| [отпатрулированная версия] | [непроверенная версия] |
|
|
| |
* '''RAID-Z3''' — три избыточных диска. |
|
* '''RAID-Z3''' — три избыточных диска. |
| |
|
|
|
| − |
== Базовые уровни RAID == |
+ |
== Базовые уровни модели RAID == |
| |
|
|
|
| |
=== RAID 0 === |
|
=== RAID 0 === |
| |
[[Файл:RAID 0-ru.svg|thumb|right|Схема RAID 0]] |
|
[[Файл:RAID 0-ru.svg|thumb|right|Схема RAID 0]] |
| − |
'''RAID 0''' (''striping — «чередование»'') — дисковый массив из двух или более [[Жёсткий диск|жёстких дисков]] без резервирования. Информация разбивается на блоки данных (<math>A_i</math>) фиксированной длины и записывается на оба/несколько дисков поочередно, то есть один блок на первый диск, а второй блок на второй диск соответственно. |
+ |
'''RAID 0''' (''striping — «чередование»'') — дисковый массив из двух или более [[Жёсткий диск|жёстких дисков]] без резервирования. Информация разбивается на блоки данных (<math>A_i</math>) фиксированной длины и записывается на оба/несколько дисков поочередно, то есть один блок (<math>A_1</math>) на первый диск, а второй блок (<math>A_2</math>) на второй диск соответственно. |
| |
|
|
|
| |
'''(+)''': Скорость считывания файлов увеличивается в n раз, где n — количество дисков. При этом такая оптимальная производительность достигается только для больших запросов, когда фрагменты файла находятся на каждом из дисков. |
|
'''(+)''': Скорость считывания файлов увеличивается в n раз, где n — количество дисков. При этом такая оптимальная производительность достигается только для больших запросов, когда фрагменты файла находятся на каждом из дисков. |
| |
|
|
|
| − |
'''(-)''': Увеличивается вероятность потери данных: если вероятность отказа 1 диска равна p, то вероятность выхода из строя массива RAID 0 из двух дисков равна 2p-p*p. Таким образом, если вероятность отказа одного диска за год равна 1 %, то вероятность отказа массива RAID0 из двух дисков составляет 1,99 %, то есть практически в два раза больше. |
+ |
'''(-)''': Увеличивается риск потери данных по причине отказа одного из устройств массива. Если обозначить вероятность отказа единичного диска в течение года работы как <math>p_1</math>, то вероятность выхода из строя массива RAID 0, состоящего из N таких дисков, можно рассчитать по формуле <math>p_N = 1-(1-p_1)^N</math>, и полученное значение при любом N будет существенно превышать <math>p_1</math>. |
| |
+ |
|
| |
+ |
Если мы для наглядности условимся, что вероятность отказа единичного диска за год работы равна одному проценту, то массив, состоящий из двух таких дисков, выйдет из строя с вероятностью около двух процентов (<math>p_2=1-(1-p_1)^2=2p_1-p_1^2=2%-0.01%=1,99%</math>), а массив из пяти таких дисков - с вероятностью почти пять процентов (<math>p_5=1-(1-p_1)^5=4,90099501%</math>). |
| |
+ |
|
| |
+ |
Данный расчёт демонстрирует прирост вероятности сбоя с увеличением количества дисков, очень близкий к линейному. По этой причине технология RAID 0 редко применяется чистом виде, но она хорошо зарекомендовала себя в качестве верхнего уровня каскадных RAID N0 (например, RAID 10, RAID 50 или RAID 60), где цифра 0 как раз и означает, что в массив RAID 0 объединено несколько массивов RAID N: RAID N + RAID 0 = RAID N0. |
| |
|
|
|
| |
=== RAID 1 === |
|
=== RAID 1 === |
|
|
| |
RAID 7 — зарегистрированная торговая марка компании [[Storage Computer Corporation]], отдельным уровнем RAID не является. Структура массива такова: на <math>n-1</math> дисках хранятся данные, один диск используется для складирования блоков чётности. Запись на диски кэшируется с использованием оперативной памяти, сам массив требует обязательного [[Источник бесперебойного питания|ИБП]]; в случае перебоев с питанием происходит повреждение данных. |
|
RAID 7 — зарегистрированная торговая марка компании [[Storage Computer Corporation]], отдельным уровнем RAID не является. Структура массива такова: на <math>n-1</math> дисках хранятся данные, один диск используется для складирования блоков чётности. Запись на диски кэшируется с использованием оперативной памяти, сам массив требует обязательного [[Источник бесперебойного питания|ИБП]]; в случае перебоев с питанием происходит повреждение данных. |
| |
|
|
|
| − |
Число 7 в названии создаёт впечатление, что система чем-то превосходит своих «младших братьев» RAID 5 и 6, но математика RAID 7 не отличается от RAID 4, а кэш и батареи используются в RAID-контроллерах любых уровней (чем дороже контроллер, тем больше вероятность наличия этих компонентов). Поэтому, хотя никто не отрицает, что RAID 7 обладает высокой надёжностью и скоростью работы, — это не промышленный стандарт, а скорее маркетинговый ход единственной компании-производителя таких устройств, и только эта компания осуществляет для них техническую поддержку.<ref>[http://www.pcguide.com/ref/hdd/perf/raid/levels/singleLevel7-c.html The PC Guide — RAID Level 7]</ref> |
+ |
Число 7 в названии создаёт впечатление, что система чем-то превосходит своих «младших братьев» RAID 5 и 6, но математика RAID 7 не отличается от RAID 4, а кэш и батареи используются в RAID-контроллерах любых уровней (чем дороже контроллер, тем больше вероятность наличия этих компонентов). Поэтому, хотя никто не отрицает, что RAID 7 обладает высокой надёжностью и скоростью работы, — это не промышленный стандарт, а скорее маркетинговый ход единственной компании-производителя таких устройств, и только эта компания осуществляет для них техническую поддержку<ref>[http://www.pcguide.com/ref/hdd/perf/raid/levels/singleLevel7-c.html The PC Guide — RAID Level 7]</ref>. |
| |
|
|
|
| |
=== RAID-DP === |
|
=== RAID-DP === |
|
|
| |
|
|
|
| |
== Аппаратные RAID-контроллеры == |
|
== Аппаратные RAID-контроллеры == |
| − |
Представляют собой плату расширения, либо размещаются вне сервера (например, в составе внешней дисковой подсистемы либо [[NAS]]).<ref>[https://www.ixbt.com/storage/raids-1.html IXBT. Выбери свой RAID контроллер. 01.10.1999]</ref> Имеют собственный процессор, многие имеют кэш-память для ускорения работы. В устройства подороже опционально устанавливаются батареи (Battery Backup Unit, сокр. BBU, [[Химический источник тока|химические]], либо [[Компенсирующие устройства#Конденсаторные установки|конденсаторные]]) для сохранения данных в кэше в случае аварийного отключения электропитания. Конденсаторные батареи более современные, но более дорогие, поскольку дополнительно требуют наличия модуля энергонезависимой FLASH-памяти, куда при аварии будет копироваться кэш. Такие батареи не портятся со временем и, в отличие от химических, не требуют замены в течение срока службы сервера.<ref>[https://habr.com/company/pc-administrator/blog/304798/ Всё, что вы хотели узнать о RAID-контроллерах, но лень было искать. 06.10.2016]</ref> |
+ |
Представляют собой плату расширения, либо размещаются вне сервера (например, в составе внешней дисковой подсистемы либо [[NAS]])<ref>[https://www.ixbt.com/storage/raids-1.html IXBT. Выбери свой RAID контроллер. 01.10.1999]</ref>. Имеют собственный процессор, многие имеют кэш-память для ускорения работы. В устройства подороже опционально устанавливаются батареи (Battery Backup Unit, сокр. BBU, [[Химический источник тока|химические]], либо [[Компенсирующие устройства#Конденсаторные установки|конденсаторные]]) для сохранения данных в кэше в случае аварийного отключения электропитания. Конденсаторные батареи более современные, но более дорогие, поскольку дополнительно требуют наличия модуля энергонезависимой FLASH-памяти, куда при аварии будет копироваться кэш. Такие батареи не портятся со временем и, в отличие от химических, не требуют замены в течение срока службы сервера<ref>[https://habr.com/company/pc-administrator/blog/304798/ Всё, что вы хотели узнать о RAID-контроллерах, но лень было искать. 06.10.2016]</ref>. |
| |
|
|
|
| |
Для подключения дисков контроллер может иметь внутренние, либо внешние порты, либо и те, и другие. Порты могут быть выполнены по различным стандартам (см. для примера список [[Serial Attached SCSI#Разъёмы|внутренних и внешних разъёмов SAS]], а также [[NVM Express|SFF-8639]]). |
|
Для подключения дисков контроллер может иметь внутренние, либо внешние порты, либо и те, и другие. Порты могут быть выполнены по различным стандартам (см. для примера список [[Serial Attached SCSI#Разъёмы|внутренних и внешних разъёмов SAS]], а также [[NVM Express|SFF-8639]]). |
| |
|
|
|
| − |
Контроллеры различных производителей, как правило, не совместимы и не взаимозаменяемы между собой — это следует иметь в виду в случае выхода из строя платы контроллера. Информация о конфигурации RAID-массива хранится на дисках, но прочитать её, даже с полностью исправных дисков, и воссоздать массив сможет только контроллер того же производителя.<ref>[https://habr.com/company/advanserv/blog/163451/ Habr, 24.02.2012. Что делать, если вышел из строя RAID-контроллер?]</ref> Для предотвращения подобных проблем существуют кластерные дисковые системы<ref>[https://3dnews.ru/166136 3DNews — Daily Digital Digest, 12.12.2001. FAQ по практической реализации RAID]</ref>. Программные RAID-массивы также лишены этого недостатка. |
+ |
Контроллеры различных производителей, как правило, не совместимы и не взаимозаменяемы между собой — это следует иметь в виду в случае выхода из строя платы контроллера. Информация о конфигурации RAID-массива хранится на дисках, но прочитать её, даже с полностью исправных дисков, и воссоздать массив сможет только контроллер того же производителя<ref>[https://habr.com/company/advanserv/blog/163451/ Habr, 24.02.2012. Что делать, если вышел из строя RAID-контроллер?]</ref>. Для предотвращения подобных проблем существуют кластерные дисковые системы<ref>[https://3dnews.ru/166136 3DNews — Daily Digital Digest, 12.12.2001. FAQ по практической реализации RAID]</ref>. Программные RAID-массивы также лишены этого недостатка. |
| |
|
|
|
| |
== Дополнительные функции RAID-контроллеров == |
|
== Дополнительные функции RAID-контроллеров == |
|
|
| |
|- |
|
|- |
| |
! 1 |
|
! 1 |
| − |
|| от 2 || S || N-1 дисков || очень высокая || высокая || '''средняя''' || N-кратная стоимость дискового пространства; максимально возможная надёжность; минимально возможный размер |
+ |
|| от 2 || S || N-1 дисков || очень высокая || средняя ||'''средняя''' || N-кратная стоимость дискового пространства; максимально возможная надёжность; минимально возможный размер, скорость чтения/записи одиночного диска |
| |
|- |
|
|- |
| |
! 1E |
|
! 1E |
|
|
| |
|} |
|
|} |
| |
|
|
|
| − |
<nowiki>*</nowiki> <small>N — количество дисков в массиве, S — объём наименьшего диска</small><ref>[http://www.timcompany.ru/article4.html RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID6, RAID 10 или что такое уровни RAID?]</ref><ref>[http://www.easeus.com/data-recovery-ebook/RAID-levels.htm Dynamic disk introduction — RAID levels]</ref><ref>[http://www.midwestdatarecovery.com/raid-array-types.html RAID Array and Server: Hardware and Service Comparison]</ref><ref>[http://www.pcguide.com/ref/hdd/perf/raid/levels/comp-c.html Summary Comparison of RAID Levels]</ref>. |
+ |
<nowiki>*</nowiki> <small>N — количество дисков в массиве, S — объём наименьшего диска</small><ref>{{Cite web |url=http://www.timcompany.ru/article4.html |title=RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID6, RAID 10 или что такое уровни RAID? |accessdate=2010-12-11 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110320011026/http://www.timcompany.ru/article4.html |archivedate=2011-03-20 |deadlink=yes }}</ref><ref>[http://www.easeus.com/data-recovery-ebook/RAID-levels.htm Dynamic disk introduction — RAID levels]</ref><ref>[http://www.midwestdatarecovery.com/raid-array-types.html RAID Array and Server: Hardware and Service Comparison]</ref><ref>[http://www.pcguide.com/ref/hdd/perf/raid/levels/comp-c.html Summary Comparison of RAID Levels]</ref>. |
| |
<br><nowiki>**</nowiki> <small>Информация не потеряется, если выйдут из строя диски в пределах разных зеркал</small>. |
|
<br><nowiki>**</nowiki> <small>Информация не потеряется, если выйдут из строя диски в пределах разных зеркал</small>. |
| |
<br><nowiki>***</nowiki> <small>Информация не потеряется, если выйдет из строя одинаковое кол-во дисков в разных stripe’ах</small>. |
|
<br><nowiki>***</nowiki> <small>Информация не потеряется, если выйдет из строя одинаковое кол-во дисков в разных stripe’ах</small>. |
|
|
| |
== Дальнейшее развитие идеи RAID == |
|
== Дальнейшее развитие идеи RAID == |
| |
[[Файл:ZRAID at PCI-X at FSC Primtrgy TX200 S2.JPG|thumb|300px|Синий разъём PCI-X на материнской плате сервера FSC Primergy TX200 S2 специально предназначен для платы ноль-канального RAID (zero-channel RAID, ZCR). Установлен MegaRAID [[SCSI#Ultra-320 SCSI|320]]-0 Zero Channel RAID Controler фирмы LSI)<ref>[http://www.lsi.com/DistributionSystem/AssetDocument/files/docs/techdocs/storage_stand_prod/RAIDpage/mr_320_ug.pdf LSI MegaRAID 320-0 Zero Channel RAID Controler User’s Guide]{{ref-en}}</ref>]] |
|
[[Файл:ZRAID at PCI-X at FSC Primtrgy TX200 S2.JPG|thumb|300px|Синий разъём PCI-X на материнской плате сервера FSC Primergy TX200 S2 специально предназначен для платы ноль-канального RAID (zero-channel RAID, ZCR). Установлен MegaRAID [[SCSI#Ultra-320 SCSI|320]]-0 Zero Channel RAID Controler фирмы LSI)<ref>[http://www.lsi.com/DistributionSystem/AssetDocument/files/docs/techdocs/storage_stand_prod/RAIDpage/mr_320_ug.pdf LSI MegaRAID 320-0 Zero Channel RAID Controler User’s Guide]{{ref-en}}</ref>]] |
| |
+ |
{{орисс в разделе|дата=12 сентября 2020}} |
| |
Идея RAID-массивов — в объединении дисков, каждый из которых рассматривается как набор секторов, и в результате драйвер файловой системы «видит» как бы единый диск и работает с ним, не обращая внимания на его внутреннюю структуру. Однако, можно добиться существенного повышения производительности и надёжности дисковой системы, если драйвер файловой системы будет «знать» о том, что работает не с одним диском, а с набором дисков. |
|
Идея RAID-массивов — в объединении дисков, каждый из которых рассматривается как набор секторов, и в результате драйвер файловой системы «видит» как бы единый диск и работает с ним, не обращая внимания на его внутреннюю структуру. Однако, можно добиться существенного повышения производительности и надёжности дисковой системы, если драйвер файловой системы будет «знать» о том, что работает не с одним диском, а с набором дисков. |
| |
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
| |
== Интересные факты == |
|
== Интересные факты == |
| |
+ |
{{trivia|дата=12 сентября 2020}}{{значимость раздела}} |
| |
* Годовая вероятность отказа дискового массива RAID 5 из 3 дисков [[WD]] Caviar Blue = 0,05 %<ref>{{Cite web |url=http://protonpc.ru/info/kak-ustanovit-nadezhnost-raid_60 |title=Формула надёжности RAID |accessdate=2012-09-14 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20130324012524/http://protonpc.ru/info/kak-ustanovit-nadezhnost-raid_60 |archivedate=2013-03-24 |deadlink=yes }}</ref>. |
|
* Годовая вероятность отказа дискового массива RAID 5 из 3 дисков [[WD]] Caviar Blue = 0,05 %<ref>{{Cite web |url=http://protonpc.ru/info/kak-ustanovit-nadezhnost-raid_60 |title=Формула надёжности RAID |accessdate=2012-09-14 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20130324012524/http://protonpc.ru/info/kak-ustanovit-nadezhnost-raid_60 |archivedate=2013-03-24 |deadlink=yes }}</ref>. |
| |
|
|
|
| − |
* В 2005 году был проведён успешный опыт по созданию RAID-массива из четырёх [[iPod Shuffle]], связанных с [[macOS|Mac OS X]] через [[USB]]-хаб.<ref>[https://www.macobserver.com/tmo/article/iPod_shuffle_RAID iPod shuffle RAID, TMO Staff, the Mac Observer, Feb 8th, 2005 3:00 PM EST]</ref>. |
+ |
* В 2005 году был проведён успешный опыт по созданию RAID-массива из четырёх [[iPod Shuffle]], связанных с [[macOS|Mac OS X]] через [[USB]]-хаб<ref>[https://www.macobserver.com/tmo/article/iPod_shuffle_RAID iPod shuffle RAID, TMO Staff, the Mac Observer, Feb 8th, 2005 3:00 PM EST]</ref>. |
| |
|
|
|
| |
== Недостатки RAID == |
|
== Недостатки RAID == |