RAID

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

RAID (англ. redundant array of independent/inexpensive disks) — надлишковий масив незалежних/недорогих дисків для комп'ютера. Дисковий масив — це набір дискових пристроїв, які працюють разом, щоб підвищити швидкість і/або надійність системи вводу/виводу. Цим набором пристроїв керує собливий RAID-контролер (контролер масиву), який забезпечує функції розміщення даних масивом; а для решти усієї системи дозволяє представляти увесь масив, як один логічний пристрій вводу/виводу. За рахунок паралельного виконання операцій читання та запису на кількох дисках, масив забезпечує підвищену швидкість обмінів порівняно з одним великим диском.

Масиви також можуть забезпечувати надмірне зберігання даних, з тим, щоб дані не були втрачені у разі виходу з ладу одного з дисків. Залежно від рівня RAID, проводиться або дзеркалювання або розподіл даних дисками.

Рівні RAID[ред.ред. код]

Каліфорнійський університет в Берклі изначив наступні рівні RAID, вони були прийняті, як стандарт де-факто. Кожен з чотирьох основних рівнів RAID використовує унікальний метод запису даних на диски, і тому всі рівні забезпечують різні переваги. Рівні RAID 1,3 і 5 забезпечують дзеркалювання або зберігання бітів парності; і тому дозволяють відновити інформацію у разі збою одного з дисків.

RAID рівня 0[ред.ред. код]

RAID 0.svg

Технологія RAID 0 також відома як розподіл даних (англ. data striping). Із застосуванням цієї технології інформація розбивається на шматки (фіксовані обсяги даних, зазвичай називаються блоками); і ці шматки записуються на диски і прочитуються з них паралельно. З погляду швидкодії це означає дві основні переваги:

  • підвищується пропускна спроможність послідовного вводу/виводу за рахунок одночасного завантаження кількох інтерфейсів.
  • знижується латентність випадкового доступу; декілька запитів до різних невеликих сегментів інформації можуть виконатися одночасно.

Недолік:

  • рівень RAID 0 призначений виключно для підвищення швидкодії, і не забезпечує надійності даних. Тому будь-які дискові збої вимагають відновлення інформації з резервних носіїв.

RAID рівня 1[ред.ред. код]

RAID 1.svg

Технологія RAID 1 також відома як дзеркалювання (англ. disk mirroring). В цьому випадку, копії кожного шматка інформації зберігаються на окремому диску; або, зазвичай кожен (використовуваний) диск має «двійника», який зберігає точну копію цього диска. Якщо відбувається збій одного з основних дисків, то він підмінюється своїм «двійником». Продуктивність довільного читання може бути покращена, якщо для читання інформації використовуватиметься той з «двійників», головка якого розташована ближче до необхідного блоку.

Час запису може бути дещо більшим, ніж для одного диска, залежно від стратегії запису: запис на два диски може проводиться або в паралель (для швидкості), або строго послідовно (для надійності).

Рівень RAID 1 добре підходить для випадків, які вимагають високої надійності, низької латентності при читанні, а також якщо не потрібна мінімізація вартості. RAID 1 забезпечує надмірність зберігання інформації, але у будь-якому випадку слід підтримувати резервну копію даних, оскільки це єдиний спосіб відновити випадково видалені файли або директорії.

RAID рівнів 2 і 3[ред.ред. код]

RAID 3.svg

Технологія RAID рівнів 2 і 3 передбачає паралельну («в унісон») роботу всіх дисків. Ця архітектура вимагає зберігання бітів парності для кожного елементу інформації, що розподіляється по дисках. Відмінність RAID 3 від RAID 2 полягає тільки в тому, що RAID 2 використовує для зберігання бітів парності кілька дисків, тоді як RAID 3 використовує тільки один. RAID 2 використовується украй рідко.

Якщо відбувається збій одного диска з даними, то система може відновити його вміст по вмісту решти дисків з даними і диска з інформацією парності.

Продуктивність в цьому випадку дуже велика для великих обсягів інформації, але може бути вельми скромною для малих обсягів, оскільки неможливе читання декількох невеликих сегментів інформації, що перекривається.

RAID рівнів 4 і 5[ред.ред. код]

RAID 4.svg
RAID 5.svg

RAID 4 виправляє деякі недоліки технології RAID 3 за рахунок використання великих сегментів інформації, що розподіляються по всіх дисках, за винятком диска з інформацією парності. При цьому для невеликих обсягів інформації використовується тільки диск, на якому знаходиться потрібна інформація. Це означає, що можливе одночасного виконання декількох запитів на читання. Проте запити на запис породжують блокування при записі інформації парності. RAID 4 використовується вкрай рідко.

Технологія RAID 5 дуже схожа на RAID 4, але усуває пов'язані з нею блокування. Відмінність полягає в тому, що інформація парності розподіляється по всіх дисках масиву. В даному випадку можливі як одночасні операції читання, так і запису.

Дана технологія добре підходить для випадків, коли працюють з невеликими обсягами даних, наприклад, для систем обробки транзакцій.

Переваги і вади рівнів RAID[ред.ред. код]

Рівень RAID Механізм забезпечення надійності Ефективна місткість масиву Продуктивність Область застосування
0 100% висока застосування без істотних вимог до надійності
1 дзеркалювання 50% висока або середня застосування без істотних вимог до вартості
3 парність 80% середня застосування для роботи з великими обсягами даних (графіка, CAD/CAM тощо)
5 парність 80% середня випадки коли працюють з невеликими обсягами даних (обробка транзакцій)
10 дзеркалювання групи RAID 0 50% висока або середня випадки що вимагають надійності RAID 1 з хорошою продуктивністю

Комбіновані і додаткові рівні RAID[ред.ред. код]

  • RAID Levels 0+1 (Рівень 0+1): Комбінація RAID 0 і RAID 1. Цей рівень забезпечує надмірність за рахунок дзеркалювання.
  • RAID Levels 10 (Рівень 10): Комбінує (об'єднує) RAID 0 і RAID 1, тобто дзеркалювання групи дисководів, об'єднаних в RAID 0 для забезпечення максимальної швидкодії. Цей рівень забезпечує надмірність за рахунок дзеркального відображення.
  • RAID Levels 30 (Рівень 30): Комбінує (об'єднує) RAID 0 і RAID 3, тобто використовується контрольна сума для групи дисководів, об'єднаних в RAID 0 для забезпечення максимальної швидкодії. Інформація про парність може використовуватися для відновлення даних.
  • RAID Levels 50 (Рівень 50): Комбінує (об'єднує) RAID 0 і RAID 5, тобто використовується переміщувана контрольна сума для групи дисководів, об'єднаних в RAID 0 для забезпечення максимальної швидкодії. Інформація про парність може використовуватися для відновлення даних.

Посилання[ред.ред. код]