RAID ir risinājums, kas sākotnēji tika izstrādāts tīkla serveru tirgum kā līdzeklis, lai radītu lielu uzglabāšanu par zemākām izmaksām. Būtībā, tas prasīs vairākus zemu cenu cietos diskus un tos apvienot ar kontrolieris, lai nodrošinātu vienu lielāku jaudu disku. Tas ir tas, ko RAID nozīmē: lieku masīvu lēti diski vai diski. Lai to sasniegtu, bija vajadzīga specializēta programmatūra un kontrolierīces, lai pārvaldītu datus, kas tiek sadalīti starp dažādiem diskdziņiem.
Galu galā jūsu standarta datorsistēmas apstrādes jauda ļāva funkcijām filtrēt savu ceļu uz personālo datoru tirgu .
Tagad RAID uzglabāšana var būt balstīta uz programmatūru vai aparatūru , un to var izmantot trīs dažādiem mērķiem. Tie ietver ietilpību, drošību un veiktspēju. Jauda ir vienkārša, kas parasti tiek izmantota gandrīz visos izmantotā RAID iestatīšanas veidos. Piemēram, divus cietos diskus var apvienot kā vienu disku ar operētājsistēmu, efektīvi izveidojot virtuālo disku, kas ir divreiz lielāks. Darbības ir vēl viens svarīgs iemesls, kāpēc RAID iestatīšana tiek izmantota personālajā datorā. Tajā pašā piemērā, kad divi diskdziņi tiek izmantoti kā viens disks, kontrolleris var sadalīt datu daļu divās daļās un pēc tam katrai no šīm daļām ievietot atsevišķā diskā. Tas faktiski dublētu uzglabāšanas sistēmas datu rakstīšanas vai nolasīšanas rezultātus . Visbeidzot, RAID var izmantot datu drošībai.
Tas tiek darīts, izmantojot dažu vietu uz diskiem, lai būtībā klonētu datus, kas rakstīti uz abiem diskiem. Vēlreiz, izmantojot divus diskus, mēs varam to padarīt, lai dati tiktu uzrakstīti uz abiem diskiem. Tādējādi, ja viens disks neizdodas, citam vēl ir dati.
Atkarībā no glabāšanas masīva mērķiem, ko vēlaties savākt datora sistēmai, jūs izmantosiet vienu no dažādiem RAID līmeņiem, lai sasniegtu šos trīs mērķus.
Tiem, kas savā datorā izmanto cietie diski , veiktspēja, visticamāk, būs daudz lielāka problēma nekā jauda. No otras puses, tiem, kas izmanto cieto disku , iespējams, vēlēsies paņemt mazākās diskus un savienot tos, lai izveidotu vienu lielāku disku. Tātad, ieskatieties dažādos RAID līmeņos, kurus var izmantot ar personālo datoru.
RAID 0
Šis ir viszemākais RAID līmenis un faktiski nepiedāvā nevienu atlaišanas veidu, tāpēc tas tiek saukts uz 0. līmeni. Būtībā RAID 0 ņem divus vai vairākus diskus un apvieno tos, lai veidotu lielākas ietilpības disku. To panāk ar procesoru, ko sauc par svītrojumiem. Datu bloki tiek sadalīti datu blokos un pēc tam tiek ierakstīti secībā pāri diskiem. Tas nodrošina lielāku veiktspēju, jo kontrolieris datus vienlaicīgi var rakstīt ar diskdziņiem, efektīvi reizinot disku ātrumu. Zemāk ir redzams, kā tas var darboties trīs diskos.
| 1. brauciens | 2. vadīt | 3.vads | |
|---|---|---|---|
| 1. bloks | 1 | 2 | 3 |
| 2. bloks | 4 | 5 | 6 |
| 3. bloks | 7 | 8 | 9 |
Lai RAID 0 darbotos efektīvi, lai uzlabotu sistēmas veiktspēju, jums jācenšas panākt atbilstību šiem diskiem. Katram diskam jābūt tādai pašai precīzai uzglabāšanas jaudai un izrādes iezīmēm.
Ja tie neizdodas, tad jauda tiks ierobežota līdz mazākajam no diskiem, un tā darbība būs lēnākā no diskdziņiem, jo ir jāgaida, kamēr visas pārejas tiks ierakstītas pirms pārejas uz nākamo komplektu. Ir iespējams izmantot neatbilstošus diskus, taču šādā gadījumā JBOD iestatīšana varētu būt efektīvāka.
JBOD apzīmē tikai virkni diskdziņu un efektīvi ir tikai to disku kolekcija, kuru var piekļūt neatkarīgi viens no otra, bet kas tiek parādīta kā vienota operētājsistēmas atmiņa. Tas parasti tiek sasniegts, ņemot vērā datu spēju starp diskdziņiem. Bieži vien tas tiek dēvēts par SPAN vai BIG.
Efektīvi operētājsistēma tos visus redz kā vienu disku, bet bloki tiek rakstīti pirmajā diskā, līdz tas aizpildās, tad progresē uz otro, tad trešo, utt. Tas ir noderīgi, lai pievienotu papildu jaudu esošajā datorsistēmā un ar dažāda izmēra diskdziņiem, bet tas nepalielina piedziņas masīvu veiktspēju.
Lielākā problēma ar RAID 0 un JBOD iestatījumiem ir datu drošība. Tā kā jums ir vairāki diski, datu izkropļošanas iespējas palielinās, jo jums ir vairāk kļūdu punktu . Ja kāds draiveris RAID 0 masīvā neizdodas, visi dati kļūst nepieejami. JBOD diska atteices rezultātā tiks zaudēti visi dati, kas notika ar šo disku. Rezultātā tiem, kas vēlas izmantot šo uzglabāšanas metodi, vislabāk ir iegūt citus līdzekļus, lai dublētu savus datus.
RAID 1
Šis ir pirmais patiesais RAID līmenis, jo tas nodrošina pilnīgu datu dublēšanas līmeni, kas tiek glabāts masīvā. To dara, izmantojot procesu, ko sauc par spoguļošanu. Efektīvi visi dati, kas ir rakstīti sistēmai, tiek kopēti uz katru disku 1. līmeņa masīvā. Šī RAID forma parasti tiek veidota tikai ar pāris diskdziņiem, jo, pievienojot vairāk diskdziņu, netiks pievienota nekāda papildu jauda, tikai lielāka atlaišana. Lai labāk parādītu piemēru, šeit ir diagramma, kas parāda, kā tā tiks rakstīta diviem diskiem:
| 1. brauciens | 2. vadīt | |
|---|---|---|
| 1. bloks | 1 | 1 |
| 2. bloks | 2 | 2 |
| 3. bloks | 3 | 3 |
Lai efektīvāk izmantotu RAID 1 iestatījumus, sistēma atkārtoti izmantos līdzīgus diskus, kuriem ir vienādas jaudas un veiktspējas vērtējumi.
Ja tiek izmantoti nesakritoši diskdziņi, tad masīva jauda būs vienāda ar maza apjoma piedziņu masīvā. Piemēram, ja RAID 1 masīvā tiek izmantots pusotru terabaitu un vienu terabaitu disks, šī masīva jauda šajā sistēmā būtu tikai viens terabaits.
Šis RAID līmenis ir ļoti efektīvs datu drošībai, jo abi diskdziņi ir vienādi. Ja viens no diviem diskdziņiem neizdodas, tad otrai ir otra pilnīga informācija. Problēma ar šāda veida iestatījumiem parasti nosaka, kura no diskdziņiem ir neizdevās, jo bieži vien uzglabāšana kļūst nepieejama, ja kāda no divām neizdodas un neatgriezīsies pareizi, kamēr nebūs ievietots jauns diskdzinis neveiksmīgā vietā un atgūšana process tiek palaists. Kā minēts iepriekš, no tā arī nav veiktspējas pieauguma. Patiesībā, RAID datu apstrādātāja pieskaitāmās izmaksas samazināsies nedaudz.
RAID 1 + 0 vai 10
Šī ir nedaudz sarežģīta gan RAID līmeņu 0, gan 1. līmeņa kombinācija . Lai tas darbotos šajā režīmā, regulatoram būs vajadzīgi vismaz četri diski, jo tas, ko darīs, ir veikt divus diskus pārus. Pirmais diskdziņu komplekts ir atspoguļots masīvs, kas klonē datus starp diviem. Otrais piedziņu komplekts ir arī spoguļots, bet pirmā sloksne ir iestatīta kā pirmā. Tas nodrošina datu dublēšanu un veiktspējas pieaugumu. Zemāk ir piemērs tam, kā dati tiks rakstīti četriem diskiem, izmantojot šādu iestatīšanas veidu:
| 1. brauciens | 2. vadīt | 3.vads | 4. drive | |
|---|---|---|---|---|
| 1. bloks | 1 | 1 | 2 | 2 |
| 2. bloks | 3 | 3 | 4 | 4 |
| 3. bloks | 5 | 5 | 6 | 6 |
Godīgi sakot, šis nav vēlams RAID režīms, kas darbojas datorsistēmā. Lai gan tas nodrošina zināmu veiktspējas palielinājumu, tas tiešām nav tik labi, jo sistēmā ir liels pieskaitāmās izmaksas. Turklāt tas ir milzīgs vietas izšķiešana, jo piedziņas masīvs būs tikai puse no visu piedziņu jaudas. Ja tiek izmantoti neatbilstoši diskdziņi, veiktspēja būs ierobežota līdz viszemākajam diskdziņiem, un jauda būs divreiz mazākā diska daļa.
RAID 5
Šis ir visaugstākais RAID līmenis, ko var atrast patērētāju datorsistēmās, un tā ir daudz efektīvāka metode jaudas palielināšanai un atlaišanai. Tas to panāk, izmantojot datu izliešanu ar paritāti. Lai to izdarītu, ir vajadzīgi vismaz trīs diskdziņi, jo dati tiek sadalīti vairākās diskrētās strēmelēs, bet pēc tam viens bloks pāri joslai ir noteikts paritāti. Lai to labāk izskaidrotu, vispirms var uzzināt, kā dati var būt rakstīti trijos diskos:
| 1. brauciens | 2. vadīt | 3.vads | |
|---|---|---|---|
| 1. bloks | 1 | 2 | p |
| 2. bloks | 3 | p | 4 |
| 3. bloks | p | 5 | 6 |
Būtībā diska kontrolleris ņem datu rindu, kas jāraksta visos masīvu diskdziņos. Pirmais datu bits tiek novietots pirmajā diskā, bet otrais - uz otro. Trešais disks iegūst paritātes bitu, kas būtībā ir binārā datu salīdzinājums pirmajā un otrajā. Binārā matemātikā, jums ir tikai 0 un 1. Būla math process tiek darīts, lai salīdzinātu bitiem. Ja divi pievieno vienādam skaitlim (0 + 0 vai 1 + 1), tad paritātes bits būs nulle. Ja abus pievieno nepāra skaitlim (1 + 0 vai 0 + 1), tad paritātes bits būs viens. Iemesls tam ir tas, ka, ja viens no diskdziņiem neizdodas, tad datu apstrādātājs pēc tam var noskaidrot trūkstošos datus. Piemēram, ja disks nedarbojas, atstājot tikai divus un trīs vadītus, un diviem braucieniem ir viena datu bloks, un disku trīs ir paritātes bloks no viena, tad trūkstošā datu bloks uz diska ir nulle.
Tas nodrošina efektīvu datu dublēšanu, kas ļauj atjaunot visus datus diska atteices gadījumā. Tagad lielākajai daļai patērētāju iestatījumu neizdošanās rezultātā sistēma joprojām nenotiktu, jo tā nav funkcionālā stāvoklī. Lai sistēma kļūtu funkcionāla, ir jāaizvieto neizdevās disks ar jaunu disku. Pēc tam datu rekonstrukcijas process ir jāveic vadības displeja līmenī, pēc tam veicot reverso rekvizītu funkciju, lai atjaunotu datus par trūkstošo disku. Tas var aizņemt kādu laiku, jo īpaši lielāku ietilpības disku gadījumā, bet tas ir vismaz atgūstams.
Tagad RAID 5 masīva ietilpība ir atkarīga no masīvā esošo disku skaita un to jaudas. Vēlreiz masīvu ierobežo maza apjoma piedziņa masīvā, tāpēc vislabāk ir izmantot līdzīgus diskus. Efektīvā atmiņas ietilpība ir vienāda ar diskdziņu skaitu, kas ir mazāks par vienu reizi zemākajā ietilpībā. Tātad matemātikā tas ir (n-1) * Capacitymin . Tātad, ja jums ir trīs 2 GB diskdziņi RAID 5 masīvā, kopējā jauda būtu 4 GB. Vēl viens RAID 5 masīvs, kas izmantoja četrus 2 GB diskdziņus, būtu 6 GB jaudas.
Tagad RAID 5 veiktspēja ir nedaudz sarežģītāka nekā daži no citiem RAID veidiem boolean procesa dēļ, kas jāveic, lai izveidotu paritātes bitu, kad dati tiek ierakstīti diskiem. Tas nozīmē, ka rakstīšanas veiktspēja būs mazāka nekā RAID 0 masīvs ar tādu pašu disku skaitu. No otras puses, lasīšanas veiktspēja nekaitē tik daudz, cik rakstiski, jo loģiskais process nav paveicies, jo tas nolasa tiešos datus no diskiem.
Lielais jautājums ar visiem RAID iestatījumiem
Mēs esam apsprieduši dažādus plusi un mīnusus par visiem RAID līmeņiem, kurus var izmantot personālajos datoros, taču ir vēl viena problēma, ko daudzi cilvēki neapzinās RAID disku iestatījumu izveidē. Pirms RAID setup var tikt izmantots, vispirms tas jākonstruē vai nu aparatūras kontrollera programmatūras, vai operētājsistēmas programmatūras ietvaros. Tas būtībā inicializē īpašo formatējumu, kas nepieciešams, lai pareizi izsekotu, kā dati tiks ierakstīti un lasīti diskā.
Iespējams, tas neizklausās kā problēma, bet tas ir, ja jums pat ir jāmaina, kā vēlaties, lai jūsu RAID masīvs tiktu konfigurēts. Piemēram, teiksim, ka dati ir zemi un vēlaties pievienot papildu disku vai nu RAID 0, vai RAID 5 masīvam. Vairumā gadījumu jūs nevarēsiet bez pirmās pārveidot RAID masīvu, kas arī noņemtu visus datus, kas tika saglabāti šajos diskdziņos. Tas nozīmē, ka jums ir pilnībā dublēt savus datus, pievienot jaunu disku, pārveidot disku masīvu, formatēt šo disku masīvu un pēc tam atjaunot savus sākotnējos datus atpakaļ diskā. Tas var būt ļoti sāpīgs process. Rezultātā pārliecinieties, ka masīva iestatīšana patiešām ir tāda, kā jūs vēlaties to pirmo reizi izdarīt.