Σήμερα θα μιλήσουμε για Συστοιχίες RAID. Ας καταλάβουμε τι είναι, γιατί το χρειαζόμαστε, πώς είναι και πώς να χρησιμοποιήσουμε όλη αυτή τη μεγαλοπρέπεια στην πράξη.

Άρα, με τη σειρά: τι είναι Συστοιχία RAIDή απλά ΕΠΙΔΡΟΜΗ? Αυτή η συντομογραφία σημαίνει "Redundant Array of Independent Disks" ή "Redundant (εφεδρική) συστοιχία ανεξάρτητων δίσκων." Να το θέσω απλά, Συστοιχία RAIDΑυτή είναι μια συλλογή από φυσικούς δίσκους συνδυασμένους σε έναν λογικό δίσκο.

Συνήθως συμβαίνει το αντίθετο - μέσα μονάδα του συστήματοςέχει εγκατασταθεί ένας φυσικός δίσκος, τον οποίο χωρίζουμε σε πολλούς λογικούς. Εδώ η κατάσταση είναι το αντίθετο - κάπως σκληροι ΔΙΣΚΟΙπρώτα συνδυάζονται σε ένα και στη συνέχεια το λειτουργικό σύστημα γίνεται αντιληπτό ως ένα. Εκείνοι. Το λειτουργικό σύστημα πιστεύει ακράδαντα ότι έχει φυσικά μόνο έναν δίσκο.

Συστοιχίες RAIDΥπάρχουν υλικό και λογισμικό.

Σκεύη, εξαρτήματα Συστοιχίες RAIDδημιουργούνται πριν από την εκκίνηση του λειτουργικού συστήματος μέσω ειδικές βοηθητικές υπηρεσίες, καλωδιωμένο σε Ελεγκτής RAID- κάτι σαν BIOS. Ως αποτέλεσμα της δημιουργίας τέτοιων Συστοιχία RAIDήδη στο στάδιο εγκατάστασης του λειτουργικού συστήματος, το κιτ διανομής "βλέπει" έναν δίσκο.

Λογισμικό Συστοιχίες RAIDδημιουργήθηκε από εργαλεία OS. Εκείνοι. κατά τη φόρτωση λειτουργικό σύστημα"καταλαβαίνει" ότι έχει αρκετούς φυσικούς δίσκους και μόνο μετά την εκκίνηση του λειτουργικού συστήματος λογισμικόοι δίσκοι συνδυάζονται σε συστοιχίες. Φυσικά, το ίδιο το λειτουργικό σύστημα δεν βρίσκεται στο Συστοιχία RAID, αφού εγκαθίσταται πριν δημιουργηθεί.

«Γιατί χρειάζονται όλα αυτά;» - εσύ ρωτάς? Η απάντηση είναι: να αυξηθεί η ταχύτητα ανάγνωσης/εγγραφής δεδομένων ή/και να αυξηθεί η ανοχή και η ασφάλεια σε σφάλματα.

"Πως Συστοιχία RAIDμπορεί να αυξήσει την ταχύτητα ή να ασφαλίσει τα δεδομένα;" - για να απαντήσετε σε αυτήν την ερώτηση, εξετάστε τους κύριους τύπους Συστοιχίες RAID, πώς σχηματίζονται και τι δίνει ως αποτέλεσμα.

RAID-0. Ονομάζεται επίσης "Stripe" ή "Tape". Δύο ή περισσότεροι σκληροί δίσκοι συνδυάζονται σε έναν με διαδοχική συγχώνευση και άθροιση των τόμων. Εκείνοι. αν πάρουμε δύο δίσκους των 500 GB και τους δημιουργήσουμε RAID-0, το λειτουργικό σύστημα θα το αντιληφθεί ως δίσκο ενός terabyte. Ταυτόχρονα, η ταχύτητα ανάγνωσης/εγγραφής αυτού του πίνακα θα είναι διπλάσια από αυτή ενός δίσκου, καθώς, για παράδειγμα, εάν η βάση δεδομένων βρίσκεται με αυτόν τον τρόπο σε δύο δίσκους, ένας χρήστης μπορεί να διαβάσει δεδομένα από έναν δίσκο , και ένας άλλος χρήστης μπορεί να γράψει σε άλλο δίσκο ταυτόχρονα. Ενώ στην περίπτωση της θέσης της βάσης δεδομένων σε έναν δίσκο, το HDDεργασίες ανάγνωσης/εγγραφής διαφορετικούς χρήστεςθα εκτελεστεί διαδοχικά. RAID-0θα επιτρέψει την παράλληλη ανάγνωση/γραφή. Κατά συνέπεια, τόσο περισσότεροι δίσκοι στη συστοιχία RAID-0, τόσο πιο γρήγορα λειτουργεί ο ίδιος ο πίνακας. Η εξάρτηση είναι ευθέως ανάλογη - η ταχύτητα αυξάνεται N φορές, όπου N είναι ο αριθμός των δίσκων στη συστοιχία.
Στη συστοιχία RAID-0υπάρχει μόνο ένα μειονέκτημα που υπερτερεί όλων των πλεονεκτημάτων της χρήσης του - η πλήρης έλλειψη ανοχής σε σφάλματα. Εάν ένας από τους φυσικούς δίσκους του πίνακα πεθάνει, ολόκληρος ο πίνακας πεθαίνει. Υπάρχει ένα παλιό αστείο σχετικά με αυτό: «Τι σημαίνει το «0» στον τίτλο; RAID-0? - ο όγκος των πληροφοριών που αποκαταστάθηκαν μετά το θάνατο της συστοιχίας!"

RAID-1. Ονομάζεται επίσης «Καθρέφτης» ή «Καθρέφτης». Δύο ή περισσότεροι σκληροί δίσκοι συνδυάζονται σε έναν με παράλληλη συγχώνευση. Εκείνοι. αν πάρουμε δύο δίσκους των 500 GB και τους δημιουργήσουμε RAID-1, το λειτουργικό σύστημα θα το αντιληφθεί ως έναν δίσκο 500 GB. Σε αυτήν την περίπτωση, η ταχύτητα ανάγνωσης/εγγραφής αυτού του πίνακα θα είναι ίδια με εκείνη ενός δίσκου, αφού οι πληροφορίες διαβάζονται/εγγράφονται και στους δύο δίσκους ταυτόχρονα. RAID-1δεν παρέχει κέρδος στην ταχύτητα, αλλά παρέχει μεγαλύτερη ανοχή σφαλμάτων, καθώς σε περίπτωση θανάτου ενός από τους σκληρούς δίσκους, υπάρχει πάντα ένα πλήρες αντίγραφο πληροφοριών που βρίσκεται στη δεύτερη μονάδα δίσκου. Πρέπει να θυμόμαστε ότι η ανοχή σφαλμάτων παρέχεται μόνο έναντι του θανάτου ενός από τους δίσκους συστοιχίας. Εάν τα δεδομένα διαγράφηκαν σκόπιμα, διαγράφονται από όλους τους δίσκους του πίνακα ταυτόχρονα!

RAID-5. Περισσότερο ασφαλής επιλογή RAID-0. Ο όγκος του πίνακα υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο (Ν - 1) * Μέγεθος δίσκου RAID-5από τρεις δίσκους 500 GB, παίρνουμε μια συστοιχία 1 terabyte. Η ουσία του πίνακα RAID-5είναι ότι αρκετοί δίσκοι συνδυάζονται στο RAID-0 και ο τελευταίος δίσκος αποθηκεύει το λεγόμενο «άθροισμα ελέγχου» - πληροφορίες υπηρεσίας που προορίζονται να επαναφέρουν έναν από τους δίσκους συστοιχίας σε περίπτωση θανάτου του. Ταχύτητα εγγραφής πίνακα RAID-5κάπως χαμηλότερο, δεδομένου ότι δαπανάται χρόνος για τον υπολογισμό και την εγγραφή του αθροίσματος ελέγχου σε ξεχωριστό δίσκο, αλλά η ταχύτητα ανάγνωσης είναι η ίδια όπως στο RAID-0.
Εάν ένας από τους δίσκους συστοιχίας RAID-5πεθαίνει, η ταχύτητα ανάγνωσης/εγγραφής πέφτει απότομα, αφού όλες οι λειτουργίες συνοδεύονται από πρόσθετους χειρισμούς. Πράγματι RAID-5μετατρέπεται σε RAID-0 και εάν η ανάκτηση δεν ληφθεί έγκαιρα Συστοιχία RAIDυπάρχει σημαντικός κίνδυνος να χαθούν εντελώς δεδομένα.
Με συστοιχία RAID-5Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον λεγόμενο Ανταλλακτικό δίσκο, δηλ. εφεδρικός. Κατά τη διάρκεια σταθερής λειτουργίας Συστοιχία RAIDΑυτός ο δίσκος είναι αδρανής και δεν χρησιμοποιείται. Ωστόσο, σε περίπτωση κρίσιμης κατάστασης, αποκατάσταση Συστοιχία RAIDξεκινά αυτόματα - οι πληροφορίες από το κατεστραμμένο αποκαθίστανται στον εφεδρικό δίσκο χρησιμοποιώντας αθροίσματα ελέγχου που βρίσκονται σε ξεχωριστό δίσκο.
RAID-5δημιουργείται από τουλάχιστον τρεις δίσκους και αποθηκεύει από μεμονωμένα σφάλματα. Σε περίπτωση ταυτόχρονης εμφάνισης διαφορετικών σφαλμάτων σε διαφορετικούς δίσκους RAID-5δεν σώζει.

RAID-6- είναι μια βελτιωμένη έκδοση του RAID-5. Η ουσία είναι η ίδια, μόνο για τα αθροίσματα ελέγχου δεν χρησιμοποιείται ένας, αλλά δύο δίσκοι και τα αθροίσματα ελέγχου υπολογίζονται χρησιμοποιώντας διαφορετικούς αλγόριθμους, γεγονός που αυξάνει σημαντικά την ανοχή σφαλμάτων για τα πάντα Συστοιχία RAIDγενικά. RAID-6συναρμολογημένο από τουλάχιστον τέσσερις δίσκους. Ο τύπος για τον υπολογισμό του όγκου ενός πίνακα μοιάζει (Ν - 2) * Μέγεθος δίσκου, όπου N είναι ο αριθμός των δίσκων στον πίνακα και το DiskSize είναι το μέγεθος κάθε δίσκου. Εκείνοι. κατά τη δημιουργία RAID-6από πέντε δίσκους 500 GB, παίρνουμε μια συστοιχία 1,5 terabyte.
Ταχύτητα εγγραφής RAID-6χαμηλότερο από το RAID-5 κατά περίπου 10-15%, το οποίο οφείλεται στον επιπλέον χρόνο που δαπανάται για τον υπολογισμό και τη σύνταξη αθροισμάτων ελέγχου.

RAID-10- ονομάζεται επίσης μερικές φορές RAID 0+1ή RAID 1+0. Είναι μια συμβίωση του RAID-0 και του RAID-1. Η συστοιχία είναι κατασκευασμένη από τουλάχιστον τέσσερις δίσκους: στο πρώτο κανάλι RAID-0, στο δεύτερο RAID-0 για αύξηση της ταχύτητας ανάγνωσης/εγγραφής και μεταξύ τους σε έναν καθρέφτη RAID-1 για αύξηση της ανοχής σφαλμάτων. Ετσι, RAID-10συνδυάζει τα πλεονεκτήματα των δύο πρώτων επιλογών - γρήγορο και ανεκτικό σε σφάλματα.

RAID-50- Ομοίως, το RAID-10 είναι μια συμβίωση του RAID-0 και του RAID-5 - στην πραγματικότητα, το RAID-5 είναι κατασκευασμένο, μόνο τα συστατικά του στοιχεία δεν είναι ανεξάρτητα σκληροι ΔΙΣΚΟΙ, και οι πίνακες είναι RAID-0. Ετσι, RAID-50δίνει πολύ καλή ταχύτητα ανάγνωσης/εγγραφής και περιέχει τη σταθερότητα και την αξιοπιστία του RAID-5.

RAID-60- η ίδια ιδέα: έχουμε στην πραγματικότητα το RAID-6, συναρμολογημένο από πολλές συστοιχίες RAID-0.

Υπάρχουν επίσης και άλλοι συνδυασμένοι πίνακες RAID 5+1Και RAID 6+1- μοιάζουν σαν RAID-50Και RAID-60η μόνη διαφορά είναι ότι τα βασικά στοιχεία της συστοιχίας δεν είναι κασέτες RAID-0, αλλά καθρέφτες RAID-1.

Πώς καταλαβαίνετε τους συνδυασμένους πίνακες RAID: RAID-10, RAID-50, RAID-60και επιλογές RAID X+1είναι άμεσοι απόγονοι των βασικών τύπων πινάκων RAID-0, RAID-1, RAID-5Και RAID-6και χρησιμεύουν μόνο για την αύξηση είτε της ταχύτητας ανάγνωσης/εγγραφής είτε για την αύξηση της ανοχής σφαλμάτων, ενώ φέρουν τη λειτουργικότητα βασικών, γονικών τύπων Συστοιχίες RAID.

Αν προχωρήσουμε στην εξάσκηση και μιλήσουμε για τη χρήση ορισμένων Συστοιχίες RAIDστη ζωή, η λογική είναι πολύ απλή:

RAID-0Δεν το χρησιμοποιούμε καθόλου στην καθαρή του μορφή.

RAID-1Το χρησιμοποιούμε όπου η ταχύτητα ανάγνωσης/εγγραφής δεν είναι ιδιαίτερα σημαντική, αλλά η ανοχή σφαλμάτων είναι σημαντική - για παράδειγμα, σε RAID-1Είναι καλό να εγκαταστήσετε λειτουργικά συστήματα. Σε αυτήν την περίπτωση, κανείς εκτός από το λειτουργικό σύστημα δεν έχει πρόσβαση στους δίσκους, η ταχύτητα των ίδιων των σκληρών δίσκων είναι αρκετά επαρκής για λειτουργία, διασφαλίζεται η ανοχή σφαλμάτων.

RAID-5Το εγκαθιστούμε όπου απαιτείται ταχύτητα και ανοχή σφαλμάτων, αλλά δεν υπάρχουν αρκετά χρήματα για να αγοράσουμε περισσότερους σκληρούς δίσκους ή υπάρχει ανάγκη επαναφοράς συστοιχιών σε περίπτωση ζημιάς χωρίς διακοπή της εργασίας - οι εφεδρικοί ανταλλακτικοί δίσκοι θα μας βοηθήσουν εδώ. Κοινή Εφαρμογή RAID-5- αποθήκευση δεδομένων;

RAID-6χρησιμοποιείται όταν είναι απλά τρομακτικό ή υπάρχει πραγματική απειλή θανάτου πολλών δίσκων στη συστοιχία ταυτόχρονα. Στην πράξη είναι αρκετά σπάνιο, κυρίως σε παρανοϊκούς ανθρώπους.

RAID-10- χρησιμοποιείται όπου είναι απαραίτητο να εργαστείτε γρήγορα και αξιόπιστα. Επίσης η κύρια κατεύθυνση χρήσης RAID-10είναι διακομιστές αρχείων και διακομιστές βάσεων δεδομένων.

Και πάλι, αν απλοποιήσουμε περαιτέρω, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι όπου δεν υπάρχει μεγάλη και ογκώδης εργασία με αρχεία, είναι αρκετά RAID-1- λειτουργικό σύστημα, AD, TS, mail, proxy κ.λπ. Όπου απαιτείται σοβαρή εργασία με αρχεία: RAID-5ή RAID-10.

Η ιδανική λύση για έναν διακομιστή βάσης δεδομένων είναι ένα μηχάνημα με έξι φυσικούς δίσκους, δύο από τους οποίους συνδυάζονται σε έναν καθρέφτη RAID-1και το λειτουργικό σύστημα είναι εγκατεστημένο σε αυτό και τα υπόλοιπα τέσσερα συνδυάζονται σε RAID-10για γρήγορη και αξιόπιστη επεξεργασία δεδομένων.

Εάν, αφού διαβάσετε όλα τα παραπάνω, αποφασίσετε να το εγκαταστήσετε στους διακομιστές σας Συστοιχίες RAID, αλλά δεν ξέρω πώς να το κάνω και από πού να ξεκινήσω - επικοινωνήστε μαζί μας! - θα σας βοηθήσουμε να επιλέξετε τον απαραίτητο εξοπλισμό, καθώς και να πραγματοποιήσετε εργασίες εγκατάστασης για υλοποίηση Συστοιχίες RAID.

Όλες οι σύγχρονες μητρικές είναι εξοπλισμένες με ενσωματωμένο ελεγκτή RAID, ενώ τα κορυφαία μοντέλα διαθέτουν ακόμη και αρκετούς ενσωματωμένους ελεγκτές RAID. Ο βαθμός στον οποίο οι ενσωματωμένοι ελεγκτές RAID έχουν ζήτηση από οικιακούς χρήστες είναι ένα ξεχωριστό ερώτημα. Σε κάθε περίπτωση, σύγχρονο μητρική πλακέταπαρέχει στον χρήστη τη δυνατότητα να δημιουργήσει μια συστοιχία RAID πολλών δίσκων. Ωστόσο, δεν γνωρίζει κάθε οικιακός χρήστης πώς να δημιουργήσει έναν πίνακα RAID, ποιο επίπεδο πίνακα να επιλέξει και γενικά δεν έχει ιδέα για τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της χρήσης συστοιχιών RAID.
Σε αυτό το άρθρο, θα δώσουμε σύντομες συστάσεις για τη δημιουργία συστοιχιών RAID σε οικιακούς υπολογιστές και θα χρησιμοποιήσουμε ένα συγκεκριμένο παράδειγμα για να δείξουμε πώς μπορείτε να δοκιμάσετε ανεξάρτητα την απόδοση μιας συστοιχίας RAID.

Ιστορία της δημιουργίας

Ο όρος "συστοιχία RAID" εμφανίστηκε για πρώτη φορά το 1987, όταν οι Αμερικανοί ερευνητές Patterson, Gibson και Katz από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια Μπέρκλεϋ στο άρθρο τους "A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Discs, RAID" περιέγραψαν πώς Με αυτόν τον τρόπο, μπορείτε να συνδυάσετε πολλά σκληρούς δίσκους χαμηλού κόστους σε μια λογική συσκευή, έτσι ώστε η προκύπτουσα χωρητικότητα και η απόδοση του συστήματος να αυξάνονται και η αστοχία μεμονωμένων δίσκων να μην οδηγεί σε αστοχία ολόκληρου του συστήματος.

Έχουν περάσει περισσότερα από 20 χρόνια από τη δημοσίευση αυτού του άρθρου, αλλά η τεχνολογία κατασκευής συστοιχιών RAID δεν έχει χάσει τη σημασία της σήμερα. Το μόνο που έχει αλλάξει από τότε είναι η αποκωδικοποίηση του ακρωνύμιου RAID. Το γεγονός είναι ότι αρχικά οι συστοιχίες RAID δεν κατασκευάζονταν καθόλου σε φθηνούς δίσκους, έτσι η λέξη Inexpensive (φθηνό) άλλαξε σε Independent (ανεξάρτητο), που ήταν περισσότερο αληθινό.

Λειτουργική αρχή

Έτσι, το RAID είναι μια πλεονάζουσα συστοιχία ανεξάρτητων δίσκων (Redundant Arrays of Independent Discs), η οποία έχει ως αποστολή τη διασφάλιση της ανοχής σφαλμάτων και την αύξηση της απόδοσης. Η ανοχή σφαλμάτων επιτυγχάνεται μέσω πλεονασμού. Δηλαδή, μέρος της χωρητικότητας του χώρου στο δίσκο διατίθεται για επίσημους σκοπούς, καθιστώντας απρόσιτο στον χρήστη.

Η αυξημένη απόδοση του υποσυστήματος δίσκου εξασφαλίζεται από την ταυτόχρονη λειτουργία πολλών δίσκων και από αυτή την άποψη, όσο περισσότεροι δίσκοι στη συστοιχία (μέχρι ένα ορισμένο όριο), τόσο το καλύτερο.

Η κοινή λειτουργία των δίσκων σε μια συστοιχία μπορεί να οργανωθεί χρησιμοποιώντας είτε παράλληλη είτε ανεξάρτητη πρόσβαση. Με την παράλληλη πρόσβαση, ο χώρος στο δίσκο χωρίζεται σε μπλοκ (λωρίδες) για την εγγραφή δεδομένων. Ομοίως, οι πληροφορίες που πρέπει να εγγραφούν στο δίσκο χωρίζονται στα ίδια μπλοκ. Κατά την εγγραφή, τα μεμονωμένα μπλοκ εγγράφονται σε διαφορετικούς δίσκους και πολλά μπλοκ εγγράφονται σε διαφορετικούς δίσκους ταυτόχρονα, γεγονός που οδηγεί σε αυξημένη απόδοση στις λειτουργίες εγγραφής. Οι απαραίτητες πληροφορίες διαβάζονται επίσης σε ξεχωριστά μπλοκ ταυτόχρονα από πολλούς δίσκους, γεγονός που αυξάνει επίσης την απόδοση αναλογικά με τον αριθμό των δίσκων στη συστοιχία.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι το μοντέλο παράλληλης πρόσβασης υλοποιείται μόνο εάν το μέγεθος του αιτήματος εγγραφής δεδομένων είναι μεγαλύτερο από το μέγεθος του ίδιου του μπλοκ. Διαφορετικά, η παράλληλη εγγραφή πολλών μπλοκ είναι σχεδόν αδύνατη. Ας φανταστούμε μια κατάσταση όπου το μέγεθος ενός μεμονωμένου μπλοκ είναι 8 KB και το μέγεθος ενός αιτήματος εγγραφής δεδομένων είναι 64 KB. Σε αυτήν την περίπτωση, οι πληροφορίες πηγής κόβονται σε οκτώ μπλοκ των 8 KB το καθένα. Εάν έχετε έναν πίνακα τεσσάρων δίσκων, μπορείτε να γράψετε τέσσερα μπλοκ, ή 32 KB, κάθε φορά. Προφανώς, στο εξεταζόμενο παράδειγμα, οι ταχύτητες εγγραφής και ανάγνωσης θα είναι τέσσερις φορές υψηλότερες από ό,τι όταν χρησιμοποιείται ένας μεμονωμένος δίσκος. Αυτό ισχύει μόνο για μια ιδανική κατάσταση, αλλά το μέγεθος αιτήματος δεν είναι πάντα πολλαπλάσιο του μεγέθους του μπλοκ και του αριθμού των δίσκων στη συστοιχία.

Εάν το μέγεθος των καταγεγραμμένων δεδομένων είναι μικρότερο από το μέγεθος του μπλοκ, τότε εφαρμόζεται ένα θεμελιωδώς διαφορετικό μοντέλο - ανεξάρτητη πρόσβαση. Επιπλέον, αυτό το μοντέλο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί όταν το μέγεθος των δεδομένων που γράφονται είναι μεγαλύτερο από το μέγεθος ενός μπλοκ. Με ανεξάρτητη πρόσβαση, όλα τα δεδομένα από ένα μόνο αίτημα εγγράφονται σε ξεχωριστό δίσκο, δηλαδή η κατάσταση είναι ίδια με την εργασία με έναν δίσκο. Το πλεονέκτημα του μοντέλου ανεξάρτητης πρόσβασης είναι ότι εάν φτάσουν πολλά αιτήματα εγγραφής (ανάγνωσης) ταυτόχρονα, θα εκτελεστούν όλα σε ξεχωριστούς δίσκους ανεξάρτητα το ένα από το άλλο. Αυτή η κατάσταση είναι τυπική, για παράδειγμα, για διακομιστές.

Συμφωνώς προς διάφοροι τύποιπρόσβαση υπάρχουν και ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙΣυστοιχίες RAID, οι οποίες συνήθως χαρακτηρίζονται από επίπεδα RAID. Εκτός από τον τύπο πρόσβασης, τα επίπεδα RAID διαφέρουν στον τρόπο με τον οποίο φιλοξενούν και δημιουργούν περιττές πληροφορίες. Οι περιττές πληροφορίες μπορούν είτε να τοποθετηθούν σε έναν αποκλειστικό δίσκο είτε να διανεμηθούν σε όλους τους δίσκους. Υπάρχουν πολλοί τρόποι για τη δημιουργία αυτών των πληροφοριών. Το απλούστερο από αυτά είναι η πλήρης αντιγραφή (100 τοις εκατό πλεονασμός) ή ο καθρέφτης. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται κωδικοί διόρθωσης σφαλμάτων, καθώς και υπολογισμοί ισοτιμίας.

επίπεδα RAID

Επί του παρόντος, υπάρχουν πολλά επίπεδα RAID που μπορούν να θεωρηθούν τυποποιημένα - αυτά είναι τα RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5 και RAID 6.

Χρησιμοποιούνται επίσης διάφοροι συνδυασμοί επιπέδων RAID, οι οποίοι σας επιτρέπουν να συνδυάσετε τα πλεονεκτήματά τους. Συνήθως πρόκειται για έναν συνδυασμό κάποιου είδους επιπέδου ανοχής σε σφάλματα και ενός μηδενικού επιπέδου που χρησιμοποιείται για τη βελτίωση της απόδοσης (RAID 1+0, RAID 0+1, RAID 50).

Σημειώστε ότι όλοι οι σύγχρονοι ελεγκτές RAID υποστηρίζουν τη λειτουργία JBOD (Just a Bench Of Disks), η οποία δεν προορίζεται για τη δημιουργία συστοιχιών - παρέχει τη δυνατότητα σύνδεσης μεμονωμένων δίσκων στον ελεγκτή RAID.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι ελεγκτές RAID που είναι ενσωματωμένοι σε μητρικές πλακέτες για οικιακούς υπολογιστές δεν υποστηρίζουν όλα τα επίπεδα RAID. Οι ελεγκτές RAID διπλής θύρας υποστηρίζουν μόνο τα επίπεδα 0 και 1, ενώ οι ελεγκτές RAID με περισσότερες θύρες (για παράδειγμα, ο ελεγκτής RAID 6 θυρών που είναι ενσωματωμένος στη νότια γέφυρα του chipset ICH9R/ICH10R) υποστηρίζουν επίσης τα επίπεδα 10 και 5.

Επιπλέον, αν μιλάμε για μητρικές που βασίζονται σε chipset της Intel, εφαρμόζουν επίσης τη λειτουργία Intel Matrix RAID, η οποία σας επιτρέπει να δημιουργήσετε σκληροι ΔΙΣΚΟΙ x ταυτόχρονα πίνακες RAID πολλών επιπέδων, κατανέμοντας μέρος του χώρου στο δίσκο για καθένα από αυτά.

RAID 0

Το επίπεδο RAID 0, αυστηρά μιλώντας, δεν είναι ένας περιττός πίνακας και, κατά συνέπεια, δεν παρέχει αξιόπιστη αποθήκευση δεδομένων. παρ 'όλα αυτά αυτό το επίπεδοχρησιμοποιείται ενεργά σε περιπτώσεις όπου είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί η υψηλή απόδοση του υποσυστήματος δίσκου. Κατά τη δημιουργία μιας συστοιχίας επιπέδου RAID 0, οι πληροφορίες χωρίζονται σε μπλοκ (μερικές φορές αυτά τα μπλοκ ονομάζονται λωρίδες), τα οποία γράφονται σε ξεχωριστούς δίσκους, δηλαδή δημιουργείται ένα σύστημα με παράλληλη πρόσβαση (αν, φυσικά, το μέγεθος του μπλοκ το επιτρέπει ). Επιτρέποντας την ταυτόχρονη I/O από πολλούς δίσκους, το RAID 0 παρέχει τις μεγαλύτερες ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων και μέγιστη απόδοση χώρου στο δίσκο, επειδή δεν απαιτείται χώρος αποθήκευσης για αθροίσματα ελέγχου. Η υλοποίηση αυτού του επιπέδου είναι πολύ απλή. Το RAID 0 χρησιμοποιείται κυρίως σε περιοχές όπου απαιτείται γρήγορη μεταφορά μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων.

RAID 1 (κατοπτρισμένος δίσκος)

Το RAID Level 1 είναι μια συστοιχία δύο δίσκων με πλεονασμό 100 τοις εκατό. Δηλαδή, τα δεδομένα είναι απλώς εντελώς διπλά (κατοπτρισμένα), λόγω του οποίου επιτυγχάνεται πολύ υψηλό επίπεδο αξιοπιστίας (καθώς και κόστους). Σημειώστε ότι για την υλοποίηση του επιπέδου 1, δεν είναι απαραίτητο να χωρίσετε πρώτα τους δίσκους και τα δεδομένα σε μπλοκ. Στην απλούστερη περίπτωση, δύο δίσκοι περιέχουν τις ίδιες πληροφορίες και είναι ένας λογικός δίσκος. Εάν ένας δίσκος αποτύχει, οι λειτουργίες του εκτελούνται από έναν άλλο (που είναι απολύτως διαφανής για τον χρήστη). Η επαναφορά ενός πίνακα πραγματοποιείται με απλή αντιγραφή. Επιπλέον, αυτό το επίπεδο διπλασιάζει την ταχύτητα ανάγνωσης πληροφοριών, αφού αυτή η λειτουργία μπορεί να εκτελεστεί ταυτόχρονα από δύο δίσκους. Αυτός ο τύπος συστήματος αποθήκευσης πληροφοριών χρησιμοποιείται κυρίως σε περιπτώσεις όπου το κόστος ασφάλειας δεδομένων είναι πολύ υψηλότερο από το κόστος εφαρμογής ενός συστήματος αποθήκευσης.

RAID 5

Το RAID 5 είναι μια συστοιχία δίσκων ανεκτική σε σφάλματα με κατανεμημένη αποθήκευση αθροίσματος ελέγχου. Κατά την εγγραφή, η ροή δεδομένων χωρίζεται σε μπλοκ (λωρίδες) σε επίπεδο byte και γράφεται ταυτόχρονα σε όλους τους δίσκους του πίνακα με κυκλική σειρά.

Ας υποθέσουμε ότι ο πίνακας περιέχει nδίσκους και το μέγεθος της λωρίδας ρε. Για κάθε μερίδα του n–1λωρίδες, υπολογίζεται το άθροισμα ελέγχου Π.

Ταινία δ 1ηχογραφημένο στον πρώτο δίσκο, ρίγα δ 2- στο δεύτερο και ούτω καθεξής μέχρι τη ρίγα dn–1, το οποίο είναι γραμμένο σε ( n–1)ο δίσκος. Στη συνέχεια n-το άθροισμα ελέγχου δίσκου είναι γραμμένο p n, και η διαδικασία επαναλαμβάνεται κυκλικά από τον πρώτο δίσκο στον οποίο είναι γραμμένη η λωρίδα d n.

Διαδικασία εγγραφής (n–1)Οι ρίγες και το άθροισμα ελέγχου τους παράγονται ταυτόχρονα για όλους nδίσκους.

Το άθροισμα ελέγχου υπολογίζεται χρησιμοποιώντας μια λειτουργία αποκλειστικής ή (XOR) bitwise που εφαρμόζεται στα μπλοκ δεδομένων που γράφονται. Έτσι, αν υπάρχει nσκληροι ΔΙΣΚΟΙ, ρε- μπλοκ δεδομένων (λωρίδα), τότε το άθροισμα ελέγχου υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:

pn=d1 δ 2 ... δ 1–1.

Εάν οποιοσδήποτε δίσκος αποτύχει, τα δεδομένα σε αυτόν μπορούν να αποκατασταθούν χρησιμοποιώντας τα δεδομένα ελέγχου και τα δεδομένα που παραμένουν στους δίσκους εργασίας.

Για παράδειγμα, θεωρήστε μπλοκ τεσσάρων bit. Αφήστε να υπάρχουν μόνο πέντε δίσκοι για την αποθήκευση δεδομένων και την εγγραφή αθροισμάτων ελέγχου. Εάν υπάρχει μια ακολουθία bit 1101 0011 1100 1011, χωρισμένη σε μπλοκ των τεσσάρων bit, τότε για να υπολογίσετε το άθροισμα ελέγχου είναι απαραίτητο να εκτελέσετε την ακόλουθη κατά bit λειτουργία:

1101 0011 1100 1011 = 1001.

Έτσι, το άθροισμα ελέγχου που γράφτηκε στον πέμπτο δίσκο είναι 1001.

Εάν ένας από τους δίσκους, για παράδειγμα ο τέταρτος, αποτύχει, τότε το μπλοκ δ 4= 1100 δεν θα είναι διαθέσιμο κατά την ανάγνωση. Ωστόσο, η τιμή του μπορεί εύκολα να αποκατασταθεί χρησιμοποιώντας το άθροισμα ελέγχου και τις τιμές των υπολοίπων μπλοκ χρησιμοποιώντας την ίδια λειτουργία «αποκλειστικά OR»:

d4 = d1 δ 2δ 4σελ5.

Στο παράδειγμά μας παίρνουμε:

d4 = (1101) (0011) (1100) (1011) = 1001.

Στην περίπτωση του RAID 5, όλοι οι δίσκοι της συστοιχίας έχουν το ίδιο μέγεθος, αλλά η συνολική χωρητικότητα του υποσυστήματος δίσκου που είναι διαθέσιμη για εγγραφή γίνεται ακριβώς κατά ένα δίσκο μικρότερη. Για παράδειγμα, εάν πέντε δίσκοι έχουν μέγεθος 100 GB, τότε το πραγματικό μέγεθος της συστοιχίας είναι 400 GB, επειδή έχουν εκχωρηθεί 100 GB για πληροφορίες ελέγχου.

Το RAID 5 μπορεί να κατασκευαστεί σε τρεις ή περισσότερους σκληρούς δίσκους. Καθώς ο αριθμός των σκληρών δίσκων σε μια συστοιχία αυξάνεται, ο πλεονασμός μειώνεται.

Το RAID 5 έχει μια ανεξάρτητη αρχιτεκτονική πρόσβασης, η οποία επιτρέπει πολλαπλές αναγνώσεις ή εγγραφές να εκτελούνται ταυτόχρονα.

RAID 10

Το επίπεδο RAID 10 είναι ένας συνδυασμός των επιπέδων 0 και 1. Η ελάχιστη απαίτηση για αυτό το επίπεδο είναι τέσσερις μονάδες δίσκου. Σε μια συστοιχία τεσσάρων μονάδων δίσκου RAID 10, συνδυάζονται σε ζεύγη σε συστοιχίες επιπέδου 0, και οι δύο αυτές συστοιχίες ως λογικές μονάδες δίσκου συνδυάζονται σε μια συστοιχία επιπέδου 1. Μια άλλη προσέγγιση είναι επίσης δυνατή: αρχικά οι δίσκοι συνδυάζονται σε συστοιχίες κατοπτρισμού επίπεδο 1 και, στη συνέχεια, λογικές μονάδες δίσκου που βασίζονται σε αυτούς τους πίνακες - σε μια συστοιχία επιπέδου 0.

Intel Matrix RAID

Οι εξεταζόμενες συστοιχίες RAID των επιπέδων 5 και 1 χρησιμοποιούνται σπάνια στο σπίτι, γεγονός που οφείλεται κυρίως στο υψηλό κόστος τέτοιων λύσεων. Τις περισσότερες φορές, για οικιακούς υπολογιστές, χρησιμοποιείται μια συστοιχία επιπέδου 0 σε δύο δίσκους. Όπως έχουμε ήδη σημειώσει, το επίπεδο RAID 0 δεν παρέχει ασφαλή αποθήκευση δεδομένων, και ως εκ τούτου οι τελικοί χρήστες βρίσκονται αντιμέτωποι με μια επιλογή: να δημιουργήσουν μια γρήγορη αλλά αναξιόπιστη συστοιχία επιπέδου RAID ή, διπλασιάζοντας το κόστος του χώρου στο δίσκο, RAID - μια συστοιχία επιπέδου 1 που παρέχει αξιόπιστη αποθήκευση δεδομένων, αλλά δεν παρέχει σημαντικά οφέλη απόδοσης.

Για να λύσει αυτό το δύσκολο πρόβλημα, η Intel ανέπτυξε την τεχνολογία Intel Matrix Storage Technology, η οποία συνδυάζει τα πλεονεκτήματα των συστοιχιών Tier 0 και Tier 1 σε δύο μόνο φυσικούς δίσκους. Και για να τονίσουμε ότι σε αυτήν την περίπτωση δεν μιλάμε μόνο για μια συστοιχία RAID, αλλά για μια συστοιχία που συνδυάζει τόσο φυσικούς όσο και λογικούς δίσκους, η λέξη «matrix» χρησιμοποιείται στο όνομα της τεχνολογίας αντί για τη λέξη «πίνακας». ".

Λοιπόν, τι είναι μια μήτρα RAID δύο δίσκων που χρησιμοποιεί την τεχνολογία Intel Matrix Storage; Η βασική ιδέα είναι ότι εάν το σύστημα έχει πολλούς σκληρούς δίσκους και μια μητρική πλακέτα με chipset Intel που υποστηρίζει την τεχνολογία Intel Matrix Storage Technology, είναι δυνατό να διαιρεθεί ο χώρος του δίσκου σε πολλά μέρη, καθένα από τα οποία θα λειτουργεί ως ξεχωριστή συστοιχία RAID.

Ας δούμε ένα απλό παράδειγμα μιας μήτρας RAID που αποτελείται από δύο δίσκους των 120 GB ο καθένας. Οποιοσδήποτε από τους δίσκους μπορεί να χωριστεί σε δύο λογικούς δίσκους, για παράδειγμα 40 και 80 GB. Στη συνέχεια, δύο λογικές μονάδες δίσκου ίδιου μεγέθους (για παράδειγμα, 40 GB η καθεμία) μπορούν να συνδυαστούν σε μια μήτρα επιπέδου RAID 1 και οι υπόλοιπες λογικές μονάδες δίσκου σε μια μήτρα επιπέδου RAID 0.

Καταρχήν, χρησιμοποιώντας δύο φυσικούς δίσκους, είναι επίσης δυνατό να δημιουργηθούν μόνο ένας ή δύο πίνακες επιπέδου 0 RAID, αλλά είναι αδύνατο να ληφθούν μόνο πίνακες επιπέδου 1. Δηλαδή, αν το σύστημα έχει μόνο δύο δίσκους, τότε τεχνολογία IntelΤο Matrix Storage σάς επιτρέπει να δημιουργήσετε τους ακόλουθους τύπους πινάκων RAID:

• ένας πίνακας επιπέδου 0.
• δύο πίνακες επιπέδου 0.
• μήτρα επιπέδου 0 και μήτρα επιπέδου 1.

Εάν το σύστημα έχει τρεις σκληρούς δίσκους, μπορούν να δημιουργηθούν οι ακόλουθοι τύποι πίνακες RAID:

• ένας πίνακας επιπέδου 0.
• ένας πίνακας επιπέδου 5.
• δύο πίνακες επιπέδου 0.
• δύο πίνακες επιπέδου 5.
• μήτρα επιπέδου 0 και μήτρα επιπέδου 5.

Εάν το σύστημα διαθέτει τέσσερις σκληρούς δίσκους, τότε είναι επιπλέον δυνατή η δημιουργία μιας μήτρας RAID επιπέδου 10, καθώς και συνδυασμών επιπέδου 10 και επιπέδου 0 ή 5.

Από τη θεωρία στην πράξη

Αν μιλάμε για οικιακούς υπολογιστές, οι πιο δημοφιλείς και δημοφιλείς είναι οι συστοιχίες RAID των επιπέδων 0 και 1. Η χρήση συστοιχιών RAID τριών ή περισσότερων δίσκων σε οικιακούς υπολογιστές αποτελεί μάλλον εξαίρεση στον κανόνα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι, αφενός, το κόστος των συστοιχιών RAID αυξάνεται ανάλογα με τον αριθμό των δίσκων που εμπλέκονται σε αυτό και, αφετέρου, για τους οικιακούς υπολογιστές, η χωρητικότητα της συστοιχίας δίσκων είναι πρωταρχικής σημασίας , και όχι την απόδοση και την αξιοπιστία του.

Επομένως, στο μέλλον θα εξετάσουμε τα επίπεδα RAID 0 και 1 με βάση μόνο δύο δίσκους. Στόχος της έρευνάς μας θα είναι η σύγκριση της απόδοσης και της λειτουργικότητας των συστοιχιών RAID των επιπέδων 0 και 1, που δημιουργήθηκαν με βάση αρκετούς ενσωματωμένους ελεγκτές RAID, καθώς και η μελέτη της εξάρτησης των χαρακτηριστικών ταχύτητας της συστοιχίας RAID από τη λωρίδα Μέγεθος.

Το γεγονός είναι ότι, αν και θεωρητικά, όταν χρησιμοποιείται ένας πίνακας επιπέδου RAID 0, η ταχύτητα ανάγνωσης και εγγραφής θα πρέπει να διπλασιαστεί, στην πράξη η αύξηση στα χαρακτηριστικά ταχύτητας είναι πολύ λιγότερο μέτρια και ποικίλλει για διαφορετικούς ελεγκτές RAID. Το ίδιο ισχύει για μια συστοιχία επιπέδου RAID 1: παρά το γεγονός ότι θεωρητικά η ταχύτητα ανάγνωσης πρέπει να διπλασιαστεί, στην πράξη δεν είναι τόσο ομαλή.

Για τη σύγκριση των ελεγκτών RAID, χρησιμοποιήσαμε τη μητρική πλακέτα Gigabyte GA-EX58A-UD7. Αυτός ο πίνακας βασίζεται σε Intel chipset X58 Express με ICH10R southbridge, που διαθέτει ενσωματωμένο ελεγκτή RAID για έξι θύρες SATA II, που υποστηρίζει την οργάνωση συστοιχιών RAID επιπέδων 0, 1, 10 και 5 με τη λειτουργία Intel Matrix RAID. Επιπλέον, η πλακέτα Gigabyte GA-EX58A-UD7 ενσωματώνει τον ελεγκτή GIGABYTE SATA2 RAID, ο οποίος διαθέτει δύο θύρες SATA II με δυνατότητα οργάνωσης συστοιχιών RAID επιπέδων 0, 1 και JBOD.

Επίσης στην πλακέτα GA-EX58A-UD7 βρίσκεται ένας ενσωματωμένος ελεγκτής SATA III Marvell 9128, βάσει του οποίου υλοποιούνται δύο θύρες SATA III με δυνατότητα οργάνωσης συστοιχιών RAID επιπέδων 0, 1 και JBOD.

Έτσι, η πλακέτα Gigabyte GA-EX58A-UD7 διαθέτει τρεις ξεχωριστούς ελεγκτές RAID, βάσει των οποίων μπορείτε να δημιουργήσετε συστοιχίες RAID των επιπέδων 0 και 1 και να τις συγκρίνετε μεταξύ τους. Ας υπενθυμίσουμε ότι το πρότυπο SATA III είναι συμβατό με το πρότυπο SATA II, επομένως, με βάση τον ελεγκτή Marvell 9128, ο οποίος υποστηρίζει μονάδες με τη διεπαφή SATA III, μπορείτε επίσης να δημιουργήσετε συστοιχίες RAID χρησιμοποιώντας μονάδες δίσκου με τη διεπαφή SATA II.

Η βάση δοκιμών είχε την ακόλουθη διαμόρφωση:

• επεξεργαστής - Intel Core i7-965 Extreme Edition;
• μητρική πλακέτα - Gigabyte GA-EX58A-UD7;
• Έκδοση BIOS - F2a.
• σκληροί δίσκοι - δύο μονάδες Western Digital WD1002FBYS, μία μονάδα Western Digital WD3200AAKS.
• ενσωματωμένοι ελεγκτές RAID:
• ICH10R,
• GIGABYTE SATA2,
• Marvell 9128;
• μνήμη - DDR3-1066;
• Χωρητικότητα μνήμης - 3 GB (τρεις μονάδες των 1024 MB η καθεμία).
• λειτουργία μνήμης - DDR3-1333, λειτουργία τριών καναλιών.
• κάρτα γραφικών - Gigabyte GeForce GTS295.
• τροφοδοτικό - Tagan 1300W.

Η δοκιμή πραγματοποιήθηκε υπό έλεγχο λειτουργικού συστήματος Microsoft Windows 7 Ultimate (32-bit). Το λειτουργικό σύστημα εγκαταστάθηκε σε μια μονάδα Western Digital WD3200AAKS, η οποία συνδέθηκε στη θύρα του ελεγκτή SATA II που ήταν ενσωματωμένη στη νότια γέφυρα ICH10R. Η συστοιχία RAID συναρμολογήθηκε σε δύο μονάδες δίσκου WD1002FBYS με διεπαφή SATA II.

Για να μετρήσουμε τα χαρακτηριστικά ταχύτητας των δημιουργημένων συστοιχιών RAID, χρησιμοποιήσαμε το βοηθητικό πρόγραμμα IOmeter, το οποίο είναι το βιομηχανικό πρότυπο για τη μέτρηση της απόδοσης των συστημάτων δίσκων.

Βοηθητικό πρόγραμμα IOmeter

Εφόσον είχαμε σκοπό αυτό το άρθρο ως ένα είδος οδηγού χρήστη για τη δημιουργία και τη δοκιμή συστοιχιών RAID, θα ήταν λογικό να ξεκινήσουμε με μια περιγραφή του βοηθητικού προγράμματος IOmeter (Input/Output meter), το οποίο, όπως έχουμε ήδη σημειώσει, είναι ένα είδος βιομηχανικό πρότυπο για τη μέτρηση της απόδοσης συστημάτων δίσκων. Αυτό το βοηθητικό πρόγραμμαείναι δωρεάν και μπορείτε να το κατεβάσετε από τη διεύθυνση http://www.iometer.org.

Το βοηθητικό πρόγραμμα IOmeter είναι μια συνθετική δοκιμή και σας επιτρέπει να εργάζεστε με σκληρούς δίσκους που δεν είναι χωρισμένοι σε λογικά διαμερίσματα, ώστε να μπορείτε να δοκιμάσετε μονάδες ανεξάρτητα από δομή αρχείουκαι να μειώσει την επιρροή του λειτουργικού συστήματος στο μηδέν.

Κατά τη δοκιμή, είναι δυνατό να δημιουργήσετε ένα συγκεκριμένο μοντέλο πρόσβασης ή «μοτίβο», το οποίο σας επιτρέπει να καθορίσετε την εκτέλεση συγκεκριμένων λειτουργιών από τον σκληρό δίσκο. Σε περίπτωση δημιουργίας συγκεκριμένο μοντέλοεπιτρέπεται η πρόσβαση για αλλαγή των ακόλουθων παραμέτρων:

• μέγεθος της αίτησης μεταφοράς δεδομένων·
• τυχαία/διαδοχική κατανομή (σε%).
• κατανομή των λειτουργιών ανάγνωσης/εγγραφής (σε%).
• Ο αριθμός των επιμέρους λειτουργιών I/O που εκτελούνται παράλληλα.

Το βοηθητικό πρόγραμμα IOmeter δεν απαιτεί εγκατάσταση σε υπολογιστή και αποτελείται από δύο μέρη: το ίδιο το IOmeter και το Dynamo.

Το IOmeter είναι ένα τμήμα παρακολούθησης του προγράμματος με καθορισμένο από τον χρήστη γραφική διεπαφή, επιτρέποντάς σας να κάνετε όλες τις απαραίτητες ρυθμίσεις. Το Dynamo είναι μια γεννήτρια φορτίου που δεν έχει διεπαφή. Κάθε φορά που εκτελείτε το IOmeter.exe, ξεκινά αυτόματα η γεννήτρια φόρτωσης Dynamo.exe.

Για να ξεκινήσετε να εργάζεστε με το πρόγραμμα IOmeter, απλώς εκτελέστε το αρχείο IOmeter.exe. Αυτό ανοίγει το κύριο παράθυρο του προγράμματος IOmeter (Εικ. 1).

Ρύζι. 1. Κύριο παράθυρο του προγράμματος IOmeter

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι το βοηθητικό πρόγραμμα IOmeter σάς επιτρέπει να δοκιμάζετε όχι μόνο τοπικά συστήματα δίσκων (DAS), αλλά και μονάδες δίσκου δικτύου(NAS). Για παράδειγμα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της απόδοσης του υποσυστήματος δίσκου ενός διακομιστή (διακομιστής αρχείων) χρησιμοποιώντας πολλούς πελάτες δικτύου. Επομένως, ορισμένοι από τους σελιδοδείκτες και τα εργαλεία στο παράθυρο του βοηθητικού προγράμματος IOmeter σχετίζονται συγκεκριμένα με ρυθμίσεις δικτύουπρογράμματα. Είναι σαφές ότι κατά τη δοκιμή δίσκων και συστοιχιών RAID δεν θα χρειαστούμε αυτές τις δυνατότητες του προγράμματος και επομένως δεν θα εξηγήσουμε τον σκοπό όλων των καρτελών και εργαλείων.

Έτσι, όταν ξεκινάτε το πρόγραμμα IOmeter, μια δενδρική δομή όλων των γεννητριών φορτίου που τρέχουν (στιγμιότυπα Dynamo) θα εμφανιστεί στην αριστερή πλευρά του κύριου παραθύρου (στο παράθυρο Τοπολογία). Κάθε παρουσία της γεννήτριας φορτίου Dynamo που εκτελείται ονομάζεται διαχειριστής. Επιπλέον, το πρόγραμμα IOmeter είναι πολλαπλών νημάτων και κάθε μεμονωμένο νήμα που εκτελείται σε μια παρουσία γεννήτριας φορτίου Dynamo ονομάζεται Worker. Ο αριθμός των εκτελούμενων Workers αντιστοιχεί πάντα στον αριθμό των λογικών πυρήνων επεξεργαστή.

Στο παράδειγμά μας, χρησιμοποιούμε μόνο έναν υπολογιστή με τετραπύρηνο επεξεργαστή που υποστηρίζει την τεχνολογία Hyper-Threading, επομένως εκκινούνται μόνο ένας διαχειριστής (μία παρουσία του Dynamo) και οκτώ (ανάλογα με τον αριθμό των λογικών πυρήνων επεξεργαστή) Workers.

Στην πραγματικότητα, για να δοκιμάσετε δίσκους σε αυτό το παράθυρο δεν χρειάζεται να αλλάξετε ή να προσθέσετε τίποτα.

Εάν επιλέξετε το όνομα του υπολογιστή με το ποντίκι στη δομή δέντρου των παρουσιών του Dynamo που εκτελούνται, τότε στο παράθυρο Στόχοςστην καρτέλα Στόχος δίσκουΘα εμφανιστούν όλοι οι δίσκοι, οι συστοιχίες δίσκων και άλλες μονάδες δίσκου (συμπεριλαμβανομένων των μονάδων δίσκου δικτύου) που είναι εγκατεστημένοι στον υπολογιστή. Αυτοί είναι οι δίσκοι με τους οποίους μπορεί να λειτουργήσει το IOmeter. Τα μέσα εκτύπωσης ενδέχεται να φέρουν κίτρινο ή μπλε χρώμα. Τα λογικά διαμερίσματα των μέσων σημειώνονται με κίτρινο χρώμα και οι φυσικές συσκευές χωρίς λογικά διαμερίσματα που έχουν δημιουργηθεί σε αυτά επισημαίνονται με μπλε. Μια λογική ενότητα μπορεί να διαγραφεί ή όχι. Το γεγονός είναι ότι για να λειτουργήσει το πρόγραμμα με ένα λογικό διαμέρισμα, πρέπει πρώτα να προετοιμαστεί δημιουργώντας ένα ειδικό αρχείο σε αυτό, ίσο σε μέγεθος με τη χωρητικότητα ολόκληρου του λογικού διαμερίσματος. Εάν το λογικό διαμέρισμα έχει διαγραφεί, αυτό σημαίνει ότι η ενότητα δεν είναι ακόμη προετοιμασμένη για δοκιμή (θα προετοιμαστεί αυτόματα στο πρώτο στάδιο της δοκιμής), αλλά εάν η ενότητα δεν διαγραφεί, αυτό σημαίνει ότι ένα αρχείο έχει ήδη δημιουργήθηκε στο λογικό διαμέρισμα, εντελώς έτοιμο για δοκιμή.

Λάβετε υπόψη ότι, παρά την υποστηριζόμενη δυνατότητα εργασίας με λογικά διαμερίσματα, είναι βέλτιστο να δοκιμάζετε μονάδες δίσκου που δεν είναι χωρισμένες σε λογικά διαμερίσματα. Μπορείτε να διαγράψετε ένα λογικό διαμέρισμα δίσκου πολύ απλά - μέσω ενός snap-in Διαχείριση δίσκου. Για πρόσβαση σε αυτό, απλώς κάντε δεξί κλικ στο εικονίδιο Υπολογιστήστην επιφάνεια εργασίας και επιλέξτε το στοιχείο στο μενού που ανοίγει Διαχειρίζονται. Στο παράθυρο που ανοίγει Διαχείριση Υπολογιστώνστην αριστερή πλευρά πρέπει να επιλέξετε το στοιχείο Αποθήκευσηκαι σε αυτό - Διαχείριση δίσκου. Μετά από αυτό, στη δεξιά πλευρά του παραθύρου Διαχείριση ΥπολογιστώνΘα εμφανιστούν όλες οι συνδεδεμένες μονάδες δίσκου. Κάνοντας δεξί κλικ στο στον επιθυμητό δίσκοκαι επιλέγοντας το στοιχείο στο μενού που ανοίγει Διαγραφή τόμου..., μπορείτε να διαγράψετε ένα λογικό διαμέρισμα σε έναν φυσικό δίσκο. Να σας υπενθυμίσουμε ότι όταν διαγράφετε ένα λογικό διαμέρισμα από έναν δίσκο, όλες οι πληροφορίες σε αυτό διαγράφονται χωρίς δυνατότητα ανάκτησης.

Γενικά, χρησιμοποιώντας το βοηθητικό πρόγραμμα IOmeter, μπορείτε να δοκιμάσετε μόνο κενούς δίσκους ή συστοιχίες δίσκων. Δηλαδή, δεν μπορείτε να δοκιμάσετε έναν δίσκο ή μια συστοιχία δίσκων στην οποία είναι εγκατεστημένο το λειτουργικό σύστημα.

Λοιπόν, ας επιστρέψουμε στην περιγραφή του βοηθητικού προγράμματος IOmeter. Στο παράθυρο Στόχοςστην καρτέλα Στόχος δίσκουπρέπει να επιλέξετε τον δίσκο (ή τη συστοιχία δίσκων) που θα δοκιμαστεί. Στη συνέχεια, πρέπει να ανοίξετε την καρτέλα Προδιαγραφές πρόσβασης(Εικ. 2), στο οποίο θα είναι δυνατός ο προσδιορισμός του σεναρίου δοκιμών.

Ρύζι. 2. Πρόσβαση στην καρτέλα Προδιαγραφές του βοηθητικού προγράμματος IOmeter

Στο παράθυρο Προδιαγραφές καθολικής πρόσβασηςΥπάρχει μια λίστα με προκαθορισμένα σενάρια δοκιμής που μπορούν να αντιστοιχιστούν στον διαχειριστή εκκίνησης. Ωστόσο, δεν θα χρειαστούμε αυτά τα σενάρια, επομένως μπορούν να επιλεγούν και να διαγραφούν όλα (υπάρχει ένα κουμπί για αυτό Διαγράφω). Μετά από αυτό, κάντε κλικ στο κουμπί Νέοςγια να δημιουργήσετε ένα νέο σενάριο δοκιμής. Στο παράθυρο που ανοίγει Επεξεργασία προδιαγραφών πρόσβασηςΜπορείτε να ορίσετε το σενάριο εκκίνησης για δίσκο ή συστοιχία RAID.

Ας υποθέσουμε ότι θέλουμε να μάθουμε την εξάρτηση της ταχύτητας της διαδοχικής (γραμμικής) ανάγνωσης και εγγραφής από το μέγεθος του μπλοκ αιτήματος μεταφοράς δεδομένων. Για να γίνει αυτό, πρέπει να δημιουργήσουμε μια ακολουθία σεναρίων εκκίνησης σε λειτουργία διαδοχικής ανάγνωσης σε διαφορετικά μεγέθη μπλοκ και, στη συνέχεια, μια ακολουθία σεναρίων εκκίνησης σε λειτουργία διαδοχικής εγγραφής σε διαφορετικά μεγέθη μπλοκ. Συνήθως, τα μεγέθη μπλοκ επιλέγονται ως σειρά, κάθε μέλος της οποίας έχει διπλάσιο μέγεθος από το προηγούμενο και το πρώτο μέλος αυτής της σειράς είναι 512 byte. Δηλαδή, τα μεγέθη μπλοκ είναι τα εξής: 512 byte, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 KB, 1 MB. Δεν έχει νόημα να κάνετε το μέγεθος του μπλοκ μεγαλύτερο από 1 MB για διαδοχικές λειτουργίες, καθώς με τόσο μεγάλα μεγέθη μπλοκ δεδομένων η ταχύτητα των διαδοχικών λειτουργιών δεν αλλάζει.

Λοιπόν, ας δημιουργήσουμε ένα σενάριο φόρτωσης σε λειτουργία διαδοχικής ανάγνωσης για ένα μπλοκ 512 byte.

Στο χωράφι Ονομαπαράθυρο Επεξεργασία προδιαγραφών πρόσβασηςπληκτρολογήστε το όνομα του σεναρίου φόρτωσης. Για παράδειγμα, Sequential_Read_512. Επόμενο στο γήπεδο Μέγεθος αιτήματος μεταφοράςορίσαμε το μέγεθος του μπλοκ δεδομένων στα 512 byte. Ολισθητής Ποσοστό τυχαίας/διαδοχικής κατανομής(η ποσοστιαία αναλογία μεταξύ διαδοχικών και επιλεκτικών πράξεων) μετατοπίζουμε εντελώς προς τα αριστερά, έτσι ώστε όλες οι πράξεις μας να είναι μόνο διαδοχικές. Λοιπόν, το ρυθμιστικό , που ορίζει την ποσοστιαία αναλογία μεταξύ των πράξεων ανάγνωσης και εγγραφής, μετατοπίζεται εντελώς προς τα δεξιά, έτσι ώστε όλες οι πράξεις μας να είναι μόνο για ανάγνωση. Άλλες παράμετροι στο παράθυρο Επεξεργασία προδιαγραφών πρόσβασηςδεν χρειάζεται αλλαγή (Εικ. 3).

Ρύζι. 3. Επεξεργαστείτε το παράθυρο προδιαγραφής πρόσβασης για να δημιουργήσετε ένα σενάριο φόρτωσης διαδοχικής ανάγνωσης
με μέγεθος μπλοκ δεδομένων 512 byte

Κάντε κλικ στο κουμπί Εντάξει, και το πρώτο σενάριο που δημιουργήσαμε θα εμφανιστεί στο παράθυρο Προδιαγραφές καθολικής πρόσβασηςστην καρτέλα Προδιαγραφές πρόσβασηςΒοηθητικά προγράμματα IOmeter.

Ομοίως, πρέπει να δημιουργήσετε σενάρια για τα υπόλοιπα μπλοκ δεδομένων, ωστόσο, για να διευκολύνετε την εργασία σας, είναι ευκολότερο να μην δημιουργείτε εκ νέου το σενάριο κάθε φορά κάνοντας κλικ στο κουμπί Νέος, και έχοντας επιλέξει το τελευταίο σενάριο που δημιουργήθηκε, πατήστε το κουμπί Επεξεργασία αντιγράφου(επεξεργασία αντιγράφου). Μετά από αυτό το παράθυρο θα ανοίξει ξανά Επεξεργασία προδιαγραφών πρόσβασηςμε τις ρυθμίσεις του σεναρίου που δημιουργήσαμε τελευταία. Θα αρκεί να αλλάξετε μόνο το όνομα και το μέγεθος του μπλοκ. Αφού ολοκληρώσετε μια παρόμοια διαδικασία για όλα τα άλλα μεγέθη μπλοκ, μπορείτε να αρχίσετε να δημιουργείτε σενάρια για διαδοχική εγγραφή, η οποία γίνεται με τον ίδιο ακριβώς τρόπο, με τη διαφορά ότι το ρυθμιστικό Ποσοστό κατανομής ανάγνωσης/εγγραφής, που ορίζει την ποσοστιαία αναλογία μεταξύ των πράξεων ανάγνωσης και εγγραφής, πρέπει να μετακινηθεί τελείως προς τα αριστερά.

Ομοίως, μπορείτε να δημιουργήσετε σενάρια για επιλεκτική γραφή και ανάγνωση.

Αφού όλα τα σενάρια είναι έτοιμα, πρέπει να αντιστοιχιστούν στον διαχειριστή λήψεων, δηλαδή να υποδείξουν με ποια σενάρια θα λειτουργήσουν Δυναμό.

Για να το κάνουμε αυτό, ελέγχουμε ξανά τι υπάρχει στο παράθυρο ΤοπολογίαΤο όνομα του υπολογιστή (δηλαδή, η διαχείριση φορτίου στον τοπικό υπολογιστή) επισημαίνεται και όχι ο μεμονωμένος Εργαζόμενος. Αυτό διασφαλίζει ότι τα σενάρια φόρτωσης θα εκχωρηθούν σε όλους τους Εργαζομένους ταυτόχρονα. Στη συνέχεια στο παράθυρο Προδιαγραφές καθολικής πρόσβασηςεπιλέγουμε όλα τα σενάρια φόρτωσης που έχουμε δημιουργήσει και πατάμε το κουμπί Προσθήκη. Όλα τα επιλεγμένα σενάρια φόρτωσης θα προστεθούν στο παράθυρο (Εικ. 4).

Ρύζι. 4. Εκχώρηση των δημιουργηθέντων σεναρίων φόρτωσης στον διαχειριστή φορτίου

Μετά από αυτό, πρέπει να μεταβείτε στην καρτέλα Ρύθμιση δοκιμής(Εικ. 5), όπου μπορείτε να ορίσετε το χρόνο εκτέλεσης κάθε σεναρίου που δημιουργήσαμε. Για να το κάνετε αυτό σε μια ομάδα Χρόνος εκτέλεσηςορίστε το χρόνο εκτέλεσης του σεναρίου φόρτωσης. Θα είναι αρκετό να ρυθμίσετε τον χρόνο στα 3 λεπτά.

Ρύζι. 5. Ρύθμιση του χρόνου εκτέλεσης του σεναρίου φόρτωσης

Επιπλέον, στο χωράφι Περιγραφή δοκιμήςΠρέπει να καθορίσετε το όνομα ολόκληρου του τεστ. Κατ 'αρχήν, αυτή η καρτέλα έχει πολλές άλλες ρυθμίσεις, αλλά δεν χρειάζονται για τις εργασίες μας.

Αφού γίνουν όλες οι απαραίτητες ρυθμίσεις, συνιστάται να αποθηκεύσετε τη δοκιμή που δημιουργήθηκε κάνοντας κλικ στο κουμπί με την εικόνα μιας δισκέτας στη γραμμή εργαλείων. Η δοκιμή αποθηκεύεται με την επέκταση *.icf. Στη συνέχεια, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το σενάριο φόρτωσης που δημιουργήθηκε εκτελώντας όχι το αρχείο IOmeter.exe, αλλά το αποθηκευμένο αρχείο με την επέκταση *.icf.

Τώρα μπορείτε να ξεκινήσετε απευθείας τις δοκιμές κάνοντας κλικ στο κουμπί με μια σημαία. Θα σας ζητηθεί να καθορίσετε το όνομα του αρχείου που περιέχει τα αποτελέσματα των δοκιμών και να επιλέξετε τη θέση του. Τα αποτελέσματα των δοκιμών αποθηκεύονται σε ένα αρχείο CSV, το οποίο στη συνέχεια μπορεί εύκολα να εξαχθεί στο Excel και, ορίζοντας ένα φίλτρο στην πρώτη στήλη, επιλέξτε τα επιθυμητά δεδομένα με τα αποτελέσματα των δοκιμών.

Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, τα ενδιάμεσα αποτελέσματα εμφανίζονται στην καρτέλα Εμφάνιση αποτελεσμάτων, και μπορείτε να προσδιορίσετε σε ποιο σενάριο φόρτωσης ανήκουν στην καρτέλα Προδιαγραφές πρόσβασης. Στο παράθυρο Προδιαγραφή εκχωρημένης πρόσβασηςένα σενάριο που εκτελείται εμφανίζεται με πράσινο χρώμα, τα ολοκληρωμένα σενάρια με κόκκινο και τα μη εκτελεσμένα σενάρια με μπλε.

Έτσι, εξετάσαμε τις βασικές τεχνικές για την εργασία με το βοηθητικό πρόγραμμα IOmeter, οι οποίες θα απαιτηθούν για τη δοκιμή μεμονωμένων δίσκων ή συστοιχιών RAID. Σημειώστε ότι δεν έχουμε μιλήσει για όλες τις δυνατότητες του βοηθητικού προγράμματος IOmeter, αλλά η περιγραφή όλων των δυνατοτήτων του ξεφεύγει από το πεδίο εφαρμογής αυτού του άρθρου.

Δημιουργία συστοιχίας RAID με βάση τον ελεγκτή SATA2 της GIGABYTE

Έτσι, ξεκινάμε τη δημιουργία μιας συστοιχίας RAID που βασίζεται σε δύο δίσκους χρησιμοποιώντας τον ελεγκτή SATA2 RAID της GIGABYTE που είναι ενσωματωμένος στην πλακέτα. Φυσικά, η ίδια η Gigabyte δεν παράγει τσιπ και επομένως κάτω από το τσιπ SATA2 της GIGABYTE κρύβεται ένα τσιπ με νέα ετικέτα από άλλη εταιρεία. Όπως μπορείτε να μάθετε από το αρχείο INF του προγράμματος οδήγησης, μιλάμε για έναν ελεγκτή σειράς JMicron JMB36x.

Η πρόσβαση στο μενού ρύθμισης του ελεγκτή είναι δυνατή στο στάδιο εκκίνησης του συστήματος, για το οποίο πρέπει να πατήσετε το συνδυασμό πλήκτρων Ctrl+G όταν εμφανιστεί η αντίστοιχη επιγραφή στην οθόνη. Φυσικά, πρώτα μέσα Ρυθμίσεις BIOSπρέπει να ορίσετε τον τρόπο λειτουργίας δύο θυρών SATA που ανήκουν στον ελεγκτή SATA2 της GIGABYTE ως RAID (διαφορετικά δεν θα είναι δυνατή η πρόσβαση στο μενού διαμόρφωσης συστοιχίας RAID).

Το μενού ρύθμισης για τον ελεγκτή SATA2 RAID της GIGABYTE είναι αρκετά απλό. Όπως έχουμε ήδη σημειώσει, ο ελεγκτής είναι διπλής θύρας και σας επιτρέπει να δημιουργείτε συστοιχίες RAID επιπέδου 0 ή 1. Μέσω του μενού ρυθμίσεων του ελεγκτή, μπορείτε να διαγράψετε ή να δημιουργήσετε μια συστοιχία RAID. Όταν δημιουργείτε έναν πίνακα RAID, μπορείτε να καθορίσετε το όνομά του, να επιλέξετε το επίπεδο πίνακα (0 ή 1), να ορίσετε το μέγεθος της λωρίδας για το RAID 0 (128, 84, 32, 16, 8 ή 4K) και επίσης να καθορίσετε το μέγεθος του πίνακας.

Μόλις δημιουργηθεί ο πίνακας, δεν είναι πλέον δυνατές οποιεσδήποτε αλλαγές σε αυτόν. Δηλαδή, δεν μπορείτε να αλλάξετε στη συνέχεια για τον δημιουργημένο πίνακα, για παράδειγμα, το επίπεδο ή το μέγεθος της λωρίδας. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει πρώτα να διαγράψετε τον πίνακα (με απώλεια δεδομένων) και στη συνέχεια να τον δημιουργήσετε ξανά. Στην πραγματικότητα, αυτό δεν είναι μοναδικό για τον ελεγκτή SATA2 της GIGABYTE. Η αδυναμία αλλαγής των παραμέτρων των δημιουργημένων συστοιχιών RAID είναι χαρακτηριστικό όλων των ελεγκτών, το οποίο προκύπτει από την ίδια την αρχή της υλοποίησης μιας συστοιχίας RAID.

Μόλις δημιουργηθεί ένας πίνακας που βασίζεται στον ελεγκτή SATA2 της GIGABYTE, οι τρέχουσες πληροφορίες σχετικά με αυτόν μπορούν να προβληθούν χρησιμοποιώντας το βοηθητικό πρόγραμμα GIGABYTE RAID Configurer, το οποίο εγκαθίσταται αυτόματα μαζί με το πρόγραμμα οδήγησης.

Δημιουργία συστοιχίας RAID με βάση τον ελεγκτή Marvell 9128

Η διαμόρφωση του ελεγκτή RAID Marvell 9128 είναι δυνατή μόνο μέσω των ρυθμίσεων BIOS πλακέτας Gigabyte GA-EX58A-UD7. Γενικά, πρέπει να ειπωθεί ότι το μενού διαμόρφωσης ελεγκτή Marvell 9128 είναι κάπως χοντροκομμένο και μπορεί να παραπλανήσει τους άπειρους χρήστες. Ωστόσο, θα μιλήσουμε για αυτές τις μικρές ελλείψεις λίγο αργότερα, αλλά προς το παρόν θα εξετάσουμε τις κύριες λειτουργικότηταΕλεγκτής Marvell 9128.

Έτσι, αν και αυτός ο ελεγκτής υποστηρίζει μονάδες SATA III, είναι επίσης πλήρως συμβατός με μονάδες SATA II.

Ο ελεγκτής Marvell 9128 σάς επιτρέπει να δημιουργήσετε μια συστοιχία RAID επιπέδων 0 και 1 με βάση δύο δίσκους. Για έναν πίνακα επιπέδου 0, μπορείτε να ορίσετε το μέγεθος της λωρίδας στα 32 ή 64 KB και επίσης να καθορίσετε το όνομα του πίνακα. Επιπλέον, υπάρχει μια επιλογή όπως το Gigabyte Rounding, που χρειάζεται επεξήγηση. Παρά το όνομα, το οποίο μοιάζει με το όνομα του κατασκευαστή, η λειτουργία στρογγυλοποίησης Gigabyte δεν έχει καμία σχέση με αυτήν. Επιπλέον, δεν συνδέεται σε καμία περίπτωση με τη συστοιχία επιπέδου RAID 0, αν και στις ρυθμίσεις του ελεγκτή μπορεί να οριστεί ειδικά για μια συστοιχία αυτού του επιπέδου. Στην πραγματικότητα, αυτή είναι η πρώτη από αυτές τις ελλείψεις στον διαμορφωτή ελεγκτή Marvell 9128 που αναφέραμε. Η δυνατότητα στρογγυλοποίησης Gigabyte ορίζεται μόνο για το επίπεδο RAID 1. Σας επιτρέπει να χρησιμοποιείτε δύο μονάδες δίσκου (για παράδειγμα, από διαφορετικούς κατασκευαστές ή διαφορετικά μοντέλα), η χωρητικότητα των οποίων είναι ελαφρώς διαφορετική μεταξύ τους. Η συνάρτηση στρογγυλοποίησης Gigabyte ορίζει με ακρίβεια τη διαφορά στα μεγέθη των δύο δίσκων που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία μιας συστοιχίας επιπέδου RAID 1. Στον ελεγκτή Marvell 9128, η συνάρτηση στρογγυλοποίησης Gigabyte σάς επιτρέπει να ορίσετε τη διαφορά στα μεγέθη των δίσκων σε 1 ή 10 ΓΙΓΑΜΠΑΪΤ.

Ένα άλλο ελάττωμα του διαμορφωτή ελεγκτή Marvell 9128 είναι ότι κατά τη δημιουργία μιας συστοιχίας επιπέδου RAID 1, ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να επιλέξει το μέγεθος της λωρίδας (32 ή 64 KB). Ωστόσο, η έννοια του stripe δεν ορίζεται καθόλου για το επίπεδο RAID 1.

Δημιουργία συστοιχίας RAID με βάση τον ελεγκτή που είναι ενσωματωμένος στο ICH10R

Ο ελεγκτής RAID που είναι ενσωματωμένος στη νότια γέφυρα ICH10R είναι ο πιο συνηθισμένος. Όπως έχει ήδη σημειωθεί, αυτός ο ελεγκτής RAID είναι 6 θυρών και υποστηρίζει όχι μόνο τη δημιουργία συστοιχιών RAID 0 και RAID 1, αλλά και RAID 5 και RAID 10.

Η πρόσβαση στο μενού ρύθμισης του ελεγκτή είναι δυνατή στο στάδιο εκκίνησης του συστήματος, για το οποίο πρέπει να πατήσετε το συνδυασμό πλήκτρων Ctrl + I όταν εμφανιστεί η αντίστοιχη επιγραφή στην οθόνη. Φυσικά, πρώτα στις ρυθμίσεις του BIOS θα πρέπει να ορίσετε τον τρόπο λειτουργίας αυτού του ελεγκτή ως RAID (διαφορετικά η πρόσβαση στο μενού διαμορφωτή συστοιχίας RAID θα είναι αδύνατη).

Το μενού ρύθμισης του ελεγκτή RAID είναι αρκετά απλό. Μέσω του μενού ρυθμίσεων ελεγκτή, μπορείτε να διαγράψετε ή να δημιουργήσετε μια συστοιχία RAID. Όταν δημιουργείτε έναν πίνακα RAID, μπορείτε να καθορίσετε το όνομά του, να επιλέξετε το επίπεδο πίνακα (0, 1, 5 ή 10), να ορίσετε το μέγεθος λωρίδας για το RAID 0 (128, 84, 32, 16, 8 ή 4K) και επίσης να προσδιορίσετε το μέγεθος του πίνακα.

Σύγκριση απόδοσης RAID

Για να δοκιμάσουμε συστοιχίες RAID χρησιμοποιώντας το βοηθητικό πρόγραμμα IOmeter, δημιουργήσαμε σενάρια διαδοχικής ανάγνωσης, διαδοχικής εγγραφής, επιλεκτικής ανάγνωσης και επιλεκτικής φόρτωσης εγγραφής. Τα μεγέθη μπλοκ δεδομένων σε κάθε σενάριο φόρτωσης ήταν τα εξής: 512 byte, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 KB, 1 MB.

Σε κάθε έναν από τους ελεγκτές RAID, δημιουργήσαμε μια συστοιχία RAID 0 με όλα τα επιτρεπόμενα μεγέθη λωρίδων και μια συστοιχία RAID 1. Επιπλέον, για να μπορέσουμε να αξιολογήσουμε το κέρδος απόδοσης που προκύπτει από τη χρήση μιας συστοιχίας RAID, δοκιμάσαμε επίσης έναν μεμονωμένο δίσκο σε κάθε έναν από τους ελεγκτές RAID.

Ας δούμε λοιπόν τα αποτελέσματα των δοκιμών μας.

Ελεγκτής GIGABYTE SATA2

Πρώτα απ 'όλα, ας δούμε τα αποτελέσματα της δοκιμής συστοιχιών RAID που βασίζονται στον ελεγκτή SATA2 της GIGABYTE (Εικ. 6-13). Σε γενικές γραμμές, το χειριστήριο αποδείχθηκε κυριολεκτικά μυστηριώδες και η απόδοσή του ήταν απλώς απογοητευτική.

Ρύζι. 6. Ταχύτητα διαδοχικά και επιλεκτικές λειτουργίες δίσκου Western Digital WD1002FBYS	Ρύζι. 7. Ταχύτητα διαδοχικά με μέγεθος λωρίδας 128 KB (Ελεγκτής GIGABYTE SATA2)
Ρύζι. 12.Σειριακή ταχύτητα και επιλεκτικές λειτουργίες για RAID 0 με μέγεθος λωρίδας 4 KB (Ελεγκτής GIGABYTE SATA2)	Ρύζι. 13.Σειριακή ταχύτητα και επιλεκτικές λειτουργίες για RAID 1 (ελεγκτής SATA2 της GIGABYTE)

Εάν κοιτάξετε τα χαρακτηριστικά ταχύτητας ενός δίσκου (χωρίς συστοιχία RAID), η μέγιστη διαδοχική ταχύτητα ανάγνωσης είναι 102 MB/s και η μέγιστη διαδοχική ταχύτητα εγγραφής είναι 107 MB/s.

Κατά τη δημιουργία μιας συστοιχίας RAID 0 με μέγεθος λωρίδας 128 KB, η μέγιστη διαδοχική ταχύτητα ανάγνωσης και εγγραφής αυξάνεται στα 125 MB/s, μια αύξηση περίπου 22%.

Με μεγέθη λωρίδας 64, 32 ή 16 KB, η μέγιστη διαδοχική ταχύτητα ανάγνωσης είναι 130 MB/s και η μέγιστη διαδοχική ταχύτητα εγγραφής είναι 141 MB/s. Δηλαδή, με τα καθορισμένα μεγέθη λωρίδων, η μέγιστη διαδοχική ταχύτητα ανάγνωσης αυξάνεται κατά 27%, και η μέγιστη διαδοχική ταχύτητα εγγραφής αυξάνεται κατά 31%.

Στην πραγματικότητα, αυτό δεν αρκεί για μια συστοιχία επιπέδου 0 και θα ήθελα η μέγιστη ταχύτητα των διαδοχικών λειτουργιών να είναι μεγαλύτερη.

Με μέγεθος λωρίδας 8 KB, η μέγιστη ταχύτητα διαδοχικών πράξεων (ανάγνωση και γραφή) παραμένει περίπου η ίδια με μέγεθος λωρίδας 64, 32 ή 16 KB, ωστόσο, υπάρχουν εμφανή προβλήματα με την επιλεκτική ανάγνωση. Καθώς το μέγεθος του μπλοκ δεδομένων αυξάνεται έως και 128 KB, η επιλεκτική ταχύτητα ανάγνωσης (όπως θα έπρεπε) αυξάνεται ανάλογα με το μέγεθος του μπλοκ δεδομένων. Ωστόσο, όταν το μέγεθος του μπλοκ δεδομένων είναι μεγαλύτερο από 128 KB, η επιλεκτική ταχύτητα ανάγνωσης πέφτει σχεδόν στο μηδέν (σε περίπου 0,1 MB/s).

Με μέγεθος λωρίδας 4 KB, όχι μόνο πέφτει η επιλεκτική ταχύτητα ανάγνωσης όταν το μέγεθος του μπλοκ είναι μεγαλύτερο από 128 KB, αλλά και η διαδοχική ταχύτητα ανάγνωσης όταν το μέγεθος του μπλοκ είναι μεγαλύτερο από 16 KB.

Η χρήση συστοιχίας RAID 1 σε ελεγκτή SATA2 της GIGABYTE δεν αλλάζει σημαντικά τη διαδοχική ταχύτητα ανάγνωσης (σε σύγκριση με μια μονάδα δίσκου), αλλά η μέγιστη διαδοχική ταχύτητα εγγραφής μειώνεται στα 75 MB/s. Θυμηθείτε ότι για μια συστοιχία RAID 1, η ταχύτητα ανάγνωσης θα πρέπει να αυξάνεται και η ταχύτητα εγγραφής δεν πρέπει να μειώνεται σε σύγκριση με την ταχύτητα ανάγνωσης και εγγραφής ενός μεμονωμένου δίσκου.

Με βάση τα αποτελέσματα της δοκιμής του ελεγκτή SATA2 της GIGABYTE, μόνο ένα συμπέρασμα μπορεί να εξαχθεί. Είναι λογικό να χρησιμοποιείτε αυτόν τον ελεγκτή για τη δημιουργία συστοιχιών RAID 0 και RAID 1 μόνο εάν χρησιμοποιούνται ήδη όλοι οι άλλοι ελεγκτές RAID (Marvell 9128, ICH10R). Αν και είναι αρκετά δύσκολο να φανταστεί κανείς μια τέτοια κατάσταση.

Ελεγκτής Marvell 9128

Ο ελεγκτής Marvell 9128 επέδειξε πολύ υψηλότερα χαρακτηριστικά ταχύτητας σε σύγκριση με τον ελεγκτή SATA2 της GIGABYTE (Εικ. 14-17). Στην πραγματικότητα, οι διαφορές εμφανίζονται ακόμη και όταν ο ελεγκτής λειτουργεί με έναν δίσκο. Εάν για τον ελεγκτή SATA2 της GIGABYTE η μέγιστη διαδοχική ταχύτητα ανάγνωσης είναι 102 MB/s και επιτυγχάνεται με μέγεθος μπλοκ δεδομένων 128 KB, τότε για τον ελεγκτή Marvell 9128 η μέγιστη διαδοχική ταχύτητα ανάγνωσης είναι 107 MB/s και επιτυγχάνεται με δεδομένα μέγεθος μπλοκ 16 KB.

Κατά τη δημιουργία μιας συστοιχίας RAID 0 με μεγέθη λωρίδων 64 και 32 KB, η μέγιστη διαδοχική ταχύτητα ανάγνωσης αυξάνεται στα 211 MB/s και η διαδοχική ταχύτητα εγγραφής αυξάνεται στα 185 MB/s. Δηλαδή, με τα καθορισμένα μεγέθη λωρίδων, η μέγιστη διαδοχική ταχύτητα ανάγνωσης αυξάνεται κατά 97%, και η μέγιστη διαδοχική ταχύτητα εγγραφής αυξάνεται κατά 73%.

Δεν υπάρχει σημαντική διαφορά στην απόδοση της ταχύτητας μιας συστοιχίας RAID 0 με μέγεθος λωρίδας 32 και 64 KB, ωστόσο, η χρήση μιας λωρίδας 32 KB είναι προτιμότερη, καθώς σε αυτή την περίπτωση η ταχύτητα διαδοχικών λειτουργιών με μέγεθος μπλοκ μικρότερο από 128 KB θα είναι ελαφρώς υψηλότερο.

Κατά τη δημιουργία μιας συστοιχίας RAID 1 σε έναν ελεγκτή Marvell 9128, η μέγιστη διαδοχική ταχύτητα λειτουργίας παραμένει ουσιαστικά αμετάβλητη σε σύγκριση με έναν μεμονωμένο δίσκο. Έτσι, εάν για έναν μόνο δίσκο η μέγιστη ταχύτητα διαδοχικών λειτουργιών είναι 107 MB/s, τότε για το RAID 1 είναι 105 MB/s. Σημειώστε επίσης ότι για το RAID 1, η επιλεκτική απόδοση ανάγνωσης μειώνεται ελαφρώς.

Γενικά, πρέπει να σημειωθεί ότι ο ελεγκτής Marvell 9128 έχει καλά χαρακτηριστικά ταχύτητας και μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για τη δημιουργία συστοιχιών RAID όσο και για τη σύνδεση μεμονωμένων δίσκων σε αυτόν.

Ελεγκτής ICH10R

Ο ελεγκτής RAID που ενσωματώθηκε στο ICH10R αποδείχθηκε ότι είχε την υψηλότερη απόδοση από όλους αυτούς που δοκιμάσαμε (Εικόνα 18-25). Όταν εργάζεστε με μία μονάδα δίσκου (χωρίς τη δημιουργία συστοιχίας RAID), η απόδοσή της είναι σχεδόν ίδια με αυτή του ελεγκτή Marvell 9128. Η μέγιστη διαδοχική ταχύτητα ανάγνωσης και εγγραφής είναι 107 MB και επιτυγχάνεται με μέγεθος μπλοκ δεδομένων 16 KB.

Ρύζι. 18.Σειριακή ταχύτητα και επιλεκτικές λειτουργίες για δίσκο Western Digital WD1002FBYS (ελεγκτής ICH10R) Αν μιλάμε για τη συστοιχία RAID 0 στον ελεγκτή ICH10R, τότε η μέγιστη διαδοχική ταχύτητα ανάγνωσης και εγγραφής δεν εξαρτάται από το μέγεθος της λωρίδας και είναι 212 MB/s. Μόνο το μέγεθος του μπλοκ δεδομένων στο οποίο επιτυγχάνεται η μέγιστη διαδοχική ταχύτητα ανάγνωσης και εγγραφής εξαρτάται από το μέγεθος της λωρίδας. Τα αποτελέσματα των δοκιμών δείχνουν ότι για το RAID 0 που βασίζεται στον ελεγκτή ICH10R, είναι βέλτιστο να χρησιμοποιήσετε μια λωρίδα 64 KB. Σε αυτήν την περίπτωση, η μέγιστη διαδοχική ταχύτητα ανάγνωσης και εγγραφής επιτυγχάνεται με μέγεθος μπλοκ δεδομένων μόνο 16 KB. Έτσι, για να συνοψίσουμε, τονίζουμε για άλλη μια φορά ότι ο ενσωματωμένος ελεγκτής RAID στο ICH10R υπερβαίνει σημαντικά σε απόδοση όλους τους άλλους ενσωματωμένους ελεγκτές RAID. Και δεδομένου ότι έχει επίσης μεγαλύτερη λειτουργικότητα, είναι βέλτιστο να χρησιμοποιήσετε αυτόν τον συγκεκριμένο ελεγκτή και απλά να ξεχάσετε την ύπαρξη όλων των άλλων (εκτός, φυσικά, εάν το σύστημα χρησιμοποιεί Δίσκοι SATA III).

Εάν αντιμετωπίσατε ή περιμένετε να αντιμετωπίσετε σύντομα ένα από τα παρακάτω προβλήματα στον υπολογιστή σας:

• Είναι σαφές ότι δεν υπάρχει αρκετή φυσική χωρητικότητα του σκληρού δίσκου ως ενιαία λογική μονάδα δίσκου. Τις περισσότερες φορές αυτό το πρόβλημα παρουσιάζεται όταν εργάζεστε με μεγάλα αρχεία (βίντεο, γραφικά, βάσεις δεδομένων).
• Η απόδοση του σκληρού δίσκου σαφώς δεν είναι αρκετή. Τις περισσότερες φορές, αυτό το πρόβλημα παρουσιάζεται όταν εργάζεστε με μη γραμμικά συστήματα επεξεργασίας βίντεο ή όταν ένας μεγάλος αριθμός χρηστών έχουν ταυτόχρονα πρόσβαση στα αρχεία του σκληρού δίσκου.
• Η αξιοπιστία του σκληρού δίσκου λείπει σαφώς. Τις περισσότερες φορές, αυτό το πρόβλημα προκύπτει όταν είναι απαραίτητο να εργαστείτε με δεδομένα που δεν πρέπει ποτέ να χαθούν ή που πρέπει να είναι πάντα διαθέσιμα στον χρήστη. Η θλιβερή εμπειρία δείχνει ότι ακόμη και ο πιο αξιόπιστος εξοπλισμός μερικές φορές χαλάει και, κατά κανόνα, την πιο ακατάλληλη στιγμή.

Η δημιουργία ενός συστήματος RAID στον υπολογιστή σας μπορεί να λύσει αυτά και ορισμένα άλλα προβλήματα.

Τι είναι το "RAID";

Το 1987, οι Patterson, Gibson και Katz από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ, δημοσίευσαν την «Περίπτωση για πλεονάζουσες συστοιχίες φθηνών δίσκων (RAID)». Αυτό το άρθρο περιγράφει διαφορετικούς τύπους συστοιχιών δίσκων, με συντομογραφία RAID - Redundant Array of Independent (ή Inexpensive) Disks (πλεονάζουσα συστοιχία ανεξάρτητων (ή φθηνών) μονάδων δίσκου). Το RAID βασίζεται στην ακόλουθη ιδέα: συνδυάζοντας πολλές μικρές ή/και φθηνές μονάδες δίσκου σε μια συστοιχία, μπορείτε να αποκτήσετε ένα σύστημα ανώτερο σε χωρητικότητα, ταχύτητα και αξιοπιστία σε σχέση με τις πιο ακριβές μονάδες δίσκου. Επιπλέον, από την άποψη ενός υπολογιστή, ένα τέτοιο σύστημα μοιάζει με μία μονάδα δίσκου.

Είναι γνωστό ότι ο μέσος χρόνος μεταξύ των αστοχιών μιας συστοιχίας μονάδων δίσκου είναι ίσος με τον μέσο χρόνο μεταξύ των αστοχιών μιας μονάδας δίσκου διαιρούμενος με τον αριθμό των μονάδων δίσκου στη συστοιχία. Ως αποτέλεσμα, ο μέσος χρόνος του πίνακα μεταξύ των αστοχιών είναι πολύ μικρός για πολλές εφαρμογές. Ωστόσο, μια συστοιχία δίσκων μπορεί να γίνει ανεκτική στην αστοχία μιας μονάδας με πολλούς τρόπους.

Σε αυτό το άρθρο, ορίστηκαν πέντε τύποι (επίπεδα) συστοιχιών δίσκων: RAID-1, RAID-2, ..., RAID-5. Κάθε τύπος παρείχε ανοχή σφαλμάτων καθώς και διαφορετικά πλεονεκτήματα σε σχέση με έναν μόνο δίσκο. Μαζί με αυτούς τους πέντε τύπους, η συστοιχία δίσκων RAID-0, η οποία ΔΕΝ είναι περιττή, έχει επίσης κερδίσει δημοτικότητα.

Ποια επίπεδα RAID υπάρχουν και ποιο να επιλέξετε;

RAID-0.Συνήθως ορίζεται ως μια μη πλεονάζουσα ομάδα μονάδων δίσκου χωρίς ισοτιμία. Το RAID-0 μερικές φορές ονομάζεται "Striping" με βάση τον τρόπο που τοποθετούνται οι πληροφορίες στις μονάδες δίσκου που περιλαμβάνονται στη συστοιχία:

Εφόσον το RAID-0 δεν έχει πλεονασμό, η αποτυχία μιας μονάδας δίσκου οδηγεί σε αστοχία ολόκληρης της συστοιχίας. Από την άλλη πλευρά, το RAID-0 παρέχει μέγιστη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων και αποτελεσματική χρήση του χώρου στη μονάδα δίσκου. Επειδή το RAID-0 δεν απαιτεί πολύπλοκους μαθηματικούς ή λογικούς υπολογισμούς, το κόστος εφαρμογής του είναι ελάχιστο.

Πεδίο εφαρμογής: εφαρμογές ήχου και βίντεο που απαιτούν συνεχή μεταφορά δεδομένων υψηλής ταχύτητας, η οποία δεν μπορεί να παρέχεται από μία μονάδα. Για παράδειγμα, έρευνα που διεξήχθη από τη Mylex για τον προσδιορισμό της βέλτιστης διαμόρφωσης συστήματος δίσκου για έναν μη γραμμικό σταθμό επεξεργασίας βίντεο δείχνει ότι, σε σύγκριση με μια μονάδα δίσκου, μια συστοιχία RAID-0 δύο μονάδων δίσκων δίνει 96% αύξηση στην ταχύτητα εγγραφής/ανάγνωσης. από τρεις μονάδες δίσκου - κατά 143% (σύμφωνα με τη δοκιμή Benchmark Miro VIDEO EXPERT).

RAID-1.Καλύτερα γνωστό ως "Mirroring" ("καθρέφτης δίσκου") ή ένα ζεύγος μονάδων δίσκου που περιέχουν τις ίδιες πληροφορίες και αποτελούν έναν λογικό δίσκο:

Οδήγηση 0	Οδήγηση 1

Η εγγραφή εκτελείται και στις δύο μονάδες δίσκου σε κάθε ζεύγος. Ωστόσο, οι μονάδες δίσκου σε ένα ζεύγος μπορούν να εκτελούν ταυτόχρονες λειτουργίες ανάγνωσης. Έτσι, το "mirroring" μπορεί να διπλασιάσει την ταχύτητα ανάγνωσης, αλλά η ταχύτητα εγγραφής παραμένει αμετάβλητη. Το RAID-1 έχει 100% πλεονασμό και μια αποτυχία μιας μονάδας δίσκου δεν οδηγεί σε αστοχία ολόκληρης της συστοιχίας - ο ελεγκτής απλώς αλλάζει τις λειτουργίες ανάγνωσης/εγγραφής στην υπόλοιπη μονάδα δίσκου.

Το RAID-1 παρέχει υψηλότερη ταχύτηταλειτουργούν μεταξύ όλων των τύπων περιττών συστοιχιών, ειδικά σε περιβάλλον πολλών χρηστών, αλλά η χειρότερη χρήση του χώρου στο δίσκο. Επειδή το RAID-1 δεν απαιτεί πολύπλοκους μαθηματικούς ή λογικούς υπολογισμούς, το κόστος εφαρμογής του είναι ελάχιστο.

Ο ελάχιστος αριθμός μονάδων δίσκου στη συστοιχία είναι 2.

Για να αυξηθεί η ταχύτητα εγγραφής και να διασφαλιστεί η αξιόπιστη αποθήκευση δεδομένων, πολλές συστοιχίες RAID-1 μπορούν, με τη σειρά τους, να συνδυαστούν στο RAID-0. Αυτή η διαμόρφωση ονομάζεται RAID "δύο επιπέδων" ή RAID-10 (RAID 0+1)

Ο ελάχιστος αριθμός μονάδων δίσκου στη συστοιχία είναι 4.

Πεδίο εφαρμογής: φθηνές συστοιχίες στις οποίες το κύριο πράγμα είναι η αξιοπιστία της αποθήκευσης δεδομένων.

RAID-2.Διανέμει δεδομένα σε λωρίδες μεγέθους τομέα σε μια ομάδα μονάδων δίσκου. Ορισμένες μονάδες δίσκου είναι αφιερωμένες στην αποθήκευση ECC (Κωδικός διόρθωσης σφάλματος). Δεδομένου ότι οι περισσότερες μονάδες δίσκου αποθηκεύουν κωδικούς ECC ανά τομέα από προεπιλογή, το RAID-2 δεν παρέχει ειδικά πλεονεκτήματασε σύγκριση με το RAID-3 και, ως εκ τούτου, πρακτικά δεν χρησιμοποιείται.

RAID-3.Όπως στην περίπτωση του RAID-2, τα δεδομένα κατανέμονται σε λωρίδες μεγέθους ενός τομέα και μία από τις μονάδες δίσκου συστοιχίας εκχωρείται για την αποθήκευση πληροφοριών ισοτιμίας:

RAID-3βασίζεται σε κωδικούς ECC που είναι αποθηκευμένοι σε κάθε τομέα για τον εντοπισμό σφαλμάτων. Εάν μία από τις μονάδες δίσκου αποτύχει, οι πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες σε αυτήν μπορούν να αποκατασταθούν υπολογίζοντας το αποκλειστικό OR (XOR) χρησιμοποιώντας τις πληροφορίες στις υπόλοιπες μονάδες δίσκου. Κάθε εγγραφή κατανέμεται συνήθως σε όλες τις μονάδες δίσκου και επομένως αυτός ο τύπος συστοιχίας είναι καλός για εφαρμογές που απαιτούν μεγάλο δίσκο. Επειδή κάθε λειτουργία I/O έχει πρόσβαση σε όλες τις μονάδες δίσκου στη συστοιχία, το RAID-3 δεν μπορεί να εκτελέσει πολλές λειτουργίες ταυτόχρονα. Ως εκ τούτου, το RAID-3 είναι καλό για περιβάλλοντα ενός χρήστη, με μία εργασία με μεγάλες εγγραφές. Για να εργαστείτε με σύντομες εγγραφές, είναι απαραίτητο να συγχρονίσετε την περιστροφή των μονάδων δίσκου, καθώς διαφορετικά η μείωση της ταχύτητας ανταλλαγής είναι αναπόφευκτη. Χρησιμοποιείται σπάνια, γιατί κατώτερο από το RAID-5 όσον αφορά τη χρήση χώρου στο δίσκο. Η υλοποίηση απαιτεί σημαντικό κόστος.

RAID-4.Το RAID-4 είναι πανομοιότυπο με το RAID-3 με τη διαφορά ότι το μέγεθος της λωρίδας είναι πολύ μεγαλύτερο από έναν τομέα. Σε αυτήν την περίπτωση, οι αναγνώσεις εκτελούνται από μία μονάδα δίσκου (χωρίς να υπολογίζεται η μονάδα δίσκου που αποθηκεύει πληροφορίες ισοτιμίας), επομένως μπορούν να εκτελεστούν πολλαπλές λειτουργίες ανάγνωσης ταυτόχρονα. Ωστόσο, δεδομένου ότι κάθε λειτουργία εγγραφής πρέπει να ενημερώνει τα περιεχόμενα της μονάδας δίσκου ισοτιμίας, δεν είναι δυνατή η ταυτόχρονη εκτέλεση πολλαπλών λειτουργιών εγγραφής. Αυτός ο τύπος συστοιχίας δεν έχει αξιοσημείωτα πλεονεκτήματα σε σχέση με έναν πίνακα RAID-5.

RAID-5.Αυτός ο τύπος πίνακα ονομάζεται μερικές φορές "περιστρεφόμενος πίνακας ισοτιμίας". Αυτός ο τύποςΟ πίνακας ξεπερνά με επιτυχία το εγγενές μειονέκτημα του RAID-4 - την αδυναμία ταυτόχρονης εκτέλεσης πολλών λειτουργιών εγγραφής. Αυτός ο πίνακας, όπως το RAID-4, χρησιμοποιεί μεγάλες ρίγες, αλλά, σε αντίθεση με το RAID-4, οι πληροφορίες ισοτιμίας δεν αποθηκεύονται σε μία μονάδα, αλλά σε όλες τις μονάδες δίσκου με τη σειρά τους:

Οι λειτουργίες εγγραφής έχουν πρόσβαση σε μια μονάδα δίσκου με δεδομένα και σε μια άλλη μονάδα δίσκου με πληροφορίες ισοτιμίας. Δεδομένου ότι οι πληροφορίες ισοτιμίας για διαφορετικές λωρίδες αποθηκεύονται σε διαφορετικές μονάδες δίσκου, η εκτέλεση πολλαπλών ταυτόχρονων εγγραφών είναι αδύνατη μόνο σε εκείνες τις σπάνιες περιπτώσεις όπου είτε οι λωρίδες δεδομένων είτε οι λωρίδες με πληροφορίες ισοτιμίας βρίσκονται στην ίδια μονάδα δίσκου. Όσο περισσότερες μονάδες δίσκου στον πίνακα, τόσο λιγότερο συχνά συμπίπτει η θέση των λωρίδων πληροφοριών και ισοτιμίας.

Πεδίο εφαρμογής: αξιόπιστες συστοιχίες μεγάλου όγκου. Η υλοποίηση απαιτεί σημαντικό κόστος.

Ο ελάχιστος αριθμός μονάδων δίσκου στη συστοιχία είναι 3.

RAID-1 ή RAID-5;

Το RAID-5, σε σύγκριση με το RAID-1, χρησιμοποιεί το χώρο στο δίσκο πιο οικονομικά, αφού για πλεονασμό δεν αποθηκεύει ένα «αντίγραφο» πληροφοριών, αλλά έναν αριθμό ελέγχου. Ως αποτέλεσμα, το RAID-5 μπορεί να συνδυάσει οποιονδήποτε αριθμό μονάδων δίσκου, εκ των οποίων μόνο μία θα περιέχει περιττές πληροφορίες.

Αλλά η υψηλότερη απόδοση χώρου στο δίσκο έρχεται σε βάρος των χαμηλότερων ισοτιμιών ανταλλαγής πληροφοριών. Κατά την εγγραφή πληροφοριών στο RAID-5, οι πληροφορίες ισοτιμίας πρέπει να ενημερώνονται κάθε φορά. Για να γίνει αυτό, πρέπει να προσδιορίσετε ποια bit ισοτιμίας έχουν αλλάξει. Αρχικά, διαβάζονται οι παλιές πληροφορίες που πρέπει να ενημερωθούν. Αυτές οι πληροφορίες στη συνέχεια XORed με τις νέες πληροφορίες. Το αποτέλεσμα αυτής της λειτουργίας είναι μια μάσκα bit στην οποία κάθε bit =1 σημαίνει ότι η τιμή στις πληροφορίες ισοτιμίας στην αντίστοιχη θέση πρέπει να αντικατασταθεί. Στη συνέχεια, οι ενημερωμένες πληροφορίες ισοτιμίας εγγράφονται στην κατάλληλη θέση. Επομένως, για κάθε αίτημα προγράμματος για εγγραφή πληροφοριών, το RAID-5 εκτελεί δύο αναγνώσεις, δύο εγγραφές και δύο λειτουργίες XOR.

Υπάρχει κόστος για την αποτελεσματικότερη χρήση του χώρου στο δίσκο (αποθήκευση ενός μπλοκ ισοτιμίας αντί για ένα αντίγραφο των δεδομένων): απαιτείται επιπλέον χρόνος για τη δημιουργία και την εγγραφή πληροφοριών ισοτιμίας. Αυτό σημαίνει ότι η ταχύτητα εγγραφής στο RAID-5 είναι χαμηλότερη από ό,τι στο RAID-1 με αναλογία 3:5 ή ακόμα και 1:3 (δηλαδή, η ταχύτητα εγγραφής στο RAID-5 είναι 3/5 έως 1/3 της ταχύτητας εγγραφής RAID-1). Εξαιτίας αυτού, το RAID-5 είναι άσκοπο να δημιουργηθεί σε λογισμικό. Επίσης, δεν συνιστώνται σε περιπτώσεις όπου η ταχύτητα εγγραφής είναι κρίσιμη.

Ποια μέθοδο υλοποίησης RAID να επιλέξετε – λογισμικό ή υλικό;

Αφού διαβάσετε τις περιγραφές των διαφόρων επιπέδων RAID, θα παρατηρήσετε ότι πουθενά δεν υπάρχει καμία αναφορά σε συγκεκριμένες απαιτήσεις υλικού που απαιτούνται για την υλοποίηση του RAID. Από το οποίο μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το μόνο που χρειάζεται για την υλοποίηση του RAID είναι να συνδέσετε τον απαιτούμενο αριθμό μονάδων δίσκου στον ελεγκτή που είναι διαθέσιμος στον υπολογιστή και να εγκαταστήσετε ειδικό λογισμικό στον υπολογιστή. Αυτό είναι αλήθεια, αλλά όχι εντελώς!

Πράγματι, είναι δυνατή η εφαρμογή RAID σε λογισμικό. Ένα παράδειγμα είναι το Microsoft Windows NT 4.0 Server OS, στο οποίο είναι δυνατή η εφαρμογή λογισμικού των RAID-0, -1 και ακόμη και RAID-5. Ωστόσο αυτή την απόφασηθα πρέπει να θεωρείται εξαιρετικά απλοποιημένο, που δεν επιτρέπει την πλήρη αξιοποίηση των δυνατοτήτων μιας συστοιχίας RAID. Αρκεί να σημειωθεί ότι με την εφαρμογή λογισμικού του RAID, ολόκληρο το βάρος της τοποθέτησης πληροφοριών σε μονάδες δίσκου, ο υπολογισμός των κωδικών ελέγχου κ.λπ. ξαπλώστε ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ, κάτι που φυσικά δεν αυξάνει την απόδοση και την αξιοπιστία του συστήματος. Για τους ίδιους λόγους, δεν υπάρχουν πρακτικά λειτουργίες σέρβις εδώ και όλες οι λειτουργίες αντικατάστασης ελαττωματικού δίσκου, προσθήκης νέας μονάδας δίσκου, αλλαγής επιπέδου RAID κ.λπ. πραγματοποιούνται με πλήρη απώλεια δεδομένων και με πλήρη απαγόρευση εκτέλεσης οποιασδήποτε άλλης επιχειρήσεις. Το μόνο πλεονέκτημα της εφαρμογής λογισμικού του RAID είναι το ελάχιστο κόστος του.

Πολύ περισσότερες δυνατότητες παρέχονται από την υλοποίηση υλικού του RAID χρησιμοποιώντας ειδικούς ελεγκτές RAID:

• ένας εξειδικευμένος ελεγκτής απαλλάσσει σημαντικά τον κεντρικό επεξεργαστή από τις λειτουργίες RAID και η αποτελεσματικότητα του ελεγκτή είναι πιο αισθητή όσο υψηλότερο είναι το επίπεδο πολυπλοκότητας του RAID.
• οι ελεγκτές, κατά κανόνα, είναι εξοπλισμένοι με προγράμματα οδήγησης που σας επιτρέπουν να δημιουργήσετε RAID για σχεδόν οποιοδήποτε δημοφιλές λειτουργικό σύστημα.
• Το ενσωματωμένο BIOS του ελεγκτή και τα προγράμματα διαχείρισης που περιλαμβάνονται επιτρέπουν στον διαχειριστή του συστήματος να συνδέει, να αποσυνδέει ή να αντικαθιστά εύκολα τις μονάδες δίσκου που περιλαμβάνονται στο RAID, να δημιουργεί πολλαπλές συστοιχίες RAID, ακόμη και σε διαφορετικά επίπεδα, να παρακολουθεί την κατάσταση της συστοιχίας δίσκων κ.λπ. Με τους «προηγμένους» ελεγκτές, αυτές οι λειτουργίες μπορούν να εκτελεστούν «εν κινήσει», δηλ. χωρίς να απενεργοποιήσετε τη μονάδα συστήματος. Πολλές λειτουργίες μπορούν να πραγματοποιηθούν σε " Ιστορικό", δηλ. χωρίς διακοπή της τρέχουσας εργασίας και μάλιστα εξ αποστάσεως, δηλ. από οποιονδήποτε (φυσικά, αν έχετε πρόσβαση) χώρο εργασίας?
• Οι ελεγκτές μπορούν να εξοπλιστούν με μια προσωρινή μνήμη ("cache"), στην οποία αποθηκεύονται τα τελευταία μπλοκ δεδομένων, τα οποία, με συχνή πρόσβαση στα ίδια αρχεία, μπορούν να αυξήσουν σημαντικά την απόδοση του συστήματος δίσκων.

Το μειονέκτημα της υλοποίησης RAID υλικού είναι το σχετικά υψηλό κόστος των ελεγκτών RAID. Ωστόσο, από τη μια πλευρά, πρέπει να πληρώσετε για όλα (αξιοπιστία, ταχύτητα, εξυπηρέτηση). Από την άλλη πλευρά, στο Πρόσφατα, με την ανάπτυξη της τεχνολογίας μικροεπεξεργαστή, το κόστος των ελεγκτών RAID (ειδικά των νεότερων μοντέλων) άρχισε να μειώνεται απότομα και έγινε συγκρίσιμο με το κόστος των συνηθισμένων ελεγκτών δίσκων, γεγονός που καθιστά δυνατή την εγκατάσταση συστημάτων RAID όχι μόνο σε ακριβά mainframes, αλλά και σε διακομιστές επίπεδο εισόδουακόμα και σε σταθμούς εργασίας.

© Andrey Egorov, 2005, 2006. Όμιλος Εταιρειών TIM.

Οι επισκέπτες του φόρουμ μας κάνουν την ερώτηση: "Ποιο επίπεδο RAID είναι το πιο αξιόπιστο;" Όλοι γνωρίζουν ότι το πιο κοινό επίπεδο είναι το RAID5, αλλά δεν είναι χωρίς σοβαρά μειονεκτήματα που δεν είναι προφανή σε μη ειδικούς.

RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID6, RAID 10 ή ποια είναι τα επίπεδα RAID;

Σε αυτό το άρθρο, θα προσπαθήσω να χαρακτηρίσω τα πιο δημοφιλή επίπεδα RAID και στη συνέχεια να διατυπώσω συστάσεις για τη χρήση αυτών των επιπέδων. Για την απεικόνιση του άρθρου, δημιούργησα ένα διάγραμμα στο οποίο τοποθέτησα αυτά τα επίπεδα στον τρισδιάστατο χώρο της αξιοπιστίας, της απόδοσης και της αποδοτικότητας κόστους.

JBOD(Just a Bunch of Disks) είναι μια απλή έκταση σκληρών δίσκων, η οποία επίσημα δεν είναι επίπεδο RAID. Ένας τόμος JBOD μπορεί να είναι μια συστοιχία ενός μόνο δίσκου ή μια συνάθροιση πολλών δίσκων. Ο ελεγκτής RAID δεν χρειάζεται να εκτελέσει κανέναν υπολογισμό για να λειτουργήσει έναν τέτοιο όγκο. Στο διάγραμμά μας, η μονάδα JBOD χρησιμεύει ως "μονό" ή αφετηρία - η αξιοπιστία, η απόδοση και οι τιμές κόστους της είναι ίδιες με αυτές μιας μεμονωμένης μονάδας δίσκου. σκληρός δίσκος.

RAID 0("Striping") δεν έχει πλεονασμό και διανέμει πληροφορίες αμέσως σε όλους τους δίσκους που περιλαμβάνονται στη συστοιχία με τη μορφή μικρών μπλοκ ("stripes"). Λόγω αυτού, η απόδοση αυξάνεται σημαντικά, αλλά η αξιοπιστία υποφέρει. Όπως και με το JBOD, παίρνουμε το 100% της χωρητικότητας του δίσκου για τα χρήματά μας.

Επιτρέψτε μου να εξηγήσω γιατί μειώνεται η αξιοπιστία της αποθήκευσης δεδομένων σε οποιονδήποτε σύνθετο τόμο - καθώς εάν οποιοσδήποτε από τους σκληρούς δίσκους που περιλαμβάνονται σε αυτό αποτύχει, όλες οι πληροφορίες χάνονται εντελώς και ανεπανόρθωτα. Σύμφωνα με τη θεωρία πιθανοτήτων, μαθηματικά, η αξιοπιστία ενός τόμου RAID0 είναι ίση με το γινόμενο των αξιοπιστιών των δίσκων που τον αποτελούν, καθένας από τους οποίους είναι μικρότερος από έναν, επομένως η συνολική αξιοπιστία είναι προφανώς χαμηλότερη από την αξιοπιστία οποιουδήποτε δίσκου.

Καλό επίπεδο - RAID 1("Mirroring", "mirror"). Διαθέτει προστασία από αστοχία του μισού διαθέσιμου υλικού (στη γενική περίπτωση, ένας από τους δύο σκληρούς δίσκους), παρέχει αποδεκτή ταχύτητα εγγραφής και αυξάνει την ταχύτητα ανάγνωσης λόγω παραλληλοποίησης των αιτημάτων. Το μειονέκτημα είναι ότι πρέπει να πληρώσετε το κόστος δύο σκληρών δίσκων για να έχετε τη χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα ενός σκληρού δίσκου.

Αρχικά, θεωρείται ότι ο σκληρός δίσκος είναι ένα αξιόπιστο πράγμα. Αντίστοιχα, η πιθανότητα αστοχίας δύο δίσκων ταυτόχρονα είναι ίση (σύμφωνα με τον τύπο) με το γινόμενο των πιθανοτήτων, δηλ. τάξεις μεγέθους χαμηλότερο! Δυστυχώς, η πραγματική ζωή δεν είναι θεωρία! Δύο σκληροί δίσκοι λαμβάνονται από την ίδια παρτίδα και λειτουργούν υπό τις ίδιες συνθήκες, και εάν ο ένας από τους δίσκους αποτύχει, το φορτίο στον υπόλοιπο αυξάνεται, επομένως στην πράξη, εάν ένας από τους δίσκους αποτύχει, πρέπει να ληφθούν επείγοντα μέτρα για την αποκατάσταση πλεονασμός. Για να γίνει αυτό, συνιστάται η χρήση ζεστών εφεδρικών δίσκων με οποιοδήποτε επίπεδο RAID (εκτός από το μηδέν) HotSpare. Το πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι η διατήρηση σταθερής αξιοπιστίας. Το μειονέκτημα είναι ακόμη μεγαλύτερο κόστος (δηλαδή το κόστος 3 σκληρών δίσκων για την αποθήκευση του όγκου ενός δίσκου).

Ο καθρέφτης σε πολλούς δίσκους είναι ένα επίπεδο RAID 10. Όταν χρησιμοποιείτε αυτό το επίπεδο, τα αντικατοπτρισμένα ζεύγη δίσκων είναι διατεταγμένα σε μια "αλυσίδα", έτσι ο όγκος που προκύπτει μπορεί να υπερβαίνει τη χωρητικότητα ενός μόνο σκληρού δίσκου. Τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα είναι τα ίδια με αυτά του επιπέδου RAID1. Όπως και σε άλλες περιπτώσεις, συνιστάται η συμπερίληψη θερμών εφεδρικών δίσκων HotSpare στη συστοιχία με ρυθμό ενός εφεδρικού για κάθε πέντε εργαζόμενους.

RAID 5, πράγματι, το πιο δημοφιλές από τα επίπεδα - κυρίως λόγω της αποτελεσματικότητάς του. Θυσιάζοντας τη χωρητικότητα ενός μόνο δίσκου από τη συστοιχία για πλεονασμό, κερδίζουμε προστασία έναντι αστοχίας οποιουδήποτε από τους σκληρούς δίσκους του τόμου. Η εγγραφή πληροφοριών σε έναν τόμο RAID5 απαιτεί πρόσθετους πόρους, καθώς απαιτούνται πρόσθετοι υπολογισμοί, αλλά κατά την ανάγνωση (σε σύγκριση με έναν ξεχωριστό σκληρό δίσκο), υπάρχει κέρδος, επειδή οι ροές δεδομένων από πολλές μονάδες συστοιχίας παραλληλίζονται.

Τα μειονεκτήματα του RAID5 εμφανίζονται όταν ένας από τους δίσκους αποτυγχάνει - ολόκληρος ο τόμος μεταβαίνει σε κρίσιμη λειτουργία, όλες οι λειτουργίες εγγραφής και ανάγνωσης συνοδεύονται από πρόσθετους χειρισμούς, η απόδοση πέφτει απότομα και οι δίσκοι αρχίζουν να θερμαίνονται. Εάν δεν ληφθούν άμεσα μέτρα, μπορεί να χάσετε ολόκληρο τον τόμο. Επομένως, (δείτε παραπάνω) θα πρέπει οπωσδήποτε να χρησιμοποιήσετε έναν Hot Spare δίσκο με τόμο RAID5.

Εκτός από τα βασικά επίπεδα RAID0 - RAID5 που περιγράφονται στο πρότυπο, υπάρχουν συνδυασμένα επίπεδα RAID10, RAID30, RAID50, RAID15, τα οποία ερμηνεύονται διαφορετικά από διαφορετικούς κατασκευαστές.

Η ουσία τέτοιων συνδυασμών είναι εν συντομία ως εξής. Το RAID10 είναι ένας συνδυασμός ενός και μηδέν (βλ. παραπάνω). Το RAID50 είναι ένας συνδυασμός τόμων επιπέδου 5 "0". Το RAID15 είναι ένας «καθρέφτης» των «πέντε». Και ούτω καθεξής.

Έτσι, τα συνδυασμένα επίπεδα κληρονομούν τα πλεονεκτήματα (και τα μειονεκτήματα) των «γονέων» τους. Έτσι, η εμφάνιση ενός «μηδέν» στο επίπεδο RAID 50δεν προσθέτει καμία αξιοπιστία σε αυτό, αλλά έχει θετική επίδραση στην απόδοση. Επίπεδο RAID 15, πιθανώς πολύ αξιόπιστο, αλλά δεν είναι το πιο γρήγορο και, επιπλέον, εξαιρετικά αντιοικονομικό (η χρήσιμη χωρητικότητα του τόμου είναι μικρότερη από το μισό μέγεθος της αρχικής συστοιχίας δίσκων).

RAID 6διαφέρει από το RAID 5 στο ότι σε κάθε σειρά δεδομένων (στα Αγγλικά ταινία) δεν έχει ένα, αλλά δύομπλοκ αθροίσματος ελέγχου. Τα αθροίσματα ελέγχου είναι "πολυδιάστατα", δηλ. ανεξάρτητα το ένα από το άλλο, επομένως ακόμη και η αποτυχία δύο δίσκων στη συστοιχία σας επιτρέπει να αποθηκεύσετε τα αρχικά δεδομένα. Ο υπολογισμός των αθροισμάτων ελέγχου χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Reed-Solomon απαιτεί πιο εντατικούς υπολογισμούς σε σύγκριση με το RAID5, επομένως προηγουμένως το έκτο επίπεδο πρακτικά δεν χρησιμοποιήθηκε. Τώρα υποστηρίζεται από πολλά προϊόντα, αφού άρχισαν να εγκαθιστούν εξειδικευμένα μικροκυκλώματα που εκτελούν όλες τις απαραίτητες μαθηματικές πράξεις.

Σύμφωνα με ορισμένες μελέτες, η αποκατάσταση της ακεραιότητας μετά από μια μεμονωμένη αποτυχία δίσκου σε έναν τόμο RAID5 που αποτελείται από μεγάλους δίσκους SATA (400 και 500 gigabyte) καταλήγει σε απώλεια δεδομένων στο 5% των περιπτώσεων. Με άλλα λόγια, σε μία περίπτωση στις είκοσι, κατά την αναγέννηση μιας συστοιχίας RAID5 σε έναν Hot Spare, ο δεύτερος δίσκος μπορεί να αποτύχει... Εξ ου και οι συστάσεις των καλύτερων μονάδων RAID: 1) Πάντακάνω αντίγραφα ασφαλείας; 2) χρήση RAID6!

Πρόσφατα εμφανίστηκαν νέα επίπεδα RAID1E, RAID5E, RAID5EE. Το γράμμα "Ε" στο όνομα σημαίνει Ενισχυμένη.

Βελτιωμένο επίπεδο RAID-1 (Επίπεδο RAID-1E)συνδυάζει mirroring και striping δεδομένων. Αυτό το μείγμα των επιπέδων 0 και 1 διατάσσεται ως εξής. Τα δεδομένα σε μια σειρά κατανέμονται ακριβώς όπως στο RAID 0. Δηλαδή, η σειρά δεδομένων δεν έχει πλεονασμό. Η επόμενη σειρά μπλοκ δεδομένων αντιγράφει την προηγούμενη με μετατόπιση ενός μπλοκ. Έτσι, όπως στην τυπική λειτουργία RAID 1, κάθε μπλοκ δεδομένων έχει ένα αντίγραφο καθρέφτη σε έναν από τους δίσκους, επομένως ο χρήσιμος όγκος της συστοιχίας είναι ίσος με το ήμισυ του συνολικού όγκου των σκληρών δίσκων που περιλαμβάνονται στη συστοιχία. Το RAID 1E απαιτεί συνδυασμό τριών ή περισσότερων μονάδων δίσκου για να λειτουργήσει.

Μου αρέσει πολύ το επίπεδο RAID1E. Για δυνατά γραφικά σταθμός εργασίαςή ακόμα και για οικιακός υπολογιστής – βέλτιστη επιλογή! Έχει όλα τα πλεονεκτήματα του μηδενικού και του πρώτου επιπέδου - εξαιρετική ταχύτητα και υψηλή αξιοπιστία.

Ας περάσουμε τώρα στο επίπεδο Βελτιωμένο επίπεδο RAID-5 (Επίπεδο RAID-5E). Αυτό είναι το ίδιο με το RAID5, μόνο με έναν αντίγραφο ασφαλείας ενσωματωμένο στη συστοιχία εφεδρική κίνηση. Αυτή η ενσωμάτωση πραγματοποιείται ως εξής: σε όλους τους δίσκους της συστοιχίας, 1/Ν μέρος του χώρου αφήνεται ελεύθερο, το οποίο χρησιμοποιείται ως ζεστό εφεδρικό σε περίπτωση βλάβης ενός από τους δίσκους. Εξαιτίας αυτού, το RAID5E επιδεικνύει, μαζί με την αξιοπιστία, καλύτερη απόδοση, αφού η ανάγνωση/εγγραφή εκτελείται παράλληλα από μεγαλύτερο αριθμό μονάδων δίσκου ταυτόχρονα και η ρεζέρβα δεν είναι αδρανής, όπως στο RAID5. Προφανώς, ο δίσκος αντιγράφου ασφαλείας που περιλαμβάνεται στον τόμο δεν μπορεί να μοιραστεί με άλλους τόμους (αποκλειστικός έναντι κοινόχρηστου). Ένας τόμος RAID 5E είναι χτισμένος σε τουλάχιστον τέσσερις φυσικούς δίσκους. Ο χρήσιμος όγκος ενός λογικού όγκου υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο N-2.

RAID level-5E Enhanced (RAID level-5EE)παρόμοιο με το επίπεδο RAID-5E, αλλά έχει περισσότερα αποτελεσματική διανομήεφεδρική κίνηση και, ως εκ τούτου, ταχύτερος χρόνος ανάκτησης. Όπως το επίπεδο RAID5E, αυτό το επίπεδο RAID διανέμει μπλοκ δεδομένων και αθροίσματα ελέγχου σε σειρές. Αλλά διανέμει επίσης δωρεάν μπλοκ της εφεδρικής μονάδας δίσκου και δεν δεσμεύει απλώς μέρος του χώρου στο δίσκο για αυτούς τους σκοπούς. Αυτό μειώνει τον χρόνο που απαιτείται για την αναδόμηση της ακεραιότητας ενός τόμου RAID5EE. Ο δίσκος αντιγράφου ασφαλείας που περιλαμβάνεται στον τόμο δεν μπορεί να μοιραστεί με άλλους τόμους - όπως στην προηγούμενη περίπτωση. Ένας τόμος RAID 5EE είναι χτισμένος σε τουλάχιστον τέσσερις φυσικούς δίσκους. Ο χρήσιμος όγκος ενός λογικού όγκου υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο N-2.

Παραδόξως, καμία αναφορά στο επίπεδο RAID 6EΔεν μπόρεσα να το βρω στο Διαδίκτυο - μέχρι στιγμής αυτό το επίπεδο δεν προσφέρεται ούτε ανακοινώνεται από κανέναν κατασκευαστή. Αλλά το επίπεδο RAID6E (ή RAID6EE;) μπορεί να προσφερθεί σύμφωνα με την ίδια αρχή με το προηγούμενο. Δίσκος HotSpare Αναγκαίωςπρέπει να συνοδεύει οποιονδήποτε τόμο RAID, συμπεριλαμβανομένου του RAID 6. Φυσικά, δεν θα χάσουμε πληροφορίες εάν ένας ή δύο δίσκοι αποτύχουν, αλλά είναι εξαιρετικά σημαντικό να ξεκινήσετε την αναγέννηση της ακεραιότητας της συστοιχίας όσο το δυνατόν νωρίτερα για να βγάλετε γρήγορα το σύστημα. του «κρίσιμου» τρόπου λειτουργίας. Δεδομένου ότι η ανάγκη για ένα Hot Spare είναι αναμφισβήτητο για εμάς, θα ήταν λογικό να προχωρήσουμε παραπέρα και να τον «διαδώσουμε» στον τόμο, όπως γίνεται στο RAID 5EE, προκειμένου να έχουμε τα οφέλη από τη χρήση περισσότερη ποσότηταδίσκοι ( καλύτερη ταχύτηταανάγνωση-γραφή και άλλα γρήγορη ανάρρωσηακεραιότητα).

Επίπεδα RAID σε «αριθμούς».

Μερικά από αυτά τα έχω μαζέψει σε πίνακα σημαντικές παραμέτρουςσχεδόν όλα τα επίπεδα RAID, ώστε να μπορείτε να τα συγκρίνετε μεταξύ τους και να κατανοήσετε καλύτερα την ουσία τους.

Επίπεδο ~~~~~~~

Καλύβες- ακριβώς ness ~~~~~~~

Χρήση Χωρητικότητα δίσκου ~~~~~~~

Παραγωγή ditel- ness ΑΝΑΓΝΩΣΗ ~~~~~~~

Παραγωγή ditel- ness εγγραφές ~~~~~~~

Ενσωματωμένο δίσκος Αποθεματικό ~~~~~~~

Ελάχ. αριθμός δίσκων ~~~~~~~

Μέγιστη. αριθμός δίσκων ~~~~~~~

χωρίς

χωρίς

χωρίς

χωρίς

Όλα τα επίπεδα "mirror" είναι RAID 1, 1+0, 10, 1E, 1E0.

Ας προσπαθήσουμε ξανά να κατανοήσουμε διεξοδικά πώς διαφέρουν αυτά τα επίπεδα;

RAID 1.
Αυτός είναι ένας κλασικός «καθρέφτης». Δύο (και μόνο δύο!) σκληροί δίσκοι λειτουργούν ως ένας, αποτελώντας πλήρες αντίγραφο ο ένας του άλλου. Η αποτυχία μιας από αυτές τις δύο μονάδες δίσκου δεν έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια των δεδομένων σας, καθώς ο ελεγκτής συνεχίζει να λειτουργεί στην υπόλοιπη μονάδα δίσκου. RAID1 σε αριθμούς: 2x πλεονασμός, 2x αξιοπιστία, 2x κόστος. Η απόδοση εγγραφής είναι ισοδύναμη με αυτή ενός μεμονωμένου σκληρού δίσκου. Η απόδοση ανάγνωσης είναι υψηλότερη επειδή ο ελεγκτής μπορεί να κατανείμει λειτουργίες ανάγνωσης μεταξύ δύο δίσκων.

RAID 10.
Η ουσία αυτού του επιπέδου είναι ότι οι δίσκοι της συστοιχίας συνδυάζονται σε ζεύγη σε "καθρέφτες" (RAID 1), και στη συνέχεια όλα αυτά τα ζεύγη καθρέφτη, με τη σειρά τους, συνδυάζονται σε μια κοινή ριγέ συστοιχία (RAID 0). Γι' αυτό μερικές φορές αναφέρεται ως RAID 1+0. Σημαντικό σημείο– Το RAID 10 μπορεί να συνδυάσει μόνο ζυγό αριθμό δίσκων (τουλάχιστον 4, το πολύ 16). Πλεονεκτήματα: η αξιοπιστία κληρονομείται από τον «καθρέφτη», η απόδοση τόσο για την ανάγνωση όσο και για τη γραφή κληρονομείται από το «μηδέν».

RAID 1E.
Το γράμμα "Ε" στο όνομα σημαίνει "Βελτιωμένο", δηλ. «βελτιώθηκε». Η αρχή αυτής της βελτίωσης είναι η εξής: τα δεδομένα «απογυμνώνονται» σε μπλοκ σε όλους τους δίσκους της συστοιχίας και στη συνέχεια «ριγώνονται» ξανά με μετατόπιση σε έναν δίσκο. Το RAID 1E μπορεί να συνδυάσει από τρεις έως 16 δίσκους. Η αξιοπιστία αντιστοιχεί στους δείκτες "δέκα" και η απόδοση γίνεται λίγο καλύτερη λόγω μεγαλύτερης "εναλλαγής".

RAID 1E0.
Αυτό το επίπεδο υλοποιείται ως εξής: δημιουργούμε έναν πίνακα "null" από πίνακες RAID1E. Επομένως, ο συνολικός αριθμός δίσκων πρέπει να είναι πολλαπλάσιο των τριών: τουλάχιστον τρεις και το πολύ εξήντα! Σε αυτήν την περίπτωση, είναι απίθανο να έχουμε πλεονέκτημα ταχύτητας και η πολυπλοκότητα της υλοποίησης μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την αξιοπιστία. Το κύριο πλεονέκτημα είναι η δυνατότητα συνδυασμού ενός πολύ μεγάλου (έως 60) αριθμού δίσκων σε μια συστοιχία.

Η ομοιότητα όλων των επιπέδων RAID 1X έγκειται στους δείκτες πλεονασμού τους: για λόγους αξιοπιστίας, θυσιάζεται ακριβώς το 50% της συνολικής χωρητικότητας των δίσκων συστοιχίας.

Ανάλογα με την επιλεγμένη προδιαγραφή RAID, οι ταχύτητες ανάγνωσης και εγγραφής ή/και η προστασία της απώλειας δεδομένων ενδέχεται να βελτιωθούν.

Όταν εργάζονται με υποσυστήματα δίσκου, οι ειδικοί πληροφορικής αντιμετωπίζουν συχνά δύο κύρια προβλήματα.

• Το πρώτο είναι χαμηλή ταχύτηταανάγνωση/εγγραφή, μερικές φορές ακόμη και οι ταχύτητες μιας μονάδας SSD δεν είναι αρκετές.
• Το δεύτερο είναι η αστοχία δίσκων, που σημαίνει απώλεια δεδομένων, η ανάκτηση των οποίων μπορεί να είναι αδύνατη.

Και τα δύο αυτά προβλήματα επιλύονται χρησιμοποιώντας τεχνολογία RAID (πλεονάζουσα διάταξη ανεξάρτητων δίσκων) - μια εικονική τεχνολογία αποθήκευσης δεδομένων που συνδυάζει πολλούς φυσικούς δίσκους σε ένα λογικό στοιχείο.

Ανάλογα με την επιλεγμένη προδιαγραφή RAID, οι ταχύτητες ανάγνωσης/εγγραφής ή/και η προστασία της απώλειας δεδομένων ενδέχεται να βελτιωθούν.

Τα επίπεδα προδιαγραφών RAID είναι: 1,2,3,4,5,6,0. Επιπλέον, υπάρχουν συνδυασμοί: 01,10,50,05,60,06. Σε αυτό το άρθρο θα δούμε τους πιο συνηθισμένους τύπους συστοιχιών RAID. Αλλά πρώτα ας πούμε ότι υπάρχουν συστοιχίες RAID υλικού και λογισμικού.

Συστοιχίες RAID υλικού και λογισμικού

• Οι συστοιχίες λογισμικού δημιουργούνται μετά την εγκατάσταση του Λειτουργικού Συστήματος χρησιμοποιώντας προϊόντα λογισμικού και βοηθητικά προγράμματα, το οποίο είναι το κύριο μειονέκτημα τέτοιων συστοιχιών δίσκων.
• Τα RAID υλικού δημιουργούν μια συστοιχία δίσκων πριν από την εγκατάσταση του λειτουργικού συστήματος και δεν εξαρτώνται από αυτήν.

RAID 1

RAID 1 (ονομάζεται επίσης "Mirror" - Mirror) περιλαμβάνει πλήρη αντιγραφή δεδομένων από έναν φυσικό δίσκο σε έναν άλλο.

Τα μειονεκτήματα του RAID 1 περιλαμβάνουν το γεγονός ότι έχετε το μισό χώρο στο δίσκο. Εκείνοι. Εάν χρησιμοποιείτε ΔΥΟ δίσκους 250 GB, το σύστημα θα δει μόνο ONE 250 GB σε μέγεθος. Αυτός ο τύποςΤο RAID δεν παρέχει κέρδος στην ταχύτητα, αλλά αυξάνει σημαντικά το επίπεδο ανοχής σφαλμάτων, επειδή εάν ένας δίσκος αποτύχει, υπάρχει πάντα ένα πλήρες αντίγραφό του. Η εγγραφή και η διαγραφή από δίσκους γίνονται ταυτόχρονα. Εάν οι πληροφορίες διαγράφηκαν σκόπιμα, τότε δεν θα υπάρχει τρόπος να τις επαναφέρετε από άλλο δίσκο.

RAID 0

Το RAID 0 (ονομάζεται επίσης Striping) περιλαμβάνει τη διαίρεση των πληροφοριών σε μπλοκ και την ταυτόχρονη εγγραφή διαφορετικών μπλοκ σε διαφορετικούς δίσκους.

Αυτή η τεχνολογία αυξάνει την ταχύτητα ανάγνωσης/εγγραφής, επιτρέπει στον χρήστη να χρησιμοποιεί την πλήρη συνολική χωρητικότητα των δίσκων, αλλά μειώνει την ανοχή σφαλμάτων ή μάλλον τη μειώνει στο μηδέν. Έτσι, εάν ένας από τους δίσκους αποτύχει, θα είναι σχεδόν αδύνατο να επαναφέρετε πληροφορίες. Για τη δημιουργία RAID 0, συνιστάται η χρήση μόνο εξαιρετικά αξιόπιστων δίσκων.

Το RAID 5 μπορεί να ονομαστεί πιο προηγμένο RAID 0. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έως και 3 σκληρούς δίσκους. Το Raid 0 καταγράφεται σε όλους εκτός από ένα και ένα ειδικό άθροισμα ελέγχου καταγράφεται στο τελευταίο, το οποίο σας επιτρέπει να αποθηκεύετε πληροφορίες στους σκληρούς δίσκους σε περίπτωση "θανάτου" ενός από αυτούς (αλλά όχι περισσότερων από έναν). Η ταχύτητα λειτουργίας μιας τέτοιας συστοιχίας είναι υψηλή. Εάν αντικαταστήσετε το δίσκο, θα χρειαστεί πολύς χρόνος.

RAID 2, 3, 4

Αυτές είναι μέθοδοι αποθήκευσης κατανεμημένων πληροφοριών χρησιμοποιώντας δίσκους που έχουν εκχωρηθεί για κωδικούς ισοτιμίας. Διαφέρουν μεταξύ τους μόνο σε μεγέθη μπλοκ. Στην πράξη, πρακτικά δεν χρησιμοποιούνται λόγω της ανάγκης να αφιερωθεί μεγάλο μέρος της χωρητικότητας του δίσκου για την αποθήκευση κωδικών ECC ή/και ισοτιμίας, καθώς και λόγω χαμηλής απόδοσης.

RAID 10

Είναι ένας συνδυασμός συστοιχιών RAID 1 και 0.Και συνδυάζει τα πλεονεκτήματα του καθενός: υψηλή απόδοσηκαι υψηλή ανοχή σφαλμάτων.

Ο πίνακας πρέπει να περιέχει ζυγό αριθμό δίσκων (τουλάχιστον 4) και είναι η πιο αξιόπιστη επιλογή για την αποθήκευση πληροφοριών. Το μειονέκτημα είναι το υψηλό κόστος της συστοιχίας δίσκου: η αποτελεσματική χωρητικότητα θα είναι το ήμισυ της συνολικής χωρητικότητας του χώρου του δίσκου.

Είναι ένας συνδυασμός συστοιχιών RAID 5 και 0. Το RAID 5 κατασκευάζεται, αλλά τα στοιχεία του δεν θα είναι ανεξάρτητοι σκληροί δίσκοι, αλλά συστοιχίες RAID 0.

Ιδιαιτερότητες.

Εάν ο ελεγκτής RAID χαλάσει, είναι σχεδόν αδύνατο να επαναφέρετε τις πληροφορίες (δεν ισχύει για το Mirror). Ακόμα κι αν αγοράσετε ακριβώς τον ίδιο ελεγκτή, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα το RAID να συναρμολογηθεί από άλλους τομείς δίσκων, πράγμα που σημαίνει ότι οι πληροφορίες στους δίσκους θα χαθούν.

Κατά κανόνα, οι δίσκοι αγοράζονται σε μία παρτίδα. Κατά συνέπεια, η επαγγελματική τους ζωή μπορεί να είναι περίπου η ίδια. Σε αυτήν την περίπτωση, συνιστάται να αγοράσετε αμέσως, τη στιγμή της αγοράς δίσκων για τη συστοιχία, κάποια περίσσεια. Για παράδειγμα, για να διαμορφώσετε το RAID 10 από 4 δίσκους, θα πρέπει να αγοράσετε 5 δίσκους. Έτσι, εάν ένα από αυτά αποτύχει, μπορείτε γρήγορα να το αντικαταστήσετε με ένα νέο πριν αποτύχουν άλλοι δίσκοι.

συμπεράσματα.

Στην πράξη, τις περισσότερες φορές χρησιμοποιούνται μόνο τρεις τύποι συστοιχιών RAID. Αυτά είναι τα RAID 1, RAID 10 και RAID 5.

Όσον αφορά το κόστος/απόδοση/ανοχή σφαλμάτων, συνιστάται η χρήση:

• RAID 1(κατοπτρισμός) για να σχηματίσει ένα υποσύστημα δίσκου για λειτουργικά συστήματα χρήστη.
• RAID 10για δεδομένα που έχουν υψηλές απαιτήσειςγια ταχύτητα γραφής και ανάγνωσης. Για παράδειγμα, για την αποθήκευση βάσεων δεδομένων 1C: Enterprise, διακομιστή αλληλογραφίας, AD.
• RAID 5χρησιμοποιείται για την αποθήκευση δεδομένων αρχείων.

Η ιδανική λύση διακομιστή σύμφωνα με την πλειοψηφία διαχειριστές συστήματοςείναι ένας διακομιστής με έξι δίσκους. Οι δύο δίσκοι «καθρέφτονται» και το λειτουργικό σύστημα είναι εγκατεστημένο στο RAID 1. Οι τέσσερις εναπομείναντες δίσκοι συνδυάζονται στο RAID 10 για γρήγορη, απρόσκοπτη, αξιόπιστη λειτουργία του συστήματος.