Raid 1-ի նկարագրությունը. RAID զանգվածներ - հուսալիություն և կատարում: Ինչու՞ դա տեղի ունեցավ ընդհանրապես

RAID (անկախ սկավառակների ավելորդ զանգված)- անկախ սկավառակների ավելորդ զանգված, այսինքն. ֆիզիկական ասոցիացիա կոշտ սկավառակներմեկ տրամաբանական մեկի մեջ ցանկացած խնդիր լուծելու համար: Ամենայն հավանականությամբ, դուք կօգտագործեք այն սխալների հանդուրժողականության համար: Եթե ​​սկավառակներից մեկը ձախողվի, համակարգը կշարունակի աշխատել: Օպերացիոն համակարգում զանգվածը սովորական HDD-ի տեսք կունենա: RAID- զանգվածները առաջացել են սերվերային լուծումների հատվածից, սակայն այժմ լայնորեն կիրառվում են և արդեն օգտագործվում են տանը: RAID-ը կառավարելու համար օգտագործվում է ինտելեկտով հատուկ չիպ, որը կոչվում է RAID կարգավորիչ։ Սա կամ չիպսեթ է մայր տախտակի վրա, կամ առանձին արտաքին տախտակ:

RAID զանգվածների տեսակները

Սարքավորումներ- սա այն դեպքում, երբ հատուկ միկրոշրջան վերահսկում է զանգվածի վիճակը: Չիպն ունի իր սեփական պրոցեսորը և բոլոր հաշվարկները ընկնում են դրա վրա՝ ազատելով սերվերի պրոցեսորը ավելորդ ծանրաբեռնվածությունից։

Ծրագիրայն է, երբ կառավարվում է զանգվածի վիճակը հատուկ ծրագիրՕՀ-ում: Այս դեպքում սերվերի պրոցեսորի վրա լրացուցիչ բեռ կստեղծվի: Չէ՞ որ բոլոր հաշվարկներն ընկնում են նրա վրա։

Անհնար է միանշանակ ասել, թե ռեյդի որ տեսակն է ավելի լավ։ Ծրագրային ռեյդի դեպքում մենք կարիք չունենք թանկարժեք ռեյդի վերահսկիչ գնելու: Որը սովորաբար արժե 250 դոլարից: (կարելի է գտնել $70-ով, բայց ես ռիսկի չեմ ենթարկի տվյալները) Բայց բոլոր հաշվարկները ընկնում են սերվերի պրոցեսորի վրա: Ծրագրային ապահովում

իրականացումը հարմար է 0-ի և 1-ի արշավանքների համար: Դրանք բավականին պարզ են և չեն պահանջում մեծ հաշվարկներ աշխատելու համար: Հետեւաբար, ծրագրային արշավանքները ավելի հաճախ օգտագործվում են լուծումներում մուտքի մակարդակ. Սարքավորումների արշավն իր աշխատանքում օգտագործում է ռեյդի վերահսկիչ: Raid վերահսկիչն ունի իր սեփական պրոցեսորը հաշվարկների համար, և հենց նա է կատարում I/O գործողություններ:

RAID մակարդակները

Դրանք բավական են։ Սրանք հիմնականներն են՝ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 և համակցվածները՝ 10, 30, 50, 53... Մենք կդիտարկենք միայն ամենատարածվածները, որոնք օգտագործվում են ժամանակակից ձեռնարկությունում։ ենթակառուցվածքը։ Դիագրամներում D տառը նշանակում է Տվյալներ (տվյալներ) կամ տվյալների բլոկ:

RAID 0 (գծավոր սկավառակի զանգված՝ առանց սխալների հանդուրժողականության)

Նա շերտավոր է: Սա այն դեպքում, երբ երկու կամ ավելի ֆիզիկական կրիչներ միավորվում են մեկ տրամաբանական դրայվի մեջ՝ տարածքը համախմբելու նպատակով: Այսինքն՝ մենք վերցնում ենք երկու սկավառակ՝ յուրաքանչյուրը 500 ԳԲ, միավորում ենք RAID 0-ի մեջ և համակարգում տեսնում ենք 1 HDD՝ 1 ՏԲ տարողությամբ։ Տեղեկատվությունը բաշխվում է բոլոր ռեյդ սկավառակների վրա հավասարաչափ փոքր բլոկների (շերտերի) տեսքով:

Կողմ – Բարձր կատարողականություն, իրականացման հեշտություն:

Դեմ - սխալների հանդուրժողականության բացակայություն: Այս ռեյդն օգտագործելիս համակարգի հուսալիությունը կիսով չափ կրճատվում է (եթե երկու սկավառակ ենք օգտագործում): Ի վերջո, եթե գոնե մեկ սկավառակը ձախողվի, դուք կորցնում եք բոլոր տվյալները:

RAID 1 (հայելային և կրկնակի ձևավորում)

Նա հայելի է։ Սա այն դեպքում, երբ երկու կամ ավելի ֆիզիկական սկավառակներ միավորվում են մեկ տրամաբանական սկավառակի մեջ՝ սխալների հանդուրժողականությունը բարձրացնելու համար: Տեղեկատվությունը գրվում է զանգվածի երկու սկավառակների վրա միանգամից, և երբ նրանցից մեկը դուրս է գալիս, տեղեկատվությունը պահվում է մյուսի վրա:

Կողմ - կարդալու/գրելու բարձր արագություն, իրականացման հեշտություն:

Դեմ - բարձր ավելորդություն: 2 սկավառակ օգտագործելու դեպքում սա 100% է։

RAID 1E

RAID 1E-ն աշխատում է այսպես՝ երեք ֆիզիկական սկավառակներ միավորվում են զանգվածի մեջ, որից հետո ստեղծվում է տրամաբանական ծավալ։ Տվյալները բաշխվում են սկավառակների վրա բլոկներով: Տվյալների հատվածը (շերտը), որը նշված է **-ով, նախորդ * հատվածի պատճենն է: Այս դեպքում հայելային պատճենի յուրաքանչյուր բլոկ գրվում է տեղաշարժով մեկ սկավառակի վրա

Խափանման հանդուրժող ամենապարզ լուծումը, որն իրագործվում է, RAID 1-ն է (Mirroring), երկու սկավառակի հայելային պատկեր: Տվյալների բարձր հասանելիությունը երաշխավորված է երկուսի առկայությամբ ամբողջական պատճենները. Զանգվածի կառուցվածքի նման ավելորդությունը ազդում է դրա արժեքի վրա. ի վերջո, օգտակար հզորությունը օգտագործվածի կեսն է: Քանի որ RAID 1-ը կառուցված է երկու HDD-ի վրա, սա ակնհայտորեն բավարար չէ ժամանակակից, սկավառակի տարածություն պահանջող հավելվածների համար: Նման պահանջներից ելնելով, RAID 1-ի շրջանակը սովորաբար սահմանափակվում է ծառայությունների ծավալներով (OS, SWAP, LOG), դրանք օգտագործվում են օգտագործողի տվյալները միայն ցածր բյուջետային լուծումներում տեղավորելու համար:

RAID 1E-ը RAID 0-ից սկավառակի շերտավորման և RAID 1-ից արտացոլելու համակցություն է: Տվյալների տարածքը մեկ սկավառակի վրա գրելու հետ միաժամանակ, պատճենը ստեղծվում է զանգվածի հաջորդ սկավառակի վրա: RAID 1-ից տարբերությունն այն է, որ HDD-ների քանակը կարող է կենտ լինել (նվազագույնը 3): Ինչպես RAID 1-ի դեպքում, օգտագործելի հզորությունը կազմում է զանգվածի ընդհանուր սկավառակի հզորության 50%-ը: Ճիշտ է, եթե սկավառակների թիվը զույգ է, ապա նախընտրելի է օգտագործել RAID 10-ը, որը նույն հզորության օգտագործմամբ բաղկացած է երկու (կամ ավելի) «հայելիներից»։ Եթե ​​RAID 1E կրիչներից մեկը ֆիզիկապես ձախողվի, կարգավորիչը միացնում է կարդալու և գրելու հարցումները զանգվածի մնացած կրիչներին:

Առավելությունները:

• տվյալների բարձր անվտանգություն;
• լավ կատարում:

Թերություններ:

• ինչպես RAID 1-ի դեպքում, օգտագործվում է զանգվածի սկավառակի հզորության միայն 50%-ը:

RAID 2

Այս տեսակի զանգվածներում սկավառակները բաժանվում են երկու խմբի՝ տվյալների և սխալների ուղղման կոդերի համար, և եթե տվյալները պահվում են սկավառակների վրա, ապա սկավառակները անհրաժեշտ են ուղղման կոդերը պահելու համար։ Տվյալները գրվում են համապատասխան սկավառակների վրա այնպես, ինչպես RAID 0-ում, դրանք բաժանվում են փոքր բլոկների՝ ըստ տեղեկատվության պահպանման համար նախատեսված սկավառակների քանակի։ Մնացած սկավառակները պահում են սխալի ուղղման կոդերը, որոնց համաձայն՝ որևէ մեկի թողարկման դեպքում կոշտ սկավառակհնարավոր է վերականգնել տեղեկատվությունը համակարգից: Համինգի մեթոդը վաղուց օգտագործվել է ECC հիշողության մեջ և թույլ է տալիս ուղղել միայնակ սխալները և հայտնաբերել կրկնակի սխալները թռիչքի ժամանակ:

RAID 2 զանգվածի թերությունն այն է, որ այն գործելու համար պահանջում է գրեթե կրկնակի թվով սկավառակների կառուցվածք, ուստի զանգվածի այս տեսակը հայտնի չէ:

RAID 3

RAID 3 սկավառակների զանգվածում տվյալները բաժանվում են հատվածից փոքր մասերի (բաժանվում են բայթերի) կամ բլոկի և բաշխվում սկավառակների վրա: Մեկ այլ սկավառակ օգտագործվում է հավասարության բլոկները պահելու համար: RAID 2-ում այս նպատակով օգտագործվում էր սկավառակ, սակայն հսկիչ սկավառակների մասին տեղեկատվության մեծ մասն օգտագործվում էր սխալը շտկելու համար, մինչդեռ օգտատերերի մեծ մասը գոհ է սկավառակի խափանման դեպքում տեղեկատվության պարզ վերականգնումից, քանի որ. որը բավականաչափ տեղեկատվություն է, որը տեղավորվում է մեկ հատուկ կոշտ սկավառակի վրա:

Տարբերությունները RAID 3-ի և RAID 2-ի միջև. սխալի ուղղման անհնարինություն և ավելի քիչ ավելորդություն:

Առավելությունները:

• բարձր արագությամբ կարդալու և գրելու տվյալներ;
• Զանգված ստեղծելու համար սկավառակների նվազագույն քանակը երեքն է:

Թերություններ:

• Այս տեսակի զանգվածը լավ է միայն մեկ առաջադրանքով աշխատանքի համար մեծ ֆայլեր, քանի որ առանձին հատվածի մուտքի ժամանակը, բաժանված սկավառակներով, հավասար է սկավառակներից յուրաքանչյուրի սեկտորների մուտքի միջակայքերի առավելագույնին: Փոքր բլոկի չափերի դեպքում մուտքի ժամանակը շատ ավելի երկար է, քան ընթերցման ժամանակը:
• հսկիչ սկավառակի վրա մեծ ծանրաբեռնվածություն, և, որպես հետևանք, դրա հուսալիությունը զգալիորեն նվազում է տվյալների պահպանման սկավառակների համեմատ:

RAID 4

RAID 4-ը նման է RAID 3-ին, սակայն տարբերվում է նրանով, որ տվյալները բաժանված են բլոկների, այլ ոչ թե բայթերի: Այսպիսով, հնարավոր եղավ մասամբ «հաղթել» փոքր քանակությամբ տվյալների փոխանցման ցածր արագության խնդիրը։ Գրումները դանդաղ են՝ պայմանավորված այն հանգամանքով, որ բլոկի պարիտետը ստեղծվում է գրելու ժամանակ և գրվում է մեկ սկավառակի վրա: Տարածված պահեստավորման համակարգերից RAID-4-ն օգտագործվում է NetApp պահեստավորման սարքերի վրա (NetApp FAS), որտեղ դրա թերությունները հաջողությամբ վերացվել են սկավառակների գործարկման միջոցով հատուկ խմբային ձայնագրման ռեժիմում, որը որոշվում է սարքերում օգտագործվող ներքին պահեստով: ֆայլային համակարգ WAFL.

RAID 5 (Տվյալների անկախ սկավառակներ բաշխված հավասարաչափ բլոկներով)

Ռեյդ զանգվածի ամենահայտնի տեսակը, ընդհանուր առմամբ, պահպանման միջոցների օգտագործման ծախսարդյունավետության պատճառով: Տվյալների բլոկները և ստուգիչ գումարները ցիկլային կերպով գրվում են զանգվածի բոլոր կրիչներում: Եթե ​​սկավառակներից մեկը ձախողվի, կատարումը նկատելիորեն կնվազի, քանի որ զանգվածը գործելու համար պետք է լրացուցիչ մանիպուլյացիաներ կատարվեն: Raid-ն ինքնին ունի բավականին լավ կարդալու/գրելու արագություն, բայց մի փոքր զիջում է RAID 1-ին: Ձեզ անհրաժեշտ է առնվազն երեք սկավառակ RAID 5-ը կազմակերպելու համար:

Կողմերը՝ լրատվամիջոցների խնայող օգտագործումը, լավ արագությունԿարդալ գրել. RAID 1-ի համեմատ կատարողականի տարբերությունն այնքան էլ նկատելի չէ, որքան սկավառակի տարածության խնայողությունը: Երեք HDD-ների օգտագործման դեպքում ավելորդությունը կազմում է ընդամենը 33%:

Դեմ - բարդ տվյալների վերականգնում և իրականացում:

RAID 5E

RAID 5E-ն աշխատում է այսպես. Չորս ֆիզիկական սկավառակից հավաքվում է զանգված, որի մեջ ստեղծվում է տրամաբանական սկավառակ։ Հատկացված պահեստային սկավառակը ազատ տարածություն է: Տվյալները բաշխվում են կրիչներով՝ ստեղծելով տրամաբանական սկավառակի բլոկներ: Ստուգիչ գումարները նույնպես բաշխվում են զանգվածի սկավառակների վրա և գրվում են սկավառակից սկավառակ հերթափոխով, ինչպես RAID 5-ում: Պահեստային HDD-ը մնում է դատարկ:

«Դասական» RAID 5-ը երկար տարիներ համարվում է սկավառակի ենթահամակարգերի սխալների հանդուրժողականության ստանդարտ: Այն օգտագործում է տվյալների բաշխում (շերտավորում) զանգվածի HDD-ի վրա, դրանում սահմանված յուրաքանչյուր մասի (շերտի) համար հաշվարկվում և գրվում են ստուգաչափեր (հավասարություն, հավասարություն): Համապատասխանաբար, գրելու արագությունը նվազում է COP-ի մշտական ​​վերահաշվարկի պատճառով նոր տվյալների ժամանումով: Արդյունավետությունը բարձրացնելու համար CS-ի գրառումները բաշխվում են բոլոր զանգվածային կրիչներում՝ փոխկապակցված տվյալների հետ: CS պահեստը սպառում է մեկ կրիչի հզորությունը, ուստի RAID 5-ն օգտագործում է մեկ սկավառակ պակաս զանգվածի սկավառակների ընդհանուր քանակից: RAID 5-ը պահանջում է նվազագույնը երեք (և առավելագույնը 16) կոշտ սկավառակ, և սկավառակի տարածքի օգտագործման արդյունավետությունը տատանվում է 67%-ից մինչև 94%՝ կախված սկավառակների քանակից: Ակնհայտ է, որ սա ավելին է, քան RAID 1-ը, որն օգտագործում է առկա հզորության 50%-ը:

RAID 5-ի ավելորդության ներդրման համար փոքր ծախսերը հանգեցնում են բավականին բարդ իրականացման և տվյալների վերականգնման երկար գործընթացի: հաշվել չեկային գումարներև հասցեները հատկացվում են ապարատային RAID կարգավորիչին, որն ունի բարձր պահանջներ իր պրոցեսորի, տրամաբանության և քեշի հիշողության համար: RAID 5 զանգվածի կատարումն իր դեգրադացված վիճակում չափազանց վատ է, և վերականգնման ժամանակը չափվում է ժամերով: Արդյունքում, զանգվածների թերարժեքության խնդիրը սրվում է սկավառակներից մեկի կրկնակի ձախողման վտանգի պատճառով մինչև RAID-ի վերականգնման պահը: Սա հանգեցնում է տվյալների ծավալի ոչնչացմանը:

Ընդհանուր մոտեցումն այն է, որ RAID 5-ում ընդգրկվի հատուկ տաք պահեստային սկավառակ (hot-spare)՝ մինչև ձախողված սկավառակի ֆիզիկական փոխարինման ժամանակը նվազեցնելու համար: Այն բանից հետո, երբ սկզբնական զանգվածի սկավառակներից մեկը ձախողվի, վերահսկիչը ներառում է պահեստային սկավառակը զանգվածում և սկսում է RAID-ի վերակառուցման գործընթացը: Կարևոր է պարզաբանել, որ մինչև այս առաջին ձախողումը սպասման սկավառակը անգործուն է, կարող է տարիներ շարունակ չմասնակցել զանգվածի շահագործմանը և չի կարող ստուգվել մակերեսային սխալների համար: Ինչպես նաև այն, որը հետագայում երաշխիքային փոխարինման կենթարկվի ձախողվածի փոխարեն, տեղադրվի սկավառակի զամբյուղի մեջ և նշանակվի որպես պահեստային: Մեծ անակնկալ կարող է լինել դրա անգործունակությունը, և դա ստացվում է ամենաանպատեհ պահին։

RAID 5E-ն RAID 5-ն է՝ զանգվածում ներառված մշտական ​​տաք պահեստային սկավառակով, որի հզորությունը հավասարապես ավելացվում է զանգվածի յուրաքանչյուր տարրին: RAID 5E-ի համար պահանջվում է առնվազն չորս HDD: Ինչպես RAID 5-ը, տվյալները և ստուգիչ գումարները գծավոր են զանգվածի կրիչներով: RAID 5E-ի օգտակար հզորության օգտագործումը մի փոքր ավելի ցածր է, բայց արդյունավետությունն ավելի բարձր է, քան տաք պահեստով RAID 5-ի:

RAID 5E տրամաբանական ծավալի հզորությունը երկու մեդիայի տարողությամբ պակաս է ընդհանուր հզորությունից (մեկը վերաբերում է չեկային գումարներին, երկրորդը՝ տաք պահեստային): Մյուս կողմից, չորս ֆիզիկական RAID 5E սարքերի վրա կարդալն ու գրելն ավելի արագ է, քան դասական տաք պահեստով երեք ֆիզիկական RAID 5 կրիչով գործողությունները (մինչդեռ չորրորդը՝ տաք պահեստային, չի մասնակցում աշխատանքին): RAID 5E-ի պահեստային սկավառակը զանգվածի լիարժեք մշտական ​​անդամ է: Այն չի կարող նշանակվել որպես երկու տարբեր զանգվածների կրկնօրինակում («երկու տիրոջ ծառա», ինչպես դա թույլատրված է RAID 5-ում):

Եթե ​​ֆիզիկական կրիչներից մեկը ձախողվի, ապա ձախողված սկավառակի տվյալները վերականգնվում են: Զանգվածը սեղմվում է, և հատկացված պահեստային մասը դառնում է զանգվածի մի մասը: Տրամաբանական սկավառակը մնում է RAID 5E-ում: Այն բանից հետո, երբ ձախողված սկավառակը փոխարինվում է նորով, սկավառակի տրամաբանական տվյալները վերադարձվում են HDD-ի բաշխման սխեմայի սկզբնական վիճակին: RAID 5E տրամաբանական սկավառակ օգտագործելիս failover կլաստերի սխեմաներում այն ​​չի կատարի իր գործառույթները տվյալների սեղմման-ապակոմպրեսիայի ժամանակ:

Առավելությունները:

• տվյալների բարձր անվտանգություն;
• օգտագործելի հզորության օգտագործումը ավելի բարձր է, քան RAID 1 կամ RAID 1E;
• ավելի լավ կատարում, քան RAID 5-ը:

Թերություններ:

• կատարումը ցածր է RAID 1E-ից;
• չի կարող կիսել պահեստային սկավառակը այլ զանգվածների հետ:

RAID 5EE

Նշում. չի աջակցվում բոլոր կարգավորիչներում RAID մակարդակ-5EE-ն նման է RAID-5E զանգվածին, բայց ավելի արդյունավետ օգտագործմամբ: պահեստային սկավառակև ավելի կարճ վերականգնման ժամանակ: RAID մակարդակ-5E-ի նման, այս RAID մակարդակը ստեղծում է տվյալների և ստուգիչ գումարի տողեր զանգվածի բոլոր կրիչներում: RAID-5EE զանգվածը բարելավել է անվտանգությունն ու կատարումը: RAID մակարդակ-5E-ի օգտագործման ժամանակ տրամաբանական ծավալի հզորությունը սահմանափակվում է զանգվածի երկու ֆիզիկական կոշտ սկավառակների (մեկը հսկողության համար, մեկը՝ կրկնօրինակման համար): Պահեստային սկավառակը RAID մակարդակի 5EE զանգվածի մի մասն է: Այնուամենայնիվ, ի տարբերություն RAID մակարդակի-5E-ի, որն օգտագործում է չհամօգտագործված ազատ տարածություն պահեստայինի համար, RAID մակարդակ-5EE-ն ունի պահեստային սկավառակի մեջ տեղադրված ստուգիչ գումարի բլոկներ, ինչպես ցույց է տրված հետևյալ օրինակում: Սա թույլ է տալիս արագ վերականգնել տվյալները ֆիզիկական սկավառակի ձախողման դեպքում: Այս կոնֆիգուրացիայի դեպքում դուք չեք կարողանա այն օգտագործել այլ զանգվածների հետ: Եթե ​​Ձեզ անհրաժեշտ է պահեստային սկավառակ մեկ այլ զանգվածի համար, դուք պետք է ունենաք մեկ այլ պահեստային կոշտ սկավառակ: RAID մակարդակ-5E-ի համար պահանջվում է նվազագույնը չորս սկավառակ և, կախված որոնվածի մակարդակից և դրանց հզորությունից, աջակցում է 8-ից 16 կրիչ: RAID մակարդակ-5E-ն ունի կոնկրետ որոնվածը: Նշում. RAID մակարդակ-5EE-ի համար յուրաքանչյուր զանգվածի համար կարող եք օգտագործել միայն մեկ տրամաբանական ծավալ:

Առավելությունները:

• 100% տվյալների պաշտպանություն
• Սկավառակի ֆիզիկական մեծ հզորություն RAID-1-ի կամ RAID-1E-ի համեմատ
• Ավելի լավ կատարում, քան RAID-5-ը
• RAID-ի ավելի արագ վերականգնում, քան RAID-5E-ը

Թերություններ:

• Ավելի ցածր կատարողականություն, քան RAID-1-ը կամ RAID-1E-ը
• Աջակցություն միայն մեկ տրամաբանական ծավալի մեկ զանգվածի համար
• անհնարինություն կիսվելովպահեստային սկավառակ այլ զանգվածներով
• Ոչ բոլոր կարգավորիչներն են աջակցվում

RAID 6

RAID 6 - նման է RAID 5-ին, բայց ունի հուսալիության ավելի բարձր աստիճան - 2 սկավառակի հզորությունը հատկացվում է չեկային գումարների համար, 2 գումարը հաշվարկվում է տարբեր ալգորիթմների միջոցով: Պահանջում է ավելի հզոր RAID վերահսկիչ: Ապահովում է գործունակություն երկու սկավառակի միաժամանակյա ձախողումից հետո՝ պաշտպանություն բազմակի ձախողումից: Զանգվածը կազմակերպելու համար պահանջվում է նվազագույնը 4 սկավառակ: Սովորաբար, RAID-6-ի օգտագործումը առաջացնում է սկավառակի խմբի կատարողականի մոտ 10-15% անկում՝ համեմատած RAID-5-ի հետ, ինչը պայմանավորված է վերահսկիչի համար մեծ քանակությամբ մշակմամբ (երկրորդ ստուգիչ գումարը հաշվարկելու անհրաժեշտությամբ, ինչպես նաև կարդալով և վերաշարադրել ավելի շատ սկավառակի բլոկներ յուրաքանչյուր գրառման վրա): block):

RAID 7

RAID 7 - Գրանցված է ապրանքանիշ Storage Computer Corporation-ի կողմից, առանձին RAID մակարդակ չէ: Զանգվածի կառուցվածքը հետևյալն է. տվյալները պահվում են սկավառակների վրա, մեկ սկավառակ օգտագործվում է հավասարության բլոկները պահելու համար։ Սկավառակներում գրելը պահվում է RAM-ի միջոցով, զանգվածն ինքնին պահանջում է պարտադիր UPS; հոսանքի անջատման դեպքում տվյալները կոռումպացված են:

RAID 10 կամ RAID 1+0 (շատ բարձր հուսալիություն բարձր կատարողականությամբ)

Հայելային ռեյդի և գծավոր սկավառակի ռեյդի համադրություն: Այս տեսակի ռեյդի ժամանակ սկավառակները զույգերով միավորվում են հայելային ռեյդերի (RAID 1) և այնուհետև այս բոլոր հայելային զույգերը միավորվում են գծավոր զանգվածի մեջ (RAID 0): Միայն զույգ թվով սկավառակներ կարելի է միավորել ռեյդի մեջ, նվազագույնը՝ 4, առավելագույնը՝ 16։ RAID 1-ից մենք ժառանգում ենք հուսալիություն, RAID 0-ից՝ արագություն։

Առավելությունները – սխալների բարձր հանդուրժողականություն և կատարողականություն

Դեմ - բարձր արժեք

RAID 50 կամ RAID 5+0 (I/O բարձր տեմպեր և տվյալների փոխանցման արդյունավետություն)

Այն նաև RAID 50 է, սա RAID 5-ի և RAID 0-ի համադրություն է: Զանգվածը միավորում է բարձր կատարողականև սխալների հանդուրժողականություն:

Կողմ - սխալների բարձր հանդուրժողականություն, տվյալների փոխանցման արագություն և հարցումների կատարում

Դեմ - բարձր արժեք

RAID 60

RAID 60 մակարդակը միավորում է 6-րդ և 0-րդ մակարդակների բնութագրերը: RAID 60-ը միավորում է RAID 0-ում բլոկի մակարդակի ուղիղ շերտավորումը RAID 6-ում բաշխված կրկնակի հավասարության հետ, մասնավորապես. RAID 0 զանգվածը բաշխված է RAID 6 տարրերի միջև: RAID 60 վիրտուալ սկավառակը կարող է դիմակայել երկու կոշտ սկավառակի կորստին RAID 6-ի յուրաքանչյուր տեղադրման դեպքում՝ առանց տվյալների կորստի: Այն ամենաարդյունավետն է այն տվյալների դեպքում, որոնք պահանջում են բարձր հուսալիություն, պահանջների բարձր տեմպեր, տվյալների բարձր փոխանցում և միջինից մեծ հզորություն: Սկավառակների նվազագույն քանակը 8 է:

Գծային RAID

Linear RAID-ը սկավառակների պարզ խմբավորում է, որը ստեղծում է մեծ վիրտուալ սկավառակ: Գծային RAID-ում բլոկները տեղաբաշխվում են սկզբում զանգվածում ներառված մի սկավառակի վրա, այնուհետև, եթե այս մեկը լի է, մյուսի վրա և այլն: Նման համախմբումը չի տալիս կատարողականի շահույթ, քանի որ, ամենայն հավանականությամբ, I/O գործողությունները չեն բաշխվի սկավառակների միջև: Linear RAID-ը նույնպես չի պարունակում ավելորդություն և իրականում մեծացնում է ձախողման հավանականությունը. եթե միայն մեկ սկավառակը ձախողվի, ամբողջ զանգվածը կձախողվի: Զանգվածի հզորությունը հավասար է բոլոր սկավառակների ընդհանուր հզորությանը:

Հիմնական եզրակացությունը, որը կարելի է անել, այն է, որ ռեյդի յուրաքանչյուր մակարդակ ունի իր դրական և բացասական կողմերը:

Ավելի կարևոր է, եզրակացությունն այն է, որ արշավանքը չի երաշխավորում ձեր տվյալների ամբողջականությունը: Այսինքն, եթե ինչ-որ մեկը ջնջի ֆայլը կամ այն ​​վնասվի ինչ-որ գործընթացով, ռեյդը մեզ չի օգնի։ Հետևաբար, ռեյդը մեզ չի ազատում կրկնօրինակումներ անելու անհրաժեշտությունից: Բայց դա օգնում է, երբ ֆիզիկական մակարդակում սկավառակների հետ կապված խնդիրներ կան:

RAID զանգված (Անկախ սկավառակների ավելորդ զանգված) - մի քանի սարքերի միացում՝ տվյալների պահպանման կատարողականը և/կամ հուսալիությունը բարելավելու համար, թարգմանաբար՝ անկախ սկավառակների ավելորդ զանգված:

Մուրի օրենքի համաձայն, ընթացիկ կատարումը մեծանում է ամեն տարի (մասնավորապես, տրանզիստորների թիվը չիպի վրա կրկնապատկվում է 2 տարին մեկ): Սա կարելի է տեսնել համակարգչային տեխնիկայի արդյունաբերության գրեթե բոլոր ճյուղերում: Պրոցեսորները մեծացնում են միջուկների և տրանզիստորների քանակը՝ միաժամանակ նվազեցնելով այդ գործընթացը, RAMբարձրացնել հաճախականությունը և թողունակությունը, SSD հիշողությունը բարելավում է ամրությունը և ընթերցման արագությունը։

Բայց ահա պարզը կոշտ սկավառակներ(HDD) վերջին 10 տարում շատ առաջադիմություն չի ունեցել: Ինչպես 7200 rpm ստանդարտ արագությունն էր, այնպես էլ մնաց (չհաշված սերվերի HDD-ները 10000 և ավելի պտույտներով): Նոթբուքերը դեռ ունեն դանդաղ 5400 rpm: Օգտատերերի մեծամասնության համար, որպեսզի բարձրացնեն իրենց համակարգչի աշխատանքը, ավելի հարմար կլինի գնել SDD, սակայն նման կրիչի 1 գիգաբայթի գինը շատ ավելի բարձր է, քան պարզ HDD-ի գինը: «Ինչպե՞ս բարձրացնել սկավառակների աշխատանքը՝ առանց մեծ գումար և ծավալ կորցնելու: Ինչպե՞ս պահպանել ձեր տվյալները կամ բարձրացնել ձեր տվյալների անվտանգությունը: Այս հարցերի պատասխանը կա՝ RAID զանգված:

RAID զանգվածների տեսակները

Վրա այս պահինԳոյություն ունեն RAID զանգվածների հետևյալ տեսակները.

RAID 0 կամ «Striping»– երկու կամ ավելի սկավառակների զանգված մեծացնելու համար ընդհանուր կատարումը. Ռեյդի ծավալը կլինի ընդհանուր (HDD 1 + HDD 2 = Ընդհանուր ծավալ), կարդալու/գրելու արագությունը կլինի ավելի բարձր (գրառումը 2 սարքերի բաժանելու պատճառով), սակայն տուժում է տեղեկատվական անվտանգության հուսալիությունը: Եթե ​​սարքերից մեկը ձախողվի, ապա զանգվածի ամբողջ տեղեկատվությունը կկորչի:

RAID 1 կամ «Mirror»- մի քանի սկավառակներ, որոնք կրկնօրինակում են միմյանց հուսալիությունը բարձրացնելու համար: Գրելու արագությունը մնում է նույն մակարդակի վրա, ընթերցման արագությունը մեծանում է, հուսալիությունը մեծանում է բազմիցս (նույնիսկ եթե մի սարքը ձախողվի, երկրորդը կաշխատի), բայց 1 Գիգաբայթ տեղեկատվության արժեքը կրկնապատկվում է (եթե երկուսանոց զանգված եք կազմում): HDD):

RAID 2-ը զանգված է, որը կառուցված է պահեստային սկավառակների և սխալների ուղղման սկավառակների աշխատանքի վրա: Տեղեկատվության պահպանման համար HDD-ների քանակի հաշվարկը կատարվում է «2^n-n-1» բանաձևով, որտեղ n-ը ուղղիչ HDD-ների թիվն է: Այս տեսակն օգտագործվում է մեծ թվով HDD-ների դեպքում, նվազագույն ընդունելի թիվը 7-ն է, որտեղ 4-ը տեղեկատվության պահպանման համար է, իսկ 3-ը՝ սխալների պահպանման համար: Այս տեսակի առավելությունը կլինի մեկ սկավառակի համեմատ արդյունավետության բարձրացում:

RAID 3 - բաղկացած է «n-1» սկավառակներից, որտեղ n-ը հավասարաչափ բլոկների պահպանման սկավառակ է, մնացածը պահեստավորման սարքեր են: Տեղեկատվությունը բաժանված է հատվածի չափից փոքր կտորների (բաժանված բայթերի), այն լավ հարմար է մեծ ֆայլերի հետ աշխատելու համար, փոքր ֆայլերի ընթերցման արագությունը շատ ցածր է: Այն բնութագրվում է բարձր կատարողականությամբ, բայց ցածր հուսալիությամբ և նեղ մասնագիտացմամբ:

RAID 4 - նման է 3-րդ տիպին, բայց բաժանումը բլոկներով է, ոչ թե բայթերով: Այս լուծումը կարողացավ շտկել փոքր ֆայլերի ընթերցման ցածր արագությունը, սակայն գրելու արագությունը մնաց ցածր:

RAID 5 և 6 - սխալների հարաբերակցության առանձին սկավառակի փոխարեն, ինչպես նախորդ տարբերակներում, օգտագործվում են բլոկներ, որոնք հավասարապես բաշխված են բոլոր սարքերում: Այս դեպքում տեղեկատվության կարդալու/գրելու արագությունը մեծանում է գրի զուգահեռացման պատճառով: մինուս այս տեսակիտեղեկատվության երկարաժամկետ վերականգնում է սկավառակներից մեկի խափանման դեպքում: Վերականգնման ընթացքում շատ մեծ ծանրաբեռնվածություն կա այլ սարքերի վրա, ինչը նվազեցնում է հուսալիությունը և մեծացնում մեկ այլ սարքի խափանումը և զանգվածի բոլոր տվյալների կորուստը: 6-րդ տեսակը բարելավում է ընդհանուր հուսալիությունը, բայց նվազեցնում է կատարումը:

RAID զանգվածների համակցված տեսակներ.

RAID 01 (0+1) - Երկու Raid 0-ները միավորվում են Raid 1-ում:

RAID 10 (1+0) - RAID 1 սկավառակի զանգվածներ, որոնք օգտագործվում են տիպի 0 ճարտարապետության մեջ: Այն համարվում է պահեստավորման ամենահուսալի տարբերակը՝ համատեղելով բարձր հուսալիությունն ու կատարողականությունը:

Կարող եք նաև զանգված ստեղծել SSD կրիչներից. 3DNews-ի թեստավորման համաձայն՝ նման համակցությունը էական աճ չի տալիս։ Ավելի լավ է գնել ավելի արդյունավետ PCI կամ eSATA ինտերֆեյս ունեցող սկավառակ

Raid զանգված. ինչպես ստեղծել

Այն ստեղծվում է հատուկ RAID կարգավորիչի միջոցով միանալու միջոցով։ Ներկայումս կան 3 տեսակի կարգավորիչներ.

1. Ծրագրային ապահովում - ծրագրային գործիքներզանգված է նմանակվում, բոլոր հաշվարկները կատարվում են պրոցեսորի կողմից:
2. Ինտեգրված - հիմնականում բաշխված է մայրական տախտակներ ah (ոչ սերվերի հատվածը): Մի փոքրիկ չիպ գորգի վրա: տախտակ, որը պատասխանատու է զանգվածների էմուլյացիայի համար, հաշվարկները կատարվում են պրոցեսորի միջոցով:
3. Սարքավորումներ - ընդարձակման տախտակ (համար սեղանադիր համակարգիչներ), սովորաբար PCI ինտերֆեյսով, ունի իր հիշողությունը և հաշվողական պրոցեսորը։

RAID զանգված HDD. Ինչպես պատրաստել 2 սկավառակից IRST-ի միջոցով

Տվյալների վերականգնում

Տվյալների վերականգնման որոշ տարբերակներ.

1. Raid 0-ի կամ 5-ի ձախողման դեպքում RAID Reconstructor կոմունալը կարող է օգնել, որը կհավաքի առկա սկավառակի տեղեկատվությունը և կվերագրի այն մեկ այլ սարքի կամ կրիչի վրա՝ որպես անցյալ զանգվածի պատկեր: Այս տարբերակը կօգնի, եթե սկավառակներն աշխատում են, և սխալը ծրագրային է:
2. Համար Linux համակարգերՕգտագործվում է mdadm-ի վերականգնումը (ծրագրային ռեյդի զանգվածների կառավարման կոմունալ):
3. Սարքավորումների վերականգնումը պետք է իրականացվի մասնագիտացված ծառայությունների միջոցով, քանի որ առանց վերահսկիչի աշխատանքային մեթոդների իմացության, դուք կարող եք կորցնել բոլոր տվյալները, և դրանք վերադարձնելը շատ դժվար կամ նույնիսկ անհնար կլինի:

Ձեր համակարգչում Raid ստեղծելիս պետք է հաշվի առնել բազմաթիվ նրբերանգներ: Հիմնականում տարբերակների մեծ մասն օգտագործվում է սերվերի հատվածում, որտեղ կայունությունն ու տվյալների անվտանգությունը կարևոր և անհրաժեշտ են։ Եթե ​​ունեք հարցեր կամ հավելումներ, կարող եք դրանք թողնել մեկնաբանություններում։

Հիանալի օր անցկացրեք:

Գրեթե բոլորին է հայտնի «Մինչև որոտը չընկնի, գյուղացին խաչ չի քաշում» ասացվածքը. Դա կենսական նշանակություն ունի. քանի դեռ այս կամ այն ​​խնդիրը մոտիկից չի դիպչել օգտատիրոջը, նա չի էլ մտածի այդ մասին։ Էներգամատակարարումը մեռավ և իր հետ տարավ մի քանի սարք. օգտատերը շտապում է հոդվածներ փնտրել համեղ և առողջարար սննդի մասին համապատասխան թեմաներով։ Պրոցեսորը այրվել է կամ սկսել է խափանվել գերտաքացման պատճառով. «Ընտրյալների» մեջ կան մի քանի հղումներ դեպի ճյուղավորված ֆորումի թեմաներ, որոնք քննարկում են պրոցեսորի սառեցումը:.

Կոշտ սկավառակների հետ նույն պատմությունը. հենց որ մեկ այլ պտուտակ հեռանում է մեր մահկանացու աշխարհից՝ հրաժեշտ տալով գլխով, ԱՀ-ի սեփականատերը սկսում է իրարանցում ապահովել սկավառակի կենսապայմանների բարելավումը։ Բայց նույնիսկ ամենաբարդ հովացուցիչը չի կարող երաշխավորել սկավառակի երկար և երջանիկ կյանք: Շարժիչի կյանքի վրա ազդում են բազմաթիվ գործոններ՝ արտադրական թերություն, մարմնին ոտքով պատահական հարված (հատկապես եթե մարմինը ինչ-որ տեղ հատակին է), և ֆիլտրերի միջով անցած փոշին և բարձր լարման աղմուկը, որն ուղարկվում է: Էներգամատակարարումը ... Կա միայն մեկ ելք՝ պահեստային տեղեկատվություն, և եթե ձեզ անհրաժեշտ է կրկնօրինակում, ապա ժամանակն է կառուցել RAID զանգված, քանի որ այսօր գրեթե յուրաքանչյուր մայր տախտակ ունի ինչ-որ RAID կարգավորիչ:

Այս պահին մենք կանգ կառնենք և կանենք համառոտ շեղում RAID զանգվածների պատմության և տեսության մեջ: RAID հապավումն ինքնին նշանակում է Անկախ սկավառակների ավելորդ զանգված (Անկախ սկավառակների ավելորդ զանգված): Նախկինում, անկախ փոխարեն, նրանք օգտագործում էին էժան (էժան), բայց ժամանակի ընթացքում այս սահմանումը կորցրել է իր արդիականությունը. գրեթե բոլոր սկավառակակիրները դարձել են էժան:

RAID-ի պատմությունը սկսվեց 1987 թվականին, երբ հրապարակվեց «Շասսի էժան սկավառակների ավելորդ զանգվածների համար (RAID)» հոդվածը, որը ստորագրել էին ընկերներ Փիթերսոնը, Գիբսոնը և Կացը։ Գրառումը նկարագրում էր մի քանի սովորական սկավառակների միավորման տեխնոլոգիան զանգվածի մեջ՝ ավելի արագ և հուսալի սկավառակ ստանալու համար: Նյութի հեղինակները ընթերցողներին պատմել են նաև զանգվածների մի քանի տեսակների մասին՝ RAID-1-ից մինչև RAID-5: Հետագայում գրեթե քսան տարի առաջ նկարագրված զանգվածներին ավելացվեց զրոյական մակարդակի RAID զանգված, և այն ձեռք բերեց ժողովրդականություն: Այսպիսով, ինչ են այս բոլոր RAID-x-ը: Ո՞րն է դրանց էությունը: Ինչու են դրանք կոչվում ավելորդ: Սա այն է, ինչ մենք կփորձենք պարզել:

Շատ պարզ ասած, RAID-ն այնպիսի բան է, որը թույլ է տալիս օպերացիոն համակարգին չիմանալ, թե քանի սկավառակ է տեղադրված համակարգչում։ Կոշտ սկավառակների RAID զանգվածի մեջ միավորելը գործընթաց է, որը ճիշտ հակառակն է մեկ տարածություն բաժանելուն տրամաբանական դրայվներՄենք ձևավորում ենք մեկ տրամաբանական դրայվ՝ հիմնվելով մի քանի ֆիզիկականի վրա: Դա անելու համար մեզ անհրաժեշտ է կամ համապատասխան ծրագրակազմ (նույնիսկ չենք խոսի այս տարբերակի մասին, սա ավելորդ բան է), կամ մայր տախտակի մեջ ներկառուցված RAID կարգավորիչ, կամ PCI կամ PCI Express բնիկի մեջ տեղադրված առանձին: . Դա վերահսկիչն է, որը միավորում է սկավառակները զանգվածի մեջ և օպերացիոն համակարգայն այլևս աշխատում է ոչ թե HDD-ով, այլ կարգավորիչով, որն ավելորդ բան չի ասում: Բայց կան շատ տարբերակներ մի քանի սկավառակներ մեկում միավորելու համար, ավելի ճիշտ, մոտ տասը:

Ի՞նչ են RAID-ները:

Դրանցից ամենապարզը JBOD-ն է (Just a Bunch of Disk): Երկու կոշտ սկավառակներ սոսնձված են մեկի մեջ հաջորդաբար, տեղեկատվությունը գրվում է սկզբում մեկի վրա, այնուհետև մեկ այլ սկավառակի վրա, առանց այն կտորների և բլոկների կոտրելու: Յուրաքանչյուրը 200 ԳԲ-անոց երկու սկավառակից մենք պատրաստում ենք 400 ԳԲ-ից մեկը, որն աշխատում է գրեթե նույնությամբ, բայց իրականում մի փոքր ավելի ցածր արագությամբ, ինչպես երկու կրիչներից յուրաքանչյուրը:

JBOD-ը զրոյական մակարդակի զանգվածի հատուկ դեպք է՝ RAID-0: Գոյություն ունի նաև այս մակարդակի զանգվածների անվանման մեկ այլ տարբերակ՝ շերտագիծ (stripe), լրիվ անվանումն է՝ Striped Disk Array առանց սխալների հանդուրժողականության։ Այս տարբերակը ներառում է նաև n սկավառակի միավորումը մեկի մեջ n անգամ ավելացված ծավալով, բայց սկավառակները ոչ թե հաջորդաբար միացված են, այլ զուգահեռաբար, և տեղեկատվությունը գրվում է դրանց վրա բլոկներով (բլոկի չափը սահմանվում է օգտագործողի կողմից RAID ձևավորելիս: զանգված):

Այսինքն, եթե 123456 թվերի հաջորդականությունը պետք է գրվի RAID-0 զանգվածում ընդգրկված երկու սկավառակների վրա, կարգավորիչը այս շղթան կբաժանի երկու մասի` 123 և 456, և առաջինը կգրի մեկ սկավառակի վրա, իսկ երկրորդը` ուրիշ. Յուրաքանչյուր սկավառակ կարող է փոխանցել տվյալներ... լավ, ասենք 50 ՄԲ/վ արագությամբ, իսկ երկու սկավառակի ընդհանուր արագությունը, որոնցից տվյալները վերցված են զուգահեռ, 100 ՄԲ/վ է։ Այսպիսով, տվյալների հետ աշխատելու արագությունը պետք է ավելանա n անգամ (իրականում, իհարկե, արագության աճը ավելի քիչ է, քանի որ ոչ ոք չեղյալ չի համարել կորուստները տվյալների որոնման և դրանք ավտոբուսով փոխանցելու համար): Բայց այս աճը տրվում է մի պատճառով. եթե գոնե մեկ սկավառակը ձախողվի, ամբողջ զանգվածից տեղեկատվությունը կորչում է:

Մակարդակ 0 RAID: Տվյալները բաժանված են բլոկների և ցրված են սկավառակների վրա: Չկա հավասարություն կամ ավելորդություն:

Այսինքն՝ ավելորդություն չկա ու ընդհանրապես ավելորդություն չկա։ Այս զանգվածը որպես RAID զանգված համարելը կարող է լինել միայն պայմանական, այնուամենայնիվ, այն շատ տարածված է։ Հուսալիության մասին քչերն են մտածում, քանի որ այն չես կարող չափել հենանիշերով, բայց բոլորը հասկանում են վայրկյանում մեգաբայթերի լեզուն: Դա վատ կամ լավ չէ, այն պարզապես գոյություն ունի: Ստորև մենք կխոսենք այն մասին, թե ինչպես կարելի է ձուկ ուտել և պահպանել հուսալիությունը: RAID-0-ի վերականգնում ձախողումից հետո

Ի դեպ, գծավոր զանգվածի լրացուցիչ մինուսը նրա անհանդուրժողականությունն է։ Ես նկատի չունեմ, որ նա չի հանդուրժում սննդի որոշակի տեսակներ կամ, օրինակ, տերերին։ Նրան դա չի հետաքրքրում, բայց զանգվածն ինքնին ինչ-որ տեղ տեղափոխելը մի ամբողջ խնդիր է: Նույնիսկ եթե դուք և՛ սկավառակները, և՛ վերահսկիչի դրայվերները քաշեք ընկերոջ մոտ, փաստ չէ, որ դրանք կսահմանվեն որպես մեկ զանգված, և դուք կարող եք օգտագործել տվյալները: Ավելին, լինում են դեպքեր, երբ զոլավոր սկավառակների պարզ միացումը (առանց որևէ բան գրելու) «ոչ բնիկին» (տարբերվում է նրանից, որի վրա կազմվել է զանգվածը) հանգեցրել է զանգվածի տվյալների կոռուպցիայի։ Մենք չգիտենք, թե որքանով է արդիական այս խնդիրը այժմ՝ ժամանակակից կարգավորիչների հայտնվելով, բայց մենք դեռ խորհուրդ ենք տալիս զգույշ լինել:

1-ին մակարդակի RAID զանգված չորս կրիչներով: Սկավառակները բաժանված են զույգերի, զույգի ներսում գտնվող սկավառակները պահպանում են նույն տվյալները:

Առաջին իսկապես «ավելորդ» զանգվածը (և առաջին RAID-ը, որը ստեղծվել է) RAID-1-ն է: Նրա երկրորդ անունը՝ mirror (mirror) - բացատրում է գործողության սկզբունքը. զանգվածի համար հատկացված բոլոր սկավառակները բաժանվում են զույգերի, և տեղեկատվությունը կարդացվում և գրվում է միանգամից երկու սկավառակների վրա: Պարզվում է, որ զանգվածի սկավառակներից յուրաքանչյուրն ունի ճշգրիտ պատճեն: Նման համակարգում ավելանում է ոչ միայն տվյալների պահպանման հուսալիությունը, այլև դրանց ընթերցման արագությունը (կարող եք կարդալ միանգամից երկու կոշտ սկավառակից), չնայած գրելու արագությունը մնում է նույնը, ինչ մեկ սկավառակի արագությունը:

Ինչպես կարող եք կռահել, նման զանգվածի ծավալը հավասար կլինի դրանում ընդգրկված բոլոր կոշտ սկավառակների ծավալների գումարի կեսին: Այս լուծման բացասական կողմն այն է, որ ձեզ երկու անգամ ավելի շատ կոշտ սկավառակ է պետք: Բայց մյուս կողմից, այս զանգվածի հուսալիությունը իրականում նույնիսկ հավասար չէ մեկ սկավառակի հուսալիության կրկնակիին, այլ շատ ավելի բարձր, քան այս արժեքը: Երկու կոշտ սկավառակի խափանումը ներսում ... լավ, ասենք, մի օր քիչ հավանական է, եթե, օրինակ, էլեկտրամատակարարումը չմիջամտի գործին։ Ընդ որում, ցանկացած խելամիտ մարդ, տեսնելով, որ զույգով մեկ սկավառակը շարքից դուրս է եկել, անմիջապես կփոխարինի այն, և եթե նույնիսկ երկրորդ սկավառակը զիջի դրանից անմիջապես հետո, տեղեկությունը ոչ մի տեղ չի գնա։

Ինչպես տեսնում եք, և՛ RAID-0-ը, և՛ RAID-1-ն ունեն իրենց թերությունները: Իսկ ինչպե՞ս կազատվեիք դրանցից։ Եթե ​​ունեք առնվազն չորս կոշտ սկավառակ, կարող եք ստեղծել RAID 0+1 կոնֆիգուրացիա: Դա անելու համար RAID-1 զանգվածները միավորվում են RAID-0 զանգվածի մեջ: Կամ հակառակը, երբեմն նրանք ստեղծում են մի քանի RAID-1 զանգված RAID զանգվածներ-0 (ելքը կլինի RAID-10, որի միակ առավելությունը տվյալների վերականգնման ավելի քիչ ժամանակն է, երբ մեկ սկավառակը խափանում է):

Չորս կոշտ սկավառակների նման կազմաձևման հուսալիությունը հավասար է RAID-1 զանգվածի հուսալիությանը, և արագությունը իրականում նույնն է, ինչ RAID-0-ը (իրականում, ամենայն հավանականությամբ, այն մի փոքր ավելի ցածր կլինի սահմանափակության պատճառով: վերահսկիչի հնարավորությունները): Միևնույն ժամանակ, երկու սկավառակների միաժամանակյա ձախողումը միշտ չէ, որ նշանակում է տեղեկատվության ամբողջական կորուստ. դա տեղի կունենա միայն այն դեպքում, եթե նույն տվյալները պարունակող սկավառակները կոտրվեն, ինչը քիչ հավանական է: Այսինքն, եթե չորս սկավառակները բաժանվեն 1-2 և 3-4 զույգերի և զույգերը միավորվեն RAID-0 զանգվածի մեջ, ապա միայն 1 և 2 կամ 3 և 4 սկավառակների միաժամանակյա ձախողումը կհանգեցնի տվյալների կորստի, մինչդեռ առաջին և երրորդ, երկրորդ և չորրորդ, առաջին և չորրորդ կամ երկրորդ և երրորդ կոշտ սկավառակների վաղաժամ մահվան դեպքում տվյալները կմնան ապահով և առողջ:

Այնուամենայնիվ, RAID-10-ի հիմնական թերությունը սկավառակների բարձր արժեքն է: Այնուամենայնիվ, չորս (նվազագույն!) կոշտ սկավառակների գինը չի կարելի փոքր անվանել, հատկապես, եթե դրանցից միայն երկուսի ծավալն իրականում հասանելի է մեզ (ինչպես արդեն ասացինք, քչերն են մտածում հուսալիության և դրա արժեքի մասին): Տվյալների պահպանման մեծ (100%) ավելորդությունն իրեն զգացնել է տալիս: Այս ամենը հանգեցրել է նրան, որ վերջերս հանրաճանաչություն է ձեռք բերել RAID-5 կոչվող զանգվածի տարբերակը։ Դրա իրականացման համար պահանջվում է երեք սկավառակ: Ի հավելումն ինքնին տեղեկատվության, վերահսկիչը նաև պահում է հավասարության բլոկներ զանգվածային կրիչներում:

Մենք չենք խորանա հավասարության ստուգման ալգորիթմի մանրամասներին, միայն կասենք, որ սկավառակներից մեկի վրա տեղեկատվության կորստի դեպքում այն ​​կարելի է վերականգնել՝ օգտագործելով պարիտետային տվյալները և այլ սկավառակների կենդանի տվյալները։ Հավասարակշռության բլոկը ունի մեկ ֆիզիկական սկավառակի ծավալ և հավասարաչափ բաշխված է համակարգի բոլոր կոշտ սկավառակների վրա, այնպես որ ցանկացած սկավառակի կորուստը թույլ է տալիս վերականգնել տեղեկատվություն դրանից՝ օգտագործելով զանգվածի մեկ այլ սկավառակի վրա գտնվող հավասարության բլոկը: Տեղեկատվությունը բաժանվում է մեծ բլոկների և գրվում սկավառակների վրա մեկ առ մեկ, այսինքն՝ 12-34-56 սկզբունքով երեք սկավառակի զանգվածի դեպքում։

Համապատասխանաբար, նման զանգվածի ընդհանուր ծավալը բոլոր սկավառակների ծավալն է՝ հանած դրանցից մեկի հզորությունը։ Տվյալների վերականգնումը, իհարկե, անմիջապես տեղի չի ունենում, բայց նման համակարգն ունի բարձր կատարողականություն և անվտանգության սահման՝ նվազագույն գնով (1000 ԳԲ զանգվածը պահանջում է վեց 200 ԳԲ սկավառակ): Այնուամենայնիվ, նման զանգվածի կատարումը դեռևս ցածր կլինի շերտավոր համակարգի արագությունից. յուրաքանչյուր գրելու գործողության հետ կարգավորիչը պետք է թարմացնի նաև հավասարության ինդեքսը:

RAID-0, RAID-1 և RAID 0 + 1, երբեմն նույնիսկ RAID-5 - այս մակարդակներն ամենից հաճախ սպառում են աշխատասեղանի RAID կարգավորիչների հնարավորությունները: Ավելին բարձր մակարդակներհասանելի է միայն բարդ համակարգեր, որոնք հիմնված են SCSI կոշտ սկավառակների վրա։ Այնուամենայնիվ, SATA կարգավորիչների երջանիկ տերերը, որոնք աջակցում են Matrix RAID-ին (այդպիսի կարգավորիչները ներկառուցված են ICH6R և ICH7R հարավային կամուրջներում սկսած Intel-ի կողմից) կարող է օգտվել RAID-0 և RAID-1 զանգվածներից միայն երկու կրիչով, իսկ ICH7R տախտակ ունեցողները կարող են միավորել RAID-5-ը և RAID-0-ը, եթե ունեն չորս նույնական կրիչներ:

Ինչպե՞ս է դա իրականացվում գործնականում: Եկեք վերլուծենք ավելի պարզ դեպք RAID-0-ով և RAID-1-ով: Ենթադրենք, դուք գնել եք երկու 400 ԳԲ կոշտ սկավառակ: Դուք յուրաքանչյուր սկավառակը բաժանում եք 100 ԳԲ և 300 ԳԲ տրամաբանական կրիչների: Դրանից հետո կարվածի օգնությամբ BIOS կոմունալ ծառայություններ Intel Application Accelerator RAID Option ROM-ը դուք համատեղում եք 100 ԳԲ միջնորմները շերտավոր զանգվածի մեջ (RAID-0) և 300 ԳԲ բաժանմունքները՝ Հայելի զանգվածի (RAID-1): Այժմ շարունակվում է արագ սկավառակ 200 ԳԲ տարողությամբ կարող եք պահել, ասենք, խաղալիքներ, վիդեո նյութեր և պահանջվող այլ տվյալներ բարձր արագությունսկավառակի ենթահամակարգ և, առավել ևս, ոչ շատ կարևոր (այսինքն՝ նրանք, որոնց կորստի համար շատ չեք զղջա), և աշխատանքային փաստաթղթերը, փոստի արխիվը, սպասարկման ծրագրակազմը և այլ կարևոր ֆայլերը տեղափոխում եք հայելային 300 գիգաբայթանոց սկավառակի վրա։ Երբ մեկ սկավառակը ձախողվում է, դուք կորցնում եք այն, ինչ տեղադրված էր շերտավոր զանգվածի վրա, բայց տվյալները, որոնք տեղադրեցիք երկրորդ տրամաբանական սկավառակի վրա, կրկնօրինակվում են մնացած սկավառակի վրա:

RAID-5 և RAID-0 մակարդակների համադրումը ենթադրում է, որ չորս սկավառակների ծավալի մի մասը վերապահված է արագ շերտավոր զանգվածի համար, իսկ մյուս մասը (թող այն լինի 300 ԳԲ յուրաքանչյուր սկավառակի վրա) տվյալների բլոկների և հավասարաչափ բլոկների համար, Այսինքն՝ դուք ստանում եք մեկ գերարագ 400 ԳԲ սկավառակ (4 x 100 ԳԲ) և մեկ հուսալի, բայց ավելի դանդաղ՝ 900 ԳԲ 4 x 300 ԳԲ զանգված՝ հանած 300 ԳԲ հավասարության համար:

Ինչպես տեսնում եք, այս տեխնոլոգիան չափազանց խոստումնալից է, և լավ կլինի, եթե այլ չիպսեթների և կարգավորիչների արտադրողները աջակցեն դրան: Շատ գայթակղիչ է երկու սկավառակների վրա ունենալ տարբեր մակարդակների զանգվածներ՝ արագ և հուսալի:

Այստեղ, հավանաբար, կան բոլոր տեսակի RAID զանգվածները, որոնք օգտագործվում են տնային համակարգերում: Այնուամենայնիվ, կյանքում դուք կարող եք հանդիպել RAID-2, 3, 4, 6 և 7: Այսպիսով, եկեք դեռ տեսնենք, թե որոնք են այս մակարդակները:

RAID-2. Այս տեսակի զանգվածում սկավառակները բաժանվում են երկու խմբի՝ տվյալների և սխալների ուղղման կոդերի համար, և եթե տվյալները պահվում են n սկավառակի վրա, ապա ուղղման կոդերը պահելու համար անհրաժեշտ է n-1 սկավառակ։ Տվյալները գրվում են համապատասխան կոշտ սկավառակների վրա այնպես, ինչպես RAID-0-ում, դրանք բաժանվում են փոքր բլոկների՝ ըստ տեղեկատվության պահպանման համար նախատեսված սկավառակների քանակի։ Մնացած սկավառակները պահում են սխալների ուղղման կոդերը, որոնց համաձայն՝ կոշտ սկավառակի խափանման դեպքում տեղեկատվությունը կարող է վերականգնվել։ Համինգ մեթոդը վաղուց օգտագործվել է ECC հիշողության մեջ և թույլ է տալիս շտկել փոքրիկ մեկ բիթ սխալները, եթե դրանք հանկարծակի առաջանան, և եթե երկու բիթ սխալ կերպով փոխանցվեն, դա նորից կհայտնաբերվի՝ օգտագործելով հավասարության ստուգման համակարգերը: Այնուամենայնիվ, հանուն դրա, ոչ ոք չցանկացավ պահպանել գրեթե կրկնակի թվով սկավառակների ծավալուն կառուցվածք, և զանգվածի այս տեսակը լայն տարածում չգտավ:

Զանգվածի կառուցվածքը RAID-3 n սկավառակների զանգվածում տվյալները բաժանվում են 1 բայթանոց բլոկների և բաշխվում n-1 սկավառակների վրա, իսկ մեկ այլ սկավառակ օգտագործվում է հավասարության բլոկները պահելու համար։ RAID-2-ում կային n-1 սկավառակներ այդ նպատակով, բայց այդ սկավառակների վրա եղած տեղեկատվության մեծ մասն օգտագործվում էր միայն թռիչքի ժամանակ սխալների ուղղման համար, և հեշտ վերականգնումՍկավառակի խափանման դեպքում դրա ավելի փոքր քանակությունը բավարար է, և մեկ հատուկ կոշտ սկավառակը բավարար է:

RAID մակարդակ 3 առանձին պարիտետային սկավառակով: Չկա կրկնօրինակում, բայց տվյալները կարող են վերականգնվել:

Ըստ այդմ, RAID-3-ի և RAID-2-ի միջև տարբերություններն ակնհայտ են՝ սխալի ուղղման անհնարինությունը և ավելի քիչ ավելորդությունը: Առավելությունները հետևյալն են՝ տվյալների կարդալու և գրելու արագությունը մեծ է, իսկ զանգված ստեղծելու համար շատ քիչ սկավառակներ են պահանջվում՝ ընդամենը երեքը։ Բայց այս տեսակի զանգվածը լավ է միայն մեծ ֆայլերի հետ մեկ առաջադրանքով աշխատանքի համար, քանի որ արագության հետ կապված խնդիրներ կան փոքր տվյալների հաճախակի հարցումներով:

Հինգերորդ մակարդակի զանգվածը տարբերվում է RAID-3-ից նրանով, որ հավասարաչափ բլոկները հավասարաչափ բաշխված են զանգվածի բոլոր սկավառակների վրա:

RAID-4նման է RAID-3-ին, բայց դրանից տարբերվում է նրանով, որ տվյալները բայթերի փոխարեն բաժանվում են բլոկների: Այսպիսով, հնարավոր եղավ «հաղթել» փոքր ծավալի տվյալների փոխանցման ցածր արագության խնդիրը։ Գրումները դանդաղ են՝ պայմանավորված այն հանգամանքով, որ բլոկի պարիտետը ստեղծվում է գրելու ժամանակ և գրվում է մեկ սկավառակի վրա: Այս տեսակի զանգվածները շատ հազվադեպ են օգտագործվում:

RAID-6- սա նույն RAID-5-ն է, բայց այժմ զանգվածի յուրաքանչյուր սկավառակի վրա պահվում է երկու հավասարաչափ բլոկ: Այսպիսով, եթե երկու սկավառակ ձախողվի, տեղեկատվությունը դեռ կարող է վերականգնվել: Իհարկե, հուսալիության աճը հանգեցրել է սկավառակների օգտակար ծավալի նվազմանը և դրանց նվազագույն քանակի ավելացմանը. այժմ, եթե զանգվածում կա n սկավառակ, տվյալների գրման համար հասանելի ընդհանուր գումարը հավասար կլինի մեկ սկավառակի ծավալը բազմապատկած n-2-ով: Միանգամից երկու ստուգիչ գումարներ հաշվարկելու անհրաժեշտությունը որոշում է RAID-5-ից RAID-6-ի ժառանգած երկրորդ թերությունը՝ տվյալների գրման ցածր արագությունը:

RAID-7 Storage Computer Corporation-ի գրանցված ապրանքային նշանն է: Զանգվածի կառուցվածքը հետևյալն է՝ տվյալները պահվում են n-1 սկավառակների վրա, մեկ սկավառակ օգտագործվում է հավասարության բլոկները պահելու համար։ Բայց մի քանի կարևոր մանրամասներ են ավելացվել այս տեսակի զանգվածների հիմնական թերությունը վերացնելու համար՝ տվյալների քեշ և արագ վերահսկիչ, որը կատարում է հարցումները: Սա հնարավորություն տվեց նվազեցնել սկավառակի մուտքերի քանակը տվյալների ստուգման գումարը հաշվարկելու համար: Արդյունքում հնարավոր եղավ զգալիորեն մեծացնել տվյալների մշակման արագությունը (որոշ տեղերում՝ հինգ և ավելի անգամ)։

RAID 0+1 մակարդակի զանգված կամ երկու RAID-1 զանգվածների կառուցում, որոնք միավորված են RAID-0-ում: Հուսալի, արագ, թանկ:

Ավելացվել են նաև նոր թերություններ՝ նման զանգվածի ներդրման շատ բարձր արժեքը, դրա պահպանման բարդությունը, անխափան սնուցման անհրաժեշտությունը՝ կանխելու համար տվյալների կորուստը քեշի հիշողության մեջ հոսանքի անջատումների ժամանակ: Դժվար թե հանդիպեք նման զանգվածի, և եթե հանկարծ ինչ-որ տեղ տեսնեք, գրեք մեզ, մենք նույնպես հաճույքով կնայենք դրան։

Զանգվածի ստեղծում

Հուսով եմ, որ դուք արդեն հաղթահարել եք զանգվածի տեսակի ընտրությունը: Եթե ​​ձեր տախտակն ունի RAID կարգավորիչ, ապա ձեզ ոչ մի այլ բան պետք չի լինի, քան անհրաժեշտ քանակությամբ սկավառակներ և դրայվերներ հենց այս կարգավորիչի համար: Ի դեպ, նկատի ունեցեք. իմաստ ունի միավորել զանգվածների մեջ միայն նույն չափի սկավառակներ, և ավելի լավ է ունենալ մեկ մոդել: Կարգավորիչը կարող է հրաժարվել աշխատել տարբեր չափերի սկավառակների հետ, և, ամենայն հավանականությամբ, դուք կկարողանաք օգտագործել մեծ սկավառակի միայն մի մասը, որն իր ծավալով հավասար է սկավառակներից փոքրին: Բացի այդ, նույնիսկ շերտավոր զանգվածի արագությունը որոշվելու է ամենադանդաղ սկավառակի արագությամբ: Եվ իմ խորհուրդը ձեզ. մի փորձեք RAID զանգվածը bootable դարձնել: Հնարավոր է, բայց համակարգում խափանումների դեպքում ձեզ համար հեշտ չի լինի, քանի որ աշխատունակության վերականգնումը շատ դժվար կլինի։ Բացի այդ, վտանգավոր է մի քանի համակարգեր տեղադրել նման զանգվածի վրա. ՕՀ ընտրության համար պատասխանատու գրեթե բոլոր ծրագրերը սպանում են տեղեկատվությունը կոշտ սկավառակի սպասարկման տարածքներից և, համապատասխանաբար, փչացնում են զանգվածը: Ավելի լավ է ընտրել այլ սխեմա՝ մեկ սկավառակը bootable է, իսկ մնացածը միավորվում են զանգվածի մեջ:

Matrix RAID-ը գործողության մեջ: Սկավառակի տարածքի մի մասն օգտագործում է RAID-0 զանգվածը, մնացած տարածքը զբաղեցնում է RAID-1 զանգվածը:

Յուրաքանչյուր RAID զանգված սկսվում է RAID կարգավորիչի BIOS-ից: Երբեմն (միայն ինտեգրված կարգավորիչների դեպքում, և նույնիսկ այն ժամանակ ոչ միշտ) այն ներկառուցված է մայր տախտակի հիմնական BIOS-ում, երբեմն այն գտնվում է առանձին և ակտիվանում է ինքնաթեստն անցնելուց հետո, բայց ամեն դեպքում, պետք է գնալ. այնտեղ։ BIOS-ում է, որ ցանկալի պարամետրերզանգված, ինչպես նաև տվյալների բլոկների չափսեր, օգտագործված կոշտ սկավառակներ և այլն։ Այս ամենը որոշելուց հետո բավական կլինի պահպանել կարգավորումները, դուրս գալ BIOS-ից և վերադառնալ օպերացիոն համակարգ:

Այնտեղ, դուք անպայման պետք է տեղադրեք կարգավորիչի դրայվերները (որպես կանոն, դրանցով անգործունյա սկավառակը կցվում է մայր տախտակին կամ հենց կարգավորիչին, բայց դրանք կարող են գրվել սկավառակի վրա այլ դրայվերներով և օգտակար ծրագրերով), վերագործարկել և վերջ, զանգվածը պատրաստ է գնալու: Դուք կարող եք այն բաժանել տրամաբանական սկավառակների, ձևաչափել և լրացնել այն տվյալների հետ: Պարզապես հիշեք, որ RAID-ը համադարման միջոց չէ: Այն կփրկի ձեզ տվյալների կորստից, երբ կոշտ սկավառակը մեռնի և նվազագույնի կհասցնի նման արդյունքի հետևանքները, բայց դա ձեզ չի փրկի ցանցում հոսանքի ալիքներից և ցածրորակ էլեկտրամատակարարման խափանումներից, որոնք միանգամից սպանում են երկու կրիչները՝ առանց: հաշվի առնելով դրանց «զանգվածությունը»:

որակյալ սննդի անտեսումը և ջերմաստիճանի ռեժիմկրիչներ կարող են զգալիորեն կրճատել HDD-ի կյանքը, պատահում է, որ զանգվածի բոլոր կրիչներն անհաջողության են մատնվում, և բոլոր տվյալները անդառնալիորեն կորչում են: Մասնավորապես, ժամանակակից կոշտ սկավառակները (հատկապես IBM-ը և Hitachi-ն) շատ զգայուն են +12 V ալիքի նկատմամբ և չեն սիրում դրա վրա լարման նույնիսկ ամենաչնչին փոփոխությունը, ուստի զանգված կառուցելու համար անհրաժեշտ բոլոր սարքավորումները գնելուց առաջ պետք է ստուգեք. համապատասխան լարումներ և անհրաժեշտության դեպքում միացնել նորը BP դեպի գնումների ցուցակ.

Կոշտ սկավառակների, ինչպես նաև բոլոր մյուս բաղադրիչների սնուցումը երկրորդ սնուցման աղբյուրից, առաջին հայացքից, իրականացվում է պարզապես, բայց նման էներգիայի սխեմայի մեջ կան բազմաթիվ թակարդներ, և դուք պետք է հարյուր անգամ մտածեք, նախքան որոշում կայացնելը: նման քայլ. Սառեցման դեպքում ամեն ինչ ավելի պարզ է. պարզապես պետք է համոզվել, որ բոլոր կոշտ սկավառակները փչում են, գումարած՝ դրանք միմյանց մոտ մի դրեք: Պարզ կանոններբայց, ցավոք, ոչ բոլորն են նրանց հետևում: Եվ հազվադեպ չէ, երբ զանգվածի երկու սկավառակները միաժամանակ մեռնում են:

Բացի այդ, RAID-ը չի վերացնում պարբերաբար պատրաստելու անհրաժեշտությունը կրկնօրինակներտվյալները։ Mirroring-ը հայելային է, բայց եթե դուք պատահաբար փչացնեք կամ ջնջեք ֆայլերը, երկրորդ սկավառակը ձեզ ընդհանրապես չի օգնի: Այսպիսով, երբ կարող եք, կրկնօրինակեք: Այս կանոնը կիրառվում է անկախ համակարգչի ներսում RAID զանգվածների առկայությունից:

Այսպիսով, դուք RAIDy եք: Այո? Գերազանց! Միայն ծավալի և արագության հետապնդման ժամանակ մի մոռացեք ևս մեկ ասացվածք՝ «Հիմարին աղոթիր Աստծուն, նա ճակատը կցավի»: Ուժեղ սկավառակներ և հուսալի կարգավորիչներ ձեզ համար:

Աղմկոտ RAID ծախսերի առավելությունները

RAID-ը լավ է նույնիսկ առանց փողի հաշվի առնելու: Բայց եկեք հաշվարկենք ամենապարզ 400 ԳԲ գծավոր զանգվածի գինը։ Երկու Seagate Barracuda SATA 7200.8 կրիչներ, յուրաքանչյուրը 200 ԳԲ, ձեզ հետ կվճարեն մոտ $230: RAID կարգավորիչները ներկառուցված են մայր տախտակների մեծ մասում, ինչը նշանակում է, որ մենք դրանք ստանում ենք անվճար:

Միաժամանակ, նույն մոդելի 400 ԳԲ սկավառակն արժե 280 դոլար։ Տարբերությունը 50 դոլար է, և այս գումարով կարելի է գնել հզոր բլոկսնունդ, որը ձեզ անպայման պետք կգա. Ես չեմ խոսում այն ​​մասին, որ ավելի ցածր գնով կոմպոզիտային «սկավառակի» կատարումը գրեթե երկու անգամ ավելի բարձր կլինի, քան մեկ կոշտ սկավառակի կատարումը:

Եկեք հիմա հաշվարկենք՝ կենտրոնանալով 250 ԳԲ ընդհանուր ծավալի վրա։ Չկան 125 ԳԲ կոշտ սկավառակներ, ուստի եկեք վերցնենք երկու 120 ԳԲ կոշտ սկավառակ: Յուրաքանչյուր սկավառակի արժեքը 90 դոլար է, 250 ԳԲ կոշտ սկավառակի արժեքը՝ 130 դոլար։ Դե, նման ծավալներով դուք պետք է վճարեք կատարման համար: Իսկ եթե վերցնես 300 գիգաբայթանոց զանգված. Երկու 160 ԳԲ սկավառակ՝ մոտ 200 դոլար, մեկ 300 ԳԲ սկավառակ՝ 170 դոլար... Կրկին՝ ոչ դա։ Պարզվում է, որ RAID-ը ձեռնտու է միայն շատ մեծ սկավառակներ օգտագործելիս։

scsi ինտերֆեյս

3.2. Պահպանման սարքեր օպտիկական սկավառակների վրա

3.2.1. Օպտիկական սկավառակներ 3.2.2. Տվյալների կազմակերպում օպտիկական սկավառակների վրա

3.2.3. Օպտիկական սկավառակի կրիչներ

3.2.1. Օպտիկական սկավառակներ

3.2.2. Տվյալների կազմակերպում օպտիկական սկավառակների վրա

3.2.3. Օպտիկական սկավառակի կրիչներ

3.3. Հիշողության սարքեր շարժական մագնիսական կրիչներով

3.3.1. Անգործունյա կրիչներ 3.3.2. Հիշողության սարքեր շարժական մագնիսական և մագնիսական օպտիկական սկավառակներով 3.3.3. Կասետային կրիչներ

3.3.1. Անգործունյա սկավառակի կրիչներ

3.3.2. Պահպանման սարքեր շարժական մագնիսական և մագնիսա-օպտիկական սկավառակներով

3.3.3. Կասետային կրիչներ

Գլուխ 4

4.1. Հիշողության ժամանակային բնութագրերի գնահատման մեթոդներ 4.2. Համակարգչային հիշողության աշխատանքի բարելավման մեթոդներ 4.3. Zu-ի զարգացման ուղղությունները

4.1. Հիշողության ժամանակային բնութագրերի գնահատման մեթոդներ

4.1.1. Փորձարարական գնահատման մեթոդներ 4.1.2. Տեսական գնահատման մեթոդներ

4.1.1. Փորձարարական գնահատման մեթոդներ

4.1.2. Տեսական գնահատման մեթոդներ

4.2. Համակարգչային հիշողության աշխատանքի բարելավման մեթոդներ

4.2.1. Քեշի հիշողության օգտագործումը 4.2.2. Դիսպետչերական (պատվերի կառավարում) սպասարկման հարցումներ 4.2.3. Սկավառակի զանգվածների կազմակերպում (raid)

4.2.1. Քեշի օգտագործումը

4.2.2. Դիսպետչերական (պատվերի կառավարում) ծառայության զանգեր

4.2.3. Սկավառակի զանգվածների կազմակերպում (raid)

4.3. Zu-ի զարգացման ուղղությունները

Գրականություն և հղումներ

4.2.3. Սկավառակի զանգվածների կազմակերպում (raid)

Սկավառակի հիշողության արդյունավետությունը բարձրացնելու մեկ այլ միջոց էր սկավառակների զանգվածների ստեղծումը, թեև դա ուղղված է ոչ միայն (և ոչ այնքան) ավելի բարձր կատարողականության, այլև սկավառակի պահպանման սարքերի ավելի մեծ հուսալիության:

RAID տեխնոլոգիա ( Անկախ սկավառակների ավելորդ զանգվածԱնկախ սկավառակների ավելորդ զանգված) մտածված էր որպես մի քանի էժան կոշտ սկավառակների միավորում մեկ սկավառակի զանգվածի մեջ՝ մեկ սկավառակի համեմատ արդյունավետությունը, հզորությունը և հուսալիությունը բարձրացնելու համար: Այս դեպքում համակարգիչը պետք է տեսնի նման զանգվածը որպես մեկ տրամաբանական սկավառակ:

Եթե ​​դուք պարզապես միավորում եք մի քանի սկավառակներ մի (ոչ ավելորդ) զանգվածի մեջ, ապա խափանումների միջև միջին ժամանակը (MTTF) հավասար կլինի մեկ սկավառակի MTEF-ին՝ բաժանված սկավառակների քանակի վրա: Այս ցուցանիշը չափազանց փոքր է այն հավելվածների համար, որոնք կարևոր են ապարատային խափանումների համար: Այն կարող է բարելավվել՝ օգտագործելով տեղեկատվության պահպանման ժամանակ տարբեր ձևերով իրականացվող ավելորդությունը:

RAID համակարգերում հուսալիությունը և կատարումը բարելավելու համար օգտագործվում են երեք հիմնական մեխանիզմների համակցություններ, որոնցից յուրաքանչյուրը հայտնի է առանձին. պահպանված տեղեկատվության ամբողջական կրկնօրինակում; - վերահսկման կոդեր (պարիտետ, Համինգ կոդեր) հաշվում, որը թույլ է տալիս վերականգնել տեղեկատվությունը ձախողման դեպքում. - Տեղեկատվության բաշխում զանգվածի տարբեր սկավառակների վրա այնպես, ինչպես դա արվում է հիշողության բլոկների մուտքերը միահյուսելիս (տես interleave), ինչը մեծացնում է սկավառակների զուգահեռ աշխատանքի հնարավորությունը պահված տեղեկատվության վրա գործողությունների ընթացքում: RAID-ը նկարագրելիս այս տեխնիկան կոչվում է «stripped disks», որը բառացի նշանակում է «գծավոր սկավառակներ» կամ պարզապես «գծավոր սկավառակներ»:

Բրինձ. 43. Սկավառակների բաժանումը փոխարինող բլոկների՝ «շերտերի»:

Սկզբում սահմանվեցին հինգ տեսակի սկավառակների զանգվածներ, որոնք նշանակվեցին RAID 1 - RAID 5, որոնք տարբերվում էին իրենց հատկանիշներով և կատարողականությամբ: Այս տեսակներից յուրաքանչյուրը, գրված տեղեկատվության որոշակի ավելորդության պատճառով, ապահովում էր անսարքության ավելի մեծ հանդուրժողականություն՝ համեմատած մեկ սկավառակի հետ: Բացի այդ, սկավառակների մի զանգված, որը չունի ավելորդություն, բայց թույլ է տալիս բարձրացնել կատարողականությունը (մատչումների շերտավորման պատճառով), հաճախ կոչվում է RAID 0:

RAID զանգվածների հիմնական տեսակները կարելի է համառոտ նկարագրել հետևյալ կերպ.

RAID 0. Որպես կանոն, զանգվածի այս տեսակը սահմանվում է որպես գծավոր սկավառակների խումբ՝ առանց հավասարության և տվյալների ավելորդության: Շերտերի (շերտերի կամ բլոկների) չափերը կարող են մեծ լինել բազմաբնակարան օգտատերերի միջավայրում կամ փոքր՝ մեկ օգտատիրոջ համակարգում՝ երկար գրառումների հաջորդական մուտքի համար:

RAID 0-ի կազմակերպումը պարզապես համապատասխանում է Նկ. 43. Գրելու և կարդալու գործողությունները կարող են կատարվել միաժամանակ յուրաքանչյուր սկավառակի վրա: RAID 0-ի համար կրիչների նվազագույն քանակը երկուսն է:

Այս տեսակը բնութագրվում է բարձր կատարողականությամբ և սկավառակի տարածության ամենաարդյունավետ օգտագործմամբ, սակայն սկավառակներից մեկի ձախողումը անհնար է դարձնում աշխատել ամբողջ զանգվածի հետ:

RAID 1. Սկավառակի այս տեսակի զանգված (նկ. 44, ա) հայտնի է նաև որպես հայելային սկավառակ և պարզապես զույգ կրիչներ է, որոնք կրկնօրինակում են պահված տվյալները, բայց համակարգչում հայտնվում են որպես մեկ սկավառակ: Եվ չնայած striping-ը չի կատարվում մեկ զույգ հայելային սկավառակների մեջ, բլոկի շերտավորումը կարող է կազմակերպվել մի քանի RAID 1 զանգվածների համար, որոնք միասին կազմում են մի քանի հայելային սկավառակների մի մեծ զանգված: Կազմակերպության այս տարբերակը կոչվում է RAID 1 + 0: Կա նաև հակադարձ տարբերակ:

Գրելու բոլոր գործողությունները միաժամանակ կատարվում են հայելային զույգի երկու սկավառակների վրա, որպեսզի դրանցում առկա տեղեկատվությունը նույնական լինի: Բայց կարդալիս զույգի սկավառակներից յուրաքանչյուրը կարող է աշխատել ինքնուրույն, ինչը թույլ է տալիս միաժամանակ կատարել երկու ընթերցման գործողություն՝ դրանով իսկ կրկնապատկելով ընթերցման կատարումը: Այս առումով, RAID 1-ն ապահովում է սկավառակի զանգվածի բոլոր տարբերակների լավագույն կատարումը:

RAID 2. Սկավառակի այս զանգվածներում բլոկները՝ տվյալների սեկտորները միախառնվում են մի խումբ սկավառակների կողմից, որոնցից մի քանիսն օգտագործվում են միայն հսկիչ տեղեկատվության պահպանման համար՝ ECC (սխալների ուղղման կոդերը) կոդերը: Բայց քանի որ բոլոր ժամանակակից կրիչներն ունեն ներկառուցված ECC կառավարում, RAID 2-ը քիչ բան է անում RAID-ի այլ տեսակների համեմատ, և այժմ հազվադեպ է օգտագործվում:

RAID 3. Ինչպես RAID 2-ում, այս տեսակի սկավառակի զանգվածում (նկ. 44, բ) բլոկ-սեկտորները փոխկապակցված են սկավառակների խմբի վրա, սակայն խմբի սկավառակներից մեկը վերապահված է հավասարության մասին տեղեկատվությունը պահելու համար: Սկավառակի խափանման դեպքում տվյալների վերականգնումն իրականացվում է մնացած սկավառակների վրա գրանցված տվյալներից «բացառիկ OR» (XOR) ֆունկցիայի արժեքների հաշվարկի հիման վրա: Ձայնագրությունները սովորաբար զբաղեցնում են բոլոր սկավառակները (քանի որ գծերը կարճ են), ինչը մեծացնում է տվյալների փոխանցման ընդհանուր արագությունը: Քանի որ I/O յուրաքանչյուր գործողություն պահանջում է մուտք դեպի յուրաքանչյուր սկավառակ, RAID 3 զանգվածը կարող է միաժամանակ սպասարկել միայն մեկ հարցում: Հետևաբար, այս տեսակն ապահովում է լավագույն կատարումը մեկ օգտատիրոջ համար երկար գրություններով մեկ առաջադրանք ունեցող միջավայրում: հետ աշխատելիս կարճ նշումներՊահանջվում է շարժիչ spindle-ի համաժամացում՝ կատարողականի վատթարացումից խուսափելու համար: Իր բնութագրերով RAID 3-ը մոտ է RAID 5-ին (տես ստորև):

RAID 4. Այս կազմակերպությունը, ցույց է տրված նկ. 35, մեջ) նման է RAID 3-ին, միայն այն տարբերությամբ, որ այն օգտագործում է մեծ բլոկներ (շերտեր), որպեսզի գրառումները հնարավոր լինի կարդալ զանգվածի ցանկացած դրայվից (բացառությամբ այն սկավառակի, որը պահում է հավասարության կոդերը): Սա թույլ է տալիս համատեղել կարդալու գործողությունները տարբեր սկավառակների վրա: Գրելու գործողությունները միշտ թարմացնում են հավասարության սկավառակը, այնպես որ դրանք չեն կարող միավորվել: Ընդհանուր առմամբ, այս ճարտարապետությունը հատուկ առավելություններ չունի RAID այլ տարբերակների նկատմամբ:

RAID 5. Այս տեսակի սկավառակների զանգվածը նման է RAID 4-ին, սակայն հավասարության կոդերը պահվում են ոչ թե հատուկ սկավառակի վրա, այլ բոլոր սկավառակների վրա հերթափոխով տեղակայված բլոկներում: Այս կազմակերպությունը նույնիսկ երբեմն անվանում են «պտտվող հավասարություն» զանգված (կարելի է նշել որոշակի անալոգիա՝ սլոտների համար ընդհատման գծերի նշանակման հետ PCI ավտոբուսկամ ցիկլային ընդհատման կարգավորիչի առաջնահերթությամբ x86 գծի պրոցեսորներում): Այս բաշխումը խուսափում է միաժամանակյա գրությունների սահմանափակումից՝ պայմանավորված միայն մեկ սկավառակի վրա հավասարության կոդերի պահպանման, ինչը բնորոշ է RAID 4-ին: Նկ. 44, Գ) ցույց է տալիս չորս սկավառակից բաղկացած զանգված, որոնցից յուրաքանչյուր երեք տվյալների բլոկի համար կա մեկ հավասարաչափ բլոկ (այս բլոկները ստվերված են), որի գտնվելու վայրը տվյալների յուրաքանչյուր եռակի համար փոխվում է՝ ցիկլային շարժվելով բոլոր չորս կրիչներով:

Ընթերցման գործողությունները կարող են զուգահեռաբար իրականացվել բոլոր սկավառակների համար: Գրելու գործողությունները, որոնք պահանջում են երկու կրիչներ (տվյալների և հավասարության համար) սովորաբար կարող են նաև համակցվել, քանի որ հավասարության կոդերը բաշխված են բոլոր կրիչներում:

Սկավառակի զանգվածների կազմակերպման տարբեր տարբերակների համեմատությունը ցույց է տալիս հետևյալը.

RAID 0-ն ամենաարագ և ամենաարդյունավետ տարբերակն է, բայց այն չի ապահովում սխալների հանդուրժողականություն: Այն պահանջում է նվազագույնը 2 սկավառակ: Գրելու և կարդալու գործողությունները կարող են կատարվել միաժամանակ յուրաքանչյուր սկավառակի վրա:

RAID 1 ճարտարապետությունը ամենահարմարն է բարձր կատարողականության, բարձր հուսալի հավելվածների համար, բայց նաև ամենաթանկը: Սա նաև միակ տարբերակն է, որը սխալ հանդուրժող է, եթե օգտագործվում է միայն երկու սկավառակ: Կարդալու գործողությունները կարող են կատարվել միաժամանակ յուրաքանչյուր սկավառակի համար, գրելու գործողությունները միշտ կրկնօրինակվում են հայելային զույգ կրիչների համար:

RAID 2 ճարտարապետությունը հազվադեպ է օգտագործվում:

RAID 3 սկավառակների զանգվածը կարող է օգտագործվել տվյալների փոխանցումը արագացնելու և սխալների հանդուրժողականությունը մեծացնելու համար մեկ օգտագործողի միջավայրում՝ երկար գրառումների հաջորդական մուտքով: Բայց դա թույլ չի տալիս համատեղել գործողությունները և պահանջում է շարժիչի լիսեռների պտտման համաժամացում: Նրան անհրաժեշտ է առնվազն երեք կրիչ՝ 2 տվյալների և մեկը հավասարության կոդերի համար:

RAID 4 ճարտարապետությունը չի աջակցում միաժամանակյա գործողություններ և չունի առավելություններ RAID 5-ի նկատմամբ:

RAID 5-ը արդյունավետ է, սխալ հանդուրժող և լավ կատարում: Բայց գրելու ժամանակ և սկավառակի ձախողման դեպքում կատարողականը ավելի վատ է, քան RAID 1-ը: Մասնավորապես, քանի որ հավասարության կոդերի բլոկը վերաբերում է գրված ամբողջ բլոկին, ապա եթե դրա միայն մի մասը գրված է, նախ պետք է կարդալ նախկինում: գրված տվյալները, այնուհետև հաշվարկեք հավասարության կոդերի նոր արժեքները և միայն դրանից հետո գրեք նոր տվյալներ (և պարիտետ): Վերակառուցման գործառնությունները նույնպես ավելի երկար են տևում հավասարության կոդերի ստեղծման անհրաժեշտության պատճառով: Այս տեսակի RAID-ի համար պահանջվում է առնվազն երեք սկավառակ:

Բացի այդ, RAID-ի ամենատարածված տարբերակների հիման վրա՝ 0, 1 և 5, կարող են ձևավորվել այսպես կոչված երկմակարդակ ճարտարապետություններ, որոնք միավորում են տարբեր տեսակի զանգվածների կազմակերպման սկզբունքները։ Օրինակ, նույն տիպի բազմաթիվ RAID զանգվածները կարող են միավորվել մեկ տվյալների զանգվածի խմբի կամ հավասարության զանգվածի մեջ:

Այս երկաստիճան կազմակերպման շնորհիվ հնարավոր է հասնել անհրաժեշտ հավասարակշռության RAID 1 և RAID 5 զանգվածներին բնորոշ տվյալների պահպանման հուսալիության բարձրացման և RAID 0 զանգվածի սկավառակների վրա բլոկների շերտավորմանը բնորոշ բարձր արագության միջև: Նման երկաստիճան սխեմաները երբեմն կոչվում են RAID 0 + 1 կամ 10 և 0+5 կամ 50:

RAID զանգվածների աշխատանքը կարող է կառավարվել ոչ միայն ապարատային, այլ նաև ծրագրային ապահովման միջոցով, որի հնարավորությունն ապահովված է օպերացիոն համակարգերի որոշ սերվերային տարբերակներում։ Թեև պարզ է, որ նման իրականացումը կունենա զգալիորեն ավելի վատ կատարողական բնութագրեր:

RAID տեխնոլոգիան, որը մշակվել է 1980-ականներին, ընկալվել է որպես մի քանի սկավառակների միավորում սկավառակների զանգվածի մեջ՝ հզորությունը մեծացնելու, հուսալիությունը և տվյալների հասանելիությունը բարելավելու նպատակով: Եկեք արագ նայենք RAID-ի հիմնական մակարդակներին:

RAID0. գծապատկեր

Նկարագրություն Տվյալները հավասարաչափ բաշխվում են զանգվածի բոլոր սկավառակների վրա: Array-ն ունի երկու կամ ավելի կրիչներ

Կատարում Տվյալների բիթը կարող է գրվել և կարդալ միաժամանակ

կողմ Կարդալ/գրել կատարումը

Մինուսներ : Ոչ մի վերապահում: Ցանկացած սկավառակ, որը խափանում է, կհանգեցնի զանգվածի ոչնչացմանը և, որպես հետևանք, բոլոր տվյալների կորստի

Օգտագործումը Ծրագրեր, որոնք պահանջում են տվյալների փոխանցման բարձր արագություն, ֆայլերի ժամանակավոր պահպանում, ոչ կարևոր տվյալներ

RAID1. Հայելապատում

Նկարագրություն Տվյալները գրվում/ընթերցվում են միաժամանակ զանգվածի երկու կամ ավելի սկավառակների վրա

Կատարում Ընթերցման գործողություններն ավելի արագ են: տվյալները կարդում են զանգվածի բոլոր կրիչներից միաժամանակ: Գրելու գործողություններն ավելի դանդաղ են ընթանում: գրելը կատարվում է երկու կամ ավելի անգամ (կախված է զանգվածի սկավառակների քանակից)

կողմ Զանգվածի ցանկացած քանակի սկավառակների ձախողումը, բացի վերջինից, չի հանգեցնում տվյալների կորստի

Մինուսներ : Գին. Համամասնական զանգվածի սկավառակների քանակին

Օգտագործումը Համակարգի միջնորմներ, զգայուն տվյալների բաժանումներ, գործարքներ օգտագործող հավելվածներ

RAID3. շերտավորում հատուկ հավասարաչափ սկավառակով (Վիրտուալ սկավառակի բլոկներ)

Նկարագրություն Տվյալները գծավորվում են զանգվածի սկավառակների վրա բայթ մակարդակով: Պահանջվում է լրացուցիչ սկավառակ, որի վրա պահվում է հավասարության մասին տեղեկատվությունը: Առնվազն երեք կրիչներ զանգվածում

Կատարում Գրելու գործողություններ քիչ են

կողմ Տվյալները մնում են լիովին հասանելի, եթե մեկ սկավառակը ձախողվի

Մինուսներ Կատարում

Օգտագործումը Հազվադեպ փոփոխվող, հաճախակի կարդացվող տվյալներ

RAID4. Նվիրված հավասարաչափ սկավառակի շերտավորում

Նկարագրություն Տվյալները փոխկապակցված են բլոկի մակարդակում: Պահանջվում է լրացուցիչ սկավառակ, որի վրա պահվում է հավասարության մասին տեղեկատվությունը: Առնվազն երեք կրիչներ զանգվածում

Կատարում Գրելու գործողություններ քիչ են

կողմ Սա ավելի լավ է, քան RAID3-ը: Տվյալները մնում են լիովին հասանելի, եթե մեկ սկավառակը ձախողվի: Զանգվածին կարելի է ավելացնել ցանկացած քանակությամբ սկավառակ

Մինուսներ Նման զանգվածի շիշը հատուկ հավասարաչափ սկավառակ է: Տվյալները չեն համարվում գրված, քանի դեռ ստուգիչ գումարը չի գրվել հավասարության սկավառակի վրա:

Օգտագործումը Հարմար չէ գրելու/ընթերցելու բարձր կատարողական համակարգերի համար

RAID5. գծավոր հավասարություն

Նկարագրություն Ի տարբերություն RAID4-ի, տվյալները և հավասարությունը գծավոր են զանգվածի բոլոր կրիչներում: Շատ լավ է ունենալ լրացուցիչ թափուր սկավառակ (տաք պահեստային սկավառակ) զանգվածի սկավառակներից մեկի ձախողման դեպքում։ Այնուհետև վերահսկիչը կվերցնի թափուր սկավառակը և զանգվածը կվերակառուցվի: Առնվազն երեք կրիչներ զանգվածում

Կատարում Ավելի լավ, քան RAID4 լուծված է նվիրված պարիտետային սկավառակի խնդիրը

կողմ Կարդալ/գրել/պահուստային մնացորդը հասել է

Մինուսներ Արդյունավետության նվազեցում զանգվածի վերակառուցման ժամանակ: Եթե ​​գրելու քեշը չի օգտագործվում (raid կարգավորիչը հագեցած չէ մարտկոցով և կազմաձևված չէ), ապա դուրսբերումը հատկապես զգայուն կլինի:

Օգտագործումը Վեբ սերվերներ, ֆայլերի սերվերներ, որտեղ օգտագործվում է տվյալների ինտենսիվ ընթերցում

RAID6. Կրկնակի հավասարություն

Նկարագրություն RAID5-ի նման, այն տարբերությամբ, որ զանգվածն ունի երկու հավասարաչափ սկավառակ, ինչը բարելավում է համակարգի հուսալիությունը: Առնվազն չորս կրիչներ մեկ զանգվածի համար

Կատարում 10%-15% ավելի վատ, քան RAID5-ը՝ ավելի բարդ ստուգիչ գումարի հաշվարկման ալգորիթմի պատճառով: Ավելի շատ կարդում/գրում է

կողմ Բարելավված տվյալների անվտանգություն: Համակարգը կշարունակի գործել երկու ձախողված սկավառակներով

Մինուսներ : Գին. Արդյունավետության անկում զանգվածի վերակառուցման ժամանակ

Օգտագործումը Տվյալների ավելորդ պահեստավորում՝ բարձր հուսալիությամբ

RAID10

Նկարագրություն RAID0-ը կառուցված է RAID1 զանգվածային խմբերից

Կատարում Համարվում է ամենաարագ և հուսալի զանգվածը