▷ Nájazd 0, 1, 5, 10, 01, 100, 50: vysvetlenie všetkých typov

Určite sme všetci počuli o konfigurácii diskov v RAID a spojili sme ich s veľkými spoločnosťami, kde je nevyhnutná replikácia a dostupnosť údajov. Dnes však majú prakticky všetky naše základné dosky pre stolné počítače možnosť vytvoriť si vlastné RAID.

Index obsahu

Dnes uvidíme, aká je technológia RAID, ktorá okrem toho, že je značkou vysoko účinného spreja proti komárom, súvisí aj s technológiou zo sveta výpočtovej techniky. Uvidíme, z čoho jeho činnosť pozostáva a čo s tým môžeme robiť a aké sú jej rôzne konfigurácie. Naše mechanické pevné disky alebo SSD budú v centre pozornosti bez ohľadu na to, aké sú, čo nám umožňuje ukladať obrovské množstvo informácií vďaka jednotkám s kapacitou viac ako 10 TB, ktoré momentálne nájdeme.

Možno ste už počuli o cloudovom úložisku a jeho výhodách oproti úložisku v našom vlastnom tíme, ale je pravda, že je viac orientovaný na podnikanie. Platia za to, že majú tento typ služby poskytovanej prostredníctvom internetu a na vzdialených serveroch, ktoré majú pokročilé bezpečnostné systémy a vlastné konfigurácie RAID s veľkou redundanciou údajov.

Čo je technológia RAID?

Pojem RAID pochádza z „redundantného poľa nezávislých diskov“ alebo v španielčine sa uvádza ako redundantný rad nezávislých diskov. Už podľa názvu máme dobrú predstavu o tom, čo má táto technológia v úmysle robiť. Čo nie je nič iné ako vytvorenie systému na ukladanie údajov pomocou viacerých pamäťových jednotiek, medzi ktorými sú údaje distribuované alebo replikované. Tieto úložné jednotky môžu byť buď mechanické alebo pevné disky, SSD alebo SSD.

Technológia RAID je rozdelená na konfigurácie nazývané úrovne, prostredníctvom ktorých môžeme získať rôzne výsledky, pokiaľ ide o možnosti ukladania informácií. Z praktických dôvodov uvidíme RAID ako jediné úložisko údajov, akoby to bola jediná logická jednotka, aj keď v ňom existuje niekoľko fyzicky nezávislých pevných diskov.

Konečným cieľom RAID je ponúknuť používateľovi väčšiu úložnú kapacitu, redundanciu údajov, aby sa predišlo strate tohto obsahu, a poskytnúť vyššiu rýchlosť čítania a zápisu údajov, ako keby sme mali iba pevný disk. Tieto funkcie budú samozrejme nezávisle vylepšené v závislosti od toho, akú úroveň RAID chceme implementovať.

Ďalšou výhodou použitia RAID je, že môžeme použiť staré pevné disky, ktoré máme doma, a že sa môžeme pripojiť cez rozhranie SATA k našej základnej doske. Týmto spôsobom budeme môcť s nízkonákladovými jednotkami namontovať úložný systém, v ktorom budú naše údaje v bezpečí pred poruchami.

Ak sa používajú RAID

Spoločnosti vo všeobecnosti používajú RAID už mnoho rokov, a to z dôvodu osobitnej dôležitosti ich údajov a potreby ich uchovania a zabezpečenia jeho redundancie. Majú jeden alebo viac serverov, ktoré sú špeciálne určené na správu tohto úložiska informácií, s hardvérom osobitne navrhnutým na toto použitie as ochranným štítom proti externým hrozbám, ktoré bránia neoprávnenému prístupu k nim. Zvyčajne tieto sklady používajú identické pevné disky vo výkonovej a výrobnej technológii, aby sa dosiahla optimálna škálovateľnosť.

Ale dnes budeme môcť takmer všetci z nás používať systém RAID, ak budeme mať relatívne novú základnú dosku a s čipovou sadou, ktorá bude implementovať tento typ interných pokynov. Na začatie konfigurácie RAID z Linuxu, Mac alebo Windows potrebujeme iba niekoľko diskov pripojených k nášmu základnému balíku.

V prípade, že náš tím nebude implementovať túto technológiu, budeme potrebovať radič RAID na riadenie skladu priamo z hardvéru, hoci v tomto prípade bude systém náchylný na zlyhania tohto radiča, čo sa napríklad nestane, ak to spravujeme pomocou softvéru.

Čo RAID môže a nemôže robiť

Už vieme, čo je RAID a kde je možné ho použiť, ale teraz musíme vedieť, aké výhody získame zavedením takéhoto systému a aké ďalšie veci s tým nebudeme môcť robiť. Týmto spôsobom nebudeme spadať do omylu, keď predpokladáme veci, ktoré v skutočnosti nie sú.

Výhody RAID

• Vysoká odolnosť voči chybám: Vďaka RAID môžeme získať omnoho lepšiu odolnosť proti chybám, ako keby sme mali iba pevný disk. Toto bude podmienené konfiguráciami RAID, ktoré prijímame, pretože niektoré sú zamerané na zabezpečenie redundancie a iné jednoducho na dosiahnutie rýchlosti prístupu. Čítanie a zápis zlepšení výkonu: Rovnako ako v predchádzajúcom prípade existujú systémy zamerané na zlepšenie výkonu rozdelením dátových blokov do niekoľkých jednotiek, aby boli paralelne funkčné. Možnosť skombinovať dve predchádzajúce vlastnosti: Úrovne RAID možno kombinovať, ako uvidíme nižšie. Týmto spôsobom môžeme využiť rýchlosť prístupu niektorých a redundanciu údajov iných. Dobrá škálovateľnosť a úložná kapacita: ďalšou z jeho výhod je to, že sú to vo všeobecnosti ľahko škálovateľné systémy v závislosti od konfigurácie, ktorú prijímame. Okrem toho môžeme použiť disky rôznej povahy, architektúry, kapacity a veku.

Čo RAID nemôže urobiť

• RAID nie je prostriedkom ochrany údajov: RAID replikuje údaje, nechráni ich, sú to dva veľmi odlišné pojmy. Rovnaké poškodenie spôsobí vírus na samostatnom pevnom disku, ako keby vstúpil do poľa RAID. Ak nemáme bezpečnostný systém, ktorý ho chráni, údaje budú rovnako vystavené. Nie je zaručená lepšia rýchlosť prístupu: existujú konfigurácie, ktoré si dokážeme vytvoriť sami, ale nie všetky aplikácie alebo hry sú schopné na RAID dobre fungovať. Mnohokrát nebudeme profitovať tým, že namiesto pevného disku použijeme dva pevné disky namiesto jedného na rozdelenie údajov.

Nevýhody RAID

• RAID nezabezpečuje zotavenie po katastrofe: ako vieme, existujú aplikácie, ktoré môžu obnoviť súbory z poškodeného pevného disku. Pre RAID potrebujete rôzne a konkrétnejšie ovládače, ktoré nie sú nevyhnutne kompatibilné s týmito aplikáciami. Takže v prípade zlyhania reťazca alebo viacerých diskov by sme mohli mať neodstrániteľné údaje. Migrácia údajov je komplikovanejšia: klonovanie disku s jedným operačným systémom je pomerne jednoduché, ale ak nemáme správne nástroje, je to komplikované s úplným RAID na iné. To je dôvod, prečo migrácia súborov z jedného systému do druhého na ich aktualizáciu, je niekedy neprekonateľná úloha. Vysoké počiatočné náklady: implementácia RAID s dvoma diskami je jednoduchá, ale ak chceme zložitejšie a redundantnejšie súbory, veci sa skomplikujú. Čím viac diskov, tým vyššie náklady a zložitejší systém, tým viac budeme potrebovať.

Aké sú úrovne RAID

Dnes môžeme nájsť pomerne málo typov RAID, hoci tieto sa rozdelia na štandardné RAID, vnorené úrovne a vlastné úrovne. Najčastejšie používané pre súkromných používateľov a malé podniky sú, samozrejme, štandardné a vnorené úrovne, pretože väčšina špičkových zariadení má možnosť tak urobiť bez inštalácie čohokoľvek navyše.

Naopak, vlastnícke úrovne používajú iba samotní tvorcovia alebo predajcovia tejto služby. Sú variantmi tých, ktoré sa považujú za základné, a neveríme, že je potrebné ich vysvetlenie.

Pozrime sa, z čoho každá z nich pozostáva.

RAID 0

Prvý RAID, ktorý máme, sa nazýva Úroveň 0 alebo rozdelená množina. V tomto prípade nemáme redundanciu údajov, pretože funkciou tejto úrovne je distribúcia údajov uložených medzi rôzne pevné disky, ktoré sú pripojené k počítaču.

Cieľom implementácie RAID 0 je poskytnúť dobrú rýchlosť prístupu k údajom uloženým na pevných diskoch, pretože informácie sú na nich rovnomerne distribuované, aby mali simultánny prístup k viacerým údajom s paralelne bežiacimi jednotkami., RAID 0 nemá informácie o parite ani redundanciu údajov, takže ak dôjde k poruche jedného z úložných jednotiek, stratíme všetky údaje, ktoré sa v ňom nachádzajú, pokiaľ v tejto konfigurácii nie sme vykonali externé zálohy.

Ak chcete vykonať RAID 0, musíte venovať pozornosť veľkosti pevných diskov, ktoré ho tvoria. V tomto prípade to bude najmenší pevný disk, ktorý určí pridaný priestor v RAID. Ak máme v konfigurácii pevný disk 1 TB a ďalších 500 GB, veľkosť funkčnej sady bude 1 TB, pričom z pevného disku 1 TB sa vyberie pevný disk s kapacitou 500 GB a ďalších 500 GB. Preto by bolo ideálne používať pevné disky rovnakej veľkosti, aby bolo možné využiť všetok dostupný priestor v navrhnutej súprave.

RAID 1

Táto konfigurácia sa nazýva aj zrkadlenie alebo zrkadlenie a je jedným z najbežnejšie používaných na zabezpečenie redundancie údajov a dobrej odolnosti voči chybám. V tomto prípade robíme vytvorenie obchodu s duplikátnymi informáciami na dvoch pevných diskoch alebo dvoch sadách pevných diskov. Keď ukladáme údaje, okamžite sa replikujú v zrkadlovej jednotke, aby boli uložené dvakrát rovnaké údaje.

V očiach operačného systému máme iba jednu úložnú jednotku, ku ktorej máme prístup na čítanie údajov vo vnútri. Ak sa to však nepodarí, údaje sa automaticky vyhľadajú na replikovanej jednotke. Je tiež zaujímavé zvýšiť rýchlosť čítania údajov, pretože informácie môžeme prečítať súčasne z dvoch zrkadlových jednotiek.

RAID 2

Táto úroveň RAID je málo používaná, pretože je v zásade založená na vytvorení distribuovaného úložiska na viacerých diskoch na bitovej úrovni. Z tejto distribúcie údajov sa potom vytvorí chybový kód a uloží sa do jednotiek určených výlučne na tento účel. Týmto spôsobom môžu byť všetky disky v sklade monitorované a synchronizované na čítanie a zápis údajov. Pretože disky už v súčasnosti obsahujú systém detekcie chýb, táto konfigurácia je kontraproduktívna a používa sa paritný systém.

RAID 3

Toto nastavenie sa momentálne nepoužíva. Pozostáva z rozdelenia údajov na úrovni bajtov na rôzne jednotky, ktoré tvoria RAID, s výnimkou jednej, kde sú uložené paritné informácie, aby sa mohli pri čítaní spojiť s týmito údajmi. Týmto spôsobom má každý uložený bajt ďalší paritný bit na identifikáciu chýb a obnovenie údajov v prípade straty disku.

Výhodou tejto konfigurácie je, že dáta sú rozdelené do niekoľkých diskov a prístup k informáciám je veľmi rýchly, keďže existujú paralelné disky. Na konfiguráciu tohto typu RAID potrebujete najmenej 3 pevné disky.

RAID 4

Ide tiež o ukladanie údajov v blokoch rozdelených medzi disky v úložisku, pričom jeden z nich ponecháva na uloženie paritných bitov. Zásadný rozdiel od RAID 3 je v tom, že ak stratíme disk, údaje sa dajú v reálnom čase rekonštruovať vďaka vypočítaným paritným bitom. Zameriava sa na ukladanie veľkých súborov bez redundancie, ale zaznamenávanie údajov je pomalšie práve kvôli potrebe vykonať tento výpočet parity zakaždým, keď sa niečo zaznamená.

RAID 5

Nazýva sa tiež paritný distribuovaný systém. Tento sa dnes používa častejšie ako úrovne 2, 3 a 4, konkrétne na zariadeniach NAS. V takom prípade sa informácie uložia rozdelené do blokov, ktoré sú distribuované medzi pevné disky tvoriace RAID. Vytvorí sa však aj paritný blok, ktorý zabezpečí redundanciu a schopnosť rekonštruovať informácie v prípade poškodenia pevného disku. Tento paritný blok bude uložený v inej jednotke ako dátové bloky, ktoré sú zapojené do vypočítaného bloku, týmto spôsobom budú paritné informácie uložené na inom disku, z ktorého sú zapojené dátové bloky.

V tomto prípade potrebujeme tiež najmenej tri pamäťové jednotky, aby sa zabezpečila redundancia údajov s paritou, a zlyhanie sa bude tolerovať iba na jednej jednotke súčasne. V prípade prerušenia dvoch súčasne stratíme paritné informácie a najmenej jeden z dotknutých dátových blokov. Existuje variant RAID 5E, v ktorom je vložený náhradný pevný disk, aby sa minimalizovala doba obnovy údajov, ak dôjde k jednej z hlavných porúch.

RAID 6

RAID je v podstate rozšírením RAID 5, v ktorom sa pridá ďalší paritný blok, aby sa celkovo vytvorili dve. Informačné bloky sa znova rozdelia na rôzne jednotky a rovnakým spôsobom sa paritné bloky uložia aj do dvoch rôznych jednotiek. Týmto spôsobom bude systém tolerovať zlyhanie až dvoch pamäťových jednotiek, preto budeme potrebovať až štyri disky, aby sme mohli vytvoriť RAID 6E. V tomto prípade existuje aj variant RAID 6e s rovnakým cieľom ako RAID 5E.

Vnorené úrovne RAID

Nechali sme za sebou 6 základných úrovní RAID, aby sme vstúpili do vnorených úrovní. Ako môžeme predpokladať, tieto úrovne sú v podstate systémy, ktoré majú hlavnú úroveň RAID, ale zase obsahujú ďalšie podúrovne, ktoré fungujú v inej konfigurácii.

Týmto spôsobom existujú rôzne vrstvy RAID, ktoré sú schopné súčasne vykonávať funkcie základných úrovní, a teda môžu kombinovať napríklad schopnosť rýchlejšie čítať s RAID 0 a redundanciu RAID 1.

Uvidíme, ktoré sú dnes najpoužívanejšie.

RAID 0 + 1

Nájdete ho aj pod názvom RAID 01 alebo zrkadlo oblasti. V podstate pozostáva z hlavnej úrovne typu RAID 1, ktorá vykonáva funkcie replikácie údajov nájdených v prvom pod úroveň v druhom. Na druhej strane bude existovať podradená úroveň RAID 0, ktorá bude vykonávať svoje vlastné funkcie, to znamená ukladať dáta distribuovaným spôsobom medzi jednotkami, ktoré sú v nej.

Týmto spôsobom máme hlavnú úroveň, ktorá vykonáva zrkadlovú funkciu, a úrovne, ktoré vykonávajú funkciu delenia údajov. Týmto spôsobom sa pri zlyhaní pevného disku údaje dokonale uložia do druhého zrkadlového poľa RAID 0.

Nevýhodou tohto systému je škálovateľnosť, keď pridáme ďalší disk na jednu úroveň, budeme musieť urobiť to isté aj na druhom. Okrem toho nám odolnosť proti chybám umožní rozbiť iný disk na každom podúrovni alebo rozbiť dva na rovnakom podúrovni, ale nie iné kombinácie, pretože by sme stratili údaje.

RAID 1 + 0

Teraz by sme boli v opačnom prípade, nazýva sa to tiež RAID 10 alebo zrkadlové rozdelenie. Teraz budeme mať hlavnú úroveň typu 0, ktorá rozdelí uložené dáta medzi rôzne úrovne. Zároveň budeme mať niekoľko podúrovní typu 1, ktoré budú zodpovedné za replikáciu údajov na pevných diskoch, ktoré majú vo vnútri.

V takom prípade nám odolnosť proti chybám umožní rozbiť všetky disky v jednom podskupine, s výnimkou jedného, ​​a bude potrebné, aby aspoň jeden zdravý disk zostal v každom z podúrovní, aby nedošlo k strate informácií.

RAID 50

Týmto spôsobom môžeme samozrejme stráviť nejaký čas tvorbou možných kombinácií RAID, ku ktorým je viac spletitý, aby sme dosiahli maximálnu redundanciu, spoľahlivosť a rýchlosť. Uvidíme tiež RAID 50, čo je hlavná úroveň v RAID 0, ktorá oddeľuje údaje od podúrovní nakonfigurovaných ako RAID 5 s ich tromi pevnými diskami.

V každom bloku RAID 5 budeme mať sériu údajov s príslušnou paritou. V takom prípade môže pevný disk zlyhať v každom poli RAID 5 a zabezpečí integritu údajov, ale ak zlyhajú viac, stratíme tu uložené údaje.

RAID 100 a RAID 101

Môžeme však mať nielen dvojúrovňový strom, ale tri, a to je prípad RAID 100 alebo 1 + 0 + 0. Skladá sa z dvoch podúrovní RAID 1 + 0 rozdelených postupne hlavnou úrovňou aj v RAID 0.

Rovnakým spôsobom môžeme mať RAID 1 + 0 + 1, ktorý sa skladá z niekoľkých úrovní RAID 1 + 0, ktoré sa odrážajú v RAID 1 ako hlavný. Jeho rýchlosť prístupu a redundancia sú veľmi dobré a ponúkajú dobrú odolnosť proti chybám, hoci množstvo disku, ktoré sa má použiť, je v porovnaní s dostupnosťou miesta značné.

Ide o technológiu RAID a jej aplikácie a funkcie. Teraz vám zanecháme niekoľko tutoriálov, ktoré vám budú tiež užitočné

Dúfame, že tieto informácie boli pre vás užitočné, aby ste lepšie pochopili, čo je úložný systém RAID. Ak máte akékoľvek otázky alebo návrhy, nechajte ich v okienku s komentármi.