Çfarë është RAID?

RAID është një zgjidhje që është zhvilluar fillimisht për tregun e serverëve të rrjetit si një mjet për krijimin e një magazinimi të madh me një kosto më të ulët. Në thelb, do të duhej më shumë kosto të ulëta me kosto të ulët dhe t'i vendosni ato përmes një kontrollori për të siguruar një makinë të vetme më të madhe kapacitetesh. Kjo është ajo që RAID qëndron për: grupi i tepërt i diskut ose disqe të lira. Për të arritur këtë, ishin të nevojshme softuer dhe kontrollues të specializuar për të menaxhuar të dhënat që ndahen midis disqeve të ndryshme.

Përfundimisht, fuqia e përpunimit të sistemit tuaj kompjuterik të lejuar lejonte karakteristikat për të filtruar rrugën e tyre në tregun e kompjuterëve personal .

Tani magazinimi RAID mund të jetë i bazuar në softuer ose hardware dhe mund të përdoret për tre qëllime të ndryshme. Këto përfshijnë kapacitetin, sigurinë dhe performancën. Kapaciteti është i thjeshtë që zakonisht përfshihet në pothuajse çdo lloj konfigurimi RAID të përdorur. Për shembull, dy hard diskat mund të lidhen së bashku si një disk i vetëm në sistemin operativ në mënyrë efektive duke bërë një makinë virtuale që është dyfishi i kapacitetit. Performanca është një tjetër arsye kryesore për përdorimin e një konfigurimi RAID në një kompjuter personal. Në të njëjtin shembull të dy disqet që përdoren si një makinë e vetme, kontrolluesi mund të ndajë një copë të dhënash në dy pjesë dhe pastaj të vendosë secilën prej këtyre pjesëve në një makinë të veçantë. Kjo efektivisht dyfishon performancën e shkrimit ose të leximit të të dhënave në sistemin e ruajtjes. Së fundi, RAID mund të përdoret për sigurinë e të dhënave.

Kjo është bërë duke përdorur disa nga hapësirat në disqet për të klonuar në thelb të dhënat që është shkruar në të dy disqet. Edhe një herë, me dy disqe ne mund ta bëjmë në mënyrë që të dhënat të shkruhen në të dy disqet. Kështu, nëse një makinë dështon, tjetri ende ka të dhëna.

Në varësi të qëllimeve të grupit të ruajtjes që dëshironi të vendosni për sistemin tuaj kompjuterik, do të përdorni një nga nivelet e ndryshme të RAID për të arritur këto tre qëllime.

Për ata që përdorin hard disqet në kompjuterin e tyre , performanca ndoshta do të jetë më shumë një çështje sesa kapaciteti. Nga ana tjetër, ata që përdorin disqet e ngurta shtetërore ndoshta do të duan një mënyrë për të marrë disqet më të vogla dhe t'i lidhin së bashku për të krijuar një makinë të vetme më të madhe. Pra, le të hedhim një vështrim në nivelet e ndryshme të RAID që mund të përdoret me një kompjuter personal.

RAID 0

Ky është niveli më i ulët i RAID dhe në të vërtetë nuk ofron ndonjë formë të tepricës e cila është arsyeja pse ajo i referohet një niveli 0. Në thelb, RAID 0 merr dy ose më shumë disqe dhe i vendos ato për të modifikuar një makinë me kapacitet më të madh. Kjo arrihet përmes një procesori të quajtur striping. Blloqet e të dhënave janë thyer në pjesë të të dhënave dhe pastaj janë shkruar me renditje në të gjithë disqet. Kjo ofron një performancë më të mirë për shkak se të dhënat mund të shkruhen njëkohësisht në disqet nga kontrollori duke shumëzuar në mënyrë efektive shpejtësinë e disqet. Më poshtë është një shembull se si kjo mund të funksionojë në tre disqe:

Në mënyrë që RAID 0 të funksionojë në mënyrë efektive për të rritur performancën e sistemit, duhet të provoni dhe të keni disqe të përputhura. Çdo makinë duhet të ketë të njëjtën kapacitet të saktë të ruajtjes dhe karakteristikat e performancës.

Nëse ata nuk e bëjnë këtë, atëherë kapaciteti do të jetë i kufizuar në një shumëfish të disqeve më të vogla dhe në performancën më të ngadaltë të disqeve, pasi duhet të presë që të gjitha vija të shkruhen përpara se të shkojë në grupin e ardhshëm. Është e mundur që të përdoren disqet mismatched por në atë rast, një setup JBOD mund të jetë më efektive.

JBOD qëndron vetëm për një numër disqetësh dhe në mënyrë efektive është vetëm një koleksion i disqeve që mund të qasen në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri, por shfaqen si një disk të vetëm ruajtjeje në sistemin operativ. Kjo arrihet në mënyrë tipike duke pasur hapësirën e të dhënave midis disqeve. Shpesh kjo quhet SPAN ose BIG.

Në mënyrë efektive, operacioni i sheh të gjitha si një disk të vetëm, por blloqet do të shkruhen në të gjithë diskun e parë derisa të mbushet, pastaj përparohet në të dytën, pastaj në të tretin etj. Kjo është e dobishme për shtimin e kapacitetit shtesë në një sistem kompjuterik ekzistues dhe me disqe të madhësive të ndryshme, por kjo nuk do të rrisë performancën e array drive.

Problemi më i madh me konfigurimin RAID 0 dhe JBOD është sigurimi i të dhënave. Meqë ju keni disqe të shumta, shanset për korrupsion të të dhënave janë rritur, sepse keni më shumë pikë të dështimit . Nëse ndonjë disk në një grup RAID 0 dështon, të gjitha të dhënat bëhen të paarritshme. Në një JBOD, një dështim në makinë do të rezultojë në humbjen e të dhënave që ndodhën në atë makinë. Si rezultat, është më mirë për ata që duan të përdorin këtë metodë të magazinimit për të pasur disa mjete të tjera për të mbështetur të dhënat e tyre.

RAID 1

Ky është një nivel i parë i vërtetë i RAID pasi ofron një nivel të plotë të tepricës për të dhënat që ruhen në rrjet. Kjo bëhet përmes një procesi që quhet mirroring. Në mënyrë efektive, të gjitha të dhënat që shkruhen në sistem kopjohen në çdo disk në një nivel të nivelit 1. Kjo formë e RAID-së zakonisht bëhet vetëm me një çift disqet, duke shtuar se disqet më shumë nuk do të shtojnë ndonjë kapacitet shtesë, vetëm më shumë tepricë. Për të dhënë më mirë një shembull të kësaj, këtu është një tabelë që tregon se si do të shkruhej në dy drejtime:

Për të përdorur më efikas nga një konfigurim RAID 1, sistemi do të përdorë përsëri disqet e përputhshme që ndajnë të njëjtat kapacitete dhe vlerësime të performancës.

Nëse përdoren disqet mismatched, atëherë kapaciteti i rrjetit do të jetë i barabartë me kapacitetin më të vogël të kapacitetit në rrjet. Për shembull, nëse një një dhe një gjysmë terabyte dhe një disk me një terabytë u përdorën në një grup RAID 1, kapaciteti i këtij grupi në sistem do të ishte vetëm një terabyte i vetëm.

Ky nivel RAID është shumë efektiv për sigurinë e të dhënave, sepse të dy disqet janë efektivisht të njëjta. Nëse një nga dy disqet dështon, atëherë tjetri ka të dhënat e plota të tjetrës. Problemi me këtë lloj konfigurimi në përgjithësi përcakton se cili nga disqet është dështuar sepse shpeshherë ruajtja bëhet e paarritshme kur një nga të dy dështojnë dhe nuk do të restaurohen siç duhet derisa të futet një makinë e re në vend të dështimit dhe një rikthim procesi është i drejtuar. Siç u përmend më parë, nuk ka asnjë përfitim të performancës në të gjitha nga kjo. Në fakt, do të ketë një humbje të lehtë të performancës nga lart e kontrollorit për RAID.

RAID 1 + 0 ose 10

Ky është një kombinim disi i komplikuar i të dy niveleve RAID 0 dhe nivelit 1 . Në mënyrë efektive, kontrolluesi do të ketë nevojë për një minimum prej katër disqet për të funksionuar në këtë mënyrë, sepse ajo që do të bëjë është të bëjë dy palë disqe. Grupi i parë i disqeteve është një grup i pasqyruar që klon të dhënat midis të dyjave. Grupi i dytë i disqeve është gjithashtu i pasqyruar, por është ngritur si rrip i parë. Kjo siguron të dyja të dhënat e tepricë dhe fitimet e performancës. Më poshtë është një shembull se si do të shkruhen të dhënat në katër disqe duke përdorur këtë lloj konfigurimi:

Për të qenë i sinqertë, kjo nuk është një mënyrë e dëshirueshme e RAID për të konkurruar në një sistem kompjuterik. Ndërsa ajo siguron një ngritje të performancës me të vërtetë nuk është aq e mirë për shkak të sasisë së madhe të lartësisë në sistem. Përveç kësaj, ajo është një humbje e madhe e hapësirës si grup drive do të vetëm në gjysmën e kapacitetit të të gjitha disqet kombinuar. Nëse përdoren disqet mismatched, performanca do të kufizohet në disqet më të ngadalta dhe kapaciteti do të jetë dyfishi i makinës më të vogël.

RAID 5

Ky është niveli më i lartë i RAID që mund të gjendet në sistemet kompjuterike të konsumit dhe është një metodë shumë më efektive për rritjen e kapaciteteve dhe tepricave. Kjo e arrin këtë përmes një procesi të të dhënave që bën të njëjtën stërvitje me barazi. Një minimum prej tre disqet është e nevojshme për ta bërë këtë pasi të dhënat janë ndarë në vija në disa nga disqet, por pastaj një bllok në të gjithë shiritin është lënë mënjanë për barazi. Për ta shpjeguar këtë më mirë, lejon së pari të shqyrtojmë se si të dhënat mund të shkruhen në tri drejtime:

Në thelb, kontrolluesi i diskut merr një pjesë të të dhënave që duhet të shkruhen në të gjitha disqet në rrjet. Pak e parë e të dhënave është vendosur në makinë e parë dhe e dyta është e vendosur në të dytën. Makina e tretë merr bitin e barazisë që është në thelb një krahasim i të dhënave binare në të parën dhe të dytë. Në matematikë binare, ju keni vetëm 0 dhe 1. Një proces boolean matematikë është bërë për të krahasuar bit. Nëse të dyja shtohen deri në një numër të barabartë (0 + 0 ose 1 + 1) atëherë biti i barazisë do të jetë zero. Nëse të dyja shtohen deri në një numër të rastësishëm (1 + 0 ose 0 + 1) atëherë biti i barazisë do të jetë një. Arsyeja për këtë është se nëse një nga disqet dështon, kontrolluesi pastaj mund të kuptoj se çfarë janë të dhënat që mungojnë. Për shembull, në qoftë se një makinë dështon, duke lënë vetëm dy dhe tre, dhe dy kanë një bllok të të dhënave të një dhe makina tre ka një bllok pariteti të një, atëherë blloku i të dhënave që mungojnë në një makinë duhet të jetë zero.

Kjo siguron tepricë efektive të të dhënave që lejon të restaurohen të gjitha të dhënat në rast të një dështimi të harduerit. Tani për shumicën e konfigurimeve të konsumatorëve, një dështim do të rezultojë që sistemi të mos jetë sepse nuk është në një gjendje funksionale. Në mënyrë që sistemi të jetë funksional, është e nevojshme të zëvendësohet pajisja e dështuar me një makinë të re. Pastaj një proces rindërtimi i të dhënave duhet të bëhet në nivelin e kontrollorit i cili pastaj do të bëjë një funksion të kundërt boolean për të rikrijuar të dhënat në drive që mungon. Kjo mund të marrë disa kohë, sidomos për disqet më të mëdha të kapaciteteve por është e paktë e rikuperueshme.

Tani kapaciteti i një rrjeti RAID 5 varet nga numri i disqeve në rrjet dhe kapaciteti i tyre. Edhe një herë, grupi është i kufizuar nga kapaciteti më i vogël në rrjet, kështu që është më mirë të përdorësh disqet e përputhshme. Hapësira efektive e magazinimit është e barabartë me numrin e disqeteve minus një herë kapacitetin më të ulët. Pra, në terma matematike, është (n-1) * Capacitymin . Pra, nëse keni tre disqe 2GB në një rrjet RAID 5, kapaciteti total do të jetë 4GB. Një tjetër grup RAID 5 që përdorte katër disqe 2GB do të kishte 6GB kapacitet.

Tani performanca për RAID 5 është pak më e komplikuar sesa disa nga format e tjera të RAID-it për shkak të procesit boolean që duhet të bëhet për të krijuar pak paritet kur të dhënat janë duke u shkruar në disqet. Kjo do të thotë se performanca e shkrimit do të jetë më pak se një grup RAID 0 me numër të njëjtë të disqeve. Leximi i performancës, nga ana tjetër, nuk vuan aq shumë sa shkrimi, sepse procesi boolean nuk është bërë, sepse lexon të dhënat e drejtpërdrejta nga disqet.

Çështja e madhe me të gjitha konfigurimet RAID

Ne kemi diskutuar pro dhe kundra të ndryshëm të secilës prej niveleve të RAID që mund të përdoren në kompjuterët personalë, por ka një çështje tjetër që shumë njerëz nuk e kuptojnë kur është fjala për krijimin e konfigurimeve të RAID drive. Para se të përdoret një konfigurim RAID, së pari duhet të ndërtohet ose nga programi i kontrollorëve hardware ose brenda softuerit të sistemit operativ. Kjo në thelb inicializon formatimin e posaçëm që kërkohet për të ndjekur si duhet të shkruhen dhe lexohen të dhënat në makinë.

Kjo ndoshta nuk tingëllon si një problem, por është nëse edhe ju duhet të ndryshoni se si dëshironi konfigurimin tuaj array RAID. Për shembull, thuhet se po i nënshtroheni të dhënave të ulëta dhe doni të shtoni një disk shtesë për ose një RAID 0 ose RAID 5 array. Në shumicën e rasteve, ju nuk do të jeni në gjendje pa rikonfigurimin e rrjetit RAID, i cili gjithashtu do të heqë ndonjë nga të dhënat që është ruajtur në këto disqe. Kjo do të thotë që ju duhet të mbështetni plotësisht të dhënat tuaja, shtoni diskun e ri, rikonfiguroni grupin e harduerit, formatin që drejton grupin, dhe pastaj rivendosni të dhënat tuaja origjinale në makinë. Kjo mund të jetë një proces tepër i dhimbshëm. Si rezultat, sigurohuni që me të vërtetë të keni konfigurimin e grupeve në mënyrën që dëshironi për herë të parë që bëni.