Доброго времени суток друзі.
Хотіли б збільшити ємність, потужність і довговічність жорстких дисків? Це можливо, а спосіб ви дізнаєтеся з цієї статті. Зокрема, ми розберемо, що таке RAID масиви. Відповідь на це питання і додаткова корисна інформація допоможуть вам удосконалити роботу свого сервера.
Про технологію
Щоб збільшити дисковий простір, а разом з цим, швидкодія компа, логічно встановити ще один хард. Адже так? Однак мало лише мати кілька накопичувачів - потрібно налагодити між ними взаємодія. Але раптом в подальшому один з них вийде з ладу, тоді загубляться дані на всіх з них?
Якщо ви віддавалися таким міркуванням, можете розслабитися, так як є рішення даної проблеми - технологія RAID. Завдяки їй кілька хардов об'єднуються в один логічний вузол, відбувається віртуалізація даних. Частина пам'яті в ньому залишається закритою для користувача: вона використовується тільки для службових завдань. Це дозволило добитися відмовостійкості накопичувачів.
Продуктивність роботи сервера підвищується через одночасну і гармонійної роботи декількох пристроїв відразу. Чим їх більше (але всьому є межа), тим краще.
Розшифровка: що було і стало?
Коли розробники Гібсон, Петтерсон і Катц запропонували в 1987 році технологію RAID, під абревіатурою малася на увазі така розшифровка: «надлишковий (резервний) масив недорогих дисків». Останніми вважалися HDD для старих ПК.
Але в наш час ситуація змінилася: почали використовувати дорогі матеріали для виробництва контролерів і самих жорстких дисків, тому в згаданому визначенні слово «недорогі» замінено на «незалежні».
Однак це не означає, що тепер RAID не може дозволити собі проста людина. На даний момент технологія популярна. Адже колись доступні тільки великим підприємствам сервера з SCSI-накопичувачами зараз поширені і серед невеликих організацій. Також деякі виробники материнок, такі як Asus, Gigabyte, вже впаивают в свої продукти IDE RAID-контролери.
Як взаємодіють накопичувачі?
Щоб організувати пристроїв злагоджену роботу, можуть використовуватися 2 способи:
- Паралельний доступ. Дисковий простір розділяється на блоки, куди поміщаються файли. Під час запису вони теж діляться на такі ж смужки, які відправляються на кілька дисків відразу. За рахунок цього збільшується продуктивність запису даних.
Припустимо, вам потрібно записати інформацію вагою 64 кб, а ємність однієї смужки на диску становить 8 кб. Значить, дані буде поділені на 8 частин і розміщені в таку ж кількість блоків. Якщо при цьому в масиві є 4 накопичувача, то одночасно можуть бути записані 4 блоки, тобто 32 кб за раз. Як видно, продуктивність дискового простору збільшена в 4 рази.
Таким чином, паралельний спосіб може застосовуватися тільки, якщо обсяг запиту на запис перевищує ємність одного блоку. Але вище наведений приклад ідеальної ситуації. Рідко виходить поділити дані на частини, відповідні обсягом блоків. У таких випадках застосовується другий спосіб організації взаємодії накопичувачів.
- Незалежний доступ. Запис здійснюється на один пристрій з масиву. Перевага способу в тому, що якщо знадобиться одночасний запис різної інформації, вона буде виконуватися на різні накопичувачі: операції не завадять один одному і не знизять швидкодію системи.
рівні RAID
Залежно від того, який використовується спосіб організації дискового простору, існують різні типи масивів. Правильно їх називати рівнями:
0 - Найефективніший, але і найбільш уразливий рівень. При записи файли поділяються на блоки відповідно до кількості дисків. Це збільшує їхню пропускну здатність. Однак при збої в одному з накопичувачів можуть втратитися матеріали і на інших.
1 - Цьому масиву властива 100-процентна надмірність. Запис даних здійснюється за принципом дзеркала. Вони не діляться на смужки, а просто копіюються на кілька дисків відразу. Це означає, що при поломці одного з них, знайти інформацію можна на іншому. Також підвищується швидкість відгуку, адже інфа може зчитуватися одночасно з декількох накопичувачів.
Однак в RAID 1 є і недолік - висока вартість. Вам вкрай важливо не втратити цінні файли? Тоді витрати на цей масив будуть виправдані.
2 - У цьому рівні застосовуються коди виправлення помилок Хемминга, завдяки чому коригуються поодинокі і виявляються подвійні збої. Причому відбувається це блискавично.
Вам потрібно швидко передавати файли великих обсягів? Цей масив підійде. Але він теж обійдеться вам недешево. Також він не здатний обробляти велику кількість запитів, що надходять одночасно.
3 - Це відмовостійкий варіант, при якому передача даних здійснюється паралельно. Принцип роботи такий: файли поділяються на байти і розміщуються по всьому Харді, крім одного, де зберігається контрольна інфа.
Отже, при виході з ладу будь-якого з накопичувачів, ви все одно не втратите важливі матеріали. До того ж ви отримуєте високу швидкість обміну. Цей тип масиву підійде для використання додатків великого обсягу при нечастих зверненнях.
4 - Суть цієї версії та ж, що і попередній. Різниця між ними полягає в тому, що у RAID 4 більш об'ємні блоки, що перевершують розмір записуваних на них даних. Тут діє схема незалежного доступу, тому HDD можуть швидко обробляти кілька операцій одночасно.
5 - У даному випадку має бути мінімум 3 диска. Масив схожий з попереднім варіантом архітектурою незалежного доступу і великий ємністю. Відрізняється тим, що контрольна сума даних записується нема на окремий хард, а на все відразу.
Але вам дається в користування дисковий простір, об'ємом на один диск менше. Тобто якщо у вас встановлені 3 накопичувача по 10 Гб, то ви зможете працювати тільки з 20 Гб.
6 - Те ж, що і 5 версія, але з двома блоками парності. Це означає, що при поломці, наприклад, двох дисків ви все ще зможете відновити свої матеріали. Однак таке рішення відняло частину дискового простору, а також від попередника масив успадкував низьку швидкість роботи.
7 - Технологія схожа на 4 рівень, але вдосконалена: доданий кеш даних і швидкий контролер для обробки запитів. За рахунок цього знижено кількість звернень до хард при обчисленні контрольної суми, завдяки чому підвищилася швидкодія системи.
Існують ще комбіновані масиви, які доповнюють один одного не тільки перевагами, але і недоліками. Наприклад, RAID 5 + 0 так само залишається не особливо надійним, проте володіє більшою продуктивністю, ніж просто 5 версія. Також існують об'єднані рівні 1 + 5, 1 + 0, 3 + 0 і т. Д.
Фізичне виконання RAID
Які накопичувачі ви будете використовувати для організації взаємозв'язку між ними, не має значення. Це можуть бути SATA, SSD, SAS, SCSI і ін. До того ж до них вам знадобиться RAID-контролер, який виступить в ролі сполучної ланки між дисками і сервером. Він буде генерувати надлишкову інформацію під час запису, розподіляти її серед хардов згідно заданому способу і перевіряти дані при читанні.
Ці пристрої бувають зовнішніми, внутрішніми або інтегрованими в системну плату. Також вони відрізняються інтерфейсами: IDE купують, в основному, для серверів початкового рівня, а SCSI - більш високого.
У контролерів може бути різна кількість каналів для під'єднання HDD. Майте на увазі, що до одного з них можна підключити відразу декілька дисків. Але краще не робити цього, особливо у випадку з IDE RAID-приладами, тому що підключені до одного каналу 2 жорстких диска все одно не зможуть працювати паралельно.
Ще одна відмінність: версія SCSI підтримує всі рівні, а IDE, як правило, тільки 0 і 1, іноді 5 і 0 + 1.