Ieskats RAID masīvu uzbūvē (2.daļa)

Gandrīz ikviens pieredzējušāks datorlietotājs kaut reizi ir dzirdējis par RAID masīviem. Jau krietni mazāks lietotāju skaits māk konkrēti paskaidrot kas ir RAID un kādam nolūkam to izmanto. Un tikai retais vidusmēra datorlietotājs zina, ka pastāv daudz un dažādi RAID masīvu veidi un spēj tos aprakstīt, un zin kādam nolūkam tos izmanto. Tā kā latviešu literatūras par šīm konstrukcijām internetā ir ļoti maz, tad izveidoju nelielu ieskatu populārāko RAID masīvu uzbūves īpašībās, izmantošanā un struktūrā. (ja vēlies lasīt par biežāk izmantotajām RAID konstrukcijām, meklē rakstu "Ieskats RAID masīvu uzbūvē"). Šoreiz apskatīsim kombinētos jeb hibrīdu RAID masīvus.

Lai iegūtu lielāku ātrdarbību un/vai papildu ietilpību standarta RAID līmeņi var tikt sakombinēti kopā, veidojot hibrīdu RAID līmeņus (Nested RAID levels). Kombinējot vairākus RAID līmeņus, parasti masīvus, kuros tiek glabāti dati, savieno ar RAID 0 masīvu, lai palielinātu ātrdarbību. Šādā konfigurācijā ieteicams, ka RAID 0 masīvs ir augšpusē, bet redundances masīvs apakšā, jo tad mazāk diskus būs nepieciešams reģenerēt, ja kāds no masīva diskiem pārstās funkcionēt.


RAID 0+1

RAID 0+1 (saukts arī par RAID 01, ko nedrīkst jaukt ar RAID 1) ir masīvs, ko lieto gan datu replicēšanai, gan sadalīšanai starp masīva diskiem. RAID 0+1 masīva izmēru var izrēķināt sekojoši : Izmērs = (n * c)/2, kur n ir disku skaits (tiem obligāti jābūt pāra skaitā), c ir masīva mazākā diska ietilpība. Piemēram, ja jāizveido RAID 0+1 masīvs no sešiem 120 GB diskiem, tad tā izmērs būs : Izmērs = (6*120)/2 = 360 GB. Tātad 360 GB būs pieejamā tilpne datu glabāšanai, kas tiek sadalīta starp diviem masīviem. Šāda RAID masīva priekšrocība ir tā, ka, ja kāds disks no viena no RAID 0 masīviem pārstāj funkcionēt, zaudētie dati var tikt pārsūtīti no otra masīva. Taču, ja ir vēlme pievienot vēl vienu papildu cieto disku vienam no RAID 0 masīviem, tad, lai balansētu datu daudzumu starp abiem masīviem, arī otram masīvam jāpievieno vēl viens disks (tāpēc arī nepieciešams pāra skaits disku). Šis masīvs gan nav tik izturīgs kā RAID 10 un nevar pārciest divu disku funkcionalitātes problēmas vienlaicīgi, ja vien abi diski nav no viena un tā paša "stripe". Datu atjaunošanā uz kāda no diskiem piedalās visi diski no konkrētā masīva. Izņēmums gan ir, ja visi diski savienoti ar vienu un to pašu RAID kontrolieri, tādā gadījumā kontrolieris var veikt kļūdu labošanu gluži tāpat kā RAID 10 masīvā, jo tas var piekļūt funkcionējošajiem diskiem katrā RAID 0 zarā.


RAID 1 + 0

Raid 1+0 (saukts arī par RAID 1&0 vai RAID 10) masīvs ir ļoti līdzīgs RAID 0+1. Vienīgā atšķirība, ka RAID līmeņi tiek lietoti apgrieztā secībā - RAID 10 ir spoguļu "stripe". RAID 1+0 ir salīdzinoši drošāks masīva veids, jo var funkcionēt pat tad, ja pārstāj darboties n-1 diski katrā zarā - proti, ja katrā RAID 1 masīvā ir kaut viens funkcionējošs disks. Bet ja kaut viens no šiem diskiem pārstāj funkcionēt, tad visi masīva dati tiek zaudēti. RAID 10 bieži tiek izmantots lielu datubāzu uzturēšanai, jo tas reti rēķina paritātes datus un līdz ar to, tam ir liels datu rakstīšanas ātrums. Tomēr gan RAID 01, gan RAID 10 uzskatāmi par samērā nedrošiem hibrīdiem un tos izmanto salīdzinoši reti.


RAID 3+0

Raid 3+0 (saukts arī par RAID 30) masīvs ir pazīstams ar paritātes datu dalīšanu pa masīva diskiem. Tas ir RAID 3 un RAID 0 savienojums. RAID 30 masīvs attīsta ļoti augstu datu apstrādes ātrumu un ir ļoti drošs masīva veids. Tas datus sadala mazākos blokos un tad šos blokus noglabā katrā RAID 3 atzarā. RAID 3 pēc tam šos datus sadala vēl mazākos blokos, izrēķina paritāti un blokus ieraksta visos, izņemot vienu, masīva diskos. Paritātes dati tiek ierakstīti katra RAID 3 masīva pēdējā diskā. Katra bloka izmērs tiek noteikts ar "stripe" izmēra parametru, kuru iespējams uzstādīt, veidojot RAID masīvu. Katra RAID 3 masīvs viens disks var nefunkcionēt - dati būs drošībā. Bet tiklīdz pārstāj funkcionēt vēl vismaz viens disks, tā RAID 30 masīva dati tiek zaudēti.


RAID 10+0

RAID 10+0 (saukts arī par RAID 100) masīvu veido vairāki RAID 10 masīvi. Loģiski, ka šis ir paplašināts RAID 10 masīvs, taču to kontrolē vēl viens RAID 0 masīvs. Šī masīva drošība ir identiska ar RAID 10 masīvu - visi, izņemot vienu, disku no katra RAID 1 masīva var pārtraukt funkcionēt, bez datu zudumiem. Galvenā RAID 100 priekšrocība ir disku sadalīšanās pa vairākiem RAID kontrolieriem, kas rezultātā dod ātrāku datu nolasīšanu. RAID 100 bieži tiek izmantots lielās datubāzēs, kur RAID kontrolieru iekārtas limitē cietu disko skaitu, kas pieļaujams katrā standarta masīvā.


RAID 5+0

RAID 5+0 (saukts arī par RAID 50) masīvs apvieno tiešu RAID 0 bloku sadalījumu un RAID 5 izkārtoto paritāti. Būtībā tas ir RAID 0 masīvs, kurš izkliedēts pa RAID 5 elementiem. Viens no katra RAID 5 masīva diskiem var pārtraukt funkcionēt, bez datu zudumiem. Būtiska nozīme ir lēmumam, kā savienot diskus RAID 50 masīvā. Piemēram, konstrukcijai no trīs septiņdisku RAID 5 masīviem ir augstāka ietilpība un datu glabāšanas efektivitāte, bet tā pieļauj maksimums tikai trīs potenciālas disku kļūdas (nefunkcionēšanas). Tā kā sistēmas drošību lielā mērā nosaka tas, cik ātri masīvs spēj atjaunot nefunkcionējošo disku, bieži tiek izmantota konstrukcija no trim sešdisku RAID 5 masīviem. Konstrukcija no septiņiem trīsdisku RAID 5 masīviem var izdzīvot pat septiņu disku nefunkcionēšanu, taču tai ir daudz mazāka ietilpība un datu glabāšanas efektivitāte. RAID 50 datus apstrādā ātrāk nekā RAID 5 masīvs, it sevišķi ātrāk tas veic datu rakstīšanu un labāk spēj paciest disku kļūdas. Šis hibrīds tiek rekomendēts tiem, kam nepieciešama sistēma, kas iztur vairākas disku kļūdas, kurai ir liela ietilpība un salīdzinoši ātra datu apstrāde. Palielinoties masīva disku skaitam un līdz ar to ietilpībai, palielinās arī datu atgūšanas procesa laiks.


RAID 6+0

RAID 6+0 (saukts arī par RAID 60) masīvs apvieno tiešu RAID 0 bloku sadalījumu un RAID 6 izkārtoto dubultparitāti. Būtībā tas ir RAID 0 masīvs, kurš izkliedēts pa RAID 6 elementiem. Minimālais disku skaits ir 8. Tā kā masīvs balstīts uz RAID 6 konstrukciju, tad divi diski no katra RAID 6 masīva var pārstāt funkcionēt bez datu zudumiem. RAID 60 ir visaugstākā datu drošība, jebkuri divi diski var pārstāt funkcionēt bez datu zudumiem - kopā pat četri diski var nefunkcionēt (protams, tad, ja tie ir divi diski no katra RAID 6 atzara.) Datu dalīšana palielina masīva ietilpību un darbības ātrumu, nepievienojot papildu diskus RAID 6 atzaram (kas izraisītu datu pieejamības samazināšanos un varētu ietekmēt kopējo ātrdarbību). Neraugoties uz to, ka RAID 60 ir mazliet lēnāks par RAID
50 tieši datu rakstīšanas ziņā (jo tas veic papildu paritātes aprēķinus), kad datu drošība ir galvenā prioritāte, tad RAID 60 ir labākā izvēle.


RAID hibrīdu konstrukciju grafiskie attēlojumi :

RAID 0+1
RAID 1+0
RAID 3+0
RAID 10+0
RAID 5+0
RAID 6+0

Avoti:
http://en.wikipedia.org
http://www.pcguide.com
http://www.raid-data-recovery.net

Saistītie raksti

• Pētījums: 75% izdzēstu cieto disku joprojām glabā bijušo īpašnieku datus
• Ražotāji cenšas radīt mēbeles, kuru detaļas varētu savienoties pašu spēkiem
• Seagate piedāvā GoFlex Satellite HDD viedtālruņu un planšetdatoru īpašniekiem
• Seagate pārņem Samsung HDD biznesu
• Western Digital gatavojas iegādāties Hitachi GST
• Playboy piedāvā 250GB cieto disku ar visiem žurnāla numuriem kopš 1953. gada
• WD My Book Live ārējais cietais disks
• Seagate piedāvā pirmo 2,5 collu ārējo cieto disku ar 1,5TB ietilpību
• Samsung paziņo par savu pirmo 1TB HDD klēpjdatoriem
• Samsung piedāvā STORY Station 3.0 ārējo cieto disku ar USB 3.0 atbalstu
• PQI paziņo par USB 3.0 ārējo cieto disku
• Toshiba laiž klajā Canvio ārējo cieto disku sēriju
• Seagate joprojām ir līderis pārdoto HDD skaita ziņā
• Western Digital piedāvā jaunus ārējos cietos diskus Mac lietotājiem
• Samsung paziņo par 2TB EcoGreen F3EG cieto disku

Komentāri

#1 frei @ 2008.12.03 12:54

Nice, paldies par rakstu.

#3 vieplsi @ 2008.12.03 14:27

šādi raksti ir to vērti! ;)

#5 Mildaa @ 2008.12.03 16:11

Tiešām vērtīgs raksts, vairāk tādus! #4: Uzrakti pats kautko! Paskatīsimies ;))

#6 R0B1S WWW @ 2008.12.03 16:20

#4 ir kārtējais īgnais latvietis, kam vienmēr viss ir slikti un jācenšas kaut ko nokritizēt. Nu zini, šoreiz lielā mērā tas ir nevietā :

1.) Datuvē praktiski VISI raksti ir pārtulkoti no kāda ārzemju saita un apakšā pielikts avots - gluži kā šeit. Tad jau pēc tavas loģikas spriežot - tu jebkuram rakstam apakšā vari rakstīt tādu jautājumu un būtībā datuvē rakstus likt vispār nav jēgas :D

2.) Ne visi interneta lietotāji perfekti pārzina angļu valodu un vēl vairāk - datoru terminus angļu valodā - teksts ir diezgan sarežģīts. Pie tam, kāpēc iet uz wikipedia lasīt angliski, ja tagad ir iespēja lasīt datuve.lv latviski?

3.) Tavs aizrādījums par to, ka "Izturīgs" vajag nomainīt ar "Drošs" šoreiz ir nevietā. Ja es runāju par RAID masīvu kā par KONSTRUKCIJU, tad es saku "Izturīgs", ja es runātu par konkrētiem datiem, kas ierakstīti masīvā, tad es varētu teikt "Drošs".

Turpmāk savas negatīvās emocijas paturi pie sevis un pirms kaut ko raksti tiešām padomā, vai tā nu gluži ir.

#8 kaaposc @ 2008.12.03 16:33

#6, vārds "izturīgs" lietojams, aprakstot konstrukcijas fiziskās īpašības. RAID kā tāds ir loģiska konstrukcija. Vienādi "izturīgi" pret kritienu no 2 metru augstuma būs gan diski, kas ir RAID 0+1, gan diski, kas ir RAID 1+0. Par pārējo - labs darbs :)

#9 R0B1S WWW @ 2008.12.03 16:37

Man šķiet, ka ar vārdam izturīgs nav nekāda tieša sakara ar fizikālām, vai pieņemsim virtuālām īpašībām. Šeit es nedomāju fizisku konstrukciju, bet virtuālu - viņa ir izturīga, jo var nobrukt pat vairāki diski un tā spēs funkcionēt.
Man šķiet, ka tas ir latviešu valodā pilnīgi pareizi un pieņemami noformulēts teikums. Vārdu "drošs" kā jau minēju es iepītu tad, ja es runātu par datiem, jo savādāk jau jēdzienam "drošs" saistībā ar RAID nav nekāda sakara.

Bet nu es pieņemu, ka varētu rakstīt arī "Drošs", bet atstāšu savu variantu :D

#10 ob1 @ 2008.12.03 19:46

Esmu lasījis daudz raxtus par RAID, bet viena doma man neliek mieru - ņemam RAID 5 masīvu, tajā lai updeitotu datus pirms ierakstīšanas ir vajadzīga lasīšana (lai izveidotu parity), tātad ātrdarbība uz rakstīšanu ievērojami krītas.

Kas tas ir par RAID, kad diska klasters ir, teiksim, 64k, tas tiek "izsmērēts" pa 3 diskiem - divos dati (katrā pa 32k), vienā parity, t.i. nav vajadzīga lasīšana pirms rakstīšanas?

#11 AigarsIevins @ 2008.12.03 20:36

R0B1S rakstīja:

1.) Datuvē praktiski VISI raksti ir pārtulkoti no kāda ārzemju saita un apakšā pielikts avots - gluži kā šeit.

Atļaušos piebilst, ka tehnoloģiju lauciņā tā dara da pilnīgi visi mediji. Domājiet, ka LETA brauc uz Kaliforniju un sēž MS semināros? :)

#14 ainars444 @ 2008.12.04 10:10

Bet kā būtu labāk pievienot šito raidu pie datora, vai USB būs labs jeb ar firewire . esmu lasijis ka  "skazi" esot vislabāk bet dārgs. Es nezinu kas tas ir vai vareetu šito kāds pateikt.

#18 ^L00P @ 2008.12.04 19:21

#18 +1 :)