▷ Raid 0, 1, 5, 10, 01, 100, 50: обяснение на всички видове

Със сигурност всички сме чували за конфигурирането на дискове в RAID и сме го свързали с големи компании, където необходимостта от копиране и достъп до данните е от първостепенно значение. Но днес на практика всички наши дънни платки за настолни компютри имат възможност да създават собствени RAID.

Индекс на съдържанието

Днес ще видим какво представлява RAID технологията, която освен че е марка на високоефективен спрей против комари, има и общо с технологиите от света на изчислителната техника. Ще видим от какво се състои неговата работа и какво можем да направим с нея и различните й конфигурации. В него нашите механични твърди дискове или SSD дискове ще заемат централно място, каквото и да са, което ни позволява да съхраняваме огромни количества информация благодарение на дисковете с повече от 10 TB, които можем да намерим в момента.

Може би сте чували и за съхранение в облак и неговите предимства пред съхранението на нашия собствен екип, но истината е, че е по-ориентирана към бизнеса. Те плащат цена, за да имат този вид услуга, която се предоставя през интернет и на отдалечени сървъри, които имат разширени системи за сигурност и собствени RAID конфигурации с голямо излишък на данни.

Какво е RAID технологията?

Терминът RAID идва от " излишен масив от независими дискове " или казано на испански, излишен масив от независими дискове. По негово име вече имаме добра представа какво възнамерява да прави тази технология. Което не е нищо повече от създаване на система за съхранение на данни, използвайки множество единици за съхранение, сред които данните се разпространяват или репликират. Тези единици за съхранение могат да бъдат механични или твърди дискове, SSD или SSD устройства.

RAID технологията е разделена на конфигурации, наречени нива, чрез които можем да получим различни резултати по отношение на възможностите за съхранение на информация. За практически цели ще разгледаме RAID като единно хранилище на данни, сякаш това е един логичен диск, въпреки че има няколко физически независими твърди диска в него.

Крайната цел на RAID е да предложи на потребителя по-голям капацитет за съхранение, излишък на данни, за да се избегне загуба на данни и да се осигури по-бърза скорост на четене и запис на данни, отколкото ако разполагахме само с твърд диск. Очевидно тези функции ще бъдат независимо подобрени в зависимост от това какво ниво на RAID искаме да внедрим.

Друго предимство на използването на RAID е, че можем да използваме стари твърди дискове, които имаме у дома и че можем да се свържем чрез SATA интерфейс към нашата дънна платка. По този начин с нискотарифните единици ще можем да монтираме система за съхранение, където нашите данни ще бъдат безопасни срещу повреди.

Където се използват RAID

Като цяло RAID се използват от много години от компаниите, поради специалното значение на техните данни и необходимостта от тяхното съхраняване и гарантиране на излишността им. Те имат един или повече сървъри, специално предназначени за управление на този магазин за информация, с хардуер, специално проектиран за тази употреба, и със защитен щит срещу външни заплахи, който ще предотврати неправомерен достъп до тях. Обикновено тези складове използват идентични твърди дискове по производителност и технология на производство, за оптимална мащабируемост.

Но днес почти всички от нас ще могат да използват RAID система, ако имаме сравнително нова дънна платка и с чипсет, който реализира този тип вътрешни инструкции. Ще ни трябват само няколко диска, свързани с основната ни бала, за да започнем да конфигурираме RAID от Linux, Mac или Windows.

В случай, че нашият екип не внедри тази технология, ще ни е необходим RAID контролер, който да управлява склада директно от хардуера, въпреки че в този случай системата ще бъде податлива на повреди на този контролер, нещо, което например не се случва, ако го управляваме чрез софтуер.

Какво RAID може и не може да направи

Вече знаем какво е RAID и къде е възможно да го използваме, но сега трябва да знаем какви предимства ще постигнем, като внедрим такава система и какви други неща няма да можем да правим с нея. По този начин няма да изпадаме в грешката да приемаме неща, когато те наистина не са.

Предимства на RAID

• Висока толерантност: С RAID можем да постигнем много по-добра толерантност, отколкото ако имаме само твърд диск. Това ще бъде обусловено от конфигурациите RAID, които приемаме, тъй като някои от тях са ориентирани да осигурят съкращаване, а други просто да постигнат скорост на достъп. Прочетете и напишете подобрения на производителността: Както в предишния случай, съществуват системи, насочени към подобряване на производителността, чрез разделяне на блокове с данни на няколко единици, за да работят паралелно. Възможност за комбиниране на двете предишни свойства: RAID нивата могат да се комбинират, както ще видим по-долу. По този начин можем да се възползваме от скоростта на достъп на някои и излишността на данните на други. Добра мащабируемост и капацитет за съхранение: друго от предимствата му е, че обикновено те са лесно мащабируеми системи, в зависимост от конфигурацията, която приемаме. В допълнение можем да използваме дискове от различно естество, архитектура, капацитет и възраст.

Какво RAID не може да направи

• RAID не е средство за защита на данните: RAID ще копира данни, а не да ги защитава, те са две много различни понятия. Същите щети ще бъдат нанесени от вирус на отделен твърд диск, сякаш той е влязъл в RAID. Ако нямаме система за защита, която я защитава, данните ще бъдат изложени еднакво. По-добрата скорост на достъп не е гарантирана: има конфигурации, които можем да направим сами, но не всички приложения или игри могат да работят добре на RAID. Много пъти няма да реализираме печалба, като използваме два твърди диска вместо един, за да съхраняваме данни разделено.

Недостатъци на RAID

• RAID не гарантира възстановяване след бедствие: както знаем, има приложения, които могат да възстановят файлове от повреден твърд диск. За RAID ви трябват различни и по-специфични драйвери, които не са непременно съвместими с тези приложения. Така че в случай на верижна или множествена повреда на диска, бихме могли да имаме невъзстановими данни. Миграцията на данни е по-сложна: клонирането на диск с една операционна система е доста просто, но да го направите с пълен RAID към друг е много по-сложно, ако нямаме правилните инструменти. Ето защо мигрирането на файлове от една система в друга, за да се актуализира, понякога е непреодолима задача. Висока първоначална цена: внедряването на RAID с два диска е просто, но ако искаме по-сложни и излишни набори, нещата се усложняват. Колкото повече дискове, толкова по-високи разходи и по-сложна система, толкова повече ще се нуждаем.

Какви RAID нива има

Е, днес можем да намерим доста видове RAID, въпреки че те ще бъдат разделени на стандартни RAID, вложени нива и собствени нива. Най-често използваните за частни потребители и малки предприятия, разбира се, са стандартните и вложени нива, тъй като повечето висок клас оборудване имат възможност да го правят, без да инсталират нищо допълнително.

Напротив, собствените нива се използват само от самите създатели или които продават тази услуга. Те са варианти на тези, които се считат за основни и не вярваме, че обяснението им е необходимо.

Нека да видим от какво се състои всеки от тях.

RAID 0

Първият RAID, който имаме, се нарича ниво 0 или разделен набор. В този случай нямаме излишък на данни, тъй като функцията на това ниво е да разпределя данните, които се съхраняват между различните твърди дискове, които са свързани към компютъра.

Целта на внедряването на RAID 0 е да осигури добра скорост на достъп до данните, които се съхраняват на твърди дискове, тъй като информацията е равномерно разпределена върху тях, за да има едновременен достъп до повече данни, като техните дискове работят паралелно, RAID 0 няма информация за паритет или излишък на данни, така че ако някой от дисковете за съхранение се счупи, ние ще загубим всички данни вътре в него, освен ако не сме направили външни архиви на тази конфигурация.

За да извършим RAID 0, трябва да обърнем внимание на размера на твърдите дискове, които го съставят. В този случай това ще бъде най-малкият твърд диск, който определя добавеното пространство в RAID. Ако имаме 1 TB твърд диск и още 500 GB в конфигурацията, размерът на функционалния набор ще бъде 1 TB, като вземем 500 GB твърд диск и още 500 GB от 1 TB диск. Ето защо идеалът би бил да използвате твърди дискове със същия размер, за да можете да използвате цялото налично пространство в проектирания комплект.

RAID 1

Тази конфигурация се нарича също огледално или „ огледално “ и е една от най-често използваните за осигуряване на излишък на данни и добра поносимост на грешките. В този случай това, което правим, е да създадем магазин с дублирана информация на два твърди диска или два комплекта твърди дискове. Когато съхраняваме данни, веднага се репликира в огледалния си блок, за да има два пъти същите данни.

В очите на операционната система имаме само едно устройство за съхранение, до което имаме достъп, за да четем данните вътре. Но в случай че това не успее, данните ще бъдат автоматично търсени в репликираното устройство. Интересно е също да увеличим скоростта на четене на данни, тъй като можем да четем информацията едновременно от двете огледални единици.

RAID 2

Това ниво на RAID е малко използвано, тъй като в основата си се основава на създаване на разпределено съхранение на няколко диска на ниво бит. От своя страна, от това разпределение на данни се създава код за грешка и се съхранява в единици, предназначени изключително за тази цел. По този начин всички дискове в склада могат да бъдат наблюдавани и синхронизирани за четене и записване на данни. Тъй като понастоящем дисковете вече имат система за откриване на грешки, тази конфигурация е контрапродуктивна и се използва системата за паритет.

RAID 3

Тази настройка също не се използва в момента. Той се състои в разделяне на данните на ниво байт на различните единици, съставляващи RAID, с изключение на една, където се съхранява информация за паритет, за да може да се присъедини към тези данни, когато се чете. По този начин всеки съхранен байт има допълнителен бит на паритет за идентифициране на грешки и за възстановяване на данни в случай на загуба на диск.

Предимството на тази конфигурация е, че данните са разделени на няколко диска и достъпът до информация е много бърз, доколкото има паралелни дискове. За да конфигурирате този тип RAID са ви необходими поне 3 твърди диска.

RAID 4

Става дума и за съхраняване на данните в блокове, разделени между дисковете в магазина, оставяйки един от тях да съхранява парните битове. Основната разлика от RAID 3 е, че ако загубим диск, данните могат да бъдат реконструирани в реално време благодарение на изчислените битове за паритет. Тя е насочена към съхраняване на големи файлове без излишъци, но записването на данни е по-бавно именно поради необходимостта да се прави това изчисление на паритет всеки път, когато нещо се запише.

RAID 5

Наричана също система за разпределение на паритет. Този днес се използва по-често от нива 2, 3 и 4, по-специално на NAS устройства. В този случай информацията се съхранява разделена на блокове, които се разпределят между твърдите дискове, съставляващи RAID. Но също така се генерира блок за паритет, който да гарантира излишността и да може да реконструира информацията в случай, че твърд диск се повреди. Този блок за паритет ще се съхранява в различна единица от блоковете с данни, които са включени в изчисления блок, като по този начин информацията за паритета ще се съхранява в различен диск, от който участват блоковете данни.

В този случай също ще ни трябват поне три единици за съхранение , за да гарантираме излишността на данните с паритет, а отказът ще се толерира само в една единица наведнъж. В случай на счупване на две едновременно, ще загубим информацията за паритета и поне един от включените блокове с данни. Има вариант RAID 5E, при който е поставен резервен твърд диск, за да се сведе до минимум времето за възстановяване на данни, ако някой от основните не успее.

RAID 6

RAID е основно разширение на RAID 5, в което се добавя друг блок за паритет, който прави общо два. Информационните блокове ще бъдат разделени отново на различни единици и по същия начин блоковете за паритет също се съхраняват в две различни единици. По този начин системата ще бъде толерантна към отказ на до две единици за съхранение, но следователно ще ни трябват до четири диска, за да можем да образуваме RAID 6E. В този случай има и вариант RAID 6e със същата цел като този на RAID 5E.

Вложени нива на RAID

Оставихме зад 6-те основни нива на RAID, за да влезем в вложени нива. Както можем да предположим, тези нива са основно системи, които имат основно ниво на RAID, но които от своя страна съдържат други под-нива, които работят в различна конфигурация.

По този начин има различни RAID слоеве, които са в състояние едновременно да изпълняват функциите на основните нива и по този начин да могат да комбинират, например, способността за четене по-бързо с RAID 0 и съкращаването на RAID 1.

Да видим тогава кои са най-използваните днес.

RAID 0 + 1

Той може да бъде намерен и под името RAID 01 или дялово огледало. Основно се състои от основно ниво от тип RAID 1, което изпълнява функциите за репликиране на данните, открити в първи подраздел във секунда. На свой ред ще има подниводен RAID 0, който ще изпълнява собствените си функции, тоест ще съхранява данните по разпределен начин сред единиците, които са в него.

По този начин ние имаме основно ниво, което огледално функционира и подравни, които изпълняват функцията за разделяне на данни. По този начин, когато твърд диск не успее, данните ще бъдат перфектно съхранени в другия огледален RAID 0.

Недостатъкът на тази система е мащабируемост, когато добавим допълнителен диск на единия под-ниво, ще трябва да направим същото и на другия. Освен това, толерантността на грешките ще ни позволи да счупим различен диск на всеки подравнител или да счупим два на един и същи нива, но не и други комбинации, защото бихме загубили данни.

RAID 1 + 0

Е, сега бихме били в обратния случай, той също се нарича RAID 10 или огледално разделение. Сега ще имаме основно ниво от тип 0, което разделя запаметените данни между различните подравнини. В същото време ще имаме няколко под- нива тип 1, които ще отговарят за репликирането на данните на твърдите дискове, които имат вътре.

В този случай толерантността на грешките ще ни позволи да счупим всички дискове в един подравнител, с изключение на един, и ще е необходимо поне един здрав диск да остане във всеки от подравнините, за да не загубим информация.

RAID 50

Разбира се, по този начин можем да отделим известно време, като правим възможни комбинации от RAID, към които е по-объркана, за да постигнем максимална резервираност, надеждност и скорост. Ще видим и RAID 50, който е основно ниво в RAID 0, който разделя данните от поднива, конфигурирани като RAID 5, със съответните им три твърди диска.

Във всеки блок RAID 5 ще имаме поредица от данни със съответния паритет. В този случай твърд диск може да се провали във всеки RAID 5 и това ще гарантира целостта на данните, но ако те се провалят повече, ще загубим данните, съхранявани там.

RAID 100 и RAID 101

Но не само можем да имаме дърво на две нива, а три и това е случаят с RAID 100 или 1 + 0 + 0. Състои се от две нива на RAID 1 + 0, разделени на свой ред от основно ниво също в RAID 0.

По същия начин можем да имаме RAID 1 + 0 + 1, съставен от няколко поднива RAID 1 + 0, отразени от RAID 1 като основен. Скоростта на достъп и излишността му са много добри и предлагат добра поносимост на грешките, въпреки че количеството на използвания диск е значително в сравнение с наличието на място.

Ами това е всичко за RAID технологията и нейните приложения и функции. Сега ви оставяме няколко урока, които също ще ви бъдат полезни

Надяваме се тази информация да ви е била полезна, за да разберете по-добре какво представлява система за съхранение на RAID. Ако имате въпроси или предложения, моля, оставете ги в полето за коментар.