Неотьемлемую роль в нашем компьютере играют жесткие диски. Они хранят информацию, с них запускается система и куча других задач лежит на их плечах. Хочу рассказать о RAID- массивах на основе жестких дисков.
Как известно у жестких дисков есть некий запас прочности, по истечению которого они как правило выходят из строя, а также характеристики, которые влияют на общую производительность.
Наверняка, многие из вас, слышали, что существуют некие RAID-массивы, с помощью которых можно увеличить производительность и надежность хранения данных.
RAID - это технология объединения накопителей в один логический элемент в системе.
RAID-массив это связка из нескольких устройств - жестких дисков и служит для повышения надежности хранения данных или увеличения скорости записи/чтения информации. Или и то, и другое.
В системах хранения данных критически важны безопасность и время восстановления в случае сбоя. Свою ценность, а в некоторых задачах и более высокую, имеет скорость работы накопителей. Использование RAID-массивов в различных конфигурациях — это поиск компромисса между перечисленными параметрами.
Raid-массивы подразделяются на три типа:
- по типу Raid-контроллера
- по интерфейсу накопителей
- по уровням Raid
Raid-контроллеры
Raid- контроллеры бывают двух типов аппаратные и программные. Последние работают от операционной системы или с помощью материнской платы. Те, что работают от материнки, также известны как интегрированные и работают быстрее, чем программные аналоги. Никакого лишнего железа, все работает на ресурсах компьютера.
Аппаратные контроллеры, как правило исполняются в виде платы с PCI-E разьемом. У контроллеров этого типа, есть свой BIOS, память, и процессор. Некоторые комплектуются дополнительными модулями, например, аккумулятором, чтобы сохранить важные данные, если произойдет сбой в электропитании.
Накопители подключаются к плате либо кабелями напрямую, либо через платы расширения. Автономные дисковые массивы содержат все накопители внутри себя, а наружу смотрит все тот же интерфейс PCI-E.
Что подключать к RAID-контроллеру?
Интерфейс поддерживаемых накопителей не имеет большого списка форматов, на данный момент используется три типа: SATA, SAS и NVMe.
Существуют типы контроллеров которые могут работать со смешанными типами интерфейсов накопителей, используя режим Tri-mode.
Уровни RAID
Разобравшись с основными конструктивными особенностями RAID-контроллеров, перейдем к главной характеристике — поддержке уровней RAID. В подавляющим большинстве контроллеры работают с уровнями 0, 1, 1E, 10, 5, 5EE, 50, 6, 60. Ниже подробнее о каждом.
RAID 0
Данные данного массива разбиваются на равные блоки и записываются на каждый диск последовательно. Считываение данных происходит паралелльно. Эффективность работы данной конфигурации заметна, только при работе с большими файлами отсюда и сфера применения, которого как правило, игры, видеомонтаж, ренденринг.
На данный момент существование данной конфигурации не совсем оправдано. Все-таки главной задачей Raid-массива является надежность данных. А у Raid 0 при выходе из строя одного из накопителей, выходит из строя весь массив, и восстановление данных почти невозможно.
RAID 1
Известен как "зеркало".При работе с этим массивом происходит полное дублирование данных. Этот процесс «съедает» ровно половину объема массива. Число дисков в нем, соответственно, четное. Позволяет увеличить скорость чтения, но синхронная скорость записи в некоторых случаях падает. При отказе одного из дисков работа автоматически продолжается с дублером. Если доступна функция горячей замены дисков, то восстановление штатного режима происходит без остановки. RAID 1 идеален для чувствительных данных.
RAID 5
Состоит минимум из трех накопителей, при этом доступный объем уменьшается на один. Данные записываются в страйпы на все диски кроме одного, на котором размещается контрольная сумма этой части данных. Запись этого блока также чередуется между всеми накопителями, распределяя равномерную нагрузку. Если их больше четырех, то скорость чтения будет выше чем в RAID 1, но запись будет осуществляться медленнее. Контрольные суммы позволяют достать информацию в случае выхода из строя одного из элементов. Сама операция восстановления вызывает повышенную нагрузку на оставшиеся диски. Значительно падает производительность и риск утери всех данных в случае отказа еще одного диска. Желательно иметь опцию горячей замены для оперативного возвращения в нормальный режим работы.
Со всеми плюсами и минусами эти три уровня наиболее распространены и просты в развертывании.
Как итог, напоминание, Raid-массив не создает резервное хранилище, чтобы не потерять важные данные, всегда осуществляйте резервные копии, на независимые накопители.