Technologia macierzy dyskowych RAID

ZARZĄDZANIE LOKALNYMI SIECIAMI KOMPUTEROWYMI
Technologia macierzy dyskowych RAID
(ang. Redundant Array of Independent Disks)
Połączenie wydajności, skalowalności i łatwego dostępu w celu ochrony danych.
Niezawodność systemu RAID polega na przechowywaniu informacji potrzebnej do
odbudowania danych, jeśli jeden z dysków macierzy zawiedzie.
Systemy RAID pracują na kilku poziomach. Poza 6 podstawowymi (0-5) producenci
wprowadzają dodatkowe elementy i mówią o RAIDach kolejnych poziomów: 6, 7, 10. Te
dodatkowe elementy, to np. kontrolery, wentylatory, szyny – na wypadek awarii innego
elementu niż dysk; lustrzane bloki rozciągnięte na różne dyski – awaria więcej niż jednego
dysku. Poziomy stale ewoluują wraz ze zmianami na rynku.
Uwaga!
Konwencjonalny system RAID chroni dane tylko przed awariami określonego typu:
uszkodzeniami danych lub całego dysku.
Wybierając RAID należy zwracać uwagę nie tylko na niezawodność, ale również na:
•
szybkość pracy,
•
skalowalność (ile dodatkowych dysków może się pomieścić w obudowie; pojemność
pojedynczego dysku. Nadmiarowość innych komponentów: zasilaczy, wentylatorów,
kanałów SCSI, oddzielnych źródeł zasilania.),
•
łatwy setup (łatwość instalowania i usuwania modułów i komponetów systemu;
łatwość użycia narzędzi kontroli dostarczonych przez producenta),
•
kompatybilność
(funkjonalność
dostarczanych
przez
producenta
narzędzi
umożliwiających setup i kontrolę urządzenia),
•
konstrukcję systemu,
•
dokumentację,
•
serwis,
•
cenę.
Tabela poniżej przedstawia charakterystykę poszczególnych poziomów RAIDów.
Pojęcia:
striping – dzielenie danych i ich zapis na różnych dyskach macierzy;
mirroring = lustrzane odbicie.
1
ZARZĄDZANIE LOKALNYMI SIECIAMI KOMPUTEROWYMI
Definicja
RAID 0
RAID 1
RAID 2
RAID 3
RAID 4
Striping bez danych parzystości
Dyski lustrzane
Striping na poziomie bitów
Striping na poziomie bajtów, z Striping na poziomie bloków Striping
dyskiem parzystości
Działanie
RAID 5
danych, z dyskiem parzystości
bloków
danych
i
parzystości
Dane są dzielone i zapisywane na Identyczne dane są zapisywane Dane są dzielone na bity i Bajty danych są zapisywane na Dane są dzielone na bloki i Bloki danych razem z danymi
kilku dyskach widzianych jako na dwóch dyskach (mirroring)
zapisywane na różne dyski
jeden duży logiczny dysk
oddzielnych
dyskach.
Jeden zapisywane
na
dysk przechowuje wszystkie dyskach.
dane parzystości
oddzielnych parzystości są zapisywane na
Jeden
dysk oddzielnych dyskach.
przechowuje wszystkie dane
parzystości.
Zalety
Największa
szybkość. Duplikowanie
Wykonywane
transakcje
są
zapisu
danych Większe szybkości transferu Odporność
równoległe gwarantuje
i
bardzo
odczytu niezawodność.
dużą danych.
Odpowiednie
Kontroler dużych,
na
dla dopuszczalne
współczynnik Duża wydajność – pozwala na
uszkodzenie cena/wydajność.
sekwencyjnych pojedynczego
(niemożliwe w przypadku jednego wybiera dysk w najkrótszym zapotrzebowań na dane. Prosta Odpowiedni
awarie: Korzystny
dysku. poziom
do
Odpowiedni równoległe transakcje zapisu i
bezpieczeństwa. odczytu.
aplikacji Równoległe
transakcje. każdy
dysku). Prosta organizacja zapisu czasie szukania. Dostępny już z organizacja zapisu danych na wymagających zarówno dużej Szczególnie nadaje
danych. Relatywnie niska cena – dwoma dyskami.
wszystkie dyski macierzy.
nie potrzeba dysku parzystości.
Wady
Zupełny
brak
odporności
na Mała
szybkość
–
się
uszkodzone
dane
są
odzyskania.
nie
do Najwyższa
kosztach.
danych. korekcja błędów.
cena
za
parzystości. Pozwala na awarię
i niezawodności.
pojedynczego dysku.
równoległe Niewielka szybkość, ponieważ Usuwa wąskie gardło RAID 4
do
użytkowy.
podział
danych
Złożona RAID 4 i 5 przy każdej dane parzystości, dostęp do parzystości na wszystkie dyski,
transakcji konieczny jest dostęp niego
1MB
dysk
dla zwiększa pojemność danych i
awarie – cały system pada w zapisywane na dwa oddzielne uzyskać stosują RAID 3, przy transakcje. W odróżnieniu od jeden dysk zawiera wszystkie przez
dysku. Żadnej nadmiarowości – nadmiarowość
dodatkowy
szybkości transferu danych, jak systemów wielozadaniowych.
dane Taką samą wydajność można Niemożliwe
przypadku uszkodzenia jednego dyski. 50% kosztów idzie na niższych
Rozszerzalność:
wszystkich
jest
konieczny
przy jednak jest ciągle wolniejszy
dysków każdej transakcji zapisu. W niż RAID 0.
macierzy.
jednym
odbywać
czasie
może
się
jeden
zapis,
co
stanowi wąskie gardło tego
poziomu.
Przeznaczenie
Aplikacje
wymagające
dużej Wysoka
przepustowości kanałów I/O. Nie odpowiedni
nadaje się do aplikacji typu data zastosowań
critical.
niezawodność
do
jak
– Odpowiedni
dla
takich UNIXowych
z
obronność, złożonymi plikami.
serwerów Aplikacje video, CAD/CAM, Mało
dużymi przetwarzanie 3D, multimedia.
obciążone
archiwizacji
z
serwery Typowe
operacje
w
LAN,
wysokim serwery plików, odbudowa baz
stosunkiem odczyt/zapis.
danych.
medycyna.
2