Разное

Raid 5 4 диска: Какой лучше RAID сделать на 4 дисковом NAS для дома? — Хабр Q&A

Содержание

Массивы RAID0 и RAID5 из винчестеров против твердотельных накопителей

Методика тестирования накопителей образца 2016 года

В первых персональных компьютерах винчестеров вообще не было. Чуть позднее они стали штатным оборудованием. Еще позднее в основном были решены проблемы совместимости, мешающие использованию одновременно и поддерживаемой в теории пары устройств, а к концу 90-х годов прошлого века конфигурация среднестатистического компьютера потенциально могла включать в себя уже и четыре винчестера. С этого момента многие пользователи заинтересовались уже использованием накопителей не по-отдельности, а в составе единого массива — как во «взрослых системах». В последних, впрочем, чаще всего применялся SCSI-интерфейс, доступный и владельцу обычной «персоналки», но излишне дорогой — требовались дешевые решения. И они появились в виде контроллеров IDE RAID.

Заметим, что наиболее часто используемым вариантом был RAID0, строго говоря, к «RAID-массивам» не относящийся, поскольку избыточность данных он не обеспечивает. Надежность хранения сравнительно с одиночным диском даже снижает. Но иногда было просто некуда деваться, поскольку винчестеры тех лет были слишком медленными для некоторых сфер применения, а альтернативных решений с более высокой производительностью не было вовсе. Использование же чередования позволяло их заметно «пришпорить». Но применялись (да и сейчас применяются) и «зеркала» (RAID1) — для повышения надежности. А наиболее обеспеченные граждане могли объединить достоинства обоих подходов посредством создания массива RAID10, что позволяло повысить и скорость, и надежность. Других режимов в те времена в массовых контроллерах «не водилось»: слишком сложными были для программной реализации — с учетом вычислительных возможностей систем того времени.

Через некоторое время дискретные RAID-контроллеры начали устанавливать и на топовые системные платы — надо же было чем-то выделяться их производителям. В итоге к массивам стали приглядываться и пользователи, ранее о них не задумывавшиеся — раз уж возможность есть. В итоге идею подхватили сами производители чипсетов, так что возможность создания RAID-массивов стала стандартной для последних. Как минимум — для старших модификаций. Причем к числу возможных вариантов добавился и RAID5, на первый взгляд выглядящий очень привлекательно: более экономным расходованием дискового пространства, чем у RAID10, но при обеспечении необходимой для надежности хранения избыточности.

А позднее начались новые времена — винчестеры перестали быть основным и единственным типом накопителей, применяющихся в компьютере. Внедрение твердотельных накопителей прервало эволюцию, оказавшись революционным шагом с точки зрения производительности. Правда было оно достаточно медленным — просто потому, что и стоимость хранения информации первое время была очень высокой. Довольно быстро снижалась, но и сейчас до паритета с винчестерами еще далеко — особенно если рассматривать «настольные» модели. Да и с абсолютной емкостью тоже пока все не просто: теоретически флэш-памяти в стандартный корпус «напихать» можно очень много, а практически это будет слишком уж дорого. Собственно, поэтому до сих пор подавляющее большинство компьютеров продается лишь с одним-единственным винчестером в качестве накопителя «для всего»: и для программ, и для данных.  В принципе, даже устройств этого класса минимальной на сегодня емкости достаточно для того, чтобы полностью закрыть все потребности среднестатистического пользователя, поэтому в бюджетном сегменте такой вариант долго еще будет преобладающим, несмотря на низкую производительность. А вот чуть выше решений минимальной стоимости у покупателя есть выбор, часто приводящий его к одному из гибридных вариантов системы хранения данных. Самым дешевым (но пока до конца не изученным и освоенным) способом является кэширование посредством технологии Optane Memory. Более дорогим, но предсказуемым и совместимым со старыми системами — использование SSD невысокой емкости для операционной системы и приложений в паре с тихоходным, но очень емким винчестером для хранения данных. В итоге про RAID-массивы в бытовых персоналках все как-то и забыли. Хотя некоторые пользователи считают, что зря — все-таки и емкость самая большая (в пределах фиксированного бюджета), и производительность должна быть более высокой, чем у одиночного накопителя. Пусть, даже, и не на столько, как обеспечивают твердотельные накопители, но ведь дешево же — а вдруг и этого хватит на практике. Поэтому мы сегодня решили немного отклониться от основной линейки тестов и посмотреть — как ведут себя лучшие винчестеры в т. ч. и в массивах из двух-трех дисков, сравнительно с разными твердотельными накопителями.

Участники тестирования

Поскольку в наших руках оказалось одновременно три не совсем идентичных, но почти идентичных винчестера Seagate, они и выступили в роли «подопытных кроликов». Было бы сразу четыре — можно было бы и RAID10 организовать, а так пришлось ограничиться RAID0 из двух и RAID5 из трех дисков (три-четыре диска в RAID0 это уже за границей добра и зла, которую без необходимости мы стараемся не переступать), имеющие одинаковый объем в 20 ТБ. Собственно, чем RAID5 многим и кажется привлекательным — «пропадает» всего один накопитель в массиве, а не половина, как в «зеркалах» (RAID1, 10 и подобных). RAID0 еще «гуманнее», но ценой потенциальных проблем с надежностью. Сами же винчестеры — одни из лучших на сегодняшний день: модели на 10 ТБ со скоростью вращения 7200 об/мин, использующие заполнение гермоблока гелием. Понятно, что в роли системного и единственного накопителя даже один такой винчестер выглядит странно (мягко говоря), однако дает оценку сверху того, что вообще можно получить от массивов. Недорогие устройства малой емкости просто медленнее, в чем мы уже не раз убеждались.

С кем будем сравнивать? Во-первых, интересна разница в пределах группы. Во-вторых, для части тестов мы отобрали следующую четверку твердотельных накопителей:

Можно было бы ограничиться и меньшим количеством, но мы решили пойти навстречу читателям, жалующимся на то, что в статьях сайта редко сравниваются твердотельные накопители разных классов или, тем более, твердотельные с механическими. Просили? Сами виноваты 🙂

Тестирование

Методика тестирования

Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым аппаратным и программным обеспечением. Для данной статьи нам ее пришлось, немного доработать, поскольку участие в тестировании сегодня принимают и винчестеры, и твердотельные накопители, но касается это в основном использования результатов (благо тестовые программы в основном пересекаются) и их группировки.

Последовательные операции

Для начала начнем с «чисто винчестерных» тестов, в которых твердотельные накопители по понятным причинам не участвуют — для них нет зависимости скорости от конкретной области данных.

Как и предполагается априори, скорость чтения удваивается. Точнее, для RAID0 из двух дисков это очевидно. Для RAID5 на трех дисках — в общем-то тоже: для данных используется то же самое чередование. В итоге даже минимальная скорость чтения оказалась выше средней одиночного диска, а средняя — выше максимальной. Идеальный случай.

Потому что при записи все уже не так просто. Точнее, для RAID0 — по-прежнему просто и быстро, на что любят упирать «любители» этого типа массивов (который, строго говоря, RAID-массивом и не является, как уже было сказано выше). Все также работает чередование блоков с данными, так что два винчестера (или большее их количество) работают, по сути параллельно.

А вот ситуация с RAID5 печальна. Однако легко объяснима: специфика организации этого типа массивов такова, что практически любая операция записи превращается в две операции чтения и две записи, которые должны «отработать» практически одновременно. Итоговая производительность в случае «чипсетного» контроллера, фактически лишенного собственных «мозгов», так что реализующего всю необходимую функциональность на базе программного драйвера, оказывается удручающе низкой. «Нормальный аппаратный» контроллер способен ослабить проблему, но не решить ее полностью — RAID5 все равно остается одним из самых медленных типов массивов в любых условиях. Радикальным способом решения проблемы (да и практически единственно-возможным для программной реализации) является использование RAID10, сочетающего в себе и производительность, и отказоустойчивость, но… Но ценой потери уже половины потенциального пространства, т. е. для создания массива в те же 20 ТБ потребуется уже не три, а четыре диска по 10 ТБ, о чем было сказано в начале статьи. Впрочем, можно «выжать» и из чипсетного RAID5 немного больше: подбором размера блока чередования и кластера файловой системы, чем мы не занимались, оставив значения по-умолчанию. Однако повысить скорость записи до уровня хотя бы одиночного винчестера и это не позволяет — в отличие от RAID10, обеспечивающего ее удвоение (пусть и высокой ценой). В лучшем случае получается повысить скорость примерно до 100 МБ/с, т. е. RAID5 на практике даже при тонкой настройке снижает производительность операций записи. Где-нибудь в NAS это не важно: данные записываются редко, а читаются часто, да и лимитирует производительность сам по себе сетевой интерфейс (как раз значениями в районе сотни мегабайт в секунду, а то и меньше), так что высокая емкость и отказоустойчивость выходят на первый план. А вот в персональном компьютере или рабочей станции массивы такого типа просто не интересны. Точнее, интересны еще меньше, чем RAID0 или RAID1. А ведь и у первых уже появились серьезные конкуренты, но об этом чуть ниже.

Время доступа

Если при чтении данных латентность практически неизменна, то при записи в массиве RAID0 она резко снижается. В чем, впрочем, заслуга, скорее, не его, а алгоритмов кэширования, применяемых контроллером для массивов. Но, как видим, RAID5 и это никак не помогает. Даже наоборот, что вполне согласуется с логикой его работы.

Последовательные операции (Crystal Disk Mark)

Поскольку HD Tune Pro при тестировании твердотельных накопителей мы не используем, а вот Crystal Disk Mark «прогоняется» везде, посмотрим на его результаты.

Как и положено, производительность при чтении данных примерно удваивается. Забавный результат в многопоточном режиме связан с тем, что при использовании ограниченной области данных (в программе, напомним, мы используем лишь 2 ГБ) и современных алгоритмов внутреннего кэширования винчестеров, вкупе с нынешними емкостями кэш-памяти, данные зачастую в ней и будут оказываться еще до соответствующего запроса. Остается только передать нужный блок по интерфейсу, что происходит очень быстро. Это позволяет с легкостью опережать SATA SSD (поскольку их сдерживает именно интерфейс), да и в однопоточном режиме от них практически не отставать. Но только в «тепличных условиях» — внешние дорожки (на внутренних скорость вдвое ниже, что уже было показано выше), небольшие объемы данных. Что бывает в более сложных случаях — посмотрим чуть позже.

С записью же все намного хуже: чем-то подстегнуть многопоточный режим не получается, так что он не только медленнее однопоточного, но и удвоения скорости сравнительно с одиночным накопителем уже не наблюдается. Но в один поток потягаться с SATA SSD хотя бы можно. Во всяком случае, при использовании RAID0 из двух дисков. Если бы мы объединили в такой массив три имеющихся винчестера — было бы еще быстрее, хотя и слишком перпендикулярно здравому смыслу. А с RAID5 все традиционно плохо. Поэтому в последующих тестах мы его использовать не будем — и без того картина ясна.

Работа с большими файлами

Как и следовало ожидать на основании низкоуровневых тестов, в однопоточном режиме хотя бы на внешних дорожках скорость чтения сравнима с SATA SSD. Но если нужно считать 32 ГБ в 32-х файлах по 1 ГБ, производительность резко падает почти до уровня одиночного винчестера (кэширование же при таких объемах ничем помочь уже не может). Для твердотельных же накопителей, напротив, это идеальный случай. А если они не ограничены интерфейсом — тем более.

Чем, все-таки, до сих пор привлекательны механические накопители — симметричностью производительности при записи и чтении, чего для флэш-памяти и близко нет. Соответственно, на операциях записи даже некоторые NVMe-накопители могут оказаться медленнее одиночного современного винчестера. Двух — тем более. Но если не рассматривать самые медленные из устройств, то опять ничего похожего на «честную конкуренцию» не наблюдается.

А запись одновременно с чтением — хороший случай для большинства SSD и плохой для винчестеров. Причем твердотельным накопителям и (псевдо)случайный режим «жизнь не портит», в отличие от. Таким образом, быстро прочитать или записать большой объем данных современные винчестеры могут — если есть куда или откуда. Объединенными в массив RAID0 сделают это быстрее. Но поскольку обработка данных предполагает обычно и запись, и чтение, и далеко не всегда последовательные — для этой цели уже лучше использовать твердотельные накопители. Если, конечно, объемы позволяют. А вот хранить данные лучше там, где это обходится дешевле.

Производительность в приложениях

Но основной темой сегодняшней статьи было вовсе не исследование вопросов хранения и обработки больших массивов данных, хотя и это тоже интересно. Еще важнее — оценить перспективность использования RAID0 для ускорения обычной работы за компьютером. Когда-то это позволяло что-то выиграть сравнительно с одиночным винчестером, но тогда и программы были другими, да и операционные системы тоже. Да и сравнивать сейчас уже нужно не только «механику с механикой». Вот и сравним 🙂

Тестируя SSD, мы временами жаловались на то, что с точки зрения тестов высокого уровня они слишком похожи. Тестируя винчестеры — аналогично. Но они «по-разному похожи»: это два непересекающихся мира. А одиночный винчестер и RAID0 из винчестеров — один мир. Совсем один. Потенциальное ускорение от чередования к настоящему моменту по сути рассосалось: современные операционные системы и с одиночным винчестером работают настолько эффективно, насколько он позволяет (чему сильно помогает развитое кэширование данных в оперативной памяти, радикально улучшившееся в современных версиях Windows — пусть это и вызывает жалобы некоторых пользователей, привыкших к примитивной Windows XP и более ранним, на «расход памяти»). Снижение задержек пригодилось бы, но его при чтении данных (что важно для тестов высокого уровня) как раз и нет.

И даже по низкоуровневому баллу появляются различия между разными моделями твердотельных накопителей, но не более того. Винчестеры (что с ними не делай) намного медленнее. Причем в этом случае и порядки-то величин разные, что «замаскировать» получается лишь потому, что реальная работа приложений «упирается» и в другие компоненты компьютера. А иногда и в самого пользователя, что и не всегда позволяет реализовать потенциальные возможности накопителей. Твердотельных. У «механики» таковых и не водится.

Кстати, и предыдущая версия тестового пакета ведет себя аналогично. Когда-то, кстати, PCMark на массивы реагировал хорошо — но это было под управлением других ОС и на трассах, имитирующих другие приложения. А сейчас уже так. Подробные результаты, думаем, уже не нужны.

Рейтинги

Как видим, с точки зрения тестов низкого уровня, ориентированных в первую очередь на SSD (так что изобилующими операциями со случайным доступом) сравнивать «механику» (что с ней не делай) и SSD большого смысла нет. Но и ничего удивительного в этом тоже уже нет — для винчестеров лучший сценарий это однопоточный последовательный, однако, как уже было показано выше, и в этом случае о прямой конкуренции говорить не всегда приходится. Иногда при записи, разве что, но и при этом «потолок» винчестеров (и массивов из них) сопоставим лишь с «полом» твердотельных накопителей с SATA-интерфейсом (eMMC-модули — отдельная история; но они и используются чаще всего там, куда никакие другие накопители просто «не лезут»).

Да и «подмешивание» к оценке результатов тестов высокого уровня не слишком меняет картину. По совокупности разные SSD при этом отличаются друг от друга примерно вдвое, поскольку мы взяли один из самых медленных и один из самых быстрых из протестированных накопителей, радикально различающихся конструктивно. Однако при этом и «самый медленный» быстрее массива RAID0 из пары топовых винчестеров даже не в два, а в два с половиной раза. Комментарии излишни.

Итого

В общем и целом, картина понятная. Равно как понятно и то, почему тема RAID-массивов в персональных компьютерах практически сошла на нет. Во всяком случае, в их «винчестерной» ипостаси — с массивами из SSD некоторые энтузиасты продолжают баловаться, чему способствуют производители, реализовав, в частности, возможность создания RAID из NVMe-устройств. Да и в топовых ноутбуках нет-нет да и встречаются RAID0 из пары твердотельных накопителей — в основном, конечно, чтобы блистать в обзорах. На этом всё. В тех сферах, где технология RAID-массивов зарождалась, она по-прежнему является нужной и полезной, но в ПК ей делать особо нечего. С одной стороны, современные ОС способны и из одиночного винчестера «выжимать» все, на что он способен, так что улучшением части характеристик «подстегнуть» производительность не получится. С другой — доступными стали более быстрые накопители. В том числе, существенно более быстрые в тех сценариях, ради которых до сих пор имеет смысл использовать RAID-массивы с увеличением производительности (благодаря чередованию). А «настоящие» RAID (т. е. с избыточностью хранения данных) по-прежнему полезны, но в бюджетном исполнении силами программного обеспечения они могут заметно понизить производительность. Кроме того, RAID в любом случае не заменяет резервного копирования данных, так что начинать надо с него, а не наоборот.

РЕЖИМЫ RAID | Seagate Россия

 

В таблице ниже представлены режимы RAID, доступные для устройства NAS OS. Обратите внимание, что уровни производительности и защиты зависят от количества дисков в томе. В мастере New network volume (Создание сетевого тома) ОС NAS OS присутствует полезная всплывающая подсказка с оценками производительности и защиты в зависимости от количества дисков в томе.

 

Режим RAID Минимальное количество жестких дисков
SimplyRAID 1 (без защиты данных) или 2 (с защитой данных)
JBOD 1
RAID 0 2
RAID 1 1 (без защиты данных) или 2 (с защитой данных)
RAID 5 3
RAID 6 4
RAID 10 4

 

Режим RAID для устройства NAS OS, установленный на заводе, зависит от количества дисков в системе.

  • 0 дисков: режим SimplyRAID одноуровневой безопасности с однодисковым уровнем защиты (будет настроен во время установки ОС NAS OS).
  • 2 диска: режим SimplyRAID одноуровневой безопасности с однодисковым уровнем защиты
  • 4 диска: режим SimplyRAID одноуровневой безопасности с однодисковым уровнем защиты
  • 8 дисков: режим SimplyRAID двухуровневой безопасности с однодисковым уровнем защиты

Однодисковый уровень защиты означает, что данные защищены в случае выхода из строя или отсутствия одного жесткого диска.

Двухдисковый уровень защиты означает, что данные защищены в случае выхода из строя или отсутствия двух жестких дисков.

 

Примечание, касающееся систем с одним жестким диском. При наличии в корпусе одного диска можно создать том SimplyRAID или RAID 1. При добавлении в корпус дисков однодисковые тома можно расширять. При этом во время расширения данные в томе сохраняются (см. раздел «Расширение томов: однодисковые и незащищенные тома»). Кроме того, расширение тома RAID 1 и SimplyRAID обеспечит защиту от потерь на одном жестком диске. Однако ЗАЩИТА ДАННЫХ ОТСУТСТВУЕТ, когда в томе только один жесткий диск.

 

Важное примечание, касающееся резервного копирования данных с системы NAS! В качестве дополнительной защиты в случае отказа диска или при других сбоях (например, оборудования, сети и т. д.) всем пользователям рекомендуется выполнять резервное копирование данных на устройство DAS или другую систему NAS. Дополнительные сведения см. в разделе «Задачи резервного копирования».

 

Помощь в выборе режима RAID

 

Всплывающая подсказка: оценки

Понимание возможностей тома RAID и его уровней играет решающую роль при выборе оптимального способа распределения дисков в системе NAS. Для помощи администраторам в настройке томов RAID в мастере New network volume (Создание сетевого тома) ОС NAS OS присутствует система оценок с полосой распределения емкости системы хранения. Оценки доступны во всплывающей подсказке на этапе выбора режима RAID. Чтобы отобразить всплывающую подсказку, нажмите значок «i» рядом с параметром Select your choice (Выберите).

 

 

Примечание. Пошаговые инструкции по использованию мастера создания сетевого тома см. в разделе «Мастер создания сетевого тома».

 

Сравнение режимов RAID

Уровень RAID, доступный для тома, зависит от количества дисков. Например, том из четырех дисков поддерживает все уровни RAID, кроме RAID 1, который несовместим с томами из более чем трех дисков. В мастере создания сетевого тома можно выбрать режим RAID, чтобы просмотреть его преимущества и недостатки в центральной части окна.

При сравнении томов из четырех дисков видно, что режим RAID 0 лучше в плане емкости хранения, но его главный недостаток — это отсутствие защиты данных и производительность уровня RAID 5. Режимы RAID 6 и SimplyRAID двухуровневой безопасности обеспечивают защиту данных даже в случае выхода из строя двух дисков. Однако в конфигурациях с комбинированными емкостями режим SimplyRAID оптимизирует емкость хранения гораздо лучше, чем режим RAID 6, предоставляя пользователям больше пространства для хранения данных.

 

Уровни RAID

Выберите уровень RAID, чтобы узнать, как он работает с системой NAS.

 

Режим SimplyRAID ОС NAS OS

В большинстве режимов RAID используются одинаковые дисковые емкости из пула жестких дисков для защиты данных. В отличие от комбинированных дисковых сред с потерей избыточной емкости хранения, в режиме SimplyRAID дополнительное пространство резервируется для использования при добавлении новых дисков в систему. Это означает, что, в отличие от стандартных моделей RAID, массив можно легко расширить без потери данных. Например, из двух дисков емкостью 1 ТБ каждый можно создать массив RAID 1 без малейшей избыточности дисковой емкости. Однако при объединении диска емкостью 1 ТБ с диском емкостью 2 ТБ на защиту приходится только 1 ТБ, поскольку данные не могут превышать емкость хранения диска меньшего размера. В режиме SimplyRAID подсчитывается избыточное пространство, которое в дальнейшем может быть использовано при добавлении дисков.

 

JBOD (Just a Bunch Of Disks)

 

 

В конфигурации JBOD данные на дисках хранятся последовательно. Например, сначала данные записываются на Диск 1. После заполнения Диска 1 данные записываются на Диск 2, затем на Диск 3 и т. д. Два преимущества данного уровня RAID — это доступность всей общей емкости хранения дисков и простота расширения. Однако если один диск выйдет из строя, все данные будут утеряны.

 

RAID 0

 

 

RAID 0 — самый быстрый режим RAID, поскольку данные записываются на все диски тома. Более того, емкости всех дисков объединены для оптимального хранения данных. Однако в режиме RAID 0 отсутствует очень важное свойство для системы NAS: защита данных. Если один диск выходит из строя, все данные становятся недоступными. Выбирая между производительностью и защитой, учитывайте, что скорости передачи системы NAS зависят от пропускной способности сети, а также от оборудования самой системы. Например, даже если соединить оба порта LAN и подключить их к маршрутизатору, который поддерживает агрегирование портов, скорость системы NAS не превысит 200 МБ/с. Рекомендованный вариант — RAID 5, который обеспечивает достаточную производительность, приблизительно 75 % от емкости хранения режима RAID 0 (исходя из общих доступных дисков и емкостей хранения) и защиту данных.

 

RAID 1

 

 

Режим RAID 1 обеспечивает повышенную безопасность данных, поскольку данные записываются на каждый диск в томе. Если один диск выходит из строя, данные остаются доступными на другом диске в томе. Однако из-за необходимости записывать данные несколько раз, производительность снижается. Кроме того, в режиме RAID 1 емкость дисков уменьшается на 50 % или больше, поскольку каждый бит данных хранится на всех дисках в томе.

 

Примечание, касающееся требований к дискам для режима RAID 1. В стандартной конфигурации RAID 1 используются два диска одинаковой емкости. Однако ОС NAS OS позволяет создать том RAID 1 из дисков в количестве до трех или из трех дисков плюс резервный. Также можно создать том RAID 1, используя один диск. Хотя такой том не обеспечивает защиту данных, его легко можно расширить, добавив новый диск. После добавления в том RAID 1 второго диска появится защита данных.

 

RAID 5

 

 

В режиме RAID 5 данные записываются на все диски в томе и в блок четности для каждого блока данных. Если один физический диск выходит из строя, данные из неисправного диска можно восстановить на запасной диск. Данные сохраняются при выходе из строя одного диска, но в случае выхода из строя второго диска до того, как данные смогли быть восстановлены на запасной диск, все данные будут утеряны. Для создания тома RAID 5 требуется минимум три диска.

Режим RAID 5 обеспечивает сравнимую с режимом RAID 0 производительность и при этом обеспечивает защиту данных.

 

RAID 6

 

 

В режиме RAID 6 данные записываются на все диски в томе и в два блока четности для каждого блока данных. Если один физический диск выходит из строя, данные из неисправного диска можно восстановить на запасной диск. Используя два блока четности для каждого блока данных, режим RAID 6 поддерживает выход из строя до двух дисков без потери данных. Синхронизация в режиме RAID 6 из неисправного диска происходит медленнее, чем в режиме RAID 5, из-за двойной проверки четности. Однако это не так уж и важно благодаря двухдисковому уровню защиты. Для создания тома RAID 6 требуется минимум четыре диска. Режим RAID 6 обеспечивает очень хорошую защиту и немного низшую производительность по сравнению с режимом RAID 5.

 

RAID 10

 

 

В режиме RAID 10 сочетаются защита режима RAID 1 и производительность режима RAID 0. При использовании четырех дисков в режиме RAID 10 создается два сегмента RAID 1, которые объединяются в страйп RAID 0. При использовании восьми дисков в страйпе RAID 0 будет уже четыре сегмента RAID 1. Такие конфигурации обеспечивают исключительную защиту данных, при которой из строя могут выйти даже два диска в двух сегментах RAID 1. Кроме того, в режиме RAID 10 данные записываются на уровне файлов, а благодаря страйпу RAID 0 обеспечивается высшая производительность при работе с большим количеством файлов маленьких размеров. Это означает, что повышается уровень операций ввода-вывода в секунду.

RAID 10 — отличный выбор для администраторов баз данных, для которых требуется считывание и запись множества маленьких файлов на дисках тома. Впечатляющие уровни операций ввода-вывода в секунду и защиты данных, предоставляемые режимом RAID 10, обеспечивают для администраторов баз данных как надежность в сохранности файлов, так и быстрый доступ к ним.

 

RAID 1+резервный(-ые), RAID 5+резервный(-ые), RAID 6+резервный и RAID 10+резервный

 

 

режим RAID; Максимальное количество резервных дисков
RAID 1 3
RAID 10 4
RAID 5 3
RAID 6 4

 

  • RAID 1. Данные записываются на все жесткие диски в томе, что обеспечивает защиту данных в случае сбоя одного диска.
  • RAID 10. Состоит из двух или больше сегментов RAID 1, допускается сбой по одному диску в каждом сегменте.
  • RAID 5 и RAID 6. Данные записываются на все диски в томе. Файлы защищены в случае сбоя одного или двух дисков соответственно.

 

Том RAID+резервный обеспечивает «горячее» резервирование, которым можно воспользоваться для синхронизации данных сразу после сбоя диска. Если диск в томе вышел из строя, данные начинают синхронизироваться с резервным диском. Явное преимущество тома RAID с резервным диском состоит в том, что нет необходимости ждать замены диска.

После замены неисправного диска новый диск становится новым резервным диском.

Чтобы создать том с резервным жестким диском, в мастере New network volume (Создание сетевого тома) следует выбрать Custom (Другое). При выборе Quick setup (Быстрая настройка) мастер создания сетевого тома автоматически настроит том в режиме SimplyRAID с однодисковым уровнем защиты. В режиме SimplyRAID оптимизируется дисковое пространство на всех жестких дисках для максимально эффективного хранения данных. Поэтому в данном режиме нет возможности добавить резервный диск. Инструкции по созданию томов с помощью мастера создания сетевого тома см. в разделе «Мастер создания сетевого тома».

 

Важно! В томах RAID+резервный данные сохраняются, если один диск выходит из строя, а синхронизация на резервном диске начинается автоматически. Если второй диск в томе выйдет из строя до завершения синхронизации, все данные в томе будут утеряны. В режиме RAID 6 допускается сбой двух дисков.

Массивы дисков в RAID0, RAID1, RAID5, RAID10 и прочих

Логический диск в настольном ПК — это, зачастую, физический диск, разделенный на несколько логических. RAID — это процесс наоборот — несколько физических дисков (на нашем хостинге в подавляющем большинстве это специализированные middle-intensive SSD, корпоративного сегмента) объединяются в 1 логический с помощью специального ПО (программный рейд) или специального оборудования, так называемого контроллера (рейд-контроллера)

Как RAID-массивы формируются.

Аппаратный рейд и программный рейд:

  1. Аппаратный RAID – формируется с помощью отдельного контроллера с собственным процессором и кэширующей памятью, полностью забирающий на себя выполнение всех дисковых операций. Наиболее затратный, однако, самый производительный и надежный вариант для использования.
  2. Программный RAID-массивы — наименее затратный вариант, но и наименее производительный. Массив создается средствами операционной системы, вся нагрузка по обработке данных «ложится на плечи» центрального процессора.
  3. Интегрированный аппаратный RAID (еще его часто называют Fake-RAID) — микрочип, установленный на материнскую плату, который берет на себя часть функционала аппаратного RAID-контроллера, работая в паре с центральным процессором. Этот подход работает чуть быстрее, чем программный RAID, но надежность у такого массива оставляет желать лучшего.

«Для чего все эти сложности и зачем столько вариантов?» возникает закономерный вопрос. Всё достаточно просто: смысл RAID — обеспечивать более высокую производительность и более высокую стабильность дисковой подсистемы такой сложной инфраструктуры, как выделенный сервер.

Какие бывают уровни RAID

По сути, RAID это связка из нескольких дисковых накопителей, от конфигурации которых зависит скорость работы, безопасность сервера и размещенных на нем данных клиента. Далее приводится список наиболее популярных типов RAID (так называемые «уровни» рейд-массивов) и в конце сравнительная таблица по основным типам. Жирным текстом выделены наиболее популярные (ввиду соотношения цена — достигнутые цели) уровни RAID


  1. RAID 0 (Stripping) используют в случае, когда нужно существенно увеличить производительность работы дисковой подсистемы. Данный вид рейд массива хотя и не обеспечивает надежность хранения информации, но широко используется на компьютерных машинах. Суть работы – информация разбивается на блоки, каждый блок записывается на отдельный диск. Данный массив применяется там, где важна скорость передачи больших объемов информации.


  2. RAID 1 (Mirrored disk) – данный рейд с высоким уровнем надежности, при котором данные полностью дублируются. В этом случае два диска вмещают одинаковую иформацию, при этом они являются одним логическим диском. Если один из дисков ломается, другой заменяет его, выполняя все функции. Данный рейд повышает скорость уровня чтения информации, потому что функция чтения может происходить одновременно с обеих дисков.


  3. RAID 2 – резервирование данных с помощью кода Хэмминга для коррекции ошибок. Данные, которые записываются, формируются на основе слов. Размер слова соответствует количеству дисков для записи информации в рейде. Данный вид массива дает возможность не только исправлять конкретные одиночные ошибки, но и выявлять двойные. Хотя сам по себе рейд является самым избыточным изо всех видов с кодами коррекции. RAID 2 редко используется по сравнению с другими, в связи с плохой обработкой большого количества запросов.


  4. RAID 3 – массив отказоустойчивости, который имеет один дополнительный диск, на него записываются данные, к тому же осуществляется параллельный ввод/вывод. Однако, данный рейд менее избыточен по сравнению с предыдущим и имеет высокую производительность. Достоинство RAID 3 – быстрое восстановление информации в случаи сбоев на сервере.


  5. RAID 4 в некоторых моментах схож с  RAID 3, но данный рейд имеет большой размер блока записываемых данных. Массив повышает производительность передачи файлов малого объема. Недостаток: не обеспечивается высокая скорость передачи больших файлов, сложность восстановления информации при сбои сервера. Данный массив хорошое решение для файловых серверов, так как информация в них считывается и намного реже записывается.


  6. Наиболее распространенный массив RAID 5, для работы которого нужно три и больше дисков. Он использует все диски кроме одного, например, если есть 4 диска, то используются по объему 3. Данный вид массива считается самым экономным. В отличии от RAID 3 имеет большой объем логических блоков для хранения данных, а также позволяет проводить параллельные операции записи. Если из строя выходит один из дисков, данные не теряются, но его следует заменить. Данный рейд используют для многого количества задач, производительность повышают с добавлением дополнительных дисков.


  7. RAID 6 — похож на RAID 5, но имеет более высокую степень надёжности — два диска данных и два диска контроля чётности. Основан на кодах Рида — Соломона и обеспечивает работоспособность после одновременного выхода из строя любых двух дисков. Обычно использование RAID-6 вызывает примерно 10-15 % падение производительности дисковой группы, относительно RAID 5, что вызвано бо́льшим объёмом работы для контроллера (более сложный алгоритм расчёта контрольных сумм), а также необходимостью читать и перезаписывать больше дисковых блоков при записи каждого блока


  8. RAID 10 (1+0) – пример комбинации уровней, который соединил в себе достоинства RAID 1 и RAID 0. По сути, это несколько RAID 0, которые дублируются. Данный массив более шустрый и отказоустойчивый, но все равно требует большей избыточности. Весомый минус массива – высокая стоимость.


  9. RAID 50 – комбинация нескольких RAID 5, которые чередуются. Довольно экономичное решение, которое подойдет для средних и больших компаний, массив имеет повышенный параметр отказоустойчивости.


  10. Hybrid RAID – сочетание нескольких обычных уровней  RAID, но с использованием дополнительного ПО и SSD дисков, которые используют как кэш для чтения данных. Данная система значительно повышает производительность, благодаря ССД, которые отличаются лучшими характеристиками скорости . Замечательно подходит данный массив для файловых серверов и виртуальных вычислительных машин.

Таблица сравнения уровней RAID










Уровень

Количество

дисков

Эффективная

ёмкость*

Допустимое количество

вышедших из строя дисков

Надёжность

Скорость

чтения

Скорость

записи

Примечание

RAID 0

от 2

S * N

нет

низкая

высокая

высокая

полная потеря данных при выходе

из строя любого из дисков!

RAID 1

от 2

S * N / 2

N/2 дисков

высокая

высокая

средняя

N-я стоимость дискового пространства

RAID 1+0 (10)

от 4, чётное

S * N / 2

от 1 до N/2 дисков**

средняя

высокая

высокая

двойная стоимость дискового пространства

RAID 5

от 3

S * (N − 1)

1 диск

средняя

высокая

средняя

самое распространённое решение

RAID 5+0 (50)

от 6, чётное

S * (N − 2)

от 1 до 2 дисков***

средняя

высокая

высокая

RAID 6

от 4

S * (N − 2)

2 диска

высокая

высокая

низкая

скорость записи в зависимости от реализации(может соответствовать скорости записи RAID 5)

RAID 6+0 (60)

от 8, чётное

S * (N − 4)

от 2 до 4 дисков***

средняя

высокая

средняя

* N — количество дисков в массиве, S — объём наименьшего диска
** Информация не потеряется, если выйдут из строя диски в пределах разных зеркал
*** Информация не потеряется, если выйдет из строя одинаковое кол-во дисков в разных stripe’ах
**** Информация не потеряется, если выйдут из строя диски в пределах одного зеркала
***** Информация потеряется, если одновременно выйдут из строя любые два соседних диска (либо первый с последним), иначе — не потеряется.

Восстановление данных с RAID 5

У вас пропали данные с RAID5 массива? Повреждена конфигурация или файловая система? Сломался контроллер или вышли из строя сразу несколько жестких дисков массива? Случилась другая проблема с данными на RAID5?

Обращайтесь в компанию DATARC — мы профессионально занимаемся восстановлением данных с RAID массивов и систем хранения данных любых конфигураций. У нас есть всё необходимое оборудование, а главное — опыт, который позволяет нам решать любые проблемы от неисправных жестких дисков до поврежденных файловых систем. 

PC3000 Data Extractor

Чистая комната

Устройства для перестановки блоков магнитных головок

Перестановщики пластин

Паяльные станции

Восстановление RAID5 – одна из самых восстребованных наших услуг, так как RAID-массивы 5-го уровня и по сей день остаются, пожалуй, самыми популярными среди владельцев серверов и хранилищ данных. Что ж, они действительно имеют свои преимущества: повышенная производительность, отказоустойчивость, относительно невысокая стоимость дискового пространства. Зачастую достоинства RAID 5 настолько преувеличивают, что считают его хранилищем данных, рабочим сервером и бэкапом – все в одном. А вот это уже ошибка. Именно она и становится предпосылкой к возникновению серьезных проблем, которые будут описаны в этой статье.

Как устроен RAID5

RAID 5 – это набор дисков от 3-х и более, объединенный в единую дисковую систему, где данные пишутся поблочно на все диски. При этом контрольные суммы, обеспечивающие отказоустойчивость RAID5, распределяясь равномерно по всем дискам, пишутся циклически по определенному алгоритму. Все, кто знаком с основами матлогики, наверняка помнят простейшую операцию «сложение по модулю 2» (Исключающее «ИЛИ», XOR). Именно она лежит в основе алгоритма расчета контрольных сумм и позволяет «на лету» пересчитывать содержимое любого отсутствующего диска массива, используя данные и контрольные суммы, хранящиеся на остальных дисках. Суммарно под избыточность расходуется пространство, равное объему одного из дисков RAID5. Соответственно для записи данных будет доступно пространство, равное (n-1)*V, где n – это количество дисков в массиве, а V – объем минимального из них, в Гб. Например, RAID5 на трех дисках по 100 Гб может уместить до 200 Гб данных. RAID5 на 24-х двухтеррабайтниках – это хранилище на 46 Тб. В том и другом случае избыточность равна одному диску. А значит, и продолжать работать массив сможет, если лишится только одного своего участника.

 

Подобная система реализуется либо с помощью RAID-контроллера (тогда мы говорим об аппаратном RAID5), либо средствами операционной системы – софтовый RAID. В частности большое распространение получили Linux’овые средства RAID, использующиеся во множестве различных внешних сетевых хранилищах.

RAID-массивы 5-го уровня будут отличаться друг от друга:

  • Количеством и размером дисков
  • Порядком дисков
  • Размером блока массива
  • Алгоритмом (порядком) записи блоков с данными
  • «Узором» контрольных сумм
  • Наличием/отсутствием смещений и разрывов в записи данных
  • Наличием /отсутствием областей со служебной информацией RAID’а

и прочими деталями.

Специалисты по восстановлению данных:

Причины потери данных на RAID

И все-таки тысячи людей уже столкнулись с потерей данных, на RAID5. Причин тому масса.

Простая «логика»

Во-первых, RAID5 подвержен всем бедам, которые мы называем логическими проблемами: удаление, исчезновение или повреждение файлов/папок, повреждения файловых систем, действие вирусов и так далее. Думаю, всем ясно, что избыточность RAID 5 совершенно никак не уменьшает вероятность таких проблем. Здесь почти нет никакой специфики, связанной с тем, что носителем является RAID5. Почти! Есть исключения, о которых скажу позже. В любом случае, если вы точно знаете причину потери – удалили, поймали вирус, неудачно поэкспериментировали с границами разделов и т.д. – это «логика». И методы решения таких проблем схожи с работой на обычном HDD или даже flash. Можно использовать средства восстановления данных при софтовых проблемах, в том числе и общедоступные, например r-studio. Главное – выполнять все предосторожности:

  • Ничего не менять на проблемных разделах, не копировать, не создавать, не редактировать данные, не устанавливать программы (в том числе и для восстановления данных), не запускать checkdisk, fsck и прочих сканирований.
  • Данные восстанавливать на другой носитель.

Силы природы: огонь, вода и гравитация

Во-вторых, RAID5 так же, как и любой другой носитель подвержен внешним воздействиям:

Внешние хранилища роняют. Последний пример – такое хранилище, пострадавшее в ходе геологоразведочной экспедиции.
Серверы, бывает, горят. Их тушат, заливают водой. Один из последних примеров – пожар в серверной крупного банка.

Мы его теряем

В-третьих, ломаются RAID-контроллеры. Горят материнские платы с RAID’ом «на борту», «слетают» системы, управляющие софтовым массивом. Иногда может идти речь не о полной поломке оборудования, а о каком-то кратковременном сбое, в результате которого массив «развален», хотя все устройства по отдельности выглядят вполне рабочими.

Человеческий фактор

В-четвертых, мы, люди, иногда можем делать совершенно необъяснимые вещи. Перечислю некоторые действия, на мой взгляд, граничащие с саботажем: вынимаем/переставляем диски массива, сбрасываем конфигурации RAID-массива, удаляем/пересоздаем RAID, «чиним» его checkdisk’ом и так далее. Все это приводит к потере данных.

Классика

В-пятых, пожалуй, классическая ситуация именно для RAID5. Массив теряет более одного участника. При этом не важно, диски действительно выходят из строя или по каким-либо причинам выбрасываются контроллером из RAID’а – получают статус offline. Иногда это может быть из-за нестабильной работы HDD (например, сбой SMART или bad-блоки). Иногда – сбой в работе RAID-контроллера. Диски полностью исправны, и что именно «не понравилось» контроллеру, не ясно. Часто к подобным последствиям приводят внезапные потери питания или скачки напряжения.

Схема работы

Доставка

курьером бесплатно

Диагностика

быстро и бесплатно

восстановление

на профессиональном оборудовании

проверка

качества и полноты восстановления

Оплата

только при успешном результате

Как происходит восстановление RAID5

Для восстановления данных на RAID5 можно избрать один из двух основных путей.

  • Самостоятельное восстановление RAID5.

Область применения моих советов по самостоятельному восстановлению довольно узка – я опишу, какими средствами, можно самостоятельно восстановить «развалившийся» RAID5 в случае, если все диски исправны, массив «развалился внезапно», то есть одномоментно, и ваш RAID не содержал жизненно важных данных.

Софтовое восстановление RAID5

Итак, раз все диски исправны, то вам не составит труда подключить их к ПК таким образом, чтобы они отдались в систему как отдельные устройства. То есть мы не используем для этого RAID-контроллеры, а подключаем «напрямую» по SATA/SAS/IDE/FC/SCSI и так далее. Если у вас возникают проблемы на этом этапе, продолжать не стоит.

И действительно, далеко не всегда вы будете обладать необходимыми для этого условиями и оборудованием. Например, одно только подключение 24-х HDD к одному ПК таким образом, чтобы они отдались в ОС отдельными устройствами – не самая простая задача.

Не производите никаких изменений содержимого дисков: не инициализируйте их, не создавайте и не форматируйте разделов, не пытайтесь обратиться к существующим логическим дискам. Лучше всего, чтобы вы подключали не оригиналы дисков, а их посекторные копии. Во-первых, неосторожное изменение содержимого дисков не распространится на исходник. Во-вторых, дальнейшие манипуляции могут происходить в интенсивном, неблагоприятном для диска-исходника режиме. И если предположить, что у него возможны какие-то проблемы со стабильностью работы (например, бэдблоки), вы своими софтовыми экспериментами запросто ухудшите его физическое состояние.

Итак, диски отдались в систему. Теперь с помощью таких программ, как r-studio или UFS-explorer можно эмитировать правильную работу RAID-контроллера и получить доступ к данным. Для этого нужно с помощью этих программ создать виртуальный RAID, в правильном порядке добавить в него необходимые диски и выставить такие свойства как «Алгоритм» и «Размер блока».

Получается, порядок дисков, алгоритм и размер блока нужно знать. Если вам они неизвестны – то следует попытать счастье с программой RAID Reconstructor. Она может помочь найти самые простые алгоритмы и распространенные размеры блока на небольшом количестве дисков с самыми распространенными файловыми системами.

Основная проблема при использовании подобных средств будет заключаться в их негибкости и неуниверсальности. Другими словами, на практике крайне низкий процент RAID5 можно восстановить подобными средствами «в домашних» условиях. Либо RAID Reconstructor не способен в допустимое время правильно определить алгоритм и размер блока, либо такой алгоритм вовсе не запрограммирован в этих утилитах, либо есть особенности (смещения, разрывы и пр.), которые учесть непрофессионалу крайне сложно.

Если данные средства не дали вам доступа к данным, то лучше обратиться к профессионалам.

Аппаратное восстановление RAID5

Этот подход никак иначе, чем шаманским, не назовешь. Он базируется на авантюризме исполнителя, большой удаче и вере в лучшее будущее. Заключается в попытке «обмануть железо» и заставить вернуть утраченный доступ к данным. При этом выполняются примерно следующие шаги:

  • Нумерация дисков массива
  • Посекторное клонирование всех дисков и последующая работа с клонами
  • Подключение дисков к RAID-контроллеру в правильном порядке.

А вот дальше море вариантов. Каждый контроллер может совершенно по-разному реагировать на такие «подлоги». Может, что-то спросить, а может запустить какой-нибудь процесс, ничего не спрашивая. Пожалуй, каждой линейке основных производителей RAID-контроллеров можно было бы посвятить отдельную статью, если бы я хотел описать все возможные тактические удары. Поэтому здесь ограничусь стратегией.

Необходимо либо вернуть массив к прежнему состоянию, добившись того, чтобы клоны были восприняты как родные и никакие настройки массива не слетели, либо пересоздать массив заново, но в точности с теми же настройками. Их нужно знать точно! Не «по умолчанию…», не «наверное, так было», не «позвонили бывшему сисадмину, а он вспомнил…». Любое несоответствие полностью аннулирует все шансы.

При этом очень важно, чтобы при создании массива не уничтожились данные. А именно так и будет в подавляющем большинстве случаев. В общем-то, чтобы знать точно, надо четко представлять принципы работы не только RAID5, а именно этого RAID-контроллера. Иначе процесс вероятностный. И чтобы увеличить вероятность успеха нужно избегать любых действий контроллера над всем массивом. Если контроллер дает такую возможность, не следует проводить инициализации массива. Если ее не избежать, то хотя бы ограничьтесь «быстрой» инициализацией. Также надо быть уверенным, что инициализация не ведется в backgroud’е. Это можно понять по индикации дисков либо из утилиты RAID-контроллера. При этом даже быстрая инициализация зачастую обнуляет значимые области на дисках. По этой причине, отдавшись в систему, такой массив может быть еще и логически разрушенным. Это можно преодолеть либо вернув недостающие сектора на место (мы же работаем с копиями, а у нас еще есть неизмененный оригинал), либо воспользоваться R-studio. Если все прошло удачно – вы получите целые данные. Если же информация не восстановилась или восстанавливается битой, скорей всего где-то допущена ошибка. И время потрачено зря. Но огорчаться не стоит. Все-таки этот исход и был наиболее вероятным. Для того чтобы такую процедуру произвести правильно, все-таки требуются глубокие знания и большой опыт. Без них описанный стратегический план крайне тяжело выполнить без сбоев в каких то тактических мелочах. Если есть подозрения, что именно пошло не так, можно повторить все шаги сначала.

Напомню, что все эти рекомендации по самостоятельному восстановлению RAID5 применимы на практике только в случае, если все диски исправны, массив «развалился» внезапно и ваш RAID не содержал важных данных.

Дело в том, что неисправности одного и более дисков массива, или сбои, растянутые во времени, полностью меняют картину и требуют совершенно иного еще более сложного плана действий.

Ну и конечно, здравомыслящий человек не станет экспериментировать с важными данными. Это уже совершенно точно работа профессионалов. Я искренне убежден, что каждый должен заниматься своим делом. Дело системного администратора или просто ответственного пользователя – не допустить наступления самой проблемы, когда может потребоваться восстановление данных. Думаю, это достигается настройкой автоматического, регулярного резервного копирования на внешние носители и проверкой его выполнения. Если же дошло до восстановления данных, лучшим решением будет обратиться к специалистам соответствующего профиля.

  • Восстановление RAID5 в специализированной лаборатории восстановления данных

Так как же будут восстанавливать RAID5 в специализированном сервисном центре? Во-первых, никаких шаманских подходов. То есть исключается сборка на RAID-контроллере.

Парадокс это или нет? Наши специалисты восстановили тысячи RAID-массивов, повидав при этом всякое. И если б сборка на RAID-контроллере была бы единственно доступным вариантом восстановить данные, то и с этой задачей они наверняка бы справились. Помог бы колоссальный опыт и осторожность профессионалов, а также техническая оснащенность лаборатории. Конечно, все диски были бы корректным образом клонированы в посекторные образы. Были бы учтены все особенности работы данного RAID-контроллера, и правильным образом устранены все его деструктивные воздействия на данные. Если бы пришлось, то «тренировались бы на кошках». То есть для изучения особенностей RAID-контроллера собрали бы тестовый RAID5 на других дисках. Аналогичным же образом «развалили» его, а затем восстановили. И, тем не менее, специалисты так не поступают. Да, вероятность того, что даже при таком методе восстановления профессионал что-то испортит, крайне низка. Но, во-первых, она все-таки существует и она больше нуля. Во-вторых, есть другие более безопасные способы восстановления RAID5.
Другой участник этого парадокса – IT-специалист начального или среднего уровня (не специалист по восстановлению RAID), имея в разы меньше шансов на успех, все-таки гораздо более полон оптимизма. И поэтому мы часто видим массивы с такими вот печальными историями.

Итак, мы не станем рисковать и проводить подобные опыты с дисками из RAID-массива с важными данными.

Порядок восстановления RAID5 по шагам:

  • Внимательно выслушиваем показания «потерпевшего». Зачастую они очень важны для выдвижения и подтверждения гипотез о составе RAID’а и картины произошедшего.
  • Тестируется физическое состояние дисков и определяется круг допустимых операций.
  • Исправные диски подключаем к системе, минуя все возможные RAID-контроллеры, исключая какие-либо редактирования их содержимого.
  • В HEX-редакторе производится анализ содержимого дисков. Находятся контрольные точки (MBR, boot-сектора, заголовки файловых систем, границы разделов), позволяющие подтвердить или опровергнуть информацию о составе и уровне RAID-массива. Да, бывают ситуации, когда RAID5 на шести дисках оказывается пятидисковым массивом с hot-spare или, например, совокупностью страйпов и зеркал. Мы сталкивались с тем, что RAID5 оказывался просто несколькими независимыми дисками, которые клиент считал разделами своего надежного хранилища. Но бывало и такое, что RAID0 из двух дисков оказывался деградированной пятеркой. То есть RAID5 лишился одного своего участника еще год или два назад и в таком состоянии достался нынешнему владельцу. «Массив из двух дисков, суммарный объем разделов равен сумме дисков. Ну конечно же это страйп!» 🙂
  • Выяснив общую картину пазла, приступаем к его сборке. Конечно, мозаика лучше всего собирается по частям каких-либо структурированных узнаваемых цепочек достаточной длины. Это может быть файловая таблица или данные некоторых типов. Чем больше опыт специалиста, тем больше у него возможностей найти на дисках участки, пригодные к подобному анализу. На этом этапе можно определить величину блоков данных, их порядок следования и «узор» контрольных сумм. Также можно разобраться с наличием смещений и разрывов в размещении данных на HDD.
  • Выясняем, достаточно ли нам содержимого исправных дисков. Если нет, то восстанавливаем неисправные. При этом нам важно получить их полный посекторный образ.
  • Если теперь всего хватает, то можно приступить к самой софтовой сборке. То есть программными средствами имитируется работа RAID-контроллера по правильному алгоритму, на правильном составе дисков. То есть мы выстраиваем диски в нужном порядке (при этом исключаем лишние), и задаем все параметры алгоритма. Какой софт при этом использовать – не принципиально. Для большей части случаев запросто сгодится все та же R-Studio, позволяющая собрать из одного и того же набора дисков десятки тысяч различных RAID’ов, где правильным будет один.
  • Возможно, что даже при всех исправных (или восстановленных) дисках мы можем недосчитаться каких-то блоков данных. Эта «недостача», как правило, имеет циклических характер и является последствием каких-то некорректных процедур: инициализации, Rebuild’ы, пересборки RAID и так далее – неквалифицированные попытки аппаратного восстановления RAID или «неправильное» поведение оборудования в нештатной ситуации. В ряде случаев такие блоки можно получить путем пересчета из определенного набора блоков других дисков. Такие случаи с RAID5 – высшая математика восстановления данных даже для самых опытных специалистов. Для восстановления таких массивов требуется программирование собственных алгоритмов, для обработки данной конкретной ситуации. То есть разработка средств восстановления RAID5 в ряде случаев ведется для восстановления текущего заказа.

Даже среди специализирующихся на восстановлении данных компаний далеко не все справятся с подобными задачами.

  • Иногда такие массивы могут поступать в «полуживом» состоянии. То есть после пересборки или ребилда клиент увидел, к примеру, поврежденный раздел или частично поврежденные данные. Это тот самый, обещанный выше, случай, который выделяет «софтовые» проблемы на RAID5, по сравнению с остальными носителями. Особенность таких логических проблем в том, что они вовсе не логические с точки зрения целостности разделов, файлов и папок. Они являются следствием разрушения логики массива. И совершенно недопустимо продолжать работать с таким разделом или пытаться исправлять на нем ошибки какими-то сканирующими утилитами. Единственным шансом в такой ситуации будет признание некорректной сборки массива и обращение к профессионалам. Может, они еще могут что-то исправить.

За 19 лет

87 750 клиентов выбрали нас

Опытные специалисты

Нас рекомендуют производители

Знаем RAID лучше производителей

Прозрачная схема работы

Настоящая лаборатория

Нас рекомендуют благодарные клиенты

Выгодные цены

Конфиденциальность и полный комплект документов

 

Классический пример или как не надо делать

К сожалению, иногда «недостачи» нужных блоков нечем возмещать. Самым, пожалуй, классическим примером такой ситуации может служить следующая картина. Пятидисковый RAID5 уже долгое время работает без одного диска. Кстати, очень часто это остается незамеченным. Иногда годами. (Этому диску не обязательно быть неисправным, он просто почему-то выпал из RAID’а) И вдруг после какого-то сбоя (пусть будет скачок напряжения или внеплановая перезагрузка сервера), данные становятся недоступными. Массив развален, хотя все диски «видны». За дело берется системный администратор. Он знает или думает, что знает, как все было собрано. И воссоздает прежнюю картину. То есть «вгоняет» все диски в RAID. Запускается инициализация. В такой ситуации она обязательно запустится. Контроллер может ничего не спрашивать. На выходе получаем убитый раздел: либо неразмеченная область, либо «все как-то некорректно отображается». Во втором случае можно еще и check-disk пустить в дело. Но тут уж и без него достаточно… Что произошло? Один из дисков, сильно устарев, не содержит ничего полезного. А после инициализации и на остальных дисках будет потерян объем, равный еще одному участнику – это произойдет из-за циклической перезаписи «неправильными» контрольными суммами – результат пересборки массива в неверном составе (Пятидисковый RAID5 получил в свой состав устаревшего участника, либо четыре диска из пяти объединились в новый RAID5, но уже на 4-х дисках.).

Полное восстановление данных в такой ситуации теоретически не возможно. Можно лишь бороться за частичный результат. И степень его «частичности» будет зависеть от множества обстоятельств: на сколько «неактуальным» оказался первый выпавший диск, какого типа данные важны, каков размер блока и так далее.

Этот пример можно считать типовым. С подобными ситуациями мы сталкиваемся регулярно. От случая к случаю различными будут лишь уровень массива, количество дисков, некоторые аспекты биографии данного оборудования, некорректные ребилды или инициализации прошли, правильное ли представление у хозяина оборудования о составе и уровне RAID-массива, включены в процесс неактуальные диски или попросту посторонние, например hot-spare и прочее и прочее. Общим здесь является одно – некорректные попытки «самолечения» усугубили проблему. И теперь она либо требует разработки специальных средств или вовсе не решаема.

Я буду рад, если эта страшилка, приведенная под занавес, запомнится читателю статьи. И, возможно, при схожих обстоятельствах удержит от необдуманных действий и позволит сохранить важные данные. Ну и всем без исключения желаю делать backup 🙂

 

Вячеслав Мочалов, 8 февраля 2012 года

 

При копировании материалов активная ссылка на сайт www.datarc.ru обязательна.

Остались вопросы?

Оставьте телефон и менеджер перезвонит Вам

Какое количество дисков для raid-10 может выйти из строя без потери данных?

RAID-10 в стандартном режиме дублирования без потери данных переживёт выпадение одного любого диска, устойчивость от выпадения второго не гарантирована. Собран как зеркало поверх страйпа, или наоборот страйп поверх зеркала, или mdadm (который ни то ни другое) — разницы не имеет, гарантирована устойчивость только без любого одного диска. Особое внимание на «любого диска».

Каждый блок данных в RAID-10 зеркалируется по двум дискам, из-за этого общая потеря ёмкости — половина. Но поэтому же, если вам не повезло, и выпали хоть даже из 10 дисков только те два, на которых были зеркала одного сектора данных — этот сектор читать больше неоткуда. В случае большой удачи выпадения именно нужных дисков — можно потерять до половины накопителей массива.

Например, в linux raid aka mdadm, возможно указать, сколько копий данных должно реплицироваться по дискам. Например, 3 копии данных на 6 дисках дадут вам возможность пережить выпадение любых двух дисков и не любых 4. Цена этого — доступная ёмкость массива. Вам будет доступна ёмкость только двух дисков из 6.

RAID5 и RAID6, о которых вам в комментариях пишут — переживут выпадение одного и двух дисков соответственно. Выход из строя любого второго диска в raid5 или любого третьего в raid6 — фатален и влечёт потерю всего массива. Цель и удел этих уровней рейда — подстраховаться от смерти диска, но при этом как-нибудь более дёшево, чем зеркало. RAID5 уменьшит форматируемую ёмкость массива на размер только одного диска, RAID6 — на ёмкость только двух дисков. А не вполовину, как RAID1 или RAID10.

Например, из 12 дисков по 1 тб можно собрать:

  • RAID5 ёмкостью в 11 Тб, можно потерять любой 1 диск
  • RAID6 ёмкостью в 10 ТБ, можно потерять любые 2 диска
  • RAID10 ёмкостью в 6 ТБ, можно потерять любой 1 диск
  • RAID10 ёмкостью в 4 ТБ, если настроить, что можно потерять любые 2 диска

Казалось бы, зачем тогда так активно используют raid10 с такой разницей по ёмкости? Ответ: из-за производительности. У RAID10 запрос на чтение может обслужить любой диск из пары, значит у нормально сделанного RAID10 — запросы на чтение можно распараллелить по разным дискам. У raid5/6 один исходный блок данных хранится только в одном месте. Чтобы его прочитать из избыточных данных — надо будет прочитать этот сегмент со всех дисков сразу и применить немного математики. Затем, RAID5/6 помедленнее на записи. И куда более драматичная разница в деградировавшем виде, т.е. если один диск у нас выпал. RAID5/6 просаживаются по производительности более чем чувствительно.

Сколько дисков можно потерять — решает задача. Напомню только, что когда выпавший диск заменяется на новый и начинается процесс синхронизации массива — это очень опасное время, на старые диски нагрузка резко возрастает и может помереть кто-нибудь ещё. Поэтому RAID5 используют довольно редко, RAID6 не намного дороже для этих задач, но подстраховывает на время пересборки масива.

И ещё важный момент, который надо при разговорах о рейдах всегда указывать: RAID это не бекап. Бекап у вас должен быть всё равно.

RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID6, RAID 10 или что такое уровни RAID? — ISO27000.ru

В своей статье я попытаюсь охарактеризовать самые популярные уровни RAID, а затем сформулирую рекомендации по использованию этих уровней. Для иллюстрации статьи я построил диаграмму, на которой поместил эти уровни в трехмерном пространстве надежности, производительности и ценовой эффективности.

JBOD (Just a Bunch of Disks) – это простое объединение (spanning) жестких дисков, которое уровнем RAID формально не является. Томом JBOD может быть массив из одного диска или объединение нескольких дисков. Контроллеру RAID для работы с таким томом не требуется проведение каких-либо вычислений. На нашей диаграмме диск JBOD служит в качестве «ординара» или отправной точки – его значения надежности, производительности и стоимости совпадают с соответствующими показателями единичного жесткого диска.

RAID 0 (“Striping”) избыточности не имеет, а информацию распределяет сразу по всем входящим в массив дискам в виде небольших блоков («страйпов»). За счет этого существенно повышается производительность, но страдает надежность. Как и в случае JBOD, за свои деньги мы получаем 100% емкости диска.

Поясню, почему уменьшается надежность хранения данных на любом составном томе – так как при выходе из строя любого из входящих в него винчестеров полностью и безвозвратно пропадает вся информация. В соответствии с теорией вероятностей математически надежность тома RAID0 равна произведению надежностей составляющих его дисков, каждая из которых меньше единицы, поэтому совокупная надежность заведомо ниже надежности любого диска.

Хороший уровень – RAID 1 (“Mirroring”, «зеркало»). Он имеет защиту от выхода из строя половины имеющихся аппаратных средств (в общем случае – одного из двух жестких дисков), обеспечивает приемлемую скорость записи и выигрыш по скорости чтения за счет распараллеливания запросов. Недостаток заключается в том, что приходится выплачивать стоимость двух жестких дисков, получая полезный объем одного жесткого диска.

Изначально предполагается, что жесткий диск – вещь надежная. Соответственно, вероятность выхода из строя сразу двух дисков равна (по формуле) произведению вероятностей, т.е. ниже на порядки! К сожалению, реальная жизнь – не теория! Два винчестера берутся из одной партии и работают в одинаковых условиях, а при выходе из строя одного из дисков нагрузка на оставшийся увеличивается, поэтому на практике при выходе из строя одного из дисков следует срочно принимать меры – вновь восстанавливать избыточность. Для этого с любым уровнем RAID (кроме нулевого) рекомендуют использовать диски горячего резерва HotSpare. Достоинство такого подхода – поддержание постоянной надежности. Недостаток – еще большие издержки (т.е. стоимость 3-х винчестеров для хранения объема одного диска).

Зеркало на многих дисках – это уровень RAID 10. При использовании такого уровня зеркальные пары дисков выстраиваются в «цепочку», поэтому объем полученного тома может превосходить емкость одного жесткого диска. Достоинства и недостатки – такие же, как и у уровня RAID1. Как и в других случаях, рекомендуется включать в массив диски горячего резерва HotSpare из расчета один резервный на пять рабочих.

RAID 5, действительно, самый популярный из уровней – в первую очередь благодаря своей экономичности. Жертвуя ради избыточности емкостью всего одного диска из массива, мы получаем защиту от выхода из строя любого из винчестеров тома. На запись информации на том RAID5 тратятся дополнительные ресурсы, так как требуются дополнительные вычисления, зато при чтении (по сравнению с отдельным винчестером) имеется выигрыш, потому что потоки данных с нескольких накопителей массива распараллеливаются.

Недостатки RAID5 проявляются при выходе из строя одного из дисков – весь том переходит в критический режим, все операции записи и чтения сопровождаются дополнительными манипуляциями, резко падает производительность, диски начинают греться. Если срочно не принять меры – можно потерять весь том. Поэтому, (см. выше) с томом RAID5 следует обязательно использовать диск Hot Spare.

Помимо базовых уровней RAID0 — RAID5, описанных в стандарте, существуют комбинированные уровни RAID10, RAID30, RAID50, RAID15, которые различные производители интерпретируют каждый по-своему.

Суть таких комбинаций вкратце заключается в следующем. RAID10 – это сочетание единички и нолика (см. выше). RAID50 – это объединение по “0” томов 5-го уровня. RAID15 – «зеркало» «пятерок». И так далее.

Таким образом, комбинированные уровни наследуют преимущества (и недостатки) своих «родителей». Так, появление «нолика» в уровне RAID 50 нисколько не добавляет ему надежности, но зато положительно отражается на производительности. Уровень RAID 15, наверное, очень надежный, но он не самый быстрый и, к тому же, крайне неэкономичный (полезная емкость тома составляет меньше половины объема исходного дискового массива).

RAID 6 отличается от RAID 5 тем, что в каждом ряду данных (по-английски stripe) имеет не один, а два блока контрольных сумм. Контрольные суммы – «многомерные», т.е. независимые друг от друга, поэтому даже отказ двух дисков в массиве позволяет сохранить исходные данные. Вычисление контрольных сумм по методу Рида-Соломона требует более интенсивных по сравнению с RAID5 вычислений, поэтому раньше шестой уровень практически не использовался. Сейчас он поддерживается многими продуктами, так как в них стали устанавливать специализированные микросхемы, выполняющие все необходимые математические операции.

Согласно некоторым исследованиям, восстановление целостности после отказа одного диска на томе RAID5, составленном из дисков SATA большого объема (400 и 500 гигабайт), в 5% случаев заканчивается утратой данных. Другими словами, в одном случае из двадцати во время регенерации массива RAID5 на диск резерва Hot Spare возможен выход из строя второго диска… Отсюда рекомендации лучших RAIDоводов: 1) всегда делайте резервные копии; 2) используйте RAID6!

Недавно появились новые уровни RAID1E, RAID5E, RAID5EE. Буква “Е” в названии означает Enhanced.

RAID level-1 Enhanced (RAID level-1E) комбинирует mirroring и data striping. Эта смесь уровней 0 и 1 устроена следующим образом. Данные в ряду распределяются точь-в-точь так, как в RAID 0. То есть ряд данных не имеет никакой избыточности. Следующий ряд блоков данных копирует предыдущий со сдвигом на один блок. Таким образом как и в стандартном режиме RAID 1 каждый блок данных имеет зеркальную копию на одном из дисков, поэтому полезный объем массива равен половине суммарного объема входящих в массив жестких дисков. Для работы RAID 1E требуется объединение трех или более дисков.

Мне очень нравится уровень RAID1E. Для мощной графической рабочей станции или даже для домашнего компьютера – оптимальный выбор! Он обладает всеми достоинствами нулевого и первого уровней – отличная скорость и высокая надежность.

Перейдем теперь к уровню RAID level-5 Enhanced (RAID level-5E). Это то же самое что и RAID5, только со встроенным в массив резервным диском spare drive. Это встраивание производится следующим образом: на всех дисках массива оставляется свободным 1/N часть пространства, которая при отказе одного из дисков используется в качестве горячего резерва. За счет этого RAID5E демонстрирует наряду с надежностью лучшую производительность, так как чтение/запись производится параллельно с бОльшего числа накопителей одновременно и spare drive не простаивает, как в RAID5. Очевидно, что входящий в том резервный диск нельзя делить с другими томами (dedicated vs. shared). Том RAID 5E строится минимум на четырех физических дисках. Полезный объем логического тома вычисляется по формуле N-2.

RAID level-5E Enhanced (RAID level-5EE) подобен уровню RAID level-5E, но он имеет более эффективное распределение spare drive и, как следствие, – более быстрое время восстановления. Как и уровень RAID5E, этот уровень RAID распределяет в рядах блоки данных и контрольных сумм. Но он также распределяет и свободные блоки spare drive, а не просто оставляет под эти цели часть объема диска. Это позволяет уменьшить время, необходимое на реконструкцию целостности тома RAID5EE. Входящий в том резервный диск нельзя делить с другими томами – как и в предыдущем случае. Том RAID 5EE строится минимум на четырех физических дисках. Полезный объем логического тома вычисляется по формуле N-2.

Как ни странно, никаких упоминаний об уровне RAID 6E на просторах Интернета я не нашел — пока такой уровень никем из производителей не предлагается и даже не анонсируется. А ведь уровень RAID6E ( или RAID6EE? ) можно предложить по тому же принципу, что и предыдущий. Диск HotSpare обязательно должен сопровождать любой том RAID, в том числе и RAID 6. Конечно, мы не потеряем информацию при выходе из строя одного или двух дисков, но начать регенерацию целостности массива крайне важно как можно раньше, чтобы скорее вывести систему из «критического» режима. Поскольку необходимость диска Hot Spare для нас не подлежит сомнению, логичным было бы последовать дальше и «размазать» его по тому так, как это сделано в RAID 5EE, чтобы получить преимущества от использования бОльшего количества дисков (лучшая скорость на чтении-записи и более быстрое восстановление целостности).


В таблицу я собрал некоторые важные параметры почти всех уровней RАID, чтобы можно было сопоставить их между собой и четче понять их суть.














Уровень
~~~~~~~

Избы- точ-ность

Исполь-зование емкости дисков

Произво-дитель-ность чтения

Произво-дитель-ность записи

Встроен-ный диск резерва

Мин. кол-во дисков

Макс. кол-во дисков

RAID 0

нет

100%

Отл

Отл

нет

1

16

RAID 1

+

50%

Хор +

Хор +

нет

2

2

RAID 10

+

50%

Хор +

Хор +

нет

4

16

RAID 1E

+

50%

Хор +

Хор +

нет

3

16

RAID 5

+

67-94%

Отл

Хор

нет

3

16

RAID 5E

+

50-88%

Отл

Хор

+

4

16

RAID 5EE

+

50-88%

Отл

Хор

+

4

16

RAID 6

+

50-88%

Отл

Хор

нет

4

16

RAID 00

нет

100%

Отл

Отл

нет

2

60

RAID 1E0

+

50%

Хор +

Хор +

нет

6

60

RAID 50

+

67-94%

Отл

Хор

нет

6

60

RAID 15

+

33-48%

Отл

Хор

нет

6

60


Давайте еще раз попробуем досконально разобраться, чем же различаются эти уровни?

RAID 1.
Это – классическое «зеркало». Два (и только два!) жестких диска работают как один, являясь полной копией друг друга. Выход из строя любого из этих двух дисков не приводит к потере ваших данных, так как контроллер продолжает работу с оставшимся диском. RAID1 в цифрах: двукратная избыточность, двукратная надежность, двукратная стоимость. Производительность на запись эквивалентна производительности одного жесткого диска. Производительность чтения выше, так как контроллер может распределять операции чтения между двумя дисками.

RAID 10.
Суть этого уровня в том, что диски массива объединяются парами в «зеркала» (RAID 1), а затем все эти зеркальные пары в свою очередь объединяются в общий массив с чередованием (RAID 0). Именно поэтому его иногда обозначают как RAID 1+0. Важный момент – в RAID 10 можно объединить только четное количество дисков (минимум – 4, максимум – 16). Достоинства: от «зеркала» наследуется надежность, от «нуля» – производительность как на чтение, так и на запись.

RAID 1Е.
Буква «E» в названии означает «Enhanced», т.е. «улучшенный». Принцип этого улучшения следующий: данные блоками «чередуются» («striped») на все диски массива, а потом еще раз «чередуются» со сдвигом на один диск. В RAID 1E можно объединять от трех до 16 дисков. Надежность соответствует показателям «десятки», а производительность за счет большего «чередования» становится чуть лучше.

RAID 1Е0.
Этот уровень реализуется так: мы создаем «нулевой» массив из массивов RAID1E. Следовательно, общее количество дисков должно быть кратно трем: минимум три и максимум – шестьдесят! Преимущество в скорости при этом мы вряд ли получим, а сложность реализации может неблагоприятно отразиться на надежности. Главное достоинство – возможность объединить в один массив очень большое (до 60) количество дисков.

Сходство всех уровней RAID 1X заключается в их показателях избыточности: ради реализации надежности жертвуется ровно 50% суммарной емкости дисков массива.


Андрей Егоров, начальник отдела по работе с корпоративными клиентами ЗАО «ТИМ», сертифицированный профессионал – MCSE, Master CNE, CIA, ICIS, etc.

Как добавить жесткий диск в RAID-массив? – QNAP Россия и СНГ

Как добавить жесткий диск в RAID-массив?

 

На нашем пятидисковом хранилище (например, TS-509) есть массив RAID 5, состоящий из 3-х дисков, нам необходимо расширить его до 4-х дисков, используя свободный слот жестких дисков.

 

Вставьте новый диск в свободный слот для жестких дисков на вашем сетевом хранилище.

Сетевые хранилища QNAP поддерживают горячую замену дисков, поэтому выключать для этого хранилище не обязательно.

 

Зайдите в меню Панель управления > Менеджер  хранения > Настройка RAID.

 

 

Выделите необходимый RAID.

 

 

Нажмите меню Действие, выберите Добавить жесткий Диск.

 

 

Вас предупредят об отключении всех служб, нажмите ОK.

 

 

Установите галочку напротив диска, который хотите присоединить к RAID-массиву. Нажмите Добавить жесткий Диск.

 

 

Вас предупредят о том, что данные на присоединяемом диске будут удалены. Данные на самом RAID-массиве, к которому происходит присоединение, останутся нетронутыми. Нажмите ОK.

 

 

Начнется процесс присоединения диска.

ВНИМАНИЕ! Параметр Размер будет показывать исходный объем RAID (который был до присоединения нового диска), до завершения процесса присоединения. Потом данные обновятся.

 

 

В системном журнале хранилища появится информация о начале процесса присоединения диска.

После завершения процесса в системном журнале появятся соответствующие записи.

 

 

В меню Панель управления > Менеджер управления появятся обновленные данные о RAID-массиве.

 

 

ВНИМАНИЕ! Процесс добавления диска – длительный процесс, занимающий большое количество ресурсов. В нашем случае процесс занял 31 час 17 минут. Длительность зависит от модели дисков, объема данных, мощности сетевого накопителя (модели).

В процессе добавления дисков сетевое хранилище может быть недоступно по некоторым протоколам управления (SMB, WEB, SSH). После завершения процесса, весь функционал восстановится.

RAIDfail: не используйте RAID 5 на небольших массивах

Крупные компании по хранению данных перестали рекомендовать RAID 5 пару лет назад. Но я все еще вижу небольшие массивы с 4 дисками, рекламирующие RAID 5 для использования дома и в небольшом офисе.

Большая ошибка. Вы хотите сэкономить деньги, но при этом сохранить свои данные. RAID 5 того не стоит.

В чем проблема?
Проблема в том, что RAID 5 защищает только от отказа одного диска.Но для дисков SATA указывается одна неисправимая ошибка чтения (URE) каждые ~ 12,5 ТБ.

Давайте посчитаем.

В небольшом массиве из 4 дисков с дисками 2 ТБ, если вы потеряете диск, у вас останется 6 ТБ — 3 диска — оставшейся емкости. Сюда входят данные четности, используемые для восстановления данных, потерянных на отказавшем диске.

Прочитав эти 6 ТБ, вы с вероятностью более 40% столкнетесь с URE — и в этот момент восстановление диска будет остановлено, поскольку у RAID-контроллера нет информации, необходимой для восстановления ваших данных.

Потом вытаскиваешь свои резервные копии. У вас есть резервные копии, да?

Как использовать небольшой массив RAID.
Массивы из 4 дисков имеют ряд преимуществ: стоимость; производительность (с FireWire или eSATA) достаточно высокая для редактирования HD-видео; и портативность.

Но если вы заботитесь о своих данных, RAID 5 — слишком большая угроза. И если вы не против рисковать своими данными — как в приложениях, ориентированных на производительность, таких как редактирование видео, где копии данных находятся на ленте или другом диске, — RAID 0 (чередование) дешевле и быстрее.

Большинство небольших массивов имеют опцию RAID 1 (зеркалирование), которая копирует ваши данные на 2 разных диска. Проиграйте 1, а другой должен его получить — при условии случайного URE.

Если вам нужна доступность и лучшая производительность, используйте RAID 1 + 0 — часто сокращенно RAID 10 — который сочетает в себе зеркалирование и чередование для обеспечения 2 полных копий ваших данных с производительностью 2 чередующихся дисков.

Биты хранения занимают
Привлекательность RAID 5 заключается в том, что он дает вам емкость 3 диска на массиве из 4 дисков — но за счет необходимости использовать резервные копии, если встречается URE.Лучше использовать RAID 1 и получить 2/3 емкости RAID 5 с гораздо меньшей вероятностью потери данных.

Самая большая ошибка потребителей заключается в том, что они считают, что любое устройство хранения на 100% безопасно. Это не так.

Сохраните как минимум 2 копии любых данных, которые вы цените. Если данные жизненно важны, сделайте 3 копии. А если при мысли об уровнях RAID у вас болят зубы, подумайте о Drobo или новом Drobo Pro.

Хранилище дешево. Используйте жребии.

Комментарии, конечно, приветствуются. Ознакомьтесь с более ранней публикацией Почему RAID 5 перестанет работать в 2009 году, чтобы получить более подробную информацию о проблеме RAID 5.

Какой RAID лучше использовать для 4 дисков | DiskInternals

Здесь вы узнаете:

  • какой RAID лучше для 4 дисков
  • когда DiskInternals может вам помочь

Готовы? Давайте читать!

У вас 4 диска — что теперь делать?

Хорошо, у вас четыре диска, но что делать дальше? Какой RAID лучше всего подходит для вас?

Эта статья расскажет вам о нюансах обычных массивов с четырьмя дисками и поможет выбрать лучший вариант, который упростит ваш выбор.

Сегменты диска в RAID

Сегмент диска — это чаще всего часть диска или диска, предназначенная для создания RAID.

Определенный сегмент одновременно является частью только одного LUN. Диск может содержать как сегменты RAID, так и доступные сегменты. Доступный сегмент присутствует, если диск не является частью какого-либо логического устройства.

Выберите свой RAID

Теперь давайте подробнее рассмотрим основные массивы и выберем лучший RAID для четырех дисков.

RAID 1 состоит как минимум из двух дисков, поэтому можно использовать четыре диска. Механизм распределения данных здесь является зеркальным. Этот тип массива имеет отличную производительность при высокой скорости записи и чтения. Однако для хранения данных можно использовать только 50 процентов независимых дисков. Если для вас большое значение имеет свободное место, то этот вариант не для вас.

RAID 10 — это два или более массива RAID 1 одинакового размера. В этом случае механизм хранения сочетает зеркальное отображение с чередованием.Результат — идеальное сочетание отличной защиты данных и высокой производительности. Следует отметить, что наиболее оптимальным RAID с четырьмя дисками является RAID 10. Размер сегмента диска — это размер самого маленького диска в массиве. И если, например, массив с двумя дисками по 250 ГБ и двумя дисками по 400 ГБ может создать два зеркальных сегмента диска по 250 ГБ, что в сумме составит 500 ГБ для массива. Следует отметить, что наиболее оптимальным RAID является RAID 10.

RAID 5 состоит как минимум из трех дисков и использует как данные чередования, так и данные четности.Данные с четностью отвечают за защиту данных, а данные с чередованием отвечают за повышение производительности. Избыточность в этом массиве используется для воссоздания данных в случае отказа диска. И данные четности равномерно распределяются по дискам с хранящимися данными.

RAID 50 состоит как минимум из шести дисков, поэтому диапазон цен на этот массив впечатляет. Этот массив сконфигурирован как два или более массивов RAID 5. Он распределяет сохраненные данные и данные о четности по всем дискам в обоих массивах RAID 5.RAID 50 также предлагает высокую производительность, отказоустойчивость и высокую скорость передачи данных.

Здесь также размер сегмента диска — это размер самого маленького диска в массиве. Таким образом, если имеется три жестких диска по 250 ГБ и три жестких диска по 400 ГБ, то они содержат два идентичных массива RAID 5 с 500 ГБ хранимых данных и 250 ГБ данных четности. Таким образом, RAID 50 может содержать 1000 ГБ сохраненных данных и 500 ГБ данных четности.

RAID 6 (минимум 4 диска) аналогичен RAID 5, но массивы RAID 6 включают два независимых набора данных четности вместо одного, чередующегося отдельно по всем дискам в массиве.RAID 6 может выдержать отказ сразу двух дисков, и это свойство делает массив максимально отказоустойчивым. Но это не может не сказываться на производительности, так как двойной учет требует дополнительных ресурсов.

Восстановление данных с RAID-массивов

Вы должны знать, что делать в случае потери данных, поскольку это может произойти в любой момент по непредвиденным причинам.

DiskInternals RAID Recovery — уникальное профессиональное программное обеспечение, предназначенное для восстановления файлов с любого уровня массивов.Не бойтесь, если вы впервые встречаетесь с подобным приложением; Программа оснащена Мастером восстановления, который своевременно подскажет, что делать дальше. Также для вашего спокойствия и уверенности есть бесплатный предварительный просмотр найденных данных любого формата. DiskInternals RAID Recovery также автоматически определяет необходимые параметры массива и восстанавливает максимальное количество файлов.

Перед использованием приложения внимательно прочтите инструкции:

Загрузите и установите приложение DiskInternals RAID Recovery.Затем запустите мастер восстановления.

Выберите массив для сканирования.

Выберите режим сканирования (быстрое, глубокое или считывающее) и дождитесь результатов теста.

Предварительный просмотр данных является обязательным, так как компания заботится о своей репутации.

Если вас все устраивает, то вы покупаете лицензию и экспортируете данные на любой другой диск.

Калькулятор RAID — Как работает Raid 5? Почему это успешный и надежный

Хотите создать RAID, но не знаете, с чего начать? Вы можете использовать наш калькулятор RAID, чтобы определить размер и количество жестких дисков, которые вам понадобятся.Прочтите ниже, чтобы лучше понять, почему это важно.

Жесткие диски могут выходить из строя до 5,1% в год, а старые серверы могут выходить из строя до 18% в год.

При работе на сервере с несколькими жесткими дисками сбой может означать, что вы долго ждете восстановления данных из резервной копии.

Это может серьезно снизить производительность и привести к рассержению пользователей и неудовлетворенности клиентов.

Не беспокойтесь, есть простое решение под названием RAID 5.Хотя RAID 5 может показаться новой маркой спрея от насекомых, на самом деле это технология, используемая для безопасного хранения данных и легкого доступа к ним.

Вы можете подумать, это звучит здорово, но как работает RAID 5?

Ответ сложен. Одна из проблем, связанных с RAID 5, заключается в том, что его сложно понять. Многие статьи увязывают и без того сложную тему с плотной терминологией и сложными вычислениями.

Но не волнуйтесь, мы поможем вам разобраться во всей информации на простом английском языке и поможем понять, как использовать RAID 5 в интересах вашего бизнеса.

Что такое RAID?

Чтобы понять RAID Сначала давайте выясним, что означает RAID.

RAID — это аббревиатура от «избыточного массива независимых дисков».

Это означает, что RAID имеет массив или несколько дисков, которые интерпретируются операционной системой как одно устройство. А функция резервирования означает, что одна и та же информация сохраняется на каждом диске в массиве, обеспечивая дополнительную гарантию безопасности информации на каждом диске.

Это означает, что даже в случае выхода из строя нескольких жестких дисков потеря данных не произойдет.В результате размещения большого количества дисков в одном массиве увеличивается дисковое пространство и увеличивается скорость доступа.

Как работает RAID 5?

Существует множество различных типов RAID, которые могут удовлетворить любое количество ваших личных или деловых потребностей, от RAID 0, который не предлагает избыточности данных, до RAID 10, который предлагает хорошую производительность с компромиссом доступного дискового пространства.

Но мы будем говорить о типе RAID 5.

RAID 5 позволяет вам получить лучшее из всех миров — он позволяет сочетать высокую производительность и безопасность данных с доступной ценой.

RAID 5 — это уникальная версия RAID, в которой используется так называемая четность RAID. Этот метод использует информацию о четности или бонусные данные для вычисления любой потерянной информации.

Четность распределяется между всеми дисками в RAID.

RAID 5 требует примерно одного свободного места на диске для хранения данных о четности.

Теперь вы, возможно, ломаете голову, думая, как вычислить недостающие данные?

Мы поговорим об этом подробнее позже, но думайте об этом как о пазле из 100 частей, в котором отсутствует только одна часть.Теперь многие из нас могли представить себе, как будет выглядеть головоломка … если бы она была завершена, мы могли бы использовать контекстные подсказки, такие как цвета вокруг пустого пространства, чтобы представить, что там должно происходить.

Вот как работает Parity, используя контекстные подсказки для «восполнения» недостающих данных.

Другой способ подумать об этом — использовать математические термины, как задачу алгебры.

Давайте воспользуемся посещением.

Представьте себе уравнение вроде 3 + Y = 7 и представьте, что Y — это данные, которые были потеряны, в то время как 3 — это данные, которые хранятся на диске, которые могут быть прочитаны, а 7 — это четность, которая хранится на диске и рассчитывается для обеспечения избыточности. .Если мы решим для Y, мы сможем найти потерянные данные, которые равны 4, и мы сможем восстановить проблему таким же образом, как RAID 5 восстанавливает данные.

Как работают расчеты пространства в Raid 5?

Теперь, когда вы знаете, как работает четность, вы можете узнать, как она рассчитывается.

Вы можете подумать, что это позволяет легко рассчитать, сколько места вам понадобится.

Проблема в том, что необработанный объем дискового пространства, доступного операционной системе, никогда не совпадает с объемом, указанным на диске.

Это связано с тем, что после создания, инициализации и форматирования массива RAID теряется от 5% до 10% емкости RAID.

Форматирование из операционной системы может еще больше уменьшить объем используемого пространства, что усложняет вычисления.

Один из методов расчета объема пространства, необходимого для конфигурации RAID 5, — это уменьшить объем пространства на диске на 15%.

Но самый простой способ — использовать калькулятор рейдов.

Мы можем упростить процесс с помощью нашего калькулятора конфигурации RAID 5

Определение того, сколько места вам понадобится, всегда будет одной из самых сложных частей при создании сервера.

Но это не обязательно.

Мы здесь, чтобы помочь вам, добавив калькулятор дискового пространства для рейдов на нашу платформу.

Мы предоставляем все необходимое, а также широкий спектр вариантов серверов от серверов Dell до серверов HP, мы поможем вам.

Другие преимущества RAID 5

Если мы еще не убедили вас в преимуществах RAID 5, позвольте нам попробовать еще больше.

Одним из основных преимуществ использования RAID 5 является то, что для него требуется всего 3 жестких диска, в то время как для многих других версий RAID, таких как 10 и 6, может потребоваться гораздо больше жестких дисков.

Поскольку RAID 5 использует четность для хранения, у него больше доступного дискового пространства, чем у любой другой версии RAID.

RAID 5 отлично подходит для хранения больших данных, которые не часто обновляются, например резервных копий или видеоконтента.

RAID 5 также идеально подходит для твердотельных накопителей или твердотельных накопителей. Хотя они работают очень быстро, у них крошечный объем дискового пространства.Это идеально подходит для RAID 5, который может работать, используя очень мало места на диске.

Как еще мы можем защитить ваши данные?

Теперь, когда мы ответили на вопрос «Как работает RAID 5?»

Мы можем показать вам еще много способов повышения безопасности ваших данных — существуют различные варианты, и мы хотели бы помочь вам изучить их.

Если вам нужна дополнительная информация, мы будем рады услышать от вас.

RAID уровня 0, 1, 5, 6 и 10

RAID — это технология, которая используется для повышения производительности и / или надежности хранения данных.Аббревиатура означает либо Redundant Array of Independent Drives, , либо Redundant Array of Lowexposed Disks , который является более старым и менее используемым. Система RAID состоит из двух или более дисков, работающих параллельно. Это могут быть жесткие диски, но существует тенденция также использовать технологию для SSD (твердотельных накопителей). Существуют разные уровни RAID, каждый из которых оптимизирован для конкретной ситуации. Они не стандартизированы отраслевой группой или комитетом по стандартизации. Это объясняет, почему компании иногда придумывают свои собственные уникальные номера и реализации.В этой статье рассматриваются следующие уровни RAID:

Программное обеспечение для выполнения функций RAID и управления дисками может быть расположено на отдельной плате контроллера (аппаратный RAID-контроллер) или может быть просто драйвером. Некоторые версии Windows, такие как Windows Server 2012, а также Mac OS X, включают функциональность программного RAID. Аппаратные RAID-контроллеры стоят дороже, чем чистое программное обеспечение, но они также обеспечивают лучшую производительность, особенно с RAID 5 и 6.

RAID-системы

могут использоваться с рядом интерфейсов, включая SATA, SCSI, IDE или FC (Fibre Channel.) Есть системы, которые используют диски SATA внутри, но имеют FireWire или SCSI-интерфейс для хост-системы.

Иногда диски в системе хранения определяются как JBOD, что означает Just a Bunch Of Disks . Это означает, что эти диски не используют определенный уровень RAID и действуют как автономные диски. Это часто делается для дисков, содержащих файлы подкачки или данные буферизации.

Ниже приводится обзор наиболее популярных уровней RAID:

Уровень RAID 0 — чередование

В системе RAID 0 данные разбиты на блоки, которые записываются на все диски в массиве.Одновременное использование нескольких дисков (как минимум 2) обеспечивает превосходную производительность ввода-вывода. Эту производительность можно дополнительно повысить за счет использования нескольких контроллеров, в идеале — одного контроллера на диск.

RAID 0 — чередование

Преимущества RAID 0

  • RAID 0 обеспечивает отличную производительность как при чтении, так и при записи. Нет накладных расходов, вызванных контролем четности.
  • Вся емкость хранилища занята, накладных расходов нет.
  • Технология проста в реализации.

Недостатки RAID 0

  • RAID 0 не является отказоустойчивым. Если один из дисков выходит из строя, все данные в массиве RAID 0 теряются. Его не следует использовать для критически важных систем.

Идеальное использование

RAID 0 идеально подходит для некритичных хранилищ данных, которые должны быть прочитаны / записаны с высокой скоростью, например, на станциях ретуширования изображений или редактирования видео.

Если вы хотите использовать RAID 0 исключительно для объединения емкости жестких дисков в одном томе, рассмотрите возможность подключения одного диска в путь к папке другого диска.Это поддерживается в Linux, OS X, а также в Windows и имеет то преимущество, что отказ одного диска не влияет на данные второго диска или SSD-накопителя.

RAID уровень 1 — зеркалирование

Данные сохраняются дважды, записывая их как на диск с данными (или набор дисков с данными), так и на зеркальный диск (или набор дисков). Если диск выходит из строя, контроллер использует диск с данными или зеркальный диск для восстановления данных и непрерывной работы. Для массива RAID 1 необходимо как минимум 2 диска.

RAID 1 — Зеркалирование

Преимущества RAID 1

  • RAID 1 предлагает отличную скорость чтения и скорость записи, сравнимую со скоростью одиночного диска.
  • В случае отказа диска данные не нужно восстанавливать, их просто нужно скопировать на новый диск.
  • RAID 1 — очень простая технология.

Недостатки RAID 1

  • Основным недостатком является то, что эффективная емкость хранилища составляет только половину от общей емкости диска, поскольку все данные записываются дважды.
  • Программные решения RAID 1 не всегда допускают «горячую» замену отказавшего диска. Это означает, что неисправный диск можно заменить только после выключения компьютера, к которому он подключен. Для серверов, которые используются одновременно многими людьми, это может быть неприемлемо. В таких системах обычно используются аппаратные контроллеры, которые поддерживают горячую замену.

Идеальное использование

RAID-1 идеально подходит для критически важных систем хранения, например, для бухгалтерских систем. Он также подходит для небольших серверов, в которых будут использоваться только два диска с данными.

RAID, уровень 5 — чередование с контролем четности

RAID 5 — это наиболее распространенный безопасный уровень RAID. Для этого требуется как минимум 3 диска, но может работать до 16. Блоки данных распределяются по дискам, и на одном диске записывается контрольная сумма четности всех данных блока. Данные четности не записываются на фиксированный диск, они распределяются по всем дискам, как показано на рисунке ниже. Используя данные четности, компьютер может пересчитать данные одного из других блоков данных, если эти данные больше не будут доступны.Это означает, что массив RAID 5 может выдержать отказ одного диска без потери данных или доступа к ним. Хотя RAID 5 может быть реализован программно, рекомендуется использовать аппаратный контроллер. Часто на этих контроллерах используется дополнительная кэш-память для повышения производительности записи.

RAID 5 — чередование с четностью

Преимущества RAID 5

  • Транзакции чтения данных выполняются очень быстро, тогда как транзакции записи данных несколько медленнее (из-за четности, которую необходимо вычислить).
  • Если диск выходит из строя, у вас по-прежнему есть доступ ко всем данным, даже если неисправный диск заменяется, а контроллер хранилища восстанавливает данные на новом диске.

Недостатки RAID 5

  • Отказы дисков влияют на пропускную способность, хотя это все еще приемлемо.
  • Это сложная технология. Если один из дисков в массиве с дисками 4 ТБ выходит из строя и заменяется, восстановление данных (время восстановления) может занять день или больше, в зависимости от нагрузки на массив и скорости контроллера. Если в это время выйдет из строя другой диск, данные будут потеряны безвозвратно.

Идеальное использование

RAID 5 — это хорошая универсальная система, сочетающая в себе эффективное хранилище с отличной безопасностью и достойной производительностью.Он идеально подходит для файловых серверов и серверов приложений с ограниченным количеством дисков с данными.

RAID, уровень 6 — чередование с двойной четностью

RAID 6 похож на RAID 5, но данные четности записываются на два диска. Это означает, что для него требуется как минимум 4 диска, и он может выдержать одновременное отключение 2 дисков. Вероятность того, что два привода выйдут из строя в один и тот же момент, конечно, очень мала. Однако, если диск в системах RAID 5 выходит из строя и заменяется новым, на восстановление замененного диска уходит несколько часов или даже больше суток.Если в это время выйдет из строя другой диск, вы все равно потеряете все свои данные. С RAID 6 массив RAID переживет даже этот второй отказ.

RAID 6 — чередование с двойной четностью

Преимущества RAID 6

  • Как и в случае с RAID 5, транзакции чтения данных выполняются очень быстро.
  • Если два диска выйдут из строя, у вас по-прежнему будет доступ ко всем данным, даже если неисправные диски заменяются. Таким образом, RAID 6 более безопасен, чем RAID 5.

Недостатки RAID 6

  • Транзакции записи данных выполняются медленнее, чем RAID 5, из-за дополнительных данных четности, которые необходимо вычислять.В одном отчете я читал, что скорость записи была на 20% ниже.
  • Отказы дисков влияют на пропускную способность, хотя это все еще приемлемо.
  • Это сложная технология. Восстановление массива, в котором отказал один диск, может занять много времени.

Идеальное использование

RAID 6 — это хорошая универсальная система, сочетающая в себе эффективное хранилище с отличной безопасностью и достойной производительностью. Это предпочтительнее RAID 5 на файловых серверах и серверах приложений, которые используют много больших дисков для хранения данных.

RAID уровня 10 — объединение RAID 1 и RAID 0

Можно объединить преимущества (и недостатки) RAID 0 и RAID 1 в одной системе. Это вложенная или гибридная конфигурация RAID. Он обеспечивает безопасность за счет зеркального отображения всех данных на дополнительных дисках при использовании чередования для каждого набора дисков для ускорения передачи данных.

RAID 10 — чередование и зеркалирование

Преимущества RAID 10

  • Если что-то пойдет не так с одним из дисков в конфигурации RAID 10, время восстановления будет очень быстрым, поскольку все, что нужно, — это скопировать все данные с уцелевшего зеркала на новый диск.Для дисков емкостью 1 ТБ это может занять всего 30 минут.

Недостатки RAID 10

  • Половина емкости хранилища идет на зеркалирование, поэтому по сравнению с большими массивами RAID 5 или RAID 6 это дорогостоящий способ обеспечения избыточности.

А как насчет уровней RAID 2, 3, 4 и 7?

Эти уровни существуют, но не так распространены (RAID 3 по сути похож на RAID 5, но данные четности всегда записываются на один и тот же диск). Это всего лишь простое введение в RAID-системы.Вы можете найти более подробную информацию на страницах Википедии или ACNC.

RAID не заменяет резервное копирование!

Все уровни RAID, кроме RAID 0, обеспечивают защиту от сбоя одного диска. Система RAID 6 выдерживает даже одновременную смерть двух дисков. Для полной безопасности вам все равно необходимо создавать резервные копии данных, хранящихся в системе RAID.

  • Эта резервная копия пригодится, если все диски одновременно выйдут из строя из-за скачка мощности.
  • Это гарантия на случай кражи системы хранения.
  • Резервные копии могут храниться вне офиса в другом месте. Это может пригодиться, если ваше рабочее место разрушится в результате стихийного бедствия или пожара.
  • Самой важной причиной резервного копирования нескольких поколений данных является ошибка пользователя. Если кто-то случайно удалит важные данные, и это останется незамеченным в течение нескольких часов, дней или недель, хороший набор резервных копий гарантирует, что вы все равно сможете восстановить эти файлы.

Чтобы узнать больше, прочтите страницу о лучшей политике резервного копирования.

Что такое RAID 5? — Определение от WhatIs.com

RAID 5 — это конфигурация избыточного массива независимых дисков, в которой используется чередование дисков с контролем четности. Поскольку данные и четность распределяются равномерно по всем дискам, ни один диск не является узким местом. Чередование также позволяет пользователям восстанавливать данные в случае сбоя диска.

RAID 5 равномерно балансирует чтение и запись и в настоящее время является одним из наиболее часто используемых методов RAID. Он имеет больше используемой памяти, чем конфигурации RAID 1 и RAID 10, и обеспечивает производительность, эквивалентную RAID 0.

Группы RAID 5 включают минимум три жестких диска (HDD) и не максимум. Поскольку данные четности распределены по всем дискам, RAID 5 считается одной из самых безопасных конфигураций RAID.

Как работает RAID 5

Преимущества RAID 5 прежде всего заключаются в комбинированном использовании чередования дисков и четности. Чередование — это процесс хранения последовательных сегментов данных на разных устройствах хранения, позволяющий повысить пропускную способность и производительность.Однако чередование дисков само по себе не делает массив отказоустойчивым. Чередование дисков в сочетании с четностью обеспечивает избыточность и надежность RAID 5.

RAID 5 использовал четность вместо зеркалирования для избыточности данных. Когда данные записываются на диск RAID 5, система вычисляет четность и записывает эту четность на диск. В то время как зеркалирование поддерживает несколько копий данных в каждом томе для использования в случае сбоя, RAID 5 может восстановить отказавший диск, используя данные четности, которые не хранятся на одном фиксированном диске.

Сохраняя данные на каждом диске, любые два диска могут объединяться для получения одинаковых данных, хранящихся на третьем диске, обеспечивая безопасность данных в случае отказа одного диска. В RAID 5 диски можно заменять в горячем режиме, что означает, что отказавший жесткий диск может быть удален и заменен без простоя.

Схема RAID 5

Для RAID 5 требуется как минимум три диска. В зависимости от того, где расположены блоки четности и в каком порядке записываются блоки данных, может быть четыре различных типа RAID 5.Левый и правый массивы определяются тем, как блоки четности распределяются по дискам-членам. Синхронность и асинхронность определяют порядок блоков данных.

Преимущества

RAID 5 является одной из наиболее распространенных конфигураций RAID и идеально подходит для серверов приложений и файловых серверов с ограниченным количеством дисков. Считающийся хорошей универсальной системой RAID, RAID 5 сочетает в себе лучшие элементы эффективности и производительности среди различных конфигураций RAID.

Высокая и надежная скорость чтения — главное преимущество.Эта конфигурация RAID также предлагает недорогую избыточность данных и отказоустойчивость. Запись, как правило, медленнее из-за вычисления данных четности, но данные могут быть доступны и прочитаны даже во время восстановления отказавшего диска. Когда диски выходят из строя, система RAID 5 может считывать информацию, содержащуюся на других дисках, и воссоздавать эти данные, допуская отказ одного диска.

Недостатки

Более длительное время восстановления является одним из основных недостатков RAID 5, и эта задержка может привести к потере данных.Из-за своей сложности восстановление RAID 5 может занять день или больше, в зависимости от скорости контроллера и рабочей нагрузки. Если другой диск выйдет из строя во время восстановления, данные будут потеряны безвозвратно.

Кроме того, хотя резервное копирование, обеспечиваемое конфигурациями RAID, может способствовать непрерывности бизнеса, они не эквивалентны настройке аварийного восстановления, при которой оборудование размещается как в локальной, так и в удаленной среде.

Программный и аппаратный RAID

RAID может быть аппаратным или программным, в зависимости от того, где происходит обработка.Программный RAID — это форма RAID, выполняемая на внутреннем сервере. Поскольку программный RAID работает на внутреннем сервере, он работает медленнее, чем аппаратный. Однако, поскольку аппаратный RAID требует приобретения дополнительного оборудования, программный RAID стоит меньше.

Популярность по сравнению с другими типами конфигураций RAID

Все конфигурации RAID имеют преимущества и недостатки. Стандартные уровни RAID, такие как 2, 3, 4 и 7, используются не так часто, как другие, такие как 5, 1, 6 и 10. Хотя RAID 3 можно считать уступающим RAID 5, поскольку он использует отдельный диск для данных четности, другие конфигурации могут оставаться самостоятельными по сравнению с RAID 5.

RAID 1 записывает данные на два зеркальных диска и может обрабатывать вдвое больше операций чтения, чем один жесткий диск. Благодаря этому RAID 1 остается одной из самых популярных конфигураций, а с точки зрения скорости он может превосходить RAID 5. Однако объем дискового пространства, необходимый для RAID 1, может сделать RAID 5 более привлекательным вариантом. RAID 1 также имеет более низкую скорость записи, чем 5. RAID 1 может быть хорошим выбором в условиях, когда потеря данных недопустима, например, при архивировании данных.

Подобно RAID 5, RAID 6 обеспечивает быстрое чтение и запись данных четности на несколько дисков.Однако, поскольку он выполняет запись на два диска, RAID 6 использует как минимум четыре диска, а не три, требуемых для RAID 5. В отличие от RAID 5, RAID 6 может выдерживать отказ двух дисков и обеспечивать доступ ко всем данным, даже когда оба диска восстанавливаются. . Из-за этого RAID 6 считается более безопасным, чем RAID 5.

В RAID 6 запись выполняется даже медленнее, чем в RAID 5, из-за дополнительного вычисления данных четности. Как и в случае с RAID 5, хотя данные все еще доступны во время восстановления диска, восстановление может занять значительное время.RAID 6 считается универсальной надежной системой и может быть предпочтительнее RAID 5 в средах, где для хранения используется большое количество больших дисков.

RAID 10, или RAID 1 + 0, представляет собой нестандартную конфигурацию RAID, которая сочетает в себе элементы RAID 1 и RAID 0. В отличие от RAID 5 и RAID 6, RAID 10 имеет быстрое время восстановления благодаря возможности копировать зеркальные данные на новый диск. Этот процесс может занять всего 30 минут, в зависимости от размера диска. Недостатком RAID 10 является то, что половина всей емкости хранилища идет на зеркалирование, что может ускорить восстановление, но может быстро стать дорогостоящим.

Тенденции и будущие направления

Несмотря на множество доступных конфигураций, RAID — устаревшая технология, которая сталкивается с новыми конкурентами в области хранения данных. Однако многие производители начинают использовать RAID в дополнение к таким технологиям, как твердотельные накопители (SSD), чтобы обеспечить им избыточность. Пока не станет доступной более надежная форма избыточности данных, RAID, вероятно, сохранит свое место на рынке систем хранения.

Хотя RAID 5 остается популярным, другие схемы RAID имеют свои преимущества.Способность RAID 6 выдерживать отказ двух дисков делает его привлекательным вариантом, и поставщики дисков рекомендуют RAID 6 и 10 для больших рабочих нагрузок. Стандартные диски SATA не подходят для RAID 5, потому что администраторам можно запретить восстанавливать диск после сбоя.

Увеличение емкости хранилища — еще один фактор, на который следует обратить внимание при рассмотрении будущего RAID 5. По мере увеличения размеров жесткого диска время восстановления RAID 5 будет только увеличиваться, что подвергает систему риску выхода из строя другого диска за это время.Увеличение плотности хранения, которое не достигается за счет повышения производительности, приведет к длительной перестройке. И с таким количеством вариантов RAID, доступных для исправления ошибок более ранних конфигураций, в будущем, вероятно, появятся лучшие варианты.

Когда использовать каждый уровень и почему

RAID — это технология, которая объединяет дисковые массивы в различных формах с помощью заранее определенных конфигураций или уровней, чтобы обеспечить лучшую отказоустойчивость, улучшенную производительность и хранение данных. Эта конфигурация, также называемая уровнями RAID, представляет собой способ комбинирования различных дисков, и этот уровень определяет преимущества.Некоторые из наиболее часто используемых уровней RAID — это RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6 и RAID 10. Существуют также другие варианты в зависимости от потребностей бизнеса.

Эти уровни RAID могут быть реализованы с помощью оборудования или программного обеспечения, хотя большинство более высоких уровней RAID реализованы с помощью оборудования для повышения производительности и гибкости.

В этой статье мы сравним RAID 10 и RAID 5, чтобы понять, какой из двух лучше в данном сценарии.

Что такое RAID 10?

Викимедиа

RAID 10 — это сложный уровень RAID, сочетающий в себе конфигурацию и преимущества RAID 1 и RAID 0.Другими словами:

RAID 10 = RAID 1 + RAID 0

Как мы все знаем, RAID 1 зеркально копирует данные и дублирует их для повышения отказоустойчивости, тогда как RAID 0 распределяет том по нескольким дискам для повышения производительности.

В RAID 10 возможности RAID 1 и RAID 0 объединены, чтобы обеспечить отказоустойчивость и повышенную производительность. В этой конфигурации данные распределяются равномерно по дискам, и они также зеркалируются,

Вот изображение этого RAID.

Преимущества

Преимущества RAID 10:

  • Предлагает улучшенную производительность.
  • Быстро, поскольку вы можете читать и записывать данные одновременно.
  • Обеспечивает отличную безопасность.
  • Без потери данных.

Недостатки

Недостатки RAID 10:

  • Можно использовать только 50 процентов емкости хранилища, поскольку данные зеркалируются.
  • Дорого, так как для реализации требуется больше дисков.

RAID 5

Викимедиа

RAID 5 — это конфигурация, в которой используется чередование данных с контролем четности, и эта комбинация легко восстанавливает данные во время сбоя диска.Кроме того, поскольку данные не зеркалируются, они более эффективно используют существующее хранилище.

Такая установка также обеспечивает баланс между производительностью, безопасностью, хранением и отказоустойчивостью, чтобы получить общую эффективную конфигурацию. Такой баланс делает его популярной реализацией RAID.

Преимущества

Преимущества RAID 5:

  • Недорогое внедрение по сравнению с другими уровнями RAID.
  • Обеспечивает быстрое считывание благодаря чередованию.
  • Обеспечивает хороший баланс между безопасностью, отказоустойчивостью и производительностью.
  • Высокоэффективен для хранения данных.

Недостатки

Недостатки RAID 5:

  • Восстановление данных из-за четности занимает много времени.
  • Низкая скорость записи.
  • Комплекс к реализации.

До сих пор мы видели два уровня RAID, их преимущества и недостатки. А теперь перейдем к их сравнению.

RAID 10 против RAID 5: что лучше?

Прежде всего, не возникает вопроса о том, какой уровень RAID лучше, поскольку каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.Это больше о том, какой из двух вариантов лучше подходит для вашей установки или вашей цели для различных сценариев.

Тем не менее, самая большая разница между RAID 10 и RAID 5 заключается в способе восстановления данных. Когда диск выходит из строя, RAID 10 считывает данные с зеркального диска и копирует их на диск, который вы заменили. Следовательно, нет никаких изменений в ваших операциях чтения или записи.

Но в конфигурации RAID 5 диск должен считывать данные со всех других дисков, использовать информацию о четности, распределенную по дискам, и восстанавливать данные.Это занимает много времени и увеличивает нагрузку на вашу систему, тем самым увеличивая вероятность сбоя системы или даже отказа других дисков.

Одна из областей, в которой RAID 5 превосходит RAID 10, — это эффективность хранения. Поскольку RAID 5 использует информацию о четности, он хранит данные более эффективно и, по сути, предлагает хороший баланс между эффективностью хранения, производительностью и безопасностью. С другой стороны, RAID 10 требует большего количества дисков и является дорогостоящим в реализации.

Эти различия можно резюмировать следующим образом:

Операции / функции

RAID 10

RAID 5

Минимальное необходимое количество физических дисков 4 3
Область фокусировки Производительность и отказоустойчивость Хранилище
Гибкость по структуре Есть
Чтение / запись Быстрее Быстро
Идеально для резервного копирования Есть
Использует четность Есть
Сложность Низкий Высокая
Аппаратная или программная реализация Хорошо работает на любом аппаратном контроллере Может быть реализовано программно или аппаратно

Теперь, когда мы увидели различия, давайте посмотрим, какой уровень RAID использовать в различных сценариях реального времени.

Сценарии в реальном времени

Ниже описаны некоторые распространенные сценарии реального времени, в которых необходимо выбрать уровень RAID.

Файловые серверы и серверы приложений

RAID 5 — лучший выбор для файловых серверов и серверов приложений с ограниченным количеством драйверов, поскольку он предлагает хороший баланс между хранилищем, производительностью, безопасностью и устойчивостью к сбоям.

Фокус на операциях чтения / записи

Если у вас есть приложения, требующие быстрых операций чтения / записи, RAID 10 — правильный выбор, поскольку он не управляет четностью, поэтому проверки не требуются.Фактически, производительность чтения RAID 10 в два раза выше, чем у RAID 5.

Ошибка диска

Если два или более диска могут выйти из строя в вашей настройке, вы можете выбрать RAID 5, поскольку невозможно восстановить данные, когда два или более дисков одновременно выходят из строя в RAID 10. Хотя есть вероятность того, что несколько дисков выйдут из строя одновременно. время минимально, это еще есть над чем подумать.

Но RAID 10 восстанавливает данные быстрее при выходе из строя одного диска, поэтому нет никакого влияния на операции чтения и записи, тогда как RAID 5 занимает много времени из-за проверки четности.Кроме того, данные будут потеряны навсегда, если в RAID 5 возникает неисправимая ошибка чтения (URE).

В целом, RAID 10 — ваш выбор, если вы хотите быстро восстановить систему после сбоя диска, не влияя на существующие операции.

Бюджет и рентабельность

Если у вас ограниченный бюджет или вы хотите получить максимальную отдачу от своих денег, RAID 5 — ваш выбор, потому что RAID 10 требует как минимум четырех дисков и использует только 50 процентов емкости хранилища.

Сложность

Если вам нужна простая настройка RAID или если вы новичок в уровнях RAID и изучаете его преимущества, RAID 10 — ваш выбор.Вам нужно просто объединить RAID 0 и RAID 1, чтобы получить все преимущества. С другой стороны, RAID 5 сложно реализовать.

Резервное копирование

Для эффективных решений резервного копирования и хранения RAID 5 является правильным выбором, поскольку он разработан для эффективного и экономичного хранения. У него две трети или четыре пятых емкости хранилища по сравнению с 50-процентным RAID 10.

Производственные и хостинговые серверы

RAID 10 идеален для производственных и хостинговых серверов благодаря своей производительности и безопасности данных.Хотя это дорогое в реализации, оно более чем компенсирует это своей производительностью и отказоустойчивостью.

RAID 10 также хорошо подходит для реализации баз данных.

RAID 10 против RAID 5: теперь вы знаете

В заключение, RAID 10 сочетает в себе RAID 0 и RAID 1, чтобы обеспечить отличную отказоустойчивость и производительность, тогда как RAID 5 больше подходит для эффективного хранения и резервного копирования, хотя он предлагает достойный уровень производительности и отказоустойчивости. Конечно, RAID 10 дороже, так как требует большего количества дисков, тогда как RAID 5 сложнее реализовать.

Поскольку оба уровня RAID имеют разные преимущества и недостатки, точный выбор зависит от данного сценария, ограничений по стоимости, ожиданий и других соответствующих факторов.

Есть ли у вас опыт внедрения RAID 10 или RAID 5? Поделитесь своим опытом с нашими читателями в разделе комментариев.

Рекомендуемое изображение: Shutterstock

Просмотры сообщений:
20 618

Другие статьи об уровнях RAID


Как работает RAID 5? Самое краткое и простое объяснение!

У всех нас мало времени для изучения длинной и сложной информации о теориях RAID, но вам может быть интересно, как работает RAID 5.Мы сделали это простым для вас, предоставив самое короткое и простое объяснение.

RAID 5 — как это работает?


Сначала мы должны напомнить вам определение XOR:

Результат функции XOR равен 1, если оба аргумента различны.

XOR (0, 1) = 1
XOR (1, 0) = 1

Выход функции XOR равен 0, если оба аргумента одинаковы.

XOR (0, 0) = 0
XOR (1, 1) = 0

Теперь предположим, что у нас есть 3 диска со следующими битами:

| 101 | 010 | 011 |

И мы вычисляем XOR этих данных и помещаем его на 4 -й диск

XOR (101, 010, 011) = 100 (XOR (101,010) = 111, а затем XOR (111, 011) = 100

Итак данные на четырех дисках выглядят следующим образом:

| 101 | 010 | 011 | 100 |

Теперь давайте посмотрим, как работает XOR MAGIC.Предположим, второй диск вышел из строя. Когда мы вычисляем XOR, все оставшиеся данные будут присутствовать с отсутствующего диска.

| 101 | 010 | 011 | 100 |

XOR (101, 011, 100) = 010

Вы можете проверить отсутствующие другие диски, и XOR оставшихся данных всегда даст вам именно данные вашего отсутствующего диска.

| 101 | 010 | 011 | 100 |

XOR (101, 010, 100) = 011

То, что работает только для 3-х битных и 4-х дисков, работает для любого количества бит и любого количества дисков.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2021 © Все права защищены. Карта сайта