RAID
Wykonał: Grzesiak Radosław
Macierz dyskowa – definicje
Cel stosowania
RAID
RAID - rodzaje
Macierz dyskowa - urządzenie zawierające
zbiór od kilku do kilkuset dysków fizycznych, które pogrupowane są w kilka do
kilkudziesięciu grup RAID.
CIEKAWOSTKA! Pojemność macierzy dyskowych rośnie szybciej niż pojemność pojedynczego dysku.
W połowie 2000 roku macierze dostępne na rynku wyposażone były w 384 dyski po 50 GB (19 200GB). /HDD na poziomie od kilku do kilkudziesięciu GB
W połowie 2005 roku macierze dostępne na rynku wyposażone były w 512 dysków po 146 GB (74 752GB). /HDD ok. 0,5TB
W połowie 2007 roku macierze dostępne na rynku wyposażone były w 1024 dysków po 300 GB (307 200GB). /HDD ok. 1-2TB
1.
Utrata danych, a właściwie zabezpieczenie przed ich utratą.
2.
Zwiększenie wydajności zapisu/odczytu danych.
3.
Powiększenie przestrzeni dostępnej jako jedna całość.
Zadaniem technologii RAID jest zwiększenie niezawodności i wydajności systemów
dyskowych.
RAID (ang. Redundant Array of Independent Disks ; Nadmiarowa macierz niezależnych dysków) - polega na współpracy dwóch lub więcej dysków twardych w taki sposób, aby zapewnić dodatkowe możliwości,
nieosiągalne przy użyciu jednego dysku.
RAID Sprzętowy – zastosowanie do obsługi RAID dedykowanych sprzętowych
kontrolerów. Specjalny układ na płycie głównej.
RAID Programowy - odpowiedni moduł
systemu operacyjnego zajmujący się
odczytem/zapisem danych w macierzy.
SPRZĘTOWY PROGRAMOWY Zalety:
większa wydajność poprzez zmniejszenie obciążenia CPU;
możliwość bezpośredniego startu systemu z macierzy dyskowej;
większa kompatybilność z mniej popularnymi systemami
operacyjnymi;
standardowy (często również otwarty) sposób zapisu danych;
możliwość łączenia różnych interfejsów takich jak ATA, SCSI, SATA;
Wady:
niestandardowy sposób zapisu danych na nośnikach
wykorzystujący własnościowe protokoły i struktury danych inne dla każdego producenta;
relatywnie mniejsza wydajność;
partycja startowa powinna znajdować się poza macierzą;
nie wszystkie systemy operacyjne obsługują technologię RAID
Poziom
RAID Minimalna liczba
dysków Dostępna
przestrzeń Maksymalna liczba dysków, które mogą ulec
awarii bez utraty danych
RAID 0 2 N 0
RAID 1 2 1 N - 1
RAID 2 3 N - log N 1
RAID 3 3 N - 1 1
RAID 4 3 N - 1 1
RAID 5 3 N - 1 1
RAID 6 4 N - 2 2
RAID
0+1 4 zależnie od
konfiguracji zależnie od konfiguracji RAID
1+0 4 zależnie od
konfiguracji zależnie od konfiguracji
Polega na połączeniu ze sobą dwóch lub więcej dysków fizycznych tak,
aby były widziane jako jeden dysk logiczny.
Powstała w ten sposób
przestrzeń ma rozmiar taki jak N*rozmiar najmniejszego z dysków.
Przykład: Trzy dyski po 500 GB zostały połączone w RAID 0.
Powstała przestrzeń ma rozmiar 1,5 TB.
WADY ZALETY
• brak odporności na awarię dysków;
• N*rozmiar
najmniejszego z dysków;
• przestrzeń wszystkich dysków jest widziana jako całość;
• przyspieszenie zapisu i odczytu w porównaniu do pojedynczego dysku;
ZASTOSOWANIE: Rozwiązanie do budowy tanich i wydajnych macierzy, służących do przetwarzania dużych plików multimedialnych.
Polega na replikacji pracy dwóch lub więcej dysków fizycznych. Powstała
przestrzeń ma rozmiar
najmniejszego nośnika. RAID 1 jest zwany również lustrzanym (ang. mirroring).
Przykład:
Trzy dyski po 250GB zostały połączone w RAID 1. Powstała w ten sposób
przestrzeń ma rozmiar 250 GB.
WADY ZALETY
• utrata pojemności;
• możliwa zmniejszona szybkość zapisu *;
• odporność na awarię N - 1 dysków przy
N-dyskowej macierzy;
• możliwe zwiększenie szybkości odczytu;
ZASTOSOWANIE: Rozwiązanie do budowy bezpiecznych macierzy choć niekoniecznie najwydajniejszych.
*Zapisz – czas trwania sumy wszystkich zapisów (zapis sekwencyjny) albo zapisowi na najwolniejszym dysku
Macierz realizowana jako RAID 1, którego
elementami są macierze RAID 0. Macierz taka posiada zarówno zalety macierzy RAID 0 -
szybkość w operacjach zapisu i odczytu - jak i macierzy RAID 1 - zabezpieczenie danych w przypadku awarii pojedynczego dysku.
Pojedyncza awaria dysku powoduje, że całość staje się w praktyce RAID 0. Potrzebne są
minimum 4 dyski o tej samej pojemności.
Przykład:
4 dyski każdy po 1TB zostały połączone w RAID 0+1.
Powstała w ten sposób przestrzeń ma 2TB.
WADY ZALETY
• większy koszt przechowywania danych niż w przypadku RAID 0,2,3,4,5,6;
• szybkość macierzy RAID 0;
• bezpieczeństwo macierzy RAID 1 - w szczególnym wypadku nawet większa (awaria więcej niż jednego dysku tego samego mirrora);
• znacznie prostsza w
implementacji niż RAID 3, 5 i 6;
ZASTOSOWANIE: Rozwiązanie do budowy bezpiecznych macierzy o dużej wydajności.
Nazywana także RAID 10. Macierz realizowana jako RAID 0, którego elementami są macierze RAID 1.
W porównaniu do swojego poprzednika (RAID 0+1) realizuje tę samą koncepcję połączenia zalet RAID 0 (szybkość) i RAID 1
(bezpieczeństwo) lecz w odmienny sposób.
RAID2: Dane na dyskach są paskowane. Zapis następuje po 1 bicie na pasek. Potrzebujemy minimum 8 powierzchni do
obsługi danych oraz dodatkowe dyski do przechowywania informacji generowanych za pomocą kodu Hamminga
potrzebnych do korekcji błędów.
RAID3: Dane składowane są na N-1 dyskach. Ostatni dysk służy do przechowywania sum kontrolnych.
RAID4: Jest on bardzo zbliżony do RAID 3, z tą różnicą, że dane są dzielone na większe bloki (16, 32, 64 lub 128 kB).
RAID5: Pracuje bardzo podobnie do RAID4 z tą różnicą, iż bity
parzystości nie są zapisywane na specjalnie do tego przeznaczonym dysku, lecz są rozpraszane po całej strukturze macierzy.
RAID6: Rozbudowana, o
dodatkowy dysk, macierz typu 5 (często pojawia się zapis RAID 5+1).
Matrix RAID: Polega na
połączeniu ze sobą dwóch
dysków fizycznych tak, aby część dysku działała jak RAID 0
(striping), a inna część jak RAID 1 (mirroring).
Co to jest macierz dyskowa?
Po co stosujemy macierze dyskowe?
Jaka jest różnica pomiędzy stosowaniem RAID sprzętowym i programowym?
Do czego przydaje się RAID0?
Gdzie warto stosować RAID1?
Zadanie domowe: postaraj
dowiedzieć się co to jest
suma kontrolna używana
w macierzach RAID 3,4,5...
Dziękuje za uwagę!
Źródła:
•http://pl.wikipedia.org/wiki/RAID
•http://www.pcworld.pl/artykuly/39167_1_1/Macierze.RAID.html
