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Niveles RAID: breve información teórica. Matrices RAID: confiabilidad y rendimiento
Saludos a todos, queridos lectores del sitio del blog. Creo que muchos de ustedes se han encontrado al menos una vez en Internet con una expresión tan interesante: "matriz RAID". Qué significa y por qué el usuario medio podría necesitarlo, de eso hablaremos hoy. Es un hecho bien conocido que es el componente más lento de una PC y es inferior al procesador y.
Para compensar la lentitud "innata", que está completamente fuera de lugar (estamos hablando principalmente de servidores y PC de alto rendimiento), se les ocurrió el uso de la llamada matriz de discos RAID, una especie de "paquete" de varios discos duros idénticos funcionando en paralelo. Esta solución le permite aumentar significativamente la velocidad de operación junto con la confiabilidad.
En primer lugar, la matriz RAID le permite proporcionar una alta tolerancia a fallos para unidades de disco duro(HDD) de su computadora, combinando varios discos duros en uno elemento lógico. En consecuencia, para implementar esta tecnología necesitará al menos dos unidades de disco duro . Además, RAID es simplemente conveniente, porque toda la información que antes era necesario copiar a fuentes de respaldo (discos duros externos) ahora se puede dejar "como está", porque el riesgo de pérdida total es mínimo y tiende a cero, pero No siempre, sobre esto un poco más abajo.
RAID se traduce más o menos así: un conjunto protegido de discos económicos. El nombre proviene de la época en que los discos duros grandes eran muy caros y resultaba más barato ensamblar una matriz común de discos más pequeños. La esencia no ha cambiado desde entonces, en general, como el nombre, solo que ahora es posible crear un almacenamiento gigantesco a partir de varios discos duros grandes, o hacerlo de modo que un disco duplique a otro. Además podrás combinar ambas funciones, obteniendo así las ventajas de una y otra.
Todas estas matrices tienen sus propios números, lo más probable es que hayas oído hablar de ellas: raid 0, 1...10, es decir, matrices de diferentes niveles.
Tipos de incursión
Incursión de velocidad 0
Raid 0 no tiene nada que ver con la confiabilidad, porque solo aumenta la velocidad. Necesita al menos 2 discos duros y, en este caso, los datos se “cortarán” y se escribirán en ambos discos simultáneamente. Es decir, tendrá acceso a la capacidad total de estos discos y, en teoría, esto significa que obtendrá velocidades de lectura/escritura 2 veces mayores.
Pero imaginemos que uno de estos discos se estropea; en este caso, la pérdida de TODOS sus datos es inevitable. En otras palabras, aún tendrás que realizar copias de seguridad periódicas para poder restaurar la información más adelante. Normalmente se utilizan aquí de 2 a 4 discos.
Raid 1 o “espejo”
La confiabilidad no se ve comprometida aquí. Obtiene el espacio en disco y el rendimiento de un solo disco duro, pero tiene el doble de confiabilidad. Un disco se rompe: la información se guardará en el otro.
Una matriz de nivel RAID 1 no afecta la velocidad, sino el volumen: aquí tiene a su disposición solo la mitad del espacio total en disco, del cual, por cierto, en RAID 1 puede haber 2, 4, etc. es decir, un número par. En general, la característica principal de una incursión de primer nivel es la fiabilidad.
Incursión 10
Combina todo lo mejor de los tipos anteriores. Propongo ver cómo funciona esto usando el ejemplo de cuatro discos duros. Entonces, la información se escribe en paralelo en dos discos y estos datos se duplican en otros dos discos.
El resultado es un aumento de 2 veces en la velocidad de acceso, pero también en la capacidad de sólo dos de los cuatro discos de la matriz. Pero si fallan dos discos, no se producirá ninguna pérdida de datos.
Incursión 5
Este tipo de matriz es muy similar a RAID 1 en su propósito, solo que ahora necesitará al menos 3 discos, uno de ellos almacenará la información necesaria para la recuperación. Por ejemplo, si dicha matriz contiene 6 discos duros, solo 5 de ellos se utilizarán para registrar información.
Debido a que los datos se escriben en varios discos duros a la vez, la velocidad de lectura es alta, lo que es perfecto para almacenar allí una gran cantidad de datos. Pero, sin un costoso controlador raid, la velocidad no será muy alta. Dios no permita que uno de los discos se rompa; restaurar la información llevará mucho tiempo.
Incursión 6
Esta matriz puede sobrevivir a la falla de dos discos duros a la vez. Esto significa que para crear una matriz de este tipo necesitará al menos cuatro discos, a pesar de que la velocidad de escritura será incluso menor que la de RAID 5.
Tenga en cuenta que sin un controlador de raid potente, es poco probable que se pueda ensamblar una matriz de este tipo (6). Si sólo tiene 4 discos duros, es mejor construir RAID 1.
Cómo crear y configurar una matriz RAID
Controlador RAID
Se puede crear una matriz raid conectando varios discos duros a una placa base de computadora que admita esta tecnología. Esto significa que dicha placa base tiene un controlador integrado, que normalmente está integrado en el archivo . Pero el controlador también puede ser externo, que se conecta mediante un conector PCI o PCI-E. Cada controlador suele tener su propio software de configuración.
La incursión se puede organizar tanto a nivel de hardware como de software; esta última opción es la más común entre las PC domésticas. A los usuarios no les gusta el controlador integrado en la placa base debido a su escasa fiabilidad. Además, si la placa base está dañada, la recuperación de datos será muy problemática. En nivel de programa desempeña el papel de un controlador, si algo sucede, puede transferir fácilmente su matriz raid a otra PC.
Hardware
¿Cómo hacer una matriz RAID? Para hacer esto necesitas:
- Consíguelo en algún lugar con soporte para raid (en el caso de RAID por hardware);
- Compra al menos dos discos duros idénticos. Es mejor que sean idénticos no solo en características, sino también del mismo fabricante y modelo, y conectados a la alfombra. tablero usando uno.
- Transfiera todos los datos de sus discos duros a otros medios; de lo contrario, serán destruidos durante el proceso de creación de la incursión.
- A continuación, deberá habilitar la compatibilidad con RAID en el BIOS, pero no puedo decirle cómo hacerlo en el caso de su computadora, debido a que el BIOS de cada persona es diferente. Por lo general, este parámetro se llama así: "Configuración SATA o Configurar SATA como RAID".
- Luego reinicie su PC y una mesa con más ajustes finos Redada. Es posible que deba presionar la combinación de teclas "ctrl+i" durante el procedimiento POST para que aparezca esta tabla. Para aquellos que tienen un controlador externo, lo más probable es que necesiten presionar “F2”. En la propia tabla, haga clic en "Crear masivo" y seleccione nivel requerido formación.
Después de crear una matriz raid en el BIOS, debe ir a "administración de discos" en OS –10 y formatear el área no asignada; esta es nuestra matriz.
Programa
Para crear un RAID de software, no es necesario habilitar ni deshabilitar nada en el BIOS. De hecho, ni siquiera necesitas soporte para incursiones. tarjeta madre. Como se mencionó anteriormente, la tecnología se implementa a través de procesador central Herramientas de PC y Windows. Sí, ni siquiera necesitas instalar ningún software de terceros. Es cierto que de esta manera sólo se puede crear un RAID del primer tipo, que es un "espejo".
Haga clic derecho en "mi computadora" - "administrar" - "administración de discos". Luego haga clic en cualquiera de los discos duros destinados a la incursión (disco1 o disco2) y seleccione "Crear volumen espejo". En la siguiente ventana, seleccione un disco que será un espejo de otro disco duro, luego asigne una letra y formatee la partición final.
En esta utilidad, los volúmenes reflejados se resaltan en un color (rojo) y se designan con una letra. En este caso, los archivos se copian en ambos volúmenes, una vez en un volumen y el mismo archivo se copia en el segundo volumen. Cabe destacar que en la ventana "mi computadora" nuestra matriz se mostrará como una sección, la segunda sección está oculta para no ser una monstruosidad, porque allí se encuentran los mismos archivos duplicados.
Si falla un disco duro, aparecerá el error "Redundancia fallida", mientras que todo lo que hay en la segunda partición permanecerá intacto.
resumamos
Se necesita RAID 5 para círculo limitado tareas cuando se ensambla una cantidad mucho mayor (de 4 discos) de HDD en matrices enormes. Para la mayoría de los usuarios, raid 1 es la mejor opción. Por ejemplo, si hay cuatro discos con una capacidad de 3 terabytes cada uno, en RAID 1 en este caso están disponibles 6 terabytes de capacidad. RAID 5 en este caso proporcionará más espacio, sin embargo, la velocidad de acceso disminuirá significativamente. RAID 6 proporcionará los mismos 6 terabytes, pero una velocidad de acceso aún menor y también requerirá un controlador costoso.
Agreguemos más discos RAID y verás como todo cambia. Por ejemplo, tomemos ocho discos de la misma capacidad (3 terabytes). En RAID 1, solo estarán disponibles 12 terabytes de espacio para grabar, ¡la mitad del volumen estará cerrado! RAID 5 en este ejemplo dará 21 terabytes Espacio del disco+ será posible recuperar datos de cualquier disco duro dañado. RAID 6 dará 18 terabytes y los datos se pueden obtener de dos discos cualesquiera.
En general, RAID no es algo barato, pero personalmente me gustaría tener a mi disposición un RAID de primer nivel de discos de 3 terabytes. Existen métodos aún más sofisticados, como RAID 6 0, o “raid from raid arrays”, pero esto tiene sentido cuando grandes cantidades HDD, al menos 8, 16 o 30; debe estar de acuerdo, esto va mucho más allá del uso normal "doméstico" y tiene demanda principalmente en servidores.
Algo como esto, deje comentarios, agregue el sitio a favoritos (para mayor comodidad), habrá muchas más cosas interesantes y útiles, ¡y hasta pronto en las páginas del blog!
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Descripción de matrices RAID (,)
Descripción de RAID 0
Matriz de discos de alto rendimiento sin tolerancia a fallos
Matriz de discos seccionados sin tolerancia a fallos
RAID 0 es el más potente y menos seguro de todos los RAID. Los datos se dividen en bloques proporcionales al número de discos, lo que da como resultado una mayor banda ancha. El alto rendimiento de esta estructura está garantizado por la grabación paralela y la ausencia de copias redundantes. La falla de cualquier unidad de la matriz resulta en la pérdida de todos los datos. Este nivel se llama franjas.
Ventajas:
- · mayor rendimiento para aplicaciones que requieren un procesamiento intensivo de solicitudes de E/S y grandes volúmenes de datos;
- · facilidad de implementación;
- · bajo coste por unidad de volumen.
Defectos:
- · no es una solución tolerante a fallos;
- · el fallo de un disco conlleva la pérdida de todos los datos de la matriz.
Descripción de RAID 1
Matriz de discos redundantes o reflejados
Duplicación y duplicación
RAID 1 - duplicación - duplicación de dos discos. La redundancia de la estructura de esta matriz garantiza su alta tolerancia a fallos. La matriz se caracteriza por su alto costo y baja productividad.
Ventajas:
- · facilidad de implementación;
- · facilidad de recuperación de la matriz en caso de fallo (copia);
- · rendimiento suficientemente alto para aplicaciones con alta intensidad de demanda.
Defectos:
- · alto costo por unidad de volumen - 100% de redundancia;
- · baja velocidad de transferencia de datos.
Descripción de RAID 2
Matriz de discos tolerante a fallos mediante código Hamming
Código Hamming ECC
RAID 2: utiliza el código Hamming ECC. Los códigos le permiten corregir fallas simples y detectar fallas dobles.
Ventajas:
- · corrección rápida de errores (“sobre la marcha”);
- muy alta velocidad de transferencia de grandes cantidades de datos;
- · a medida que aumenta el número de discos, disminuyen los gastos generales;
- · implementación bastante simple.
Defectos:
- · alto costo con una pequeña cantidad de discos;
- · baja velocidad de procesamiento de solicitudes (no adecuado para sistemas orientados a transacciones).
Descripción de RAID 3
Matriz tolerante a fallas con transferencia de datos en paralelo y paridad
Discos de transferencia paralela con paridad
RAID 3: los datos se almacenan utilizando el principio de división a nivel de bytes con una suma de verificación (CS) en uno de los discos. La matriz no tiene el problema de cierta redundancia como en el nivel RAID 2. Los discos de suma de comprobación utilizados en RAID 2 son necesarios para detectar cargos erróneos. Sin embargo, la mayoría de los controladores modernos pueden determinar cuándo un disco ha fallado mediante señales especiales o codificación adicional de información escrita en el disco y utilizada para corregir fallas aleatorias.
Ventajas:
- velocidad de transferencia de datos muy alta;
- · la falla del disco tiene poco efecto en la velocidad de la matriz;
- · bajos gastos generales para implementar la redundancia.
Defectos:
- · difícil implementación;
- · bajo rendimiento con solicitudes de alta intensidad para datos pequeños.
(+) : Tiene alta confiabilidad: funciona siempre que al menos un disco de la matriz esté funcionando. La probabilidad de falla de dos discos a la vez es igual al producto de las probabilidades de falla de cada disco. En la práctica, si uno de los discos falla, se deben tomar medidas inmediatas para restaurar la redundancia. Para hacer esto, se recomienda utilizar discos de repuesto dinámicos con cualquier nivel RAID (excepto cero). La ventaja de este enfoque es mantener una disponibilidad constante.
(-) : La desventaja es que hay que pagar el coste de dos discos duros, obteniendo la capacidad utilizable de un solo disco duro.
RAID 1+0 y RAID 0+1
Espejo en muchos discos - RAID 1+0 o RAID 0+1. RAID 10 (RAID 1+0) se refiere a la opción cuando dos o más RAID 1 se combinan en RAID 0. RAID 0+1 puede significar dos opciones:
RAID 2
Los arrays de este tipo se basan en el uso del código Hamming. Los discos se dividen en dos grupos: para datos y para códigos de corrección de errores, y si los datos se almacenan en discos, entonces se necesitan discos para almacenar códigos de corrección. Los datos se distribuyen en discos destinados a almacenar información, al igual que en RAID 0, es decir. se dividen en pequeños bloques según el número de discos. Los discos restantes almacenan códigos de corrección de errores, que pueden usarse para restaurar información si falla algún disco duro. El método Hamming se ha utilizado durante mucho tiempo en la memoria ECC y permite la corrección sobre la marcha de errores simples y la detección de errores dobles.
Dignidad RAID 2 es una mejora en la velocidad de las operaciones del disco en comparación con el rendimiento de un solo disco.
Desventaja La matriz RAID 2 es que la cantidad mínima de discos en la que tiene sentido usarla es 7. En este caso, se necesita una estructura de casi el doble de la cantidad de discos (para n=3 los datos se almacenarán en 4 discos) , por lo que este tipo de matriz no está muy extendido . Si hay entre 30 y 60 discos, el exceso es del 11 al 19 %.
RAID 3
En una matriz de discos RAID 3, los datos se dividen en fragmentos o bloques de tamaño más pequeño que el sector (divididos en bytes) y se distribuyen entre los discos. Se utiliza otro disco para almacenar bloques de paridad. RAID 2 usó un disco para este propósito, pero la mayor parte de la información en los discos de control se usó para la corrección de errores sobre la marcha, mientras que la mayoría de los usuarios se conforman con simplemente restaurar información en caso de una falla del disco, que es información suficiente. para caber en un disco duro dedicado.
Diferencias entre RAID 3 y RAID 2: imposibilidad de corregir errores sobre la marcha y menor redundancia.
Ventajas:
- lectura y escritura de datos a alta velocidad;
- La cantidad mínima de discos para crear una matriz es tres.
Defectos:
- una matriz de este tipo sólo es buena para trabajos de una sola tarea con archivos grandes, ya que el tiempo de acceso a un sector individual, dividido entre discos, es igual al máximo de los intervalos de acceso a los sectores de cada disco. Para bloques pequeños, el tiempo de acceso es mucho mayor que el tiempo de lectura.
- hay una gran carga en el disco de control y, como resultado, su confiabilidad disminuye significativamente en comparación con los discos que almacenan datos.
RAID 4
RAID 4 es similar a RAID 3, pero se diferencia en que los datos se dividen en bloques en lugar de bytes. De este modo, fue posible superar parcialmente el problema de la baja velocidad de transferencia de datos en pequeños volúmenes. La escritura es lenta debido al hecho de que la paridad para el bloque se genera durante la grabación y se escribe en un solo disco. Entre los sistemas de almacenamiento más utilizados, RAID-4 se utiliza en dispositivos de almacenamiento NetApp (NetApp FAS), donde sus deficiencias se eliminan con éxito gracias al funcionamiento de los discos en un modo de grabación de grupo especial, determinado por el sistema de archivos WAFL interno utilizado en el dispositivos.
RAID 5
La principal desventaja de los niveles RAID 2 a 4 es la imposibilidad de realizar operaciones de escritura en paralelo, ya que se utiliza un disco de control independiente para almacenar información de paridad. RAID 5 no tiene esta desventaja. Los bloques de datos y las sumas de verificación se escriben cíclicamente en todos los discos de la matriz; no hay asimetría en la configuración del disco. Las sumas de verificación significan el resultado de una operación XOR (exclusiva o). xor tiene una característica que se utiliza en RAID 5, que permite reemplazar cualquier operando con el resultado y, usando el algoritmo xor, obtiene como resultado el operando que falta. Por ejemplo: a x o b = c(Dónde a, b, C- tres discos de la matriz raid), en caso a se niega, podemos atraparlo poniéndolo en su lugar C y después de gastar xor entre C Y b: c xor b = a. Esto se aplica independientemente del número de operandos: a xor b xor c xor d = e. si se niega C Entonces mi toma su lugar y sostiene xor como resultado obtenemos C: a xor b xor e xor d = c. Este método esencialmente proporciona tolerancia a fallas de la versión 5. Para almacenar el resultado de xor, solo se requiere 1 disco, cuyo tamaño sea igual al tamaño de cualquier otro disco en la incursión.
(+) : RAID5 se ha generalizado, principalmente debido a su rentabilidad. La capacidad de una matriz de discos RAID5 se calcula mediante la fórmula (n-1)*hddsize, donde n es el número de discos en la matriz y hddsize es el tamaño del disco más pequeño. Por ejemplo, para una matriz de 4 discos de 80 gigabytes, el volumen total será (4 - 1) * 80 = 240 gigabytes. Escribir información en un volumen RAID 5 cuesta Recursos adicionales y el rendimiento disminuye, ya que se requieren cálculos y operaciones de escritura adicionales, pero al leer (en comparación con un disco duro separado), hay una ganancia, porque los flujos de datos de varios discos de la matriz se pueden procesar en paralelo.
(-) : El rendimiento de RAID 5 es notablemente inferior, especialmente en operaciones como escritura aleatoria, en las que el rendimiento cae entre un 10 y un 25 % del rendimiento de RAID 0 (o RAID 10), ya que requiere más operaciones de disco (cada escritura del servidor). La operación se reemplaza en el controlador RAID por tres: una operación de lectura y dos operaciones de escritura). Las desventajas de RAID 5 aparecen cuando falla uno de los discos: todo el volumen entra en modo crítico (degradado), todas las operaciones de escritura y lectura van acompañadas de manipulaciones adicionales y el rendimiento cae drásticamente. En este caso, el nivel de confiabilidad se reduce a la confiabilidad de RAID-0 con el número correspondiente de discos (es decir, n veces menor que la confiabilidad de un solo disco). si antes recuperación completa Si la matriz falla o se produce un error de lectura irrecuperable en al menos un disco más, la matriz se destruye y los datos que contiene no se pueden restaurar mediante métodos convencionales. También hay que tener en cuenta que el proceso de Reconstrucción RAID (recuperación de datos RAID mediante redundancia) tras un fallo de un disco provoca una carga de lectura intensiva de los discos durante muchas horas seguidas, lo que puede provocar el fallo de cualquiera de los discos restantes en el período menos protegido de operación RAID, así como identificar fallas de lectura no detectadas previamente en matrices de datos fríos (datos a los que no se accede durante el funcionamiento normal de la matriz, datos archivados e inactivos), lo que aumenta el riesgo de falla durante la recuperación de datos. El número mínimo de discos utilizados es tres.
RAID 5EE
Nota: No es compatible con todos los controladores. El nivel RAID 5EE es similar al RAID-5E, pero con un uso más eficiente del disco de repuesto y un tiempo de recuperación más corto. Similar al nivel RAID 5E, este nivel de matriz RAID crea filas de datos y sumas de verificación en todas las unidades de la matriz. RAID-5EE proporciona seguridad y rendimiento mejorados. Cuando se utiliza RAID nivel 5E, la capacidad de un volumen lógico está limitada por la capacidad de dos discos duros físicos en la matriz (uno para control y otro para respaldo). El disco de repuesto forma parte de una matriz RAID de nivel 5EE. Sin embargo, a diferencia del nivel RAID 5E, que utiliza espacio libre indiviso como reserva, el nivel RAID 5EE tiene disco de respaldo Se insertan bloques de suma de comprobación, como se muestra en el siguiente ejemplo. Esto le permite reconstruir datos más rápido si falla un disco físico. Con esta configuración, no podrá utilizarlo con otros arreglos. Si necesita una unidad de repuesto para otra matriz, debe tener otra unidad de disco duro de repuesto. RAID nivel 5E requiere un mínimo de cuatro unidades y, según el nivel de firmware y su capacidad, admite de 8 a 16 unidades. RAID nivel 5E tiene firmware específico. Nota: Para RAID nivel 5EE, solo puede utilizar un volumen lógico en la matriz.
Ventajas:
- 100% protección de datos
- Gran capacidad de disco físico en comparación con RAID-1 o RAID -1E
- Mayor rendimiento en comparación con RAID-5
- Más rápida recuperación RAID frente a RAID-5E
Defectos:
- Menor rendimiento que RAID-1 o RAID-1E
- Admite solo un volumen lógico por matriz
- Incapacidad para compartir una unidad de repuesto con otras matrices
- No todos los controladores son compatibles
RAID 6
RAID 6 es similar a RAID 5, pero tiene un mayor grado de confiabilidad: la capacidad de 2 discos se asigna para las sumas de verificación, 2 cantidades se calculan utilizando diferentes algoritmos. Requiere un controlador RAID más potente. Garantiza el funcionamiento después de la falla simultánea de dos discos: protección contra fallas múltiples. Para organizar una matriz se requiere un mínimo de 4 discos. Normalmente, el uso de RAID-6 provoca aproximadamente una caída del 10 al 15 % en el rendimiento del grupo de discos en comparación con el rendimiento similar de RAID-5, debido a la gran cantidad de procesamiento para el controlador (la necesidad de calcular una segunda suma de comprobación, así como de lectura y reescribir más bloques de disco al escribir cada bloque).
RAID 7
RAID 7 - registrado marca comercial de Storage Computer Corporation, no es un nivel RAID separado. La estructura de la matriz es la siguiente: los datos se almacenan en discos, un disco se usa para almacenar bloques de paridad. La escritura en discos se almacena en caché usando memoria de acceso aleatorio, el conjunto en sí requiere un UPS obligatorio; En caso de un corte de energía, se producen daños en los datos.
RAID 10
Diagrama de arquitectura RAID 10
RAID 10 es una matriz reflejada en la que los datos se escriben secuencialmente en varios discos, como en RAID 0. Esta arquitectura es una matriz RAID 0, con segmentos en lugar de discos separados son matrices RAID 1. En consecuencia, una matriz de este nivel debe contener al menos 4 discos. RAID 10 combina alta tolerancia a fallos y rendimiento.
Los controladores actuales utilizan este modo de forma predeterminada para RAID 1+0. Es decir, un disco es el principal, el segundo es un espejo, los datos se leen uno por uno. Ahora podemos asumir que RAID 10 y RAID 1+0 son simplemente nombres diferentes para el mismo método de duplicación de disco. La afirmación de que RAID 10 es la opción más confiable para el almacenamiento de datos es errónea porque, a pesar de que para este nivel RAID es posible mantener la integridad de los datos si fallan la mitad de los discos, se produce una destrucción irreversible de la matriz si ya fallan dos. discos si están en el mismo par de espejos.
Niveles combinados
Además de los niveles básicos RAID 0 - RAID 5 descritos en el estándar, existen niveles combinados RAID 1+0, RAID 3+0, RAID 5+0, RAID 1+5, que los distintos fabricantes interpretan de forma diferente.
- RAID 1+0 es una combinación reflejando Y alternancia(véase más arriba).
- RAID 5+0 es alternancia volúmenes del 5to nivel.
- RAID 1+5 - RAID 5 de reflejado vapor.
Los niveles combinados heredan tanto las ventajas como las desventajas de sus “padres”: la apariencia alternancia en el nivel RAID 5+0 no le añade ninguna fiabilidad, pero tiene un efecto positivo en el rendimiento. El nivel RAID 1+5 es probablemente muy fiable, pero no el más rápido y, además, extremadamente antieconómico: la capacidad útil del volumen es menos de la mitad de la capacidad total de los discos...
Vale la pena señalar que la cantidad de discos duros en matrices combinadas también cambiará. Por ejemplo, para RAID 5+0 se utilizan 6 u 8 discos duros, para RAID 1+0 - 4, 6 u 8.
Comparación de niveles estándar.
| Nivel | Número de discos | Capacidad efectiva* | Tolerancia a fallos | Ventajas | Defectos |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | de 2 | S*N | No | mayor rendimiento | confiabilidad muy baja |
| 1 | 2 | S | 1 disco | fiabilidad | |
| 1E | de 3 | S*N/2 | 1 disco** | alta seguridad de datos y buen rendimiento | doble costo de espacio en disco |
| 10 o 01 | desde 4, incluso | S*N/2 | 1 disco*** | Máximo rendimiento y máxima fiabilidad. | doble costo de espacio en disco |
| 5 | de 3 a 16 | S*(norte - 1) | 1 disco | Económico, alta confiabilidad, buen rendimiento. | rendimiento por debajo de RAID 0 |
| 50 | desde 6, incluso | S*(norte - 2) | 2 discos** | alta confiabilidad y rendimiento | Alto costo y dificultad de mantenimiento. |
| 5E | de 4 | S*(norte - 2) | 1 disco | Rentable, alta confiabilidad, velocidad superior a RAID 5 | |
| 5EE | de 4 | S*(norte - 2) | 1 disco | reconstrucción rápida de datos después de una falla, rentable, alta confiabilidad, velocidad superior a RAID 5 | el rendimiento es inferior al de RAID 0 y 1, la unidad de respaldo está inactiva y no verificada |
| 6 | de 4 | S*(norte - 2) | 2 discos | Económico, máxima fiabilidad. | rendimiento por debajo de RAID 5 |
| 60 | desde 8, incluso | S*(norte - 2) | 2 discos | alta confiabilidad, gran volumen de datos | |
| 61 | desde 8, incluso | S * (norte - 2) / 2 | 2 discos** | confiabilidad muy alta | alto costo y complejidad de la organización |
* N es la cantidad de discos en la matriz, S es la capacidad del disco más pequeño. ** La información no se perderá si fallan todos los discos dentro de un espejo. *** La información no se perderá si fallan dos discos dentro de espejos diferentes.
RAID de matriz
Matrix RAID es una tecnología implementada por Intel en sus chipsets a partir de ICH6R. Estrictamente hablando, esta tecnología no es un nuevo nivel RAID (su análogo existe en los controladores RAID de hardware de alto nivel), permite, utilizando una pequeña cantidad de discos, organizar simultáneamente una o varias matrices de RAID 1, RAID 0 y RAID. 5 niveles. Esto permite que por relativamente poco dinero se pueda proporcionar una mayor confiabilidad para algunos datos y una alta velocidad de acceso y producción para otros.
Funciones adicionales de los controladores RAID
Muchos controladores RAID están equipados con un conjunto de funciones adicionales:
- "Intercambio en caliente"
- "Repuesto de emergencia"
- Control de estabilidad.
Software (inglés) software) REDADA
Para implementar RAID, puede utilizar no solo hardware, sino también componentes de software (controladores). Por ejemplo, en sistemas basados en el kernel de Linux existen módulos especiales Los dispositivos kernel y RAID se pueden administrar mediante la utilidad mdadm. El software RAID tiene sus ventajas y desventajas. Por un lado, no cuesta nada (a diferencia de los controladores RAID de hardware, que cuestan 250 dólares o más). Por otro lado, el software RAID utiliza recursos de la CPU y, en momentos de carga máxima en el sistema de disco, el procesador puede gastar una parte importante de su energía en el mantenimiento de dispositivos RAID.
El kernel de Linux 2.6.28 (el último lanzado en 2008) admite RAID de software de los siguientes niveles: 0, 1, 4, 5, 6, 10. La implementación le permite crear RAID en particiones de disco separadas, que es similar a RAID de matriz descrito anteriormente. Se admite el arranque desde RAID.
Mayor desarrollo de la idea RAID
La idea detrás de las matrices RAID es combinar discos, cada uno de los cuales se trata como un conjunto de sectores y, como resultado, el controlador sistema de archivos“Ve” como si fuera un solo disco y trabaja con él, sin prestar atención a su estructura interna. Sin embargo, se pueden lograr mejoras significativas en el rendimiento y la confiabilidad. sistema de disco, si el controlador del sistema de archivos "sabe" que no está funcionando con un disco, sino con un conjunto de discos.
Además, si se destruye alguno de los discos del RAID-0, se perderá toda la información de la matriz. Pero si el controlador del sistema de archivos coloca cada archivo en un disco y la estructura del directorio está organizada correctamente, si alguno de los discos se destruye, sólo se perderán los archivos ubicados en ese disco; y los archivos ubicados íntegramente en los discos conservados seguirán siendo accesibles.
Empleado Corporación YE Data, que es el mayor fabricante mundial de unidades de disquete USB, Daniel Olson creó una matriz RAID de cuatro
Las matrices RAID se desarrollaron para mejorar la confiabilidad del almacenamiento de datos, aumentar la velocidad de procesamiento y brindar la capacidad de combinar varios discos en uno grande. Diferentes tipos RAID decidir diferentes tareas, aquí veremos varias de las configuraciones más comunes de matrices RAID del mismo tamaño.
RAID 0
RAID 1
RAID 10
RAID 1E
RAID 5
Las implementaciones de "software" de RAID5, integradas en los puentes sur de las placas base, no tienen altas velocidades de escritura y, por lo tanto, no son adecuadas para todas las aplicaciones.
RAID 5EE
RAID 6
RAID 50
RAID 60
Hoy conoceremos información interesante sobre qué es una matriz RAID y qué papel juegan estas matrices en la vida de los discos duros, sí, exactamente en ellos.
Sami discos duros Juegan un papel bastante importante en la computadora, ya que con su ayuda ejecutamos el sistema y almacenamos mucha información en ellos.
El tiempo pasa y cualquiera disco duro puede negarse, podría ser cualquiera, del cual no hablamos hoy.
Espero que muchos hayan oído hablar de los llamados matrices de incursión, que permiten no sólo acelerar trabaja duro discos, pero también, si pasa algo, evitar que los datos importantes desaparezcan, tal vez para siempre.
Además, estas matrices tienen números de serie, razón por la cual difieren. Todos lo hacen diferentes funciones. Por ejemplo, hay RAID 0, 1, 2, 3, 4, 5 etc. Hoy hablaremos de estas mismas matrices y luego escribiré un artículo sobre cómo usar algunas de ellas.
¿Qué es una matriz RAID?
REDADA es una tecnología que permite combinar varios dispositivos, es decir, discos duros, en nuestro caso hay algo así como un montón de ellos. Así, aumentamos la confiabilidad del almacenamiento de datos y la velocidad de lectura/escritura. Quizás una de estas funciones.
Entonces, si desea acelerar su disco o simplemente proteger su información, depende de usted. Más precisamente, depende de la elección de la configuración Raid deseada, estas configuraciones están marcadas con los números de serie 1, 2, 3...
Las redadas son muy característica útil y se lo recomiendo a todo el mundo. Por ejemplo, si usas 0 configuración, entonces experimentará un aumento en acelerar duro disco, después de todo, los discos duros son casi el dispositivo de menor velocidad.
Si preguntas por qué, creo que todo está claro. cada año se vuelven más poderosos, están equipados con más alta frecuencia, gran cantidad núcleos y muchos otros. Lo mismo con y. Pero los discos duros sólo están creciendo en volumen hasta ahora, pero la tasa de rotación sigue siendo la misma de 7200. Por supuesto, también hay modelos más raros. La situación ha sido salvada hasta ahora por los llamados, que aceleran el sistema varias veces.
Digamos que viniste a construir RAID 1, en este caso recibirás una alta garantía de protección de tus datos, ya que quedarán duplicados en otro dispositivo (disco) y, si falla un disco duro, toda la información quedará en el otro.
Como puede ver en los ejemplos, las incursiones son muy importantes y útiles, es necesario utilizarlas.
Entonces, una matriz RAID es físicamente una combinación de dos discos duros conectados a placa base, tal vez tres o cuatro. Por cierto, también debería admitir la creación de matrices RAID. Conectando duro los discos se realizan de acuerdo con el estándar y la creación de raids se realiza a nivel de software.
Cuando creamos la incursión mediante programación, nada cambió mucho a simple vista, simplemente trabajará en el BIOS y todo lo demás permanecerá como estaba, es decir, cuando mire Mi PC, verá las mismas unidades conectadas.
Para crear una matriz no necesitas mucho: tarjeta madre con soporte RAID, dos discos duros idénticos ( es importante). Deben ser iguales no sólo en tamaño, sino también en caché, interfaz, etc. Es deseable que el fabricante sea el mismo. Ahora enciende la computadora y busca el parámetro allí. Configuración SATA y ponlo REDADA. Después de reiniciar la computadora, debería aparecer una ventana en la que veremos información sobre discos y raids. Ahí tenemos que hacer clic CTRL+I para comenzar a configurar la incursión, es decir, agregar o quitar discos de la misma. Entonces comenzará su configuración.
¿Cuántas de estas redadas hay? Hay varios de ellos, a saber RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID 6. Hablaré con más detalle sobre sólo dos de ellos.
- RAID 0– le permite crear una matriz de discos para aumentar la velocidad de lectura/escritura.
- RAID 1– te permite crear imágenes reflejadas matrices de discos para proteger los datos.
RAID 0, ¿qué es?
Formación RAID 0, que también se llama "Pelar" Utiliza de 2 a 4 discos duros, rara vez más. Trabajando juntos, mejoran la productividad. Por lo tanto, los datos de dicha matriz se dividen en bloques de datos y luego se escriben en varios discos a la vez.
El rendimiento aumenta debido al hecho de que un bloque de datos se escribe en un disco, en otro disco, en otro bloque, etc. Creo que está claro que 4 discos aumentarán el rendimiento más que dos. Si hablamos de seguridad, ésta se resiente en toda la gama. Si uno de los discos falla, en la mayoría de los casos toda la información se perderá para siempre.
El hecho es que en una matriz RAID 0, la información se encuentra en todos los discos, es decir, los bytes de un archivo se encuentran en varios discos. Por lo tanto, si falla un disco, también se perderá una cierta cantidad de datos y la recuperación será imposible.
De esto se deduce que es necesario realizar permanentes en medios externos.
RAID 1, ¿qué es?
Formación RAID 1, También es llamado Duplicación- espejo. Si hablamos de la desventaja, entonces en RAID 1 el volumen de uno de los discos duros, por así decirlo, "no está disponible" para usted, porque se utiliza para duplicar el primer disco. En RAID 0 este espacio está disponible.
Entre las ventajas, como probablemente ya habrás adivinado, se deduce que la matriz proporciona una alta confiabilidad de los datos, es decir, si falla un disco, todos los datos permanecerán en el segundo. Es poco probable que fallen dos discos a la vez. Esta matriz se utiliza a menudo en servidores, pero esto no impide que se utilice en computadoras normales.
Si elige RAID 1, sepa que el rendimiento disminuirá, pero si los datos son importantes para usted, utilice un enfoque de datos.
RAID 2-6, ¿qué es?
Ahora describiré brevemente las matrices restantes, por así decirlo, para el desarrollo general, y todo porque no son tan populares como las dos primeras.
RAID 2– necesario para matrices que usan código Hamming (no estaba interesado en qué tipo de código era). El principio de funcionamiento es aproximadamente el mismo que en RAID 0, es decir, la información también se divide en bloques y se escribe en los discos uno por uno. Los discos restantes se utilizan para almacenar códigos de corrección de errores, con la ayuda de los cuales, si uno de los discos falla, se pueden recuperar los datos.
Es cierto que para esta matriz es mejor usar 4 discos, lo cual es bastante caro y, como resultó, cuando se usan tantos discos, la ganancia de rendimiento es bastante controvertida.
RAID 3, 4, 5, 6– No escribiré sobre estos arreglos aquí, ya que la información necesaria ya está en Wikipedia, si quieres saber sobre estos arreglos, léelo.
¿Qué matriz RAID elegir?
Digamos que a menudo instala varios programas, juegos y copia mucha música o películas, entonces se recomienda utilizar RAID 0. A la hora de elegir discos duros, tenga cuidado, deben ser muy fiables para no perder información. Asegúrate de hacer copias de seguridad datos.
Comer información importante, ¿cuál debería estar sano y salvo? Entonces RAID 1 viene al rescate. A la hora de elegir discos duros, sus características también deben ser idénticas.
Conclusión
Así que seleccionamos información nueva y otra antigua sobre matrices RAID. Espero que encuentres útil la información. Pronto escribiré sobre cómo crear estas matrices.
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