RAID on lahendus, mis oli algselt väljatöötatud võrgudarkvaraturul, et luua suuremahuline salvestus madalama hinnaga. Põhimõtteliselt peaks see võtma mitu madalama hinnaga kõvakettale ja panema need läbi kontrolleri, et pakkuda ühe suurema võimsusega draivi. See tähendab seda, et RAID tähistab: üleliigset odavaid kettaid või kettaid. Selle saavutamiseks vajasid erinevate draivide jagamiseks jagatud andmete haldamiseks spetsiaalset tarkvara ja kontrollerit.
Lõppkokkuvõttes võimaldas teie tavapärase arvutisüsteemi töötlusvõimsus funktsioonid filtreerida oma viis arvutiturule .
Nüüd on RAID-salvestus tarkvara või riistvaral põhinev ja seda saab kasutada kolmel eri eesmärgil. Nende hulka kuuluvad võimsus, turvalisus ja jõudlus. Võimsus on lihtne, mis on tavaliselt kasutusel peaaegu igasuguses RAID-seadistuses. Näiteks saab kahte kõvaketast ühendada ühe operatsioonisüsteemi ühe draiviga, mis teeb virtuaalse kettaseadme, mis on kahekordse võimsusega. Performance on veel üks peamine põhjus RAID-i seadistamise kasutamiseks personaalarvutis. Sama näitena, milles kasutatakse kahte ajamist ühe draivina, saab kontroller jagada andmeüksuse kahte ossa ja seejärel panna kõik need osad eraldi kettale. See tõhusalt dubleerib salvestussüsteemi andmete kirjutamise või lugemise toimivust. Lõpuks saab RAIDit kasutada andmete turvalisuse jaoks.
Seda tehakse, kasutades teatud ruumi kettale, et sisuliselt kloonida andmeid, mis on kirjutatud mõlemale kettale. Veel kord, kasutades kahte ajamit, saame nii, et andmed kirjutatakse mõlemale kettale. Seega, kui üks draiv ebaõnnestub, on teisel ikka veel andmed.
Sõltuvalt salvestussaidi eesmärkidest, mida soovite arvutisüsteemiga kokku panna, kasutate neid kolme eesmärgi saavutamiseks ühte RAIDist erinevat taset.
Nende jaoks, kes kasutavad arvutis kõvakettad , on toimivus tõenäoliselt pigem probleem kui võimsus. Teisest küljest tahavad tahvelarvutid kasutavad inimesed tõenäoliselt soovi võtta väiksemad ajamid ja ühendada need ühe suurema kettaseadme loomiseks. Nii et vaatame RAID-i erinevaid tasemeid, mida saab kasutada personaalarvutiga.
RAID 0
See on RAIDi madalaim tase ja tegelikult ei paku ühtegi koondamise vormi, mistõttu on see viidatud tasemele 0. Põhimõtteliselt sisaldab RAID 0 kahte või enamat ajamit ja paneb need kokku moodustama suurema võimsusega draivi. See saavutatakse protsessori nimega striping. Andmeplokid lagunevad andmekogudesse ja kirjutatakse seejärel kogu draivide kaupa. See pakub suuremat jõudlust, sest andurid saavad samaaegselt kirjutada kontrollerile draivereid, mis korrutatakse draivide kiirusega. Allpool on näide selle kohta, kuidas see võib toimida kolmes ketas:
| Sõida 1 | Sõida 2 | Sõida 3 | |
|---|---|---|---|
| 1. plokk | 1 | 2 | 3 |
| 2. blokk | 4 | 5 | 6 |
| 3. plokk | 7 | 8 | 9 |
Selleks, et RAID 0 toimiks tõhusalt süsteemi jõudluse suurendamiseks, peate proovima ja samastama kettad. Igal kettal peaks olema sama täpne mälumaht ja esitusomadused.
Kui nad seda ei tee, siis piiratakse võimsust väikseima draivide arvu ja jõudluse aeglaseimatesse ajamitesse, kuna see peab enne järgmise komplekti liikumist ootama kõigi triipude kirjutamist. Võimalik on kasutada mittevastavaid kettaid, kuid sel juhul võib JBOD-i seadistamine olla tõhusam.
JBOD tähistab vaid hulk kettaid ja tõhusalt on vaid kettade kogu, millele saab juurde pääseda üksteisest sõltumatult, kuid kuvatakse operatsioonisüsteemile ühe talletusvarana. Tavaliselt saavutatakse see, et andmevahetuseks on kettad. Sageli nimetatakse seda SPAN või BIG.
Tõhusalt näeb operaator neid kõiki ühe kettana, kuid plokid kirjutatakse üle esimese ketta, kuni see täidetakse, siis edeneb see teisele, seejärel kolmas jne. See on kasulik täiendava võimsuse lisamiseks olemasolevasse arvutisüsteemi ja erinevate suurustega ajamitega, kuid see ei suurenda ajami massiivi jõudlust.
Suurim probleem RAID 0 ja JBOD seadistustega on andmete turvalisus. Kuna teil on mitu ketast, suurenevad andmete korruptsiooni võimalused, kuna teil on rohkem ebaõnnestumisi . Kui RAID 0-massiivi mis tahes draiv ebaõnnestub, muutuvad kõik andmed ligipääsmatuks. JBOD-is põhjustab draivide rike, mis toob kaasa selle draivi juhuslike andmete kadumise. Selle tulemusena on parem neile, kes soovivad seda ladustamisviisi kasutada, oma andmete varundamiseks mõnel muul viisil.
RAID 1
See on esimene tõeline RAID-tase, kuna see tagab massiivile salvestatud andmete täieliku koondamise taseme. Seda tehakse protsessi abil, mida nimetatakse peegeldamiseks. Tõhusalt kopeeritakse kõik süsteemile kirjutatud andmed igasse 1. taseme massiivi draivi. Seda RAID-vormingut tehakse tavaliselt ainult paari draiviga, kuna täiendavate draivide lisamine ei lisata mingit täiendavat võimsust, lihtsalt rohkem koondamist. Selle näite paremaks näitamiseks on siin diagramm, mis näitab, kuidas see kirjutatakse kahele ajamile:
| Sõida 1 | Sõida 2 | |
|---|---|---|
| 1. plokk | 1 | 1 |
| 2. blokk | 2 | 2 |
| 3. plokk | 3 | 3 |
RAID 1 seadistuse kõige tõhusama kasutamise tagamiseks kasutab süsteem taaskasutusega ühilduvaid kettaid, millel on sama võimsuse ja jõudluse reiting.
Kui kasutatakse mittevastavaid kettaid, siis on massiivvõimsus massiivis väikseima võimsusega ajami. Näiteks, kui RAID-1 massiivis kasutati teraparaati ja tera-baiti draivi, oleks selle massiivi võimsus süsteemil vaid üks terabait.
See RAID-tase on andmete turvalisuse seisukohalt väga tõhus, kuna need kaks kettad on tegelikult samad. Kui üks kahest ajamitest ebaõnnestub, siis on teineel teine detail. Seda tüüpi seadistusega seotud probleem määrab üldjuhul kindlaks, millised draivid on ebaõnnestunud, kuna sageli jääb salvestus ligipääsmatuks, kui üks neist kahest ei suuda ja ta ei saa korralikult taastada, kuni ebaõnnestunud asendi ja taastamise asemel lisatakse uus ketas protsess käivitatakse. Nagu eespool mainitud, ei ole ka sellest üldse jõudlust. Tegelikult tekib RAID-i kontrollerite üldkulude väike toimivuskahjum.
RAID 1 + 0 või 10
See on nii RAID-taseme 0 kui ka 1. taseme mõnevõrra keeruline kombinatsioon . Tõhusalt vajab regulaator vähemalt selles režiimis toimimiseks nelja ajami, sest see, mida ta kavatseb teha, on teha kaks paari draividest. Esimene draivide komplekt on peegeldatud massiiv, mis kloonib andmeid nende kahe kohta. Teine komplekt kõvakettad on ka peegelpildis, kuid seadistatud olema esimese riba. See annab nii andmete koondamise kui ka tulemuslikkuse kasumi. Allpool on näide selle kohta, kuidas seda tüüpi seadistuste abil andmeid kirjutatakse nelja kettaga:
| Sõida 1 | Sõida 2 | Sõida 3 | Sõida 4 | |
|---|---|---|---|---|
| 1. plokk | 1 | 1 | 2 | 2 |
| 2. blokk | 3 | 3 | 4 | 4 |
| 3. plokk | 5 | 5 | 6 | 6 |
Ausalt öeldes ei ole see soovitav RAID-i käitumine arvutisüsteemis. Kuigi see annab mõningast jõudlust, pole see tõesti nii hea, sest süsteemis on tohutult suur hulk. Lisaks sellele on tohutu ruumi raiskamine, kuna ajami massiiv on ainult kõigi draivide kombineeritud võimsuse poolest enam kui pool. Kui kasutatakse mittevastavaid kettaid, siis on jõudlus piiratud ajamite aeglaseimaga ja võimsus on kahekordne väikseim ketas.
RAID 5
See on RAID-i kõrgeim tase, mida saab tarbijaarvutisüsteemides leida ning see on palju tõhusam meetod võimsuse ja koondamise suurendamiseks. See saavutab selle andmete kogumise ja võrdlemise abil. Selleks on vaja vähemalt kolme kettaseadet, kuna andmed jagatakse triivideks mitmetel draividel, kuid seejärel ühel joonel kogu riba jaoks on paarsus. Selle paremaks selgitamiseks saate kõigepealt vaadata, kuidas andmeid kolme draiviga kirjutada:
| Sõida 1 | Sõida 2 | Sõida 3 | |
|---|---|---|---|
| 1. plokk | 1 | 2 | p |
| 2. blokk | 3 | p | 4 |
| 3. plokk | p | 5 | 6 |
Põhimõtteliselt võtab ajamite kontroller rida andmeid, mis tuleb kirjutada massiivi kõik ajamid. Esimene andmehõive asetatakse esimesele draivile ja teine asetatakse teisele. Kolmas ketas tõmbab pariteedi bitti, mis on sisuliselt esimese ja teise binaarandmete võrdlus. Binaarse matemaatika korral on sul ainult 0 ja 1. Bitite võrdlemiseks tehakse boolean-matemaatilist protsessi. Kui kaks lisavad paarisarvule (0 + 0 või 1 + 1), siis võrdusbitti null. Kui need kaks moodustavad paaritu arvuni (1 + 0 või 0 + 1), siis võrdusbitiks on üks. Selle põhjuseks on see, et kui üks draividest ebaõnnestub, saab kontroller seejärel aru saada, mis puuduvad andmed. Näiteks, kui ajurütm ei toimi, jättes lihtsalt kahe ja kolme sõidu ning kahe ajamiga on üks andmekogum ja kolmas sõidusuurus on ühe parameetriga, siis peab puuduv andmeplokk draivil olema null.
See tagab tõhusa andmete koondamise, mis võimaldab kõigi andmete taastamist ketta rikke korral. Nüüd enamike tarbijate seadistuste puhul toob rike ikkagi kaasa süsteemi, kuna see ei ole funktsionaalses seisundis. Et süsteem oleks funktsionaalne, on vaja uue draivi korral ebaõnnestunud draivi asendada. Seejärel tuleb andmete töötlemise protsessi teha kontrolleri tasandil, mis seejärel teeb tagasilöögifunktsiooni, et taastada puuduva kettaseadmega seotud andmed. See võib võtta mõnda aega, eriti suurema võimsusega kettad, kuid see on vähemalt hüvitatav.
Nüüd on RAID 5-massiivi maht sõltuv massiivi ajamite arvust ja nende võimsusest. Veelgi enam, array on piiratud massiivi väikseima võimsusega ajamiga, nii et kõige paremini on see sobivate ajamite kasutamine. Tõhus salvestusruum võrdub ketaste arvuga, millest on maha arvatud üks madalamad võimsused. Nii matemaatiliselt on see (n-1) * võimsus min . Seega, kui teil on RAID 5 massiivis kolm 2 GB draivi, oleks koguvõimsus 4 GB. Teine RAID 5 massiiv, mis kasutas nelja 2 GB draivi, oleks 6 GB võimsusega.
Nüüd on RAID 5 jõudlus natuke keerukam kui mõni muu RAID-i vorm, kuna boolean protsess, mida tuleb teha, et luua pariteedi bitti, kui andmed kirjutatakse kettale. See tähendab, et kirjutamise tulemus on väiksem kui RAID 0 massiiv, millel on sama arv kettaid. Teisest küljest toimivust lugedes ei kannata nii palju kui kirjutamist, sest loogilist protsessi ei tehta, sest see loeb kettaid sirgeid andmeid.
Suur probleem kõigi RAID-seadistustega
Oleme arutanud mitmesuguseid RAID-i tasemete plussid ja miinused, mida saab kasutada personaalarvutitel, kuid on veel üks probleem, mida paljud inimesed ei saa aru, kui tegemist on RAID-seadmete loomisega. Enne RAID-i seadistamist saab seda esmalt konstrueerida riistvarakontrolli tarkvara või operatsioonisüsteemi tarkvara abil. See sisuliselt initsialiseerib spetsiaalse vormingu, mis on vajalik andmete õigesti kirjutamiseks ja kettale lugemiseks.
See ilmselt ei tundu olevat probleem, kuid kui teil on isegi vaja muuta seda, kuidas soovite RAID-massiivi konfigureerida, on see just nii. Näiteks öelge, et kasutate andmeid vähe ja soovid lisada RAID 0 või RAID 5 massiivi jaoks täiendavat draivi. Enamikul juhtudel ei saa te ilma RAID-i massiivi ümberkonfigureerimist esmalt konfigureerida, kust eemaldatakse ka kõik need kettad salvestatud andmed. See tähendab, et peate oma andmed täielikult varundama, uue draivi lisama, seadme massiivi uuesti seadistama, vormindama draivi massiivi ja seejärel taastama oma algse info draivi. See võib olla väga valus protsess. Selle tulemusena veenduge, et massiiv oleks tõesti nii, nagu soovite, kui te esimest korda seda teete.