Сьогодні ми поговоримо про RAID-масивах. Розберемося, що це таке, навіщо це нам треба, яке воно буває і як усю цю пишність використовувати на практиці.

Отже, по порядку: що таке RAID-масивабо просто RAID? Розшифровується ця абревіатура як "Redundant Array of Independent Disks" або "надлишковий (резервний) масив незалежних дисків". Говорячи по-простому, RAID-масивце сукупність фізичних дисків, об'єднаних на один логічний.

Зазвичай буває навпаки – у системний блок встановлено один фізичний диск, який ми розбиваємо на кілька логічних. Тут обернена ситуація – кілька жорстких дисків спочатку об'єднуються в один, а потім операційною системою сприймаються як один. Тобто. ОС свято впевнена, що має фізично лише один диск.

RAID-масивибувають апаратні та програмні.

Апаратні RAID-масивистворюються до завантаження ОС за допомогою спеціальних утиліт, зашитих в RAID-контролер- щось на зразок BIOS. Внаслідок створення такого RAID-масивувже на стадії інсталяції ОС, дистрибутив "бачить" один диск.

Програмні RAID-масивистворюються засобами ОС. Тобто. під час завантаження операційна система "розуміє", що має кілька фізичних дисків і тільки після старту ОС, за допомогою програмного забезпечення диски об'єднуються в масиви. Природно сама операційна система розташовується не так RAID-масиві, оскільки встановлюється до створення.

"Навіщо все це потрібно?" - Запитаєте Ви? Відповідаю: для підвищення швидкості читання/запису даних та/або підвищення стійкості до відмов і безпеки.

"Яким чином RAID-масивможе збільшити швидкість чи убезпечити дані?" - для відповіді це питання розглянемо основні типи RAID-масивівЯк вони формуються і що це дає в результаті.

RAID-0. Називається також "Stripe" або "Стрічка". Два або більше жорстких дисків поєднуються в один шляхом послідовного злиття та підсумовування обсягів. Тобто. якщо ми візьмемо два диски об'ємом 500Гб і створимо їх RAID-0, ОС це буде сприйматися як один диск обсягом в терабайт. При цьому швидкість читання/запису цього масиву буде вдвічі більша, ніж у одного диска, оскільки, наприклад, якщо база даних розташована таким чином фізично на двох дисках, один користувач може читати дані з одного диска, а інший користувач робити запис на інший диск одночасно. У той час як у разі розташування бази на одному диску, сам жорсткий диск завдання читання/запису різних користувачів виконуватиме послідовно. RAID-0дозволить виконувати читання/запис паралельно. Як наслідок - чим більше дисків у масиві RAID-0тим швидше працює сам масив. Залежність прямопропорційна – швидкість зростає у N разів, де N – кількість дисків у масиві.
У масиву RAID-0є лише один недолік, який перекриває всі плюси від його використання – повна відсутність стійкості до відмов. У разі смерті одного з фізичних дисків масиву вмирає весь масив. Є старий жарт на цю тему: "Що означає "0" у назві RAID-0? - обсяг відновлюваної інформації після смерті масиву!

RAID-1. "Mirror" або "Дзеркало". Два або більше жорстких дисків поєднуються в один шляхом паралельного злиття. Тобто. якщо ми візьмемо два диски об'ємом 500Гб і створимо їх RAID-1, ОС це буде сприйматися як один диск об'ємом в 500Гб. При цьому швидкість читання/запису цього масиву буде така ж, як у одного диска, оскільки, читання/запис інформації проводяться на обидва диски одночасно. RAID-1не дає виграшу у швидкості, проте забезпечує велику відмовостійкість, оскільки у разі смерті одного з жорстких дисків завжди є повний дубль інформації, що знаходиться на другому диску. При цьому необхідно пам'ятати, що стійкість до відмови забезпечується тільки від смерті одного з дисків масиву. Якщо дані були видалені цілеспрямовано, то вони видаляються з усіх дисків масиву одночасно!

RAID-5. Безпечніший варіант RAID-0. Обсяг масиву розраховується за формулою (N - 1) * DiskSize RAID-5з трьох дисків по 500Гб, ми отримаємо масив об'ємом 1 терабайт. Суть масиву RAID-5у тому, що кілька дисків об'єднаються в RAID-0, а на останньому диску зберігається так звана "контрольна сума" - службова інформація, призначена для відновлення одного з дисків масиву у разі його смерті. Швидкість запису в масиві RAID-5дещо нижче, оскільки витрачається час на розрахунок та запис контрольної суми на окремий диск, проте швидкість читання така ж, як у RAID-0.
Якщо один із дисків масиву RAID-5вмирає, різко зменшується швидкість читання/запису, оскільки всі операції супроводжуються додатковими маніпуляціями. Фактично RAID-5перетворюється на RAID-0 і якщо вчасно не подбати про відновлення RAID-масивує суттєвий ризик втратити дані повністю.
З масивом RAID-5можна використовувати про Spare-диск, тобто. запасний. Під час стабільної роботи RAID-масивуцей диск простоює та не використовується. Однак у разі настання критичної ситуації відновлення RAID-масивупочинається автоматично – на запасний диск відновлюється інформація із пошкодженого за допомогою контрольних сум, розташованих на окремому диску.
RAID-5створюється як мінімум із трьох дисків і рятує від одиночних помилок. У разі одночасної появи різних помилок на різних дисках RAID-5не рятує.

RAID-6- є покращеним варіантом RAID-5. Суть та сама, тільки для контрольних сум використовується вже не один, а два диски, причому контрольні суми вважаються за допомогою різних алгоритмів, що істотно підвищує відмовостійкість всього RAID-масивув цілому. RAID-6збирається мінімум із чотирьох дисків. Формула розрахунку обсягу масиву виглядає як (N - 2) * DiskSize, де N – кількість дисків у масиві, а DiskSize – обсяг кожного диска. Тобто. при створенні RAID-6з п'яти дисків по 500Гб, ми отримаємо масив об'ємом 1,5 терабайта.
Швидкість запису RAID-6нижче ніж у RAID-5 приблизно на 10-15%, що зумовлено додатковими тимчасовими витратами на розрахунок та запис контрольних сум.

RAID-10- так само іноді називається RAID 0+1або RAID 1+0. Є симбіозом RAID-0 і RAID-1. Масив будується мінімум із чотирьох дисків: на першому каналі RAID-0, на другому RAID-0 для підвищення швидкості читання/запису і між собою вони в дзеркалі RAID-1 для підвищення стійкості до відмов. Таким чином, RAID-10поєднує в собі плюс перших двох варіантів - швидкий та відмовостійкий.

RAID-50- аналогічно RAID-10 є симбіозом RAID-0 і RAID-5 - фактично будується RAID-5, лише його елементами є не самостійні жорсткі диски, а масиви RAID-0. Таким чином, RAID-50дає дуже хорошу швидкість читання/запису та містить стійкість та надійність RAID-5.

RAID-60- та сама ідея: фактично маємо RAID-6, зібраний з декількох масивів RAID-0.

Також існують інші комбіновані масиви RAID 5+1і RAID 6+1- вони схожі на RAID-50і RAID-60з тією різницею, що базовими елементами масиву є не стрічки RAID-0, а дзеркала RAID-1.

Як Ви самі розумієте комбіновані RAID-масиви: RAID-10, RAID-50, RAID-60та варіанти RAID X+1є прямими спадкоємцями базових типів масивів RAID-0, RAID-1, RAID-5і RAID-6і служать лише підвищення чи швидкості читання/запису, чи підвищення отказоустойчивости, несучи у своїй функціонал базових, батьківських типів RAID-масивів.

Якщо перейти до практики та поговорити про застосування тих чи інших RAID-масивіву житті, то логіка досить проста:

RAID-0у чистому вигляді не використовуємо взагалі;

RAID-1використовуємо там, де не особливо важлива швидкість читання/запису, але важлива стійкість до відмов - наприклад на RAID-1добре ставити операційні системи. У такому разі до дисків ніхто крім ОС не звертається, швидкості самих жорстких дисків для роботи цілком достатньо, стійкість до відмови забезпечена;

RAID-5ставимо там, де потрібна швидкість і стійкість до відмов, але не вистачає грошей на покупку більшої кількості жорстких дисків або є необхідність відновлювати масиви у разі їх пошкодження, не припиняючи роботи - тут нам допоможуть запасні Spare-диски. Звичайне застосування RAID-5- сховища даних;

RAID-6використовується там, де просто страшно чи є реальна загроза смерті одразу кількох дисків у масиві. Насправді зустрічається досить рідко, переважно у параноїків;

RAID-10- використовується там, де потрібно, щоб працювало швидко і надійно. Також основним напрямком для використання RAID-10є файлові сервери та сервери баз даних.

Знову ж таки, якщо ще спростити, то приходимо до висновку, що там де немає великої та об'ємної роботи з файлами цілком достатньо RAID-1- Операційна система, AD, TS, пошта, проксі і т.д. Там же, де потрібна серйозна робота з файлами: RAID-5або RAID-10.

Ідеальним рішенням для сервера баз даних є машина з шістьма фізичними дисками, два з яких об'єднані в дзеркало RAID-1і на ньому встановлено ОС, а чотири, що залишилися, об'єднані в RAID-10для швидкої та надійної роботи з даними.

Якщо прочитавши, все викладене вище Ви вирішили встановити на своїх серверах RAID-масиви, але не знаєте, як це робити і з чого почати - звертайтесь до нас! - ми допоможемо підібрати необхідне обладнання, а також проведемо інсталяційні роботи з впровадження RAID-масивів.

Тепер подивимося, які є види і чим вони відрізняються.

Каліфорнійський університет у Берклі представив такі рівні специфікації RAID, які були прийняті як стандарт де-факто:

• RAID 0- дисковий масив підвищеної продуктивності з чергуванням, без стійкості до відмови;
• - дзеркальний дисковий масив;
• RAID 2зарезервований для масивів, що застосовують код Хеммінгу;
• RAID 3 та 4- дискові масиви з чергуванням та виділеним диском парності;
• - дисковий масив з чергуванням та «невиділеним диском парності»;
• - дисковий масив із чергуванням, що використовує дві контрольні суми, що обчислюються двома незалежними способами;
• - масив RAID 0, побудований із масивів RAID 1;
• - масив RAID 0, побудований із масивів RAID 5;
• - масив RAID 0, побудований із масивів RAID 6.

Апаратний RAID-контролер може підтримувати кілька різних RAID-масивів одночасно, сумарна кількість жорстких дисків яких не перевищує кількість роз'ємів для них. При цьому контролер, вбудований в материнську плату, в налаштуваннях BIOS має всього два стани (ввімкнений або вимкнений), тому новий жорсткий диск, підключений до незадіяного роз'єму контролера при активованому режимі RAID, може ігноруватися системою, доки він не буде асоційований як ще один RAID -Масив типу JBOD (spanned), що складається з одного диска.

RAID 0 (striping - «чергування»)

Режим, за якого досягається максимальна продуктивність. Дані рівномірно розподіляються по дисках масиву, диски об'єднуються в один, який може бути помічений на кілька. Розподілені операції читання та запису дозволяють значно збільшити швидкість роботи, оскільки кілька дисків одночасно читають/записують свою порцію даних. Користувачеві доступний весь об'єм 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 вимагають високих швидкостей обміну з диском, наприклад, відеозахоплення, відеомонтаж. Рекомендується використовувати з високонадійними дисками.

(mirroring - «дзеркалювання»)

масив із двох дисків, що є повними копіями один одного. Не слід плутати з масивами RAID 1+0, RAID 0+1 та RAID 10, у яких використовується більше двох дисків та складніші механізми дзеркалізації.

Забезпечує прийнятну швидкість запису та виграш за швидкістю читання при розпаралелювання запитів.

Має високу надійність – працює доти, доки функціонує хоча б один диск у масиві. Імовірність виходу з експлуатації відразу двох дисків дорівнює добутку ймовірностей відмови кожного диска, тобто. значно нижче ймовірності виходу з експлуатації окремого диска. Насправді при виході з ладу однієї з дисків слід терміново вживати заходів - знову відновлювати надмірність. Для цього із будь-яким рівнем RAID (крім нульового) рекомендують використовувати диски гарячого резерву.

Подібний до RAID10 варіант розподілу даних по дисках, що допускає використання непарного числа дисків (мінімальна кількість - 3)

RAID 2, 3, 4

різні варіанти розподіленого зберігання даних з дисками, виділеними під коди парності та різними розмірами блоку. В даний час практично не використовуються через невисоку продуктивність та необхідність виділяти багато дискової ємності під зберігання кодів ЕСС та/або парності.

Основним недоліком рівнів RAID від 2-го до 4-го є неможливість робити паралельні операції записи, оскільки зберігання інформації про парності використовується окремий контрольний диск. RAID 5 не має цього недоліку. Блоки даних та контрольні суми циклічно записуються на всі диски масиву, немає асиметричності конфігурації дисків. Під контрольними сумами мається на увазі результат операції XOR (що виключає або). Xorмає особливість, яка дає можливість замінити будь-який операнд результатом, і, застосувавши алгоритм xor, Отримати в результаті відсутній операнд. Наприклад: a xor b = c(де a, b, c- три диски рейд-масиву), якщо aвідмовить, ми можемо отримати його, поставивши його місце cі провівши xorміж cі b: c xor b = a.Це можна застосовувати незалежно від кількості операндів: a xor b xor c xor d = e. Якщо відмовляє cтоді eвстає на його місце і провівши xorв результаті отримуємо c: a xor b xor e xor d = c. Цей метод по суті забезпечує стійкість до відмови 5 версії. Для зберігання результату xor потрібно всього 1 диск, розмір якого дорівнює розміру іншого диска в raid.

Переваги

RAID5 набув широкого поширення, в першу чергу завдяки своїй економічністі. Об'єм дискового масиву RAID5 розраховується за формулою (n-1) * hddsize, де n - число дисків масиві, а hddsize - розмір найменшого диска. Наприклад, для масиву з чотирьох дисків по 80 гігабайт загальний обсяг (4 - 1) * 80 = 240 гігабайт. На запис інформації на тому RAID 5 витрачаються додаткові ресурси і падає продуктивність, оскільки потрібні додаткові обчислення та операції запису, зате при читанні (проти окремого вінчестера) є виграш, тому що потоки даних з кількох дисків масиву можуть оброблятися паралельно.

Недоліки

Продуктивність RAID 5 помітно нижче, особливо у операціях типу Random Write (записи у довільному порядку), у яких продуктивність падає на 10-25% від продуктивності RAID 0 (чи RAID 10), оскільки потребує більшої кількості операцій із дисками (кожна операція записи, крім так званих full-stripe write-ов, сервера замінюється на контролері RAID чотирма - дві операції читання і дві операції записи). Недоліки RAID 5 виявляються при виході з ладу одного з дисків - весь том переходить у критичний режим (degrade), всі операції запису та читання супроводжуються додатковими маніпуляціями, різко падає продуктивність. При цьому рівень надійності знижується до надійності RAID-0 з відповідною кількістю дисків (тобто n разів нижче надійності одиночного диска). Якщо до повного відновлення масиву відбудеться вихід з ладу, або виникне непоновна помилка читання хоча б ще на одному диску, то масив руйнується, і дані на ньому відновленню звичайними методами не підлягають. Слід також взяти до уваги, що процес RAID Reconstruction (відновлення даних RAID за рахунок надмірності) після виходу з ладу диска викликає інтенсивне навантаження читання з дисків протягом багатьох годин безперервно, що може спровокувати вихід будь-якого з дисків, що залишилися, у цей найменше. захищений період роботи RAID, а також виявити раніше не виявлені збої читання в масивах cold data (даних, яких не звертаються при звичайній роботі масиву, архівні та малоактивні дані), що підвищує ризик збою при відновленні даних.

Мінімальна кількість дисків, що використовуються, дорівнює трьом.

RAID 6 - схожий на RAID 5, але має більш високий рівень надійності - під контрольні суми виділяється ємність 2-х дисків, розраховуються 2 суми за різними алгоритмами. Потребує потужніший RAID-контролер. Забезпечує працездатність після одночасного виходу з експлуатації двох дисків - захист від кратної відмови. Для організації масиву потрібно щонайменше 4 диски. Зазвичай використання RAID-6 викликає приблизно 10-15% падіння продуктивності дискової групи щодо RAID 5, що викликано великим обсягом обробки для контролера (необхідність розраховувати другу контрольну суму, а також читати та перезаписувати більше дискових блоків під час запису кожного блоку).

RAID 0+1

Під RAID 0+1 може матися на увазі в основному два варіанти:

• два RAID 0 об'єднуються у RAID 1;
• масив об'єднуються три і більше диска, і кожен блок даних записується на два диски даного масиву; таким чином, при такому підході, як і в «чистому» RAID 1, корисний об'єм масиву становить половину від сумарного об'єму всіх дисків (якщо це однакова ємність).

RAID 10 (1+0)

RAID 10 - дзеркальний масив, дані в якому записуються послідовно на кілька дисків, як в RAID 0. Ця архітектура є масивом типу RAID 0, сегментами якого замість окремих дисків є масиви RAID 1. Відповідно, масив цього рівня повинен містити як мінімум 4 диски ( і завжди парна кількість). RAID 10 поєднує в собі високу стійкість до відмов і продуктивність.

Твердження, що RAID 10 є найнадійнішим варіантом для зберігання даних цілком обґрунтовано тим, що масив буде виведений з ладу після виходу з ладу всіх накопичувачів в тому самому масиві. При одному накопичувачі, що вийшов з ладу, шанс виходу з ладу другого в тому самому масиві дорівнює 1/3*100=33%. RAID 0+1 вийде з ладу при двох накопичувачах, що вийшли з ладу у різних масивах. Шанс виходу з ладу накопичувача в сусідньому масиві дорівнює 2/3*100=66%, однак оскільки накопичувач у масиві з накопиченням, що вже вийшов з ладу, вже не використовується, то шанс того, що наступний накопичувач виведе з ладу масив цілком дорівнює 2/2 * 100 = 100%

масив, аналогічний RAID5, проте крім розподіленого зберігання кодів парності використовується розподіл резервних областей - фактично задіюється жорсткий диск, який можна додати масив RAID5 як запасного (такі масиви називають 5+ або 5+spare). У RAID 5 масиві резервний диск простоює до тих пір, поки не вийде з ладу один з основних жорстких дисків, у той час як у RAID 5EE масиві цей диск використовується спільно з іншими HDD весь час, що позитивно впливає на продуктивність масиву. Наприклад, масив RAID5EE з 5 HDD зможе виконати на 25% більше операцій вводу/виводу за секунду, ніж RAID5 масив із 4 основних та одного резервного HDD. Мінімальна кількість дисків для такого масиву – 4.

об'єднання двох (або більше, але це вкрай рідко застосовується) масивів RAID5 в страйп, тобто. комбінація RAID5 і RAID0, що частково виправляє головний недолік RAID5 - низьку швидкість запису даних за рахунок паралельного використання кількох таких масивів. Загальна ємність масиву зменшується на ємність двох дисків, але на відміну від RAID6, без втрати даних такий масив переносить відмову лише одного диска, а мінімально необхідна кількість дисків для створення масиву RAID50 дорівнює 6. Поряд з RAID10, це найбільш рекомендований рівень RAID для використання у додатках, де потрібна висока продуктивність у поєднанні прийнятною надійністю.

об'єднання двох масивів RAID6 у страйп. Швидкість запису підвищується приблизно вдвічі, щодо швидкості запису в RAID6. Мінімальна кількість дисків для створення такого масиву - 8. Інформація не втрачається при відмові двох дисків з кожного RAID 6 масиву

Вітаю всіх, шановні читачі блог сайт. Думаю, багато хто з вас хоч раз зустрічав на просторах інтернету такий цікавий вислів - «RAID масив». Що воно означає і для чого воно може знадобитися пересічному користувачеві, ось про це сьогодні йтиметься. Загальновідомий факт, що є найповільнішим компонентом в ПК, і поступається процесору і .

Щоб компенсувати «вроджену» повільність там, де вона взагалі не доречна (йдеться в першу чергу про сервери і високопродуктивні ПК) придумали використовувати так званий дисковий масив RAID - якусь «зв'язку» з кількох однакових вінчестерів, які працюють паралельно. Таке рішення дозволяє значно підняти швидкість роботи разом із надійністю.

В першу чергу, RAID масив дозволяє забезпечити високу стійкість до відмови жорстких дисків (HDD) вашого комп'ютера, за рахунок об'єднання декількох жорстких дисків в один логічний елемент. Відповідно, для реалізації даної технології вам знадобляться як мінімум два жорсткі диски. Крім того, RAID це просто зручно, адже всю інформацію, яку раніше доводилося копіювати на резервні джерела (, зовнішні вінчестери), тепер можна залишити «як є», бо ризик її повної втрати мінімальний і прагне до нуля, але не завжди, про це трохи нижче.

RAID перекладається приблизно так: захищений набір недорогих дисків. Назва пішла ще з тих часів, коли об'ємні вінчестери коштували дуже дорого і дешевше було зібрати один загальний масив із дисків, меншим. Суть з того часу не змінилася, як і назва, тільки тепер можна зробити з декількох HDD великого об'єму просто гігантське сховище, або зробити так, що один диск дублюватиме інший. А ще можна поєднати обидві функції, тим самим отримати переваги однієї та другої.

Всі ці масиви знаходяться під своїми номерами, швидше за все, ви про них чули - рейд 0, 1...10, тобто масиви різних рівнів.

Різновиди RAID

Швидкісний Рейд 0

Рейд 0 не має нічого схожого з надійністю, адже він лише підвищує швидкість. Вам необхідно як мінімум 2 вінчестери і в цьому випадку дані будуть «розрізатися» і записуватися на обидва диски одночасно. Тобто вам буде доступний повністю об'єм цих дисків і теоретично це означає, що ви отримуєте вдвічі більшу швидкість читання/запису.

Але, давайте уявімо, що один із цих дисків зламався - у цьому випадку неминуча втрата ВСІХ ваших даних. Інакше кажучи, вам все одно доведеться регулярно робити бекапи, щоб потім потім відновити інформацію. Тут зазвичай використовують від 2 до 4 дисків.

Рейд 1 або «дзеркало»

Тут надійність не знижується. Ви отримуєте дисковий простір та продуктивність лише одного вінчестера, зате маєте подвоєну надійність. Один диск ламається – інформація збережеться на іншому.

Масив рівня RAID 1 не впливає на швидкість, проте обсяг - тут у вашому розпорядженні лише половина від загального простору дисків, яких, до речі, у рейд 1 може бути 2, 4 і т.д., тобто парна кількість. Загалом головною «фішкою» рейду першого рівня є надійність.

Рейд 10

Поєднує в собі все найкраще з попередніх видів. Пропоную розібрати – як це працює на прикладі чотирьох HDD. Отже, інформація пишеться паралельно на два диски, а ще на два інші диски ці дані дублюються.

Як результат - збільшення швидкості доступу в 2 рази, але і обсяг лише двох з чотирьох дисків масиву. Але якщо будь-які два диски зламаються - втрати даних не відбудеться.

Рейд 5

Цей вид масиву дуже схожий на RAID 1 за своїм призначенням, тільки тепер уже потрібно мінімум 3 диски, один з них зберігатиме інформацію, необхідну для відновлення. Наприклад, якщо в такому масиві знаходиться 6 HDD, то для запису інформації буде використано всього 5 з них.

Через те, що дані пишуться відразу на кілька вінчестерів - швидкість читання виходить висока, що відмінно підійде для того, щоб зберігати великий обсяг даних. Але, без дорогого рейд-контролера швидкість буде не дуже високою. Не дай Бог один з дисків поламається - відновлення інформації займе купу часу.

Рейд 6

Цей масив може пережити поломку одразу двох вінчестерів. А це означає, що для створення такого масиву вам знадобиться як мінімум чотири диски, при тому, що швидкість запису буде навіть нижчою, ніж у RAID 5.

Зверніть увагу, що без продуктивного рейд-контролера такий масив (6) зібрати навряд чи вдасться. Якщо у вас є лише 4 вінчестери, краще зібрати RAID 1.

Як створити та налаштувати RAID масив

Контролер RAID

Рейд масив можна зробити шляхом підключення кількох HDD до материнської плати комп'ютера, що підтримує цю технологію. Це означає, що така материнська плата має інтегрований контролер, який, як правило, вбудовується в . Але, контролер може бути зовнішній, який підключається через PCI або PCI-E роз'єм. Кожен контролер, як правило, має своє програмне забезпечення для налаштування.

Рейд може бути організований як на апаратному рівні, так і на програмному, останній варіант – найпоширеніший серед домашніх ПК. Вбудований у материнку контролер користувачі не люблять за погану надійність. Крім того, у разі пошкодження материнки відновити дані буде дуже проблематично. На програмному рівні роль контролера відіграє, у разі чого можна буде спокійно перенести ваш рейд масив на інший ПК.

Апаратний

Як зробити RAID масив? Для цього вам потрібно:

1. Дістати десь із підтримкою рейду (у разі апаратного RAID);
2. Купити мінімум два однакових вінчестери. Краще, щоб вони були ідентичні не лише за характеристиками, а й одного виробника та моделі, та підключалися до матів. платі за допомогою одного.
3. Перенесіть усі дані з HDD на інші носії, інакше в процесі створення рейду вони знищаться.
4. Далі, в біосі потрібно включити підтримку RAID, як це зробити у випадку з вашим комп'ютером - підказати не можу, тому що біоси у всіх різні. Зазвичай цей параметр називається приблизно так: SATA Configuration або Configure SATA as RAID.
5. Потім перезавантажте ПК і з'явиться таблиця з більш тонкими налаштуваннями рейду. Можливо, доведеться натиснути комбінацію клавіш ctrl+i під час процедури POST, щоб з'явилася ця таблиця. Для тих, у кого зовнішній контролер, швидше за все, треба буде натиснути «F2». У самій таблиці тиснемо Create Massive і вибираємо необхідний рівень масиву.

Після створення raid масиву в BIOS необхідно зайти в «керування дисками» в ОС –10 і відформатувати нерозмічену область – це і є наш масив.

Програмний

Для створення програмного RAID нічого вмикати або вимикати в BIOS не доведеться. Вам по суті навіть не потрібна підтримка рейду материнською платою. Як вже було згадано вище, технологія реалізується за рахунок центрального процесора ПК та засобів самої вінди. Ага, вам навіть не потрібно ставити ніяке стороннє програмне забезпечення. Правда в такий спосіб можна створити хіба що RAID першого типу, який «дзеркало».

Тиснемо правою кнопкою по «мій комп'ютер»-пункт «управління»-«керування дисками». Потім клацаємо по будь-якому з жорстких, призначених для рейду (диск1 або диск2) і вибираємо "Створити дзеркальний том". У наступному вікні вибираємо диск, який буде дзеркалом іншого вінчестера, потім призначаємо букву та форматуємо підсумковий розділ.

У цій утиліті дзеркальні томи підсвічуються одним кольором (червоним) і позначені однією літерою. При цьому файли копіюються на обидва томи, один раз на один том, і цей файл копіюється на другий том. Примітно, що у вікні «мій комп'ютер» наш масив буде відображатися як один розділ, другий розділ як би прихований, щоб не «мозолити» очі, адже там знаходяться ті самі файли-дублі.

Якщо якийсь вінчестер вийде з ладу, з'явиться помилка «Надмірність, що відмовила», при цьому на другому розділі все залишиться в безпеці.

Підсумуємо

RAID 5 необхідний обмеженого кола завдань, коли набагато більше (ніж 4 диски) кількість HDD зібрано у величезні масиви. Для більшості користувачів рейд 1 - найкращий варіант.Наприклад, якщо є чотири диски ємністю 3 терабайти кожен - у RAID 1 в такому випадку є 6 терабайт об'єму. RAID 5 в цьому випадку дасть більше простору, однак швидкість доступу сильно впаде. RAID 6 дасть ті самі 6 терабайт, але ще меншу швидкість доступу, та ще й вимагатиме від вас дорогого контролера.

Додамо ще RAID дисків і ви побачите, як усе зміниться. Наприклад, візьмемо вісім дисків тієї ж ємності (3 терабайта). У RAID 1 для запису буде доступно лише 12 терабайт простору, половина обсягу буде закрита! RAID 5 в цьому прикладі дасть 21 терабайт дискового простору + можна буде дістати дані з будь-якого пошкодженого вінчестера. RAID 6 дасть 18 терабайт і дані можна дістати з двох дисків.

Загалом, RAID - штука не дешева, але особисто я хотів би мати в своєму розпорядженні RAID першого рівня з 3-терабайтних дисків. Є ще витонченіші методи, на кшталт RAID 6 0, або «рейд з рейд масивів», але це має сенс при великій кількості HDD, мінімум 8, 16 або 30 - погодьтеся, це вже далеко виходить за рамки звичайного «побутового» використання та користується попитом переважно у серверах.

Ось якось так, залишайте коментарі, додавайте сайт в закладки (для зручності), буде ще багато цікавого та корисного, і до швидких зустрічей на сторінках блогу!

Якщо Ви зацікавилися цією статтею, то Ви, мабуть, зіткнулися або маєте намір незабаром зіткнутися з однією з наведених нижче проблем на Вашому комп'ютері:

- явно не вистачає фізичного обсягу вінчестера як єдиного логічного диска. Найчастіше ця проблема виникає під час роботи з файлами великого обсягу (відео, графіка, бази даних);
- явно бракує продуктивності вінчестера. Найчастіше ця проблема виникає під час роботи з системами нелінійного відео монтажу або за одночасного звернення до файлів на вінчестері великої кількості користувачів;
- явно бракує надійності вінчестера. Найчастіше ця проблема виникає при необхідності працювати з даними, які в жодному разі не можна втратити або які повинні бути доступні для користувача. Сумний досвід показує, що навіть найнадійніша техніка іноді ламається і, як правило, у не підходящий момент.

Вирішити ці та деякі інші проблеми може створити на вашому комп'ютері RAID-системи.

Що таке "RAID"?

У 1987 році Паттерсон (Patterson), Гібсон (Gibson) і Катц (Katz) з Каліфорнійського університету Берклі опублікували статтю "Корпус для надлишкових масивів з дешевих дисководів (RAID)". У цій статті описувалися різні типи дискових масивів, що позначаються скороченням RAID - Redundant Array of Independent (або Inexpensive) Disks (надлишковий масив незалежних (або недорогих) дисководів). В основу RAID покладена наступна ідея: об'єднуючи в масив кілька невеликих та/або дешевих дисководів, можна отримати систему, що перевершує за обсягом, швидкістю роботи та надійністю найдорожчі дисководи. До того ж така система з погляду комп'ютера виглядає як єдиний дисковод.
Відомо, що середній час напрацювання на відмову масиву дисководів дорівнює середньому часу напрацювання на відмову одиночного дисководу, поділеного на кількість дисководів у масиві. Внаслідок цього середній час напрацювання на відмову масиву виявляється занадто малим для багатьох програм. Однак дисковий масив можна декількома способами зробити стійким до відмови одного дисководу.

У вищезгаданій статті було визначено п'ять типів (рівнів) дискових масивів: RAID-1, RAID-2, ..., RAID-5. Кожен тип забезпечував стійкість відмову, і навіть різні переваги проти одиночним дисководом. Поряд з цими п'ятьма типами популярність набув також дисковий масив RAID-0, що не має надмірності.

Які рівні RAID і який з них вибрати?

RAID-0. Зазвичай визначається як НЕ надлишкова група дисководів без контролю парності. RAID-0 за способом розміщення інформації по дисководам, що входять до масиву, іноді називається "Striping" ("смугастий" або "тільник"):

Оскільки RAID-0 не має надмірності, аварія одного дисководу призводить до аварії всього масиву. З іншого боку, RAID-0 забезпечує максимальну швидкість обміну та ефективність використання об'єму дисководів. Оскільки для RAID-0 не потрібні складні математичні чи логічні обчислення, витрати на його реалізацію є мінімальними.

Область застосування: аудіо- та відео додатки, що вимагають високої швидкості безперервної передачі даних, яку не може забезпечити одиночний дисковод. Наприклад, дослідження, проведені фірмою Mylex, з метою визначити оптимальну конфігурацію дискової системи для станції нелінійного відео монтажу показують, що, порівняно з одним дисководом, масив RAID-0 із двох дисководів дає приріст швидкості запису/читання на 96% із трьох дисководів. - На 143% (за даними тесту Miro VIDEO EXPERT Benchmark).
Мінімальна кількість дисководів у масиві "RAID-0" – 2шт.

RAID-1. Більш відомий як "Mirroring" ("Дзеркалювання") - це пара дисководів, що містять однакову інформацію та складають один логічний диск:

Запис проводиться на обидва диски в кожній парі. Тим не менш, дисководи, що входять до пари, можуть здійснювати одночасні операції читання. Таким чином, «дзеркалювання» може подвоювати швидкість читання, але швидкість запису залишається незмінною. RAID-1 має 100% надмірність і аварія одного дисководу не призводить до аварії всього масиву - контролер просто перемикає операції читання/запису на дисковод, що залишився.
RAID-1 забезпечує найвищу швидкість роботи серед усіх типів надлишкових масивів (RAID-1 - RAID-5), особливо в розрахованому на багато користувачів оточенні, але найгірше використання дискового простору. Оскільки для RAID-1 не потрібні складні математичні чи логічні обчислення, витрати на його реалізацію є мінімальними.
Мінімальна кількість дисководів у масиві "RAID-1" – 2шт.
Для збільшення швидкості запису та забезпечення надійності зберігання даних кілька масивів RAID-1 можна, своєю чергою, об'єднати у RAID-0. Така конфігурація називається «дворівневий» RAID або RAID-10 (RAID 0+1):

Мінімальна кількість дисководів у масиві "RAID 0+1" – 4шт.
Область застосування: дешеві масиви, у яких головне – надійність зберігання даних.

RAID-2. Розподіляє дані зі страйпів розміром у сектор групи дисководів. Деякі диски виділяються для зберігання ECC (код корекції помилок). Так як більшість дисководів за замовчуванням зберігають коди з ECC для кожного сектора, RAID-2 не дає особливих переваг у порівнянні з RAID-3 і тому практично не застосовується.

RAID-3. Як і у випадку з RAID-2, дані розподіляються по страйпах розміром в один сектор, а один з дисководів масиву відводиться для зберігання інформації про парність:

RAID-3 покладається на коди з ECC, що зберігаються у кожному секторі виявлення помилок. У разі відмови одного з дисководів відновлення інформації, що зберігалася на ньому, можливе за допомогою обчислення виключає АБО (XOR) за інформацією на дисководах, що залишилися. Кожен запис зазвичай розподілено по всіх дисководах і тому цей тип масиву хороший для роботи в додатках з інтенсивним обміном з дисковою підсистемою. Так як кожна операція введення-виводу звертається до всіх дисків масиву, RAID-3 не може одночасно виконувати кілька операцій. Тому RAID-3 хороший для однокористувального однозадачного оточення з довгими записами. p align="justify"> Для роботи з короткими записами потрібна синхронізація обертання дисководів, так як інакше неминуче зменшення швидкості обміну. Застосовується нечасто, т.к. програє RAID-5 з використанням дискового простору. Реалізація потребує значних витрат.
Мінімальна кількість дисководів у масиві "RAID-3" – 3шт.

RAID-4. RAID-4 ідентичний RAID-3 за винятком того, що розмір страйпів набагато більше одного сектора. І тут читання здійснюється з одного дисковода (крім дисковода, що зберігає інформацію про парності), тому можливе одночасне виконання кількох операцій читання. Тим не менш, оскільки кожна операція запису повинна оновити вміст дисководу парності, одночасне виконання кількох операцій запису неможливе. Цей тип масиву немає помітних переваг перед масивом типу RAID-5.
RAID-5. Цей тип масиву іноді називається «масив з парністю, що обертається». Даний тип масиву успішно долає властивий RAID-4 недолік - неможливість одночасного виконання кількох операцій запису. У цьому масиві, як і RAID-4, використовуються страйпивеликого розміру, але, на відміну від RAID-4, інформація про парність зберігається не на одному дисководі, а на всіх дисководах по черзі:

Операції запису звертаються до одного дисководу з даними та іншого дисководу з інформацією про парності. Оскільки інформація про парність для різних страйпів зберігається на різних дисководах виконання кількох одночасних операцій запису неможливе лише в тих поодиноких випадках, коли або страйпи з даними, або страйпи з інформацією про парність знаходяться на тому самому дисководі. Чим більше дисководів у масиві, тим рідше збігається розташування страйпів інформації та парності.
Область застосування: надійні масиви великого обсягу. Реалізація потребує значних витрат.
Мінімальна кількість дисководів у масиві "RAID-5" – 3шт.

RAID-1 чи RAID-5?
RAID-5 проти RAID-1 більш економно використовує дискове простір, оскільки у ньому для надмірності зберігається не «копія» інформації, а контрольне число. У результаті RAID-5 можна об'єднати будь-яку кількість дисководів, з яких тільки один буде містити надмірну інформацію.
Але більш висока ефективність використання дискового простору досягається за рахунок нижчої швидкості обміну інформацією. Під час запису інформації в RAID-5 потрібно щоразу оновлювати інформацію про парність. Для цього треба визначити, які саме біти парності змінилися. Спочатку зчитується стара інформація, що підлягає оновленню. Потім ця інформація перемножується XOR з новою інформацією. Результат цієї операції - бітова маска, в якій кожен біт = 1 означає, що в інформації про парність у відповідній позиції треба замінити значення. Потім оновлена ​​інформація про парність записується на місце. Отже, на кожну вимогу програми записати інформацію, RAID-5 здійснює два читання, два записи та дві операції XOR.
За те, що більш ефективно використовується дисковий простір (замість копії даних зберігається блок парності) доводиться платити: на генерацію та запис інформації про парність йде додатковий час. Це означає, що швидкість запису на RAID-5 нижче, ніж на RAID-1 у співвідношенні 3:5 або навіть 1:3 (тобто швидкість запису на RAID-5 становить від 3/5 до 1/3 швидкості запису RAID-1). Через це RAID-5 безглуздо створювати у програмному варіанті. Їх також не можна рекомендувати у тих випадках, коли саме швидкість запису має вирішальне значення.

Який спосіб реалізації RAID - програмний чи апаратний?

Прочитавши опис різних рівнів RAID, можна помітити, що ніде не згадуються будь-які специфічні вимоги до апаратури, яка необхідна для реалізації RAID. З чого можна зробити висновок, що все, що потрібно для реалізації RAID - підключити необхідну кількість дисководів до контролера, що є в комп'ютері, і встановити на комп'ютер спеціальне програмне забезпечення. Це правильно, але не зовсім!
Справді, є можливість програмної реалізації RAID. Прикладом може бути ОС Microsoft Windows NT 4.0 Server, у якій можлива програмна реалізація RAID-0, -1 і навіть RAID-5 (Microsoft Windows NT 4.0 Workstation забезпечує лише RAID-0 і RAID-1). Однак це рішення слід розглядати як вкрай спрощене, що не дозволяє повністю реалізувати можливості RAID-масиву. Досить зазначити, що з програмної реалізації RAID все навантаження з розміщення інформації на дисководах, обчислення контрольних кодів тощо. лягає на центральний процесор, що природно не збільшує продуктивності та надійності системи. З тих же причин, тут практично відсутні будь-які сервісні функції та всі операції із заміни несправного дисковода, додавання нового дисковода, зміни рівня RAID тощо проводяться з повною втратою даних і при повній забороні виконання будь-яких інших операцій. Єдина перевага програмної реалізації RAID - мінімальна вартість.

- спеціалізований контролер звільняє центральний процесор від основних операцій із RAID, причому ефективність контролера тим паче помітна, що стоїть рівень складності RAID;
- контролери, як правило, мають драйвери, що дозволяють створити RAID практично для будь-якої популярної ОС;
- вбудований BIOS контролера і програми управління, що додаються до нього, дозволяють адміністратору системи легко підключати, відключати або замінювати дисководи, що входять до RAID, створювати кілька RAID-масивів, причому навіть різних рівнів, контролювати стан дискового масиву і т.д. У «просунутих» контролерів ці операції можна робити «на лету», тобто. не вимикаючи системний блок. Багато операцій може бути виконані «фоновому режимі», тобто. не перериваючи поточну і навіть дистанційно, тобто. з будь-якого (звісно за наявності доступу) робочого місця;
- контролери можуть оснащуватися буферною пам'яттю («кеш»), в якій запам'ятовуються кілька останніх блоків даних, що, при частому зверненні до тих самих файлів, дозволяє значно збільшити швидкодію дискової системи.

Недоліком апаратної реалізації RAID є висока вартість RAID-контролерів. Однак, з одного боку, за все (надійність, швидкодія, сервіс) треба платити. З іншого боку, останнім часом, з розвитком мікропроцесорної техніки, вартість RAID-контолерів (особливо молодших моделей) почала різко падати і стала порівнянною з вартістю звичайних дискових контролерів, що дозволяє встановлювати RAID-системи не тільки в дорогі мейнфрейми, а й у сервери. початкового рівня та навіть у робочі станції.

Як вибрати модель RAID-контролера?

Можна виділити кілька типів RAID-контролерів залежно від їх функціональних можливостей, конструктивного виконання та вартості:
1. Контролери дисководу з функціями RAID.
По суті це звичайний дисковий контролер, який завдяки спеціальній прошивці BIOS дозволяє об'єднувати дисководи в RAID-масив, як правило, рівня 0, 1 або 0+1.

Ultra (Ultra Wide) SCSI контролер компанії Mylex KT930RF (KT950RF).
Зовні цей контролер нічим не відрізняється від звичайного SCSI-контролера. Вся "спеціалізація" знаходиться в BIOS, який ніби розділений на дві частини - "Конфігурація SCSI" / "Конфігурація RAID". Незважаючи на невисоку вартість (менше $200) даний контролер має непоганий набір функцій:

- об'єднання до 8 дисководів у RAID 0, 1або 0+1;
- Підтримка Hot Spareдля заміни "на льоту" дисковода, що вийшов з ладу;
- Можливість автоматичної (без втручання оператора) заміни несправного дисководу;
- автоматичний контроль цілісності та ідентичності (для RAID-1) даних;
- наявність пароля для доступу до BIOS;
- програма RAIDPlus, що представляє інформацію про стан дисководів у RAID;
- драйвери для DOS, Windows 95, NT 3.5x, 4.0

Вітаю всіх читачів сайт! Друзі, я давно хотів поговорити з Вами про те, як створити на комп'ютері RAID масив (надлишковий масив незалежних дисків). Незважаючи на складність питання, насправді все дуже просто і я впевнений, багато читачів відразу після прочитання цієї статті візьмуть на озброєння і будуть із задоволенням користуватися цією дуже корисною, пов'язаною з безпекою ваших даних технологією.

Як створити RAID масив і навіщо він потрібний

Не секрет, що наша інформація на комп'ютері практично нічим не застрахована і знаходиться на простому жорсткому диску, який має властивість ламатися в невідповідний момент. Вже давно визнано факт, що жорсткий диск є найслабшим і ненадійним місцем у нашому системному блоці, оскільки має механічні частини. Ті користувачі, які коли-небудь втрачали важливі дані (я в тому числі) через виходу з ладу "гвинта", погорювавши деякий час задаються питанням, як уникнути подібної неприємності в майбутньому і перше, що спадає на думку, це створення RAID-масиву.

Весь сенс надлишкового масиву незалежних дисків у тому, щоб зберегти Ваші файли на жорсткому диску у разі повної поломки цього диска! Як це зробити, - запитайте ви, та дуже просто, потрібно всього лише два (можна навіть різних в обсязі) жорстких дисків.

У сьогоднішній статті ми з Вами за допомогою операційної системи Windows 8.1 створимо з двох чистих жорстких дисків найпростіший і найпопулярніший RAID 1 масив, Його ще називають "Дзеркалювання" (mirroring). Сенс "дзеркала" в тому, що інформація на обох дисках дублюється (записується паралельно) і два вінчестери являють собою точні копії один одного.

Якщо ви скопіювали файл на перший жорсткий диск, то на другому з'являється такий самий файл і як ви вже зрозуміли, якщо один жорсткий диск виходить з ладу, то всі ваші дані залишаться цілими на другому вінчестері (дзеркало). Імовірність поломки одразу двох жорстких дисків мізерна мала.

Єдиний мінус RAID 1 масиву в тому, що купити потрібно два жорсткі диски, а працювати вони будуть як один єдиний, тобто, якщо ви встановите в системний блок два вінчестери в об'ємі по 500 ГБ, то для зберігання файлів буде все ті ж 500 ГБ, а чи не 1ТБ.

Якщо один жорсткий диск з двох виходить з ладу, ви просто берете і змінюєте його, додаючи як дзеркало до встановленого вінчестера з даними і все.

Особисто я, протягом багатьох років, використовую на роботі RAID 1 масив з двох жорстких дисків по 1 ТБ і рік тому сталася неприємність, один "хард" наказав довго жити, довелося його відразу замінити, тоді я з жахом подумав, щоб було, не опинись у мене RAID-масиву, невеликий холодок пробіг по спині, адже зникли б дані накопичені за кілька років роботи, а так я просто замінив несправний "терабайтник" і продовжив роботу. До речі, вдома у мене теж невеликий RAID-масив із двох вінчестерів по 500 ГБ.

Створення програмного RAID 1 масиву із двох порожніх жорстких дисків засобами Windows 8.1

Насамперед встановлюємо в наш системний блок два чисті жорсткі диски. Для прикладу, я візьму два жорсткі диски об'ємом 250 ГБ.

Що робити, якщо розмір вінчестерів різний або на одному жорсткому диску у вас вже знаходиться інформація, читаємо в наступній статті.

Відкриваємо Управління дисками

Диск 0- твердотільний накопичувач SSD із встановленою операційною системою Windows 8.1 у розділі (C:).

Диск 1і Диск 2- Жорсткі диски об'ємом 250 ГБ з яких ми зберемо RAID 1 масив.

Клацаємо правою мишею на будь-якому жорсткому диску та вибираємо «Створити дзеркальний том»

Додаємо диск, який буде дзеркалом для обраного диску. Першим дзеркальним томом ми вибрали Диск 1, отже, у лівій частині вибираємо Диск 2 і натискаємо на кнопку «Додати».

Вибираємо букву програмного RAID 1 масиву, я залишаю букву (D:). Далі

Відзначаємо галочкою пункт Швидке форматування і тиснемо Далі.

У керуванні дисками дзеркальні томи позначаються криваво-червоним кольором і мають одну букву диска, у разі (D:). Скопіюйте на будь-який диск якісь файли і вони відразу з'являться на іншому диску.

У вікні "Цей комп'ютер", програмний RAID 1 масив відображається як один диск.

Якщо один з двох жорстких дисків вийде з ладу, то в керуванні дисками RAID-масив буде помічений помилкою "Надмірність, що відмовила", але на другому жорсткому диску всі дані будуть в безпеці.