RAID je rešenje koje je prvobitno razvijeno za tržište mrežnog servera kao sredstvo za stvaranje velikog skladišta po nižim troškovima. U suštini, trebalo bi uzeti više troškova sa manjim troškovima i spojiti ih preko kontrolera kako bi obezbedio jedinstveni pogon većih kapaciteta. To je ono što RAID označava: redundantan niz jeftinih diskova ili diskova. Da bi se ovo postiglo, potrebni su specijalizovani softver i kontrolori za upravljanje podacima koji su podeljeni između različitih uređaja.
Konačno, procesna snaga vašeg standardnog računarskog sistema omogućila je funkcijama da filtriraju svoj put na tržište ličnog računara .
Sada RAID skladištenje može biti bazirano na softveru ili hardveru i može se koristiti u tri različite svrhe. To uključuje kapacitet, sigurnost i performanse. Kapacitet je jednostavan koji se obično uključuje u skoro svaku vrstu RAID podešavanja koja se koristi. Na primer, dva čvrsta diska mogu se povezati zajedno kao jedan pogon operativnom sistemu koji efikasno pravi virtualni pogon koji je dvostruko veći od kapaciteta. Performanse su još jedan od ključnih razloga za korišćenje RAID podešavanja na personalnom računaru. U istom primeru dva pogona koja se koriste kao jedan uređaj, kontroler može podijeliti dio podataka na dva dela, a zatim svaki od tih dijelova staviti na poseban pogon. Ovo efektivno udvostručuje performanse pisanja ili čitanja podataka na sistemu za skladištenje podataka. Na kraju, RAID se može koristiti za sigurnost podataka.
Ovo se postiže korišćenjem nekog od prostora na disk jedinicama da bi se klonirali podaci koji su upisani na oba pogona. Još jednom, sa dva pogona možemo to napraviti tako da su podaci upisani na oba pogona. Dakle, ako jedan pogon ne uspije, drugi i dalje ima podatke.
U zavisnosti od ciljeva paketa za skladištenje koje želite da spojite za računarski sistem, koristićete jedan od različitih nivoa RAID-a da biste postigli ova tri cilja.
Za one koji koriste računare na računaru , performanse će verovatno biti više problem nego kapacitet. Sa druge strane, oni koji koriste SSD uređaje će verovatno želeti način da uzmu manje pogone i povežu ih zajedno kako bi kreirali jedinstveni veći pogon. Dakle, da pogledamo različite nivoe RAID-a koji se mogu koristiti sa personalnim računarom.
RAID 0
Ovo je najniži nivo RAID-a i zapravo ne nudi bilo kakav oblik redundanosti, zbog čega se upućuje na nivo 0. U suštini, RAID 0 uzima dva ili više uređaja i stavlja ih zajedno kako bi mod napravio veći kapacitet. Ovo se postiže procesorom koji se zove striping. Blokovi podataka se rastavljaju u dijelove podataka, a zatim se zapisuju redom preko diskova. Ovo nudi povećane performanse jer se podaci mogu istovremeno pisati na pogone kontrolerom koji efikasno pomnožavaju brzinu pogona. Ispod je primer kako ovo može raditi na tri diska:
Pogon 1 | Pogon 2 | Pogon 3 | |
---|---|---|---|
Blok 1 | 1 | 2 | 3 |
Blok 2 | 4 | 5 | 6 |
Blok 3 | 7 | 8 | 9 |
Da bi RAID 0 efikasno funkcionisao za podizanje performansi sistema, potrebno je da pokušate da imate odgovarajuće diskove. Svaki disk treba da ima iste tačne kapacitete za skladištenje i performanse.
Ako to ne učinite, onda će kapacitet biti ograničen na višestruko od najmanjih pogona i performansi do najsporijeg uređaja jer mora sačekati da se sve trake pišu pre nego što se pređe na sledeći skup. Moguće je koristiti neusaglašene diskove, ali u tom slučaju, JBOD podešavanje može biti efikasnije.
JBOD predstavlja samo gomilu pogona i efikasno je samo skup disk jedinica koje se mogu pristupiti nezavisno jedni od drugih, ali se pojavljuju kao jedinstveni disk za pogon operativnog sistema. Ovo se tipično postiže prelaskom podataka između uređaja. Često se ovo naziva SPAN ili BIG.
Efikasno, operacija ih sve vidi kao jedan disk, ali blokovi bi se zapisali preko prvog diska sve dok se ne popuni, zatim napreduje na drugi, treći itd. To je korisno za dodavanje dodatnih kapaciteta u postojeći računarski sistem i sa pogonom različitih veličina, ali neće povećati performanse pogonskog polja.
Najveći problem sa postavkama RAID 0 i JBOD je sigurnost podataka. Pošto imate više disk jedinica, povećane su šanse za korupciju podataka jer imate više tačaka otkaza . Ako neki drive u nizu RAID 0 ne uspije, svi podaci postaju nedostupni. U JBOD-u, neuspjeh pogona će dovesti do gubitka bilo kojeg podatka koji se dogodio na tom pogonu. Kao rezultat toga, najbolje je za one koji žele da koriste ovaj način skladištenja kako bi imali neka druga sredstva za pravljenje rezervnih kopija svojih podataka.
RAID 1
Ovo je prvi pravi nivo RAID-a jer pruža potpun nivo redundantnosti za podatke koji se čuvaju u nizu. To se radi kroz proces koji se zove mirroring. Efektivno, svi podaci koji su upisani u sistem se kopiraju na svaki disk u nizu nivoa 1. Ovaj oblik RAID-a se obično radi samo sa parom uređaja jer dodavanje više diskova neće dodati dodatne kapacitete, već više redundantnosti. Da bismo bolje dali primer ovoga, ovdje je grafikon koji pokazuje kako bi to bilo napisano na dva pogona:
Pogon 1 | Pogon 2 | |
---|---|---|
Blok 1 | 1 | 1 |
Blok 2 | 2 | 2 |
Blok 3 | 3 | 3 |
Da bi se najefikasnije iskoristila postavka RAID 1, sistem će još jednom koristiti odgovarajuće uređaje koji dele iste kapacitete i performanse.
Ako se koriste neusaglašeni uređaji, kapacitet diska će biti jednak najmanjem pogonu kapaciteta u nizu. Na primjer, ako je jedan i po terabyte i jedan terabyte pogon korišten u arrayu RAID 1, kapacitet ovog polja na sistemu bi bio samo jedan terabyte.
Ovaj nivo RAID-a je veoma efikasan za sigurnost podataka jer su dva pogona ujedno ista. Ako jedan od dva pogona ne uspe, onda drugi imaju potpune podatke od druge. Problem sa ovom vrstom podešavanja je uopšteno određivanje koja od pogona nije uspjela, jer često skladište postaje nedostupno kada jedan od dva ne uspije i neće se ispravno obnavljati dok se ne ubaci novi pogon umjesto neuspješnog i oporavak proces se pokreće. Kao što je i ranije rečeno, uopšte ne postoji dobitak u performansama. Ustvari, postojaće blagi gubitak performansi od troškova kontrolera za RAID.
RAID 1 + 0 ili 10
Ovo je nešto složena kombinacija RAID nivoa 0 i nivoa 1 . Efektivno, regulatoru će biti potreban najmanje četiri pogona kako bi funkcionisali u ovom režimu, jer će ono što će učiniti napraviti dva para uređaja. Prvi set diskova je reflektovani niz koji klonira podatke između njih. Drugi set diskova je takođe prikazan, ali postavljen da bude prva linija. Ovo obezbeđuje i redundanciju podataka i povećanje performansi. Ispod je primer kako će se podaci napisati na četiri pogona koristeći ovu vrstu podešavanja:
Pogon 1 | Pogon 2 | Pogon 3 | Pogon 4 | |
---|---|---|---|---|
Blok 1 | 1 | 1 | 2 | 2 |
Blok 2 | 3 | 3 | 4 | 4 |
Blok 3 | 5 | 5 | 6 | 6 |
Da budem iskren, ovo nije poželjan način RAID-a koji radi na računarskom sistemu. Iako obezbeđuje povećanje performansi, zaista nije toliko dobar zbog ogromne količine gepeka na sistemu. Pored toga, to je ogroman gubitak prostora jer će pogonska jedinica imati samo najviše polovine kapaciteta svih pogona. Ako se koriste neusaglašeni uređaji, performanse će biti ograničene na najsporije uređaje i kapacitet će biti samo dvostruko manji.
RAID 5
Ovo je najviši nivo RAID-a koji se može naći u potrošačkom računarskom sistemu i mnogo efikasniji način za povećanje kapaciteta i redundantnosti. To postiže kroz proces razmjene podataka sa paritetom. Potrebno je najmanje tri pogona kako bi se to uradilo pošto su podaci podeljeni u trake na nekoliko uređaja, ali onda je jedan blok preko trake postavljen za paritet. Da bismo ovo bolje objasnili, prvo pogledajte kako se podaci mogu napisati na tri pogona:
Pogon 1 | Pogon 2 | Pogon 3 | |
---|---|---|---|
Blok 1 | 1 | 2 | str |
Blok 2 | 3 | str | 4 |
Blok 3 | str | 5 | 6 |
U suštini, pogonski kontroler uzima deo podataka koji se upisuju na sve disk jedinice u nizu. Prvi bit podataka se nalazi na prvom pogonu, a drugi se nalazi na drugom. Treći pogon dobija paritetni bit koji je u suštini poređenje binarnih podataka na prvom i drugom. U binarnoj matematici, imate samo 0 i 1. Proces boolean matematike radi se upoređivanjem bitova. Ako se dvoje dodaju parni broj (0 + 0 ili 1 + 1), bit pariteta će biti nula. Ako se dvoje dodaju neparnom broju (1 + 0 ili 0 + 1), bit pariteta će biti jedan. Razlog za to je da ako jedan od pogona propadne, kontroler može potom da otkrije šta nedostaju podaci. Na primjer, ako je pogon jedan neuspjeh, ostavljajući samo pogon dva i tri, a pogon dva ima blok podataka od jednog i treći pogon ima paritetni blok od jednog, tada nedostajući blok podataka na pogonu jedan mora biti nula.
Ovo obezbeđuje efikasnu redundanciju podataka koja omogućava da svi podaci budu obnavljeni u slučaju kvara pogona. Sada za većinu potrošačkih podešavanja, neuspeh će i dalje rezultirati sistemom jer nije u funkcionalnom stanju. Da bi sistem postao funkcionalan, neophodno je zameniti pogonski pogon novim pogonom. Zatim se proces rekonstrukcije podataka mora izvršiti na nivou kontrolera koji će onda izvršiti povratnu booleanu funkciju za ponovno kreiranje podataka o pogonu koji nedostaje. Ovo može potrajati neko vrijeme, pogotovo za pogone većih kapaciteta, ali se bar može nadoknaditi.
Sad kapacitet RAID 5 niza zavisi od broja pogona u nizu i njihovog kapaciteta. Još jednom, niz je ograničen najmanim kapacitetom u nizu, pa je najbolje koristiti odgovarajuće diskove. Efektivni prostor za skladištenje je jednak broju pogona minus jedan puta najniži kapacitet. Dakle, u matematičkim terminima, to je (n-1) * Kapacitet min . Dakle, ako imate tri 2GB pogona u RAID 5 nizu, ukupni kapacitet bi bio 4GB. Drugi RAID 5 niz koji je koristio četiri 2GB pogona imao bi 6GB kapaciteta.
Sada performanse za RAID 5 su malo komplikovanije od nekih drugih oblika RAID-a zbog boolean procesa koji se mora uraditi da bi se napravio bit pariteta kada se podaci pišu na disk jedinice. To znači da će performanse pisanja biti manje od RAID 0 polja sa istim brojem uređaja. Čitanje performansi, s druge strane, ne trpi isto što i pisanje, jer boolean proces nije urađen, jer čita prave podatke sa diskova.
Veliko pitanje sa svim RAID postavkama
Razgovarali smo o različitim prednosti i slabosti svakog od nivoa RAID-a koji se može koristiti na personalnim računarima, ali postoji još jedno pitanje koje mnogi ljudi ne shvataju kada je u pitanju kreiranje RAID pogona. Pre nego što se RAID podešavanje može koristiti, najpre ga mora konstruisati softver hardverskog kontrolera ili u okviru softvera operativnog sistema. Ovo suštinski inicijalizuje specijalno oblikovanje koje je potrebno za ispravno praćenje načina na koji će se podaci zapisivati i čitati na disku.
Ovo verovatno ne zvuči kao problem, ali ako je potrebno da promenite način na koji želite da konfigurišete svoj RAID niz. Recimo, kažete da se pokreće nizak podatak i želite dodati dodatni disk za RAID 0 ili RAID 5 niz. U većini slučajeva, nećete moći bez prve rekonfiguracije RAID niza koji će takođe ukloniti bilo koji od podataka koji su sačuvani u tim pogonima. To znači da morate u potpunosti napraviti rezervne kopije podataka, dodati novi disk, ponovo konfigurirati disk jedinicu, formatirati taj disk i vratiti svoje prvobitne podatke na disk. To može biti izuzetno bolan proces. Kao rezultat toga, uverite se da stvarno imate podešavanje niza na način na koji želite da to prvi put uradite.