RAID (англ. redundant array of independent disks - надлишковий масив незалежних жорстких дисків) - масив з декількох дисків, керованих контролером, взаємопов'язаних швидкісними каналами і сприйманих зовнішньою системою як єдине ціле. Залежно від типу масиву може забезпечувати різні ступені відмовостійкості та швидкодії. Служить для підвищення надійності зберігання даних та/або для підвищення швидкості читання/запису інформації. Спочатку, подібні масиви будувалися в якості резерву носіям на оперативній (RAM) пам'яті, яка в той час була дорогою. З часом, абревіатура набула другого значення - масив вже був з незалежних дисків, маючи на увазі використання декількох дисків, а не розділів одного диска, а також дорожнечу (тепер вже відносно просто декількох дисків) обладнання, необхідного для побудови цього самого масиву.
Розглянемо, які бувають RAID масиви. Спершу розглянемо рівні, які були представлені вченими з Берклі, потім їх комбінації і незвичайні режими. Варто зауважити, що якщо використовуються диски різного розміру (що не рекомендується), то працювати вони буду за обсягом найменшого. Зайвий обсяг великих дисків просто буде недоступний.
RAID 0 (striping - «чергування»)
Режим, коли ви використовуєте максимальну продуктивність. Дані рівномірно розподіляються по дисках масиву, дискиоб'єднуються в один, який може бути розмічений на кілька. Розподілені операції читання і записи дозволяють значно збільшити швидкість роботи, оскільки кілька дисків одночасно читають/записують свою порцію даних. Користувачеві доступний весь обсяг дисків, але це знижує надійність зберігання даних, оскільки при відмові одного з дисків масив зазвичай руйнується і відновити дані практично неможливо. Область застосування - програми, що потребують високих швидкостей обміну з диском, наприклад відеозахоплення, відеомонтаж. Рекомендується використовувати з високонадійними дисками.
RAID 0 (striping - «чергування»)
RAID 1 (mirroring - «дзеркалювання»)
масив з двох дисків, що є повними копіями один одного. Не слід плутати з масивами RAID 1 + 0, RAID 0 + 1 і RAID 10, в яких використовується більше двох дисків і більш складні механізми дзеркалювання.
Забезпечує прийнятну швидкість запису і виграш за швидкістю читання при розпаралелюванні запитів.
Має високу надійність - працює до тих пір, поки функціонує хоча б один диск в масиві. Ймовірність виходу з ладу відразу двох дисків дорівнює твору ймовірностей відмови кожного диска, тобто значно нижче ймовірності виходу з ладу окремого диска. На практиці при виході з ладу одного з дисків слід терміново вживати заходів - знову відновлювати надлишковість. Для цього з будь-яким рівнем RAID (крім нульового) рекомендують використовувати диски гарячого резерву.
RAID 1
Програмний RAID і апаратний
За принципом організації поділ райдів йде на апаратні та програмні. У чому їх відмінність:
- Апаратні задіють інші компоненти комп'ютера для координації обміну даними. Створюються до встановлення операційної системи і не залежать від неї.
- Програмні створюються засобами ОЗ або спеціальних утиліт. Існують, поки працює операційна система, що забезпечує їх функціонал - середовище для запуску необхідного ПЗ.
Тепер розглянемо, які бувають ще збірки залежно від специфікації. Детальний опис, що таке RAID масив, читайте тут.
RAID 2, 3, 4
різні варіанти розподіленого зберігання даних з дисками, виділеними під коди парності і різними розмірами блоку. В даний час практично не використовуються через невисоку продуктивність і необхідність виділяти багато дискової ємності під зберігання кодів ЄСС та/або парності.
RAID_3
RAID_4
Які HDD (жорсткі диски) можна з'єднати в RAID
В першу чергу - свідомо справні. Перед підключенням потрібно перевірити у диска S.M.A.R.T, якщо є сумніви. Диски з деградуючою поверхнею підключати ні в якому разі не можна.
Ідеально, коли купуються нові диски. Рекомендують купувати диски однієї і тієї ж фірми, однієї і тієї ж марки, щоб не сильно відрізнялися базові технічні характеристики.
Інакше може статися, що навантаження на один диск більше, ніж на інший. Ніколи не підключав у RAID диски різної ємності. Припускаю, що якась частина дискового простору загубиться, і не буде використовуватися.
Нові диски можуть відрізнятися за енергоспоживанням, швидкістю, об'ємом буферної пам'яті і призначенням. Вкрай бажано, щоб всі ці показники були однаковими. Може вийти так, що найслабший диск буде уповільнювати роботу всієї зв'язки через нижчі характеристики.
Загалом, брати нові й однакові. Найбільш просунутим і дорогим на сьогодні варіантом є об'єднання в RAID масив твердотільних жорстких дисків. Якщо ви збираєтеся модернізувати сервер в цьому напрямку - тут потрібно брати спеціальні серверні версії таких пристроїв.
На момент написання статті провідним лідером серед виробників SSD (на нашому ринку) для сервера залишається Intel. Ціна на їхні пристрої висока, але з якістю не прогадаєте. Навіть такий виробник як Hitachi поки не може похвалитися особливим вибором пристроїв SSD для серверів, принаймні у нас.
Автор публікації
не в мережі 2 дні
RAID 5
Основним недоліком рівнів RAID від 2-го до 4-го є неможливість проводити паралельні операції запису, оскільки для зберігання інформації про чітність використовується окремий контрольний диск. RAID 5 не має цього недоліку. Блоки даних і контрольні суми циклічно записуються на всі диски масиву, немає асиметричності конфігурації дисків. Під контрольними сумами вказується результат операції XOR (виключає або). Xor
має особливість, яка дає можливість замінити будь-який операнд результатом, і, застосувавши алгоритмxor, отримати в результаті відсутній операнд. Наприклад:a xor b = c (гдеа, b, c - три диски рейд-масиву), у разі есліа відмовить, ми можемо отримати його, поставивши на його місце і проведяxor межіс ів:c xor b = a. Це стосується незалежно від кількості операндів:a xor b xor c xor d = e . Якщо відмовляєтс тодішнє встає на його місце і проведяxor в результаті отримуваний:a xor b xor e xor d = c . Цей метод по суті забезпечує відмовостійкість 5 версії. Для зберігання результату xor потрібно всього 1 диск, розмір якого дорівнює розміру будь-якого іншого диска в raid.
Гідності
RAID5 набув широкого поширення, в першу чергу, завдяки своїй економічності. Обсяг дискового масиву RAID5 розраховується за формулою (n-1) * hddsize, де n - число дисків у масиві, а hddsize - розмір найменшого диска. Наприклад, для масиву з чотирьох дисків по 80 гігабайт загальний обсяг буде (4 - 1) * 80 = 240 гігабайт. На запис інформації на тому RAID 5 витрачаються додаткові ресурси і падає продуктивність, оскільки потрібні додаткові обчислення і операції запису, зате при читанні (порівняно з окремим вінчестером) є виграш, тому що потоки даних з декількох дисків масиву можуть оброблятися паралельно.
Недоліки
Продуктивність RAID 5 помітно нижче, особливо на операціях типу Random Write (записи в довільному порядку), при яких продуктивність падає на 10-25% від продуктивності RAID 0 (або RAID 10), оскільки потребує більшої кількості операцій з дисками (кожна операція запису, за винятком так званих full-stripe write-ів, сервера замінюється на контролері RAID на чотири - дві операції читання і дві операції запису). Недоліки RAID 5 проявляються при виході з ладу одного з дисків - весь том переходить в критичний режим (degrade), всі операції запису і читання супроводжуються додатковими маніпуляціями, різко падає продуктивність. При цьому рівень надійності з "