Техническое описание различных уровней RAID
RAID – Redundant Array of Independent Disks.
В стандартном PC каждый винчестер видится как независимый диск, обозначенный буквами C, D, E и так далее. В системе RAID несколько жестких дисков помещены в один или несколько массивов. Каждый массив видится как независимый диск, хотя он может объединять два, три, четыре или больше физических дисков. В массиве IDE RAID, естественно, используются дешевые IDE диски.
IDE RAID использует передовую технологию управления данными, используя преимущества работы нескольких дисков, как одного. Это включает маркированные команды queuing/scatter-gather/elevator seek, которые, в основном, перенаправляют запросы на данные в зависимости от их положения на винчестере. Это позволяет более эффективно использовать головки чтения/записи, особенно при выборке данных.
Вы хотите ускорить работу своих приложений во время сохранения или при выборке файла? Вы заинтересованы в сохранении данных при аварии жесткого диска – даже если у вас есть backup на ленте?
Eсли на оба вопроса вы ответили положительно, то для вас IDE RAID имеет большое значение. IDE RAID использует несколько дешевых IDE устройств в RAID для поднятия производительности единственного диска, или обеспечить сохранение данных на компьютере в случае если один из дисков выходит из строя.
Для большинства настольных PC единственной альтернативой IDE RAID являются SCSI устройства и контроллеры. К сожалению, даже традиционные SCSI диско-контроллерные комбинации на 50% дороже решения IDE RAID, которое предлагает более широкий спектр возможностей.
SCSI RAID – это слишком дорого для любых настольных рабочих станций, так как SCSI RAID использует несколько дорогостоящих SCSI дисков в RAID системе для повышения производительности и гарантированной защиты данных. SCSI RAID всегда был сердцевиной сетевого сервера. В конце концов, вы же не хотите чтобы из-за краха диска нарушилась вся работа в сети, чтобы ваша почтовая система пропала или сайт вашей компании исчез. К несчастью, только крупные компании обладают достаточным количеством денег чтобы позволить себе SCSI RAID системы.
Без подходящей альтернативы, компании со штатом сотрудников менее 50 человек вынуждены прибегать к сетевым операциям с единственным винчестером и резервной копии на ленте. Иными словами, если единственный диск сломался, может быть восстановлена только та версия системы, которая была сохранена на ленте.
IDE RAID предоставляет таким компаниям (включая средние организации) возможность обеспечить продолжительную защиту данных на их сервере.
Нигде еще нет такого реального и потенциального рынка для IDE RAID, как в областях, где данные критичны. От профессиональных служб таких, как бухгалтерия, медицинские учереждения, ценные бумаги, страхование, до небольших офисов с локальной сетевой работой первого уровня. Розничные магазины, рестораны, и продажа продуктов первой необходимости, все они регистрируют операции для работы с данными. Все эти отрасли зависят от сохранности и доступности данных. Да, существуют ленточный backup. Но на самом деле их недостаточно. Этот backup обновляется периодически (ежемесячно, каждую неделю, иногда каждый день…но безусловно не каждый час. Без постоянной защиты вполне возможно, что некоторые данные будут потеряны, если пользователь не использует RAID накопитель в своем компьютере, или он не подключен к RAID накопителю по сети.
Тот же профессиональный пользователь может приобрести IDE RAID систему с дублированием данных всего за $200-$300 (цена дополнительного диска и контроллера). Если один диск выходит из строя, это самое дешевое страхование от потери данных. И что? Идентичный работающий диск продолжает работать будто бы ничего и не происходило. Профессиональные службы, такие как бухгалтерия, медицинские учереждения, ценные бумаги, страхование, не могут позволить себе паузу на восстановление информации с ленты, если диск сломался. А как же маленький офис или домашний бизнес, где данные на винчестере, возможно, целый бизнес? Что случится, если накопитель обрушится? С IDE RAID….ничего. Просто замените диск так скоро, как вы сможете достать его. Не в 2 часа ночи.
Бизнес-перспективы IDE RAID
В доказательство насущности проблемы защиты данных, приведем слова Computer Reseller News: каждая маленькая фирма является мини-предприятием. Поэтому каждой маленькой фирме нужен сетевой сервер. Сейчас только в США около 22 милионов небольших фирм. Такой рост сетевой работы так же обусловлен специфическими сетевыми приложениями, как электронная почта, электронная коммерция, веб-сайты и другое. Самые сильные тенденции роста наблюдаются в области серверов первого уровня. Поэтому сохранность данных является самой приоритетной для серверов.
RAID 0 (“Striping”)
RAID 0 (страйпинг) объединяет все носители в массиве в один большой диск.
Емкость массива определяется емкостью наименьшего накопителя. Затем остальные диски форматируются на такой же объем. Например, при использовании винчестеров 8Гб, 12Гб и 15Гб в массиве RAID 0, ваша система увидит один диск 24Гб (3×8Гб), а не 30Гб. Поэтому целесообразно использовать в одном массиве RAID 0 диски одинакового объема RAID 0 повышает производительность системы в 2 раза и более при подключении по одному диску на один IDE порт.
При использовании массива RAID 0 достигается наибольшая производительность по сравнению с другими уровнями RAID.
RAID 1 (“Mirroring”)
В массиве RAID 1 (зеркалирование) данные непрерывно копируются с одного диска на другой или с одной группы накопителей на другую. При аварии одного из накопителей оставшийся диск или группа дисков продолжают нормальную работу, а для системы такой массив все еще видится как единый диск. Использование RAID 1 является наименее эффективным способом достижения надежности, так как пользователю недоступна дополнительная емкость параллельных приводов (при зеркалировании двух 20Гб накопителей системе будет доступен только один 20Гб диск), но дешевизна IDE дисков является несомненным преимуществом RAID 1.
RAID 10 (RAID 0+1)
Совмещает в себе преимущества массивов RAID 1 (высокая производительность) и RAID 0 (повышенная надежность). Требует наличия как минимум четырех накопителей.
RAID 3
RAID 3 обладает всеми преимуществами RAID 10, но обеспечивает более надежную защиту данных благодаря использованию математического выражения, обрабатывающего данные с двух накопителей и вычисляющего контрольную сумму (“четность”) для записи на третьем диске. Требует наличия как минимум трех накопителей.
RAID 5
RAID 5 так же, как и RAID 3, математически вычисляет значение “четность” с каждых двух дисков, но делает это более эффективно. При аварии одного из дисков контрольная сумма будет использована для восстановления потерянных данных. В массиве RAID 5 хранение данных “четности” осуществляется на всех дисках. При работе с RAID 5 увеличивается емкость для хранения информации благодаря использованию всех дисков в массиве и в то же время возрастает безопасность данных. Постоянная проверка данных обеспечивает наивысшую защиту от повреждения кластеров и других помех. Требует наличия как минимум 3-х накопителей.
JBOD (“Spanning”)
JBOD дополнительная функция RAID контроллера, не является конфигурацией RAID. Применяется тогда, когда пользователю необходимо воспользоваться всей суммарной емкостью накопителей в массиве. К сожалению, кроме увеличения емкости, у этого решения нет преимуществ.