(+) : Mempunyai kebolehpercayaan yang tinggi - ia berfungsi selagi sekurang-kurangnya satu cakera dalam tatasusunan berfungsi. Kebarangkalian kegagalan dua cakera sekali gus adalah sama dengan hasil darab kebarangkalian kegagalan setiap cakera. Dalam amalan, jika salah satu cakera gagal, tindakan segera mesti diambil untuk memulihkan redundansi. Untuk melakukan ini, disyorkan untuk menggunakan cakera ganti panas dengan mana-mana tahap RAID (kecuali sifar). Kelebihan pendekatan ini ialah mengekalkan ketersediaan yang berterusan.

(-) : Kelemahannya ialah anda perlu membayar kos dua cakera keras, mendapatkan kapasiti boleh guna hanya satu cakera keras.

RAID 1+0 dan RAID 0+1

Cermin pada banyak cakera - SERBU 1+0 atau SERBU 0+1. RAID 10 (RAID 1+0) merujuk kepada pilihan apabila dua atau lebih RAID 1 digabungkan menjadi RAID 0. RAID 0+1 boleh bermakna dua pilihan:

SERBU 2

Tatasusunan jenis ini adalah berdasarkan penggunaan kod Hamming. Cakera dibahagikan kepada dua kumpulan: untuk data dan untuk kod pembetulan ralat, dan jika data disimpan pada cakera, maka cakera diperlukan untuk menyimpan kod pembetulan. Data diedarkan merentasi cakera yang bertujuan untuk menyimpan maklumat, dengan cara yang sama seperti dalam RAID 0, i.e. mereka dibahagikan kepada blok kecil mengikut bilangan cakera. Cakera yang tinggal menyimpan kod pembetulan ralat, yang boleh digunakan untuk memulihkan maklumat jika mana-mana cakera keras gagal. Kaedah Hamming telah lama digunakan dalam ingatan ECC dan membenarkan pembetulan ralat tunggal dan pengesanan ralat berganda secara on-the-fly.

Martabat RAID 2 ialah peningkatan kelajuan operasi cakera berbanding dengan prestasi cakera tunggal.

Keburukan Tatasusunan RAID 2 ialah bilangan minimum cakera yang masuk akal untuk menggunakannya ialah 7. Dalam kes ini, struktur hampir dua kali ganda bilangan cakera diperlukan (untuk n=3 data akan disimpan pada 4 cakera) , jadi tatasusunan jenis ini tidak meluas. Sekiranya terdapat kira-kira 30-60 cakera, maka overrun adalah 11-19%.

SERBUAN 3

Dalam tatasusunan cakera RAID 3, data dibahagikan kepada ketulan bersaiz lebih kecil daripada sektor (dipecahkan kepada bait) atau blok dan diedarkan merentasi cakera. Cakera lain digunakan untuk menyimpan blok pariti. RAID 2 menggunakan cakera untuk tujuan ini, tetapi kebanyakan maklumat pada cakera kawalan digunakan untuk pembetulan ralat semasa terbang, manakala kebanyakan pengguna berpuas hati dengan hanya memulihkan maklumat sekiranya berlaku kegagalan cakera, yang merupakan maklumat yang mencukupi untuk dimuatkan pada satu cakera keras khusus.

Perbezaan antara RAID 3 dan RAID 2: ketidakupayaan untuk membetulkan ralat dengan cepat dan kurang redundansi.

Kelebihan:

• data membaca dan menulis berkelajuan tinggi;
• Bilangan minimum cakera untuk mencipta tatasusunan ialah tiga.

Kelemahan:

• tatasusunan jenis ini hanya baik untuk kerja satu tugasan dengan fail besar, kerana masa capaian kepada sektor individu, dibahagikan merentas cakera, adalah sama dengan maksimum selang capaian kepada sektor setiap cakera. Untuk blok kecil, masa capaian adalah lebih lama daripada masa baca.
• terdapat beban yang besar pada cakera kawalan, dan, akibatnya, kebolehpercayaannya menurun dengan ketara berbanding cakera yang menyimpan data.

SERBU 4

RAID 4 adalah serupa dengan RAID 3, tetapi berbeza kerana data dibahagikan kepada blok dan bukannya bait. Oleh itu, adalah mungkin untuk mengatasi sebahagian masalah kelajuan pemindahan data yang rendah dalam jumlah kecil. Penulisan adalah perlahan kerana fakta bahawa pariti untuk blok dijana semasa rakaman dan ditulis pada cakera tunggal. Antara sistem storan yang digunakan secara meluas, RAID-4 digunakan pada peranti storan daripada NetApp (NetApp FAS), di mana kelemahannya berjaya dihapuskan disebabkan oleh operasi cakera dalam rejim khas rakaman kumpulan, ditentukan oleh sistem fail WAFL dalaman yang digunakan pada peranti.

SERBUAN 5

Kelemahan utama tahap RAID 2 hingga 4 ialah ketidakupayaan untuk menghasilkan operasi selari rekod, kerana cakera kawalan berasingan digunakan untuk menyimpan maklumat pariti. RAID 5 tidak mempunyai kelemahan ini. Blok data dan jumlah semak ditulis secara kitaran kepada semua cakera tatasusunan; tiada asimetri dalam konfigurasi cakera. Checksums bermaksud hasil daripada operasi XOR (eksklusif atau). Xor mempunyai ciri yang digunakan dalam RAID 5, yang memungkinkan untuk menggantikan sebarang operan dengan hasilnya, dan, menggunakan algoritma xor, dapatkan operan yang hilang sebagai hasilnya. Sebagai contoh: a xor b = c(Di mana a, b, c- tiga cakera tatasusunan serbuan), sekiranya berlaku a enggan, kita boleh dapatkan dia dengan meletakkan dia di tempatnya c dan selepas berbelanja xor antara c Dan b: c xor b = a. Ini terpakai tanpa mengira bilangan operan: a xor b xor c xor d = e. Jika ia menolak c Kemudian e mengambil tempat dan memegangnya xor hasilnya kita dapat c: a xor b xor e xor d = c. Kaedah ini pada asasnya menyediakan toleransi kesalahan versi 5. Untuk menyimpan hasil xor, hanya 1 cakera diperlukan, saiznya sama dengan saiz cakera lain dalam serbuan.

(+) : RAID5 telah meluas, terutamanya disebabkan oleh keberkesanan kosnya. Kapasiti tatasusunan cakera RAID5 dikira menggunakan formula (n-1)*saiz hdd, dengan n ialah bilangan cakera dalam tatasusunan, dan saiz hdd ialah saiz cakera terkecil. Sebagai contoh, untuk tatasusunan 4 cakera 80 gigabait, jumlah volum ialah (4 - 1) * 80 = 240 gigabait. Menulis maklumat ke volum RAID 5 memerlukan sumber tambahan dan prestasi menurun, kerana pengiraan tambahan dan operasi tulis diperlukan, tetapi apabila membaca (berbanding dengan cakera keras yang berasingan), terdapat keuntungan kerana aliran data daripada beberapa cakera dalam tatasusunan boleh diproses secara selari.

(-) : Prestasi RAID 5 nyata lebih rendah, terutamanya pada operasi seperti Random Write, di mana prestasi menurun sebanyak 10-25% daripada prestasi RAID 0 (atau RAID 10), kerana ia memerlukan lebih banyak operasi cakera (setiap pelayan menulis operasi digantikan pada pengawal RAID dengan tiga - satu operasi baca dan dua operasi tulis). Kelemahan RAID 5 muncul apabila salah satu cakera gagal - keseluruhan volum masuk ke mod kritikal (merosot), semua operasi tulis dan baca disertai dengan manipulasi tambahan, dan prestasi menurun secara mendadak. Dalam kes ini, tahap kebolehpercayaan dikurangkan kepada kebolehpercayaan RAID-0 dengan bilangan cakera yang sepadan (iaitu, n kali lebih rendah daripada kebolehpercayaan cakera tunggal). Jika, sebelum tatasusunan dipulihkan sepenuhnya, kegagalan berlaku, atau ralat baca yang tidak boleh dipulihkan berlaku pada sekurang-kurangnya satu lagi cakera, tatasusunan itu dimusnahkan dan data padanya boleh dipulihkan kaedah konvensional tidak tertakluk kepada Itu juga harus diambil kira proses RAID Pembinaan semula (pemulihan data RAID melalui redundansi) selepas kegagalan cakera menyebabkan beban baca yang kuat dari cakera selama berjam-jam secara berterusan, yang boleh mencetuskan kegagalan mana-mana cakera yang tinggal dalam tempoh operasi RAID yang paling kurang dilindungi ini, serta mengesan kegagalan bacaan awal yang tidak dapat dikesan dalam tatasusunan data sejuk (data yang tidak diakses semasa operasi biasa tatasusunan, data yang diarkibkan dan tidak aktif), yang meningkatkan risiko kegagalan semasa pemulihan data. Bilangan minimum cakera yang digunakan ialah tiga.

SERBUAN 5EE

Nota: Tidak disokong pada semua pengawal RAID level-5EE adalah serupa dengan RAID-5E, tetapi dengan lebih banyak lagi penggunaan yang berkesan cakera sandaran dan masa pemulihan yang lebih singkat. Sama seperti tahap RAID-5E, tahap tatasusunan RAID ini mencipta baris data dan jumlah semak dalam semua cakera tatasusunan. RAID-5EE menyediakan keselamatan dan prestasi yang lebih baik. Pada menggunakan RAID tahap-5E, kapasiti volum logik dihadkan oleh kapasiti dua cakera keras fizikal tatasusunan (satu untuk kawalan, satu sandaran). Cakera ganti adalah sebahagian daripada tatasusunan RAID level-5EE. Walau bagaimanapun, tidak seperti tahap RAID-5E, yang menggunakan bukan partitioned tempat percuma untuk sandaran, dalam blok semakan tahap RAID-5EE dimasukkan ke dalam cakera sandaran, seperti ditunjukkan di bawah dalam contoh. Ini membolehkan anda membina semula data dengan cepat sekiranya berlaku kerosakan cakera fizikal. Dengan konfigurasi ini, anda tidak akan dapat menggunakannya dengan tatasusunan lain. Jika anda memerlukan pemacu ganti untuk tatasusunan lain, anda harus mempunyai satu lagi cakera keras sandaran. Tahap RAID-5E memerlukan sekurang-kurangnya empat pemacu dan, bergantung pada tahap perisian tegar dan kapasitinya, menyokong dari 8 hingga 16 pemacu. RAID tahap-5E mempunyai perisian tegar khusus. Nota: Untuk RAID level-5EE, anda hanya boleh menggunakan satu volum logik dalam tatasusunan.

Kelebihan:

• 100% perlindungan data
• Kapasiti besar cakera fizikal berbanding RAID-1 atau RAID -1E
• Prestasi yang lebih baik berbanding RAID-5
• Lebih pantas Pemulihan RAID berbanding RAID-5E

Kelemahan:

• Lagi prestasi rendah daripada dalam RAID-1 atau RAID-1E
• Menyokong hanya satu volum logik bagi setiap tatasusunan
• Ketidakupayaan untuk berkongsi pemacu ganti dengan tatasusunan lain
• Tidak semua pengawal disokong

SERBU 6

RAID 6 adalah serupa dengan RAID 5, tetapi mempunyai tahap kebolehpercayaan yang lebih tinggi - kapasiti 2 cakera diperuntukkan untuk jumlah semak, 2 jumlah dikira menggunakan algoritma yang berbeza. Memerlukan pengawal RAID yang lebih berkuasa. Memastikan operasi selepas kegagalan serentak dua cakera - perlindungan terhadap pelbagai kegagalan. Untuk mengatur tatasusunan, sekurang-kurangnya 4 cakera diperlukan. Biasanya, menggunakan RAID-6 menyebabkan penurunan kira-kira 10-15% dalam prestasi kumpulan cakera berbanding prestasi RAID-5 yang serupa, yang disebabkan oleh isipadu yang besar pemprosesan untuk pengawal (keperluan untuk mengira jumlah semak kedua, serta membaca dan menulis semula lebih banyak blok cakera semasa menulis setiap blok).

SERBUAN 7

RAID 7 ialah tanda dagangan berdaftar Storage Computer Corporation dan bukan tahap RAID yang berasingan. Struktur tatasusunan adalah seperti berikut: data disimpan pada cakera, satu cakera digunakan untuk menyimpan blok pariti. Menulis ke cakera dicache menggunakan memori capaian rawak, tatasusunan itu sendiri memerlukan UPS wajib; Sekiranya berlaku kegagalan kuasa, kerosakan data berlaku.

SERBU 10

Gambar rajah seni bina RAID 10

RAID 10 ialah tatasusunan bercermin di mana data ditulis secara berurutan ke beberapa cakera, seperti dalam RAID 0. Seni bina ini ialah tatasusunan RAID 0, segmennya ialah tatasusunan RAID 1 dan bukannya cakera individu. Oleh itu, tatasusunan tahap ini mesti mengandungi sekurang-kurangnya 4 cakera. RAID 10 menggabungkan toleransi kesalahan tinggi dan prestasi.

Pengawal semasa menggunakan mod ini secara lalai untuk RAID 1+0. Iaitu, satu cakera adalah yang utama, yang kedua adalah cermin, data dibaca dari mereka satu demi satu. Sekarang kita boleh menganggap bahawa RAID 10 dan RAID 1+0 hanyalah nama yang berbeza untuk kaedah pencerminan cakera yang sama. Mendakwa bahawa RAID 10 adalah yang paling banyak pilihan yang boleh dipercayai untuk penyimpanan data, adalah salah, kerana, walaupun pada hakikatnya untuk tahap RAID tertentu adalah mungkin untuk mengekalkan integriti data jika separuh daripada cakera gagal, pemusnahan tidak dapat dipulihkan tatasusunan berlaku apabila dua cakera gagal jika ia berada dalam pasangan bercermin yang sama .

Tahap gabungan

Sebagai tambahan kepada tahap RAID 0 - RAID 5 asas yang diterangkan dalam standard, terdapat gabungan RAID 1+0, RAID 3+0, RAID 5+0, RAID 1+5 tahap, yang pelbagai pengeluar Masing-masing menafsirkannya secara berbeza.

• RAID 1+0 ialah gabungan pencerminan Dan silih berganti(lihat di atas).
• RAID 5+0 ialah silih berganti jilid tahap 5.
• SERBUAN 1+5 - SERBUAN 5 daripada bercermin wap.

Tahap gabungan mewarisi kedua-dua kelebihan dan kekurangan "ibu bapa" mereka: penampilan silih berganti pada tahap RAID 5+0 tidak menambah kebolehpercayaan padanya, tetapi ia mempunyai kesan positif terhadap prestasi. Tahap RAID 1+5 mungkin sangat dipercayai, tetapi bukan yang terpantas dan, lebih-lebih lagi, sangat tidak ekonomik: kapasiti berguna volum adalah kurang daripada separuh daripada jumlah kapasiti cakera...

Perlu diingat bahawa bilangan cakera keras dalam tatasusunan gabungan juga akan berubah. Contohnya, untuk pemacu keras RAID 5+0, 6 atau 8 digunakan, untuk RAID 1+0 - 4, 6 atau 8.

Perbandingan tahap piawai

Tahap	Bilangan cakera	Kapasiti berkesan*	toleransi kesalahan	Kelebihan	Kecacatan
0	dari 2	S*N	Tidak	prestasi tertinggi	kebolehpercayaan yang sangat rendah
1	2	S	1 cakera	kebolehpercayaan
1E	dari 3	S*N/2	1 cakera**	keselamatan data yang tinggi dan prestasi yang baik	kos berganda ruang cakera
10 atau 01	dari 4, malah	S*N/2	1 cakera***	prestasi tertinggi dan kebolehpercayaan tertinggi	kos dua kali ganda ruang cakera
5	dari 3 hingga 16	S*(N - 1)	1 cakera	ekonomi, kebolehpercayaan yang tinggi, prestasi yang baik	prestasi di bawah RAID 0
50	dari 6, malah	S*(N - 2)	2 cakera**	kebolehpercayaan dan prestasi yang tinggi	kos yang tinggi dan kesukaran penyelenggaraan
5E	dari 4	S*(N - 2)	1 cakera	kos efektif, kebolehpercayaan tinggi, kelajuan lebih tinggi daripada RAID 5
5EE	dari 4	S*(N - 2)	1 cakera	pembinaan semula data yang cepat selepas kegagalan, kos efektif, kebolehpercayaan yang tinggi, kelajuan yang lebih tinggi daripada RAID 5	prestasi lebih rendah daripada RAID 0 dan 1, pemacu sandaran berjalan Melahu dan tidak diperiksa
6	dari 4	S*(N - 2)	2 cakera	ekonomi, kebolehpercayaan tertinggi	prestasi di bawah RAID 5
60	dari 8, malah	S*(N - 2)	2 cakera	kebolehpercayaan yang tinggi, jumlah data yang besar
61	dari 8, malah	S * (N - 2) / 2	2 cakera**	kebolehpercayaan yang sangat tinggi	kos tinggi dan kerumitan organisasi

* N ialah bilangan cakera dalam tatasusunan, S ialah kapasiti cakera terkecil. ** Maklumat tidak akan hilang jika semua cakera dalam satu cermin gagal. *** Maklumat tidak akan hilang jika dua cakera dalam cermin berbeza gagal.

Matriks RAID

Matrix RAID ialah teknologi yang dilaksanakan oleh Intel dalam set cipnya bermula dengan ICH6R. Tegasnya, teknologi ini bukanlah tahap RAID baharu (analognya wujud dalam pengawal RAID perkakasan peringkat tinggi), ia membenarkan, menggunakan sebilangan kecil cakera, untuk mengatur satu atau lebih tatasusunan RAID 1, RAID 0 dan RAID secara serentak. 5 tahap. Ini membolehkan wang yang agak sedikit boleh memberikan peningkatan kebolehpercayaan untuk sesetengah data, dan untuk yang lain kelajuan tinggi akses dan pengeluaran.

Ciri tambahan pengawal RAID

Banyak pengawal RAID dilengkapi dengan satu set ciri tambahan:

• "Pertukaran Panas"
• "Bahan Panas"
• Pemeriksaan kestabilan.

Perisian (Bahasa Inggeris) perisian) SERBUAN

Untuk melaksanakan RAID, anda boleh menggunakan bukan sahaja perkakasan, tetapi juga sepenuhnya komponen perisian(pemandu). Contohnya, dalam sistem berdasarkan kernel Linux, terdapat modul kernel khas, dan anda boleh mengurus peranti RAID menggunakan utiliti mdadm. Software RAID mempunyai kelebihan dan kekurangannya. Di satu pihak, ia tidak berharga (tidak seperti pengawal RAID perkakasan, yang berharga $250 atau lebih). Sebaliknya, perisian RAID menggunakan sumber CPU, dan pada masa beban puncak pada sistem cakera, pemproses boleh menghabiskan sebahagian besar kuasanya untuk menservis peranti RAID.

Linux kernel 2.6.28 (terbaru dikeluarkan pada 2008) menyokong perisian RAID peringkat seterusnya: 0, 1, 4, 5, 6, 10. Pelaksanaannya membolehkan anda membuat RAID pada partition cakera berasingan, yang serupa dengan Matrix RAID yang diterangkan di atas. But daripada RAID disokong.

Perkembangan lanjut idea RAID

Idea di sebalik tatasusunan RAID adalah untuk menggabungkan cakera, setiap satunya dianggap sebagai satu set sektor, dan akibatnya pemacu sistem fail"melihat" seolah-olah satu cakera dan berfungsi dengannya, tidak memberi perhatian kepadanya struktur dalaman. Walau bagaimanapun, anda boleh mencapai peningkatan yang ketara dalam prestasi dan kebolehpercayaan sistem cakera jika pemacu sistem fail "tahu" bahawa ia tidak berfungsi dengan satu cakera, tetapi dengan satu set cakera.

Selain itu, jika mana-mana cakera dalam RAID-0 dimusnahkan, semua maklumat dalam tatasusunan akan hilang. Tetapi jika pemacu sistem fail meletakkan setiap fail pada satu cakera, dan struktur direktori disusun dengan betul, maka jika mana-mana cakera dimusnahkan, hanya fail yang terletak pada cakera itu akan hilang; dan fail yang terletak sepenuhnya pada cakera yang dipelihara akan kekal boleh diakses.

Pekerja syarikat Data Y-E, yang merupakan pengeluar pemacu liut USB terbesar di dunia, Daniel Olson, sebagai percubaan, mencipta susunan RAID empat

Tatasusunan RAID. Apakah ini? Untuk apa? Dan bagaimana untuk mencipta?

Sepanjang dekad pembangunan industri komputer yang panjang, cara penyimpanan maklumat untuk komputer telah melalui laluan evolusi yang serius dalam pembangunan. Pita tebuk dan kad tebuk, pita magnetik dan dram, cakera magnetik, optik dan magneto-optik, pemacu semikonduktor - ini hanyalah senarai pendek teknologi yang telah diuji. Pada masa ini, makmal di seluruh dunia sedang cuba mencipta peranti storan holografik dan kuantum yang akan meningkatkan ketumpatan rakaman dan kebolehpercayaan storannya.

Sementara itu, cara yang paling biasa untuk menyimpan maklumat pada komputer peribadi telah lama cakera keras. Jika tidak, ia boleh dipanggil HDD (pemacu keras). cakera magnetik), cakera keras, cakera keras, tetapi intipatinya tidak berubah daripada menukar nama - ini adalah pemacu dengan pakej cakera magnetik dalam satu bangunan.

Pemacu keras pertama, dipanggil IBM 350, telah dipasang pada 10 Januari 1955 di makmal syarikat Amerika IBM. Dengan saiz kabinet yang bagus dan berat satu tan, cakera keras ini boleh memuatkan lima megabait maklumat. Dari sudut pandangan moden, kelantangan sedemikian tidak boleh dipanggil lucu, tetapi semasa penggunaan besar-besaran kad tebuk dan pita magnetik dengan akses bersiri ia merupakan satu kejayaan besar teknologi.

Memuat naik yang pertama cakera keras IBM 350 dari kapal terbang

Kurang daripada enam dekad telah berlalu sejak hari itu, tetapi kini anda tidak akan mengejutkan sesiapa pun dengan cakera keras yang beratnya kurang daripada dua ratus gram, panjang sepuluh sentimeter dan jumlah maklumat beberapa terabait. Pada masa yang sama, teknologi untuk merakam, menyimpan dan membaca data tidak berbeza daripada yang digunakan dalam IBM 350 - plat magnet yang sama dan kepala baca/tulis meluncur di atasnya.

Evolusi cakera keras dengan latar belakang pembaris inci (foto daripada " Wikipedia " )

Malangnya, ia adalah tepat ciri teknologi ini yang menyebabkan dua masalah utama yang berkaitan dengan penggunaan cakera keras. Yang pertama ialah kelajuan menulis, membaca dan memindahkan maklumat yang terlalu rendah dari cakera ke pemproses. DALAM komputer moden Ia adalah cakera keras yang merupakan peranti perlahan, yang sering menentukan prestasi keseluruhan sistem secara keseluruhan.

Masalah kedua ialah keselamatan maklumat yang tidak mencukupi yang disimpan pada cakera keras. Jika cakera keras anda rosak, anda boleh kehilangan semua data yang disimpan di dalamnya. Dan adalah baik jika kerugian terhad kepada kehilangan album foto keluarga (walaupun sebenarnya ada sedikit kebaikan dalam hal ini). Kemusnahan maklumat kewangan dan pemasaran yang penting boleh menyebabkan keruntuhan perniagaan.

Sebahagian daripada membantu melindungi maklumat yang disimpan ialah sandaran tetap bagi semua atau hanya data penting pada cakera keras. Tetapi dalam kes ini, jika ia rosak, bahagian data yang telah dikemas kini sejak sandaran terakhir akan hilang.

Nasib baik, terdapat kaedah yang boleh membantu mengatasi kelemahan cakera keras tradisional di atas. Satu kaedah sedemikian adalah untuk mencipta tatasusunan RAID beberapa cakera keras.

Apa itu RAID

Di Internet dan juga moden kesusasteraan komputer Anda selalunya boleh menemui istilah "tatasusunan RAID", yang sebenarnya merupakan tautologi, kerana singkatan RAID (tatasusunan berlebihan cakera bebas) sudah pun bermaksud "tatasusunan berlebihan cakera bebas".

Nama itu mendedahkan sepenuhnya maksud fizikal tatasusunan sedemikian - ini ialah satu set dua atau lebih cakera keras. Operasi bersama cakera ini dikawal oleh pengawal khas. Hasil daripada operasi pengawal, tatasusunan sedemikian dilihat sistem operasi sebagai satu cakera keras dan pengguna mungkin tidak memikirkan nuansa menguruskan operasi setiap cakera keras secara berasingan.

Terdapat beberapa jenis utama RAID, setiap satunya mempunyai kesan yang berbeza terhadap kebolehpercayaan dan kelajuan keseluruhan tatasusunan berbanding cakera tunggal. Mereka ditetapkan dengan nombor konvensional dari 0 hingga 6. Penamaan serupa dengan Penerangan terperinci seni bina dan prinsip operasi tatasusunan telah dicadangkan oleh pakar dari Universiti California di Berkeley. Sebagai tambahan kepada tujuh jenis utama RAID, pelbagai kombinasi daripada mereka juga mungkin. Mari kita pertimbangkan mereka lebih lanjut.

ini jenis paling ringkas pelbagai keras cakera, tujuan utamanya adalah untuk meningkatkan prestasi subsistem cakera komputer. Ini dicapai dengan membahagikan aliran maklumat bertulis (baca) kepada beberapa substrim, yang ditulis secara serentak (baca) kepada beberapa pemacu keras. Akibatnya, jumlah kelajuan pertukaran maklumat, sebagai contoh, untuk tatasusunan dua cakera meningkat sebanyak 30-50% berbanding dengan satu cakera keras jenis yang sama.

Jumlah volum RAID 0 adalah sama dengan jumlah volum cakera keras yang disertakan di dalamnya. Maklumat dibahagikan kepada blok data dengan panjang tetap, tanpa mengira panjang fail yang dirakam.

Kelebihan utama RAID 0 ialah peningkatan ketara dalam kelajuan pertukaran maklumat antara sistem cakera tanpa kehilangan kapasiti berguna cakera keras. Kelemahannya ialah penurunan dalam kebolehpercayaan keseluruhan sistem storan. Jika mana-mana cakera RAID 0 gagal, semua maklumat yang direkodkan dalam tatasusunan akan hilang selama-lamanya.

Sama seperti yang dibincangkan di atas, tatasusunan jenis ini juga adalah yang paling mudah untuk diatur. Ia dibina berdasarkan dua pemacu keras, setiap satunya adalah pantulan tepat (cermin) yang lain. Maklumat ditulis selari dengan kedua-dua cakera dalam tatasusunan. Data dibaca secara serentak dari kedua-dua cakera dalam blok berurutan (penyejajaran permintaan), yang menyebabkan sedikit peningkatan dalam kelajuan bacaan dicapai berbanding dengan cakera keras tunggal.

Jumlah kapasiti RAID 1 adalah sama dengan kapasiti pemacu keras yang lebih kecil dalam tatasusunan.

Kelebihan RAID 1: kebolehpercayaan storan maklumat yang tinggi (data tidak rosak selagi sekurang-kurangnya satu cakera yang disertakan dalam tatasusunan masih utuh) dan beberapa peningkatan dalam kelajuan baca. Kelemahannya ialah apabila anda membeli dua cakera keras, anda hanya mendapat kapasiti yang boleh digunakan. Walaupun kehilangan separuh volum berguna, tatasusunan "cermin" agak popular kerana kebolehpercayaan yang tinggi dan kos yang agak rendah - sepasang cakera masih lebih murah daripada empat atau lapan.

Semasa membina tatasusunan ini, algoritma pemulihan maklumat digunakan menggunakan kod Hamming (jurutera Amerika yang membangunkan algoritma ini pada tahun 1950 untuk membetulkan ralat dalam pengendalian komputer elektromekanikal). Untuk membuat kerja ini Pengawal RAID dua kumpulan cakera dicipta - satu untuk menyimpan data, kumpulan kedua untuk menyimpan kod pembetulan ralat.

Jenis RAID ini telah menjadi kurang meluas dalam sistem rumah kerana lebihan bilangan pemacu keras yang berlebihan - contohnya, dalam susunan tujuh pemacu keras, hanya empat akan diperuntukkan untuk data. Apabila bilangan cakera bertambah, redundansi berkurangan, yang ditunjukkan dalam jadual di bawah.

Kelebihan utama RAID 2 ialah keupayaan untuk membetulkan ralat dengan cepat tanpa mengurangkan kelajuan pertukaran data antara tatasusunan cakera dan pemproses pusat.

RAID 3 dan RAID 4

Kedua-dua jenis tatasusunan cakera ini sangat serupa dalam reka bentuk. Kedua-duanya menggunakan berbilang pemacu keras untuk menyimpan maklumat, salah satunya digunakan secara eksklusif untuk menyimpan checksum. Untuk mencipta RAID 3 dan RAID 4, tiga cakera keras sudah memadai. Tidak seperti RAID 2, pemulihan data dengan cepat tidak mungkin - maklumat dipulihkan selepas menggantikan cakera keras yang gagal dalam satu tempoh masa.

Perbezaan antara RAID 3 dan RAID 4 ialah tahap pembahagian data. Dalam RAID 3, maklumat dipecahkan kepada bait individu, yang membawa kepada kelembapan yang serius apabila menulis/membaca sejumlah besar fail kecil. RAID 4 membahagikan data kepada blok berasingan, saiznya tidak melebihi saiz satu sektor pada cakera. Akibatnya, kelajuan pemprosesan fail kecil meningkat, yang penting untuk komputer peribadi. Atas sebab ini, RAID 4 telah menjadi lebih meluas.

Kelemahan ketara tatasusunan yang sedang dipertimbangkan ialah peningkatan beban pada cakera keras yang bertujuan untuk menyimpan jumlah semak, yang mengurangkan dengan ketara sumbernya.

Tatasusunan cakera jenis ini sebenarnya adalah pembangunan skema RAID 3/RAID 4. Ciri tersendiri ialah cakera berasingan tidak digunakan untuk menyimpan jumlah semak - ia diedarkan sama rata pada semua cakera keras tatasusunan. Hasil pengedaran adalah kemungkinan rakaman selari pada beberapa cakera sekaligus, yang sedikit meningkatkan kelajuan pertukaran data berbanding RAID 3 atau RAID 4. Walau bagaimanapun, peningkatan ini tidak begitu ketara, kerana sumber sistem tambahan dibelanjakan untuk mengira checksum menggunakan operasi "eksklusif atau". Pada masa yang sama, kelajuan membaca meningkat dengan ketara, kerana penyelarasan mudah proses adalah mungkin.

Bilangan minimum cakera keras untuk membina RAID 5 ialah tiga.

Tatasusunan yang dibina menggunakan skema RAID 5 mempunyai sangat kelemahan yang ketara. Jika mana-mana cakera gagal, selepas menggantikannya, ia mengambil masa beberapa jam untuk pemulihan penuh maklumat. Pada masa ini, pemacu keras utuh tatasusunan beroperasi dalam mod super-intensif, yang dengan ketara meningkatkan kemungkinan kegagalan pemacu kedua dan kehilangan maklumat sepenuhnya. Walaupun jarang, ini berlaku. Di samping itu, semasa pemulihan RAID 5, tatasusunan hampir sepenuhnya diduduki oleh proses ini dan operasi tulis/baca yang berterusan dilakukan dengan kelewatan yang besar. Jika untuk majoriti pengguna biasa Ini tidak kritikal, tetapi dalam sektor korporat kelewatan sedemikian boleh membawa kepada kerugian kewangan tertentu.

Untuk sebahagian besar, masalah di atas diselesaikan dengan membina tatasusunan menggunakan skema RAID 6. Dalam struktur ini, volum memori yang sama dengan volum dua cakera keras diperuntukkan untuk menyimpan checksum, yang juga diagihkan secara kitaran dan sama rata ke cakera yang berbeza. . Daripada satu, dua checksum dikira, yang menjamin integriti data sekiranya berlaku kegagalan serentak dua cakera keras dalam tatasusunan.

Kelebihan RAID 6 - darjat tinggi keselamatan maklumat dan penurunan prestasi yang lebih kecil berbanding RAID 5 semasa pemulihan data apabila menggantikan cakera yang rosak.

Kelemahan RAID 6 ialah kelajuan pertukaran data keseluruhan dikurangkan sebanyak kira-kira 10% disebabkan oleh peningkatan dalam jumlah pengiraan checksum yang diperlukan, serta disebabkan oleh peningkatan dalam jumlah maklumat yang ditulis/dibaca.

Jenis RAID gabungan

Sebagai tambahan kepada jenis utama yang dibincangkan di atas, pelbagai kombinasi daripadanya digunakan secara meluas, yang mengimbangi kelemahan tertentu RAID mudah. Khususnya, penggunaan skim RAID 10 dan RAID 0+1 adalah meluas. Dalam kes pertama, sepasang tatasusunan bercermin digabungkan menjadi RAID 0, dalam kes kedua, sebaliknya, dua RAID 0 digabungkan menjadi cermin. Dalam kedua-dua kes, peningkatan keselamatan maklumat RAID 1 ditambah Prestasi RAID 0.

Selalunya untuk meningkatkan tahap perlindungan maklumat penting Skim pembinaan RAID 51 atau RAID 61 digunakan - pencerminan tatasusunan yang sudah sangat dilindungi memastikan keselamatan data yang luar biasa sekiranya berlaku sebarang kegagalan. Walau bagaimanapun, adalah tidak praktikal untuk melaksanakan tatasusunan sedemikian di rumah kerana redundansi yang berlebihan.

Membina tatasusunan cakera - daripada teori kepada amalan

Pengawal RAID khusus bertanggungjawab untuk membina dan mengurus operasi mana-mana RAID. Sangat melegakan pengguna biasa komputer peribadi, dalam kebanyakan moden papan induk pengawal ini telah pun dilaksanakan di peringkat jambatan selatan chipset. Jadi, untuk membina pelbagai cakera keras, anda hanya perlu membeli nombor yang diperlukan dan tentukan jenis RAID yang diingini dalam bahagian tetapan BIOS yang sesuai. Selepas ini, bukannya beberapa cakera keras dalam sistem, anda akan melihat hanya satu, yang, jika dikehendaki, boleh dibahagikan kepada bahagian dan pemacu logik. Sila ambil perhatian bahawa mereka yang masih menggunakan Windows XP perlu memasang pemacu tambahan.

Pengawal RAID luaran dengan empat port SATA

Ambil perhatian bahawa pengawal bersepadu, sebagai peraturan, mampu mencipta RAID 0, RAID 1 dan gabungannya. Mencipta tatasusunan yang lebih kompleks masih memerlukan pembelian pengawal yang berasingan.

Dan akhirnya, satu lagi nasihat - untuk mencipta RAID, beli cakera keras dengan kapasiti yang sama, pengeluar yang sama, model yang sama, dan sebaik-baiknya dari kumpulan yang sama. Kemudian mereka akan dilengkapi dengan set logik yang sama dan operasi tatasusunan cakera keras ini akan menjadi yang paling stabil.

Masalah meningkatkan kebolehpercayaan penyimpanan maklumat sentiasa menjadi agenda. Ini terutama berlaku untuk sejumlah besar data, pangkalan data yang bergantung kepada operasi sistem kompleks dalam pelbagai industri. Ini amat penting untuk prestasi tinggi pelayan.

Seperti yang anda tahu, prestasi pemproses moden sentiasa berkembang, yang mana yang moden jelas tidak dapat mengikuti perkembangan mereka.
cakera keras. Mempunyai satu cakera, sama ada SCSI atau, lebih teruk lagi, IDE, sudah ada tidak akan dapat membuat keputusan tugas yang relevan dengan masa kita. Anda memerlukan banyak cakera yang akan saling melengkapi, menggantikannya jika salah satu daripadanya gagal, menyimpan salinan sandaran dan berfungsi dengan cekap dan produktif.

Walau bagaimanapun, hanya mempunyai beberapa cakera keras tidak mencukupi, anda memerlukannya mengintegrasikan ke dalam sistem, yang akan berfungsi dengan lancar dan tidak akan membenarkan kehilangan data sekiranya berlaku sebarang kegagalan berkaitan cakera.

Anda perlu berhati-hati membuat sistem sedemikian terlebih dahulu, kerana, seperti kata pepatah terkenal, Selamat tinggal goreng ayam jantan tidak akan menggigit- mereka tidak akan terlepas. Anda mungkin kehilangan data anda tidak boleh ditarik balik.

Sistem ini boleh menjadi SERBUAN– teknologi storan maya yang menggabungkan beberapa cakera menjadi satu elemen logik. Tatasusunan RAID dipanggil tatasusunan berlebihan cakera bebas. Biasanya digunakan untuk meningkatkan prestasi dan kebolehpercayaan.

Apa yang diperlukan untuk membuat serbuan? Sekurang-kurangnya dua cakera keras. Bergantung pada tahap tatasusunan, bilangan peranti storan yang digunakan berbeza-beza.

Apakah jenis tatasusunan serbuan yang ada?

Terdapat asas, gabungan tatasusunan RAID. Institut Berkeley di California mencadangkan membahagikan serbuan kepada tahap spesifikasi:

• asas:
  • SERBUAN 1 ;
  • SERBUAN 2 ;
  • SERBUAN 3 ;
  • SERBUAN 4 ;
  • SERBUAN 5 ;
  • SERBUAN 6 .
• digabungkan:
  • SERBUAN 10 ;
  • SERBUAN 01 ;
  • SERBUAN 50 ;
  • SERBUAN 05 ;
  • SERBUAN 60 ;
  • SERBUAN 06 .

Mari lihat yang paling biasa digunakan.

Serbuan 0

RAID 0 dimaksudkan untuk meningkatkan kelajuan dan rakaman. Ia tidak meningkatkan kebolehpercayaan storan dan oleh itu tidak berlebihan. Nama dia yang lain ialah jalur (striping - "bergantian"). Biasanya digunakan dari 2 hingga 4 cakera.

Data dibahagikan kepada blok, yang ditulis ke cakera satu demi satu. Kelajuan menulis/membaca meningkat beberapa kali ganda iaitu gandaan bilangan cakera. daripada kekurangan Orang boleh perhatikan peningkatan kemungkinan kehilangan data dengan sistem sedemikian. Tidak masuk akal untuk menyimpan pangkalan data pada cakera sedemikian, kerana apa-apa yang serius kegagalan akan membawa kepada ketidakupayaan sepenuhnya serbuan, kerana tiada alat pemulihan.

Serbuan 1

RAID 1 menyediakan cermin storan data dihidupkan tahap perkakasan. Juga dipanggil array Cermin, Apa maksudnya « cermin» . Iaitu, data cakera dalam kes ini diduakan. boleh guna dengan bilangan peranti storan dari 2 hingga 4.

Kelajuan menulis/membaca secara praktikal tidak berubah, yang boleh dikaitkan dengan faedah. Tatasusunan berfungsi jika sekurang-kurangnya satu cakera serbuan sedang beroperasi, tetapi volum sistem adalah sama dengan volum satu cakera. Dalam amalan, apabila kegagalan salah satu cakera keras, anda perlu mengambil langkah untuk menggantikannya secepat mungkin.

Serbuan 2

RAID 2 - menggunakan apa yang dipanggil Kod hamming. Data dibahagikan pada pemacu keras yang serupa dengan RAID 0, dan disimpan pada pemacu yang tinggal kod pembetulan ralat, sekiranya anda gagal menjana semula maklumat. Kaedah ini membolehkan on-the-fly cari, dan kemudian betul kegagalan sistem.

Kepantasan baca tulis dalam kes ini berbanding dengan menggunakan satu cakera naik. Kelemahannya ialah bilangan cakera yang besar, yang mana ia adalah rasional untuk menggunakannya supaya tidak ada lebihan data, biasanya ini 7 dan banyak lagi.

RAID 3 - dalam tatasusunan, data dibahagikan kepada semua cakera kecuali satu, yang menyimpan bait pariti. Tahan terhadap kegagalan sistem. Jika salah satu cakera gagal. Kemudian maklumatnya boleh "dinaikkan" dengan mudah menggunakan data semak pariti.

Berbanding dengan RAID 2 tiada kemungkinan pembetulan ralat dengan cepat. Tatasusunan ini berbeza prestasi tinggi dan keupayaan untuk menggunakan 3 cakera atau lebih.

Utama tolak Sistem sedemikian boleh dianggap sebagai peningkatan beban pada cakera yang menyimpan bait pariti dan kebolehpercayaan rendah cakera ini.

Serbuan 4

Secara umum, RAID 4 adalah serupa dengan RAID 3 kecuali beza data pariti itu disimpan dalam blok dan bukannya bait, yang membolehkan peningkatan kelajuan pemindahan data kecil.

Tolak Tatasusunan yang ditentukan ternyata mempunyai kelajuan tulis, kerana pariti tulis dijana pada satu cakera tunggal, sama seperti RAID 3.

Ini nampaknya merupakan penyelesaian yang baik untuk pelayan yang fail dibaca lebih kerap daripada ditulis.

Serbuan 5

RAID 2 hingga 4 mempunyai kelemahan kerana ketidakupayaan untuk menyelaraskan operasi tulis. SERBUAN 5 menghapuskan kelemahan ini. Blok pariti ditulis serentak untuk semua peranti cakera tatasusunan, tiada tak segerak dalam pengagihan data, yang bermaksud pariti diedarkan.

Nombor cakera keras terpakai daripada 3. Tatasusunan adalah sangat biasa disebabkan olehnya serba boleh Dan kecekapan, bagaimana bilangan yang lebih besar cakera akan digunakan, lebih menjimatkan ruang cakera akan dibelanjakan. Kelajuan di mana tinggi disebabkan oleh penyejajaran data, tetapi prestasi dikurangkan berbanding RAID 10 kerana bilangan operasi yang banyak. Jika satu pemacu gagal, kebolehpercayaan menurun kepada RAID 0. Ia mengambil masa yang lama untuk pulih.

Serbuan 6

Teknologi RAID 6 serupa dengan RAID 5, tetapi lebih tinggi kebolehpercayaan dengan menambah bilangan cakera pariti.

Walau bagaimanapun, sekurang-kurangnya 5 atau lebih cakera sudah diperlukan pemproses yang berkuasa untuk memproses bilangan operasi yang bertambah, dan bilangan cakera mestilah sama nombor perdana 5,7,11 dan seterusnya.

Serbuan 10, 50, 60

Seterusnya datang gabungan serbuan yang disebut sebelum ini. Sebagai contoh, RAID 10 ialah RAID 0 + RAID 1.

Mereka mewarisi dan kelebihan tatasusunan komponen mereka dari segi kebolehpercayaan, prestasi dan bilangan cakera, dan pada masa yang sama kecekapan.

Mencipta tatasusunan serbuan pada PC rumah

Kelebihan mencipta array serbuan di rumah tidak jelas, kerana fakta bahawa ia tidak ekonomik, kehilangan data tidak begitu kritikal berbanding dengan pelayan, tetapi maklumat boleh disimpan dalam sandaran, membuat sandaran secara berkala.

Untuk tujuan ini anda perlukan pengawal serbuan, yang mempunyai BIOS sendiri dan tetapannya sendiri. Dalam papan induk moden, pengawal serbuan boleh bersepadu ke jambatan selatan chipset. Tetapi walaupun dalam papan sedemikian, anda boleh menyambungkan pengawal lain dengan menyambung ke penyambung PCI atau PCI-E. Contohnya termasuk peranti daripada Silicon Image dan JMicron.

Setiap pengawal boleh mempunyai utiliti konfigurasi sendiri.

Mari lihat membuat serbuan menggunakan ROM Pilihan Pengurus Storan Matriks Intel.

Pemindahan semua data daripada cakera anda, jika tidak semasa penciptaan tatasusunan mereka akan menjadi dibersihkan.

Pergi ke BIOSPersediaan papan induk anda dan hidupkan mod pengendalian SERBUAN untuk cakera keras sata anda.

Untuk melancarkan utiliti, mulakan semula PC anda, klik ctrl+i semasa prosedur POS. Dalam tetingkap program anda akan melihat senarai cakera yang tersedia. klik Buat Massive Seterusnya pilih tahap yang diperlukan tatasusunan.

Pada masa hadapan, mengikut antara muka intuitif, masukkan saiz tatasusunan Dan mengesahkan penciptaannya.

Masalah meningkatkan kebolehpercayaan storan maklumat dan pada masa yang sama meningkatkan prestasi sistem storan data telah berada di fikiran pembangun persisian komputer sejak sekian lama. Mengenai meningkatkan kebolehpercayaan storan, semuanya jelas: maklumat adalah komoditi, dan selalunya sangat berharga. Untuk melindungi daripada kehilangan data, banyak kaedah telah dicipta, yang paling terkenal dan boleh dipercayai adalah sandaran maklumat.

Isu meningkatkan prestasi subsistem cakera adalah sangat kompleks. Pertumbuhan kuasa pengkomputeran pemproses moden telah membawa kepada ketidakseimbangan yang jelas antara keupayaan cakera keras dan keperluan pemproses. Pada masa yang sama, pemacu SCSI yang mahal, atau lebih-lebih lagi pemacu IDE, tidak boleh menjimatkan anda. Walau bagaimanapun, jika keupayaan satu cakera tidak mencukupi, maka mungkin sebahagiannya diselesaikan masalah ini Adakah mempunyai beberapa cakera membenarkannya? Sudah tentu, kehadiran dua atau lebih cakera keras pada komputer atau pelayan tidak mengubah masalah - anda perlu menjadikan pemacu ini berfungsi bersama-sama (selari) antara satu sama lain supaya ini akan meningkatkan prestasi subsistem cakera pada operasi tulis/baca. Di samping itu, adakah mungkin, dengan menggunakan beberapa cakera keras, untuk meningkatkan bukan sahaja prestasi, tetapi juga kebolehpercayaan storan data, supaya kegagalan salah satu pemacu tidak membawa kepada kehilangan maklumat? Inilah pendekatan yang dicadangkan pada tahun 1987 oleh penyelidik Amerika Patterson, Gibson dan Katz dari University of California, Berkeley. Dalam artikel mereka "A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Discs, RAID" mereka menerangkan bagaimana beberapa cakera keras yang murah boleh digabungkan menjadi satu peranti logik supaya hasilnya meningkatkan kapasiti dan prestasi sistem, dan kegagalan cakera individu tidak membawa kepada kegagalan keseluruhan sistem.

15 tahun telah berlalu sejak artikel itu diterbitkan, tetapi teknologi membina tatasusunan RAID tidak kehilangan kaitannya hari ini. Satu-satunya perkara yang telah berubah sejak itu ialah penyahkodan akronim RAID. Hakikatnya ialah pada mulanya tatasusunan RAID tidak dibina pada cakera murah sama sekali, jadi perkataan Inexpensive (murah) ditukar kepada Independent (independent), yang lebih benar.

Lebih-lebih lagi, kini teknologi RAID telah meluas. Jadi, jika hanya beberapa tahun yang lalu tatasusunan RAID digunakan dalam pelayan skala perusahaan yang mahal menggunakan cakera SCSI, hari ini ia telah menjadi sejenis standard de facto walaupun untuk pelayan tahap kemasukan. Di samping itu, pasaran untuk pengawal IDE RAID berkembang secara beransur-ansur, iaitu, tugas membina tatasusunan RAID pada stesen kerja menggunakan cakera IDE murah menjadi mendesak. Oleh itu, beberapa pengeluar papan induk (Abit, Gigabyte) telah mula mengintegrasikan pengawal IDE RAID ke papan itu sendiri.

Jadi, RAID ialah tatasusunan cakera bebas yang berlebihan (Lewahan Tatasusunan Cakera Bebas), yang ditugaskan untuk memastikan toleransi kesalahan dan meningkatkan prestasi. Toleransi kesalahan dicapai melalui redundansi. Iaitu, sebahagian daripada kapasiti ruang cakera diperuntukkan untuk tujuan rasmi, menjadi tidak boleh diakses oleh pengguna.

Peningkatan prestasi subsistem cakera dipastikan oleh operasi serentak beberapa cakera, dan dalam pengertian ini, lebih banyak cakera dalam tatasusunan (sehingga had tertentu), lebih baik.

Operasi bersama cakera dalam tatasusunan boleh diatur menggunakan sama ada akses selari atau bebas.

Dengan akses selari, ruang cakera dibahagikan kepada blok (jalur) untuk merakam data. Begitu juga, maklumat yang akan ditulis ke cakera dibahagikan kepada blok yang sama. Apabila merakam, blok individu ditulis kepada pelbagai cakera(Gamb. 1), dan menulis beberapa blok ke cakera yang berbeza berlaku serentak, yang membawa kepada peningkatan prestasi dalam operasi tulis. Maklumat yang diperlukan ia juga dibaca dalam blok berasingan secara serentak daripada beberapa cakera (Gamb. 2), yang juga meningkatkan prestasi mengikut kadar bilangan cakera dalam tatasusunan.

Perlu diingatkan bahawa model akses selari hanya dilaksanakan jika saiz permintaan menulis data lebih besar daripada saiz blok itu sendiri. Jika tidak laksanakan rakaman selari beberapa blok adalah mustahil. Mari bayangkan situasi di mana saiz blok individu ialah 8 KB, dan saiz permintaan untuk menulis data ialah 64 KB. Dalam kes ini, maklumat sumber dipotong kepada lapan blok dengan 8 KB setiap satu. Jika anda mempunyai tatasusunan empat cakera, anda boleh menulis empat blok, atau 32 KB, pada satu masa. Jelas sekali, dalam contoh yang dipertimbangkan, kelajuan tulis dan baca akan empat kali lebih tinggi daripada apabila menggunakan satu cakera. Walau bagaimanapun, keadaan ini sesuai, kerana saiz permintaan tidak selalunya gandaan saiz blok dan bilangan cakera dalam tatasusunan.

Jika saiz data yang direkodkan kurang daripada saiz blok, maka model akses yang berbeza secara asasnya dilaksanakan - akses bebas. Selain itu, model ini juga boleh dilaksanakan dalam kes apabila saiz data bertulis lebih besar daripada saiz satu blok. Dengan akses bebas, semua data dari satu permintaan ditulis ke cakera berasingan, iaitu, keadaannya sama dengan bekerja dengan satu cakera. Kelebihan model akses selari ialah jika beberapa permintaan tulis (baca) tiba serentak, semuanya akan dilaksanakan secara bebas, pada cakera berasingan (Gamb. 3). Situasi yang sama adalah tipikal, sebagai contoh, dalam pelayan.

Mengikut jenis akses yang berbeza, terdapat yang berbeza jenis tatasusunan RAID, yang biasanya dicirikan oleh tahap RAID. Selain jenis akses, tahap RAID berbeza dalam cara mereka menampung dan menjana maklumat berlebihan. Maklumat berlebihan boleh sama ada diletakkan pada cakera yang diperuntukkan khas, atau dikocok antara semua cakera. Terdapat beberapa lagi cara untuk menjana maklumat ini. Yang paling mudah ialah penduaan lengkap (100 peratus redundansi), atau pencerminan. Di samping itu, kod pembetulan ralat digunakan, serta pengiraan pariti.

Tahap RAID

Pada masa ini, terdapat beberapa tahap RAID piawai: daripada RAID 0 hingga RAID 5. Selain itu, gabungan tahap ini digunakan, serta tahap proprietari (contohnya, RAID 6, RAID 7). Tahap yang paling biasa ialah 0, 1, 3 dan 5.

RAID 0

Tahap RAID 0, secara tegasnya, bukanlah tatasusunan berlebihan dan, oleh itu, tidak menyediakan storan data yang boleh dipercayai. Walau bagaimanapun, tahap ini digunakan secara meluas dalam kes di mana ia adalah perlu untuk memastikan prestasi tinggi subsistem cakera. Tahap ini sangat popular di stesen kerja. Apabila mencipta tatasusunan tahap RAID 0, maklumat dibahagikan kepada blok, yang ditulis untuk memisahkan cakera (Rajah 4), iaitu, sistem dengan akses selari dicipta (jika, sudah tentu, saiz blok membenarkan ini). Dengan keupayaan untuk melakukan I/O serentak daripada berbilang pemacu, RAID 0 menyediakan kelajuan pemindahan data maksimum dan kecekapan maksimum penggunaan ruang cakera kerana tiada ruang diperlukan untuk menyimpan checksum. Pelaksanaan tahap ini sangat mudah. RAID 0 digunakan terutamanya di kawasan di mana pemindahan cepat jumlah data yang besar.

RAID 1 (cakera bercermin)

RAID Tahap 1 ialah susunan cakera dengan 100 peratus lebihan. Iaitu, data hanya diduakan sepenuhnya (dicerminkan), disebabkan olehnya sangat tahap tinggi kebolehpercayaan (serta kos). Ambil perhatian bahawa untuk melaksanakan tahap 1, tidak perlu membahagikan cakera dan data dahulu ke dalam blok. Dalam kes paling mudah, dua cakera mengandungi maklumat yang sama dan merupakan satu cakera logik (Rajah 5). Jika satu cakera gagal, fungsinya dilakukan oleh yang lain (yang benar-benar telus kepada pengguna). Di samping itu, tahap ini menggandakan kelajuan membaca maklumat, kerana operasi ini boleh dilakukan secara serentak dari dua cakera. Skim storan maklumat ini digunakan terutamanya dalam kes di mana kos keselamatan data jauh lebih tinggi daripada kos melaksanakan sistem storan.

SERBU 2

RAID Tahap 2 ialah skim redundansi data yang menggunakan kod Hamming (lihat di bawah) untuk pembetulan ralat. Data bertulis tidak dibentuk berdasarkan struktur blok, seperti dalam RAID 0, tetapi berdasarkan perkataan, dan saiz perkataan adalah sama dengan bilangan cakera untuk merekodkan data dalam tatasusunan. Jika, sebagai contoh, tatasusunan mempunyai empat cakera untuk menulis data, maka saiz perkataan adalah sama dengan empat cakera. Setiap bit individu perkataan ditulis pada cakera berasingan dalam tatasusunan. Sebagai contoh, jika tatasusunan mempunyai empat cakera untuk merekod data, maka urutan empat bit, iaitu perkataan, akan ditulis pada tatasusunan cakera sedemikian rupa sehingga bit pertama akan berada pada cakera pertama, bit kedua pada yang kedua, dsb.

Selain itu, kod pembetulan ralat (ECC) dikira untuk setiap perkataan dan ditulis pada cakera storan khusus maklumat kawalan(Gamb. 6). Nombor mereka adalah sama dengan bilangan bit dalam perkataan kawalan, dan setiap bit perkataan kawalan ditulis pada cakera yang berasingan. Bilangan bit dalam perkataan kawalan dan, dengan itu, bilangan cakera yang diperlukan untuk menyimpan maklumat kawalan dikira berdasarkan formula berikut: di mana K ialah kedalaman bit perkataan data.

Sememangnya, apabila mengira menggunakan formula yang ditentukan, L dibundarkan ke atas kepada integer terdekat. Walau bagaimanapun, untuk tidak mengacaukan formula, anda boleh menggunakan peraturan mnemonik lain: kedalaman bit perkataan kawalan ditentukan oleh bilangan bit yang diperlukan untuk perwakilan binari saiz perkataan. Jika, sebagai contoh, saiz perkataan ialah empat (dalam tatatanda binari 100), maka untuk menulis nombor ini dalam binari, tiga bit akan diperlukan, yang bermaksud saiz perkataan kawalan ialah tiga. Oleh itu, jika terdapat empat cakera untuk menyimpan data, maka tiga cakera lagi akan diperlukan untuk menyimpan data kawalan. Begitu juga, jika anda mempunyai tujuh cakera untuk data (dalam tatatanda binari 111), anda memerlukan tiga cakera untuk menyimpan perkataan kawalan. Jika lapan cakera diperuntukkan untuk data (dalam tatatanda binari 1000), maka empat cakera diperlukan untuk maklumat kawalan.

Kod Hamming yang membentuk perkataan kawalan adalah berdasarkan penggunaan operasi "eksklusif OR" (XOR) bitwise (juga dipanggil "perbezaan"). Biar kami ingatkan anda itu operasi logik XOR memberikan satu jika operan tidak sepadan (0 dan 1) dan sifar jika ia sepadan (0 dan 0 atau 1 dan 1).

Kata kawalan itu sendiri, yang diperoleh menggunakan algoritma Hamming, ialah penyongsangan hasil operasi bitwise eksklusif ATAU bagi nombor bit maklumat perkataan tersebut yang nilainya sama dengan 1. Sebagai ilustrasi, pertimbangkan perkataan asal 1101 Dalam yang pertama (001), ketiga (011) dan keempat (100) Digit perkataan ini bernilai satu. Oleh itu, adalah perlu untuk melaksanakan operasi ATAU eksklusif bitwise untuk nombor bit ini:

Kata kawalan itu sendiri (Kod Hamming) diperoleh dengan penyongsangan bitwise hasil yang terhasil, iaitu, ia bersamaan dengan 001.

Apabila membaca data, kod Hamming sekali lagi dikira dan dibandingkan dengan kod sumber. Untuk membandingkan dua kod, operasi "eksklusif ATAU" bitwise digunakan. Jika perbandingan menghasilkan semua digit sama dengan sifar, maka bacaannya betul, jika tidak, nilainya ialah nombor bit kod utama yang diterima secara salah. Biarkan, sebagai contoh, kata sumber bersamaan dengan 1100000. Oleh kerana yang berada di kedudukan keenam (110) dan ketujuh (111), kata kawalan adalah sama dengan:

Jika perkataan 1100100 direkodkan semasa membaca, maka perkataan kawalan untuknya adalah sama dengan 101. Membandingkan perkataan kawalan asal dengan perkataan yang diterima (operasi ATAU eksklusif bitwise), kami mempunyai:

iaitu ralat bacaan pada kedudukan ketiga.

Oleh itu, mengetahui dengan tepat bit mana yang salah, ia boleh diperbetulkan dengan mudah dengan cepat.

RAID 2 adalah salah satu daripada beberapa peringkat yang membolehkan anda bukan sahaja membetulkan ralat tunggal dengan cepat, tetapi juga untuk mengesan ralat berganda. Selain itu, ia adalah yang paling berlebihan daripada semua peringkat dengan kod pembetulan. Skim storan data ini jarang digunakan kerana ia tidak mengendalikan sejumlah besar permintaan dengan baik, rumit untuk diatur dan mempunyai sedikit kelebihan berbanding RAID 3.

SERBUAN 3

RAID Tahap 3 ialah tatasusunan tahan kesalahan dengan I/O selari dan satu cakera tambahan, di mana maklumat kawalan direkodkan (Rajah 7). Semasa merakam, aliran data dibahagikan kepada blok pada tahap bait (walaupun mungkin pada tahap bit) dan ditulis serentak pada semua cakera tatasusunan, kecuali yang diperuntukkan untuk menyimpan maklumat kawalan. Untuk mengira maklumat kawalan (juga dipanggil checksum), operasi eksklusif atau (XOR) digunakan pada blok data yang sedang ditulis. Jika mana-mana cakera gagal, data padanya boleh dipulihkan menggunakan data kawalan dan data yang tinggal pada cakera yang sihat.

Sebagai ilustrasi, pertimbangkan blok empat bit. Biarkan terdapat empat cakera untuk menyimpan data dan satu cakera untuk merekod jumlah semak. Sekiranya terdapat urutan bit 1101 0011 1100 1011, dibahagikan kepada blok empat bit, maka untuk mengira jumlah semak adalah perlu untuk melaksanakan operasi:

Oleh itu, jumlah semak yang ditulis pada cakera kelima ialah 1001.

Jika salah satu cakera, contohnya yang ketiga, gagal, maka blok 1100 tidak akan tersedia untuk dibaca. Walau bagaimanapun, nilainya boleh dipulihkan dengan mudah menggunakan checksum dan nilai blok yang tinggal, menggunakan operasi "eksklusif ATAU" yang sama:

Blok 3=Blok 1Blok 2Blok 4

Jumlah semak.

Dalam contoh kami, kami mendapat:

Blok 3=1101001110111001= 1100.

RAID Tahap 3 mempunyai lebihan kurang daripada RAID 2. Dengan membahagikan data kepada blok, RAID 3 mempunyai prestasi tinggi. Apabila membaca maklumat, cakera tidak diakses dengan jumlah semak (melainkan terdapat kegagalan), yang berlaku setiap kali operasi tulis berlaku. Memandangkan setiap operasi I/O mengakses hampir semua cakera dalam tatasusunan, pemprosesan berbilang permintaan secara serentak tidak mungkin. Tahap ini Sesuai untuk aplikasi dengan fail besar dan kekerapan capaian rendah. Di samping itu, kelebihan RAID 3 termasuk sedikit penurunan dalam prestasi sekiranya berlaku kegagalan dan pemulihan maklumat yang cepat.

SERBU 4

RAID Tahap 4 ialah tatasusunan toleran kesalahan cakera bebas dengan satu pemacu untuk menyimpan jumlah semak (Rajah 8). RAID 4 dalam banyak cara serupa dengan RAID 3, tetapi berbeza daripada yang terakhir terutamanya dalam saiz blok yang lebih besar dengan ketara bagi data yang ditulis (lebih besar daripada saiz data yang ditulis). Ini adalah perbezaan utama antara RAID 3 dan RAID 4. Selepas menulis sekumpulan blok, jumlah semak dikira (dengan cara yang sama seperti dalam kes RAID 3), yang ditulis pada cakera yang diperuntukkan untuk tujuan ini. Dengan saiz blok yang lebih besar daripada RAID 3, berbilang operasi baca boleh dilakukan secara serentak (reka bentuk akses bebas).

RAID 4 meningkatkan prestasi pemindahan fail kecil (dengan menyelaraskan operasi baca). Tetapi kerana rakaman mesti mengira jumlah semak pada cakera yang diperuntukkan, operasi serentak adalah mustahil di sini (terdapat asimetri operasi input dan output). Tahap yang dipertimbangkan tidak memberikan kelebihan kelajuan apabila menghantar sejumlah besar data. Skim storan ini direka bentuk untuk aplikasi di mana data pada mulanya dibahagikan kepada blok kecil, jadi tidak perlu lagi memisahkannya. RAID 4 ialah penyelesaian yang baik untuk pelayan fail di mana maklumat terutamanya dibaca dan jarang ditulis. Skim penyimpanan data ini mempunyai kos rendah, tetapi pelaksanaannya agak rumit, begitu juga dengan pemulihan data sekiranya berlaku kegagalan.

SERBUAN 5

RAID tahap 5 ialah tatasusunan bertolak ansur kerosakan bagi cakera bebas dengan storan teredar bagi jumlah semak (Gamb. 9). Blok data dan checksum, yang dikira dengan cara yang sama seperti dalam RAID 3, ditulis secara kitaran ke semua cakera tatasusunan, iaitu, tiada cakera khusus untuk menyimpan maklumat checksum.

Dalam kes RAID 5, semua cakera dalam tatasusunan adalah saiz yang sama, tetapi jumlah kapasiti subsistem cakera yang tersedia untuk menulis menjadi tepat satu cakera lebih kecil. Sebagai contoh, jika lima cakera bersaiz 10 GB, maka saiz sebenar tatasusunan ialah 40 GB kerana 10 GB diperuntukkan untuk maklumat kawalan.

RAID 5, seperti RAID 4, mempunyai seni bina akses bebas, iaitu, tidak seperti RAID 3, ia menyediakan saiz blok logik yang besar untuk menyimpan maklumat. Oleh itu, seperti dalam kes RAID 4, tatasusunan sedemikian memberikan faedah utama apabila memproses beberapa permintaan secara serentak.

Perbezaan utama antara RAID 5 dan RAID 4 ialah cara checksum diletakkan.

Kehadiran cakera (fizikal) berasingan yang menyimpan maklumat tentang checksum, di sini, seperti dalam tiga peringkat sebelumnya, membawa kepada fakta bahawa operasi membaca yang tidak memerlukan akses kepada cakera ini dilakukan pada kelajuan tinggi. Walau bagaimanapun, setiap operasi tulis menukar maklumat pada cakera kawalan, jadi RAID 2, RAID 3 dan RAID 4 tidak membenarkan penulisan selari. RAID 5 tidak mempunyai kelemahan ini kerana checksum ditulis pada semua cakera dalam tatasusunan, membenarkan berbilang bacaan atau tulis dilakukan serentak.

Pelaksanaan praktikal

Untuk pelaksanaan praktikal Tatasusunan RAID memerlukan dua komponen: tatasusunan cakera keras itu sendiri dan pengawal RAID. Pengawal melaksanakan fungsi berkomunikasi dengan pelayan (stesen kerja), menjana maklumat berlebihan semasa menulis dan menyemak semasa membaca, mengedarkan maklumat merentas cakera mengikut algoritma operasi.

Secara struktur, pengawal boleh sama ada luaran atau dalaman. Terdapat juga pengawal RAID yang disepadukan pada papan induk. Di samping itu, pengawal berbeza dalam antara muka cakera yang disokong. Oleh itu, pengawal SCSI RAID bertujuan untuk digunakan dalam pelayan, dan pengawal IDE RAID sesuai untuk kedua-dua pelayan peringkat kemasukan dan stesen kerja.

Ciri tersendiri pengawal RAID ialah bilangan saluran yang disokong untuk menyambungkan cakera keras. Walaupun berbilang pemacu SCSI boleh disambungkan kepada satu saluran pengawal, jumlah daya tampung tatasusunan RAID akan dihadkan oleh daya tampung satu saluran, yang sepadan dengan lebar jalur antara muka SCSI. Oleh itu, penggunaan berbilang saluran boleh meningkatkan prestasi subsistem cakera dengan ketara.

Apabila menggunakan pengawal IDE RAID, masalah berbilang saluran menjadi lebih teruk, kerana dua pemacu keras disambungkan ke satu saluran (lebih banyak pemacu tidak disokong oleh antara muka itu sendiri) tidak dapat menyediakan operasi selari - antara muka IDE membenarkan anda mengakses hanya satu pemacu pada satu masa . Oleh itu, pengawal IDE RAID mestilah sekurang-kurangnya dwi-saluran. Terdapat juga pengawal empat dan lapan saluran.

Satu lagi perbezaan antara pengawal IDE RAID dan SCSI RAID ialah bilangan tahap yang mereka sokong. Pengawal SCSI RAID menyokong semua peringkat utama dan, sebagai peraturan, beberapa lagi peringkat gabungan dan proprietari. Set tahap yang disokong oleh pengawal IDE RAID adalah lebih sederhana. Biasanya ini adalah sifar dan tahap pertama. Di samping itu, terdapat pengawal yang menyokong tahap kelima dan gabungan yang pertama dan sifar: 0+1. Pendekatan ini agak logik, kerana pengawal IDE RAID direka terutamanya untuk stesen kerja, jadi penekanan utama adalah untuk meningkatkan integriti data (tahap 1) atau prestasi semasa I/O selari (tahap 0). Skim cakera bebas dalam dalam kes ini tidak diperlukan, kerana dalam stesen kerja aliran permintaan tulis/baca jauh lebih rendah daripada, katakan, dalam pelayan.

Fungsi utama tatasusunan RAID bukanlah untuk meningkatkan kapasiti subsistem cakera (seperti yang dapat dilihat dari reka bentuknya, kapasiti yang sama boleh diperolehi dengan wang yang kurang), tetapi untuk memastikan penyimpanan data yang boleh dipercayai dan meningkatkan prestasi. Untuk pelayan, sebagai tambahan, terdapat keperluan untuk operasi tanpa gangguan, walaupun jika salah satu pemacu gagal. Operasi tanpa gangguan dipastikan dengan pertukaran panas, iaitu, mengeluarkan cakera SCSI yang rosak dan memasang yang baharu tanpa mematikan kuasa. Oleh kerana subsistem cakera kekal beroperasi (kecuali tahap 0) apabila satu pemacu gagal, pertukaran panas menyediakan pemulihan yang telus kepada pengguna. Walau bagaimanapun, kelajuan pemindahan dan kelajuan capaian dengan satu cakera tidak berfungsi dengan ketara berkurangan disebabkan oleh fakta bahawa pengawal mesti memulihkan data daripada maklumat yang berlebihan. Benar, terdapat pengecualian kepada peraturan ini - sistem RAID tahap 2, 3, 4, apabila pemacu dengan maklumat berlebihan gagal, mereka mula berfungsi dengan lebih pantas! Ini adalah semula jadi, kerana dalam kes ini tahap "on the fly" berubah menjadi sifar, yang mempunyai ciri kelajuan yang sangat baik.

Setakat ini, artikel ini adalah mengenai penyelesaian perkakasan. Tetapi terdapat juga perisian yang ditawarkan, sebagai contoh, oleh Microsoft untuk Pelayan Windows 2000. Walau bagaimanapun, dalam kes ini, beberapa penjimatan awal diimbangi sepenuhnya oleh beban tambahan pada CPU, yang, sebagai tambahan kepada kerja utamanya, dipaksa untuk mengedarkan data merentasi cakera dan mengira jumlah semak. Penyelesaian sedemikian boleh dianggap boleh diterima hanya dalam kes lebihan yang ketara kuasa pengkomputeran dan beban pelayan yang rendah.

Sergey Pakhomov

ComputerPress 3"2002

Pemacu keras memainkan peranan penting dalam komputer. Ia disimpan pada mereka pelbagai maklumat pengguna, OS dilancarkan daripada mereka, dsb. Pemacu keras tidak kekal selama-lamanya dan mempunyai margin keselamatan tertentu. Dan setiap cakera keras mempunyai ciri tersendiri.

Kemungkinan besar, anda pernah mendengar pada satu ketika bahawa tatasusunan serbuan yang dipanggil boleh dibuat daripada pemacu keras biasa. Ini adalah perlu untuk meningkatkan prestasi pemacu, serta memastikan kebolehpercayaan storan maklumat. Di samping itu, tatasusunan sedemikian boleh mempunyai nombor mereka sendiri (0, 1, 2, 3, 4, dll.). Dalam artikel ini kami akan memberitahu anda tentang tatasusunan RAID.

SERBUAN ialah koleksi cakera keras atau tatasusunan cakera. Seperti yang telah kami katakan, tatasusunan sedemikian memastikan penyimpanan data yang boleh dipercayai dan juga meningkatkan kelajuan membaca atau menulis maklumat. Terdapat pelbagai konfigurasi tatasusunan RAID, yang ditandakan dengan nombor 1, 2, 3, 4, dsb. dan berbeza dalam fungsi yang mereka lakukan. Dengan menggunakan tatasusunan sedemikian dengan konfigurasi 0 anda akan mendapat peningkatan prestasi yang ketara. Tatasusunan RAID tunggal menjamin keselamatan lengkap data anda, kerana jika salah satu pemacu gagal, maklumat tersebut akan ditempatkan pada pemacu keras kedua.

sebenarnya, Tatasusunan RAID– ini ialah 2 atau n bilangan cakera keras yang disambungkan ke papan induk, yang menyokong keupayaan untuk mencipta serbuan. Secara pemrograman, anda boleh memilih konfigurasi serbuan, iaitu, nyatakan cara cakera yang sama ini harus berfungsi. Untuk melakukan ini, anda perlu menentukan tetapan dalam BIOS.

Untuk memasang tatasusunan, kami memerlukan papan induk yang menyokong teknologi serbuan, 2 pemacu keras yang serupa (dalam semua aspek), yang kami sambungkan ke papan induk. Dalam BIOS anda perlu menetapkan parameter Konfigurasi SATA: SERBUAN. Apabila komputer but, tekan kombinasi kekunci CTR-I, dan sudah ada kami mengkonfigurasi RAID. Dan selepas itu, kami memasang Windows seperti biasa.

Perlu diberi perhatian bahawa jika anda membuat atau memadam serbuan, maka semua maklumat yang ada pada pemacu akan dipadamkan. Oleh itu, anda mesti membuat salinannya terlebih dahulu.

Mari lihat konfigurasi RAID yang telah kita bincangkan. Terdapat beberapa daripadanya: RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID 6, dsb.

RAID-0 (jalur), juga dikenali sebagai tatasusunan tahap sifar atau "tatasusunan nol". Tahap ini meningkatkan kelajuan bekerja dengan cakera mengikut susunan magnitud, tetapi tidak memberikan toleransi kesalahan tambahan. Sebenarnya, konfigurasi ini adalah tatasusunan serbuan semata-mata secara formal, kerana dengan konfigurasi ini tidak ada redundansi. Rakaman dalam himpunan sedemikian berlaku dalam blok, ditulis secara bergilir-gilir pada cakera yang berbeza pada tatasusunan. Kelemahan utama di sini ialah storan data yang tidak boleh dipercayai: jika salah satu cakera tatasusunan gagal, semua maklumat akan musnah. Mengapa ini berlaku? Ini berlaku kerana setiap fail boleh ditulis dalam blok ke beberapa cakera keras sekaligus, dan jika mana-mana daripadanya tidak berfungsi, integriti fail dilanggar, dan, oleh itu, tidak mungkin untuk memulihkannya. Jika anda menghargai prestasi dan kerap membuat sandaran, maka tahap tatasusunan ini boleh digunakan pada PC rumah anda, yang akan memberikan peningkatan prestasi yang ketara.

RAID-1 (mencerminkan)– “mod cermin”. Anda boleh memanggil tahap tatasusunan RAID ini sebagai tahap paranoid: mod ini hampir tidak memberikan peningkatan dalam prestasi sistem, tetapi benar-benar melindungi data anda daripada kerosakan. Walaupun salah satu cakera gagal, salinan tepat hilang akan disimpan pada cakera lain. Mod ini, seperti yang pertama, juga boleh dilaksanakan pada PC rumah untuk orang yang sangat menghargai data pada cakera mereka.

Semasa membina tatasusunan ini, algoritma pemulihan maklumat digunakan menggunakan kod Hamming (jurutera Amerika yang membangunkan algoritma ini pada tahun 1950 untuk membetulkan ralat dalam pengendalian komputer elektromekanikal). Untuk memastikan operasi pengawal RAID ini, dua kumpulan cakera dicipta - satu untuk menyimpan data, kumpulan kedua untuk menyimpan kod pembetulan ralat.

Jenis RAID ini telah menjadi kurang meluas dalam sistem rumah kerana lebihan bilangan pemacu keras yang berlebihan - contohnya, dalam susunan tujuh pemacu keras, hanya empat akan diperuntukkan untuk data. Apabila bilangan cakera bertambah, redundansi berkurangan, yang ditunjukkan dalam jadual di bawah.

Kelebihan utama RAID 2 ialah keupayaan untuk membetulkan ralat dengan cepat tanpa mengurangkan kelajuan pertukaran data antara tatasusunan cakera dan pemproses pusat.

RAID 3 dan RAID 4

Kedua-dua jenis tatasusunan cakera ini sangat serupa dalam reka bentuk. Kedua-duanya menggunakan berbilang pemacu keras untuk menyimpan maklumat, salah satunya digunakan secara eksklusif untuk menyimpan checksum. Tiga cakera keras sudah cukup untuk mencipta RAID 3 dan RAID 4. Tidak seperti RAID 2, pemulihan data dengan cepat tidak mungkin - maklumat dipulihkan selepas menggantikan cakera keras yang gagal dalam satu tempoh masa.

Perbezaan antara RAID 3 dan RAID 4 ialah tahap pembahagian data. Dalam RAID 3, maklumat dipecahkan kepada bait individu, yang membawa kepada kelembapan yang serius apabila menulis/membaca sejumlah besar fail kecil. RAID 4 membahagikan data kepada blok berasingan, saiznya tidak melebihi saiz satu sektor pada cakera. Akibatnya, kelajuan pemprosesan fail kecil meningkat, yang penting untuk komputer peribadi. Atas sebab ini, RAID 4 telah menjadi lebih meluas.

Kelemahan ketara tatasusunan yang sedang dipertimbangkan ialah peningkatan beban pada cakera keras yang bertujuan untuk menyimpan jumlah semak, yang mengurangkan dengan ketara sumbernya.

RAID-5. Apa yang dipanggil tatasusunan bertolak ansur kesalahan cakera bebas dengan storan pengedaran cek. Ini bermakna bahawa pada susunan n cakera, n-1 cakera akan diperuntukkan untuk penyimpanan langsung data, dan yang terakhir akan menyimpan checksum bagi lelaran jalur n-1. Untuk menerangkan dengan lebih jelas, mari kita bayangkan bahawa kita perlu menulis fail. Ia akan dibahagikan kepada bahagian yang sama panjang dan akan mula ditulis secara bergilir ke semua cakera n-1. Jumlah semak bait bahagian data setiap lelaran akan ditulis pada cakera terakhir, di mana jumlah semak akan dilaksanakan oleh operasi XOR bitwise.

Perlu diberi amaran segera bahawa jika mana-mana cakera gagal, semuanya akan masuk ke mod kecemasan, yang akan mengurangkan prestasi dengan ketara, kerana untuk memasang fail bersama-sama akan dijalankan manipulasi yang tidak perlu untuk memulihkan bahagian "hilang". Jika dua atau lebih cakera gagal pada masa yang sama, maklumat yang disimpan padanya tidak boleh dipulihkan. Secara umum, pelaksanaan tatasusunan serbuan peringkat kelima menyediakan kelajuan akses yang agak tinggi, akses selari kepada pelbagai fail dan toleransi kesalahan yang baik.

Untuk sebahagian besar, masalah di atas diselesaikan dengan membina tatasusunan menggunakan skema RAID 6. Dalam struktur ini, volum memori yang sama dengan volum dua cakera keras diperuntukkan untuk menyimpan checksum, yang juga diagihkan secara kitaran dan sama rata ke cakera yang berbeza. . Daripada satu, dua checksum dikira, yang menjamin integriti data sekiranya berlaku kegagalan serentak dua cakera keras dalam tatasusunan.

Kelebihan RAID 6 ialah tahap keselamatan maklumat yang tinggi dan kehilangan prestasi yang kurang berbanding RAID 5 semasa pemulihan data apabila menggantikan cakera yang rosak.

Kelemahan RAID 6 ialah kelajuan pertukaran data keseluruhan dikurangkan sebanyak kira-kira 10% disebabkan oleh peningkatan dalam jumlah pengiraan checksum yang diperlukan, serta disebabkan oleh peningkatan dalam jumlah maklumat yang ditulis/dibaca.

Jenis RAID gabungan

Sebagai tambahan kepada jenis utama yang dibincangkan di atas, pelbagai kombinasi daripadanya digunakan secara meluas, yang mengimbangi kelemahan tertentu RAID mudah. Khususnya, penggunaan skim RAID 10 dan RAID 0+1 adalah meluas. Dalam kes pertama, sepasang tatasusunan bercermin digabungkan menjadi RAID 0, dalam kes kedua, sebaliknya, dua RAID 0 digabungkan menjadi cermin. Dalam kedua-dua kes, RAID 1 ditambahkan pada keselamatan maklumat peningkatan produktiviti RAID 0.

Selalunya, untuk meningkatkan tahap perlindungan maklumat penting, skim pembinaan RAID 51 atau RAID 61 digunakan - pencerminan tatasusunan yang sudah sangat dilindungi memastikan keselamatan data yang luar biasa sekiranya berlaku sebarang kegagalan. Walau bagaimanapun, adalah tidak praktikal untuk melaksanakan tatasusunan sedemikian di rumah kerana redundansi yang berlebihan.

Membina tatasusunan cakera - daripada teori kepada amalan

Pengawal RAID khusus bertanggungjawab untuk membina dan mengurus operasi mana-mana RAID. Untuk melegakan pengguna komputer peribadi biasa, dalam kebanyakan papan induk moden pengawal ini telah pun dilaksanakan pada tahap chipset southbridge. Jadi, untuk membina pelbagai cakera keras, anda hanya perlu membeli nombor yang diperlukan dan tentukan jenis RAID yang diingini dalam bahagian tetapan BIOS yang sesuai. Selepas ini, bukannya beberapa cakera keras dalam sistem, anda akan melihat hanya satu, yang boleh dibahagikan kepada partition dan pemacu logik jika dikehendaki. Sila ambil perhatian bahawa mereka yang masih menggunakan Windows XP perlu memasang pemacu tambahan.

Dan akhirnya, satu lagi nasihat - untuk mencipta RAID, beli cakera keras dengan kapasiti yang sama, pengeluar yang sama, model yang sama, dan sebaik-baiknya dari kumpulan yang sama. Kemudian mereka akan dilengkapi dengan set logik yang sama dan operasi tatasusunan cakera keras ini akan menjadi yang paling stabil.

Tag: , https://site/wp-content/uploads/2017/01/RAID1-400x333.jpg 333 400 Leonid Borislavsky /wp-content/uploads/2018/05/logo.pngLeonid Borislavsky 2017-01-16 08:57:09 2017-01-16 07:12:59 Apakah tatasusunan RAID dan mengapa ia diperlukan?