne.
Producătorii de plăci de bază au înțeles de mult acest lucru și aproape orice placă de bază modernă are controlere Raid încorporate.
Pe scurt despre principalul lucru.
Matricele de raid vin în diferite tipuri. Inițial, acestea au fost destinate serverelor, aparent, prin urmare, atunci când 70% dintre utilizatori aud de matrice Raid, își imaginează o matrice Raid-1 (oglindire).
Să ne uităm la principalele tipuri de matrice separat:
Raid 0 (Dezbracare).
Acesta este tipul de matrice care ne interesează și care este din ce în ce mai folosit în computerele personale moderne.
Pentru a crea această matrice aveți nevoie de 2 sau mai multe hard disk-uri. Datele din această matrice sunt împărțite între hard disk-uri, de exemplu, un fișier care conține astfel de date „AAABBBCCC” între trei hard disk-uri va fi împărțit după cum urmează:
1 hard disk: „AAA”
2 hard disk: „BBB”
3-hard disk: „CCC”.
După cum puteți vedea, atunci când citiți datele, viteza de citire va crește de trei ori. Tentant, nu-i așa?
Particularitati:
1. Hard disk-urile trebuie să fie aceleași.
2. Când se arde un hard disk, toate informațiile se pierd.
3. Apropierea vitezei reale de cea teoretică depinde mai mult de eficiența controlerului.
4. Volumul matricei este egal cu suma volumelor hard disk-urilor.
Raid 1 (oglindire)
Acest tip este utilizat în serverele de baze de date. Este necesar un număr strict par de discuri.
Datele de pe o unitate sunt copiate pe o altă unitate, iar ambele unități conțin aceleași informații. Dacă un disc eșuează, ar trebui să îl înlocuiți, iar controlerul va restabili automat informațiile de pe el.
După cum înțelegeți, nu există o creștere a vitezei. Există chiar și o oarecare încetinire. Volumul matricei este egal cu volumul unui hard disk.
Raid 0+1
Inginerii științifici s-au gândit și s-au gândit cum să priveze matricea Raid 0 de principalul său dezavantaj - pierderea informațiilor în caz de defecțiune, iar matricea Raid 1 - de viteză mică. Și așa, ne-a venit ideea de a combina aceste matrice.
Această matrice necesită cel puțin 4 hard disk-uri. Există o creștere a vitezei, există securitatea informațiilor.
Volumul matricei este egal cu volumul a jumătate din suma hard disk-urilor.
Raidul 5.
Am încercat să descriu unul dintre tipurile de matrice greu de înțeles, sper că după citirea comentariilor totul va deveni clar.
De exemplu, avem 4 hard disk-uri. Un fișier este împărțit de controler în bucăți: a, b, c, d.
Fiecare bloc este apoi scris pe fiecare hard disk. Fiecărui hard disk i se alocă un bloc de informații care va fi citit și comparat cu cel vecin.
După cum puteți vedea, astfel obținem performanță ridicată și fiabilitate a matricei, chiar dacă unul dintre hard disk-uri este îndepărtat. Un hard disk defect poate fi înlocuit în timp ce matricea rulează.
Volumul rezultat al matricei este egal cu volumul unui hard disk. Concluzii:
1. După cum puteți înțelege din explicații, matricea Raid 0 este cea mai potrivită pentru un computer de acasă. Da, puteți pierde date dacă hard disk-ul se defectează. Dar întrebarea este, hard disk-urile eșuează adesea?
Eu însumi am asamblat unități de sistem bazate pe matrice Raid 0 de 3 ani. Trei matrice au căzut - motivul a fost instalarea incorectă a sistemului de operare, ale cărei complexități le-am discutat într-un alt articol: Instalarea Windows XP pe laptopuri și sisteme cu matrice Raid
Trebuie doar să testez sistemul asamblat și să identific hard disk-urile pre-defecte; fac asta singur în 8 ore.
2. Raid 1 array, nu foarte potrivit pentru un computer de acasă. Din moment ce puțini oameni ar dori să piardă jumătate din capacitatea hard disk-urilor lor.
3. Raid 0+1 ieșire din situație. Dar se pierde și jumătate din volumul hard disk-urilor. Eu însumi cred că, în schimb, este mai bine să organizăm o matrice Raid 0 de 3 hard disk-uri și să păstrăm al 4-lea hard disk pentru stocarea datelor deosebit de valoroase.
4. Avantajele unei matrice Raid 5 pentru un computer de acasă sunt de mică valoare. Am pregătit articolul FireAiD in special pentru Mega Review.
5 / 5 ( 1 vot)
Hard disk-urile joacă un rol important într-un computer. Ele stochează diverse informații despre utilizator, lansează sistemul de operare de la ei etc. Hard disk-urile nu durează pentru totdeauna și au o anumită marjă de siguranță. Și fiecare hard disk are propriile sale caracteristici distinctive.
Cel mai probabil, ați auzit la un moment dat că așa-numitele matrice raid pot fi făcute din hard disk-uri obișnuite. Acest lucru este necesar pentru a îmbunătăți performanța unităților, precum și pentru a asigura fiabilitatea stocării informațiilor. În plus, astfel de matrice pot avea propriile numere (0, 1, 2, 3, 4 etc.). În acest articol vă vom spune despre matricele RAID.
RAID este o colecție de hard disk-uri sau o matrice de discuri. După cum am spus deja, o astfel de matrice asigură stocarea fiabilă a datelor și, de asemenea, crește viteza de citire sau scriere a informațiilor. Există diverse configurații de matrice RAID, care sunt marcate cu numerele 1, 2, 3, 4 etc. și diferă în funcțiile pe care le îndeplinesc. Folosind astfel de matrice cu configurația 0, veți obține îmbunătățiri semnificative de performanță. O singură matrice RAID garantează siguranța completă a datelor dvs., deoarece dacă una dintre unități se defectează, informațiile vor fi localizate pe al doilea hard disk.
De fapt, matrice RAID– acesta este 2 sau n număr de hard disk-uri conectate la placa de bază, care acceptă capacitatea de a crea raiduri. Programatic, puteți selecta configurația raid, adică specificați cum ar trebui să funcționeze aceleași discuri. Pentru a face acest lucru, va trebui să specificați setările din BIOS.
Pentru a instala array-ul avem nevoie de o placa de baza care suporta tehnologia raid, 2 hard disk-uri identice (din toate punctele de vedere), pe care le conectam la placa de baza. În BIOS trebuie să setați parametrul Configurare SATA: RAID. Când computerul pornește, apăsați combinația de taste CTR-I,și deja acolo configuram RAID. Și după aceea, instalăm Windows ca de obicei.
Merită să acordați atenție faptului că, dacă creați sau ștergeți un raid, atunci toate informațiile care se află pe unități sunt șterse. Prin urmare, mai întâi trebuie să faceți o copie a acestuia.
Să ne uităm la configurațiile RAID despre care am vorbit deja. Există mai multe dintre ele: RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID 6 etc.
RAID-0 (striping), cunoscut și sub numele de matrice de nivel zero sau „matrice nulă”. Acest nivel crește viteza de lucru cu discuri cu un ordin de mărime, dar nu oferă toleranță suplimentară la erori. De fapt, această configurație este o matrice raid pur formal, deoarece cu această configurație nu există redundanță. Înregistrarea într-un astfel de pachet are loc în blocuri, scrise alternativ pe diferite discuri ale matricei. Principalul dezavantaj aici este nefiabilitatea stocării datelor: dacă unul dintre discurile matrice eșuează, toate informațiile sunt distruse. De ce se întâmplă asta? Acest lucru se întâmplă deoarece fiecare fișier poate fi scris în blocuri pe mai multe hard disk-uri simultan și, dacă oricare dintre ele funcționează defectuos, integritatea fișierului este încălcată și, prin urmare, nu este posibilă restaurarea acestuia. Dacă prețuiești performanța și faci în mod regulat copii de siguranță, atunci acest nivel de matrice poate fi utilizat pe computerul tău de acasă, ceea ce va oferi o creștere vizibilă a performanței.
RAID-1 (oglindire)– „mod oglindă”. Puteți numi acest nivel de matrice RAID nivelul paranoic: acest mod nu oferă aproape nicio creștere a performanței sistemului, dar vă protejează absolut datele de deteriorare. Chiar dacă unul dintre discuri eșuează, o copie exactă a celui pierdut va fi stocată pe alt disc. Acest mod, ca și primul, poate fi implementat și pe un computer de acasă pentru persoanele care apreciază foarte mult datele de pe discurile lor. 
La construirea acestor matrice, se folosește un algoritm de recuperare a informațiilor folosind coduri Hamming (un inginer american care a dezvoltat acest algoritm în 1950 pentru a corecta erorile în funcționarea calculatoarelor electromecanice). Pentru a asigura funcționarea acestui controler RAID, sunt create două grupuri de discuri - unul pentru stocarea datelor, al doilea grup pentru stocarea codurilor de corectare a erorilor. 
Acest tip de RAID a devenit mai puțin răspândit în sistemele de acasă din cauza redundanței excesive a numărului de hard disk - de exemplu, într-o serie de șapte hard disk, doar patru vor fi alocate pentru date. Pe măsură ce numărul de discuri crește, redundanța scade, ceea ce se reflectă în tabelul de mai jos.
Principalul avantaj al RAID 2 este capacitatea de a corecta erorile din mers fără a reduce viteza de schimb de date între matricea de discuri și procesorul central.
RAID 3 și RAID 4
Aceste două tipuri de matrice de discuri sunt foarte asemănătoare ca design. Ambele folosesc mai multe hard disk-uri pentru a stoca informații, dintre care una este folosită exclusiv pentru stocarea sumelor de control. Trei hard disk-uri sunt suficiente pentru a crea RAID 3 și RAID 4. Spre deosebire de RAID 2, recuperarea datelor din mers nu este posibilă - informațiile sunt restaurate după înlocuirea unui hard disk defect într-o perioadă de timp.
Diferența dintre RAID 3 și RAID 4 este nivelul de partiționare a datelor. În RAID 3, informațiile sunt împărțite în octeți individuali, ceea ce duce la o încetinire gravă la scrierea/citirea unui număr mare de fișiere mici. RAID 4 împarte datele în blocuri separate, a căror dimensiune nu depășește dimensiunea unui sector de pe disc. Ca urmare, viteza de procesare a fișierelor mici crește, ceea ce este critic pentru computerele personale. Din acest motiv, RAID 4 a devenit mai răspândit.
Un dezavantaj semnificativ al matricelor luate în considerare este încărcarea crescută a hard disk-ului destinată stocării sumelor de control, ceea ce îi reduce semnificativ resursele.
RAID-5. Așa-numita matrice tolerantă la erori de discuri independente cu stocare distribuită a sumelor de control. Aceasta înseamnă că pe o matrice de n discuri, n-1 disc va fi alocat pentru stocarea directă a datelor, iar ultimul va stoca suma de control a iterației n-1 stripe. Pentru a explica mai clar, să ne imaginăm că trebuie să scriem un fișier. Acesta va fi împărțit în porțiuni de aceeași lungime și va începe alternativ să fie scris ciclic pe toate discurile n-1. O sumă de control de octeți de porțiuni de date ale fiecărei iterații va fi scrisă pe ultimul disc, unde suma de control va fi implementată printr-o operație XOR pe biți.
Merită avertizat imediat că, dacă oricare dintre discuri eșuează, totul va intra în modul de urgență, ceea ce va reduce semnificativ performanța, deoarece Pentru a aduna fișierul, vor fi efectuate manipulări inutile pentru a-i restabili părțile „lipsă”. Dacă două sau mai multe discuri eșuează în același timp, informațiile stocate pe ele nu pot fi restaurate. În general, implementarea unei matrice raid de nivel 5 oferă viteze de acces destul de mari, acces paralel la diferite fișiere și toleranță bună la erori.
În mare măsură, problema de mai sus este rezolvată prin construirea de matrice folosind schema RAID 6. În aceste structuri, este alocat un volum de memorie egal cu volumul a două hard disk-uri pentru stocarea sumelor de control, care sunt, de asemenea, distribuite ciclic și uniform pe diferite discuri. . În loc de una, sunt calculate două sume de control, care garantează integritatea datelor în cazul defecțiunii simultane a două hard disk-uri din matrice.
Avantajele RAID 6 sunt un grad ridicat de securitate a informațiilor și o pierdere mai mică de performanță decât în RAID 5 în timpul recuperării datelor la înlocuirea unui disc deteriorat.
Dezavantajul RAID 6 este că viteza totală de schimb de date este redusă cu aproximativ 10% din cauza creșterii volumului de calcule a sumelor de control necesare, precum și datorită creșterii cantității de informații scrise/citite.
Tipuri RAID combinate
Pe lângă principalele tipuri discutate mai sus, sunt utilizate pe scară largă diverse combinații ale acestora, care compensează anumite dezavantaje ale RAID-ului simplu. În special, utilizarea schemelor RAID 10 și RAID 0+1 este larg răspândită. În primul caz, o pereche de matrice în oglindă sunt combinate în RAID 0, în al doilea, dimpotrivă, două RAID 0 sunt combinate într-o oglindă. În ambele cazuri, performanța crescută a RAID 0 se adaugă la securitatea informațiilor RAID 1.
Adesea, pentru a crește nivelul de protecție a informațiilor importante, se folosesc scheme de construcție RAID 51 sau RAID 61 - oglindirea matricelor deja foarte protejate asigură o siguranță excepțională a datelor în cazul oricăror defecțiuni. Cu toate acestea, este imposibil să implementați astfel de matrice acasă din cauza redundanței excesive.
Construirea unei matrice de discuri - de la teorie la practică
Un controler RAID specializat este responsabil pentru construirea și gestionarea funcționării oricărui RAID. Spre marea ușurare a utilizatorului obișnuit de computere personale, în majoritatea plăcilor de bază moderne aceste controlere sunt deja implementate la nivel de chipset southbridge. Deci, pentru a construi o serie de hard disk-uri, tot ce trebuie să faceți este să achiziționați numărul necesar dintre ele și să determinați tipul RAID dorit în secțiunea corespunzătoare a setărilor BIOS-ului. După aceasta, în loc de mai multe hard disk-uri în sistem, veți vedea doar unul, care poate fi împărțit în partiții și unități logice, dacă doriți. Vă rugăm să rețineți că cei care încă folosesc Windows XP vor trebui să instaleze un driver suplimentar.
Și, în sfârșit, încă un sfat - pentru a crea un RAID, achiziționați hard disk de aceeași capacitate, același producător, același model și, de preferință, din același lot. Apoi vor fi echipate cu aceleași seturi logice și funcționarea matricei acestor hard disk-uri va fi cea mai stabilă.
Etichete: , https://site/wp-content/uploads/2017/01/RAID1-400x333.jpg 333 400 Leonid Borislavski /wp-content/uploads/2018/05/logo.pngLeonid Borislavski 2017-01-16 08:57:09 2017-01-16 07:12:59 Ce sunt matricele RAID și de ce sunt necesare?Există o mulțime de articole pe Internet care descriu RAID. De exemplu, acesta descrie totul în detaliu. Dar, ca de obicei, nu este suficient timp pentru a citi totul, așa că aveți nevoie de ceva scurt pentru a înțelege - dacă este necesar sau nu și ce este mai bine să utilizați în legătură cu lucrul cu un DBMS (InterBase, Firebird sau altceva - este chiar nu contează). În fața ochilor tăi este exact un astfel de material.
Într-o primă aproximare, RAID este o combinație de discuri într-o singură matrice. SATA, SAS, SCSI, SSD - nu contează. În plus, aproape fiecare placă de bază obișnuită acceptă acum SATA RAID. Să trecem prin lista cu ce sunt RAID-urile și de ce sunt. (Aș dori să remarc imediat că într-un RAID trebuie să combinați discuri identice. Combinarea discurilor de la diferiți producători, de aceleași, dar diferite tipuri, sau de dimensiuni diferite este răsfăț pentru o persoană care stă pe un computer de acasă).
RAID 0 (stripe)
În linii mari, aceasta este o combinație secvențială de două (sau mai multe) discuri fizice într-un singur disc „fizic”. Este potrivit doar pentru organizarea de spații uriașe pe disc, de exemplu, pentru cei care lucrează cu editare video. Nu are rost să păstrezi baze de date pe astfel de discuri - de fapt, chiar dacă baza ta de date are o dimensiune de 50 de gigaocteți, atunci de ce ai cumpărat două discuri de 40 de gigaocteți fiecare, și nu de 1 pe 80 de gigaocteți? Cel mai rău lucru este că în RAID 0, orice defecțiune a unuia dintre discuri duce la inoperabilitatea completă a unui astfel de RAID, deoarece datele sunt scrise alternativ pe ambele discuri și, în consecință, RAID 0 nu are mijloace de recuperare în caz de defecțiuni.Desigur, RAID 0 oferă performanțe mai rapide datorită striping-ului de citire/scriere.
RAID 0 este adesea folosit pentru a găzdui fișiere temporare.
RAID 1 (oglindă)
Oglindirea discului. Dacă Shadow în IB/FB este oglindirea software (consultați Ghidul de operații.pdf), atunci RAID 1 este oglindirea hardware și nimic mai mult. Vă interziceți să utilizați oglindirea software folosind instrumente OS sau software terță parte. Aveți nevoie fie de un „fier” RAID 1, fie de umbră.Dacă apare o defecțiune, verificați cu atenție ce disc a eșuat. Cel mai frecvent caz de pierdere a datelor pe RAID 1 este acțiunile incorecte în timpul recuperării (discul greșit este specificat ca „întreg”).
În ceea ce privește performanța - câștigul pentru scriere este 0, pentru citire - poate de până la 1,5 ori, deoarece citirea se poate face „în paralel” (alternativ de pe discuri diferite). Pentru baze de date, accelerația este mică, în timp ce atunci când accesați diferite (!) părți (fișiere) ale discului în paralel, accelerația va fi absolut precisă.
RAID 1+0
Prin RAID 1+0 se înțelege opțiunea RAID 10, când două RAID 1 sunt combinate în RAID 0. Opțiunea când două RAID 0 sunt combinate în RAID 1 se numește RAID 0+1, iar „în afara” este același RAID 10 .RAID 2-3-4
Aceste RAID-uri sunt rare pentru că folosesc coduri Hamming, sau byte blocking + checksums, etc., dar rezumatul general este că aceste RAID-uri oferă doar fiabilitate, cu o creștere a performanței 0 și uneori chiar și deteriorarea acesteia.RAID 5
Este nevoie de minim 3 discuri. Datele de paritate sunt distribuite pe toate discurile din matriceSe spune în mod obișnuit că „RAID5 folosește acces independent la disc, astfel încât cererile către diferite discuri să poată fi executate în paralel”. Trebuie reținut că vorbim, desigur, de solicitări I/O paralele. Dacă astfel de solicitări merg secvenţial (în SuperServer), atunci, desigur, nu veţi obţine efectul de paralelizare a accesului pe RAID 5. Desigur, RAID5 va oferi un spor de performanță dacă sistemul de operare și alte aplicații funcționează cu matricea (de exemplu, va conține memorie virtuală, TEMP etc.).
În general, RAID 5 era cea mai frecvent utilizată matrice de discuri pentru lucrul cu SGBD-uri. Acum o astfel de matrice poate fi organizată pe unități SATA și va fi semnificativ mai ieftină decât pe SCSI. Puteți vedea prețuri și controlori în articole
Mai mult, ar trebui să acordați atenție volumului de discuri achiziționate - de exemplu, într-unul dintre articolele menționate, RAID5 este asamblat din 4 discuri cu o capacitate de 34 gigaocteți, în timp ce volumul „discului” este de 103 gigaocteți.
Testarea a cinci controlere SATA RAID - http://www.thg.ru/storage/20051102/index.html.
Adaptec SATA RAID 21610SA în matrice RAID 5 - http://www.ixbt.com/storage/adaptec21610raid5.shtml.
De ce RAID 5 este rău - https://geektimes.ru/post/78311/
Atenţie! La achiziționarea de discuri pentru RAID5, de obicei iau 3 discuri, cel puțin (cel mai probabil din cauza prețului). Dacă brusc, în timp, unul dintre discuri se defectează, atunci poate apărea o situație în care nu este posibilă achiziționarea unui disc asemănător cu cele folosite (nu mai sunt produse, temporar epuizate etc.). Prin urmare, o idee mai interesantă pare să fie achiziționarea a 4 discuri, organizarea unui RAID5 de trei și conectarea celui de-al 4-lea disc ca backup (pentru backup-uri, alte fișiere și alte nevoi).
Volumul unei matrice de discuri RAID5 este calculat folosind formula (n-1)*hddsize, unde n este numărul de discuri din matrice și hddsize este dimensiunea unui disc. De exemplu, pentru o matrice de 4 discuri de 80 de gigaocteți, volumul total va fi de 240 de gigaocteți.
Există o întrebare despre „nepotrivirea” RAID5 pentru baze de date. Cel puțin, se poate vedea din punctul de vedere că pentru a obține performanțe RAID5 bune, trebuie să folosiți un controler specializat, și nu ceea ce este inclus implicit pe placa de bază.
Articolul RAID-5 trebuie să moară. Și mai multe despre pierderea de date pe RAID5.
Notă.Începând cu 09/05/2005, costul unei unități SATA Hitachi de 80 Gb este de 60 USD.
RAID 10, 50
Urmează combinațiile dintre opțiunile enumerate. De exemplu, RAID 10 este RAID 0 + RAID 1. RAID 50 este RAID 5 + RAID 0.Interesant este că combinația RAID 0+1 se dovedește a fi mai proastă din punct de vedere al fiabilității decât RAID5. Serviciul de reparare a bazei de date are un caz de defecțiune a unui disc în sistemul RAID0 (3 discuri) + RAID1 (încă 3 discuri din aceleași discuri). În același timp, RAID1 nu a putut „ridică” discul de rezervă. Baza s-a dovedit a fi deteriorată fără nicio șansă de reparație.
RAID 0+1 necesită 4 unități, iar RAID 5 necesită 3. Gândiți-vă la asta.
RAID 6
Spre deosebire de RAID 5, care folosește paritatea pentru a proteja datele împotriva erorilor simple, RAID 6 folosește aceeași paritate pentru a proteja împotriva erorilor duble. În consecință, procesorul este mai puternic decât în RAID 5 și nu 3, dar sunt necesare cel puțin 5 discuri (trei discuri de date și 2 discuri de paritate). Mai mult, numărul de discuri din raid6 nu are aceeași flexibilitate ca în raid 5 și trebuie să fie egal cu un număr simplu (5, 7, 11, 13 etc.)Să presupunem că două discuri eșuează în același timp, dar un astfel de caz este foarte rar.
Nu am văzut date despre performanța RAID 6 (nu m-am uitat), dar s-ar putea ca din cauza controlului redundant, performanța să fie la nivelul RAID 5.
Reconstruiește timpul
Orice matrice RAID care rămâne operațională dacă o unitate se defectează are un concept numit timpul de reconstruire. Desigur, atunci când înlocuiți un disc mort cu unul nou, controlerul trebuie să organizeze funcționarea noului disc în matrice, iar acest lucru va dura ceva timp.Când „conectați” un disc nou, de exemplu, pentru RAID 5, controlerul poate permite funcționarea matricei. Dar viteza matricei în acest caz va fi foarte mică, cel puțin pentru că, chiar dacă noul disc este umplut „liniar” cu informații, scrierea pe acesta va „distrage” controlerul și capetele de disc de la operațiunile de sincronizare cu restul discurile matricei.
Timpul necesar pentru a restabili matricea la funcționarea normală depinde direct de capacitatea discului. De exemplu, Sun StorEdge 3510 FC Array cu o dimensiune a matricei de 2 terabytes în modul exclusiv realizează o reconstrucție în 4,5 ore (la un preț hardware de aproximativ 40.000 USD). Prin urmare, atunci când organizați o matrice și planificați recuperarea în caz de dezastru, trebuie să vă gândiți în primul rând la timpul de reconstrucție. Dacă baza de date și copiile de rezervă nu ocupă mai mult de 50 de gigaocteți, iar creșterea anuală este de 1-2 gigaocteți, atunci nu are sens să asamblați o serie de discuri de 500 de gigaocteți. 250 GB vor fi de ajuns și chiar și pentru raid5 vor fi cel puțin 500 GB spațiu pentru a găzdui nu numai baza de date, ci și filme. Dar timpul de reconstrucție pentru discuri de 250 GB va fi de aproximativ 2 ori mai mic decât pentru discuri de 500 GB.
rezumat
Se dovedește că cel mai înțelept lucru este să folosiți fie RAID 1, fie RAID 5. Cu toate acestea, cea mai comună greșeală pe care o face aproape toată lumea este utilizarea RAID „one size fits all”. Adică instalează un RAID, îngrămădesc tot ce au pe el și... obțin în cel mai bun caz fiabilitate, dar nicio îmbunătățire a performanței.Cache-ul de scriere nu este deseori activat, drept urmare scrierea într-un raid este mai lentă decât scrierea pe un singur disc obișnuit. Cert este că pentru majoritatea controlerelor această opțiune este dezactivată implicit, deoarece... Se crede că pentru a-l activa, este de dorit să existe cel puțin o baterie pe controlerul raid, precum și prezența unui UPS.
Text
Vechiul articol hddspeed.htmLINK (și doc_calford_1.htmLINK) arată cum puteți obține câștiguri semnificative de performanță folosind mai multe discuri fizice, chiar și pentru un IDE. În consecință, dacă organizați un RAID, puneți baza pe el și faceți restul (temp, OS, disc virtual) pe alte hard disk-uri. La urma urmei, la fel, RAID în sine este un „disc”, chiar dacă este mai fiabil și mai rapid.
declarat invechit. Toate cele de mai sus au dreptul de a exista pe RAID 5. Cu toate acestea, înainte de o astfel de plasare, trebuie să aflați cum puteți face backup/restaurare a sistemului de operare și cât timp va dura, cât timp va dura pentru a restaura un „ disc mort”, dacă există (va fi) ) un disc este la îndemână pentru a-l înlocui pe cel „mort” și așa mai departe, adică va trebui să cunoașteți în prealabil răspunsurile la cele mai elementare întrebări în cazul unei defecțiuni a sistemului .
Vă sfătuiesc în continuare să păstrați sistemul de operare pe o unitate SATA separată, sau, dacă preferați, pe două unități SATA conectate în RAID 1. În orice caz, plasând sistemul de operare pe un RAID, trebuie să vă planificați acțiunile dacă placa de bază se oprește brusc placă de lucru - uneori transferul de discuri raid array pe o altă placă de bază (chipset, controler raid) este imposibil din cauza incompatibilității parametrilor raid impliciti.
Amplasarea bazei, umbrei și backupului
În ciuda tuturor avantajelor RAID, nu este strict recomandat, de exemplu, să faceți o copie de rezervă pe aceeași unitate logică. Acest lucru nu numai că are un efect negativ asupra performanței, dar poate duce și la probleme cu lipsa spațiului liber (pe baze de date mari) - la urma urmei, în funcție de date, fișierul de rezervă poate fi echivalent cu dimensiunea bazei de date. , și chiar mai mare. Efectuarea unei copii de rezervă pe același disc fizic este o problemă, deși cea mai bună opțiune este să faceți backup pe un hard disk separat.Explicația este foarte simplă. Backup este citirea datelor dintr-un fișier de bază de date și scrierea într-un fișier de rezervă. Dacă toate acestea se întâmplă fizic pe o unitate (chiar și RAID 0 sau RAID 1), atunci performanța va fi mai slabă decât dacă citiți de pe o unitate și scrieți pe alta. Beneficiul acestei separări este și mai mare atunci când backup-ul se face în timp ce utilizatorii lucrează cu baza de date.
Același lucru este valabil și pentru umbră - nu are rost să punem umbră, de exemplu, pe RAID 1, în același loc cu baza de date, chiar și pe unități logice diferite. Dacă umbră este prezentă, serverul scrie pagini de date atât în fișierul bazei de date, cât și în fișierul umbră. Adică, în loc de o operație de scriere, sunt efectuate două. Când împărțiți baza și umbra pe diferite discuri fizice, performanța de scriere va fi determinată de cel mai lent disc.