▷ Рейд 0, 1, 5, 10, 01, 100, 50: пояснення всіх типів

Безумовно, ми всі чули про конфігурацію дисків в RAID, і ми пов’язали це з великими компаніями, де необхідність копіювання та доступності даних є першорядною. Але сьогодні практично всі наші материнські плати для настільних ПК мають можливість створити власні RAID.

Зміст індексу

Сьогодні ми розберемося, що таке технологія RAID, яка, крім того, що є брендом високоефективного спрею проти комарів, також має відношення до технологій у світі обчислювальної техніки. Ми побачимо, з чого складається його функціонування і що ми можемо зробити з ним та його різні конфігурації. У ньому наші механічні жорсткі диски або SSD займуть центральне місце, якими б вони не були, що дозволяє нам зберігати величезну кількість інформації завдяки накопичувачам понад 10 ТБ, які ми зараз можемо знайти.

Можливо, ви також чули про хмарне сховище та його переваги перед зберіганням у нашій власній команді, але правда полягає в тому, що воно більш орієнтоване на бізнес. Вони платять ціну за такий тип послуг, який надається через Інтернет та на віддалених серверах, які мають вдосконалені системи безпеки та власні RAID-конфігурації з великим надмірністю даних.

Що таке технологія RAID?

Термін RAID походить від "Надлишковий масив незалежних дисків" або в іспанській мові - надлишковий масив незалежних дисків. За його назвою ми вже добре уявляємо, що ця технологія має намір робити. Що є не що інше, як створення системи для зберігання даних з використанням декількох одиниць зберігання даних, серед яких дані розподіляються чи реплікуються. Ці запам'ятовуючі пристрої можуть бути як механічними, так і жорсткими дисками жорсткого типу, SSD або твердотільними накопичувачами.

Технологія RAID поділяється на конфігурації, які називаються рівнями, за допомогою яких ми можемо отримати різні результати з точки зору можливостей зберігання інформації. Для практичних цілей ми будемо розглядати RAID як єдиний сховище даних, як ніби це єдиний логічний диск, навіть якщо в ньому є кілька фізично незалежних жорстких дисків.

Кінцева мета RAID - запропонувати користувачеві більший об'єм пам’яті, надмірність даних, щоб уникнути втрати даних та забезпечити більш високу швидкість читання та запису даних, ніж якщо б у нас був лише жорсткий диск. Очевидно, ці функції будуть незалежно розширені залежно від того, який рівень RAID ми хочемо впровадити.

Ще однією перевагою використання RAID є те, що ми можемо використовувати старі жорсткі диски, які ми маємо вдома, і що ми можемо підключитися через інтерфейс SATA до нашої материнської плати. Таким чином, за допомогою недорогих одиниць, ми зможемо змонтувати систему зберігання даних, де наші дані будуть захищені від збоїв.

Там, де використовуються RAID

Загалом, RAID використовуються компаніями протягом багатьох років через особливу важливість їхніх даних та необхідність їх збереження та забезпечення їх надмірності. У них є один або більше серверів, спеціально призначених для управління цим сховищем інформації, з обладнанням, спеціально розробленим для цього використання, та захисним захистом від зовнішніх загроз, що запобігатиме надмірному доступу до них. Зазвичай ці склади використовують однакові жорсткі диски у продуктивності та технології виготовлення для оптимальної масштабованості.

Але сьогодні майже всі ми зможемо використовувати систему RAID, якщо у нас буде відносно нова материнська плата та з чіпсетом, який реалізує цей тип внутрішніх інструкцій. Нам знадобиться лише кілька дисків, підключених до нашої базової тюки, щоб почати налаштування RAID з Linux, Mac або Windows.

Якщо наша команда не реалізує цю технологію, нам знадобиться контролер RAID для управління складом безпосередньо з обладнання, хоча в цьому випадку система буде сприйнятлива до збоїв цього контролера, що, наприклад, не станеться, якщо ми керуємо ним через програмне забезпечення.

Що RAID може, а що не може зробити

Ми вже знаємо, що таке RAID і де його можна використовувати, але тепер ми повинні знати, які переваги ми збираємося отримати, впровадивши таку систему та які інші речі ми не зможемо з нею зробити. Таким чином ми не потрапимо в помилку припускати речі, коли вони насправді є.

Переваги RAID

• Висока толерантність: за допомогою RAID ми можемо отримати набагато кращу відмовність, ніж якщо у нас є лише жорсткий диск. Це буде обумовлено прийнятими нами конфігураціями RAID, оскільки деякі орієнтовані на забезпечення надмірності, а інші просто для досягнення швидкості доступу. Читання та записування поліпшення продуктивності: Як і в попередньому випадку, існують системи, спрямовані на підвищення продуктивності, поділяючи блоки даних на кілька одиниць, щоб змусити їх працювати паралельно. Можливість поєднання двох попередніх властивостей: рівні RAID можна комбінувати, як ми побачимо нижче. Таким чином ми можемо скористатись швидкістю доступу одних і надмірністю даних інших. Хороша масштабованість та ємність зберігання: ще однією з її переваг є те, що вони, як правило, легко масштабовані системи, залежно від прийнятої нами конфігурації. Крім того, ми можемо використовувати диски різного характеру, архітектури, ємності та віку.

Що RAID не може зробити

• RAID не є засобом захисту даних: RAID буде копіювати дані, а не захищати їх, це дві дуже різні концепції. Такий же збиток вірус нанесе на окремому жорсткому диску, як ніби він ввійшов до RAID. Якщо у нас не буде системи захисту, яка б її захищала, дані будуть однаково викриті. Краща швидкість доступу не гарантована: є конфігурації, які ми можемо зробити самі, але не всі програми або ігри здатні добре працювати на RAID. Ми багато разів не збираємося отримувати прибуток, використовуючи два жорсткі диски замість одного для зберігання даних розділеним способом.

Недоліки RAID

• RAID не забезпечує відновлення після катастрофи: як ми знаємо, є програми, які можуть відновити файли з пошкодженого жорсткого диска. Для RAID потрібні різні та більш конкретні драйвери, які не обов'язково сумісні з цими програмами. Тож у випадку відмови ланцюга або декількох дисків у нас можуть бути дані, які не можна відновити. Міграція даних є складнішою: клонування диска в одній операційній системі є досить простим, але зробити це з повним RAID до іншої набагато складніше, якщо у нас немає правильних інструментів. Ось чому міграція файлів з однієї системи в іншу для її оновлення іноді є непереборним завданням. Висока початкова вартість: реалізація RAID з двома дисками проста, але якщо ми хочемо більш складні та зайві набори, справи ускладнюються. Чим більше дисків, тим вища вартість та складніша система, тим більше нам знадобиться.

Які рівні RAID є

Сьогодні ми можемо знайти досить багато типів RAID, хоча вони поділяться на стандартні RAID, вкладені рівні та рівні власності. Звичайно, найчастіше для приватних користувачів та малого бізнесу - це звичайні рівні та вкладені рівні, оскільки більшість високого класу мають можливість це робити, не встановлюючи нічого зайвого.

Навпаки, фірмові рівні використовуються лише самими творцями або продають цю послугу. Вони є варіантами тих, що вважаються базовими, і ми не вважаємо, що їх пояснення є необхідним.

Подивимося, з чого складається кожен з них.

RAID 0

Перший у нас RAID називається рівень 0 або розділеним набором. У цьому випадку ми не маємо надмірності даних, оскільки функцією цього рівня є розподіл даних, що зберігаються між різними жорсткими дисками, підключеними до комп'ютера.

Мета реалізації RAID 0 - забезпечити хороші швидкості доступу до даних, що зберігаються на жорстких дисках, оскільки інформація однаково розподіляється на них, щоб мати одночасний доступ до більшої кількості даних, коли їх накопичувачі паралельно працюють.

У RAID 0 немає інформації про парність або надмірність даних, тому якщо один з накопичувачів зламається, ми втратимо всі дані, що були всередині нього, якщо тільки ми не зробили зовнішні резервні копії для цієї конфігурації.

Щоб виконати RAID 0, ми повинні звернути увагу на розмір жорстких дисків, що їх складають. У цьому випадку саме найменший жорсткий диск визначає доданий простір у RAID. Якщо у нас в конфігурації є 1 ТБ жорсткий диск і ще 500 ГБ, розмір функціонального набору складе 1 ТБ, беручи жорсткий диск 500 ГБ і ще 500 ГБ з 1 ТБ диска. Ось чому ідеально було б використовувати жорсткі диски одного розміру, щоб мати можливість використовувати весь наявний простір у розробленому наборі.

РАЙД 1

Ця конфігурація також називається дзеркальним відображенням або " дзеркальним відображенням " і є однією з найбільш часто використовуваних для забезпечення надмірності даних та хорошої відмовостійкості. У цьому випадку ми створюємо магазин із подвійною інформацією на двох жорстких дисках або двох наборах жорстких дисків. Коли ми зберігаємо дані, ми одразу тиражуємо його у дзеркальний блок, щоб удвічі зберігалися однакові дані.

В очах операційної системи у нас є лише один блок зберігання, до якого ми отримуємо доступ для зчитування даних всередині. Але у випадку цього не вдасться, дані будуть автоматично шукатись у повтореному диску. Також цікаво збільшити швидкість читання даних, оскільки ми можемо читати інформацію одночасно з двох дзеркальних одиниць.

RAID 2

Цей рівень RAID мало використовується, оскільки в основному він заснований на створенні розподіленого сховища на декількох дисках на рівні бітів. У свою чергу, код помилки створюється з цього розподілу даних і зберігається в одиницях, призначених виключно для цієї мети. Таким чином, всі диски на складі можна контролювати та синхронізувати для читання та запису даних. Оскільки на даний момент диски вже мають систему виявлення помилок, ця конфігурація є контрпродуктивною і використовується система паритетності.

РАЙД 3

Цей параметр також наразі не використовується. Він складається з поділу даних на рівні байтів на різні одиниці, що складають RAID, крім одного, де зберігається інформація про паритет, щоб мати змогу приєднуватися до цих даних під час його зчитування. Таким чином, кожен байт, що зберігається, має додатковий біт паритету для ідентифікації помилок та відновлення даних у разі втрати накопичувача.

Перевага цієї конфігурації полягає в тому, що дані діляться на кілька дисків і доступ до інформації відбувається дуже швидко, наскільки є паралельні диски. Для налаштування цього типу RAID вам потрібно щонайменше 3 жорстких диска.

РАЙД 4

Йдеться також про зберігання даних у блоках, розділених між дисками в магазині, залишаючи один з них для зберігання бітів парності. Принципова відмінність від RAID 3 полягає в тому, що якщо ми втрачаємо диск, дані можна реконструювати в режимі реального часу завдяки обчисленим бітам парності. Він спрямований на збереження великих файлів без надмірності, але запис даних відбувається повільніше саме через необхідність робити цей розрахунок паритету щоразу, коли щось записується.

РАЙД 5

Також називається розподіленою системою паритету. Цей сьогодні використовується частіше, ніж рівні 2, 3 та 4, зокрема на пристроях NAS. У цьому випадку інформація зберігається розділеною на блоки, які розподіляються між жорсткими дисками, що складають RAID. Але також створюється блок паритету для забезпечення надмірності та можливості реконструкції інформації у випадку пошкодження жорсткого диска. Цей блок парності буде зберігатися в блоці, відмінному від блоків даних, які беруть участь у обчисленому блоці, таким чином інформація парності буде зберігатися на іншому диску, ніж там, де беруть участь блоки даних.

У цьому випадку нам також знадобляться щонайменше три одиниці зберігання, щоб забезпечити надмірність даних з паритетом, а відмова буде допущена лише на одному блоці за один раз. У разі розбиття двох одночасно, ми втрачаємо інформацію про паритет і хоча б один із задіяних блоків даних. Існує варіант RAID 5E, в який вставляється запасний жорсткий диск, щоб мінімізувати час відновлення даних, якщо один з основних не вдається.

РАЙД 6

RAID - це, в основному, розширення RAID 5, в якому додається ще один блок паритету для загальної кількості двох. Інформаційні блоки знову будуть розділені на різні одиниці, і таким же чином блоки парності також зберігаються у двох різних одиницях. Таким чином система буде терпимою до виходу з ладу до двох блоків зберігання, але, отже, нам знадобиться до чотирьох накопичувачів, щоб мати можливість формувати RAID 6E. У цьому випадку також є варіант RAID 6e з тією ж метою, що і RAID 5E.

Вкладені рівні RAID

Ми залишили позаду 6 базових рівнів RAID для введення вкладених рівнів. Як ми можемо припустити, ці рівні в основному є системами, які мають основний рівень RAID, але в свою чергу містять інші підрівні, які працюють в іншій конфігурації.

Таким чином, існують різні шари RAID, які здатні одночасно виконувати функції основних рівнів, і, таким чином, мати можливість поєднувати, наприклад, можливість швидшого читання з RAID 0 та надмірність RAID 1.

Давайте розберемося, які сьогодні найбільш використовуються.

RAID 0 + 1

Його також можна знайти під назвою RAID 01 або дзеркало перегородки. В основному він складається з основного рівня типу RAID 1, який виконує функції реплікації даних, знайдених у першому підрівні в секунду. У свою чергу, з'явиться підрівень RAID 0, який буде виконувати свої власні функції, тобто зберігати дані розподіленим чином серед одиниць, що знаходяться в ньому.

Таким чином у нас є основний рівень, який виконує функцію дзеркала та підрівні, які виконують функцію поділу даних. Таким чином, коли жорсткий диск вийде з ладу, дані будуть ідеально зберігатися в іншому дзеркальному RAID 0.

Недоліком цієї системи є масштабованість, коли ми додаємо додатковий диск на одному підрівні, нам також доведеться робити те ж саме на іншому. Крім того, відмовостійкість дозволить нам зламати різний диск на кожному підрівні або зламати два на одному рівні, але не інші комбінації, оскільки ми втрачаємо дані.

RAID 1 + 0

Ну а зараз ми б опинилися в протилежному випадку, це також називається RAID 10 або дзеркальним поділом. Тепер у нас буде основний рівень типу 0, який розділяє збережені дані між різними підрівнями. У той же час у нас буде кілька підрівнів типу 1, які будуть відповідати за тиражування даних на жорстких дисках, які вони мають всередині.

У цьому випадку відмовостійкість дозволить нам зламати всі диски в одному підрівні, крім одного, і для цього потрібно буде хоча б один здоровий диск у кожному з підрівнів, щоб не втратити інформацію.

RAID 50

Звичайно, таким чином ми можемо витратити деякий час, створюючи можливі комбінації RAID, до яких більш складно, щоб досягти максимальної надмірності, надійності та швидкості. Ми також побачимо RAID 50, який є основним рівнем в RAID 0, який ділить дані з підрівнів, налаштованих як RAID 5, з відповідними трьома жорсткими дисками.

У кожному блоці RAID 5 ми матимемо ряд даних із відповідним паритетом. У цьому випадку жорсткий диск може вийти з ладу в кожному RAID 5, і це забезпечить цілісність даних, але якщо вони вийдуть з ладу більше, ми втратимо збережені там дані.

RAID 100 та RAID 101

Але не тільки у нас може бути дворівневе дерево, але і три, і це стосується RAID 100 або 1 + 0 + 0. Він складається з двох підрівень RAID 1 + 0, розділених по черзі на основний рівень також у RAID 0.

Таким же чином ми можемо мати RAID 1 + 0 + 1, що складається з декількох підрівнів RAID 1 + 0, відображених RAID 1 як основний. Швидкість доступу та надмірність доступу дуже хороші, і вони пропонують хорошу стійкість до відмов, хоча кількість використовуваного диска є значною порівняно з наявністю місця.

Ну, це все про технологію RAID та її застосування та функції. Тепер ми залишаємо вам кілька навчальних посібників, які також будуть вам корисні

Ми сподіваємося, що ця інформація була корисною для вас, щоб краще зрозуміти, що таке система зберігання RAID. Якщо у вас є якісь питання або пропозиції, залиште їх у полі для коментарів.