Создаем «RAID» массив или как по максимуму использовать несколько дисков?

image

Здравствуйте. Сегодня мне попали в руки два новеньких жестких диска, долго думал что с ними можно сделать, чтобы оказать помощь моим читателям. Подумав, я всё-таки решил, что лучше рассказа о RAID 1, созданного самой операционной системой, я вряд ли смогу что-нибудь написать. Итак, что такое RAID 1?

RAID 1 — это массив из двух дисковых носителей, информация на которых дублируется на обоих дисках. То есть вы имеете два диска, которые являются полными копиями друг друга. Для чего это делается? В первую очередь, для увлечения надежности хранения информации. Так как вероятность выхода из строя обоих дисков одновременно мала, в случае выхода из строя одного диска, у вас всегда останется копия всей информации на втором. На RAID 1 массиве можно хранить любую информацию как и на обычном жестком диске, что позволяет не волноваться о важном проекте, над которым вы работали очень долгое время.

Сегодня же мы рассмотрим, как создается RAID массив средствами самой Windows при использовании двух пустых дисков (уверенно заявляю, что данная инструкция работает на Windows 7, 8 и 8.1). Если вас интересует создание RAID массива с использованием уже заполненного диска, то вам необходима вторая статья на эту тему.

И, собственно, инструкция к вашему ознакомлению:

1) Для начала установите жесткие диски в системный блок и запустите компьютер.

2) Открываем «Панель управления → Система и безопасность → Администрирование → Управление компьютером → Запоминающие устройства → Управления дисками». При первом включении утилита сообщит об установке новых дисковых устройств и предложит выбрать разметку для них. Если у вас диск 2,2Тб и более выбирайте GPT, если меньше — то MBR.

3) В нижней части окна находим один из наших новых жестких дисков и нажимаем по нему правой клавишей. Выбираем «Создать зеркальный том»:

4) Откроется мастер создания образа. Жмём далее.image

5) На этой странице вам нужно добавить диск, который будет дублировать выбранный до этого диск. Поэтому выбираем в левой части диск и жмём кнопку «Добавить»:

Жмём далее.

6) Выбираем букву, которой будет обозначен новый том. Я выбрал M (от англ. Mirror). Нажимаем далее.

7) Задаем файловую систему, размер кластера и имя тома. Также рекомендую установить галочку напротив «Быстрое форматирование», пусть делает всё сразу. И снова далее.

8) Проверяем что у нас получилось, если всё правильно жмём «Готово».

9) Система предупредит, что преобразует диски в динамические, и мы не сможем создать на них загрузочный том. Отступать некуда, жмём «Да». 🙂

10) Пройдет немного времени, и в главном окне программы появится связь между нашими двумя дисками. Зеркальные тома обозначаются кроваво-красным цветом.

На этом всё. Надеюсь эта статья оказалась вам полезной, нажмите одну из кнопок ниже, чтобы рассказать о ней друзьям. Также подпишитесь на обновления сайта, введя свой e-mail в поле справа.

Спасибо за внимание 🙂

Материал сайта Skesov.ru

—>

Виды RAID и их характеристики

Виды RAID и их характеристики

Что такое RAID мы рассмотрели в первой статье. Теперь посмотрим какие есть виды и чем они отличаются.

Калифорнийский университет в Беркли представил следующие уровни спецификации RAID, которые были приняты как стандарт де-факто:

  • RAID 0 — дисковый массив повышенной производительности с чередованием, без отказоустойчивости;
  • RAID 1 — зеркальный дисковый массив;
  • RAID 2 зарезервирован для массивов, которые применяют код Хемминга;
  • RAID 3 и 4 — дисковые массивы с чередованием и выделенным диском чётности;
  • RAID 5 — дисковый массив с чередованием и «невыделенным диском чётности»;
  • RAID 6 — дисковый массив с чередованием, использующий две контрольные суммы, вычисляемые двумя независимыми способами;
  • RAID 10 — массив RAID 0, построенный из массивов RAID 1;
  • RAID 50 — массив RAID 0, построенный из массивов RAID 5;
  • RAID 60 — массив RAID 0, построенный из массивов RAID 6.

Виды RAID и их характеристики

Аппаратный RAID-контроллер может поддерживать несколько разных RAID-массивов одновременно, суммарное количество жёстких дисков которых не превышает количество разъёмов для них. При этом контроллер, встроенный в материнскую плату, в настройках BIOS имеет всего два состояния (включён или отключён), поэтому новый жёсткий диск, подключённый в незадействованный разъём контроллера при активированном режиме RAID, может игнорироваться системой, пока он не будет ассоциирован как ещё один RAID-массив типа JBOD (spanned), состоящий из одного диска.

RAID 0 (striping — «чередование»)

Режим, при использовании которого достигается максимальная производительность. Данные равномерно распределяются по дискам массива, дискиобъединяются в один, который может быть размечен на несколько. Распределенные операции чтения и записи позволяют значительно увеличить скорость работы, поскольку несколько дисков одновременно читают/записывают свою порцию данных. Пользователю доступен весь объем дисков, но это снижает надежность хранения данных, поскольку при отказе одного из дисков массив обычно разрушается и восстановить данные практически невозможно. Область применения — приложения, требующие высоких скоростей обмена с диском, например видеозахват, видеомонтаж. Рекомендуется использовать с высоконадежными дисками.

RAID 0 (striping — «чередование»)

RAID 1 (mirroring — «зеркалирование»)

массив из двух дисков, являющихся полными копиями друг друга. Не следует путать с массивами RAID 1+0, RAID 0+1 и RAID 10, в которых используется более двух дисков и более сложные механизмы зеркалирования.

Обеспечивает приемлемую скорость записи и выигрыш по скорости чтения при распараллеливании запросов.

Имеет высокую надёжность — работает до тех пор, пока функционирует хотя бы один диск в массиве. Вероятность выхода из строя сразу двух дисков равна произведению вероятностей отказа каждого диска, т.е. значительно ниже вероятности выхода из строя отдельного диска. На практике при выходе из строя одного из дисков следует срочно принимать меры — вновь восстанавливать избыточность. Для этого с любым уровнем RAID (кроме нулевого) рекомендуют использовать диски горячего резерва.

RAID 1

RAID 1E

Похожий на RAID10 вариант распределения данных по дискам, допускающий использование нечётного числа дисков (минимальное количество — 3)

RAID 2, 3, 4

различные варианты распределенного хранения данных с дисками, выделенными под коды четности и различными размерами блока. В настоящее время практически не используются из-за невысокой производительности и необходимости выделять много дисковой емкости под хранение кодов ЕСС и/или четности.

RAID_3

RAID_4

RAID 5

Основным недостатком уровней RAID от 2-го до 4-го является невозможность производить параллельные операции записи, так как для хранения информации о чётности используется отдельный контрольный диск. RAID 5 не имеет этого недостатка. Блоки данных и контрольные суммы циклически записываются на все диски массива, нет асимметричности конфигурации дисков. Под контрольными суммами подразумевается результат операции XOR (исключающее или). Xor обладает особенностью, которая даёт возможность заменить любой операнд результатом, и, применив алгоритм xor, получить в результате недостающий операнд. Например: a xor b = c (где a, b, c — три диска рейд-массива), в случае если a откажет, мы можем получить его, поставив на его место c и проведя xor между c и b: c xor b = a. Это применимо вне зависимости от количества операндов: a xor b xor c xor d = e. Если отказывает c тогда e встаёт на его место и проведя xor в результате получаем c: a xor b xor e xor d = c. Этот метод по сути обеспечивает отказоустойчивость 5 версии. Для хранения результата xor требуется всего 1 диск, размер которого равен размеру любого другого диска в raid.

Достоинства

RAID5 получил широкое распространение, в первую очередь, благодаря своей экономичности. Объём дискового массива RAID5 рассчитывается по формуле (n-1)*hddsize, где n — число дисков в массиве, а hddsize — размер наименьшего диска. Например, для массива из четырех дисков по 80 гигабайт общий объём будет (4 — 1) * 80 = 240 гигабайт. На запись информации на том RAID 5 тратятся дополнительные ресурсы и падает производительность, так как требуются дополнительные вычисления и операции записи, зато при чтении (по сравнению с отдельным винчестером) имеется выигрыш, потому что потоки данных с нескольких дисков массива могут обрабатываться параллельно.

Недостатки

Производительность RAID 5 заметно ниже, в особенности на операциях типа Random Write (записи в произвольном порядке), при которых производительность падает на 10-25% от производительности RAID 0 (или RAID 10), так как требует большего количества операций с дисками (каждая операция записи, за исключением так называемых full-stripe write-ов, сервера заменяется на контроллере RAID на четыре — две операции чтения и две операции записи). Недостатки RAID 5 проявляются при выходе из строя одного из дисков — весь том переходит в критический режим (degrade), все операции записи и чтения сопровождаются дополнительными манипуляциями, резко падает производительность. При этом уровень надежности снижается до надежности RAID-0 с соответствующим количеством дисков (то есть в n раз ниже надежности одиночного диска). Если до полного восстановления массива произойдет выход из строя, или возникнет невосстановимая ошибка чтения хотя бы на еще одном диске, то массив разрушается, и данные на нем восстановлению обычными методами не подлежат. Следует также принять во внимание, что процесс RAID Reconstruction (восстановления данных RAID за счет избыточности) после выхода из строя диска вызывает интенсивную нагрузку чтения с дисков на протяжении многих часов непрерывно, что может спровоцировать выход какого-либо из оставшихся дисков из строя в этот наименее защищенный период работы RAID, а также выявить ранее не обнаруженные сбои чтения в массивах cold data (данных, к которым не обращаются при обычной работе массива, архивные и малоактивные данные), что повышает риск сбоя при восстановлении данных.

Минимальное количество используемых дисков равно трём.

RAID 5

RAID 5EE

массив, аналогичный RAID5, однако кроме распределенного хранения кодов четности используется распределение резервных областей — фактически задействуется жесткий диск, который можно добавить в массив RAID5 в качестве запасного (такие массивы называют 5+ или 5+spare). В RAID 5 массиве резервный диск простаивает до тех пор, пока не выйдет из строя один из основных жестких дисков, в то время как в RAID 5EE массиве этот диск используется совместно с остальными HDD все время, что положительно сказывается на производительность массива. К примеру, массив RAID5EE из 5 HDD сможет выполнить на 25% больше операций ввода/вывода за секунду, чем RAID5 массив из 4 основных и одного резервного HDD. Минимальное количество дисков для такого массива — 4.

RAID 5EE

RAID 6

RAID 6 — похож на RAID 5, но имеет более высокую степень надёжности — под контрольные суммы выделяется ёмкость 2-х дисков, рассчитываются 2 суммы по разным алгоритмам. Требует более мощный RAID-контроллер. Обеспечивает работоспособность после одновременного выхода из строя двух дисков — защита от кратного отказа. Для организации массива требуется минимум 4 диска. Обычно использование RAID-6 вызывает примерно 10-15% падение производительности дисковой группы, относительно RAID 5, что вызвано большим объёмом обработки для контроллера (необходимость рассчитывать вторую контрольную сумму, а также читать и перезаписывать больше дисковых блоков при записи каждого блока).

RAID 6

RAID 0+1

Под RAID 0+1 может подразумеваться в основном два варианта:

  • два RAID 0 объединяются в RAID 1;
  • в массив объединяются три и более диска, и каждый блок данных записывается на два диска данного массива; таким образом, при таком подходе, как и в «чистом» RAID 1, полезный объём массива составляет половину от суммарного объёма всех дисков (если это диски одинаковой ёмкости).

RAID 10 (1+0)

RAID 10 — зеркалированный массив, данные в котором записываются последовательно на несколько дисков, как вRAID 0. Эта архитектура представляет собой массив типа RAID 0, сегментами которого вместо отдельных дисков являются массивы RAID 1. Соответственно, массив этого уровня должен содержать как минимум 4 диска (и всегда чётное количество). RAID 10 объединяет в себе высокую отказоустойчивость и производительность.

Утверждение, что RAID 10 является самым надёжным вариантом для хранения данных вполне обосновано тем, что массив будет выведен из строя после выхода из строя всех накопителей в одном и том же массиве. При одном вышедшем из строя накопителе, шанс выхода из строя второго в одном и том же массиве равен 1/3*100=33%. RAID 0+1 выйдет из строя при двух накопителях, вышедших из строя в разных массивах. Шанс выхода из строя накопителя в соседнем массиве равен 2/3*100=66%, однако так как накопитель в массиве с уже вышедшим из строя накопителем уже не используется, то шанс того, что следующий накопитель выведет из строя массив целиком равен 2/2*100=100%

RAID 1 (Mirror)

RAID 5EE

массив, аналогичный RAID5, однако кроме распределенного хранения кодов четности используется распределение резервных областей — фактически задействуется жесткий диск, который можно добавить в массив RAID5 в качестве запасного (такие массивы называют 5+ или 5+spare). В RAID 5 массиве резервный диск простаивает до тех пор, пока не выйдет из строя один из основных жестких дисков, в то время как в RAID 5EE массиве этот диск используется совместно с остальными HDD все время, что положительно сказывается на производительность массива. К примеру, массив RAID5EE из 5 HDD сможет выполнить на 25% больше операций ввода/вывода за секунду, чем RAID5 массив из 4 основных и одного резервного HDD. Минимальное количество дисков для такого массива — 4.

RAID 5EE

RAID 50

объединение двух(или более, но это крайне редко применяется) массивов RAID5 в страйп, т.е. комбинация RAID5 и RAID0, частично исправляющая главный недостаток RAID5 — низкую скорость записи данных за счёт параллельного использования нескольких таких массивов. Общая ёмкость массива уменьшается на ёмкость двух дисков, но, в отличие от RAID6, без потери данных такой массив переносит отказ лишь одного диска, а минимально необходимое число дисков для создания массива RAID50 равно 6. Наряду с RAID10, это наиболее рекомендуемый уровень RAID для использования в приложениях, где требуется высокая производительность в сочетании приемлемой надёжностью.

RAID 50

RAID 60

объединение двух массивов RAID6 в страйп. Скорость записи повышается примерно в два раза, относительно скорости записи в RAID6. Минимальное количество дисков для создания такого массива — 8. Информация не теряется при отказе двух дисков из каждого RAID 6 массива

RAID 60

RAID 00

RAID 00 встречается весьма редко, я с ним познакомился на контроллерах LSI. Группа дисков RAID 00 — это составная группа дисков, которая создает чередующийся набор из серии дисковых массивов RAID 0. RAID 00 не обеспечивает избыточности данных, но наряду с RAID 0, предлагает лучшую производительность любого уровня RAID. RAID 00 разбивает данные на меньшие сегменты, а затем чередует сегменты данных на каждом диске в сторадж группе. Размер каждого сегмента данных определяется размером полосы.  RAID 00 предлагает высокая пропускная способность. Уровень RAID 00 не является отказоустойчивым. Если диск в группе дисков RAID 0 выходит из строя, весь виртуальный диск (все диски, связанные с виртуальным диском) выйдет из строя. Разбивая большой файл на более мелкие сегменты, контроллер RAID может использовать оба SAS контроллера для чтения или записи файла быстрее. RAID 00 не предполагает четности расчеты усложняют операции записи. Это делает RAID 00 идеальным для приложения, которые требуют высокой пропускной способности, но не требуют отказоустойчивости. Может состоять от 2 до 256 дисков.

Что быстрее RAID 0 или RAID 00?

Я провел свое тестирование описанное в статье про оптимизацию скорости твердотельных дисков на LSI контроллерах и получил вот такие вот цифры на массивах из 6-ти SSD

Дек 6, 2014 20:22

Мало кто знает, но проверенные временем технологии могут помочь в прокачке домашнего и офисного компьютерного железа! Так, созданная уже более 30 лет назад технология RAID, способна значительно изменить работу дисковой подсистемы. “Как это может пригодиться?” — спросите вы.

Во-первых, несмотря на то, что оборудование для компьютеров с каждым годом становится лучше и мощнее, скорость работы HDD в по-прежнему ограничена скоростью вращения механики (шпинделя) в 7200 об/мин (существуют, конечно, и на 10-15тыс. оборотов, но это весьма шумные, горячие и дорогие модели). А во-вторых, достигнуть желанного быстродействия и обеспечить надёжность личных данных, можно попросту объединив работу нескольких жёстких дисков.

Заинтересовали? Тогда узнайте больше!

Что такое RAID-массив

RAID (от англ. Redundant Array of Independent Disks — избыточный массив независимых дисков) — технология объединения нескольких жёстких дисков для повышения их производительности. Файловая система компьютера при этом воспринимает каждый диск как сектор, а сам массив как один элемент.

Для создания RAID-массива понадобиться от двух и более дисков, в зависимости от типа создаваемого рейда и требуемых функций.

Виды RAID-массивов

Существуют так называемые уровни RAID-массивов. Они могут быть базовыми, комбинированными и нестандартными (усовершенствованными).

Среди базовых уровней выделяют:

  • RAID 0 — информация разбивается на блоки и записывается на все диски по очереди;
  • RAID 1 — диски дублируют друг друга, создавая резервные копии данных;
  • RAID 2 — диски разделяются на две группы: для записи данных и для коррекции ошибок;
  • RAID 3 — один из дисков используется для хранения копий данных, остальные разбиваются на блоки или байты для записи и чтения информации;
  • RAID 4 — аналогичен RAID 3, но диски разбиваются только на блоки. Используется для передачи данных небольшого объёма на высоких скоростях;
  • RAID 5 — данные симметрично записываются на все диски, при этом диски взаимозаменяют друг друга в случае отказа одного и них;
  • RAID 6 — три диска используются для записи и чтения информации и два для контроля чётности. Работоспособность массива продолжится даже после одновременного падения двух любых дисков.

Комбинированные типы RAID-массивов представляют собой создание одного вида массива из нескольких других. Например, RAID 10 — это RAID 0 составленный из нескольких RAID 1, а RAID 01 — это RAID 1 из двух объединённых RAID 0.

Проще говоря, такая архитектура — это массив массивов, так как сегменты созданного массива не отдельные диски, а массивы другого уровня.

Нестандартными рейдами являются различные модификации базовых и комбинированных уровней, некоторые из них даже зарегистрированные торговые марки крупных компаний.

В общем, конфигураций рейдов довольно много и для каждого найдется своя подробная и исчерпывающая литература. Большинство из них используются в серверах крупных организаций, но не исключено также и использование дисковых массивов на домашних компьютерах. Поэтому, подробнее хотелось бы остановиться на уровнях 0 и 1, как на самых распространённых комбинаций из всех. Они не используют сложной математики, просты и надёжны в реализации.

Дисковый массив RAID 0 — принцип чередования

Чтобы сделать и настроить нулевой рейд достаточно от двух и более жёстких дисков. RAID 0 используют исключительно для увеличения скорости чтения/записи, отказоустойчивостью такой массив не обладает. Тем не менее, система RAID 0 способна повысить производительность в несколько раз и позволяет использовать полный объём всех задействованных дисков. Это возможно благодаря принципу чередования (striping), при котором информация записывается на каждый блок диска по очереди, соответственно скорость считывания файлов увеличивается во столько раз, сколько дисков используются в массиве.

Зеркальный массив RAID 1

Рейд первого уровня, напротив, создаётся с целью более надёжного хранения информации, но использовать его для большого увеличения производительности не получится (разве что возрастёт скорость чтения), так как, задействуя несколько дисков в массиве, по факту, будет получен объём только одного из них. Поэтому, принцип работы RAID 1 называют зеркалированием (mirroring), ведь жёсткие диски копируют друг друга, обеспечивая бесперебойность работы, даже если выйдет из строя один из них. Стоит отметить, это самое дорого решение, так как половина дисков идет на резерв.

Как создать RAID-массив

Создание дискового массива RAID может выполняться несколькими способами, задействуя в свою структуру как HDD, так и SSD (желательно не одновременно). Тут сразу хотелось бы оговориться, что более целесообразное создание рейдов именно из жёстких дисков, а не твердотельных накопителей. Сам по себе SSD и так обеспечивает высокую производительность и не создаёт таких проблем, как в составе массива: сложности в обновлении прошивки, затруднённое отслеживание работоспособности, накопители изнашиваются равномерно, из-за чего есть вероятность их одновременного выхода из строя. Поэтому, в домашнем использовании с SSD лучше работать как с отдельным накопителем в режиме AHCI. RAID из SSD же может пригодиться в отдельных случаях, вероятнее, для корпоративных целей, где необходимо чтение большого объёма данных.

Теперь, рассмотрим, как объединить диски в RAID-массив. Для этого необходим специальный контроллер, который может быть как физическим адаптером, так и в виде утилиты. В соответствии с этим выделяют следующие способы создания рейдов:

  • Полностью аппаратный, где RAID-контроллер отдельное устройство со своим софтом.
  • Полуаппаратный, когда контроллер встроен в материнскую плату. В этом случае, настройка аппаратного RAID-массива происходит через BIOS.
  • Программный, когда создание массивов происходит через утилиты Linux mdadm или составные тома Windows.

О преимуществах и недостатках того и или иного способа можно говорить долго. К примеру, в сети можно встретить много критики в отношении создания рейдов программным способом, так как полагается, что система будет затрачивать большое количество ресурсов, для обеспечения работы утилиты. Судя по нашему опыту, это может быть справедливо только в отношении рейдов из SSD, а из обычных жёстких дисков более или менее современный компьютер вполне справится с задачей. Интегрирование RAID-контроллера в плату несёт бóльшие риски, на наш взгляд. Есть возможность выхода из строя материнки, затруднены настройка и управление массивом и тд. Полностью аппаратный способ — надёжен и широко применяем, но самый финансово затратный. Помимо покупки нескольких HDD, потратиться на адаптер придется в среднем от 25 до 60-ти тыс. рублей.

Вам также может быть интересно:способы создания домашних сетевых хранилищ.

Дополнительно по теме, смотрите наше специальное видео, где в комментариях можно начать обсуждение и задать все интересующие вопросы:

Если вы дочитали статью до конца, то, вероятно, вас интересует создание RAID-массива на домашнем компьютере или в офисе. У нашей команды большой опыт в системном администрировании и обслуживании компьютеров. Мы с лёгкостью окажем подобные услуги в Санкт-Петербурге как физическим, так и юридическим лицам.

28 января 2021 452 Время чтения ≈ 12 минут image

Содержание:

RAID (Redundant Array of Independent Disks или «избыточный массив независимых дисков») —  метод виртуализации, позволяющий объединять несколько дисков в единый логический том, имеющий лучшие характеристики.  Чтобы описать, чем RAID может быть полезен на практике, рассмотрим теоретические основы, классификацию и особенности использования данной технологии.

Для чего применяется RAID

RAID позволяет превратить несколько дисковых накопителей в один большой и быстрый диск. Его можно использовать в качестве хранилища данных с функцией автоматического резервного копирования или настроить как системный диск повышенной отказоустойчивости.

У технологии RAID-массивов существуют и минусы. Платой за быстродействие и надежность становится усложнение системы, а также необходимость закупать дополнительное оборудование. Однако эта цена невелика по сравнению с потенциальными убытками, которые может понести пользователь при потере информации или внезапной поломке накопителя.

Преимущества технологии

  1. Увеличенный объем. Первоначальное назначение RAID — получение диска большей емкости.
  2. Повышение быстродействия системы через параллельное подключение в массив нескольких физических дисков.
  3. Отказоустойчивость и надежность хранения данных обеспечиваются выделением на цели резервирования отдельного устройства. При повреждении одного из дисков RAID-массива информация не будет утеряна.

Условие применения

Технологию можно использовать не во всех случаях. Для этого требуется ее аппаратная и программная поддержка. BIOS должен содержать настройку вида «SATA Configuration: RAID». Если же ее по каким-либо причинам нет, то необходимо «перепрошить» базовую систему ввода-вывода.

В случае, когда поддержка RAID программным методом невозможна, нужно подключить дополнительное устройство — RAID-контроллер и установить соответствующий драйвер. В последних версиях ОС Linux (Ubuntu 20.04, POP-OS 20.04 и т. д.) драйвер для включения режима RAID инсталлируется автоматически.

Основные понятия

В основе функционирования RAID-массивов лежит несколько базовых терминов, без которых нельзя понять принципы работы этой технологии.

  1. Массив — объединение нескольких физических или виртуальных накопителей в один большой диск с возможностью единой настройки, форматирования и управления.
  2. Метод зеркалирования — способ повысить надежность хранения информации через создание копии исходного диска на другом носителе, входящем в массив.
  3. Дуплекс — один из методов зеркалирования, в котором используется вдвое большее количество накопителей для создания копий.
  4. Чередование — увеличение производительности диска, благодаря блочной разбивке данных при записи.
  5. Четность — технология, сочетающая в себе чередование и зеркалирование.

Типы RAID-массивов

image

  1. Программный (software RAID) — самый бюджетный и распространенный вариант. Дисковые массивы создаются в самой операционной системе посредством специальных утилит. Обработкой данных занимается центральный процессор.  Основной недостаток — зависимость от предустановленной системы, которая приводит к существенному понижению быстродействия и безопасности хранения информации.
  2. Аппаратный (hardware RAID) — создается на основе отдельного устройства (RAID-контроллера), которое имеет собственные специализированный микропроцессор и кеш-память. При этом нагрузка на микропроцессор практически отсутствует. Это наиболее затратный метод реализации, характеризующийся надежностью, высокой скоростью записи и чтения.
  3. Интегрированный аппаратный (fake RAID, RAID-on-Chip) — комбинация программного и аппаратного способов. Реализована в виде дополнительного микрочипа, который встраивается в материнскую плату и работает совместно с центральным процессором. Эта технология быстрее программной, но не отличается надежностью хранения информации.

Классификация RAID по уровням

Основные отличия между конфигурациями или уровнями RAID заключаются в методах формирования и размещения данных, а также в алгоритмах распределения информации на носителях. Базовые типы RAID-массивов — RAID 0 и RAID 1. Остальные уровни считаются их производными, сочетающими в себе достоинства той или иной базовой модели.

RAID 0

image

Технология виртуализации RAID 0 называется striping («чередование»). Для ее реализации применяется от 2 до 4 накопителей, которые совместно выполняют процедуру «чтения/записи».

При записи информация разделяется на блоки, которые одновременно сохраняются на накопители. Первый блок — на один, второй — на другой жесткий диск и так далее. Производительность массива возрастает прямо пропорционально количеству накопителей в системе. То есть, 4 диска будут работать в 2 раза быстрее, чем два.

Однако, такая конфигурация RAID-массива чревата потерей данных, что уменьшает безопасность хранения информации. Это объясняется структурой каждого файла. Последний состоит из определенной последовательности блоков (байт), поскольку каждый из них записывается на разные диски и происходит «нарушение» его целостности. Если один накопитель выходит из строя, то блок «теряется». При этом получается «битый» файл, который практически невозможно восстановить.

Достоинства

  • Дисковый RAID-массив уровня 0 обеспечивает ощутимый прирост скорости, который прямо пропорционально зависит от кратности количества накопителей.
  • Использование всего дискового объема, т. е. при установке четырех дисков по 2 ТБ общий объем RAID-массива будет равен 2*4=8 ТБ.

Недостатки

  • Нарушение отказоустойчивости. Иногда возможен отказ в операциях чтения или записи.
  • При выходе из строя одного накопителя информация полностью теряется.

Использование

Применяется в приложениях для скоростного обмена информацией, в хранилищах временных файлов. Также RAID 0 нужен для систем, использующих некритичные по важности массивы данных.

RAID 1

image

Технология RAID 1 называется мirroring («зеркалирование»). Она подразумевает использование от 2 до 4 накопителей. Однако при этом теряется половина объема дисков, поскольку это пространство используется резервированием данных.

Простыми словами, если RAID-система состоит из 2 жестких дисков, то при выходе одного из них информация не потеряется полностью, поскольку один накопитель является точной копией другого.

Достоинства

  • Надежность хранения информации.
  • Простота реализации.
  • Высокая производительность при выполнении операции чтения.
  • Минимальная комплектация составляет всего 2 жестких диска.

Недостатки

  • Низкая производительность.
  • Емкость RAID-массива делится на 2, что обусловлено резервированием информации.
  • Замена неисправного накопителя требует полное отключение системы.

Использование

Уровень RAID 1 необходимо применять для увеличения надежности хранения информации на серверах.

RAID 5

image

Технология RAID 5 («чередование с чётностью») считается наиболее распространенной и безопасной. Для подобной конфигурации необходимо минимум 3 диска, а максимальное допустимое количество — 16.

При записи информации происходит разделение на блоки данных, но с одним условием — на один из дисков, называемый блок «чётность данных» (Parity Drive, PD), происходит запись информации для восстановления. Этот подход позволяет спасти данные при повреждении одного из накопителей.

RAID 5 может реализовываться программным методом при помощи специальных утилит, но IT-специалисты рекомендуют все же отдать предпочтение аппаратному способу.

Достоинства

  • Увеличена скорость чтения за счет одновременной обработки данных с нескольких независимых потоков от дисков массива.
  • Информация не «потеряется» при повреждении одного накопителя.
  • При замене неисправного диска происходит автоматическое восстановление информации.

Недостатки

  1. Иногда происходят отказы дисков.
  2. Если объем поврежденного накопителя 4 ТБ и более, при замене его на идентичный диск, восстановление может занять более одного дня.
  3. Если диск «чётности» вышел из строя при выполнении процедуры восстановления, то информация будет окончательно утеряна.
  4. Минимальное количество накопителей — 3.

Использование

Технология виртуализации 5 уровня (RAID 5) прекрасно подойдет для безопасного хранения данных, но при этом не будет утрачена производительность. Очень часто ее используют файловые серверы.

RAID 6

image

Технология виртуализации 6 уровня («чередование с двойной чётностью») похожа на RAID 5. Отличие состоит в записи информации для восстановления на два диска. Первый — блок «чётность данных» (PD) используются в архитектуре RAID 5 для резервного хранения данных. Второй диск «чётности» дублирует работу первого. Его работа основана на коде Рида-Соломона (Reed-Solomon), поэтому диск часто имеет краткое обозначение — RS или Q.

Благодаря использованию принципа двойной чётности, система может перенести без потерь информации отказ сразу двух жестких дисков. Однако для создания RAID 6 потребуется минимум четыре накопителя.

Достоинства

  • Высокая скорость считывания и записи данных.
  • Поддержка двух, одновременно вышедших из строя накопителей.

Недостатки

  • Время на операцию записи на 20% больше, чем для RAID 5.
  • Минимальная вероятность отказа дисков.
  • Восстановление после сбоя занимает много времени.
  • Для реализации необходимо 4 накопителя.

Использование

RAID 6 является более надежной конфигурацией, чем RAID пятого уровня. Она часто применяется на файловых серверах, где используются большие объемы данных.

RAID 10

image

Технология виртуализации 10 — «гибрид» RAID нулевого и первого уровней, сочетающая в себе все их преимущества.

Достоинства

  • Высокая скорость восстановления данных.
  • Высокая надежность.
  • Быстродействие.

Недостатки

  • Дороговизна реализации.
  • Емкость, уходящая на зеркалирование, эквивалентна 50 % от всего объема дисков.

Использование

Гибридная технология RAID 10 используется в тех же случаях, что и RAID 0 и RAID 1.

Утилиты для создания

В операционной системе Windows есть встроенная утилита для создания RAID. Однако она поддерживает только RAID-массивы первого. Поэтому для более сложных операций, а также для платформ на базе Unix/Linux требуется установка стороннего ПО.

Перед выбором соответствующей конфигурации RAID-массива, специалисты рекомендуют сохранить информацию на отдельный носитель. При создании или удалении RAID-системы данные на дисках уничтожаются.

Mdadm

Для операционных систем на основе Linux рекомендуется использовать штатную утилиту «mdadm», которую необходимо предварительно установить через терминал.

Основные возможности

  • Создание и сброс RAID-массивов.
  • Монтирование файловых систем.
  • Сохранение топологии массива.
  • Удаление отдельных элементов из RAID.

Установка

Для инсталляции утилиты требуется ввести в терминале следующие команды:

  • СentOS и Red Hat:
    yum install mdadm
  • Ubuntu и Debian:
    apt-get install mdadm

При этом в систему будет инсталлирована утилита, а также необходимый набор библиотек.

MegaRAID Storage Manager (MSM)

Бесплатное приложение от Microsoft, разработанное с целью обеспечения гибкого управления RAID-системами в ОС Windows.

Основные возможности

  • Просмотр состояния RAID-контроллера.
  • Создание RAID-массивов различных уровней.
  • Удаление элементов из массива.
  • Графический интерфейс.
  • Монтирование файловых систем.

Установка

  1. Скачать по ссылке  MegaRAID Storage Manager.image
  2. Распаковать скачанный архив.
  3. Запустить установщик «setup.exe».
  4. Нажать кнопку инсталляции «Install».
  5. Принять условия лицензионного соглашения и нажать «Next».
  6. Выбрать пункт «All users» («Для всех пользователей») и нажать «Next».
  7. Указать путь для установки и нажать «Next».
  8. Выбрать тип инсталляции — «Полный» («Complete») или «Выборочный» («Custom») и нажать «Next».
  9. Запустить процесс установки с учетом введенных параметров, нажав «Install».
  10. Завершить инсталляцию — кнопка «Finish».

Заключение

Использование RAID-массивов позволяет реализовать повышенние потенциала нескольких дисковых накопителей за счет их объединения. В частности, растет производительность и надежность хранения информации. Однако эффективность работы массива будет сильно зависеть от того, каким способом он создан. Оптимальным является аппаратный метод на базе отдельного RAID-контроллера, но его организация потребует больших финансовых вложений.

Помимо способа реализации для работы RAID важна конфигурация массивов, которая делится на несколько базовых уровней. Оптимальным уровнем считается RAID-10, поскольку он обеспечивает не только высокую скорость обработки данных, но и их сохранность.

Виртуальный сервер от Eternalhost — надежная площадка для современного веб-ресурса! Быстрые NVMe диски, реальная защита от DDoS, техподдержка 24/7.

Оцените материал: [Всего голосов: 0    Средний: 0/5]

Читайте также:

SSL-сертификат — полная инструкция для бизнеса

Что такое VPS? В чём разница между VPS и VDS сервером

Cжимаем видео без потери качества —лайфхак по SEO

Как сделать, чтобы письма не попадали в спам: 7 эффективных способов

Настройка 301 редиректа в файле .htaccess и другими способами

Зачем нужен VPS: 15 причин завести виртуальный сервер

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий