Аппаратный raid: особенности использования

RAID 10

RAID 10 обеспечивает отличную отказоустойчивость — намного лучше, чем RAID 5 — благодаря 100% -ной избыточности, встроенной в его проект. В приведенном выше примере, диск 1 и диск 2 могут и выйти из строя, и данные все равно будут восстановлены. Все диски в группе RAID 1 установки RAID 10 должны были выйти из строя для потери данных. Вероятность сбоя двух дисков в одной группе намного ниже, чем вероятность отказа двух любых дисков RAID. Вот почему RAID 10 предлагает большую надежность по сравнению с RAID 5.

Восстановление после сбоя также намного быстрее и проще для RAID 10, поскольку данные просто необходимо скопировать с других дисков в RAID. Данные доступны во время восстановления.

RAID 2, 3, 4, 5, 6 — что такое и с чем едят их?

Описание этих массивов тут по стольку по скольку, т.е. чисто для справки, да и то в сжатом (по сути описан только второй) виде. Почему так? Как минимум в силу низкой популярности этих массивов среди рядового (да и в общем-то любого другого) пользователя и, как следствие, малого опыта использования оных мною.

RAID 2 зарезервирован для массивов, которые применяют некий код Хемминга (не интересовался что это, посему рассказывать не буду). Принцип работы примерно такой: данные записываются на соответствующие устройства так же, как и в RAID 0, т.е они разбиваются на небольшие блоки по всем дискам, которые участвуют в хранении информации.

Оставшиеся же  (специально выделенные под оное) диски хранят коды коррекции ошибок, по которым в случае выхода какого-либо винчестера из строя возможно восстановление информации. Тобишь в массивах такого типа диски делятся на две группы — для данных и для кодов коррекции ошибок

Например, у Вас два диска являют собой место под систему и файлы, а еще два будут полностью отведены под данные коррекции на случай выхода из строя первых двух дисков. По сути это что-то вроде нулевого рейда, только с возможностью хоть как-то спасти информацию в случае сбоев одного из винчестеров. Редкостно затратно, — четыре диска вместо двух с весьма спорным приростом безопасности.

RAID 3, 4, 5, 6.. Про них, как бы странно это не звучало на страницах этого сайта, попробуйте почитать на Википедии. Дело в том, что я в жизни сталкивался с этими массивами крайне редко (разве что пятый попадался под руку чаще остальных) и описать доступными словами принципы их работы не могу, а перепечатывать статью, с выше предложенного ресурса решительно не желаю, как минимум, в силу наличия в оных зубодробительных формулировок, которые даже мне понятны со скрипом.

Создание программного RAID с помощью встроенных инструментов Windows 8 или Windows 10

Windows 10 имеет встроенную функцию «Дисковые пространства», которая позволяет объединять жесткие диски или твердотельные накопители в один дисковый массив, называемый RAID. Эта функция была впервые представлена в Windows 8 и значительно улучшена в Windows 10, что упростило создание многодисковых массивов.

Чтобы создать массив RAID, вы можете использовать как функцию «Дисковые пространства», так и командную строку или «Windows PowerShell».

Перед созданием программного RAID необходимо определить его тип и для чего он будет использоваться. Сегодня Windows 10 поддерживает три типа программных массивов: RAID 0, RAID 1, RAID 5.

Вы можете прочитать о том, какие типы RAID существуют и какой RAID в каких целях лучше использовать, в статье «Типы RAID и какой RAID лучше всего использовать».

Итак, мы определились с типом RAID. Затем для создания дискового массива мы подключаем все диски к компьютеру и загружаем операционную систему.

Стоит отметить, что все диски будущего RAID должны быть одинаковыми не только по объему памяти, но желательно и по всем другим параметрам. Это поможет избежать многих неприятностей в будущем.

Далее, чтобы создать программный RAID-массив, выполните следующие действия:

Шаг 1. Откройте «Панель управления», щелкнув правой кнопкой мыши «Пуск» и выбрав «Панель управления» («Control Panel»).

Шаг 2: В открывшемся окне выберите «Дисковые пространства» («Storage Spaces»)

Шаг 3. Затем выберите «Создать новый пул и дисковое пространство» («Create a new pool and storage space»).

Шаг 4: Выберите диски, которые вы хотите добавить в массив RAID, и нажмите «Создание пула носителей» («Create pool»).

Важно: все данные на дисках, из которых создается RAID-массив, будут удалены. Поэтому заранее сохраните все важные файлы на другой диск или внешний носитель

После того, как вы настроили массив, вы должны дать ему имя и правильно настроить.

Шаг 5: В поле «Имя» введите имя нашего RAID-массива.

Шаг 6: Затем выберите букву и файловую систему для будущего RAID

Именно с этим именем и буквой массив будет отображаться в системе Windows.

Практическая реализация

Для
практической реализации RAID-массивов необходимы две составляющие: собственно
массив жестких дисков и RAID-контроллер. Контроллер выполняет функции связи
с сервером (рабочей станцией), генерации избыточной информации при записи и
проверки при чтении, распределения информации по дискам в соответствии с алгоритмом
функционирования.

Конструктивно контроллеры бывают как внешние, так и внутренние. Имеются также
интегрированные на материнской плате RAID-контроллеры. Кроме того, контроллеры
различаются поддерживаемым интерфейсом дисков. Так, SCSI RAID-контроллеры предназначены
для использования в серверах, а IDE RAID-контроллеры подходят как для серверов
начального уровня, так и для рабочих станций.

Отличительной характеристикой RAID-контроллеров является количество поддерживаемых
каналов для подключения жестких дисков. Несмотря на то что к одному каналу контроллера
можно подключить несколько SCSI-дисков, общая пропускная способность RAID-массива
будет ограничена пропускной способностью одного канала, которая соответствует
пропускной способности SCSI-интерфейса. Таким образом, использование нескольких
каналов может существенно повысить производительность дисковой подсистемы.

При использовании IDE RAID-контроллеров проблема многоканальности встает еще
острее, поскольку два жестких диска, подключенных к одному каналу (большее количество
дисков не поддерживается самим интерфейсом), не могут обеспечить параллельную
работу — IDE-интерфейс позволяет обращаться в определенный момент времени только
к одному диску. Поэтому IDE RAID-контроллеры должны быть как минимум двухканальными.
Бывают также четырех- и даже восьмиканальные контроллеры.

Другим различием между IDE RAID- и SCSI RAID-контроллерами является количество
поддерживаемых ими уровней. SCSI RAID-контроллеры поддерживают все основные
уровни и, как правило, еще несколько комбинированных и фирменных уровней. Набор
уровней, поддерживаемых IDE RAID-контроллерами, значительно скромнее. Обычно
это нулевой и первый уровни. Кроме того, встречаются контроллеры, поддерживающие
пятый уровень и комбинацию первого и нулевого: 0+1. Такой подход вполне закономерен,
поскольку IDE RAID-контроллеры предназначены в первую очередь для рабочих станций,
поэтому основной упор делается на повышение сохранности данных (уровень 1) или
производительности при параллельном вводе-выводе (уровень 0). Схема независимых
дисков в данном случае не нужна, так как в рабочих станциях поток запросов на
запись/чтение значительно ниже, чем, скажем, в серверах.

Основной функцией RAID-массива является не увеличение емкости дисковой подсистемы
(как видно из его устройства, такую же емкость можно получить и за меньшие деньги),
а обеспечение надежности сохранности данных и повышение производительности.
Для серверов, кроме того, выдвигается требование бесперебойности в работе, даже
в случае отказа одного из накопителей. Бесперебойность в работе обеспечивается
при помощи горячей замены, то есть извлечения неисправного SCSI-диска и установки
нового без выключения питания. Поскольку при одном неисправном накопителе дисковая
подсистема продолжает работать (кроме уровня 0), горячая замена обеспечивает
восстановление, прозрачное для пользователей. Однако скорость передачи и скорость
доступа при одном неработающем диске заметно снижается из-за того, что контроллер
должен восстанавливать данные из избыточной информации. Правда, из этого правила
есть исключение — RAID-системы уровней 2, 3, 4 при выходе из строя накопителя
с избыточной информацией начинают работать быстрее! Это закономерно, поскольку
в таком случае уровень «на лету» меняется на нулевой, который обладает великолепными
скоростными характеристиками.

До сих пор речь в этой статье шла об аппаратных решениях. Но существует и программное,
предложенное, например, фирмой Microsoft для Windows 2000 Server. Однако в этом
случае некоторая начальная экономия полностью нейтрализуется добавочной нагрузкой
на центральный процессор, который помимо основной своей работы вынужден распределять
данные по дискам и производить расчет контрольных сумм. Такое решение может
считаться приемлемым только в случае значительного избытка вычислительной мощности
и малой загрузки сервера.

Сергей Пахомов

КомпьютерПресс 3’2002

Отзывы о статье RAID-массивы — надежность и производительность 22.07.2007

|

Аппаратные и программные RAID-массивы

• Программные массивы создаются уже после установки Операционной Системы средствами программных продуктов и утилит, что и является главным недостатком таких дисковых массивов.
• Аппаратные RAID’ы создают дисковый массив до установки Операционной системы и от неё не зависят.

Очевидно, рекомендуется использовать именно аппаратный RAID. Перейдем к рассмотрению основных типов RAID-массивов.

RAID 1

RAID 1 (также называют «Mirror» — Зеркало) предполагает полное дублирование данных с одного физического диска на другой.

К недостаткам RAID 1 можно отнести то, что вы получаете в два раза меньше дискового пространства. Т.е. ели вы используете ДВА диска по 250 Гб, то система будет видеть всего ОДИН размером 250 Гб. Данный вид RAID не дает выигрыша в скорости, но значительно повышает уровень отказоустойчивости, ведь если один диск выйдет из строя, всегда есть его полная копия. Запись и стирание с дисков происходит одновременно. Если информация была намеренно удалена, то возможности восстановить её с другого диска уже не будет.

RAID 0

RAID 0 (также называют «Striping» — Чередование) предполагает разделение информации на блоки и одновременная запись разных блоков на разные диски.

Такая технология повышает скорость чтения/записи, позволяет пользователю использовать полный суммарный объем дисков, однако понижает отказоустойчивость, вернее сводит её на ноль. Так, в случае выхода из строя одного из дисков, восстановить информацию будет практически невозможно. Для сборки RAID 0 рекомендуется использовать исключительно высоконадежные диски.

RAID 5

RAID 5 можно назвать более усовершенствованным RAID 0. Можно использовать от 3 жестких дисков. На все, кроме одного записывается рейд 0, а на последний специальная контрольная сумма, что позволяет сохранить информацию на винчестерах в случае «смерти» одного из них (но не более одного). Скорость работы такого массива высокая. На восстановление информации в случае замены диска потребуется много времени.

RAID 2, 3, 4

Это способы распределенного хранения информации с использованием дисков, выделенных под коды четности. Отличаются друг от друга только размерами блока. На практике практически не используются в связи с необходимостью отдавать большую долю дисковой емкости под хранение кодов ЕСС и/или четности, а также в связи с невысокой производительностью.

RAID 10

Является миксом RAID массивов 1 и 0. И объединяет в себе плюсы от каждого: высокая производительность и высокая отказоустойчивость.

Массив обязательно содержит четное количество дисков (минимум 4) и является самым надежным вариантом сохранения информации. Недостатком является высокая стоимость дискового массива: эффективная емкость составит половину от общей емкости дискового пространства.

RAID 50

Является миксом RAID массивов 5 и 0. Строится RAID 5, но его составляющими будут не самостоятельные жесткие диски, а массивы RAID 0.

Raid 1

Raid 1 описание

Рэйд 1 или рейд зеркало, зеркальный raid массив, mirrored raid. В названии содержится его суть. Все диски массива имеют зеркальную копию содержимого raid array. Подобный raid массив имеет повышенную отказоустойчивость, и может функционировать до тех пор, пока хоть один из дисков рэйд массива продолжает работать.

Raid 1 описание

Минимально необходимое количество дисков для создания raid1 массива — 2, но в ряде случаев, в частности когда нужно программно восстановить LVM, собирается массив из одного диска с изначальным статусом degraded.

Восстановление raid 1

Не смотря на кажущуюся простоту — для того, чтобы восстановить данные с рэйд1 достаточно казалось бы восстановить информацию с любого из накопителей, на деле инженер сталкивается с необходимостью восстановления данных с наиболее актуального диска в массиве, т.к. изначально сложно сказать, какой именно диск в raid 1 массиве вышел из строя раньше и соответственно содержит устаревшие версии данных, а какой позже, и соответственно актуальность этого диска выше. В худшем случае приходится организовывать доступ к пользовательским данным на всех дисках для восстановления информации с неисправного raid 1 массива.

RAID 50 Explained

Now that you understand how the two RAID levels used to create RAID 50 works it is very easy to understand how RAID 50 works.

In a lay mans language, RAID 50 simply means striping 2 RAID 5 arrays. RAID 50 is sometimes described as RAID 5 + 0. In a RAID 50 configuration, the 2 RAID 5 arrays are treated as individual disks.

RAID 50 requires a minimum of 6 physical disks. The total volume available for storage is the size of 4 disks. In each of the RAID 5 arrays, two disks store parity information.

Advantages and Disadvantages of RAID 50

RAID 50 combines the know benefits of RAID 5 and RAID 0. Remember one of the benefits of RAID 0? Improved performance. I did mention that in this configuration, the combined (stripped volume) multiplies the speed of the disks. This results in improved speed.

I also said that RAID 5 offers improved data redundancy and ability to rebuild the volume using parity information.

If you put the 2 benefits to create a RAID 50, you can conclude that RAID 50 offers greater performance and better redundancy.

One known disadvantage of RAID 5 + 0 is that it requires very complex RAID Controller hardware to implement. It also leads to “loss” of two physical hard disks.

Создаём рейд массив на основе встроенного контроллера

Как я говорил выше, Ваша материнская плата должна поддерживать создание RAID’а. Представленная ниже инструкция актуальна для ASUS-плат на основе UEFI-биоса, но общий принцип схож как таковой, посему к ознакомлению мануал всё же рекомендуется всем.

Для начала заходим в BIOS, используя соответствующую клавишу (как правило DEL), а там находим раздел отвечающий за параметры для SATA-контроллера (надеюсь, что IDE уже нигде не используется).

Где переключаем положение контроллера в RAID (обычно там стоит ACHI). Напоминаю, что диски в идеале должны быть идентичны (желательно абсолютно, а не только размерами). Далее, собственно, перезагружаемся, предварительно сохранив в BIOS изменения.

На этапе инициализации дисков, т.е еще до загрузки операционной системы, будет необходимо нажать, как правило (но не всегда) CTRL-F или CTRL-I. В общем, следите внимательно, ибо обычно оно показывает какое сочетание клавиш необходимо тыкнуть (бывают еще всякие F1-F12).

Простейшее меню можно лицезреть на скриншоте выше. Ничего сложного оно из себя не представляет и условно выглядит следующим образом:

• View Drive Assignments, — показывает диски, что пригодны для создания массива;
• LD View / LD Define Menu, — показывает текущие массивы;
• Delete LD Menu, — позволяет удалять массивы;
• Controller Configuration, — собственно, отвечает непосредственно за настройки.

Нас, в рамках создания такой штуки как рейд массив, собственно, нас интересует только второй пункт. Нажав на соответствующую кнопку на клавиатуре (т.е цифру 2) попадаем в соответствующее меню.

Здесь мы можем увидеть текущие массивы (собственно, они видны на скриншоте), взглянуть на их настройки (Enter), посмотреть на диски вне RAID (Ctrl+V) или, скажем, создать новые рейды (Ctrl+C). Нас интересует создание, а посему жмём в соответствующее сочетание клавиш.

Далее мы будем наблюдать меню для создания RAID-а (сверху) и сами одинокие (вне массивов) диски (внизу). Параметры переключаются пробелом, сами пункты параметров меняются стрелками клавиатуры.

На скриншоте выше задано всё необходимое для создания RAID 1 (зеркало), хотя и задавать там особо было нечего: все параметры оставлены по умолчанию, выбран тип рейда и указаны два диска-терабайника (Y в колонке Assingment). На этом всё. Я не хочу сейчас вдаваться в детали всех параметров, ибо это тема для отдельной статьи (кратенько я касался этого с практической стороны на sonikelf.name).

Задав всё необходимое жмём в CTRL-Y. Далее либо жмём любую кнопку (задаст имя по умолчанию), либо повторяем нажатие CTRL-Y, чтобы задать имя самостоятельно. Я выбрал второй путь:

На следующем этапе, в связи с тем, что мы выбрали стандартный параметр быстрой инициализации появиться предупреждение о том, что данные с дисков будут удалены. Жмём CTRL-Y, если уверены, что ничего на дисках Вам необходимого нет.

На последнем этапе будет предложено выбрать размер, что будет отводиться под рейд массив или занять всё доступное место на дисках. Я выбрал в данном пункте решение занять всё место на дисках (что, к слову, рекомендую и Вам), путём нажатия любой кнопки на клавиатуре.

На этом создания RAID-а можно считать завершенным, остаётся лишь выйти из мастера и перезагрузить компьютер.

А, и да, не забудьте, при необходимости, зайти в мастер управления дисками и провести инициализацию и распределения места на новосозданном RAID-массиве. Мастер живет по пути «Панель управления — Администрирование — Управление компьютером — Управление дисками».

Ну и, собственно, распределение места, т.е создание разделов, тоже проблем особо не доставляет и выполняется стандартным образом:

А и, да, драйвера для такой штуки как рейд массив полезно будет установить, если конечно они не стоят у Вас уже давно. Драйвера берутся с диска к мат.плате или с сайта производителя этой мат.платы.

На сим, пожалуй, всё.

Послесловие

Вот такие дела. Кратенько, быстро и наглядно (хотя, признаю, что фотографии не самые удачные, но снимать скриншоты эмулятором или на зеркалку как-то не с руки, ведь, в данном случае, таки главное суть), зато теперь Вы можете быстро собрать рейд массив.

Как и всегда, если какие-то вопросы, дополнения, мысли и всё такое прочее, то добро пожаловать в комментарии к этой записи.

Создание массива средствами материнской платы

Как создать RAID-массив на основе встроенного контроллера материнской платы:

предварительно скачать драйвера РЕЙД-контроллера для конкретного чипсета (с сайта производителя материнской платы);

в момент запуска ПК зайти в БИОС;

• отыскать раздел, отвечающий за параметры для SATA-контроллера;
• перевести положение контроллера в режим «RAID»;

Boot Mode Selection перевести в UEFI

• сохранить изменения и перезагрузить компьютер;
• в момент запуска ПК с помощью специфической комбинации кнопок зайти в БИОС в «Main Menu» или «Advanced»;

отыскать меню «Intel Rapid Storage Technology»;

• выбрать накопители, не участвующие ни в одном массиве;
• создать РЕЙД-массив («Create RAID Volume»);

• в процессе откроется меню для создания массива;
• указать накопитель, на котором будет создаваться массив;
• задать тип РЕЙДа;
• после выполнения этого действия появится подсказка, на какие кнопки нажать для продолжения процедуры;
• на завершающем этапе выбрать размер под создаваемый РЕЙД-массив (можно занять весь накопитель);

• выйти из меню и перезагрузить ПК;
• воспользоваться возможностями Виндовса;
• зайти в «Управление дисками» (через «Панель управления»);

• выполнить «Инициализацию дисков» (для нового накопителя);
• провести распределение места (через опцию «Создать простой том»).

RAID 5

RAID 5 может выдержать сбой 1 диска. Данные и информация о четности, хранящиеся на неисправном диске, могут быть пересчитаны с использованием данных, хранящихся на оставшихся дисках.

На самом деле, данные доступны, и чтение возможно с RAID 5, даже если один из дисков вышел из строя и восстанавливается. Однако такое чтение будет медленным, поскольку часть данных (часть, находившаяся на неисправном диске) рассчитывается из блока четности, а не просто считывается с диска. Восстановление данных и восстановление заменяющего диска также выполняются медленно из-за накладных расходов при расчете четности.

Как создать и настроить RAID массив

Контроллер RAID

Рейд массив можно сделать путем подключения нескольких HDD к материнской плате компьютера, поддерживающей данную технологию. Это означает, что у такой материнской платы есть интегрированный контроллер, который, как правило, встраивается в южный мост чипсета. Но, контроллер может быть и внешний, который подключается через PCI или PCI-E разъем. Каждый контроллер, как правило, имеет свое ПО для настройки.

Рейд может быть организован как на аппаратном уровне, так и на программном, последний вариант — наиболее распространен среди домашних ПК. Встроенный в материнку контроллер пользователи не любят за плохую надежность. Кроме того в случае повреждения материнки восстановить данные будет очень проблематично. На программном уровне роль контроллера играет центральный процессор, в случае чего —можно будет преспокойно перенести ваш рейд массив на другой ПК.

Аппаратный

Как же сделать RAID массив? Для этого вам необходимо:

1. Достать где-то материнскую плату с поддержкой рейда (в случае аппаратного RAID);
2. Купить минимум два одинаковых винчестера. Лучше, чтобы они были идентичны не только по характеристикам, но и одного производителя и модели, и подключались к мат. плате при помощи одного интерфейса.
3. Перенесите все данные с ваших HDD на другие носители, иначе в процессе создания рейда они уничтожатся.
4. Далее, в биосе потребуется включить поддержку RAID, как это сделать в случае с вашим компьютером — подсказать не могу, по причине того, что биосы у всех разные. Обычно этот параметр называется примерно так: «SATA Configuration или Configure SATA as RAID».
5. Затем перезагрузите ПК и должна будет появиться  таблица с более тонкими настройками рейда. Возможно, придется нажать комбинацию клавиш «ctrl+i» во время процедуры «POST», чтобы появилась эта таблица. Для тех, у кого внешний контроллер скорее всего надо будет нажать «F2». В самой таблице жмем «Create Massive» и выбираем необходимый уровень массива.

Программный

Для создания программного RAID ничего включать или отключать в BIOS не придется. Вам, по-сути, даже не нужна поддержка рейда материнской платой. Как уже было упомянуто выше, технология реализовывается за счет центрального процессора ПК и средств самой винды. Ага, вам даже не нужно ставить никакое стороннее ПО. Правда таким способом можно создать разве что RAID первого типа, который «зеркало».

Жмем правой кнопкой по «мой компьютер»—пункт «управление»—«управление дисками». Затем щелкаем по любому из жестких, предназначенных для рейда (диск1 или диск2) и выбираем «Создать зеркальный том». В следующем окне выбираем диск, который будет зеркалом другого винчестера, затем назначаем букву и форматируем итоговый раздел.

В данной утилите зеркальные тома подсвечиваются одним цветом (красным) и обозначены одной буквой. При этом, файлы копируются на оба тома, один раз на один том, и этот же файл копируется на второй том. Примечательно, что в окне «мой компьютер» наш массив будет отображаться как один раздел, второй раздел как бы скрыт, чтобы не «мозолить» глаза, ведь там находятся те же самые файлы-дубли.

Если какой то винчестер выйдет из строя, появится ошибка «Отказавшая избыточность», при этом на втором разделе все останется в сохранности.

Что такое RAID и зачем оно нужно?

RAID — это дисковый массив (т.е. комплекс или, если хотите, связка) из нескольких устройств, — жестких дисков. Как я и говорил выше, этот массив служит для повышения надёжности хранения данных и/или для повышения скорости чтения/записи информации (или и то и другое).

Собственно, то чем именно занимается оная связка из дисков, т.е  ускорением работы или повышением безопасности данных, — зависит от Вас, а точнее, от выбора текущей конфигурации рейда(ов). Разные типы этих конфигураций как раз и отмечаются разными номерами: 1, 2, 3, 4 и, соответственно, выполняют разные функции.

Рейды ощутимо удобнее и эффективнее использования одного диска в системе. Я бы даже рекомендовал их всем поголовно, не смотря на то, что приходится использовать два (а то и все четыре) устройства вместо одного. Подробнее я писал в статье: «Бутылочное горлышко» в производительности Вашего компьютера

Просто, например, в случае построения 0-вой версии (описание вариаций 0, 1, 2, 3 и пр., — читайте ниже) Вы получите ощутимый прирост производительности. Да и вообще жесткий диск нынче как раз таки узкий канал в быстродействии системы.

RAID DP

Вариант массива, использующий двойной паритет также как и RAID 6, однако для служебной информации используются только два диска без всякого чередования, на остальных дисках располагаются исключительно данные. Фактически это тот же RAID 4 с записью битов паритета на отдельный диск, но в случае DP этих дисков два для повышения отказоустойчивости (как в RAID 6). Спецификация принадлежит компании NetApp . Для решения проблемы производительности, упирающейся в быстродействие жесткого диска для записи битов четности, была использована собственная файловая система WAFL .

Минусы — проприетарный стандарт, более сложен в администрировании и поставляется в дорогих конфигурациях сетевых хранилищ, а потому является стандартом «не для всех»;

Плюсы — при ребилде производительность не снижается , имеет неплохую надежность (максимум 2 вышедших из строя диска).

На этом все. В сети можно встретить информацию о других гибридных уровнях RAID, но в большинстве случаев они существуют лишь в безумных головах авторов статей, например, RAID 160 , RAID 6E, RAID 500 и другие. Intel Matrix RAID рассматриваться не будет, поскольку это вообще не уровень RAID, а технология. Точно так же с другими технологиями построения различных массивов, которых в сущности нельзя назвать RAID-уровнями. В сети можно найти удобные калькуляторы для определения минимального количества дисков в различных конфигурациях RAID, если самому лень считать.

Notes:

1. Бюджетный RAID. Тестируем производительность.
2. SSD + raid0 — не всё так просто
3. Сравнение производительности серверных RAID-контроллеров
4. Сравнение производительности новейших серверных RAID-контроллеровIntel и Adaptec
5. RAID 0, RAID 1, RAID 10 and RAID 5: how do they actually work?
6. Why is RAID 1+0 better than RAID 0+1?
7. Nested-RAID: The Triple Lindy
8. Non-standard RAID levels
9. RAID 10 или RAID 1E. Что лучше?
10. Код Хэмминга
11. RAID
12. Бит четности
13. Nested RAID levels
14. Raid2 raid3 raid4 what it is how it works the history lesson
15. Basic RAID Levels
16. Почему RAID-5 — «mustdie»?
17. Технология RAID
18. Что такое RAID?
19. RAID 50 offers a balance of performance, storage capacity, and data integrity
20. RAID 30 And RAID 50
21. RAIDs anidados: Configuraciones basadas en RAID-5 y RAID-6 (Tercera y última)
22. Does the world need Triple Parity RAID?
23. Системы хранения данных
24. RAID-DP
25. Write Anywhere File Layout
26. Файловая система WAFL — «фундамент» NetApp
27. RAID-4 / RAID-DP — превращаем недостатки в достоинства
28. RAID Levels Explained
29. Intel Matrix RAID
30. Non-RAID drive architectures
31. RAID Size Calculator

comments powered by HyperComments

RAID 10 (1+0)

RAID 10 — зеркалированный массив, данные в котором записываются последовательно на несколько дисков, как вRAID 0. Эта архитектура представляет собой массив типа RAID 0, сегментами которого вместо отдельных дисков являются массивы RAID 1. Соответственно, массив этого уровня должен содержать как минимум 4 диска (и всегда чётное количество). RAID 10 объединяет в себе высокую отказоустойчивость и производительность.

Утверждение, что RAID 10 является самым надёжным вариантом для хранения данных вполне обосновано тем, что массив будет выведен из строя после выхода из строя всех накопителей в одном и том же массиве. При одном вышедшем из строя накопителе, шанс выхода из строя второго в одном и том же массиве равен 1/3*100=33%. RAID 0+1 выйдет из строя при двух накопителях, вышедших из строя в разных массивах. Шанс выхода из строя накопителя в соседнем массиве равен 2/3*100=66%, однако так как накопитель в массиве с уже вышедшим из строя накопителем уже не используется, то шанс того, что следующий накопитель выведет из строя массив целиком равен 2/2*100=100%

RAID 1 (Mirror)

Конфигурация RAID 5

Теперь давайте посмотрим на конфигурацию RAID 5.

RAID 5 использует информацию о четности, в отличие от уровней RAID 0, 1 и 10. Для каждой комбинации блоков, которые все хранятся на разных дисках, вычисляется и сохраняется блок четности. Каждый отдельный блок четности находится только на одном диске; однако блоки четности хранятся в циклическом порядке на всех дисках. т.е. нет выделенного физического диска только для блоков четности (что происходит в RAID 4).

Учитывая, что блоки данных расположены по крайней мере на двух дисках, а блок контроля четности записан на отдельном диске, мы видим, что для конфигурации RAID 5 требуется как минимум 3 физических диска.

Как работает RAID 5?

Рассмотрим упрощенную схему работы массива из четырех дисков. Один из дисков выделяется для хранения контрольной суммы. Три – доступны для размещения данных. На рисунке ниже, диски с полезной информацией названы A, B и C. Диск D хранит контрольные суммы.

Минимальный объем информации, который контроллер считывает или записывает на один диск, называется стрипом (strip). В параметрах большинства контроллеров, с которыми нам приходилось сталкиваться, указывается не размер стрипа, а размер страйпа (stripe) – блока информации, который распределяется на все диски массива. На рисунке ниже один страйп выделен более темным цветом:

Размер страйпа равен размеру стрипа помноженного на количество дисков в массиве. Т.е. в случае с четырьмя дисками и размером страйпа 64К, минимальное количество информации, которое контроллер способен записать или считать с диска, равняется 64 / 4 = 16К.

Контрольная сумма, которая попадает на диск D, рассчитывается по следующей формуле:

D = A xor B xor C

Благодаря транзитивности операции xor в случае выхода из строя одного из дисков с полезной информацией её можно восстановить xor-ированием данных оставшихся дисков, включая диск с контрольной суммой. Например, вышел из строя диск B.

При запросе блока информации с диска B контроллер восстановит его по формуле:

B = A xor C xor D

Сервер Firebird обменивается с дисковой подсистемой страницами данных. Оптимальный размер страницы в большинстве случаев составляет 8К, что намного меньше размера страйпа и в большинстве случаев даже меньше чем размер стрипа. Ситуации, когда на диск записываются последовательно расположенные страницы, также достаточно редки. Таким образом, если в нашем примере происходит запись информации на диск А, то контроллеру придется выполнить следующие операции:

1. Прочитать данные стрипов с дисков B и C. Две операции чтения.
2. Рассчитать новую контрольную сумму. Две операции xor.
3. Запись информацию на диск A и контрольную сумму на диск D. Две операции записи.

Итого, два чтения, две записи и две операции xor. Было бы удивительно, если бы при таком объеме работы, общая производительность не падала. Теперь становится очевидным почему RAID 5 не подходит для размещения файла базы данных.

Важной особенностью RAID 5 является существенное падение производительности при выходе из строя одного из дисков в массиве. Ведь теперь, для восстановления информации с этого диска, необходимо считать и перексорировать данные со всех остальных дисков.. Впрочем, как и у любого правила, у нашего — тоже есть свое исключение

Производительность дискового массива RAID 5 не будет снижаться, если размер энергонезависимой кэш памяти контроллера сопоставим с размером файла базы данных. Например, при размере кэш памяти в 512 Мб вполне можно использовать RAID массив пятого уровня для баз до 1-1,5 Гб. При условии, что сервер выделен только для работы с базой данных и не выполняет других задач.

Впрочем, как и у любого правила, у нашего — тоже есть свое исключение. Производительность дискового массива RAID 5 не будет снижаться, если размер энергонезависимой кэш памяти контроллера сопоставим с размером файла базы данных. Например, при размере кэш памяти в 512 Мб вполне можно использовать RAID массив пятого уровня для баз до 1-1,5 Гб. При условии, что сервер выделен только для работы с базой данных и не выполняет других задач.

Стоит заметить, что приведенная выше схема работы RAID 5 из методических соображений серьезно упрощена. В реальности контроллер распределяет страйпы циклически по всем дискам массива, так что выделенного диска для хранения контрольных сумм нет. Все диски хранят и данные и контрольные суммы разных страйпов, что позволяет выровнять приходящуюся на них нагрузку.