Резервный массив недорогих дисков

В конце 1980-х умные ребята из Калифорнийского Института в Беркли дали миру RAID. Поначалу эта аббревиатура расшифровывалась как Redundant Array of Inexpensive Disks (запасный массив дешевых дисков), но компании скоро изменили ее на Redundant Array of Independent Disks – запасный массив независящих дисков (видимо, для того, чтоб избавиться от догадок, что продукты RAID должны быть дешевыми). Но вне зависимости от наименования, RAID стал фабричным эталоном и подготовил надежность компьютерного хранения к эре Веба.

До RAID хранение данных в компьютерах было запутанным и не очень надежным. После того, как был выдуман RAID, стали появляться разные архитектуры, обозначавшиеся номерами, от RAID-0 и RAID-1 до RAID-6. Некие производители нумеровали свои продукты номерами больше 6, но это запатентованные архитектуры, по сути представляющие из себя модификации 7 уникальных архитектур. Ниже предлагаются короткие описания каждой из 6 уникальных архитектур RAID. Но поначалу я дам некий обзор определений, связанных с RAID и с компьютерным хранением в целом.

Чередование данных

Чередование данных – это техника, в какой блок данных сегментируется на огромное количество блоков, так чтоб поочередные блоки могли записываться на на физическом уровне разные устройства. К примеру, если у нас есть большой документ, который необходимо сохранить и у нас два жестких диска, подходящим образом настроенные (подробности дальше), мы может поделить документ на несколько частей. 1-ая часть документа пишется на диск №1, в это время диск №2 готовится к операции записи. После окончания операции первым диском, 2-ая часть документа записывается на диск №2, и в это время диск №1 готовится к последующей операции записи. Это может сберечь уйму времени, ведь при операциях записи не надо будет ждать, пока головка диска переместится в подходящую позицию. Документ либо хоть какой другой тип блок данных можно поделить на хоть какое количество частей; выбор этого количества обычно делается программно с целью максимизировать достоинства ситуации, когда не надо ожидать перемещения головки диска.

Четность

Четность употребляется для корректировки ошибок. В хранении данных она работает практически так же, как и в коммуникационных протоколах вроде TCP/IP. С блоком данных данного объема связан бит четности. Который может иметь значения ’1′ либо ’0′ зависимо от того, четное либо нечетное количество битов, равных ’1′, есть в этих данных. Если при чтении данных бит четности неверный, разумеется, что кое-где в процессе чтениязаписи произошла ошибка. Естественно, как и в случае коммуникационных протоколов, несколько ошибок могут возвратить бит четности в корректное состояние. Потому нельзя использовать четность как единственный способ определения ошибок.

Mirroring – «зеркалирование»

Техника «зеркалирования» вполне соответствует собственному наименованию. Один жесткий диск именуется зеркалом другого жесткого диска в этом случае, если его логическое представление стопроцентно соответствует логическому представлению второго. Процесс зеркалирования может проводиться разными методами: синхронно, асинхронно либо полусинхронно.

Сейчас, когда у нас есть осознание основной терминологии, мы перебегаем к короткому описанию каждой из 7 базисных конфигураций архитектуры RAID.

RAID-0

RAID-0 основывается лишь на чередовании данных и не предоставляет никакой отказоустойчивости. Конфигурации типа RAID-0 всего только перемешивают данные для записи, и все диски в массиве RAID предназначаются для ускорения чтения/записи. Таким макаром можно добиться значимого роста производительности.

RAID-1

RAID-1 представляет собой нечто обратное RAID-0, так как он основывается на зеркалировании данных. Если в массив RAID-1 заходит два диска, означает, какой-то из них будет полной логической копией другого. Этим достигается не плохая отказоустойчивость на случай ошибок в одном из дисков. Таковой тип конфигурации может дать повышение производительности чтения, если операционная система многопоточная и поддерживает параллельный поиск. Параллельный поиск, как и следует из наименования; представляет собой возможность находить информацию из нескольких источников.

Запасный массив дешевых дисков

Набросок 1: Конфигурация RAID-1 (с разрешения bytepile.com)

RAID-2

RAID-2 реализует чередование данных на уровне битов, где каждый следующий бит сохраняется на ином диске в массиве RAID. Архитектура RAID-2 также реализует усовершенствованную схему четности – четность по Хеммингу. В отличие от базисной схемы четности, которую я описывал выше, четность по Хеммингу помогает найти четное количество ошибок при определенных критериях. Так как четность по Хеммингу определяет две ошибки, существует возможность корректировать ошибку, если она одна. Тщательно о коде Хемминга можно прочесть по ссылке: http://www.ee.unb.ca/tervo/ee4253/hamming.shtml.

RAID-3

Архитектура RAID-3 реализует схему чередования, похожую на схему в RAID-2, кроме того, что в RAID-3 чередование осуществляется на уровне байтов: каждый следующий б записывается на другой диск массива RAID. RAID-3 также употребляет четность, хотя в этом случае для каждого б употребляется обычная четность, а биты четности хранятся на особом диске массива RAID.

RAID-4

RAID-4 реализует чередование на уровне блоков данных и вычисляет четность для каждого блока, храня эти биты на соответственном диске. В этой архитектуре диски работают независимо, и, как следует, операционная система может обращаться к ним параллельно. При всем этом диск, отвечающий за хранение битов четности, может стать слабеньким звеном в процессе чтения. По этой причине конфигурация RAID-4 употребляется нечасто.

Запасный массив дешевых дисков

Набросок 2: Архитектура RAID-4 (с разрешения bytepile.com)

RAID-5

Архитектура RAID-5 схожа RAID-4 кроме того, что информация о четности распределяется меж всеми дисками, устраняя, таким макаром, слабенькое звено. Архитектура RAID-5 просит, чтоб как минимум все диски массива RAID, кроме 1-го, функционировали. Другими словами, архитектура RAID-5 устойчива к ошибкам 1-го диска. Юзер начнет терять данные только после того, как откажут два и поболее дисков. Но, после утраты 1-го из дисков, массив становится таким же уязвимым, как и в конфигурации RAID-0. Если массивы RAID-5 употребляются для огромных центров данных, существует большая опасность утраты данных в период времени, пока диагностируется утрата диска и он заменяется; это пример ситуации, когда требуется RAID-6.

Запасный массив дешевых дисков

Набросок 3: Архитектура RAID-5 (с разрешения bytepile.com)

RAID-6

Конфигурация RAID-6 похожа на RAID-5, кроме того, что здесь происходит дублирования распределенной четности. Это позволяет массиву восстанавливать данные после ровно 2-ух отказов дисков. Значительность этой архитектуры в особенности проявляется в огромных центрах данных, когда диагностируется отказ 1-го из дисков. В то время, пока диагностируется отказ диска и происходит его подмена, массивы данных в конфигурации RAID-6 все еще устойчивы к сбоям, что дает центрам данным огромную степень целостности данных.

Как я уже упоминал, есть и другие неординарные архитектуры для массивов RAID. Некие из самых обыденных необыкновенных (разве такое бывает?) архитектур представляют собой композиции перечисленных выше. К примеру, некие системы реализуют архитектуру RAID-0+1 либо даже RAID-1+0. Эти архитектуры пробуют соединить достоинства отдельных видов архитектур, минимизируя при всем этом их недочеты. Нередко они преуспевают в этой цели, правда, за счет роста трудности.

Вот вам и общие разъяснения архитектуры RAID. Как обычно, если у вас появились вопросы, пишите мне на электрическую почту, и я постараюсь ответить вам как можно быстрее.

Аналогичный товар: Комментирование на данный момент запрещено, но Вы можете оставить ссылку на Ваш сайт.

Комментарии закрыты.