Отзыв о сайте

Что такое RAID-массивы и зачем они нужны

Как использовать различные конфигурации дополнительных жестких дисков для увеличения скорости работы, объема и сохранности информации.

Для многих пользователей дисковая подсистема на RAID-массиве - это нечто абсолютно незнакомое. В то же время это понятие появилось уже достаточно давно и с успехом используется в различных целях, в том числе, и на домашних компьютерах.

 RAID-массивы бывают разные, и каждый используется для своих задач. Рассмотрим их основные виды, предназначения и способы формирования.

 Прежде всего, технология RAID позволяет объединить несколько разных жёстких дисков и работать с этой системой, как с единым накопителем. При этом производители и характеристики используемых дисков могут быть самыми разными.

 Но все же, для уменьшения внутренних конфликтов лучше подбирать диски со сходными характеристиками. Так если один из них имеет больший объем, то в некоторых случаях он будет урезан, а общая скорость работы массива ограничится скоростью самого медленного диска.

 Построить же массив можно на любом виде интерфейса.

 RAID имеет множество возможностей конфигурирования, при этом используются различные алгоритмы работы. Конфигурации RAID-массивов называются уровнями RAID. Из их великого множества некоторые используются чаще, другие реже, а какие-то не используются совсем. Так, например, у домашних пользователей наиболее распространено использование RAID 0 и RAID 1.

 Рассмотрим уровни RAID, которые применяют чаще всего.

RAID 0

 Этот уровень используется для повышения скорости передачи данных. До сих пор скоростные характеристики ограничивались производительностью жестких дисков. При помощи данной дисковой подсистемы можно значительно увеличить скорость работы. Но все это идет в ущерб надежности хранения информации - при выходе из строя любого из дисков, составляющих RAID-массив, теряется ВЕСЬ объем информации, который на них хранился.

Что такое RAID-массивы и зачем они нужны  Высокое быстродействие такой системы обеспечивается за счет разбиения информационного объема на блоки и размещении их поочередно на РАЗНЫХ носителях. Причём, доступ при чтении и записи информации может быть одновременным к разным блокам, хранящихся на разных физических дисках. При этом повышается производительность и отсутствует эффект избыточности. Это когда объем массива равен наименьшему из дисков. Здесь же суммарный обьем массива будет равен сумме объемов накопителей, входящих в него. Для создания данной конфигурации требуется минимум два диска, а для максимальной эффективности работы желательно, чтобы они имели сходные характеристики.

 Массив RAID 0 прекрасно подходит для работы с аудио- и видео программами, которые требуют высоких скоростей обмена данными. Одиночный диск зачастую не справляется с подобной задачей. При этом, RAID 0 является самым ненадёжным способом хранения информации, и годится он лишь для размещения информации, которой со спокойной душой можно пожертвовать. Например, массив можно определить под игрушки и файл подкачки операционной системы.

 Кроме того, такой массив отлично подойдёт для работы с торрентами на высокоскоростных сетевых подключениях, когда из-за большого количества соединений одиночный жёсткий диск может "захлёбываться" от большого потока данных (пользователи, например, µTorrent могут иногда наблюдать в своём клиенте надпись "Диск перегружен" - как раз такой случай).

RAID 1

Что такое RAID-массивы и зачем они нужны  При использовании конфигурации RAID 1 осуществляется максимальная защита данных, но при этом также максимален уровень избыточности. Скорость записи в данном массиве может даже несколько уменьшиться, а скорость чтения увеличивается. Все данные записываются в двух экземплярах.

 При создании массива данной конфигурации очень велика роль интерфейса передачи данных и контролера RAID. Задачей RAID-контролера является обеспечение высокой сохранности данных и эффективного доступа к ним. При этом любой жесткий диск может выйти из строя в любой момент времени. Здесь и сказывается основное свойство массива RAID 1. Работа не прекращается, считывание-запись данных продолжается, но выводится сообщение о том, что такой-то винчестер вышел из строя. После этого его требуется заменить. Причем некоторые интерфейсы позволяют произвести замену без прекращения работы и выключения компьютера. Это очень удобно при проведении работ, которые не терпят перерывов. Все данные после замены жесткого диска будут скопированы на новый, и массив продолжит работу в прежнем режиме. Можно позаботиться об этом заранее и специально установить резервный диск.

 RAID 1 используется для хранения критически важных данных, утрата которых может быть чрезвычайно болезненна или затратна.

RAID 5

 Конфигурация RAID 5 позволяет поддерживать хорошую сохранность данных, вместе с уменьшением затрат, по сравнению с уровнем RAID 1. Основан данный результат на методике контрольных сумм. Для их хранения используется часть дискового пространства поочередно на каждом носителе. Данный механизм работы требует определенного времени, поэтому скорость работы такого массива невелика.

RAID 0+1 и RAID 10

Что такое RAID-массивы и зачем они нужны  Недостатки массивов RAID 0 и RAID 1 постарались уменьшить применением "гибридных" конфигураций RAID 0+1 и RAID 10. В первом случае создают массив RAID 0, затем делают его зеркальное отображение. В результате данные дублируются, что повышает их сохранность, и сохраняется высокая скорость работы, присущая RAID 0. Создание RAID 10 отличается порядком действий - сначала создаются зеркальные пары дисков, а затем происходит их объединение в Strip.

 Такое объединение скорости и надежности могло бы стать достаточно популярным, если бы не ценовые характеристики таких конфигураций - для создания подобных массивов требуется, как минимум, четыре жестких диска, что, естественно, весьма затратно.

RAID JBOD

 Этот массив используется не часто, но иногда может пригодиться. Он объединяет в один большой накопитель несколько мелких. Это RAID, организованный программными средствами. Он может пригодиться, когда уже имеющиеся накопители не позволяют создать раздел нужного объема для каких-то специфических целей.

 Каковы же основные составные части RAID-массива. Во-первых, жесткие диски. Можно использовать практически любые, но для создания максимально эффективной системы лучше применять диски со сходными параметрами.

Что такое RAID-массивы и зачем они нужны  Второй компонент – контролер RAID. Самым лучшим вариантом считается применение внешнего RAID-контролера. Данный класс устройств весьма широк по своим характеристикам. Некоторые работают в паре с HDD-контролером системной платы (что несколько ограничивает возможности). Другие работают независимо и создают более широкий комплекс возможностей. Также существуют полностью внешние контролеры, они могут быть в отдельном корпусе вместе с набором жестких дисков. Такая система имеет свой блок питания и наиболее автономна. Ее возможности достаточно широки, но и стоит такое удовольствие совсем не дешево.

 Более дешевый вариант - RAID-контролер, интегрированный в материнскую плату. Такой вариант уменьшает возможности и надежность в процессе работы (хотя для домашнего использования его обычно вполне хватает). Кроме того, ограничивается количество уровней, которые можно создать, применяя такой контролер.

 Самый простой вариант – это вообще отсутствие контролера RAID. Вся работа производится лишь за счет операционной системы. Недостатки: ограниченность возможностей, малая надежность и дополнительная загрузка центрального процессора.

 Операционные системы семейства Windows NT ( 2K, XP, 2003, Vista, Seven и др.) изначально, с момента их проектирования,  ограниченно поддерживают программный RAID - разные системы поддерживают разные уровни. Например, Windows XP Pro поддерживает RAID 0 - это так называемые "динамические диски". Аналогичные возможности встроены и в ядро операционных систем GNU/ Linux.

 Подведем итоги. RAID-массив это система из нескольких винчестеров, позволяющая увеличить некоторые параметры. Это может быть повышение скорости работы дисковой подсистемы с информацией, дополнительная сохранность важных данных или объем для их размещения. Все уровни RAID сочетают в себе эти свойства в различных соотношениях, и выбор какого-либо варианта будет зависеть исключительно от тех задач, для которых его предполагается использовать.

Обсуждение