Уровни RAID: классификация, описание и характеристики


Опубликованно 18.11.2018 00:37

Уровни RAID: классификация, описание и характеристики

Рейд-это способ объединения нескольких независимых и относительно небольших дисков в один большой объем памяти. Диски, входящие в массив, элементы массива. Диски могут быть объединены в массив разному называются уровнями RAID. Этот метод используется для повышения надежности и скорости обмена данными. Аббревиатура рейда впервые появилась в 1988 году в Университете Беркли, в статье, написанной Паттерсон, Гибсон и Катц. Ряд статей, написанных на этих трех авторов и др., выявлены и классифицированы несколько моделей защиты данных и производительности для дисковых массивов. Рейд 0

В RAID 0 используется для увеличения производительности дисковой системы. При использовании данных равномерно мелкие куски записываются на каждом жестком диске, участвующих в создании массива. Скорость доступа к данным увеличивается пропорционально количеству средств массовой информации, участвующих в создании выбора путем распределения нагрузки ввода / вывода на нескольких каналах. Емкость системы равна сумме мощностей приводов. Кроме того, данная технология отличается своей простотой исполнения и дизайна.

Недостатком такого способа организации является низкая надежность хранения данных в случае отказа одного диска все данные будут потеряны. Поэтому, RAID 0 не рекомендуется использовать в системах, предназначенных для хранения важной информации.

Эта технология может быть использована на компьютерах, предназначен для редактирования фотографий и видео, чтобы подготовить материалы для печати и других задач, которые требуют высокой пропускной способности дисковой системы. Рейд 1

Массив RAID 1 также называют зеркало из-за того, что данные хранятся одновременно на двух или более дисках. Она завоевала популярность благодаря своей простоте и высоким уровнем надежности. Такая организация хранения данных обеспечивает повышенную производительность и надежность. Однако, при таком способе одной и той же информации хранится на двух дисках, что повышает стоимость хранения.

Рейд 1 рекомендуется для использования на ПК, который используется для расчета заработной платы, бухгалтерского учета, финансового программного обеспечения и других приложений, требующих высокой надежности. Рейд 2

Организация хранения данных в массиве RAID 2 основан на использовании кода Хэмминга. В этом случае, используя отдельные диски для хранения данных и коррекции ошибок. Подсчитать, сколько дисков потребуется для организации массива по следующим формулам: если K-количество Винчестеров, используемых для коррекции ошибок, данные сохраните на 2к—к—1 диск. Нужно только 2К—1 Винчестер. Таким образом, вы можете посчитать, что для того чтобы информация была более выгодно хранить на RAID 2 по сравнению с RAID 1, Вам понадобится не менее семи жестких дисков (4 с информацией и 3 для исправления ошибок).

Несмотря на то, что эта схема является организация хранения данных обеспечивает высокую надежность и производительность, он практически не используется из-за того, что требует большого количества устройств хранения. Рейд 3

При таком способе хранения один винчестер, необходимых для блоков четности и остальные данные делятся на блоки. При такой организации дискового массива в случае отказа жесткого диска информацию можно восстановить через дополнительный сведения, sberegayuschimi на другие винчестеры. Массив RAID 3 обеспечивает высокую скорость передачи и относительная дешевизна. Преимущество такого способа хранения данных можно назвать высокую производительность при чтении и записи, отказоустойчивость и низкая цена.

Однако, из-за частого доступа с высокой нагрузкой на диск, хранения блоков четности, поэтому ее надежность ниже, чем дисков для хранения данных. Также к недостаткам можно отнести большое потребление вычислительных ресурсов на программное обеспечение для организации массива и сложность аппаратного контроллера.

Массив RAID 3 используется для редактирования изображений, потоковое видео, редактирования видео и других приложений, требующих высокой пропускной способности. Рейд 4

В RAID 4 информация не разбивается на байты и блоки, так что скорость мелких файлов достаточно высока. Надежность данных обеспечивается, как и в RAID 3, из-за диске, в которой хранятся биты четности. Для RAID 4 требуется не менее трех жестких дисков. Преимуществами данного метода является хорошая скорость чтения и передачи информации, низкая стоимость обусловлена тем, что требует только одного диска для контроля четности.

К недостаткам этого способа хранения является сложность контроллера и частому выходу из строя жесткий диск хранения блоков четности. Рейд 5

При использовании RAID 5 данные и контрольные суммы записываются на все диски, входящие в массив. Благодаря такой организации памяти становится возможным выполнять параллельные операции чтения и записи информации. В качестве контроля используется результат операции "исключающее ИЛИ". Минимальное количество жестких дисков, необходимых для организации массива, как в RAID 3 и RAID 4, это 3. Для расчета Максимальное количество хранимых в массиве данных по формуле: (к — 1) * sizeHDD, где k-количество жестких дисков, и sizeHDD - емкость одного HDD (если в массиве есть разные жесткие диски, самый маленький). Технология хранения RAID 5 имеет очень высокую производительность, высокую надежность и низкую стоимость.

В случае поломки одного из дисков, входящих в RAID уровня 5, надежность хранения информации резко уменьшается. Восстановление данных требует большого количества циклов чтения и записи, который иногда может привести к повреждению других дисков входит в массив. Также в процессе восстановления могут появиться неизвестная ошибка (попадалась информация, что редко хожу), что делает спасение возможным. Другим недостатком является сложная конструкция контроллера.

RAID 5 является наиболее универсальным способом хранения данных. Используется такой организации данных в интернет (www, е-mail), файловые и другие сервера. Рейд 6

RAID 6 представляет собой расширение RAID уровня 5, который обеспечивает дополнительную отказоустойчивость. Это требуется как минимум пять дисков, три для сведения и информацию, необходимую для восстановления. Как в RAID 5, данные и управляющие биты поочередно, хранящихся на всех дисках. При использовании этой технологии данные будут сохранены даже при отказе любых двух дисков. Однако из-за высокой нагрузки на регулятор производительности такой системы будет ниже примерно на 10-15 %.

Массив RAID 6 является идеальным решением для критически важных приложений. Рейд 7

Рейд 7 нельзя назвать самостоятельным уровня RAID, а его права принадлежат бренда фирмы для хранения компьютерной корпорации. В этом методе один жесткий диск нужен для восстановления информации (бит четности), а остальные записанной информации. При записи информации на диске кэширования использует технологию, которая использует ОЗУ компьютера. Для надежной работы RAID-массива нужно 7 источник бесперебойного питания, поскольку в случае возникновения проблем с данными источник питания может быть поврежден.

К архитектурным особенностям рейд 7: встроенный операционная система контролируемого канала связи, высокоскоростной внутренней шине кэш (х-авт.), генерация бита четности, которые интегрированы в кэше. В связи с общая скорость записи на 25-90 % выше, чем у жесткого диска, и в 1,5-6 раз, чем другие уровни RAID. Когда вы увеличиваете количество жестких дисков в массив увеличивает производительность записи, а также уменьшает время доступа к данным.

Однако следует отметить, что рейд 7-это запатентованное решение от одного поставщика. Чтобы предотвратить потерю данных, если компьютер был подключен через ИБП (источник бесперебойного питания). МАССИВ RAID 0+1 (RAID-МАССИВА 01)

Массив RAID 0+1 представляет собой комбинацию RAID 0 и RAID 1. Для его реализации требуется как минимум четыре жестких диска, два будет сохранять информацию, но и на двух других зеркальную копию. Это обеспечивает хорошую скорость доступа к данным сравнимы с RAID 0 и отказоустойчивости, так как в RAID 1. Однако, суммарная емкость жестких дисков должна быть в два раза объем хранимых данных.

Компьютеры с такой организацией хранения данных, как правило, используется в файл-серверов для обработки изображений. РЕЙД 1+0 (РЕЙД 10)

Массив изготавливается на RAID 1+0, как зеркало. Информация разбивается на мелкие кусочки и помещают на несколько жестких дисков. Такая схема данных, по сути, представляет собой массив RAID 0, сегментами которого являются массивы RAID 1. Для организации RAID уровня 10 требуется как минимум четыре жестких диска.

Рейд 1+0 обладает высокой скоростью и очень хорошей надежности данных. При определенных обстоятельствах, рейд 1+0 может поддерживать производительность, даже если несколько жестких дисков одновременно не получится.

Недостатком такого метода хранения информации является высокая стоимость и низкая масштабируемость.

Рейд 1+0 часто используется в серверах баз данных, которые важны для высокой производительности и отказоустойчивости. РЕЙД 1Е

В RAID 1e является усиленный рейд 1. Он построен как зеркалированный массив, но способен работать с нечетным количеством жестких дисков.

Существует два способа рейд 1Е: Рядом (его также называют полосатый). При таком способе хранения первых данных часть данных, записанных на жестких дисках 1 и 2. Очередная порция 3 и 4 жестких дисков. В случае физических жестких дисках, например, в системе есть только три, то запись начинается с первой. То есть, в случае с тремя винчестерами первая порция данных записывается на диски 1 и 2, второй на 3 и 1 и так далее. Если вы используете метод с чередованием записи информации по секторам. В то же время в первом секторе записанной информации, а вторая копия ее. В момент перехода из одного сектора в другой номер устройства хранения увеличивается на единицу, т. е. происходит переход к следующему устройству хранения. Данные хранятся в таком порядке: на первый диск в первый сектор содержит первую часть данных, а второй диск в свою полную копию. Очередная порция данных записывается в первый сектор второго диска и второй сектор третий Винчестер.

Для организации рейда 1Е требует минимум трех устройств хранения данных.

Преимуществами этого метода являются высокая производительность, малое время доступа и возможность использования зеркальных хранить информацию на нечетное количество устройств.

К минусам можно отнести высокие затраты на хранение (как в RAID 1, для хранения используйте только половину общей емкости всех жестких дисков) допускается отказ только одного из запоминающих устройств, поэтому при использовании четное количество жестких дисков рекомендуется использовать RAID 10. Реализация

RAID может быть создан двумя способами: С помощью драйверов операционной системы, это называется программный RAID. С использованием специального оборудования, этот метод называется аппаратный RAID. Внедрение программного обеспечения

Программная поддержка уровней RAID является одним из самых недорогих способов создания RAID-массива. В настоящее время практически любая операционная система имеет встроенные возможности для создания RAID, хотя и не для всех уровней RAID.

Дом выпускает Windows позволяют создавать только RAID 0, а RAID 1 и RAID 5 может быть создан только с помощью серверных версий Windows. RAID-массивы, созданные в Windows, неразрывно связана с операционной системой, поэтому участки не могут быть использованы для двойной загрузки.

Операционные системы на основе ядра Linux 2.5.28 и более поздних версий поддерживает режимы RAID 0, RAID 1 и RAID 4, RAID 5 или RAID 6 и RAID 10. Загрузка поддерживается при любом способе хранения информации.

Операционной системы FreeBSD, начиная с версии 7.2, позволяет организовать рейд-массив начального уровня 0, 1, 5, 6.

В то время как программный RAID использует процессор компьютера, что снижает производительность всей системы. В случае RAID 0 и 1 загрузку процессора незначительна, но рейд на основе паритета (например, Рейд 2, рейд 3 и RAID 4 и RAID 5, RAID6), загрузка процессора может варьироваться от 1 до 5 процентов, в зависимости от мощности процессора и количества дисков.

Кроме того, существуют определенные ограничения на использование программного RAID для организации загрузки. Только RAID 1 может содержать загрузочный раздел. Загрузки не возможно при использовании программного RAID 5 и RAID 0. Аппаратной реализации

Аппаратный RAID создается при помощи специального оборудования. Данный способ хранения имеет много преимуществ по сравнению с аппаратной реализации: не используя процессор компьютера; позволяет пользователю создавать загрузочные разделы на любой уровень RAID; поддержка "горячей" замены. Особенности

Каждый из дисковые массивы и уровни RAID имеет свои индивидуальные особенности: Отказоустойчивость, то есть способность гарантировать сохранность информации в случае выхода из строя одного или нескольких жестких дисков. Производительность, что свидетельствует об увеличении скорости чтения и записи весь массив как один диск. Емкость массива отображает количество пользовательских данных, которые могут быть записаны на рейде. Емкость зависит от уровня RAID и не всегда соответствует сумме объемов информации, которые хранятся на жестких дисках, входящих в массив. Краткая характеристика

Чтобы правильно выбрать то, что массив является правильным для вас, ниже приводится краткое описание каждого уровня: Режим RAID 0 обеспечивает хорошую скорость работы с данными, но низкая отказоустойчивость. Требуется как минимум два диска. Рейд 1: он имеет высокую надежность хранения информации на низкой скорости. Минимальное количество два жестких диска. Рейд 2: имеет хорошую скорость и безопасность данных, но используется редко, поскольку он требует много жестких дисков. Массив RAID 3 имеет хорошую скорость и средняя надежность. Стоимость хранения информации является относительно низким. Рейд 4: хорошая скорость, отказоустойчивость и низкая стоимость хранения данных. Недостаток — сложность аппаратного контроллера. Массив RAID 5 обеспечивает высокую скорость и хорошую отказоустойчивость. Считается самым универсальным способом хранения информации. Рейд 6: высокие гарантии доступности. Рейд 7: техническое решение от американской компании ЮБК. Для надежной работы необходимо использовать ИБП. В RAID 01 и RAID 10 представляют собой комбинацию RAID 0 и RAID 1. Массив RAID 1: RAID 1 заключается улучшилось. Это единственный зеркальный массив, который может работать с нечетным количеством дисков.

В зависимости от того, что вам нужно (высокая производительность, надежность или дешевизна), вы можете выбрать способ хранения, который работает лучше для вас. Автор: Виталий Черкасов 10 сентября, 2018



Категория: обо всём