ВИСТ Санкт-Петербург

RAID массивы

RAID (англ. redundant array of independent disks) — избыточный массив независимых жёстких дисков. По сути, такой массив представляет из себя несколько физических жёстких дисков, воспринимаемые системой как один логический. Для взаимодействия и вычислений используется специальный контроллер, но можно обойтись и без него, организовав т.н. "программный RAID".

RAID 0

"Striping" (чередование)

Обеспечивает низкую стоимость и максимальную производительность, но не обеспечивает защиту от сбоев. Отказ даже одного из дисков приводит к полной потере всех данных.

Бизнес использует RAID 0 обычно для задач, требующих быстрого доступа к большим объемам временных данных на дисках (таких как видео/аудио пост-продакшн, обсчет мультимедиа-данных, САПР, регистрация данных и пр.), где данные могут быть просто загружены заново без ущерба для бизнеса.

При RAID 0 дисковое пространство используется на 100%, так как используются все доступные диски.

RAID 1

"Mirroring" (зеркалирование)

Экономичное решение для двух дисков с защитой от сбоев. RAID 1 состоит из дублирующих друг друга наборов данных, то есть блоки данных записываются на оба диска.

Существенным недостатком можно считать малую доступную емкость такого массива, ведь все доступные диски целиком будут заняты одинаковыми данным.

При RAID 1 емкость дискового пространства, пригодного для хранения, составляет 50% от емкости доступных дисков в RAID-массиве.

RAID 1E

"Striped Mirroring" (зеркалирование с чередованием)

Объединяет чередование данных RAID 0 с зеркалированием данных RAID 1. Данные, записанные на полосу на одном диске, зеркалируются на полосу на следующем диске массива.

Основным преимуществом по сравнению с RAID 1 является то, что массивы RAID 1E могут создаваться при нечетном числе дисков.

При RAID 1E емкость дискового пространства, пригодного для хранения, составляет 50% от емкости доступных дисков в RAID-массиве.

RAID 5

"Striping with parity" (чередование с четностью)

Технология с чередованием данных, созданная для обеспечения безотказного хранения данных, но без дублирования данных как RAID 1 и RAID 1E. Данные записываются с чередованием по всем дискам в массиве, но для каждой полосы данных (stripe) массива (один блок данных с каждого диска), один блок данных этой полосы зарезервирован для хранения четности, вычисленной для других блоков данных  в этой полосе данных.

Скорость чтения, поэтому очень хороша, однако есть проигрыш в скорости записи, т.к. четность должна пересчитываться и записываться при записи новых данных.RAID 5 требует как минимум три диска, максимальное число дисков составляет 16.

Полезная емкость при RAID 5 составляет от 67% до 94%, в зависимости от числа дисков в наборе RAID.

RAID 5EE

RAID 5EE распределяет емкость по N+1 дискам и представляет собой массив RAID 5 плюс стандартный диск hot spare. Это означает, что в нормальном режиме работы hot spare является активным участником, вместо того, чтобы крутиться вхолостую. Добавление диска hotspare к обычному массиву RAID 5 позволяет улучшить защиту данных за счет уменьшения времени на восстановление. Эта технология не предполагает максимального использования диска hot-spare, т.к. он работает вхолостую до момента отказа. Часто проходят многие годы, прежде чем диск hot-spare будет задействован. В частности, для небольших массивов RAID 5 использование дополнительного диска (например, четыре диска вместо трех) может существенно повысить скорость чтения.

Например, переход от RAID 5 с четырьмя дисками и hot spare к RAID 5EE с пятью дисками даст прирост производительности примерно в 25%.

Полезная емкость RAID 5EE составляет от 50% до 88%, в зависимости от числа дисков в наборе RAID. RAID 5EE требует как минимум четырех дисков, максимальное число дисков составляет 16.

RAID 6

"Striping with dual parity" (чередование с двойной четностью)

Данные распределяются по нескольким дисковым накопителям, при этом для хранения и восстановления данных используется схема двойной четности. Это допускает отказ двух дисков в массиве, обеспечивая лучшую отказоустойчивость, чем RAID 5. Это также позволяет использовать более дешевые диски ATA и SATA для хранения критически важных данных.

RAID 6 требует как минимум четыре диска и допускает использование максимально до 16 дисков.

Полезная емкость всегда меньше на 2 диска, чем доступное число дисков в наборе RAID.

RAID 10

Фактически, объединяет чередование RAID0 и зеркалирование RAID1.

Этот уровень обладает улучшенной производительностью чередования и избыточностью зеркалирования.

RAID 10 – это результат формирования массива RAID 0 из двух и более массивов RAID 1. Этот уровень RAID обеспечивает отказоустойчивость – допускается отказ одного диска для каждого суб-массива без потери данных.

Такой массив обычно используется в базах данных, где необходимо быстродействие.

Полезная емкость массива RAID 10 составляет 50% объема доступных дисковых накопителей.

RAID 50

Это комбинация нескольких наборов RAID 5 с RAID 0 (чередование). Чередование помогает увеличить емкость и производительность без добавления дисков в каждый массив RAID 5 (который бы ухудшал доступность данных и оказывал негативное влияние на производительность при ухудшенном режиме).

RAID 50 включает чередование RAID 0 на массивы RAID 5 нижнего уровня. Преимущества RAID 5 усиливаются RAID 0, позволяя объединять много дисков в единый логический диск. Допускается до одного отказа диска в каждом суб-массиве без потери данных. Также время восстановления гораздо меньше, чем при большом едином массиве RAID 5.

Полезная емкость RAID 50 колеблется от 67% до 94%, в зависимости от числа дисков в массиве RAID.

RAID 60

Это комбинация нескольких наборов RAID 6 с RAID 0 (чередование).

Двойная четность допускает отказ двух дисков в каждом массиве RAID 6.

Чередование помогает увеличить емкость и производительность без добавления дисков в каждый массив RAID 6 (который бы ухудшал доступность данных и оказывал негативное влияние на производительность при работе в ухудшенном режиме).

Сравнительная таблица

Давайте наглядны взглянем на достоинства и недостатки каждого уровня RAID.

© Ковалев Кирилл, 2011 ВИСТ Санкт-Петербург

При копировании материалов ссылка на источник обязательна.

http://www.vist.spb.ru/