Raid 5 raid 10: RAID 5 или RAID 10. В чем разница и что лучше.

RAID 5 или RAID 10. В чем разница и что лучше.

Сегодня поговорим про RAID 5 или RAID 10: рекомендуемый RAID для безопасности и производительности. Резервный массив независимых дисков (или дисков), также известный как избыточный массив дисков (RAID), является термином для схем хранения данных, которые разделяют и копируют данные между несколькими жесткими дисками. RAID может быть внедрен для обеспечения повышенной надежности данных или увеличения производительности ввода-вывода, хотя одна цель может поставить под угрозу другую. Существуют разные типы уровней RAID. Но какой из них вы должны использовать для обеспечения безопасности и производительности данных, учитывая, что жесткие диски стоят денег?

Проведя исследования предпочтение переходит к RAID 10 как для Vmware / XEN виртуализации, так и для серверов баз данных. Несколько администраторов MS-Exchange и Oracle также рекомендуют RAID 10 для обеспечения безопасности и производительности по сравнению с RAID 5.

Краткий обзор RAID 10

RAID 10 объединяет функций RAID 1 + RAID 0. Он обеспечивает оптимизацию отказоустойчивости.

RAID 0 помогает повысить производительность за счет чередования томов на нескольких дисках.

RAID 1 обеспечивает зеркальность диска — дублирует ваши данные.

В некоторых случаях RAID 10 обеспечивает более быстрое чтение и запись данных, чем RAID 5, поскольку ему не нужно управлять контролем четности.

RAID 5 или RAID 10

Для RAID 5 нужно минимум три жестких диска. Например:

1. Уровень: RAID 5
2. Количество дисков: 3 (плюс 1 запасной диск)
3. Размер диска: 4000 ГБ
4. Общая емкость RAID: 8 ТБ
5. Максимальная отказоустойчивость: 1 диск
6. Теоретическая производительность чтения: 2x
7. Теоретическая производительность записи: 1x (плохо для записи / файлов небольшого размера)
8. Эффективность хранения: 2/3 (66,7%)

Для RAID 10 нужно минимум четыре жестких диска. Например:

1. Уровень: RAID 10
2. Количество дисков: 4 (плюс 1 запасной диск)
3. Размер диска: 4000 ГБ
4. Общая емкость RAID: 8 ТБ
5. Максимальная отказоустойчивость: 1 диск
6. Теоретическая производительность чтения: 4x
7. Теоретическая производительность записи: 2x
8. Эффективность хранения: 1/2 (50%)

Является ли RAID 5 действительно эффективный?

Кэри Миллсап, менеджер Hotsos LLC и редактор Hotsos Journal, обнаружил следующие факты:

• RAID 5 стоит дороже для приложений с интенсивной записью, чем RAID 1 0.
• RAID 5 менее устойчив к отказам, чем RAID 1 0.
• RAID 5 страдает от значительного снижения производительности при частичном отключении.
• RAID 5 менее гибок в архитектурном отношении, чем RAID 1 0.
• Исправление проблем производительности RAID 5 может быть очень дорогим.

Практический опыт настройки RAID-массивов

Чтобы прояснить ситуацию, приведено сравнение конфигурации RAID 10 и RAID 5 для высоконагруженной базы данных, серверов Vmware / Xen, почтовых серверов, почтового сервера MS — Exchange и т. д.

Вы можете видеть, что RAID 10 превосходит RAID 5 по части затрат на операции чтения и записи.

Примечание о резервном копировании

Любой уровень RAID не защитит вас от множеств сбоев диска. Когда один диск по какой-либо причине отключен, ваш дисковый массив не является полноценным.

Спасибо за уделенное время на прочтение статьи!

Если возникли вопросы, задавайте их в комментариях.

Подписывайтесь на обновления нашего блога и оставайтесь в курсе новостей мира инфокоммуникаций!

Чтобы знать больше и выделяться знаниями среди толпы IT-шников, записывайтесь на курсы Cisco, курсы по кибербезопасности,  полный курс по кибербезопасности от Академии Cisco, курсы Linux от Linux Professional Institute на платформе SEDICOMM University (Университет СЭДИКОММ).

Курсы Cisco и Linux с трудоустройством!

Спешите подать заявку! Осталось пару мест. Группы стартуют 22 июля, а следующая 19 августа, 23 сентября, 21 октября, 25 ноября, 16 декабря, 20 января, 24 февраля.

Что Вы получите?

• Поможем стать экспертом в сетевом администрировании и получить международные сертификаты Cisco CCNA Routing & Switching или Linux LPI.
• Предлагаем проверенную программу и учебник экспертов из Cisco Networking Academy и Linux Professional Institute, сертифицированных инструкторов и личного куратора.
• Поможем с трудоустройством и сделать карьеру. 100% наших выпускников трудоустраиваются.

Как проходит обучение?

• Проводим вечерние онлайн-лекции на нашей платформе или обучайтесь очно на базе Киевского офиса.
• Спросим у вас об удобном времени для практик и подстроимся: понимаем, что времени учиться мало.
• Если хотите индивидуальный график — обсудим и осуществим.
• Выставим четкие дедлайны для самоорганизации. Личный куратор будет на связи, чтобы ответить на вопросы, проконсультировать и мотивировать придерживаться сроков сдачи экзаменов.

А еще поможем Вам:

• отредактировать резюме;
• подготовиться к техническим интервью;
• подготовиться к конкурсу на понравившуюся вакансию;
• устроим на работу в Cisco по программе Cisco Incubator, New Graduate и Experienced. Наши студенты, которые уже работают там: жмите на #НашиВCisco Вконтакте, #НашиВCisco Facebook.

Чтобы учиться на курсах Cisco CCNA Routing & Switching и Linux LPI, подайте заявку или получите бесплатную консультацию.

Больше похожих постов

RAID 10 или RAID 5 для нескольких виртуальных машин

Если это критически важная система, вам нужно убедиться, что у вас есть запасные диски локально, если один из них выйдет из строя (если только у вас нет контракта на поддержку оборудования, который говорит, что вы можете получить замену в тот же день, но даже тогда местный запас стоит иметь).

Игнорируя это (или предполагая, что шесть дисков не учитывают запасные части, к которым у вас может быть легкий доступ), я бы предложил RAID10 (три RAID1, вложенных в RAID0) поверх RAID5 по причинам производительности, о которых вы упомянули. Или, если пространство вообще не является проблемой, а избыточность и время восстановления на диске представляют собой серьезную проблему, то вы можете даже рассмотреть два трехдисковых RAID1, вложенных в RAID0 (но это излишне для большинства целей, хотя это разрешить двум дискам на каждой ветви R1 одновременно выходить из строя при сохранении работоспособности массива).

Однако есть и другой вариант: три отдельных массива RAID1 (или, возможно, два массива RAID10, если ваш контроллер поддерживает RAID-диск с 3 дисками (RAID1E, как называют его некоторые контроллеры)). Таким образом, вы можете распределить виртуальные машины по разным шпинделям, чтобы они намного меньше конкурировали друг с другом за пропускную способность ввода-вывода. Две виртуальные машины в разных массивах RAID1 могут весело перебивать свои виртуальные диски, не сильно влияя на скорость отклика друг друга или виртуальной машины в третьем массиве. Конечно, это может привести к расточительству пространства: в одном массиве может оказаться много свободного места, но вы не захотите его использовать, поскольку в этом массиве уже есть постоянные виртуальные машины ввода-вывода, например, (хотя в этом случае, если бы у вас был один массив, виртуальная машина, которую вы бы поместили в это пространство, в любом случае конкурировала бы за доступ к IO),

Этот метод может иметь большое значение для дисков на основе вращающегося диска и руки, если вы правильно распределите свои виртуальные машины между дисками. Это по-прежнему имеет значение и для твердотельных накопителей, но в меньшей степени, поскольку у вас нет проблем с движением головы и ожиданием перехода в нужный сектор, что приводит к дополнительной задержке производительности. Хотя, как я сказал выше, это может быть больше работы для управления. В описываемом вами сценарии использования вы можете поместить этот слегка загруженный сервер sharepoint и мастер сборки в один массив, а виртуальные машины разработки — в другой (возможно, по одному массиву каждый, если у вас три массива и нет других активных виртуальных машин). По мере необходимости вы всегда можете перемещать виртуальные машины вокруг массивов, чтобы сбалансировать нагрузку с небольшим временем простоя (без простоев вообще, если выбранное вами решение для виртуализации поддерживает динамические миграции между локальными хранилищами данных).

Какой уровень RAID мне выбрать? — Энигма Энтер

Сегодня данные — самый ценный актив любого бизнеса. Потеря данных означает его конец. Даже если вы регулярно делаете резервирование, вы нуждаетесь в способе предохранения, который бы гарантировал, что ваши данные надежно защищены, и к ним можно постоянно обращаться, даже в случае отказа диска. Добавление RAID в вашу среду хранения данных — один из самых рентабельных способов обеспечить защиту данных и постоянный доступ к ним.

Введение

Описания уровней RAID

RAID 0 (Striping — чередование)

RAID 1 (Mirroring — зеркалирование)

RAID 1E (Striped Mirroring — зеркалирование с чередованием)

RAID 5 (Striping with parity — чередование с четностью)

RAID 5EE (Hot Space)

RAID 6 (Striping with dual parity — чередование с двойной четностью)

RAID 10 (RAID 1 с чередованием)

RAID 50 (RAID 5 с чередованием)

RAID 60 (RAID 6 с чередованием)

Сравнение уровней RAID

Об Adaptec RAID

Введение

Не смотря на то, что множество компаний предлагают RAID-решения, не все RAID одинаковы. Только Adaptec, благодаря более чем 24-м годам опыта развития SCSI, предлагает самую надежную RAID-защиту данных, доступную сегодня. Эта защита основана на RAID-коде, проверенном за годы использования в критичных окружающих средах и перепродающимся большинством лидирующих производителей компьютеров.

Чтобы выбирать правильный уровень RAID, начните c рассмотрения факторов, изложенных ниже. Каждый из этих факторов становится компромиссным решением для другого:

— Стоимость дисковых накопителей

— Требуемая защита данных или доступность данных (низкая, средняя, высокая)

— Требуемая производительность (низкая, средняя, высокая)

Стоимость решения всегда является результатом компромисса между объемом дискового пространства и доступностью данных или производительностью. Например, RAID 1/10 и RAID 6 при небольшом количестве дисков являются дорогостоящим решением, если рассматривать объем потерянного дискового пространства (50%), но оптимальным для обеспечения доступности данных.

Производительность также зависит от модели доступа (случайный/последовательный, чтение/запись, длинный/ короткий) и числа пользователей. Эта статья является кратким общим обзором производительности и доступности при различных уровнях RAID и не является точным отражением всевозможных сценариев использования.

Описания уровней RAID

RAID 0 (Striping — чередование)

Обеспечивает низкую стоимость и максимальную производительность, но не обеспечивает защиту от сбоев; отказ даже одного из дисков приводит к полной потере ВСЕХ данных. Бизнес использует RAID 0 обычно для задач, требующих быстрого доступа к большим объемам временных данных на дисках (таких как видео/аудио пост-продакшн, обсчет мультимедиа-данных, САПР, регистрация данных и пр.), где данные могут быть просто загружены заново без ущерба для бизнеса. При RAID 0 дисковое пространство используется на 100%, так как используются все доступные диски.

RAID 1 (Mirroring — зеркалирование)

Экономичное решение для двух дисков с высокой защитой от сбоев. RAID 1 состоит из двух дублирующих наборов данных, расположенных на двух отдельных дисках. Он также обеспечивает высочайшую доступность данных за счет поддержания двух одинаковых копий всех данных. В конфигурации должно быть как минимум два диска, недостатком, с точки зрения финансов, является то, что используемая емкость составляет всего половину емкости доступных дисков. RAID 1 обеспечивает защиту данных для всех сред, где абсолютная избыточность данных, доступность и производительность являются ключевыми факторами, а стоимость хранения гигабайта данных является вторичным фактором.

При RAID 1 емкость дискового пространства, пригодного для хранения, составляет 50% от емкости доступных дисков в RAID-массиве.

RAID 1E (Striped Mirroring — зеркалирование с чередованием)

Объединяет чередование данных RAID 0 с зеркалированием данных RAID 1. Данные, записанные на полосу на одном диске, зеркалируются на полосу на следующем диске массива. Основным преимуществом по сравнению с RAID 1 является то, что массивы RAID 1E могут создаваться при нечетном числе дисков.

При RAID 1E емкость дискового пространства, пригодного для хранения, составляет 50% от емкости доступных дисков в RAID-массиве.

Примечание: При четном числе дисков предпочтительным является использование RAID 10, который допускает отказы нескольких дисков. При нечетном числе дисков RAID 1E допускает отказ только одного диска.

RAID 5 (Striping with parity — чередование с четностью)

Технология с чередованием данных, созданная для обеспечения безотказного хранения данных, но без дублирования данных как RAID 1 и RAID 1E. Данные записываются с чередованием по всем дискам в массиве, но для каждой полосы данных (stripe) массива (один блок данных с каждого диска), один блок данных этой полосы зарезервирован для хранения четности, вычисленной для других блоков данных в этой полосе данных. Скорость чтения, поэтому очень хороша, однако есть проигрыш в скорости записи, т.к. четность должна пересчитываться и записываться при записи новых данных. Что бы преодолеть это узкое место, информация о четности для последовательных полос чередуется с данными по всем дискам массива.

RAID 5 является стандартом для серверных сред, требующих безотказной работы. Обеспечение четности RAID требует одного диска для набора RAID, так что емкость, пригодная для использования, будет всегда меньше на емкость одного диска, чем емкость всех доступных дисков. Это лучше, чем RAID 1, который имеет только 50% полезной емкости.

RAID 5 требует как минимум три диска, максимальное число дисков составляет 16. Полезная емкость при RAID 5 составляет от 67% до 94%, в зависимости от числа дисков в наборе RAID.

RAID 5EE (Hot Space):

Обеспечивается уровень защиты, как и при RAID 5 с более высокой скоростью ввода/вывода в секунду за счет использования дополнительного диска (hot spare), при этом данные эффективно распределяются на этом запасном диске, что улучшает ввод/вывод.

RAID 5EE распределяет емкость по N+1 дискам и представляет собой массив RAID 5 плюс стандартный диск hot spare. Это означает, что в нормальном режиме работы hot spare является активным участником, вместо того, чтобы крутиться вхолостую. Добавление диска hotspare к обычному массиву RAID 5 позволяет улучшить защиту данных за счет уменьшения времени на восстановление. Эта технология не предполагает максимального использования диска hot-spare, т.к. он работает вхолостую до момента отказа. Часто проходят многие годы, прежде чем диск hot-spare будет задействован. В частности, для небольших массивов RAID 5 использование дополнительного диска (например, четыре диска вместо трех) может существенно повысить скорость чтения.

Например, переход от RAID 5 с четырьмя дисками и hot spare к RAID 5EE с пятью дисками даст прирост производительности примерно в 25%.

Другой стороной RAID 5EE является то, что диск hotspare не может быть совместно использован несколькими физическими массивами как стандартный RAID 5 с hot-spare. Технология RAID 5 является более рентабельной для нескольких массивов, потому что она позволяет страховать одним диском hot-spare несколько физических массивов. Эта конфигурация уменьшает стоимость использования диска hot spare, обратной стороной является неспособность устранить одновременный отказ отдельных дисков на нескольких массивах. Этот уровень RAID способен выдержать отказ только одного диска.

Полезная емкость RAID 5EE составляет от 50% до 88%, в зависимости от числа дисков в наборе RAID. RAID 5EE требует как минимум четырех дисков, максимальное число дисков составляет 16.

RAID 6 (Striping with dual parity — чередование с двойной четностью)

Данные распределяются по нескольким дисковым накопителям, при этом для хранения и восстановления данных используется схема двойной четности. Это допускает отказ двух дисков в массиве, обеспечивая лучшую отказоустойчивость, чем RAID 5. Это также позволяет использовать более дешевые диски ATA и SATA для хранения критически важных данных.

Этот уровень RAID похож на RAID 5, но при этом включает вторую схему четности, которая распределяется по разным дискам и поэтому обеспечивает высочайшую защиту от ошибок и отказов дисков. RAID 6 может выдержать отказ двух дисков.

RAID 6 требует как минимум четыре диска и допускает использование максимально до 16 дисков. Полезная емкость всегда меньше на 2 диска, чем доступное число дисков в наборе RAID.

Примечание: в конфигурации с менее дорогими, но менее надежными дисками SATA, использующей RAID 6, возможно достичь гораздо более высокого уровня доступности, чем массив Fibre Channel, использующий RAID 5. Это потому, что диск второй четности в RAID 6 поможет выстоять при втором отказе во время восстановления. В RAID 5, ухудшенное состояние (состояние после отказа диска) и/или во время восстановления на диск hot spare является самым предрасположенным к потере данных. Если в этот момент происходит отказ второго диска, то данные уже невозможно восстановить. С RAID 6 нет никаких окон уязвимости, поскольку второй диск четности защищает от этого.

RAID 10 (RAID 1 с чередованием)

Объединяет чередование RAID0 и зеркалирование RAID1. Этот уровень обладает улучшенной производительностью чередования и избыточностью зеркалирования.

RAID 10 — это результат формирования массива RAID 0 из двух и более массивов RAID 1. Этот уровень RAID обеспечивает отказоустойчивость — допускается отказ одного диска для каждого суб-массива без потери данных.

Полезная емкость массива RAID 10 составляет 50% объема доступных дисковых накопителей.

RAID 50 (RAID 5 с чередованием)

Это комбинация нескольких наборов RAID 5 с RAID 0 (чередование). Чередование помогает увеличить емкость и производительность без добавления дисков в каждый массив RAID 5 (который бы ухудшал доступность данных и оказывал негативное влияние на производительность при ухудшенном режиме).

RAID 50 включает чередование RAID 0 на массивы RAID 5 нижнего уровня. Преимущества RAID 5 усиливаются RAID 0, позволяя объединять много дисков в единый логический диск. Допускается до одного отказа диска в каждом суб-массиве без потери данных. Также время восстановления гораздо меньше, чем при большом едином массиве RAID 5.

Полезная емкость RAID 50 колеблется от 67% до 94%, в зависимости от числа дисков в массиве RAID.

RAID 60 (RAID 6 с чередованием)

Это комбинация нескольких наборов RAID 6 с RAID 0 (чередование). Двойная четность допускает отказ двух дисков в каждом массиве RAID 6. Чередование помогает увеличить емкость и производительность без добавления дисков в каждый массив RAID 6 (который бы ухудшал доступность данных и оказывал негативное влияние на производительность при работе в ухудшенном режиме).

Данные и информация о четности записываются с чередованием по всем массивам RAID 6. Чтение может производиться одновременно с каждого диска в массиве.

Сравнение уровней RAID

Типы RAID

Типы RAID	Software-Based	Hardware-Based	Внешнее аппаратное обеспечение
Описание	Лучше использовать для приложений с большими блочными данными, такими как хранилища данных или потоковое видео. А также для серверов, в которых центральный процессор загружен не полностью, для обработки интенсивных операций ввода-вывода, что требуется для некоторых уровней RAID. Входят в состав ОС, таких как Windows(r), Netware и Linux. Все функции RAID выполняются центральным процессором хоста, что накладывает серьезные ограничения на его способность выполнять другие вычисления.	Лучше использовать для приложений с небольшим блочными данными, таких как транзак-ционные базы данных и web-серверы. Центральный процессор хоста освобождается от выполнения операций RAID, что увеличивает его производительность. Батарея резервирования write back cache (cache с отложенной записью) может существенно увеличить производительность без дополнительного риска потери данных.	Подключаются к серверу через стандартный контроллер. Функции RAID выполняются микропроцессором, находящемся во внешнем RAID-контроллере, не зависящим от хоста.
Преимущества	Низкая цена Необходим стандартный контроллер	Защита данных и преимущества производительности RAID Больше мощных функций для обеспечения безотказности и увеличения производительности по сравнения с software-based RAID	Не зависит от ОС Создание систем хранения данных с высокой емкостью для высокопроизводительных серверов

Об Adaptec RAID

Программное обеспечение RAID от Adaptec — это полностью протестированное, проверенное и заслужившее доверие программное решение, которое используется в миллионах важных бизнес-задач во всем мире. Также, наш закаленный программный код RAID это наиболее мощное и надежное программное обеспечение для защиты данных, доступное сегодня. Фактически, микросхемы Adaptec RAID используются в большинстве популярных бренд-серверов — более чем 1.5 миллионов серверов каждый год!

Adaptec, Inc. Adaptec — Россия

691 South Milpitas Boulevard Тел.: (+7) 495 956 9459

Milpitas, California 95035, USA Email: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Tel: (+1) 408 945-8600 Web: www.adaptec.com/ru Fax: (+1) 408 262-2533

Серверы Dell — что такое уровни RAID и каковы их характеристики?

Содержание статьи

Симптомы

RAID — это технология виртуализации системы хранения данных, которая объединяет несколько физических дисков в один логический модуль, обеспечивая избыточность данных, повышение производительности или оба этих преимущества.

Для распределения данных по накопителям применяется один из нескольких способов, называемых уровнями RAID, в зависимости от необходимого уровня избыточности и производительности. Для обозначения различных схем или компоновок распределения применяется слово RAID с последующим числом, например, RAID 0 или RAID 1. В каждой схеме или на каждом уровне RAID по-разному сбалансированы следующие ключевые характеристики:
надежность, доступность, производительность и емкость.

Более высокие уровни RAID, чем RAID 0, обеспечивает защиту от невосстановимых ошибок чтения сектора, а также от отказов физических накопителей.

Предупреждение. Технология RAID не является решением для резервного копирования. Эта технология не может заменить хорошее решение для резервного копирования для обеспечения сохранности и безопасности данных.

Содержание

1. Уровни RAID
2. Терминология RAID
3. Видео

1. Уровни RAID

2.

 Терминология RAID

Позволяет записывать данные на несколько физических дисков вместо их записи на один физический диск. В конфигурации RAID 0 пространство хранения каждого физического диска разбивается на полосы размером 64 КБ. Такие полосы чередуются последовательным образом. Часть полосы, принадлежащая одному физическому накопителю, называется элементом полосы.
Например, в системе из четырех дисков, использующей только RAID 0, сегмент 1 записан на диск 1, сегмент 2 записан на диск 2 и так далее. RAID 0 повышает производительность благодаря одновременному доступу к нескольким физическим дискам, но не обеспечивает избыточность данных. (Рис. 1 (только на английском языке)).

Рис. 1. RAID 0

• Отказоустойчивость — нет
• Преимущества — повышенная производительность, дополнительная емкость хранения
• Недостатки — не следует использовать для критически важных данных, при отказе любого диска данные будут потеряны.

В конфигурации RAID 1 данные, записанные на одном диске, одновременной записываются на другой. В случае отказа одного накопителя содержимое другого диска может быть использовано для запуска системы и перестройки отказавшего физического накопителя. 
Основное преимущество RAID 1 заключается в обеспечении 100-процентной избыточности данных. Так как содержимое одного диска целиком записано на втором диске, сбой одного из дисков останется без последствий. В любой момент времени оба диска содержат одинаковый набор данных. Физические обмены могут производиться с любым из дисков (рис. 2, только на английском языке).

Рис. 2. RAID 1

• Отказоустойчивость — к ошибкам диска, к отказу одного диска
• Преимущества — высокая производительность чтения данных, быстрое восстановление после отказа диска, избыточность данных
• Недостатки — высокий уровень затрат на диски, ограниченная емкость

В массивах RAID 5 и 6 предусмотрены биты контроля четности — избыточные данные, обеспечивающие отказоустойчивость при определенных уровнях RAID. В случае отказа диска биты четности могут использоваться контроллером для восстановления пользовательских данных.

Биты четности создаются для RAID 5, 6, 50 и 60. Биты четности распределяются по всем физическим дискам в системе. Если один из дисков выйдет из строя, его можно будет перестроить при помощи битов четности и сведений, сохраненных на оставшихся физических дисках.

• Уровень RAID 5 сочетает распределение битов контроля четности с чередованием дисков (рис. 3 (только на английском языке)). Биты четности обеспечивают избыточность данных для одного отказа физического диска без дублирования содержимого физических дисков.
• RAID 6 сочетает двойное распределение битов контроля четности с чередованием дисков (рис. 4 (только на английском языке)). Этот уровень битов четности позволяет ликвидировать два отказа диска без дублирования содержимого физических дисков.

 

RAID 5

Рис. 3. RAID 5

• Отказоустойчивость — к ошибкам диска, к отказам одного диска
• Преимущества — эффективное использование емкости дисков, высокая производительность чтения, производительность записи выше средней
• Недостатки — негативные последствия отказа носителя, более длительная перестройка из-за перерасчета битов контроля четности

RAID 6

Рис. 4. RAID 6

• Отказоустойчивость — к ошибкам диска, к отказу двух дисков
• Преимущества — избыточность данных, высокая производительность чтения
• Недостатки — снижение производительности записи в связи с двойными расчетами битов четности, дополнительные затраты на емкость, эквивалентную двум дискам, для битов контроля четности

RAID 10 — для конфигурации RAID 10 требуется как минимум два набора зеркалированных дисков, работающих совместно. Несколько наборов RAID 1 объединяются в единый массив. Данные расщепляются по всем зеркалированным дискам. 

Поскольку в RAID 10 зеркалированным является каждый диск, задержки отсутствуют, т.к. расчет четности не выполняется. 

В технологии RAID отказ нескольких дисков не является критичным при условии, что не произошел одновременный отказ двух дисков в одной и той же паре зеркалированных дисков. Тома RAID 10 обеспечивают высокую пропускную способность данных и полную избыточность данных (рис. 5 (только на английском языке)).

Рис. 5. RAID 10

• Отказоустойчивость — к ошибкам диска, к отказу одного диска из зеркалированного набора
• Преимущества — высокая производительность чтения, поддержка самых больших групп RAID (до 192 накопителей)
• Недостатки — самый дорогостоящий

3.

 Видео

a. Основные сведения о концепциях RAID

b. Общее представление об уровнях RAID

c. Общее представление о четности

d. Общее представление о ширине страйпа и размере страйпа

Разрешение

Свойства статьи

Затронутый продукт

PowerEdge XR2, PowerEdge C1100, PowerEdge C2100, PowerEdge C410X, PowerEdge C4130, PowerEdge C4140, PowerEdge C5000, PowerEdge C5125, PowerEdge C5220, PowerEdge C5230, PowerEdge C6100, PowerEdge C6105, PowerEdge C6145, PowerEdge C6220, PowerEdge C6220 II, PowerEdge C6300, PowerEdge C6320, PowerEdge C6320p, PowerEdge C6400, PowerEdge C6420, PowerEdge C6525, PowerEdge C8000, PowerEdge FC430, PowerEdge FC630, PowerEdge FC640, PowerEdge FC830, PowerEdge FD332, PowerEdge FM120x4 (for PE FX2/FX2s), PowerEdge FX2/FX2s, PowerEdge M1000E, PowerEdge M420, PowerEdge M520, PowerEdge M520 (for PE VRTX), PowerEdge M600, PowerEdge M605, PowerEdge M610, PowerEdge M610x, PowerEdge M620, PowerEdge M620 (for PE VRTX), PowerEdge M630, PowerEdge M630 (for PE VRTX), PowerEdge M640, PowerEdge M640 (for PE VRTX), PowerEdge M710, PowerEdge M710HD, PowerEdge M805, PowerEdge M820, PowerEdge M820 (for PE VRTX), PowerEdge M830, PowerEdge M830 (for PE VRTX), PowerEdge M905, PowerEdge M910, PowerEdge M915, PowerEdge MX5016s, PowerEdge MX7000, PowerEdge MX740c, PowerEdge MX840c, PowerEdge R200, PowerEdge R210, PowerEdge R210 II, PowerEdge R220, PowerEdge R230, PowerEdge R240, PowerEdge R300, PowerEdge R310, PowerEdge R320, PowerEdge R330, PowerEdge R340, PowerEdge R410, PowerEdge R415, PowerEdge R420, PowerEdge R420xr, PowerEdge R430, PowerEdge R440, PowerEdge R510, PowerEdge R515, PowerEdge R520, PowerEdge R530, PowerEdge R530xd, PowerEdge R540, PowerEdge R610, PowerEdge R620, PowerEdge R630, PowerEdge R640, PowerEdge R6415, PowerEdge R6515, PowerEdge R6525, PowerEdge R710, PowerEdge R715, PowerEdge R720, PowerEdge R720xd, PowerEdge R730, PowerEdge R730xd, PowerEdge R740, PowerEdge R740xd, PowerEdge R740xd2, PowerEdge R7415, PowerEdge R7425, PowerEdge R7515, PowerEdge R7525, PowerEdge R805, PowerEdge R810, PowerEdge R815, PowerEdge R820, PowerEdge R830, PowerEdge R840, PowerEdge R900, PowerEdge R905, PowerEdge R910, PowerEdge R920, PowerEdge R930, PowerEdge R940, PowerEdge R940xa, PowerEdge T100, PowerEdge T105, PowerEdge T110, PowerEdge T110 II, PowerEdge T130, PowerEdge T140, PowerEdge T20, PowerEdge T30, PowerEdge T300, PowerEdge T310, PowerEdge T320, PowerEdge T330, PowerEdge T340, PowerEdge T40, PowerEdge T410, PowerEdge T420, PowerEdge T430, PowerEdge T440, PowerEdge T605, PowerEdge T610, PowerEdge T620, PowerEdge T630, PowerEdge T640, PowerEdge T710, PowerEdge VRTX, PowerEdge XE2420, PowerEdge XE7100, PowerEdge XE7420, PowerEdge XE7440

Дата последней публикации

20 нояб. 2020

Версия

2

Тип статьи

Solution

Оцените эту статью

Благодарим вас за отзыв.

К сожалению, наша система обратной связи в настоящее время не работает. Повторите попытку позже.

Комментарии не должны содержать следующие специальные символы: ()\

Калькулятор RAID: какая емкость требуется?

ТИП RAID

JBOD

Включает по крайней мере два накопителя, которые образуют пул хранения. Пулы хранения JBOD не обеспечивают избыточность данных. Общая емкость такого пула равна сумме емкостей всех входящих в него накопителей. В JBOD можно использовать накопители различных емкостей.

RAID 0

В массивах RAID 0 используется не менее двух накопителей, что позволяет повысить производительность и емкость, но не обеспечивает отказоустойчивость. Отказ одного диска приведет к потере данных всего массива. Уровень RAID 0 подходит для систем малой важности, где требуется хороший баланс цены и производительности.

RAID 1

Чаще всего массивы этого уровня имеют два накопителя. Данные на накопителях зеркалируются, что обеспечивает отказоустойчивость в случае сбоя одного из них. Эти системы более производительны при чтении, а при записи работают с той же скоростью, что и один накопитель. При отказе одного из накопителей данные не теряются. Массивы RAID 1 используются, когда необходима отказоустойчивость, а емкость и производительность имеют второстепенное значение.

RAID 5

RAID 5 обеспечивает отказоустойчивость и высокую производительность при чтении. Для таких массивов требуется по крайней мере три накопителя. Массив RAID 5 может выдержать отказ одного накопителя. Данные с отказавшего накопителя восстанавливаются из чередующихся данных контроля четности на оставшихся дисках. Из-за этого при повреждении массива производительность чтения и записи заметно снижается. Массив RAID 5 лучше всего подойдет в ситуациях, когда емкость и стоимость важнее производительности.

RAID 6

Конфигурация RAID 6 аналогична RAID 5, но в ней используется дополнительный уровень чередования, который позволяет справиться с отказом двух накопителей. Для RAID 6 требуется не менее четырех накопителей. Из-за дополнительного уровня отказоустойчивости производительность такого массива ниже, чем у RAID 5. RAID 6 подходит для ситуаций, когда большое значение имеют емкость и стоимость, а также необходима защита на случай сбоя нескольких накопителей.

RAID 10

RAID 10 сочетает в себе преимущества RAID 1 и RAID 0. Эти системы более производительны при чтении и записи, однако для хранения данных доступна только половина общей емкости. Для такого массива необходимо не менее четырех накопителей, что повышает затраты на него, но при этом обеспечивает высокую производительность и отказоустойчивость. Массив RAID 10 может выдержать отказ нескольких накопителей, не входящих в одну подгруппу. RAID 10 лучше всего подходит для приложений с большим количеством операций ввода и вывода, например для серверов баз данных.

RAID 50

RAID 50 (или RAID 5+0) сочетает в себе распределенный контроль четности RAID 5 и чередование RAID 0. Для таких массивов необходимо не менее шести накопителей. Этот уровень RAID обеспечивает повышенную производительность при записи, безопасность данных и более быстрое восстановление по сравнению с RAID 5. Производительность снижается меньше, чем в массивах RAID 5, поскольку сбой одного диска влияет только на один массив. Массив RAID 50 может выдержать отказ до четырех накопителей, если все они входят в разные массивы RAID 5.

RAID 60

RAID 60 (или RAID 6+0) — гибридный массив, который сочетает в себе распределенный двойной контроль четности RAID 6 и прямое чередование на уровне блоков RAID 0. Он представляет собой массив RAID 0 с чередованием по элементам RAID 6, поэтому для такого массива требуется не менее восьми накопителей. Они объединяются в наборы RAID 6, которые, в свою очередь, комбинируются в массив RAID 0 на более высоком уровне. Набор массивов RAID обеспечивает избыточность данных и может выдержать отказ до двух накопителей в каждом наборе контроля четности. За счет дополнительного накопителя контроля четности массивы RAID 60 более надежны, чем RAID 50. Однако если в одном наборе контроля четности откажут более двух накопителей, произойдет отказ массива RAID 0 и потребуется восстановление данных.

Производительность RAID

В этом разделе мы попытались дать анализ производительности (скорости) уровней RAID в зависимости от количества дисков,
моделей контроллеров и дисков, на которых они построены.

Эти зависимости представлены в виде разнообразных графиков, кликая на разных частях которых, можно продвигаться в
сторону увеличения детализации данных. Информация о том на какой части графика и для чего можно кликнуть появляется
если навести «мышь» на соответствующую часть графика. Название того, что вы в данный момент просматриваете,
отображается в заголовке страницы и над текущим графиком.

Большинство графиков поддерживают масштабирование, так что, если есть желание более подробно рассмотреть какой-то
из его (графика) участков, просто выделите мышью соответствующий участок.

Результаты могут быть представлены в двух видах: абсолютные (как правило, МБ/сек. ) и относительные — в виде индекса,
чем выше индекс, тем лучше производительность. Индексы скорости являются линейными, т.е. если у одного из наборов
индекс равен 500, а у другого он равен 1000, то это означает, что второй набор будет работать в 2 раза быстрее первого.

^* Важно: данные представленные на графике 1 можно расценивать как «среднюю температуру по больнице»
поскольку показаны усредненные данные для различных контроллеров, типов и моделей дисков, при этом тесты проводились
не для всех возможных комбинаций и в разных количествах (например, тестов для RAID 10 на 4-х дисках было выполнено
гораздо больше, чем на 6-ти) и, как следствие на графике возможны «взлеты» и «провалы».
Смысл данного графика в том, чтобы:

• 
  получить примерное представление о зависимости производительности уровней RAID от количества дисков,
  на которых они были построены;
• обеспечить возможность перехода к более подробным (и точным) графикам для соответствующих уровней RAID.

Когда использовать RAID 50

Что обычно знают о RAID 5? Отличный универсальный представитель RAID-массивов, имеющий некоторые ограничения в отношении емкости.

При использовании стандартных RAID-контроллеров (Adaptec, LSI и т.п.) максимальное количество дисков в RAID 5 составляет 32.  Сейчас уже есть по-настоящему большие диски (HGST 10tb, полезная ёмкость равна 9313 Гигабайт/ 9,1 Терабайт). Взяв 32 таких диска по 10 Тбайт, получим RAID 5  с 281,8 Тбайт полезного объема.  При этом объем, равный одному из дисков RAID 5, будет потрачен на контрольные суммы для обеспечения отказоустойчивости.

Такого объема домашний сервер интересует немногих. Однако с огромными массивами архивных, статистических и крупномасштабных данных все активнее работают компании, поэтому не исключено, что кому-то потребуется и такой монстр.

Даже если взять более реальный вариант, когда крупный сервер создают из меньших дисков, потому что большие слишком дороги, принципы создания такого сервера останутся теми же.

Обратимся к проблемам  массива на 32 диска по 10 Тбайт.

Основные вопросы связаны с построением (build) и восстановлением (rebuild) RAID. Рассмотрим некоторые показатели для контроллера, работающего с дисками такого объема в подобном массиве.

• Размер блока данных (на диск, так называемого малого страйпа) — 256 Кбайт.
• Количество блоков на одном диске — 38 146 972.
• В большой блок (большой страйп, проходящий через все диски массива) входит 32 элемента по 256Кбайт (8 Мбайт).
• Для записи одной контрольной суммы RAID-массиву нужно будет прочитать данные с 31 диска, просчитать контрольную сумму и записать на 1 диск — по блокам.
• Умножаем на 38 миллионов блоков.

Нагрузка на диски получается очень высокой – из-за этого повышается вероятность выхода из строя еще одного диска и всего массива.

Проблема в том, что в операции задействованы все 31 диск. С одной стороны, это неплохая потоковая скорость чтения, с другой — длительное перестроение. Чтобы перестроить массив за 24 часа, диски должны считывать/записывать данные со скоростью как минимум 115 Мбайт/с. И хотя сейчас диски SATA и SAS уже близки к таким показателям считывания, до  соответствующей скорости записи весьма далеко, поэтому на перестройку уйдет гораздо больше суток.

Если в процессе перестройки RAID 5 откажет еще один диск – придётся обращаться в компанию по восстановлению данных.

Выход – организация RAID 50 — комбинации массивов RAID 5, объединенных в RAID 0.

Рассмотрим принципы работы такого массива. В стандартном RAID 0 из группы единичных дисков формируют быстрый массив, где отдельные диски выступают его участниками.  При этом каждый из них ничем не защищен — RAID 0 не предусматривает отказоустойчивости, которая реализуется двойным хранением блоков данных в RAID1/RAID10 или контрольными суммами в RAID5/RAID6. Если один из дисков выйдет из строя, результатом станет отказ всего массива.

В массиве RAID 50 каждый из участников RAID 0 верхнего уровня представляет собой массив RAID 5. Поэтому при отказе диска участник не выходит из строя, как в случае с RAID 0, а просто работает  немного медленнее, поскольку массив  меняет статус на «degraded».

Приведенные выше расчеты остаются теми же для отдельных дисков, зато количество дисков в большом блоке массива становится существенно ниже (как минимум наполовину), поэтому возрастает скорость во всех зонах.

Почему-то считается, что участников верхнего уровня для массивов  RAID 10, 50 и 60 может быть только два. На самом деле, в  указанных конфигурациях RAID это  количество выбирается  — 2, 3, 4. Как правило, чем их больше, тем лучше.  С этой информацией вернемся к  конфигурации на 32 диска.

Вместо того, чтобы собирать 32 диска в один массив RAID 5, создадим RAID 50 из двух RAID 5 по 16 дисков с RAID 0 верхнего уровня. Общая емкость будет на один диск меньше, зато существенно вырастут и производительность, и скорость перестроения.

Покажем это. На практике оказывается, что 32 дисков слишком много для эффективной работы алгоритма RAID 5. По скорости такой вариант уступает  оптимальному – RAID 5 на 8–16 дисков. Поэтому RAID 5 на 16 дисков всегда быстрее той же конфигурации на 32 диска. А у нас теперь два массива RAID 5, объединенных в один.

Преимуществ сразу несколько. При перестроении RAID (при отказе диска) задействованы только 16 из 32 дисков. Вторая половина RAID 50 (еще 16 дисков в массиве RAID 5) в процессе не участвует. Поэтому перестроение идет намного быстрее, а производительность массива в целом не страдает так, как в случае с RAID 5 из 32 дисков.

Недостатки  RAID 50 по сравнению с единым большим массивом RAID 5: при двух участниках массива верхнего уровня  теряется объем еще одного диска.

Анализируя конфигурации RAID 50/60, опираемся на математику. Рассмотрим несколько вариантов.  

RAID 50 с тремя участниками на 32 диска – не реализуется. Оптимальный вариант RAID 50 на трех участников— 30 дисков (3 участника по 10). Полезная емкость составит 27 дисков, зато массив будет (а) быстрее и (б)  весьма быстрее в перестроении, чем любая из рассмотренных выше конфигураций.

RAID 50 на 32 диска с четырьмя участниками – реализуется.   4 диска придется выделить под контрольные суммы. При этом каждый массив RAID 5 (каждый участник) будет иметь 8 дисков и отличную скорость.Система обладает  фантастической производительностью. Нет претензий и к скорости перестроения, а ее влияние на сервер сведено до минимума. Недостатки – стоимость выше, а емкость чуть ниже.

Итак, RAID 50 — это всегда компромисс: чем больше участников верхнего уровня, тем выше затраты и меньше емкость, зато заметно растет производительность. (Что с 32 дисками сделал бы автор ? Массив RAID 50 на 30 дисков и 3 участника, а два последних диска оставил бы в качестве  резервных  с горячей заменой).

Ответим на вопрос, вынесенный в заголовок. Насколько и когда целесообразно использование RAID 50? RAID 50 на большом количестве дисков большого объема – надежней, чем RAID 5, и экономичней, чем RAID 10.

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, который сочетает в себе конфигурацию и преимущества RAID 1 и RAID 0. Другими словами:

RAID 10 = RAID 1 + RAID 0

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

В RAID 10 объединены возможности как RAID 1, так и RAID 0, что обеспечивает 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.
• Скорость записи низкая.
• Комплекс к реализации.

Итак, мы рассмотрели два уровня RAID, их преимущества и недостатки. А теперь перейдем к их сравнению.

RAID 10 против RAID 5: что лучше?

Во-первых, нет вопроса о том, какой уровень RAID лучше, поскольку каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Это больше касается того, 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 замененный вами диск. Следовательно, в ваших операциях чтения или записи нет никаких изменений.

Но в конфигурации RAID 5 диск должен считывать данные со всех других дисков, использовать информацию о четности, распределенную по дискам, и восстанавливать данные.Это требует 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:

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 дисков могут выйти из строя в вашей настройке, ваш выбор — RAID 5, поскольку невозможно восстановить данные, когда два или более дисков одновременно выходят из строя в RAID 10. Хотя есть вероятность того, что одновременно выйдет из строя больше дисков. время минимально, это еще есть над чем подумать.

Но RAID 10 восстанавливает данные быстрее, когда один диск вышел из строя, 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. Его емкость хранения составляет две трети или четыре пятых по сравнению с 50-процентным RAID 10.

Производственные и хостинговые серверы

RAID 10 идеально подходит для производственных серверов и серверов хостинга благодаря своей производительности и безопасности данных.Хотя это дорого в реализации, он 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 превосходную 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:
8,661

Другие статьи об уровнях RAID

RAID 10 и почему я должен его использовать?

Некоторые уровни могут быть объединены для создания двузначного уровня RAID.Таким образом, RAID 10 представляет собой комбинацию уровней 1 (зеркальное отображение) и 0 (чередование), поэтому его также иногда называют RAID 1 + 0. Зеркальное отображение — это запись данных на два или более жестких диска (HDD) в в то же время — в случае отказа одного диска зеркальное отображение сохраняет данные с отказавшего диска. При чередовании данные разбиваются на «куски», которые последовательно записываются на разные диски. Это повышает производительность, поскольку ваш компьютер может одновременно получать доступ к данным с нескольких дисков. Однако чередование не обеспечивает избыточности для защиты информации, поэтому оно обозначено как 0.

Преимущества RAID 10

Сочетание этих двух уровней хранения делает RAID 10 одновременно быстрым и отказоустойчивым. Если вам нужна аппаратная защита данных и более высокая производительность хранилища, RAID 10 — это простое и относительно недорогое решение. RAID 10 безопасен, потому что зеркальное копирование дублирует все ваши данные. Это быстро, потому что данные распределяются по нескольким дискам; фрагменты данных могут быть прочитаны и записаны на разные диски одновременно.

Для реализации RAID 10 вам понадобится как минимум четыре физических жестких диска.Вам также понадобится контроллер диска, поддерживающий RAID.

RAID не является резервным копированием

Вот одно важное замечание относительно RAID и резервного копирования. Хотя RAID записывает данные на два диска одновременно, это не резервная копия. Если ваша операционная система или программное обеспечение, а не жесткий диск, повреждают ваши данные, эти поврежденные данные отправляются на оба диска и одновременно повреждают оба диска. Однако резервная копия — это копия данных, которая хранится в другом месте и отделена от исходных данных как в пространстве, так и во времени.Данные резервного копирования не будут повреждены, если вы специально не создадите резервную копию поврежденных данных. Короче говоря, даже если вы используете RAID, вы все равно должны использовать эффективное программное обеспечение для резервного копирования.

RAID 10 защищает вас от сбоя одного диска — зеркало берет на себя некоторое время, пока вы заменяете отказавший диск и восстанавливаете копию.

Однако имейте в виду, что избыточность RAID 10 сокращает полезное дисковое пространство вдвое. Поскольку все является зеркальным (дублированным), четыре диска по 2 ТБ в RAID 10 дают вам общую емкость 4 ТБ полезного пространства.

RAID 5 Vs. RAID 10: в чем разница?

Итак, вы можете спросить: почему бы мне вместо этого не использовать RAID 5? Это дает мне 6 ТБ общей емкости, преимущество в производительности и избыточность, которая защищает меня от сбоя одного диска.

Самая большая разница между RAID 5 и RAID 10 заключается в том, как он восстанавливает диски. RAID 10 считывает только уцелевшее зеркало и сохраняет копию на новый диск, который вы заменили. Ваши обычные операции чтения и записи практически не отличаются от обычных операций.

Однако, если диск выходит из строя с RAID 5, ему необходимо прочитать все на всех оставшихся дисках, чтобы восстановить новый, замененный диск. По сравнению с операциями RAID 10, которые считывают только уцелевшее зеркало, такая экстремальная нагрузка означает, что у вас гораздо больше шансов на отказ второго диска и потерю данных.

Не забывайте всегда использовать идентичные диски при создании массива RAID 10. Геометрия диска (количество головок, цилиндров и т. Д.) Имеет решающее значение, и настоятельно рекомендуется НЕ использовать разные диски.

Защитить ваши данные проще, чем когда-либо

Поскольку стоимость дисков снижается, добавление дополнительного дискового пространства теперь дешевле, чем когда-либо прежде, независимо от того, добавляете ли вы дополнительные диски для поддержки вашего массива RAID 10 или заменяете контроллер диска на вашем материнская плата, если она не поддерживает RAID 10.

Вам нужно настроить RAID 10, но это несложно и займет всего несколько минут. Программное обеспечение системы или контроллера диска включает процедуры установки, которые проведут вас через весь процесс.

Какой из них вам лучше? | DiskInternals

Здесь вы узнаете:

• сравнение RAID 5 и RAID 10

• какой из RAID лучше для вас

• как DiskInternals может вам помочь

Готовы? Давай читать!

RAID 5

RAID 5 — более безопасная версия RAID-0, но количество жестких дисков должно быть больше трех. Рассматриваемый вариант массива избавляет от единичных ошибок; то есть система будет работать, если один из дисков будет поврежден.

Если разные ошибки появляются одновременно на разных, более чем одном диске, RAID-5 не сохраняет, и данные все равно будут потеряны.

Определенно высокая скорость чтения и меньше шансов потерять накопленную информацию, но ожидание процесса перестройки может вас угнетать.

RAID 10

Эту версию массива можно назвать RAID 1 + 0, так как это симбиоз RAID-0 и RAID-1. Для создания массива вам потребуется как минимум четыре диска: на первом канале RAID-0, на втором канале RAID-0 для увеличения скорости чтения / записи и повышения отказоустойчивости.

Подводя итог, RAID-10 сочетает в себе плюс первых двух вариантов — быстрого и отказоустойчивого.

Этот массив широко используется в больших хост-средах для выполнения огромного количества коммерческих задач.

Сравнение RAID 5 и RAID 10

Оба массива имеют свои отличительные качества, которые могут быть либо недостатком, либо положительной стороной, и вот их особенности:

1. Расположение и механизм хранения данных:

• RAID 5: данные расположены везде, как в RAID 0 + распределенное хранилище четности кодов для восстановления данных в случае сбоев.

• RAID 10: все данные разделены на 2 полюса по 2 диска + зеркалирование этих дисков.

2. Отказоустойчивость:

• RAID 5: может быть поврежден только один диск.

• RAID 10: из-за зеркалирования высокая отказоустойчивость — нужно просто копировать с любого другого рабочего диска. Это очень полезно для корпораций.

3. Скорость чтения и записи:

• RAID 5: высокая скорость чтения, запись достаточно быстрая, но не такая быстрая.

• RAID 10: оба на высшем уровне.

4. Требуемое количество дисков RAID 10 vs RAID 5:

5. Скорость восстановления и перестроения массива в случае повреждения RAID 5 vs. 10:

Еще можно поднять вопрос цены, RAID 5 будет более бюджетным вариантом.

Как можно восстановить файлы с RAID 5 или RAID 10

DiskInternals RAID Recovery поможет вам в решении этой проблемы, так как это ведущее профессиональное приложение на современном рынке.Без преувеличения, это уникальное приложение-спасатель, которое выполняет восстановление файлов из любой конфигурации массива. Утилита работает на всех версиях Windows XP-10 и Windows 2003-2019 Server. Он восстанавливает файлы из программного обеспечения Microsoft RAID, включая JBOD (span), RAID 0, 1 и 5. При работе с массивом ограничения Windows полностью игнорируются.

Также есть контакт с Unicode именами файлов и многоуровневыми папками. Любой виртуальный диск может быть смонтирован как локальный диск для удобства просмотра в Windows.Во всех непонятных ситуациях разобраться поможет встроенный дружелюбный мастер восстановления.

DiskInternals RAID Recovery поможет вам быть уверенным и чувствовать себя в безопасности; то же самое и с вашими данными!

Уровни RAID 0, 1, 5, 6 и 10 и типы RAID (программные и аппаратные)

Фото: существует множество уровней RAID, фактически так много, что бывает сложно различить различия и преимущества каждого из них. В этом сообщении блога мы обсудим несколько распространенных уровней RAID, подчеркнув их различия и преимущества.

Обновление 05.05.2020 : ознакомьтесь с нашим сообщением в блоге о JBOD и RAID, чтобы узнать больше о RAID и о том, как это связано с корпусами JBOD.

При выборе уровня RAID для массива хранения важно учитывать, что вы цените больше всего: скорость, отказоустойчивость или и то, и другое.

В этом сообщении блога мы рассмотрим пять распространенных уровней RAID — RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6 и RAID 10, а также то, как на каждом уровне хранятся данные.

И если вас интересует защищенная система хранения, произведенная в США, которая может использовать эти типы RAID, не стесняйтесь написать нам, чтобы узнать больше о том, что мы можем для вас сделать.

Мы также кратко рассмотрим программный RAID и аппаратный RAID, а также историю самой технологии RAID.

К концу вы должны быть готовы к рок-н-рейду.

Содержание

1. Что такое хранилище RAID?

Типы RAID

2. : программный RAID против аппаратного RAID
3. История RAID
4. Что такое RAID 0?
5. Что такое RAID 1?
6. RAID 0 против RAID 1
7. Что такое RAID 5?
8. RAID 5 vs.RAID 6
9. Что такое RAID 10?
10. Какой RAID лучше?

Фото: Защищенное хранилище Trenton Systems JBOD / JBOF. 24 твердотельных накопителя NVME на этом устройстве можно настроить в RAID для повышения производительности и большей отказоустойчивости.

Что такое хранилище RAID?

Redundant Array of Independent Disks (RAID) — это технология хранения, которая обеспечивает защиту от потери данных путем объединения двух или более жестких дисков (HDD) или твердотельных дисков (SSD) в одно связное устройство хранения или массив.

Хранилище

RAID защищает от полной потери данных на жестком диске, повторяя или воссоздавая эти данные и сохраняя их на дополнительном диске или дисках. Этот процесс также известен как избыточность данных.

Полная потеря данных, которая может произойти в случае отказа жесткого диска, может нанести серьезный ущерб предприятиям и организациям, которым требуется частый доступ к хранимой информации для выполнения своих повседневных обязанностей.

График: Последствия отказа жесткого диска в критически важных приложениях

Полная потеря данных может быть особенно разрушительной для критически важных приложений, поскольку возможный сбой может привести к финансовым потерям, неодобрению общественности, серьезным травмам и даже смерти.

Благодаря RAID критически важный персонал может продолжать сосредоточиться на выполнении своих основных обязанностей, не беспокоясь о потенциально серьезных последствиях отказа жесткого диска.

Но, как вы увидите, не все уровни хранения RAID защищают от потери данных. На самом деле, нет только одного.

Конфигурации, обеспечивающие защиту от потери данных, называются «отказоустойчивыми». Это просто означает, что массив будет продолжать успешно функционировать и предоставлять данные, подлежащие восстановлению, в случае сбоя диска.

Графика: Программный RAID против аппаратного RAID. Значок жесткого диска, сделанный Сурангом на Flaticon

Типы RAID: программный RAID против аппаратного RAID

Внедрение и управление хранилищем RAID могут выполняться с помощью программного RAID, при котором драйвер на компьютере выполняет обработку RAID, или с помощью аппаратного RAID, при котором используется карта контроллера RAID, использующая слот PCI Express материнской платы.

Эффективность программного RAID зависит от вычислительной мощности компьютера.Он не идеален для сложных конфигураций RAID.

Для этих высокопроизводительных конфигураций вам понадобится выделенный RAID-контроллер, единственной целью которого является выполнение обработки RAID.

Обычные пользователи настольных компьютеров могут обойтись программным RAID, поскольку большинство операционных систем, включая Apple и Windows, поддерживают RAID. К тому же программный RAID — более дешевый вариант.

Однако для более крупных и сложных приложений RAID необходимо использовать аппаратный RAID для достижения максимально возможной производительности.

Графика: компьютерные ученые Дэйв Паттерсон, Гарт Гибсон и Рэнди Кац. Этой тройке приписывают создание аббревиатуры RAID и коммерческий интерес к этой технологии. Кредит: Музей истории компьютеров

История RAID

Аббревиатура «RAID» была придумана компьютерными учеными из Калифорнийского университета в Беркли Дэвидом Паттерсоном, Гартом Гибсоном и Рэнди Кацем в их исследовательской статье «Пример использования RAID», представленной на ежегодной конференции Ассоциации особого интереса к вычислительной технике в 1988 году. Группа по управлению данными (SIGMOD).

RAID первоначально означал «избыточный массив недорогих дисков» из-за фактора затрат, изложенного в статье Паттерсона, Гибсона и Каца.

Трио утверждало, что один массив из нескольких недорогих дисков может технически превзойти их более крупный и более дорогой аналог: дисковый накопитель для мэйнфреймов.

Хотя концепция объединения дисков для повышения производительности не была новой, статья трио вызвала коммерческий интерес к RAID.

Несколько уровней RAID были с тех пор стандартизированы Ассоциацией производителей сетей хранения данных (SNIA).

Конфигурации

обычно оцениваются на основе их уровня отказоустойчивости, скорости чтения и записи и емкости хранилища.

В настоящее время используется множество уровней RAID, некоторые из которых встречаются редко.

Наиболее распространенными конфигурациями RAID являются RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6 и RAID 10.

Графика: конфигурация RAID 0

Что такое RAID 0?

RAID 0, самая простая конструкция хранилища RAID, использует чередование данных, процесс, который разделяет файлы на сегменты для хранения.

Сегменты данных хранятся на одном диске, а также на других дисках в массиве.

Настройка RAID 0 увеличивает скорость чтения и записи жесткого диска, учитывая, что дополнительные диски одновременно вносят вклад в общую рабочую нагрузку чтения / записи массива.

Например, если вы храните файл размером 1 ГБ в конфигурации RAID 0 с двумя дисками, этот файл размером 1 ГБ разделяется на два сегмента по 500 МБ перед записью на каждый диск, сокращая время записи вдвое.

Время чтения также сокращается вдвое, поскольку получение двух блоков данных по 500 МБ с двух дисков занимает меньше времени, чем получение всего файла размером 1 ГБ с одного диска.

Таким образом, чем больше дисков в массиве RAID 0, тем выше скорость чтения и записи.

Теперь, почему вы можете захотеть использовать конфигурацию диска RAID 0?

RAID 0 отлично подходит для приложений хранения, которым требуется высокая скорость чтения и записи и которые имеют относительно низкий риск полной потери данных.

Идеально подходит для компьютерных геймеров, которые обычно предпочитают более короткое время сохранения и загрузки, а также для фотографов, видеооператоров и музыкальных продюсеров, которые часто сохраняют и загружают большие файлы с помощью программного обеспечения для редактирования.

К сожалению, RAID 0 не обладает избыточностью данных, следовательно, это не отказоустойчивый массив. Если один из дисков в массиве выходит из строя, все данные теряются.

Другими словами, следует избегать RAID 0, как чумы в критически важных приложениях, где полная потеря данных может иметь катастрофические последствия.

Дополнительным плюсом является то, что пользователи RAID 0 могут использовать всю емкость дисковых накопителей. Итак, если вы используете четыре диска емкостью 1 ТБ в массиве RAID 0, у вас есть доступ к 4 ТБ пространства.

Это не относится к другим распространенным конфигурациям RAID, где дублирующиеся блоки данных создаются для повышения отказоустойчивости и, как следствие, занимают больше места.

Графика: конфигурация RAID 1

Что такое RAID 1?

RAID 1 использует зеркалирование дисков, которое создает копии одного и того же файла для хранения.

В RAID 1 исходный файл хранится на одном диске, а идентичные копии файла хранятся на других дисках в массиве.

В результате RAID 1 создает дисковые накопители, являющиеся зеркальными копиями друг друга.

В отличие от RAID 0, RAID 1 обеспечивает избыточность данных, создавая отказоустойчивый массив.

Итак, в конфигурации RAID 1 с двумя дисками, если один диск выходит из строя, второй диск содержит те же данные, следовательно, данные не были потеряны и могут быть легко восстановлены. В результате была достигнута отказоустойчивость.

Аналогичным образом, в конфигурации RAID 1 с пятью дисками, если три диска выходят из строя, четвертый и пятый диск предоставляют пользователям две полные резервные копии одних и тех же данных.

Чем больше дисков в массиве, тем больше копий файлов создается и, в свою очередь, тем выше степень отказоустойчивости.

RAID 1 полезен для критически важных приложений, где полная потеря жизненно важных, конфиденциальных или секретных данных недопустима.

Врачебные кабинеты, бухгалтерские фирмы, юридические фирмы, банки, полицейские управления, департаменты здравоохранения и другие государственные учреждения могут получить выгоду от конфигурации хранилища RAID 1.

Но даже обычные пользователи могут извлечь выгоду из возможностей клонирования данных RAID 1.

Геймерам, фотографам, видеооператорам и музыкальным продюсерам, каждый из которых, несомненно, выиграет от увеличения скорости чтения и записи RAID 0, возможно, лучше пожертвовать скоростью RAID 0 ради избыточности данных и отказоустойчивости RAID 1.

RAID 0 против RAID 1

При выборе между RAID 0 и RAID 1 пользователи RAID 1 могут быть спокойны, зная, что в случае отказа жесткого диска их файлы будут надежно дублированы.

Данные

RAID 1 не были сегментированы, поэтому в случае сбоя диска данные не нужно собирать вместе с неисправного диска и, следовательно, их можно восстановить.

Однако

RAID 1 не должен заменять обычные резервные копии.

Еще одним недостатком классической конфигурации RAID 1 с двумя дисками является то, что его емкость хранения составляет только половину общей емкости жесткого диска.

Итак, если вы используете два диска емкостью 2 ТБ для общей емкости хранилища 4 ТБ, вам технически выделяется 2 ТБ пространства, потому что второй диск содержит те же данные, что и первый.

Теперь, если вы добавите диск на 2 ТБ к тому же массиву RAID 1, вам по-прежнему будет выделено только 2 ТБ пространства, потому что теперь два других диска по 2 ТБ содержат те же данные, что и первый.

И в массиве RAID 1 с четырьмя дисками, например, с двумя дисками по 2 ТБ и двумя дисками по 4 ТБ, что в сумме составляет 12 ТБ, вам по-прежнему выделяется только 2 ТБ пространства.

Почему? Потому что, если вы сохраняете 2 ТБ данных в массив, диск 2 ТБ заполняется исходными данными, второй 2 ТБ заполняется копиями этих данных, а два диска по 4 ТБ были заполнены копиями только на половине дисков. ‘полезная емкость памяти.

Итак, в этой настройке у вас будет 6 ТБ, используемых для защиты данных, и 4 ТБ неиспользуемого пространства.

Сравните каждый из этих сценариев с конфигурацией RAID 0, в которой емкость хранения массива будет эквивалентна общей емкости диска.

Компромисс для RAID 0 — отказоустойчивость, а для RAID 1 — скорость и эффективность.

Этот RAID-массив может быть довольно сложным, да? Ну вы еще ничего не видели!

Обязательно ознакомьтесь с калькулятором RAID-хранилища Synology, чтобы протестировать различные RAID-массивы и комбинации хранилищ.

Графика: конфигурация RAID 5

Что такое RAID 5?

RAID 5, пожалуй, самая распространенная конфигурация RAID, и в отличие от RAID 0 и RAID 1 для работы требуется как минимум три диска.

RAID 5 использует чередование данных, при котором данные разделяются на сегменты и сохраняются на отдельных дисках в массиве.

Но RAID 5 также использует процесс, называемый четностью, при котором контрольная сумма всех данных создается и сохраняется на каждом из дисков в массиве.

Итак, в массиве RAID 5 с четырьмя дисками данные и их контрольные суммы четности будут распределяться по всем четырем дискам для безопасного хранения.

И в случае отказа жесткого диска контрольные суммы четности позволяют восстановить сохраненные данные.

Обратной стороной RAID 5 является то, что он может выдержать отказ только одного диска.

К счастью, RAID 5 поддерживает «горячую» замену, что означает, что один диск можно заменить, а остальные в массиве останутся полностью работоспособными.

К сожалению, если второй диск выходит из строя во время воссоздания данных с первого, то все данные в массиве теряются.

Что касается емкости хранения, поскольку для хранения контрольных сумм четности требуется пространство одного диска, общая емкость хранения массива в конфигурациях RAID 5 уменьшается на один целый диск.

Например, в конфигурации RAID 5 с пятью дисками с пятью дисками по 1 ТБ, при общей емкости хранилища 5 ТБ, можно использовать только 4 ТБ, поскольку контрольные суммы четности занимают пространство одного целого диска.

Аналогичным образом, в конфигурации RAID 5 с восемью дисками с восемью дисками по 2 ТБ при общей емкости хранения 16 ТБ можно использовать только 14 ТБ.

RAID 5 превосходит RAID 0 и RAID 1 с точки зрения отказоустойчивости и имеет большую общую емкость хранения, чем массив RAID 1.

Как и RAID 0, скорость чтения RAID 5 высока из-за одновременного вывода каждого диска, но, в отличие от RAID 0, скорость записи RAID 5 страдает из-за избыточного создания контрольных сумм четности.

RAID 5 против RAID 6

RAID 5 и RAID 6 не так уж и отличаются. Оба они используют процессы чередования данных и четности.

Основное различие между двумя конфигурациями заключается в том, что для работы RAID 6 требуется четыре диска, и в нем используется двойная четность, при которой создается две контрольные суммы вместо одной.

В RAID 6 два диска могут выйти из строя без полной потери данных. Это означает лучшую безопасность, чем у RAID 5, но также означает еще более низкую скорость записи, поскольку необходимо создать одну дополнительную контрольную сумму.

Графика: конфигурация RAID 10

Что такое RAID 10?

RAID 10 использует как чередование данных, так и зеркалирование дисков для обеспечения избыточности данных и, следовательно, высокой степени отказоустойчивости.

RAID 10 иногда называют «RAID 1 + 0», поскольку он объединяет процессы зеркалирования и чередования, имеющиеся в конфигурациях RAID 1 и RAID 0 соответственно.

В конфигурации RAID 10, для которой требуется как минимум четыре диска, данные сегментируются перед копированием на диски в массиве.

Как и в RAID 0, где файл сегментируется и сохраняется на двух отдельных дисках в конфигурации с двумя дисками, в RAID 10 каждый из этих сегментов файла является зеркальным, что требует дополнительного места для хранения.

Стандартная конфигурация RAID 10 с четырьмя дисками может выдержать отказ только одного диска в каждой зеркальной паре дисков.

В противном случае произойдет полная потеря данных.

Как и в стандартной конфигурации RAID 1 с двумя дисками, общая емкость хранения RAID 10 уменьшена вдвое.Таким образом, шесть дисков емкостью 1 ТБ обеспечат вам лишь 3 ТБ полезного пространства.

Действительно, RAID 10 — лучшее из RAID 0 и RAID 1, обладая высокой скоростью чтения и записи и невероятной отказоустойчивостью.

Какой RAID лучше?

Наилучшая конфигурация RAID для вашей системы хранения будет зависеть от того, цените ли вы скорость, избыточность данных или и то, и другое.

Если вы больше всего цените скорость, выберите RAID 0.

Если вы больше всего цените избыточность данных, помните, что следующие конфигурации дисков являются отказоустойчивыми: RAID 1, RAID 5, RAID 6 и RAID 10.

Определите цели RAID, рассмотрев следующие сценарии:

Q: Являетесь ли вы крупным предприятием или организацией с несколькими серверами и многочисленными сотрудниками, которым необходим постоянный доступ к данным, хранящимся на этих серверах?

A: Выберите RAID 5, RAID 6 или RAID 10 и выберите аппаратный RAID-контроллер.

Q: Вы — малый бизнес или организация, где скорость не так важна, как ведение документации?

A: Выберите RAID 1 или RAID 5 и выберите программный драйвер RAID для вашей операционной системы.

Q: Являетесь ли вы критически важным предприятием или организацией, в которой потеря конфиденциальных, секретных или других жизненно важных данных может привести к головной боли, финансовому краху, серьезным травмам или даже смерти?

A: Выберите RAID 6 или RAID 10 и выберите аппаратный RAID-контроллер.

Q: Вы геймер, фотограф, видеооператор, музыкальный продюсер или другой пользователь, для которого скорость и эффективность важнее отказоустойчивости?

A: Выберите RAID 0 с помощью программного драйвера RAID вашей операционной системы. Но обязательно проводите регулярное резервное копирование.

Заключение

Мы надеемся, что эта запись в блоге помогла прояснить различия между распространенными уровнями RAID и понять, как каждый из них может предложить уникальные преимущества для вашей программы или приложения.

Trenton Systems производит настраиваемые защищенные системы хранения данных, которые могут использовать технологию RAID. К этим системам относятся наши системы хранения JBOF / JBOD и 5U Rugged Storage.

Мы не только предлагаем защищенные системы хранения с поддержкой RAID, но и проектируем, производим, собираем, интегрируем и поддерживаем эти системы прямо здесь, в Соединенных Штатах. Верно. Мы делаем все это на одном предприятии в США, чтобы предоставить вам высококачественные надежные вычислительные решения, сократить потенциальные угрозы безопасности, поддержать американскую экономику и американские рабочие места, а также предложить сверхбыстрое внутреннее обслуживание и поддержку клиентов.

Trenton Systems создает надежные компьютерные системы, чтобы помочь клиентам во всем мире удовлетворить их потребности в сложных вычислительных системах. Мы проводим максимальные стресс-тесты наших компьютерных систем, гарантируя, что клиенты могут выполнять отраслевые операции с комфортом, эффективно и даже в самых суровых условиях мира. Другими словами, мы подчеркиваем, что вам не нужно.

Выбор правильных конфигураций RAID

Выбор правильных конфигураций RAID — какой уровень RAID вам подходит?

»Введение >>
» Что такое RAID? >>
»Аппаратный RAID vs.программный RAID >>
»Как работает RAID? >>
»RAID-совместимые жесткие диски и твердотельные накопители >>
» Гибридный RAID >>
»Кому следует использовать RAID? >>
»Выбор правильного уровня RAID >>
» RAID 0 (чередование) >>
»RAID 1 (зеркальное отображение) >>
» RAID 1E (чередующееся зеркало) >>
»RAID 5 (чередование с контролем четности) >>
»RAID 6 (чередование с двойной четностью) >>
» RAID 10 (чередование и зеркалирование) >>
»RAID 50 (чередующиеся наборы RAID 5) >>
» RAID 60 (чередующиеся наборы RAID 6) >>
»Когда выбрать уровень RAID >>
»Производительность размера диска >>
» Размер массива в зависимости от размера дисков >>
»Время восстановления и большие массивы RAID >>
» Настройки RAID по умолчанию >>
»SSD и кэш чтения / записи >>
»О Microsemi Adaptec® RAID
» Резюме >>

Введение

Для любой организации, будь то малый бизнес или центр обработки данных, потеря данных означает потерю бизнеса. Существует два распространенных метода защиты этих данных: резервное копирование (защита данных от полного сбоя системы, вирусов, повреждения и т. Д.) И RAID (защита данных от сбоя диска). Оба необходимы для обеспечения безопасности ваших данных.

В этом техническом документе обсуждаются различные типы доступных конфигураций RAID, их использование и способы их внедрения в серверы данных.

ПРИМЕЧАНИЕ. RAID не заменяет регулярное резервное копирование по расписанию. У всех организаций и пользователей всегда должна быть надежная стратегия резервного копирования.

Что такое RAID?

RAID (избыточный массив недорогих дисков) — это структура хранения данных, которая позволяет системному администратору / проектировщику / строителю / пользователю объединить два или более физических запоминающих устройства (жесткие диски, твердотельные накопители или оба) в логический блок (массив), который воспринимается подключенной системой как один диск.

Есть три основных элемента RAID:

1. Чередование (RAID 0) записывает некоторые данные на один диск, а некоторые данные на другой, сводя к минимуму время доступа для чтения и записи и улучшая производительность ввода-вывода.
2. Mirroring (RAID 1) реплицирует данные на два диска, предотвращая потерю данных в случае сбоя диска.
3. Parity (RAID 5 и 6) обеспечивает отказоустойчивость, проверяя данные на двух дисках и сохраняя результаты на третьем. Когда неисправный диск заменяется, потерянные данные восстанавливаются с оставшихся дисков.

Эти уровни RAID можно сконфигурировать в виде комбинированных уровней, которые называются RAID 10, 50 и 60.

Контроллер RAID обрабатывает объединение дисков в эти различные конфигурации, чтобы максимизировать производительность, емкость, избыточность (безопасность) и стоимость в соответствии с потребностями пользователя.

Сравнение аппаратного RAID и программного RAID

RAID может быть аппаратным или программным. Аппаратный RAID находится на карте контроллера PCIe или на встроенном RAID-on-Chip (ROC) материнской плате. Контроллер обрабатывает все функции RAID в собственном аппаратном процессоре и памяти. Серверный ЦП не загружен рабочей нагрузкой хранилища, поэтому он может сосредоточиться на обработке требований к программному обеспечению операционной системы и приложений сервера.

Программный RAID

полностью работает на ЦП системы главного компьютера.

Как работает RAID?

В программном RAID реализация RAID — это приложение, работающее на хосте. В этом типе RAID используются диски, подключенные к компьютерной системе через встроенный интерфейс ввода-вывода или безпроцессорный адаптер главной шины (HBA). RAID становится активным, как только ОС загружает программное обеспечение драйвера RAID.

В аппаратном RAID контроллер RAID имеет процессор, память и разъемы для нескольких дисков, которые позволяют подключать диски напрямую к контроллеру или размещать их в объединительных платах с возможностью горячей замены.

В обоих случаях система RAID объединяет отдельные диски в один логический диск. ОС обрабатывает диск как любой другой диск в компьютере — она ​​не знает разницы между одним диском, подключенным к материнской плате, или массивом RAID, представленным контроллером RAID.

Учитывая преимущества в производительности и гибкости, аппаратный RAID лучше подходит для типичной современной серверной системы.

RAID-совместимые жесткие диски и твердотельные накопители

СХД производители предлагают множество моделей накопителей.Некоторые из них обозначены как «настольные» или «потребительские» диски, а другие — как диски «RAID» или «корпоративные». Есть большая разница: потребительский диск не предназначен для подключения к группе дисков и не подходит для RAID. С другой стороны, RAID-массивы или корпоративные диски предназначены для связи с RAID-контроллером и работают в унисон с другими дисками, образуя стабильный RAID-массив для работы вашего сервера.

С точки зрения RAID жесткие диски и твердотельные накопители различаются только своей производительностью и емкостью.Для RAID-контроллера все они являются дисками, но важно принять во внимание рабочие характеристики RAID-контроллера, чтобы убедиться, что он способен полностью соответствовать производительным возможностям SSD. Большинство современных RAID-контроллеров достаточно быстры, чтобы позволить твердотельным накопителям работать в полную силу, но медленный RAID-контроллер может блокировать данные и отрицательно влиять на производительность системы.

Гибридный RAID

Hybrid RAID — это решение для хранения данных с резервированием, которое сочетает в себе недорогие жесткие диски с интерфейсом SATA или SAS высокой емкости с малой задержкой, твердотельными накопителями с высоким числом операций ввода-вывода в секунду и адаптерной картой RAID с поддержкой SSD (рис. 1).В гибридном RAID операции чтения выполняются с более быстрого твердотельного накопителя, а операции записи — на твердотельный накопитель и жесткий диск в целях резервирования.

Гибридные RAID-массивы

обеспечивают огромный прирост производительности по сравнению со стандартными массивами жестких дисков при гораздо более низкой стоимости, чем RAID-массивы только на твердотельных накопителях. По сравнению с RAID-массивами только с жесткими дисками гибридные массивы ускоряют IOP и сокращают задержку, позволяя любой серверной системе размещать больше пользователей и выполнять больше транзакций в секунду на каждом сервере, что уменьшает количество серверов, необходимых для поддержки любой заданной рабочей нагрузки.

Простой взгляд на функциональность гибридного RAID не сразу показывает его общие сценарии использования, которые включают создание простых зеркал на рабочих станциях и высокопроизводительные приложения с интенсивным чтением в сфере малого и среднего бизнеса. Гибридный RAID также широко используется в центрах обработки данных для увеличения емкости серверов хранения и обеспечения быстрой загрузки этих серверов. Чтобы узнать больше о Hybrid RAID, посетите Hybrid RAID Solutions.

Кому следует использовать RAID?

Любой сервер или высокопроизводительная рабочая станция, а также любая компьютерная система, требующая постоянного времени безотказной работы, является подходящим кандидатом для RAID.

В какой-то момент жизни сервера по крайней мере один диск выйдет из строя. Без какой-либо формы защиты RAID данные отказавшего диска пришлось бы восстанавливать из резервных копий, вероятно, с потерей некоторых данных и значительного количества времени.

С RAID-контроллером в системе неисправный диск можно просто заменить, и RAID-контроллер автоматически восстановит недостающие данные с остальных дисков на вновь вставленном диске. Это означает, что ваша система сможет пережить отказ диска без сложной и долгой задачи восстановления данных из резервных копий.

Выбор правильного уровня RAID

Существует несколько различных конфигураций RAID, называемых «уровнями», например RAID 0, RAID 1, RAID 10 и RAID 5. Несмотря на то, что их названия мало отличаются, есть большие различия в их характеристиках и в том, где и когда они должны использоваться.

Факторы, которые следует учитывать при выборе правильного уровня RAID, включают:

• Вместимость
• Производительность
• Резервирование (надежность / безопасность)
• Цена

Не существует универсального подхода к RAID, поскольку акцент на одном факторе обычно происходит за счет другого.На некоторых уровнях RAID диски используются для резервирования, что означает, что они не могут использоваться для увеличения емкости. Другие уровни RAID ориентированы на производительность, но не на избыточность. Большой, быстрый массив с высокой степенью резервирования будет дорогостоящим. И наоборот, небольшой резервный массив со средней скоростью не будет стоить дорого, но и близко не будет так быстр, как предыдущий дорогой массив.

Имея это в виду, рассмотрим различные уровни RAID и их соответствие вашим требованиям.

RAID 0 (чередование)

В RAID 0 все диски объединены в один логический диск (рисунок 2).Эта конфигурация обеспечивает низкую стоимость и максимальную производительность, но не обеспечивает защиты данных — отказ одного диска приводит к полной потере данных.

Таким образом, RAID 0 не рекомендуется. По мере того как твердотельные накопители становятся более доступными и увеличиваются в емкости, популярность RAID 0 снижается. Преимущества быстрого доступа для чтения / записи намного перевешиваются угрозой потери всех данных в случае отказа диска.

Использование: Подходит только для ситуаций, когда данные не являются критически важными, таких как пост-обработка видео / аудио, обработка мультимедийных изображений, САПР, регистрация данных и т. Д.где можно потерять весь диск, потому что данные можно быстро повторно скопировать из источника. Вообще говоря, RAID 0 не рекомендуется.

RAID 1 (зеркальное отображение)

RAID 1 поддерживает повторяющиеся наборы всех данных на двух отдельных дисках, отображая при этом только один набор данных как логический диск (рисунок 3). RAID 1 — это защита, а не производительность или емкость.

Поскольку каждый диск содержит копии одних и тех же данных, полезная емкость составляет 50% доступных дисков в наборе RAID.

Использование: Обычно используется только в тех случаях, когда не требуется большой емкости, но пользователь хочет убедиться, что данные можно восстановить на 100% в случае сбоя диска, например, в системах учета, редактировании видео, играх и т. Д.

ПРИМЕЧАНИЕ. С появлением жестких дисков SATA большой емкости можно получить массив RAID 1 размером приблизительно 8 ТБ, используя два жестких диска по 8 ТБ.Хотя это может обеспечить достаточную емкость для многих серверов малого бизнеса, производительность все равно будет ограничена тем фактом, что в массиве работают только два шпинделя. Поэтому рекомендуется перейти на массивы RAID, которые используют больше вращающихся носителей, когда требуется такая емкость.

RAID 1E (полосовое зеркальное отображение)

RAID 1E сочетает в себе чередование данных из RAID 0 с зеркалированием данных из RAID 1, предлагая большую производительность, чем RAID 1 (рисунок 4).Данные, записанные в полосе на одном диске, отражаются в полосе на следующем диске в массиве.

Как и в RAID 1, полезная емкость диска в RAID 1E составляет 50% от общей доступной емкости всех дисков в наборе RAID.

Использование: Небольшие серверы, высокопроизводительные рабочие станции и другие среды, не требующие большой емкости, но в которых пользователь хочет убедиться, что данные можно восстановить на 100% в случае отказа диска.

ПРИМЕЧАНИЕ. RAID 1E лучше всего подходит для систем с тремя дисками. Для сценариев с четырьмя или более дисками рекомендуется RAID 10.

RAID 5 (чередование с контролем четности)

Являясь наиболее распространенным и лучшим универсальным уровнем RAID, RAID 5 распределяет блоки данных по всем дискам в массиве (от 3 до 32), а также распределяет данные четности по всем дискам (рисунок 5).В случае отказа одного диска система считывает данные четности с рабочих дисков для восстановления блоков данных, которые были потеряны.

Производительность чтения

RAID 5 сравнима с производительностью чтения RAID 0, но есть штраф за запись, так как система должна записать и блок данных, и данные четности до завершения операции.

Для контроля четности RAID требуется один диск на каждый набор RAID, поэтому полезная емкость всегда будет на один диск меньше, чем общее количество дисков в конфигурации.

Использование: Часто используется на файловых серверах, серверах хранения общего назначения, серверах резервного копирования, потоковой передаче данных и других средах, требующих высокой производительности, но при этом оптимальное соотношение цены и качества. Не подходит для приложений баз данных из-за низкой производительности произвольной записи.

ПРИМЕЧАНИЕ. Настоятельно рекомендуется установить «горячий» резерв с RAID 5, чтобы снизить вероятность сбоя нескольких дисков.

ПРИМЕЧАНИЕ: Хотя твердотельные накопители становятся дешевле, а их улучшенная производительность по сравнению с жесткими дисками делает возможным их использование в массивах RAID 5 для приложений баз данных, общий характер небольших случайных записей в RAID 5 по-прежнему означает, что этот уровень RAID не следует использовать в системе с большим количеством мелких случайных записей.Вместо этого следует использовать массив без контроля четности, такой как RAID 10.

RAID 6 (чередование с двойной четностью)

В RAID 6 данные распределяются по нескольким дискам, а для хранения и восстановления данных используется двойная четность (рисунок 6). Он аналогичен RAID 5 по производительности и емкости, но вторая схема четности распределена по разным дискам и, следовательно, обеспечивает чрезвычайно высокую отказоустойчивость и способность выдерживать одновременный отказ двух дисков в массиве.

RAID 6 требует наличия минимум 4 дисков и максимум 32 дисков. Полезная емкость всегда на два меньше, чем количество доступных дисков в наборе RAID.

Использование: Аналогично RAID 5, включая файловые серверы, серверы общего хранения, серверы резервного копирования и т. Д. Низкая производительность произвольной записи делает RAID 6 непригодным для приложений баз данных.

RAID 10 (чередование и зеркалирование)

RAID 10 (иногда называемый RAID 1 + 0) объединяет RAID 1 и RAID 0, чтобы предложить несколько наборов зеркал, чередующихся вместе (рисунки 7 и 8).RAID 10 предлагает очень хорошую производительность с хорошей защитой данных и без вычислений четности.

RAID 10 требует как минимум четырех дисков, а полезная емкость составляет 50% от доступных дисков. Однако следует отметить, что RAID 10 может использовать более четырех дисков, кратно двум. Каждое зеркало в RAID 10 называется «ветвью» массива. Массив RAID 10, использующий, скажем, восемь дисков (четыре «ножки» с четырьмя дисками в качестве емкости) обеспечит исключительную производительность как в средах с вращающимися носителями, так и в среде твердотельных накопителей, поскольку существует гораздо больше дисков, разделяющих операции чтения и записи на более мелкие блоки на каждом диске .

Использование: Идеально подходит для серверов баз данных и любой среды с множеством небольших случайных записей данных.

RAID 50 (чередование с контролем четности)

RAID 50 (иногда называемый RAID 5 + 0) объединяет несколько наборов RAID 5 (чередование с четностью) с RAID 0 (чередование) (рисунки 9 и 10). Преимущества RAID 5 достигаются, в то время как составной RAID 0 позволяет объединить гораздо больше дисков в один логический диск. До одного диска в каждом субмассиве могут выйти из строя без потери данных. Кроме того, время восстановления существенно меньше, чем у одного большого массива RAID 5.

Конфигурация RAID 50 может вместить 6 или более дисков, но должна использоваться только с конфигурациями, содержащими более 16 дисков. Полезная емкость RAID 50 составляет 67–94%, в зависимости от количества дисков с данными в наборе RAID.

Следует отметить, что у вас может быть более двух ветвей в RAID 50. Например, с 24 дисками у вас может быть RAID 50 из двух ветвей по 12 дисков в каждой или RAID 50 из трех ветвей по восемь дисков в каждой. Первый из этих двух массивов будет предлагать большую емкость, так как только два диска теряются из-за четности, но второй массив будет иметь более высокую производительность и гораздо более быстрое восстановление, поскольку только диски в ветви с неисправным диском участвуют в функции восстановления весь массив.

Использование: Хорошая конфигурация для случаев, когда в одном массиве должно быть много дисков, но емкость слишком велика для RAID 10, например, в серверах очень большой емкости.

RAID 60 (чередование с двумя сторонами)

RAID 60 (иногда называемый RAID 6 + 0) объединяет несколько наборов RAID 6 (чередование с двойной четностью) с RAID 0 (чередование) (рисунки 11 и 12). Двойная четность допускает отказ двух дисков в каждом массиве RAID 6, в то время как чередование увеличивает емкость и производительность без добавления дисков в каждый массив RAID 6.

Как и RAID 50, конфигурация RAID 60 может вместить 8 или более дисков, но должна использоваться только с конфигурациями, содержащими более 16 дисков. Полезная емкость RAID 60 составляет от 50% до 88%, в зависимости от количества дисков с данными в наборе RAID.

Обратите внимание, что все вышеперечисленные конфигурации с несколькими ветвями, которые возможны с RAID 10 и RAID 50, также возможны с RAID 60. Например, с 36 дисками у вас может быть RAID 60, состоящий из двух ветвей по 18 дисков в каждой, или RAID 60 из трех ножек по 12 дисков в каждой.

Использование: RAID 60 похож на RAID 50, но предлагает большую избыточность, что делает его подходящим для серверов очень большой емкости, особенно тех, для которых не требуется резервное копирование (например, серверы видеонаблюдения, обслуживающие большое количество камер).

Какой уровень RAID использовать

Мы можем разделить данные на два основных типа: случайные и потоковые. Как указывалось ранее, существует два основных типа RAID-массивов: без четности (RAID 1, 10) и с четностью (RAID 5, 6, 50, 60).

Случайные данные обычно имеют небольшой размер (то есть маленькие блоки), с большим количеством небольших операций чтения и записи, составляющих структуру данных. Это типично для данных типа базы данных.

Потоковые данные имеют большой размер и характеризуются такими типами данных, как видео, изображения, общие большие файлы.

Хотя невозможно точно определить использование всех данных сервером, и серверы часто меняют свои модели использования со временем, общее практическое правило состоит в том, что случайные данные лучше всего подходят для RAID без контроля четности, в то время как потоковые данные работают лучше всего и является наиболее экономичным на RAID с контролем четности.

Обратите внимание, что можно настроить оба типа RAID на одном контроллере, и даже можно настроить одинаковые типы RAID на одном и том же наборе дисков. Так, если, например, у вас есть восемь дисков по 2 ТБ, вы можете создать RAID 10 размером 1 ТБ для данных типа базы данных и RAID 5 из емкости, оставшейся на дисках для общих данных и / или данных потокового типа ( примерно 12 ТБ). Наличие этих двух разных массивов, охватывающих одни и те же диски, не повлияет на производительность, но ваши данные улучшатся в производительности, если они будут расположены на правильном уровне RAID.

Размер привода

Хотя жесткие диски становятся больше, они не становятся быстрее — жесткий диск емкостью 1 ТБ и жесткий диск 6 ТБ из одного семейства продуктов будут иметь одинаковые характеристики производительности. Это влияет на построение / восстановление массивов, так как запись всех недостающих данных на новый заменяющий диск может занять много времени.

И наоборот, твердотельные накопители часто имеют большую емкость, поэтому твердотельные накопители емкостью 80 Гбайт и твердотельные накопители емкостью 800 Гбайт из одного семейства продуктов будут иметь совершенно разные характеристики производительности.Это следует тщательно сверить с техническими характеристиками продукта от поставщика накопителя, чтобы убедиться, что вы получаете ту производительность, которую, как вы думаете, вы получаете от своих накопителей.

Для жестких дисков обычно лучше создать массив с большим, чем с меньшим количеством дисков. RAID 5 из трех жестких дисков по 6 ТБ (емкость 12 ТБ) не будет иметь такой же производительности, как массив RAID 5, состоящий из пяти жестких дисков по 3 ТБ (емкость 12 ТБ).

Однако с твердотельными накопителями рекомендуется достигать требуемой емкости с минимально возможным количеством накопителей за счет использования твердотельных накопителей большей емкости.Они будут иметь более высокую пропускную способность, чем их меньшие аналоги, и обеспечат лучшую производительность системы.

Размер массива и размер дисков

Это малоизвестный факт, что вам не нужно использовать всю емкость диска при создании RAID-массива. Например, при создании массива RAID в BIOS контроллера контроллер покажет вам максимально возможный размер массива на основе дисков, выбранных для его создания.

В процессе создания вы можете изменить размер массива на меньший.Неиспользуемое пространство на дисках будет доступно для создания дополнительных RAID-массивов.

Хорошим примером этого может быть создание большого сервера и хранение операционной системы и данных на отдельных RAID-массивах. Обычно вы создаете RAID 10 размером, скажем, 200 ГБ для установки вашей ОС, распределенным по всем дискам сервера. Это потребует минимального объема емкости каждого диска. Затем вы можете создать RAID 5 для общих данных на неиспользуемом пространстве на дисках.

Это дает дополнительное преимущество, заключающееся в обходе ограничений размера диска для загрузочных массивов на серверах без UEFI, поскольку при установке операционной системы ОС будет полагать, что имеет дело только с диском 200 ГБ.

Время восстановления и большие RAID-массивы

Чем больше дисков в массиве и чем больше жесткие диски в массиве, тем больше время восстановления, когда диск выходит из строя и заменяется или срабатывает горячий резерв. Хотя в массиве RAID 5 можно иметь 32 диска , это становится непрактичным для больших прядильных сред.

Например, RAID 5, состоящий из 32 дисков по 6 ТБ (186 ТБ), будет иметь очень плохое время сборки и восстановления из-за размера, скорости и количества дисков.В этом сценарии было бы целесообразно построить RAID 50 с двумя ножками от этих дисков (емкость 180 ТБ). Когда диск выходит из строя и заменяется, только 16 дисков (15 существующих плюс новый диск) будут задействованы в восстановлении. Это повысит производительность восстановления и снизит влияние на производительность системы во время процесса восстановления.

Обратите внимание, однако, что независимо от того, что вы делаете, когда дело доходит до восстановления массивов с дисками 6 ТБ + SATA, время восстановления увеличится до 24 часов в абсолютно идеальной среде (без нагрузки на сервер).В реальной среде с сильно загруженной системой время восстановления будет еще больше.

Конечно, время восстановления массивов SSD значительно меньше из-за того, что диски меньше, а скорость записи SSD намного выше, чем у их аналогов с вращающимся носителем.

Настройки RAID по умолчанию

При создании массива RAID в BIOS или управляющем программном обеспечении вам будут представлены значения по умолчанию, которые контроллер предлагает для настроек RAID.Самый важный из них — это «размер полосы». Несмотря на то, что для определения наилучшего размера полосы для вашего массива требуется много научных, математических и общих знаний, в подавляющем большинстве случаев лучше всего работают значения по умолчанию, поэтому используйте размер полосы 256 КБ в соответствии с рекомендациями контроллера.

SSD и кэш чтения / записи

В массиве RAID, состоящем только из SSD, отключение кэша чтения и записи в подавляющем большинстве случаев повысит производительность. Однако вам может потребоваться проверить, улучшит ли производительность включение кеша чтения и записи еще больше.Обратите внимание, что можно отключать и включать кэш чтения и записи на лету, не затрагивая и не перенастраивая массив или не перезагружая сервер, поэтому рекомендуется протестировать обе конфигурации.

О Microsemi Adaptec RAID

Хотя многие компании предлагают RAID, не все реализации RAID одинаковы. Благодаря почти 35 годам защиты, ускорения и кондиционирования данных по мере их прохождения по пути ввода-вывода, решения Adaptec от Microsemi предлагают самую надежную защиту данных RAID, доступную сегодня, включая поддержку уровней RAID: 0, 1, 1E, 5, 6 , 10, 50 и 60, а также Hybrid RAID 1 и 10.

Сводка

Таблица 1 • Сравнение уровней RAID

Таблица 2 • Типы RAID

Объяснение уровней RAID 0, 1, 4, 5, 6, 10

По мере роста бизнеса возникает потребность в более надежной инфраструктуре, которая может обрабатывать критически важные системы.Важным компонентом стабильной и масштабируемой инфраструктуры является правильное управление памятью. В этой статье мы рассмотрим RAID, который является аббревиатурой для R edundant A Rray I ndependent (или Недорого) D isks.

Что такое RAID?

RAID — это технология виртуализации хранилища, которая используется для организации нескольких дисков в различные группы для достижения определенных целей, таких как избыточность, скорость и емкость. RAID можно разделить на программный RAID и аппаратный RAID.В программном RAID архитектурой памяти управляет операционная система. В случае аппаратного RAID внутри дисков есть выделенный контроллер и процессор, которые управляют памятью. Существуют различные уровни рейдов, как описано ниже.

RAID 0

RAID 0 основан на чередовании данных. Поток данных делится на несколько сегментов или блоков, и каждый из этих блоков хранится на разных дисках. Итак, когда система хочет прочитать эти данные, она может сделать это одновременно со всех дисков и объединить их вместе, чтобы восстановить весь поток данных.Преимущество этого заключается в том, что скорость операций чтения и записи резко возрастает. Он отлично подходит для ситуаций, когда производительность важнее других аспектов. Кроме того, общая емкость всего тома является суммой емкостей отдельных дисков. Обратная сторона медали, как вы уже догадались, в том, что избыточности практически нет. Если один из дисков выходит из строя, все данные становятся поврежденными и бесполезными, поскольку их больше нельзя воссоздать.

Преимущества:

• Повышение производительности для операций чтения и записи
• Пространство не тратится, так как весь объем отдельных дисков используется для хранения уникальных данных

Недостатки

• Отсутствует избыточность / дублирование данных.Если один из дисков выходит из строя, все данные теряются.

RAID 1

RAID 1 использует концепцию зеркального отображения данных. Данные зеркалируются или клонируются на идентичный набор дисков, так что в случае выхода из строя одного из дисков можно использовать другой. Это также улучшает производительность чтения, поскольку к различным блокам данных можно обращаться одновременно со всех дисков. Это можно пояснить на схеме ниже. Многопоточный процесс может получить доступ к блоку 1 с диска 1 и блоку 2 с диска 2 одновременно, тем самым увеличивая скорость чтения, как и в случае с RAID 0.Но, в отличие от RAID 0, производительность записи снижается, поскольку все диски должны обновляться при каждой записи новых данных. Другой недостаток состоит в том, что пространство тратится на дублирование данных, что увеличивает соотношение стоимости и объема хранения.

Преимущества

• Данные могут быть восстановлены в случае отказа диска
• Повышенная производительность операции чтения

Недостатки

• Медленная производительность записи
• Пространство тратится на дублирование данных, что увеличивает стоимость единицы памяти

RAID 4

RAID 4 распределяет данные по нескольким дискам точно так же, как RAID 0.В дополнение к этому он также хранит информацию о четности всех дисков на отдельном выделенном диске для обеспечения избыточности. На диаграмме ниже диск 4 служит диском четности, имеющим блоки четности A _p , B _p , C _p и D _p . Таким образом, если один из дисков выходит из строя, данные можно восстановить, используя информацию о четности этого диска. Здесь пространство используется более эффективно по сравнению с RAID 1, поскольку для информации о четности используется гораздо меньше места, чем при зеркалировании диска.Скорость записи снижается, так как вся информация о четности записывается на один диск, что является узким местом. Как мы увидим дальше, эта проблема решена в RAID 5.

Преимущества

• Эффективное резервирование данных с точки зрения затрат на единицу памяти
• Повышение производительности операций чтения за счет удаления данных

Недостатки

• Операция записи медленная
• При выходе из строя выделенного диска четности данные потеря избыточности

RAID 5

RAID 5 очень похож на RAID 4, но здесь информация о четности распределяется по всем дискам, а не хранится на выделенном диске.Это дает два преимущества: во-первых, больше нет узких мест, поскольку напряжение четности выравнивается за счет использования всех дисков для хранения информации о четности, и, во-вторых, отсутствует возможность потери избыточности данных, поскольку один диск не хранит всю информацию о четности.

Преимущества

• Все преимущества RAID 4, а также повышенная скорость записи и лучшая избыточность данных

Недостатки

• Может обрабатывать только один отказ диска

RAID 6

RAID 6 использует двойную четность блоки для достижения лучшей избыточности данных, чем RAID 5.Это увеличивает отказоустойчивость до двух отказов дисков в массиве. Каждый диск имеет два блока четности, которые хранятся на разных дисках в массиве. RAID 6 — это очень практичная инфраструктура для поддержки систем высокой доступности.

Преимущества

• Лучшая избыточность данных. Может обрабатывать до 2 отказавших дисков.

Недостатки

RAID 10 (RAID 1 + 0)

RAID 10 объединяет как RAID 1, так и RAID 0, располагая их на уровнях в противоположном порядке.Иногда его также называют «вложенным» или «гибридным» RAID. Это «лучший из обоих подходов», поскольку он обеспечивает высокую производительность RAID 0 и избыточность RAID 1. В этой конфигурации несколько блоков RAID 1 соединены друг с другом, чтобы получился RAID 0. Он используется. в случаях, когда требуется огромная производительность диска (выше, чем у RAID 5 или 6) вместе с избыточностью.

Преимущества

• Очень высокая производительность
• Избыточность и отказоустойчивость

Недостатки

• Высокая стоимость единицы памяти, так как данные зеркалируются

Внедрение и поддержка RAID

Многие операционные системы имеют встроенные функции поддержка RAID.В Linux есть инструмент mdadm, который можно использовать для управления устройствами RAID и их мониторинга. Вся установка и работа mdadm подробно описаны на вики-странице ядра. Кроме того, такие файловые системы, как ZFS, GPFS, Btrfs и XFS, обеспечивают встроенную поддержку RAID. Что касается аппаратного обеспечения, такие системы, как Intel Matrix RAID, имеют специальный чип контроллера диска, который содержит микропрограммное обеспечение и драйверы для реализации архитектуры RAID.

Заключение

Понимание уровней RAID очень важно для разработки инфраструктуры хранения, отвечающей потребностям организации.RAID обладает способностью защищать диски от сбоев и обеспечивать высокую производительность. Однако он не предоставляет никаких средств защиты от повреждения данных или реализации функций безопасности.

сообщить об этом объявлении

Если вам понравился этот пост, поделитесь им 🙂

Что такое RAID 5? — Определение с сайта WhatIs.com

RAID 5 — это избыточный массив конфигурации независимых дисков, в котором 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 неисправный 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 сбоя 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 расположением блоков четности. распространяется на диски участников. 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 неисправного диска. Когда диски выходят из строя, система RAID 5 может прочитать информацию, содержащуюся на других дисках, и воссоздать 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 навсегда.

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

Программное и аппаратное обеспечение 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 по-прежнему 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 записывает данные на два диска, RAID 6 использует 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 — это нестандартная конфигурация RAID, сочетающая 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. До тех пор, пока не станет доступна 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. А с таким количеством вариантов RAID, доступных для исправления ошибок более ранних конфигураций, в будущем, вероятно, появятся лучшие варианты.

.