RAID-массив, что такое, для чего и какие бывают

В этом материале мы рассмотрим такую тему как RAID-массивы, и по-возможности, коснёмся всех его сторон.

Что такое RAID

Аббревиатура RAID расшифровывается как Redundand Array of Independent Disks, что в переводе значит “Избыточный массив независимых дисков”. В общем виде представляет собой несколько физических дисков, которые собраны в один логический для решения определённых задач.

Основная задача – это обеспечение отказоустойчивости. При выходе из строя одного диска система будет продолжать работать на остальных. Для пользователя эта схема абсолютно прозрачна, то есть он видит весь массив дисков как обычный том. Все тонкости обращения с массивом независимых дисков берёт на себя контроллер или специальная программа.

RAID-массивы зародились в сфере серверных решений, ведь именно там отказоустойчивость и скорость работы важна как никогда. Но в настоящее время уже активно внедряются на домашних системах.

Для управления RAID массивом используется специальный контроллер, который может быть исполнен в чипсете на материнской плате, либо в виде отдельной внешней плате.

Типы RAID-массивов.

Здесь я классифицирую RAID-массивы на 2 типа:

Аппаратный – когда всю работу с массивом берёт на себя микросхема, имеющая свой процессор, избавляя от нагрузки главный процессор сервера;

Программный – напротив, всё выполняет главный процессор с помощью специальных программных средств ОС. Этот вариант выгоднее экономически, так как не нужно покупать отдельную RAID-карту, но заметно может нагрузить CPU;

Уровни RAID-массивов.

Уровнем здесь называется метод организации хранения данных. Их достаточно много, но я рассмотрю лишь основные.

RAID 0 (Striped Disk Array without Fault Tolerance)

Его так же называют STRIPE (Страйп). 2 и более физических дисков объединяются в один логический с целью объединения места. Допустим, объединяем в RAID-0 4 диска по 250 GB каждый, на выходе получим один логический в 1 TB ёмкостью. Простая арифметика.

Данные записываются на диски небольшими порциями (страйпами) поочерёдно на каждый из дисков, как видно на диаграмме.

Особенности RAID-0:

• Плюсы: простота в реализации, высокая производительность.
• Минусы: отсутствие отказоустойчивости. При использовании этого уровня отказ одного из дисков приведёт к невозможности чтения данных. Надёжность снижена в N раз, где N – количество дисков.

RAID 1 (Mirroring & Duplexing)

Иначе говоря Mirror (Зеркало). В этом случае 2 или более физических дисков объединяются в логический с целью повышения отказоустойчивости. Информация дублируется на каждый диск и в случае выхода из строя одного из них можно продолжать работу с остальными.

Особенности RAID-1:

• Плюсы: высокая скорость чтения/записи, простота реализации.
• Минусы: высокая избыточность. Например, имея два диска в 500 GB мы создадим зеркальный RAID-1, и ёмкость логического диска будет так же 500 GB. Получается, что один диск мы просто “теряем”.

Кстати, если вдруг диск сбойнул – важно правильно определить сбойный диск, в противном случае возможно полностью убить данные, если склонировать сбойный НА здоровый. )

RAID 5 (Independent Data Disks with Distributed Parity Blocks)

А это, пожалуй, самый популярный вид RAID-массива, всвязи с экономичностью использования носителей данных. Блоки данных и проверочные суммы циклически пишутся на все диски массива. Если один диск выходит из строя, конечно снизится производительность, но данные не пропадут.

Под проверочными суммами подразумевается результат операции XOR.

Check 1 = Data 1 XOR Data 2 XOR Data 3 XOR Data 4.

Теперь, если вдруг у нас пропадёт 3-ий диск (бдыщ! Взорвался). То получить Data 3 можно так:

Data 3 = Data 1 XOR Data 2 XOR Check 1 XOR Data 4.

Особенности RAID-5.

• Плюсы: Экономичное использование носителей (объем логического диска будет вычисляться по формуле: (N-1)*SIZE, где N – количество дисков, а SIZE – объем. Также хорошая производительность.
• Минусы: довольно сложная реализация и процедура восстановления данных.

RAID 1+0 (Very High Reliability with High Perfomance).

Диаграмму рисовать не буду, тут всё очень просто. Делается один RAID-1, второй RAID-1, и эти массивы объединяются в RAID-0.

В такую систему можно объединить только чётное количество дисков, от 4 до 16.

Особенности RAID-1+0.

• Плюсы: высокая отказоустойчивость и производительность;
• Минусы: высокая стоимость.

RAID 5+0 (High I/O Rates & Data Transfer Perfomance)

Аналогично предыдущему. Берутся 2 RAID5 и объединяются в RAID 0. Ну я думаю, уже понятно как вычислять (из названия).

• Из плюсов тут высокая отказоустойчивость и скорость работы.
• Минус – стоимость.

Важно запомнить, что у каждого из уровня RAID есть свои преимущества и недостатки.

Но не стоит всецело пологаться на RAID-массив. Он поможет если с диском возникнут неполадки, но если вы по ошибке удалите нужный файл или вирус удалит все данные, массив вам не поможет.

Вывод один: RAID – RAID-ом, а про бэкапы забывать никогда нельзя!

Вам так же понравится:

Программный raid на Linux с mdadm Фото-обзор: какие бывают патч-корды Что такое дефрагментация и фрагментация? Действия при сбое на флешке или диске Как изменить размер локального диска Домашнее облако WD My Cloud EX4