RAID-массивы.

RAID – Redundant Array of Inexpensive Disks – Массив недорогих дисков с избыточностью. Объединение дисков в RAID используется для повышения надежности работы (вводится избыточность), во-вторых для повышения производительности. Логически система видит только один диск, а обращение внутри группы происходит сразу ко всем дискам. Объединение дисков в RAID характеризуется: MTTR – mean time to repair – среднее время восстановления. Этот параметр характеризует то время, за которое система восстановит свою работу, если один из дисков нарушит свою работу. Восстановление происходит автоматически. Пользователю нужно просто отслеживать и заменять нерабочие диски. Этапы: 1) определение отказавшего диска. 2) устранение отказа без остановки обработки. 3) восстановление потерянных данных на резервном диске. 4) периодическая замена отказавших дисков на новые. Существует несколько способов объединения дисков в RAID: Рассмотрим все способы объединения дисков:

RAID0.

В основе RAID 0 уровня лежит расслоение данных. Данная схема не содержит избыточности и направлена только на повышение производительности. Расслоение данных происходит на полосы (strip line), которые распределены равномерно по всем дискам системы. Размер полосы не меньше сектора магнитного диска. Преимущество – возможно, параллельно считывать данные со всех дисков. Данный способ объединения обеспечивает наибольшую производительность и наиболее эффективное использование дискового пространства при минимальных затратах. Недостаток: низкая надежность.

RAID1 – зеркалирование.

Данный способ объединения дисков направлен на достижение максимальной надежности – наиболее дорогостоящий метод, так как все диски дублируются. При записи данные записываются как на основной, так и на дополнительный. Поддерживается параллельное считывание. В случае отказа одного диска данные считываются с другого, дублирующего диска. Наименее эффективно используется дисковое пространство (50% остальные отведены под резерв). Но, несмотря на это данный метод, используется часто там, где требуется обеспечить надежное хранение данных. Простое управление.

RAID2

Направлен на повышение эффективности при снижении затрат. Данный способ объединения дисков в RAID такой же как и используется при организации основной памяти. Есть расслоение данных и есть специальные диски отведенные под контрольную сумму. Например, код Хэмминга. ФКК – блок формирователя корректирующего кода. При чтении данные считываются и проверяются по схеме контроля. Данный способ объединения менее дорогой, чем RAID 1 уровня, но достаточно не эффективен в смысле расхода места, при распределении свободного пространства.

RAID3

Этот способ очень часто используется, представляет из себя следующее:

ФПП – формирователь полосы паритета (бит четности). В данном случае как и RAID2 происходит расслоение данных. Но отличие в том, что используется только один диск. Простым паритетом происходит восстановление данных, если известен номер неисправного диска. Паритет формируется с помощью формирователя полосы паритета. При чтении данные считываются и проверяются с помощью схемы контроля. Данный способ более эффективно использует дисковое пространство, при достаточно высокой надежности. Производительность данного способа не очень высокая, так как в данном случае параллельного считывания не происходит, так как все данные поступают в одну схему контроля. Данный метод популярен, фирмы Maxtor и другие выпускают специальные диски. Так же поддержка есть и в современных чипсетах.

RAID4

Повышает производительность передачи небольших объемов данных за счет параллелизма, то есть здесь выполняется больше одного обращения к группе по вводу выводу в единицу времени. Здесь уже не поразрядное расслоение данных, данные распределяются блоками на диске, в большинстве случаев размер блока равен размеру сектора или нескольким секторам. Аналогично RAID3 есть диск для хранения битов паритета и существует формирователь полосы паритетов. Данный способ используется достаточно редко. Главный недостаток: RAID4 – не позволяет производить параллельную запись, хотя и позволяет производить параллельное чтение.

RAID5

Достаточно популярна.

Контрольная сумма распределена по всем дискам, данное распределение оказывает очень большое влияние на производительность записи, так как запись может быть спланирована таким образом, что можно обращаться для записи информации и записи контрольных разрядов к различным дискам происходит параллельно. Позволяет в ряде случаев в 2 раза повысить производительность по сравнению с RAID 4 уровня. Данный способ часто поддерживают современные чипсеты.

RAID6

В данном типе используется контроль четности, как строки, так и столбца. Данный способ объединения позволяет преодолеть отказы 2-х дисков и некоторые отказы 3-х дисков. Здесь дисковое пространство используется достаточно эффективно, в том случае если не требуется очень высокой надежности и отказоустойчивости, данная схема может использоваться. Данный способ объединения используется в системах, где не требуется супер надежность. В серверных системах и в суперкомпьютерах не используется.

RAID7

Схема RAID 7 уровня объединяет массив асинхронно работающих дисков и кэш память, все это управляется ОС реального времени, которая встроена в контроллеры RAID массивов. Полосы паритета здесь хранятся на отдельном диске, иногда 1 иногда больше. Данная схема не критична к виду решаемых задач и работает так же эффективно, как RAID 5-того или 6-того уровня. Так же поддерживается и параллельное чтение и параллельная запись.

RAID10

Данная схема совпадает с RAID 0 уровня, но здесь в качестве дисков используются дисковые массивы. Эта схема сочетает высокую производительность 0 уровня и высокую надежность 1 уровня. Недостатки – высокая стоимость. Данная схема используется в случаях, когда требуется обеспечить высокую надежность и высокую производительность.

RAID53

Хотя на самом деле должно быть RAID03.

Аналогично 0 уровню происходит построение дискового массива, но в качестве отдельного диска используется объединение дисков по схеме RAID 3 уровня. Достоинства аналогичны RAID10, как и недостатки.