RAID-массивы

RAID (Redundant Array of Independent Disks) – это дисковый массив из нескольких жестких дисков. RAID-массивы можно классифицировать по исполнению RAID контроллера, по типам поддерживаемых устройств и по поддерживаемым уровням RAID.

У RAID-технологии есть преимущества, о которых мы Вам сейчас расскажем:

1. Увеличенный объем за небольшую цену

В RAID-массиве можно использовать несколько дешевых жестких дисков, что позволит хранить большой объем информации за небольшую сумму.

2. Производительность

При использовании RAID-массив с несколькими жесткими дисками, вы получите большую производительность. Скорость чтения-записи существенно возрастет.

3. Отказоустойчивость и надежность

Шанс того, что информация на вашем компьютере будет повреждена и недоступна для восстановления стремительно падает. Отказоустойчивость и надежность хранения данных обеспечиваются выделением на цели резервирования отдельного устройства.

У технологии RAID-массивов существуют и минусы. Платой за производительность и надежность становится сложность системы, а также необходимость закупать дополнительное оборудование. Однако эта цена невелика по сравнению с потенциальными убытками, которые может понести пользователь при потере информации или внезапной поломке накопителя.

Для установки RAID-массива потребуется материнская плата с поддержкой рейд-технологии и как минимум два жестких диска одного типа (совпадающие по всем параметрам), подключенных к материнской плате.

RAID также часто используется в NAS-серверах, которые, по сути, представляют собой компьютер с дисковым массивом, подключенный к сети и поддерживающий протоколы, принятые в сети. Несколько таких компьютеров могут быть объединены в одну систему

Стоить отметить, что при создании или удалении RAID вся информация на дисках удаляется. То есть желательно сделать резервную копию важных данных.

Приоритетным решением для размещения дисков на сервере являются именно Hardware (аппаратные) контроллеры. При большой нагрузке на систему дисков лишь отдельное оборудование RAID-контроллера может работать стабильно. Оно подключается через разъем PCI к материнской плате и самостоятельно решает задачи управления жестких дисков. Данный вид контроллера выполняет вычислительные задачи без нагрузки на основной процессор с помощью выделенному автономному ЦП, тем самым обеспечивая надёжное зеркальное отображение данных и их скорость.

В то же время аппаратная архитектура RAID сложнее, так как требует специальных аппаратных компонентов. Контроллер массива, которая чаще всего называется адаптером RAID, содержит собственный калькулятор XOR, вспомогательную память и каналы SCSI или UDMA. Такая архитектура позволяет достичь значительного увеличения производительности. Однако для систем начального уровня, где серверный процессор занят небольшим количеством задач, разница между аппаратной и программной архитектурами почти незаметна. Зато это очень заметно при значительной нагрузке на подсистему ввода-вывода. Соответственно, аппаратные реализации RAID дороже программных.

Полностью автономные системы представляют собой отдельный компьютер, использующийся для организации систем хранения. Внешний контроллер размещается в отдельной стойке и обычно имеет большое количество каналов ввода-вывода, включая хост-каналы. Это позволяет подключать к системе несколько хост-компьютеров и организовывать кластерные системы. В системах с автономным контроллером можно устанавливать контроллеры «горячего» резерва. Самый главный недостаток аппаратных контроллеров является их высокая цена.

Программный RAID – это самый бюджетный и распространенный вариант. Дисковые массивы создаются в самой операционной системе посредством специальных утилит. Обработкой данных занимается центральный процессор.

Операционная система обеспечивает программную поддержку управления дисками для разных типов RAID. Его можно использовать как самое дешевое решение, так как для его подходящей замены не потребуются дорогие платы контроллеров, накопителей и шасси.

Программный RAID-контроллер работает также с более дешевыми дисками IDE или SCSI. Производительность Software RAID в некоторых случаях может быть лучше, чем у Hardware RAID.

Программный RAID можно собрать почти в любой ОС. Производительность программного массива зависит от производительности процессора, типа RAID и нагрузки.

Главным плюсом Software RAID – невысокая стоимость. Однако есть и недостатки в виде низкой производительности и постоянной дополнительной нагрузки на процессор. То есть программная реализация лучше всего подходит к работе с теми массивами дисков, которые не требуют объемных вычислений. Так как стандартные ОС предлагают поддержку нескольких уровней RAID (0, 1, 5 и т. д.), цена программных контроллеров чаще всего равна нулю.

RAID 1 предполагает полное копирование данных с одного физического диска на другой.

К недостаткам RAID 1 можно отнести то, что вы получаете в два раза меньше дискового пространства. Например, если вы используете 2 диска по 250 Гб, то массив будет видеть только один диск. Этот тип не имеет высокую скорость, однако повышает уровень отказоустойчивости. Огромным преимуществом является возможность дублирования информации, что при потере данных позволяет восстановить информацию.

RAID 0 разделение информации на блоки и одновременная запись разных блоков на разные диски.

Такая технология повышает скорость чтения и записи, позволяет пользователю использовать полный суммарный объем дисков, однако понижает отказоустойчивость. То есть в случае вывода машины из строя будет потеряна вся информация. Для сборки RAID 0 рекомендуется использовать исключительно высоконадежные диски.

RAID 5 можно назвать более усовершенствованным RAID 0. Скорость работы такого массива высокая. На восстановление информации в случае замены диска потребуется много времени.

Отличаются друг от друга только размерами блока. На практике практически не используются в связи с необходимостью отдавать большую долю дисковой емкости под хранение кодов ЕСС и четности, а также в связи с невысокой производительностью.

Можно считать, что RAID-массив 10 является миксом 1 и 0 массивов. Объединяет в себе все плюсы данных массивов: высокая производительность и отказоустойчивость.

Массив обязательно содержит четное количество дисков и является самым надежным вариантом сохранения информации. Недостатком является высокая стоимость дискового массива.