Информация о RAID-массивах
RAID-системы
Пожалуй, самыми распространенными устройствами хранения информации являются жесткие диски. Они обеспечивают довольно высокую скорость передачи данных, однако имеют очень важный недостаток: надежность современных жестких дисков оставляет желать лучшего. Несмотря на то, что производители пытаются повысить отказоустойчивость своей продукции, жесткие диски все равно остаются менее надежными устройствами хранения информации, по сравнению с другими аппаратными средствами. Например, при выходе из строя жесткого диска теряется вся хранимая на нем информация, что не может устроить администраторов, предъявляющих хоть какие-то требования к сохранности своих данных. При этом выход диска из строя - это всего лишь вопрос времени. Для решения этой проблемы применяются RAID-массивы.
RAID-массив - технология, разработанная в 1987 году, основанная на использовании обычных жестких дисков. При этом такая технология обеспечивает более быстрый доступ к данным и повышенную отказоустойчивость.
Технология RAID-массивов основана на разбиении информации на блоки и записи ее на отдельные диски; параллельно с записью вычисляются контрольные суммы, которые хранятся в предусмотренном для этого месте (в зависимости от способа реализации RAID-массива). Хранение контрольных сумм позволяет восстановить информацию в случае выхода из строя одного из дисков, а несколько одновременных процессов чтения/записи на раздельные диски увеличивает производительность дисковой подсистемы.
Существуют различные способы реализации RAID-систем; их так же называют уровнями RAID. Наибольшее распространение получили уровни 0, 1, 3, 5.
- 0-уровень
- 1-уровень
- 3-уровень
- 5-уровень
Самый производительный уровень, но вместе с этим, пожалуй, самый ненадежный.
Здесь подразумевается разбиение информации на блоки и поблочное хранение
ее на раздельных дисках массива без вычисления контрольных сумм. По
этой причине из-за выхода из строя одного диска вся хранимая в массиве
информация будет утеряна.
Применяют такую систему хранения там, где необходима быстрая передача большого объема данных и одновременно с этим эффективным образом решена проблема резервного копирования. Достоинством данного уровня можно считать стопроцентное использование дискового пространства, то есть относительно низкую стоимость, а к недостаткам можно отнести плохую надежность хранения данных.
Этот уровень RAID отличается отсутствием поблочной записи. Вся информация,
хранимая на одном жестком диске "зеркалируется". Таким образом, в
случае выхода из строя первого носителя, пользователи могут работать
с информацией со второго, не обращая внимания на возникающие технические
трудности.
Достоинством этого уровня RAID можно считать то, что увеличивается надежность хранения данных и не требуется дополнительных затрат времени на восстановление информации в случае поломки жесткого диска. Недостатком можно считать низкий коэффициент использования дискового пространства (50%), следствием чего является высокая стоимость хранения данных. Реализация 1-го уровня RAID оправдана в тех случаях, когда затраты на наладку системы безопасности данных велики, по сравнению с затратами, связанными с избыточностью дискового пространства.
Этот уровень RAID подразумевает поблочную запись данных на диски массива и
одновременную запись вычисляемых контрольных сумм на выделенный диск.
В случае выхода из строя одного диска информация восстанавливается
с помощью специальных алгоритмов.
Достоинствами этого уровня RAID являются высокий коэффициент использования дискового пространства, то есть относительно низкая стоимость, а так же быстрое считывание информации, так как при этом не происходит обращение к выделенному диску, хранящему контрольные суммы. Недостатком можно считать низкую скорость записи.
Отличие этого уровня RAID от 3-го заключается в том, что контрольные суммы
записываются не на выделенный диск, а циклически по всему массиву.
В случае выхода из строя одного диска данные восстанавливаются с помощью
информации с остальных носителей. Производительность системы, реализованной
данным образом может быть значительно выше, чем у RAID 3-го уровня.
Дело в том, что из-за отсутствия выделенного диска с контрольными
суммами становится возможным ведение нескольких операций записи одновременно.
Таким образом, RAID 5-го уровня обладает достаточно высокой скоростью чтения/записи и довольно высоким коэффициентом использования дискового пространства.
Способы построения RAID
Также следует выделить различные способы построения RAID-систем.
Самым дешевым является программный способ (Soft Raid). RAID уровней 0 и 1 может быть реализован средствами ОС Windows NT(2000, XP, 2003), Novell Netware. Unix (Linux) системы поддерживают разнообразные методы построения почти всех уровней RAID(0, 1, 5 и пр). Но из-за большой вероятности потери данных в случае аварийной ситуации, а также высокой загрузки центрального процессора следует признать такой способ реализации RAID-систем самым неэффективным.
Для повышения надежности, производительности и масштабирования RAID-систем могут использоваться контроллеры, устанавливаемые в слот расширения сервера. К достоинствам такого способа можно отнести то, что появляется возможность замены и добавления жестких дисков без потери данных. Недостатком является привязка внутренних контроллеров к определенной платформе и операционной среде. Так же эффективность такого решения сильно зависит от состояния сервера.
Самым производительным и надежным считаются внешние RAID-системы. Такие RAID-массивы могут быть собраны на основе внешних контроллеров или представлять собой законченное решение. Настройка внешнего RAID-массива не требует драйверов, а диски массива могут легко заменяться. Внешние RAID-системы и сервер могут быть разнесены на значительное расстояние, что повышает надежность хранения информации в случаях различных ЧП.
