Уровни RAID: классификация, описание и характеристики


Опубликованно 22.09.2018 00:20

Уровни RAID: классификация, описание и характеристики

RAID-это метод слияния нескольких независимых и относительно маленьких читателей в памяти больших. Дисков, включенных в массив, являются членами группы. Диски могут быть сгруппированы в таблицы различными способами, которые называются уровнями RAID. Этот метод используется для повышения надежности или увеличения скорости обмена данными. Аббревиатура RAID появилась в первый раз в 1988 году в университете Беркли, в статье, написанной Pattern, Гибсон и Кейт. Ряд статей, написанных этих трех авторов и других, определила и выстроила несколько моделей защиты данных и повышения производительности для дисковых массивов. RAID 0

Технология RAID 0 позволяет увеличить производительность дисковой системы. При использовании данных равномерно маленькие кусочки сохраняются на жесткий диск, каждый из участников создания таблицы. Скорость доступа к данным увеличивается пропорционально количеству носителей данных, участвующих в создании массива, благодаря распространению нагрузки ввода / вывода на несколько каналов. Емкость системы равна сумме емкостей дисков. Также эта технология отличается простотой реализации и проектирования.

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

Эта технология может быть использована на компьютерах, предназначенных для редактирования фотографий и видео, для подготовки материалов на печать и другие, которые выполняют задачи, требующих большой пропускной способности дисковой системы. RAID 1

RAID 1, также известный как зеркало, из-за того, что данные хранятся одновременно на двух или более дисках. Он приобрел популярность благодаря своей простоте и высоким уровнем надежности. Такая организация хранения данных позволяет повысить производительность и надежность. Однако, с помощью этого метода, все же информация хранится на двух дисках, что увеличивает затраты на хранение.

RAID 1 рекомендуется использовать на ПК, используемый для расчета заработной платы, бухгалтерского учета, труда, финансирования программ и других задач, требующих высокой надежности. RAID 2

Организация хранения данных в массив RAID 2 основан на использовании кода Хэмминга. В этом случае, используйте диски для хранения данных и коррекции ошибок. Рассчитать необходимое количество дисков для организации массива, вы можете по следующим формулам: если k — число жестких дисков, которые используются для исправления ошибок, данные, берегу на 2k—k—1 дисков. Нужно 2k—1 винчестерами. Таким образом, вы можете рассчитывать, что, для информации, это было бы более выгодно хранить на RAID 2 по сравнению с RAID 1, потребуется не менее семи жестких дисков (4 и 3 для коррекции ошибок).

Хорошо, что этот схемы организации хранения данных обеспечивает высокую надежность и производительность, она практически не применяется, что требует большое количество устройств хранения информации. RAID 3

Такой способ хранения жесткий диск требуется для блоков четности, а остальные данные в разбивке на блоки. В этом случае дисковый массив, в случае поломки неисправности жесткого диска информацию можно восстановить вспомогательных данных, эту диету на других winchester. Технология RAID 3 гарантирует высокую скорость передачи данных и относительно низкой стоимости. Преимущество этого метода хранения данных, вы можете позвонить по производительности чтения и записи, надежность и цена.

Тем не менее, из-за частых доступ к большой нагрузке на диск, сохраняя блоков четности, его надежность ниже, чем у дисков с данными. Также к недостаткам можно отнести большое потребление ресурсов компьютера для программирования организации матрица, и сложность контроллер оборудования.

RAID 3 используется для редактирования изображений, потокового видео, редактирования видео и других приложений, требующих большой пропускной способности. RAID 4

RAID 4 дополнительные сведения разбивается не в байтах, и на блоки, благодаря скорость работы с небольшими файлами, достаточно высока. Надежность хранения данных обеспечивается, как и в RAID 3, из-за диска, которая хранит бит четности. Для организации RAID 4 отсека требуется не менее трех жестких дисков. Преимущества этого метода относится высокая скорость чтения и передачи информации, низкая стоимость из-за того, что просто диск для битов четности.

Недостатки этого способа хранения данных относится сложность контроллер и частые сбои жесткого диска, который хранит блоков четности. RAID 5

При использовании технологии RAID 5, данные и контрольные суммы хранятся на дисках, включенных в таблицу. Благодаря этому с такой организацией памяти можно производить параллельные операции чтения и записи информации. Как контроль битов, используемое результат выполнения операции «исключающее ИЛИ». Наименьшее количество жестких дисков, необходимых для организации массива, как в RAID 3 и RAID 4, равно 3. Рассчитать максимальное количество хранимых в таблице данных, вы можете по формуле: (k — 1) * sizeHDD, где k-количество жестких дисков, и sizeHDD - емкость жесткого диска (если в таблице участвуют в различных жестких дисках, это по умолчанию самый маленький). Технологии хранения RAID 5 отличается очень высокой производительностью, хорошей надежностью и низкой стоимостью.

В случае отказа одного из жестких дисков, входящих в RAID-массив уровня 5, надежность хранения информации сильно уменьшается. Для восстановления данных требуется большое количество циклов чтения и записи, которая иногда может привести к повреждению других читателей, включенных в таблицу. Также в процессе восстановления могут появиться неизвестные ошибки (в информации, которые идут редко), что делает восстановление невозможным. Другим недостатком является сложная структура контроллера.

RAID 5 является наиболее универсальным способом хранения данных. Эта организация данных в интернет (www, e-mail), файловые серверы и другие серверы. RAID 6

RAID 6 представляет собой расширение RAID 5, который обеспечивает более высокую отказоустойчивость. Для его организации требуется как минимум пять дисков, три для данных и два-для сведений, необходимых для восстановления. Как и в RAID 5, данные и управляющие биты хранятся поочередно на все диски. При использовании такой технологии, данные останутся целыми даже в случае сбоя двух дисков. Тем не менее, из-за высокой нагрузки на контроллер производительности такой системы будет ниже, примерно от 10 до 15 %.

RAID 6-это идеальное решение для критически важных приложений. RAID 7

RAID 7 не может быть названа независимой от уровня RAID, права на него принадлежат марка компании Storage Computer Corporation. С помощью этого метода, один жесткий диск нужен для восстановления информации (бит четности), и на остальные письменной информации. При записи информации на диск, используя технологию кэширования, для чего служит оперативная память компьютера. Для надежной работы RAID 7 нужен источник бесперебойного питания, потому что, если вы испытываете проблемы питания, данные могут быть повреждены.

К архитектурные особенности RAID 7: интегрированный, управляемый операционной программного обеспечения, каналов связи, высокоскоростная внутренняя шина данных кэш-памяти (X-bus), генерация бита четности, встроенный в крышку. Благодаря этому, скорость записи от 25 до 90 % выше, чем у жесткого диска, и в 1,5-6 раз, чем в других уровнях RAID. За счет увеличения числа жестких дисков, участвующих в таблице, увеличивается производительность записи и уменьшении времени доступа к данным.

Тем не менее, следует учитывать, что RAID 7 - это имя решения единственного поставщика. Также, чтобы избежать потери данных, вы должны компьютера для подключения через ИБП (ups). RAID 0+1 (RAID 01)

Технология RAID 0+1-это комбинация RAID 0 и RAID 1. Для ее реализации требуется не менее четырех жестких дисков, на двух будет берегу, а на двух других их зеркало. Обеспечивает хорошую скорость доступа к данным, сравнимы с RAID 0, и устойчивость, как при использовании технологии RAID 1. Тем не менее, емкость жестких дисков должна быть в два раза больше объема хранимых данных.

Компьютеры с такой организацией хранения данных обычно используются в серверах для файлов и обработки изображений. RAID 1+0 (RAID 10)

Таблица, сделанный по технологии RAID 1+0, организована, как зеркало. Информация разбита на небольшие кусочки и расположен на нескольких жестких дисках. Эта схема организации данных, по сути, является технология RAID 0, сегментами, которые представляют RAID 1 массивов. Для организации RAID 10 требуется как минимум четыре жестких диска.

RAID 1+0-это высокая скорость и очень хорошая надежность хранения данных. В некоторых случаях RAID 1+0 может поддерживать возможность работы, даже если несколько жестких дисков одновременно ломаются.

Недостатком этого способа хранения является высокая стоимость и низкая масштабируемость.

Массив RAID 1+0 наиболее часто используется в серверах баз данных, в том числе производительности и отказоустойчивости. RAID 1E

RAID 1E больше, чем RAID-1. Он построен как зеркало массив, но он может работать с нечетным числом жестких дисков.

Существует два метода организации RAID 1E: Near (называется барре). Этот метод хранения данных сначала часть данных, сохраненных на жестких дисках 1 и 2. Еще одна порция 3 и 4 жестких диска. В случае, если физические жесткие диски закончились, например, в системе их три, то запись начинается с первой. Это в случае трех винчестеров первая часть данных, записанных на диски 1 и 2, второй на 3 и 1, и так далее. При использовании режима interleaved запись информации происходит на секторе. В первый сектор содержит информацию, и через секунду полная копия. В момент перехода от сектора к сектору, номер устройства хранения увеличивается, то происходит переход к блоку хранения. Данные хранятся в таком порядке: на первом диске в первом секторе записана первая часть данных, и на втором диске в втором участке их полная копия. Следующую часть данных записывается на первый сектор второго диска и второй сектор, третий винчестер.

Для организации RAID 1 требуется не менее трех устройств хранения данных.

Преимуществами этого метода являются высокая производительность, короткое время доступа и возможность использовать зеркало, для хранения информации с таким именем количество устройств.

Недостатками являются высокая стоимость хранения данных (как в RAID 1, для хранения данных используется только половина емкости всех жестких дисков), допускается отказ одного из устройств хранения данных, поэтому при использовании четное количество жестких дисков, рекомендуется использовать RAID 10. Реализации

RAID можно создать двумя способами: С помощью драйверов операционной системы, это программное обеспечение RAID. С помощью специального оборудования, это аппаратный RAID. Внедрение программного обеспечения

Драйвер поддерживает уровни RAID является одним из самых недорогих способов создания RAID-массива. В настоящее время, практически любая операционная система имеет встроенные возможности создания RAID, но не для всех уровней RAID.

Дом прессы для Windows позволяют создавать только RAID 0, а RAID-1 и RAID-5 могут быть созданы с помощью жесткой версии Windows. RAID создается с помощью Windows, неразрывно связан с операционной системой, поэтому разделы не могут быть использованы для организации двойной загрузки.

Операционные системы, основанные на linux с ядром 2.5.28 и более поздние версии поддерживают RAID 0, RAID 1, RAID 4, RAID 5, RAID 6, RAID 10. Загрузка поддерживается любым способом хранения информации.

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

При программировании для организации RAID использует процессор вашего компьютера, что снижает производительность всей системы. В случае RAID 0 и 1, нагрузка на процессор невелика, но для RAID на основе четности (например, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID6) использование процессора может варьироваться от 1 до 5% в зависимости от мощности ПРОЦЕССОРА и объема жестких дисков.

Кроме того, существуют некоторые ограничения на использование RAID для организации загрузки системы. Только RAID 1 может содержать загрузочный раздел. Запуска системы не доступна при использовании программного RAID 5 и RAID 0. Аппаратная реализация

Аппаратный RAID создается с помощью специального оборудования. Этот метод хранения данных имеет ряд преимуществ по сравнению с аппаратной реализации: не использует процессор компьютера; позволяет пользователю создавать загрузочные разделы на всех уровнях RAID; поддерживает горячей замены. Характеристики

Каждый из дисковые массивы и уровни RAID имеет свои особенности: Устойчивость, которая заключается в возможности обеспечения безопасности информации, в случае отказа одного или нескольких жестких дисков. Производительность, которая указывает на увеличение скорости чтения и записи матрицы по отношению к диску. Емкость массива, указывает объем данных пользователя, которые могут быть сохранены на RAID. Емкость зависит от уровня RAID и не всегда соответствует сумме объема информации, хранящейся на winchester, включенных в таблицу. Краткая информация

Чтобы выбрать, какие таблицы вам нужно, вот краткое описание каждого уровня: Массив RAID 0 обеспечивает хорошую скорость, но низкая устойчивость. Требуется минимум два диска. Массив RAID 1: обладает высокой надежностью хранения информации на низкой скорости. Наименьшее число жестких дисков два. RAID 2: имеет хорошую скорость и надежность сохранения информации, но редко используется, так как его организация требует много жестких дисков. RAID 3: имеет хорошую скорость доступа и средняя надежность. Стоимость хранения информации является относительно низким. RAID 4: хорошая скорость, надежность и низкая стоимость хранения данных. Недостатком является сложность аппаратного контроллера. RAID 5 обеспечивает высокую скорость и хорошую отказоустойчивость. Считается наиболее универсальным способом организации хранения информации. RAID 6: гарантирует высокую отказоустойчивость. RAID 7: технические решения американской компании SCC. Для надежной работы, необходимо использовать ИБП. RAID 01 и RAID-10-это комбинация RAID 0 и RAID 1. RAID 1E: эволюция RAID 1. Это единственное зеркало матрицы, который способен работать с нечетным числом винчестеров.

В зависимости от того, что вы хотите (высокая производительность, надежность или дешево), вы можете выбрать режим хранения, который подходит вам. Автор: Виталий Черкасов 10 Сентября 2018 года



Категория: Строительство