RAID je način kombiniranja nekoliko neovisnih i relativno malih diskova u jednu veliku memoriju. Pogoni uključeni u niz su članovi niza. Diskovi se mogu spojiti u niz na različite načine nazvane RAID razine. Ova metoda se koristi za povećanje pouzdanosti ili povećanje brzine razmjene podataka. Kratica RAID prvi put se pojavila 1988. na Sveučilištu Berkeley, u članku kojeg su napisali Patterson, Gibson i Katz. Brojni članci koje su napisali ova tri autora i drugi, identificirali su i klasificirali nekoliko modela zaštite podataka i povećali performanse disk polja.
RAID 0
RAID 0 tehnologija koristi se za povećanje performansi diskovnog sustava. Kada se koristi, podaci se ravnomjerno pišu u male dijelove svakog dijela tvrdog diska koji sudjeluje u stvaranju polja. U isto vrijeme, brzina pristupa podacima povećava se proporcionalno broju medijskih nosača uključenih u stvaranje niza, zbog širenja opterećenja I /O na nekoliko kanala. U tom slučaju kapacitet sustava je jednak zbroju kapaciteta diska. Također, ova se tehnologija razlikuje po jednostavnosti implementacije i dizajna.
Nedostatak ove vrste organizacije je niska pouzdanost pohrane podataka, ako je jedan disk oštećen, sve informacije će biti izgubljene. Stoga se RAID 0 ne preporučuje za sustave koji su namijenjeni pohranjivanju važnih informacija. Ova se tehnologija može koristiti naračunala dizajnirana za uređivanje fotografija i videozapisa, za pripremu materijala za tisak i druge, za izvođenje zadataka koji zahtijevaju visoku propusnost diskovnog sustava.
RAID 1
RAID 1 polje se naziva i zrcaljeno jer se podaci pohranjuju istovremeno na dva ili više pogona. Popularnost je stekla zbog svoje jednostavnosti i visoke razine pouzdanosti. Takva organizacija za pohranu podataka osigurava povećanu produktivnost i povećanu pouzdanost. Međutim, na taj se način iste informacije pohranjuju na dva diska, što povećava troškove pohrane.
RAID 1 se preporučuje za upotrebu na osobnim računalima koja se koriste za obračun plaća, računovodstvo, rad s financijskim programima i druge poslove koji zahtijevaju visoku pouzdanost.
RAID 2
Pohrana podataka u nizu RAID 2 temelji se na korištenju Hammingovog koda. U tom slučaju se za spremanje podataka i ispravljanje pogrešaka koriste odvojeni diskovi. Možete izračunati koliko pogona diska trebate organizirati pomoću sljedećih formula: ako je k broj tvrdih diskova koji se koriste za ispravljanje pogrešaka, podaci će se pohraniti na diskove 2k-k-1. Trebat će vam ukupno 2k-1 tvrdih diskova. Na taj se način može procijeniti da je u cilju pohrane informacija na RAID 2 potrebno najmanje sedam tvrdih diskova (4 s informacijama i 3 za ispravljanje pogrešaka) u usporedbi s nizom RAID 1.
Unatoč činjenici da ova shema organizacije za pohranu podataka pružavisoke pouzdanosti i performansi, praktički se ne koristi zbog činjenice da zahtijeva veliki broj uređaja za pohranu.
RAID 3
S ovom metodom pohrane, jedan tvrdi disk je potreban za paritetne blokove, dok je ostatak podijeljen u blokove. S takvom organizacijom diskovnog niza u slučaju kvara jednog tvrdog diska, informacije se mogu vratiti na pomoćne podatke pohranjene na drugim tvrdim diskovima. Tehnologija RAID 3 jamči visoku brzinu prijenosa i relativno nisku cijenu. Prednost ove vrste pohrane podataka može se nazvati visokim performansama kod čitanja i pisanja, tolerancije na pogreške i niske cijene.
Međutim, zbog čestog pristupa stvara veliko opterećenje na disku, pohranjuje paritetne blokove, tako da je njegova pouzdanost niža od one na disku koji pohranjuje podatke. Također, nedostaci uključuju veliku potrošnju računalnih resursa u softverskoj organizaciji niza i složenost kontrolera u hardveru. RAID 3 se koristi za uređivanje slika, streaming, uređivanje videozapisa i druge aplikacije koje zahtijevaju visoku propusnost.
RAID 4
U RAID 4 nizovima, informacije su raščlanjene u bajtove, a ne u blokove, tako da je brzina rada s malim datotekama prilično visoka. Osigurana je pouzdanost pohrane podataka, kao i za RAID 3 zbog diska, pohranjuje paritetne bitove. Da biste organizirali RAID 4 polja, potrebna su vam najmanje tri tvrda diska. Prednosti ove metode su dobra brzina čitanja i prijenosa informacija je niskaCijena je zbog činjenice da vam je potreban samo jedan disk za paritetne bitove.
Nedostaci ove metode pohrane podataka su složenost upravljačkog sklopa i česti neuspjeh tvrdog diska koji pohranjuje paritetne blokove.
RAID 5
Kada koristite tehnologiju RAID 5, vrijednosti kontrolnog zbroja pohranjuju se na sve pogone koji su uključeni u niz. Zbog toga, uz takvu organizaciju memorije, moguće je provesti paralelne operacije i za čitanje i za bilježenje informacija. Kao kontrolni bitovi koristi se rezultat operacije "isključuje OR". Najmanji broj tvrdih diskova potrebnih za organizaciju niza, kao u RAID 3 i RAID 4 3. Izračunajte maksimalnu količinu podataka pohranjenih u nizu po formuli: (k - 1) * sizeHDD, gdje je k broj tvrdih diskova, a veličina HDD je kapacitet jednog HDD (Ako su u polje uključeni različiti tvrdi diskovi, tada se uzima najmanji tvrdi disk). Tehnologija pohrane RAID 5 je vrlo visoka učinkovitost, dobra pouzdanost i niska cijena.
U slučaju kvara jednog od tvrdih diskova uključenih u razinu polja RAID 5, pouzdanost pohrane podataka naglo opada. Za vraćanje podataka potrebno je velik broj ciklusa čitanja i pisanja, što ponekad može dovesti do kvara drugih diskova uključenih u niz. Također, u tijeku procesa oporavka mogu se pojaviti ranije nepoznate pogreške (one se pojavljuju u rijetko pristupačnim informacijama), što onemogućuje oporavak. Drugi nedostatak je komplicirana izvedba regulatora.
RAID 5 je najsvestraniji način pohranjivanja podataka. koristitakva organizacija podataka na Internetu (www, e-mail) i drugih poslužitelja datoteka.
RAID 6
RAID 6 je proširenje razine RAID 5 koje pruža dodatnu toleranciju na pogreške. Njegova organizacija zahtijeva najmanje pet diskova, tri za podatke i dva za informacije potrebne za oporavak. Kao i kod RAID 5 podaci i kontrolni bitovi pohranjuju se na svim diskovima naizmjence. Kada se koristi takva tehnologija, podaci će ostati isti, čak i ako su dva diska slomljena. Međutim, zbog velikog opterećenja regulatora, performanse takvog sustava bit će niže za oko 10-15%.
RAID 6 je savršeno rješenje za kritične aplikacije.
RAID 7
RAID 7 ne može se nazvati neovisnom razinom RAID-a, prava na njega pripadaju marki tvrtke Storage Computer Corporation. U ovoj metodi potreban je jedan tvrdi disk za vraćanje informacija (paritetni bitovi) i na druge snimljene podatke. Prilikom snimanja podataka na disk koristi se tehnologija predmemoriranja, koja koristi RAM računala. Za pouzdan rad RAID 7 potrebno je neprekidno napajanje, jer se problemi s opskrbom podataka mogu oštetiti u slučaju problema s napajanjem. Arhitektonske značajke RAID 7 uključuju: ugrađeni komunikacijski kanal temeljen na operativnom sustavu, unutarnju brzu sabirnicu za prijenos podataka (X-bus), generaciju paritetnih bitova, integriranu u predmemoriju. Zbog toga je ukupna brzina snimanja 25-90% veća od brzine jednog tvrdog diska i 15 do 6 puta brža od ostalih RAID razina. S povećanjem broja tvrdih diskova koji sudjeluju u nizu, povećava sebilježe performanse i skraćuje vrijeme pristupa podacima. Međutim, treba imati na umu da je RAID 7 čvrsta odluka jednog dobavljača. Također, kako bi se spriječio gubitak podataka, potrebno je računalo spojiti preko UPS-a (neprekidno napajanje).
RAID 0 + 1 (RAID 01)
RAID 0 + 1 je kombinacija polja RAID 0 i RAID 1. Potrebno je najmanje četiri tvrda diska, dva će pohraniti informacije i dva zrcalna kopija , To omogućuje dobru brzinu pristupa podacima, usporedivu s RAID 0 i toleranciju na pogreške, kao što je to slučaj s tehnologijom RAID 1. Međutim, ukupni kapacitet tvrdih diskova trebao bi biti dvostruko veći od količine pohranjenih podataka. Računala s takvom organizacijom za pohranu podataka obično se koriste u datotečnim poslužiteljima i obradi slika.
RAID 1 + 0 (RAID 10)
Niz napravljen pomoću tehnologije RAID 1 + 0 organiziran je kao zrcalo. Informacije u njemu podijeljene su na male dijelove i nalaze se na nekoliko tvrdih diskova. Takva shema organizacije podataka je, u biti, RAID 0 tehnologija, čiji su segmenti RAID 1 nizovi.Za organiziranje polja RAID razine 10, potrebna su najmanje četiri tvrda diska. Niz RAID 1 + 0 karakterizira visoka brzina i vrlo dobra pouzdanost pohrane podataka. Pod određenim okolnostima, polje RAID 1 + 0 može održati performanse, čak i ako se istodobno pokreće više tvrdih diskova. Nedostatak ove vrste pohrane podataka je visoka cijena i niska skalabilnost. Niz RAID 1 + 0 najčešće se koristi u poslužiteljima baze podatakapodaci za koje su važni visoki učinci i tolerancija na pogreške. RAID 1E
RAID 1E je napredni niz RAID 1. Izgrađen je kao ogledalo, ali sposoban za rad s neparnom količinom tvrdih diskova. Postoje dva načina za organiziranje polja RAID 1E:
Blizina (također se naziva prugasta). Ovom metodom pohranjivanja podataka prvi dio podataka se zapisuje na tvrde diskove 1 i 2. Drugi dio - na 3 i 4 tvrde diskove. Ako su fizički tvrdi diskovi gotovi, na primjer, postoje samo tri u sustavu, a zatim zapis počinje s prvim. To jest, u slučaju triju tvrdih diskova, prvi dio podataka na diskovima se piše 1 i 2, drugi na 3 i 1, i tako dalje.
Kada se koristi metoda umetanja podataka o pohranjivanju, pojavljuje se u sektorima. U ovom slučaju, prvi sektor je zabilježena informacija, au drugom punoj kopiji. U trenutku prijelaza iz jednog sektora u drugi, broj uređaja za pohranu se povećava za jedan, odnosno dolazi do prijelaza na sljedeći uređaj za pohranu. Podaci se pohranjuju sljedećim redoslijedom: prvi disk u prvom sektoru snima prvi dio podataka, a drugi disk u drugom sektoru je njihova puna kopija. Sljedeći dio podataka bilježi se na prvom sektoru drugog diska i drugom sektoru trećeg tvrdog diska.
Da biste organizirali niz RAID 1E, potrebna su najmanje tri uređaja za pohranu. Prednosti ove metode su visoke performanse, kratko vrijeme pristupa i mogućnost korištenja zrcalne pohrane informacija na neparnom broju uređaja. Nedostaci uključuju visoke troškove skladištenjaPodaci (kao u RAID 1 za pohranu podataka koriste se samo polovice ukupnog kapaciteta svih tvrdih diskova), jedan od uređaja za pohranu je dopušten za odbijanje, tako da se za korištenje RAID-a 10 preporuča korištenje dvojnog broja tvrdih diskova. na različite načine:
Koristeći upravljačke programe operativnog sustava, to se naziva softverski RAID.
S posebnom opremom ova se metoda naziva hardverski RAID.
Implementacija softvera
Softverska podrška za RAID razine jedan je od najjeftinijih načina za stvaranje RAID polja. Trenutno, gotovo svaki operativni sustav ima ugrađenu mogućnost RAID-a, ali ne za sve razine RAID-a. Windows Home Release omogućuje vam stvaranje samo RAID 0 dok RAID 1 i RAID 5 mogu biti kreirani samo pomoću izdanja Windows poslužitelja. RAID polje stvoreno sa sustavom Windows neraskidivo je povezano s operativnim sustavom, pa se njegove particije ne mogu koristiti za organiziranje dvostrukog dizanja. Operacijski sustavi temeljeni na linuxu s kernelom 2528 i kasnije podržavaju RAID 0 RAID 1 RAID 4 RAID 5 RAID 6 RAID 10. RAID 6 je podržan s bilo kojim načinom pohranjivanja informacija. Operativni sustav FreeBSD, počevši od verzije 7.2, omogućuje organiziranje RAID niza ulazne razine 015 6. Kada organizacija RAID-a koristi računalni procesor, što smanjuje performanse cijelog sustava. U slučaju RAID 0 polja i 1 procesor preuzimanje je zanemarivo, ali za RAIDParitet (na primjer, RAID 2 RAID 3 RAID 4 RAID 5 RAID 5) pokretanje procesora može biti u rasponu od 1 do 5 posto, ovisno o snazi CPU-a i broju tvrdih diskova. Osim toga, postoje određena ograničenja za korištenje softverskog RAID niza za organiziranje pokretanja sustava. Samo RAID 1 može sadržavati particiju za pokretanje. Učitavanje sustava nije moguće sa softverom RAID 5 i RAID 0.
Implementacija hardvera
Hardverski RAID se stvara pomoću posebne opreme. Ovaj način pohranjivanja podataka ima brojne prednosti u odnosu na implementaciju hardvera:
ne koristi procesor računala;
dopušta korisniku da kreira boot particije na bilo kojoj razini RAID-a;
podržava "vruću" zamjenu.
Značajke
Svako RAID polje ima svoje jedinstvene karakteristike:
Tolerancija grešaka, koja je mogućnost pružanja zaštite podataka, kada jedan ili više tvrdih diskova ne uspije.
Produktivnost, koja pokazuje povećanje brzine čitanja i pisanja cijelog niza u usporedbi s jednim diskom.
Kapacitet polja pokazuje količinu podataka koja se može zapisati u RAID. Kapacitet ovisi o RAID razini i ne odgovara uvijek količini podataka pohranjenih na tvrdim diskovima koji su uključeni u polje.
Kratki opis
Da biste odredili koji je niz prava za vas, slijedi kratak opis svake razine:
RAID 0 Array: Pruža dobru brzinu prijenosa podataka, ali niskutolerancija kvarova Zahtijeva najmanje dva diska.
Niz RAID 1: ima visoku pouzdanost pohranjivanja podataka pri malim brzinama. Najmanji broj tvrdih diskova je dva.
RAID 2: Ima dobru brzinu i pouzdanost pohranjivanja informacija, ali se rijetko koristi, jer njegova organizacija zahtijeva mnogo tvrdih diskova.
RAID 3: Ima dobru pristupnu brzinu i prosječnu pouzdanost. Trošak pohranjivanja informacija je relativno nizak.
RAID 4: Ima dobru brzinu, toleranciju na pogreške i nisku cijenu pohrane podataka. Nedostatak je složenost hardverskog kontrolera.
RAID 5: Pruža veliku brzinu i dobru toleranciju na pogreške. Smatra se da je to najsvestraniji način organiziranja pohrane podataka.
RAID 6: Osigurava visoku toleranciju na pogreške.
RAID 7: Tehničko rješenje američke tvrtke SCC. Za pouzdan rad trebate koristiti UPS.
RAID 01 i RAID 10 su kombinacija RAID 0 i RAID 1.
Ovisno o tome što vam je potrebno (visoka učinkovitost, pouzdanost ili niska cijena), možete odabrati način pohranjivanja podataka koji su vam najprikladniji.
Nedostatak ove vrste organizacije je niska pouzdanost pohrane podataka, ako je jedan disk oštećen, sve informacije će biti izgubljene. Stoga se RAID 0 ne preporučuje za sustave koji su namijenjeni pohranjivanju važnih informacija. Ova se tehnologija može koristiti naračunala dizajnirana za uređivanje fotografija i videozapisa, za pripremu materijala za tisak i druge, za izvođenje zadataka koji zahtijevaju visoku propusnost diskovnog sustava.
Nedostaci ove metode pohrane podataka su složenost upravljačkog sklopa i česti neuspjeh tvrdog diska koji pohranjuje paritetne blokove.
