• RAID niz: vrste i proces kreiranja. RAID nizovi: klasifikacija, karakteristike, primjena

    13.07.2023
  • scsi interfejs
  • 3.2. Uređaji za pohranu optičkih diskova
  • 3.2.1. Optički diskovi 3.2.2. Organiziranje podataka na optičkim diskovima
  • 3.2.3. Optički pogoni
  • 3.2.1. Optički diskovi
  • 3.2.2. Organiziranje podataka na optičkim diskovima
  • 3.2.3. Optički pogoni
  • 3.3. Uređaji za skladištenje podataka sa uklonjivim magnetnim medijima
  • 3.3.1. Flopi disk jedinice 3.3.2. Uređaji za skladištenje podataka sa uklonjivim magnetnim i magneto-optičkim diskovima 3.3.3. Pogoni trake
  • 3.3.1. Flopi disk jedinice
  • 3.3.2. Uređaji za skladištenje podataka sa uklonjivim magnetnim i magneto-optičkim diskovima
  • 3.3.3. Pogoni trake
  • Poglavlje 4: Metode za procjenu performansi memorije i poboljšanje performansi memorije
  • 4.1. Metode za procjenu vremenskih karakteristika memorije 4.2. Metode za povećanje performansi memorije računara 4.3. Pravci razvoja pamćenja
  • 4.1. Metode za procjenu vremenskih karakteristika memorije
  • 4.1.1. Eksperimentalne metode procjene 4.1.2. Teorijske metode ocjenjivanja
  • 4.1.1. Eksperimentalne metode procjene
  • 4.1.2. Teorijske metode ocjenjivanja
  • 4.2. Metode za povećanje performansi memorije računara
  • 4.2.1. Korištenje keš memorije 4.2.2. Otpremanje (upravljanje narudžbama) za zahtjeve za servisiranje 4.2.3. Organizacija diskovnih nizova (raid)
  • 4.2.1. Upotreba keša
  • 4.2.2. Otpremanje (upravljanje narudžbama) za zahtjeve za servisiranje
  • 4.2.3. Organizacija diskovnih nizova (raid)
  • 4.3. Pravci razvoja pamćenja
  • Literatura i linkovi
  • 4.2.3. Organizacija diskovnih nizova (raid)

    Drugi način za poboljšanje performansi disk memorije je izgradnja diskovnih nizova, iako to nije samo (i ne toliko) usmjereno na postizanje većih performansi, već i na veću pouzdanost uređaja za pohranu diska.

    RAID tehnologija ( Redundantni niz nezavisnih diskova- redundantni niz nezavisnih diskova) je zamišljen kao kombinovanje nekoliko jeftinih čvrstih diskova u jedan disk radi povećanja performansi, kapaciteta i pouzdanosti u poređenju sa jednim diskom. U ovom slučaju, računar mora vidjeti takav niz kao jedan logički disk.

    Ako jednostavno kombinirate više diskova u (neredundantni) niz, srednje vrijeme između kvarova (MTBF) jednako je MTTF-u jednog pogona podijeljenom sa brojem diskova. Ova brojka je preniska za aplikacije koje su kritične za kvarove hardvera. Može se poboljšati korištenjem redundancije implementirane na različite načine prilikom pohranjivanja informacija.

    U RAID sistemima, radi povećanja pouzdanosti i performansi, koriste se kombinacije tri glavna mehanizma, od kojih je svaki pojedinačno dobro poznat: - organizacija „mirror“ diskova, tj. potpuno umnožavanje pohranjenih informacija; - brojanje kontrolnih kodova (paritet, Hamming kodovi), omogućavajući vam da vratite informacije u slučaju kvara; - distribucija informacija po raznim diskovima niza na isti način kao što se radi pri naizmjeničnim pristupima preko memorijskih blokova (vidi interleave), što povećava mogućnost paralelnog rada diskova tokom operacija na pohranjenim informacijama. Kada se opisuje RAID, ova tehnika se naziva "skinuti diskovi", što doslovno znači "diskovi podijeljeni u trake" ili jednostavno "očišćeni diskovi".

    Rice. 43. Podjela diskova na naizmjenične blokove - „trake“.

    U početku je definisano pet tipova diskovnih nizova, nazvanih RAID 1 – RAID 5, koji se razlikuju po svojim karakteristikama i performansama. Svaki od ovih tipova je, zbog određene redundantnosti snimljenih informacija, pružio povećanu toleranciju grešaka u odnosu na jedan pogon. Osim toga, niz diskova koji nema redundantnost, ali omogućava povećanje performansi (zbog stratifikacije pristupa), često se naziva RAID 0.

    Glavni tipovi RAID nizova mogu se ukratko opisati na sljedeći način.

    RAID 0. Obično se ovaj tip niza definira kao grupa prugastih diskova bez pariteta i redundantnosti podataka. Veličine traka mogu biti velike u okruženju za više korisnika ili male u sistemu za jednog korisnika kada se dugim zapisima pristupa uzastopno.

    Organizacija RAID 0 tačno odgovara onoj prikazanoj na Sl. 43. Operacije pisanja i čitanja mogu se izvoditi istovremeno na svakom pogonu. Minimalni broj diskova za RAID 0 je dva.

    Ovaj tip karakteriziraju visoke performanse i najefikasnije korištenje prostora na disku, međutim, kvar jednog od diskova onemogućuje rad s cijelim nizom.

    RAID 1. Ova vrsta diskovnog niza (slika 44, A) su takođe poznati kao zrcaljeni diskovi i jednostavno su parovi disk jedinica koji dupliraju podatke koje pohranjuju, ali se računaru pojavljuju kao jedan disk. I iako se crtanje ne izvodi unutar jednog para preslikanih diskova, razvlačenje blokova se može organizirati za nekoliko RAID 1 nizova, zajedno tvoreći jedan veliki niz od nekoliko zrcaljenih parova diskova. Ova vrsta organizacije se zove RAID 1 + 0. Postoji i obrnuta opcija.

    Sve operacije pisanja se izvode istovremeno na oba diska zrcalnog para tako da su informacije na njima identične. Ali prilikom čitanja, svaki od para uređaja može raditi nezavisno, omogućavajući da se dva čitanja izvode istovremeno, čime se udvostručuju performanse čitanja. U tom smislu, RAID 1 pruža najbolje performanse među svim opcijama diskovnog niza.

    RAID 2. U ovim nizovima diskova, blokovi - sektori podataka - se prepliću preko grupe diskova, od kojih se neki koriste samo za pohranjivanje kontrolnih informacija - ECC (kodova za ispravljanje grešaka) kodova. Ali pošto svi moderni diskovi imaju ugrađenu kontrolu pomoću ECC kodova, RAID 2 ne nudi mnogo u poređenju sa drugim tipovima RAID-a i sada se retko koristi.

    RAID 3. Kao iu RAID 2 u ovoj vrsti diskovnog niza (Sl. 44, b) sektorski blokovi se prepliću preko grupe diskova, ali jedan od diskova u grupi je posvećen pohranjivanju informacija o paritetu. Ako disk disk pokvari, oporavak podataka se izvodi izračunavanjem vrijednosti isključive ili (XOR) funkcije iz podataka snimljenih na preostalim diskovima. Zapisi obično zauzimaju sve diskove (pošto su trake kratke), što povećava ukupnu brzinu prenosa podataka. Budući da svaka I/O operacija zahtijeva pristup svakom disku, RAID 3 niz može servisirati samo jedan zahtjev u isto vrijeme. Stoga ovaj tip pruža najbolje performanse za jednog korisnika u okruženju za jedan zadatak sa dugim zapisima. Kada radite sa kratkim zapisima, potrebna je sinhronizacija pogonskih vretena kako bi se izbjeglo smanjenje performansi. Po svojim karakteristikama, RAID 3 je blizak RAID-u 5 (vidi dole).

    RAID 4. Ova organizacija, prikazana na Sl. 35, V), sličan je RAID-u 3 sa jedinom razlikom što koristi velike blokove (trake) tako da se zapisi mogu čitati sa bilo kojeg diska u nizu (osim diska koji pohranjuje paritetne kodove). Ovo vam omogućava da kombinujete operacije čitanja na različitim diskovima. Operacije pisanja uvijek ažuriraju paritetni disk, tako da se ne mogu kombinirati. Sve u svemu, ova arhitektura ne nudi nikakve posebne prednosti u odnosu na druge RAID opcije.

    RAID 5. Ovaj tip niza diskova je sličan RAID-u 4, ali pohranjuje paritetne kodove ne na posebno namjenskom disku, već u blokovima koji se naizmenično nalaze na svim diskovima. Ova organizacija se čak ponekad naziva nizom sa "rotirajućim paritetom" (može se uočiti određena analogija sa dodjeljivanjem linija prekida za utore PCI magistrale ili sa cikličkim prioritetom kontrolera prekida u x86 linijskim procesorima). Ova distribucija izbjegava ograničenje istovremenog upisivanja zbog pohranjivanja kodova pariteta na samo jedan disk, što je karakteristično za RAID 4. Na Sl. 44, G) prikazuje niz koji se sastoji od četiri disk jedinice, a za svaka tri bloka podataka postoji jedan blok parnosti (ovi blokovi su zasjenjeni), čija se lokacija mijenja za svaku trojku blokova podataka, krećući se ciklično preko sva četiri diska.

    Operacije čitanja se mogu izvoditi paralelno za sve diskove. Operacije pisanja koje zahtijevaju dva pogona (za podatke i za paritet) obično se također mogu kombinirati, budući da su kodovi pariteta raspoređeni na sve diskove.

    Poređenje različitih opcija za organiziranje nizova diskova pokazuje sljedeće.

    RAID 0 je najbrža i najefikasnija opcija, ali ne pruža toleranciju grešaka. Zahtijeva najmanje 2 disk drajva. Operacije pisanja i čitanja mogu se izvoditi istovremeno na svakom pogonu.

    RAID 1 arhitektura je najpogodnija za aplikacije visokih performansi i visoke pouzdanosti, ali je i najskuplja. To je ujedno i jedina opcija koja je otporna na greške kada se koriste samo dva pogona. Operacije čitanja se mogu izvoditi istovremeno za svaki disk. Operacije pisanja se uvijek dupliciraju za zrcaljeni par pogona.

    RAID 2 arhitektura se rijetko koristi.

    RAID 3 diskovni niz može se koristiti za ubrzavanje prijenosa podataka i poboljšanje tolerancije grešaka u okruženju za jednog korisnika kada se uzastopno pristupa dugim zapisima. Ali ne dopušta kombiniranje operacija i zahtijeva sinkroniziranu rotaciju pogonskih vretena. Zahtijeva najmanje tri diska: 2 za podatke i jedan za paritetne kodove.

    RAID 4 arhitektura ne podržava istovremene operacije i nema prednosti u odnosu na RAID 5.

    RAID 5 je efikasan, otporan i dobro radi. Ali performanse pisanja i performanse kvara pogona su lošije od RAID 1. Konkretno, budući da se blok paritetnih kodova primjenjuje na cijeli blok koji se upisuje, ako je samo dio upisan, potrebno je prvo pročitati prethodno upisane podatke, a zatim izračunati nove vrijednosti kodova parnosti i tek nakon toga napisati nove podatke (i paritet). Operacije preraspoređivanja također traju duže zbog potrebe za generiranjem kodova parnosti. Ova vrsta RAID-a zahtijeva najmanje tri disk drajva.

    Pored toga, na osnovu najčešćih RAID opcija: 0, 1 i 5, mogu se formirati takozvane dvorazinske arhitekture, koje kombinuju principe organizovanja različitih tipova nizova. Na primjer, nekoliko RAID nizova istog tipa može se kombinirati u jednu grupu nizova podataka ili paritetni niz.

    Zahvaljujući ovoj organizaciji na dva nivoa, moguće je postići potrebnu ravnotežu između povećane pouzdanosti skladištenja podataka karakteristične za RAID 1 i RAID 5 nizove i velike brzine čitanja svojstvene razvrstavanju blokova na diskovima u takvom RAID 0 polju. šeme nivoa se ponekad nazivaju RAID 0+1 ili 10 i 0+5 ili 50.

    Rad RAID nizova može se kontrolisati ne samo hardverski, već i softverski, čija je mogućnost data u nekim serverskim verzijama operativnih sistema. Iako je jasno da će takva implementacija imati znatno lošije performanse.

    Danas ćemo razgovarati o RAID nizovi. Hajde da shvatimo šta je to, zašto nam je potrebno, kakav je i kako svu tu veličanstvenost iskoristiti u praksi.

    Dakle, redom: šta je RAID niz ili jednostavno RAID? Ova skraćenica znači "redundantni niz nezavisnih diskova" ili "redundantni (rezervni) niz nezavisnih diskova". Jednostavno rečeno, RAID niz ovo je kolekcija fizičkih diskova kombinovanih u jedan logički disk.

    Obično se događa obrnuto - jedan fizički disk je instaliran u sistemskoj jedinici, koju dijelimo na nekoliko logičkih. Ovdje je situacija suprotna - nekoliko tvrdih diskova se prvo spaja u jedan, a zatim se operativni sistem doživljava kao jedan. One. OS čvrsto vjeruje da fizički ima samo jedan disk.

    RAID nizovi Postoje hardver i softver.

    Hardver RAID nizovi kreiraju se prije učitavanja OS pomoću posebnih uslužnih programa ugrađenih u RAID kontroler- nešto kao BIOS. Kao rezultat stvaranja takvih RAID niz već u fazi instalacije OS-a, distribucijski komplet "vidi" jedan disk.

    Softver RAID nizovi kreiran od strane OS alata. One. tokom pokretanja, operativni sistem „razume“ da ima nekoliko fizičkih diskova i tek nakon što se OS pokrene, preko softver diskovi se kombinuju u nizove. Naravno, sam operativni sistem se ne nalazi na RAID niz, budući da je postavljen prije nego što je kreiran.

    "Zašto je sve ovo potrebno?" - pitate? Odgovor je: povećati brzinu čitanja/pisanja podataka i/ili povećati toleranciju grešaka i sigurnost.

    „Kako RAID niz može povećati brzinu ili osigurati podatke?" - da biste odgovorili na ovo pitanje, razmotrite glavne vrste RAID nizovi, kako nastaju i šta kao rezultat daje.

    RAID-0. Nazivaju se i "pruga" ili "traka". Dva ili više tvrdih diskova se kombinuju u jedan uzastopnim spajanjem i zbrajanjem volumena. One. ako uzmemo dva diska od 500 GB i napravimo ih RAID-0, operativni sistem će ovo shvatiti kao jedan terabajtni disk. Istovremeno, brzina čitanja/pisanja ovog niza bit će dvostruko veća od one na jednom disku, jer, na primjer, ako je baza podataka fizički smještena na ovaj način na dva diska, jedan korisnik može čitati podatke s jednog diska. , a drugi korisnik može istovremeno pisati na drugi disk. Dok, ako se baza podataka nalazi na jednom disku, sam hard disk će izvršavati zadatke čitanja/pisanja različitih korisnika uzastopno. RAID-0će omogućiti paralelno čitanje/pisanje. Kao posljedica toga, više diskova u nizu RAID-0, brže radi sam niz. Ovisnost je direktno proporcionalna - brzina se povećava N puta, gdje je N broj diskova u nizu.
    U nizu RAID-0 postoji samo jedan nedostatak koji nadmašuje sve prednosti njegove upotrebe - potpuni nedostatak tolerancije grešaka. Ako jedan od fizičkih diskova niza umre, cijeli niz umire. Postoji stari vic o ovome: „Šta znači '0' u naslovu? RAID-0? - količina informacija obnovljena nakon smrti niza!"

    RAID-1. Nazivaju se i "ogledalo" ili "ogledalo". Dva ili više tvrdih diskova se kombinuju u jedan paralelnim spajanjem. One. ako uzmemo dva diska od 500 GB i napravimo ih RAID-1, operativni sistem će ovo shvatiti kao jedan disk od 500 GB. U ovom slučaju, brzina čitanja/pisanja ovog niza će biti ista kao i brzina jednog diska, budući da se informacije čitaju/zapisuju na oba diska istovremeno. RAID-1 ne daje dobitak u brzini, ali pruža veću toleranciju grešaka, jer u slučaju smrti jednog od tvrdih diskova uvijek postoji potpuni duplikat informacija koji se nalazi na drugom disku. Mora se imati na umu da je tolerancija grešaka obezbeđena samo u slučaju smrti jednog od diskova niza. Ako su podaci namjerno izbrisani, brišu se sa svih diskova niza istovremeno!

    RAID-5. Sigurnija opcija za RAID-0. Volumen niza se izračunava pomoću formule (N - 1) * Veličina diska RAID-5 sa tri diska od 500 GB, dobijamo niz od 1 terabajta. Suština niza RAID-5 je da se nekoliko diskova kombinuje u RAID-0, a zadnji disk pohranjuje takozvani "kontrolni zbir" - servisne informacije, dizajniran za vraćanje jednog od diskova niza u slučaju njegove smrti. Brzina pisanja niza RAID-5 nešto niže, jer se vrijeme troši na izračunavanje i zapisivanje kontrolne sume na poseban disk, ali je brzina čitanja ista kao u RAID-0.
    Ako jedan od diskova niza RAID-5 umire, brzina čitanja/pisanja naglo pada, budući da su sve operacije praćene dodatnim manipulacijama. Zapravo RAID-5 pretvara u RAID-0 i ako se oporavak ne vodi na vrijeme RAID niz postoji značajan rizik od potpunog gubitka podataka.
    Sa nizom RAID-5 Možete koristiti takozvani rezervni disk, tj. rezervni. Tokom stabilnog rada RAID niz Ovaj disk je neaktivan i ne koristi se. Međutim, u slučaju kritične situacije, oporavak RAID niz pokreće se automatski - informacije sa oštećenog se vraćaju na rezervni disk pomoću kontrolnih suma koje se nalaze na zasebnom disku.
    RAID-5 kreira se sa najmanje tri diska i čuva od pojedinačnih grešaka. U slučaju istovremene pojave različitih grešaka na različitim diskovima RAID-5 ne štedi.

    RAID-6- je poboljšana verzija RAID-5. Suština je ista, samo za kontrolne sume se ne koristi jedan, već dva diska, a kontrolne sume se izračunavaju različitim algoritmima, što značajno povećava toleranciju na greške svega RAID niz općenito. RAID-6 sastavljen od najmanje četiri diska. Formula za izračunavanje volumena niza izgleda ovako (N - 2) * Veličina diska, gdje je N broj diskova u nizu, a DiskSize je veličina svakog diska. One. prilikom stvaranja RAID-6 sa pet diskova od 500 GB, dobijamo niz od 1,5 terabajta.
    Brzina pisanja RAID-6 manji od RAID-5 za oko 10-15%, što je zbog dodatnog vremena utrošenog na izračunavanje i pisanje kontrolnih suma.

    RAID-10- također se ponekad naziva RAID 0+1 ili RAID 1+0. To je simbioza RAID-0 i RAID-1. Niz je izgrađen od najmanje četiri diska: na prvom kanalu RAID-0, na drugom RAID-0 radi povećanja brzine čitanja/pisanja, a između njih u RAID-1 ogledalu radi povećanja tolerancije grešaka. dakle, RAID-10 kombinuje prednosti prve dvije opcije - brzu i otpornu na greške.

    RAID-50- slično tome, RAID-10 je simbioza RAID-0 i RAID-5 - u stvari, RAID-5 je izgrađen, samo što njegovi sastavni elementi nisu nezavisni tvrdi diskovi, a nizovi su RAID-0. dakle, RAID-50 daje vrlo dobru brzinu čitanja/pisanja i sadrži stabilnost i pouzdanost RAID-5.

    RAID-60- ista ideja: zapravo imamo RAID-6, sastavljen od nekoliko RAID-0 nizova.

    Postoje i drugi kombinovani nizovi RAID 5+1 I RAID 6+1- izgledaju kao RAID-50 I RAID-60 jedina razlika je u tome što osnovni elementi niza nisu RAID-0 trake, već RAID-1 ogledala.

    Kako razumete kombinovane RAID nizove: RAID-10, RAID-50, RAID-60 i opcije RAID X+1 su direktni potomci osnovnih tipova nizova RAID-0, RAID-1, RAID-5 I RAID-6 i služe samo za povećanje brzine čitanja/pisanja ili povećanje tolerancije grešaka, dok nose funkcionalnost osnovnih, roditeljskih tipova RAID nizovi.

    Ako pređemo na praksu i govorimo o upotrebi određenih RAID nizovi u životu je logika prilično jednostavna:

    RAID-0 V čista forma mi ga uopšte ne koristimo;

    RAID-1 Koristimo ga tamo gdje brzina čitanja/pisanja nije posebno važna, ali je važna tolerancija grešaka - na primjer, uključeno RAID-1 Dobro je instalirati operativne sisteme. U ovom slučaju, nitko osim OS-a ne pristupa diskovima, brzina samih tvrdih diskova je sasvim dovoljna za rad, osigurana je tolerancija grešaka;

    RAID-5 Instaliramo ga tamo gdje je potrebna brzina i tolerancija grešaka, ali nema dovoljno novca za kupovinu više tvrdih diskova ili postoji potreba za obnavljanjem nizova u slučaju oštećenja bez prekida rada - tu će nam pomoći rezervni rezervni diskovi. Zajednička aplikacija RAID-5- pohrana podataka;

    RAID-6 koristi se tamo gdje je jednostavno zastrašujuće ili postoji stvarna prijetnja smrti nekoliko diskova u nizu odjednom. U praksi je prilično rijedak, uglavnom među paranoičnim osobama;

    RAID-10- koristi se tamo gdje je potrebno raditi brzo i pouzdano. Ujedno i glavni smjer upotrebe RAID-10 su serveri datoteka i serveri baza podataka.

    Opet, ako dodatno pojednostavimo, dolazimo do zaključka da je tamo gdje nema velikog i obimnog rada sa fajlovima sasvim dovoljno RAID-1- operativni sistem, AD, TS, mail, proxy, itd. Gdje je potreban ozbiljan rad sa fajlovima: RAID-5 ili RAID-10.

    Idealno rešenje za server baze podataka je mašina sa šest fizičkih diskova, od kojih su dva kombinovana u ogledalo RAID-1 i OS je instaliran na njemu, a preostala četiri se kombinuju u RAID-10 za brzu i pouzdanu obradu podataka.

    Ako nakon čitanja svega navedenog odlučite da ga instalirate na svoje servere RAID nizovi, ali ne znate kako to učiniti i odakle početi - kontaktirajte nas! - mi ćemo vam pomoći da odaberete potrebnu opremu, a izvršićemo i montažne radove do realizacije RAID nizovi.

    Promjena fokusa sa aplikacija usmjerenih na procesor na aplikacije usmjerene na podatke dovodi do povećanja značaja sistema za pohranu podataka. Istovremeno, problem niske propusnosti i tolerancije kvarova karakterističnih za ovakve sisteme je uvijek bio prilično važan i uvijek je zahtijevao rješenje.

    U savremenoj kompjuterskoj industriji, magnetni diskovi se široko koriste kao sekundarni sistem za pohranu podataka, jer, unatoč svim svojim nedostacima, imaju najbolje karakteristike za odgovarajući tip uređaja po pristupačnoj cijeni.

    Karakteristike tehnologije za izradu magnetnih diskova dovele su do značajnog odstupanja između povećanja performansi procesorskih modula i samih magnetnih diskova. Ako su 1990. godine najbolji među serijskim bili diskovi od 5,25 inča sa prosječnim vremenom pristupa od 12 ms i vremenom kašnjenja od 5 ms (pri brzini vretena od oko 5.000 o/min 1), danas je na dlanu 3,5 inča sa prosječno vrijeme pristupa od 5 ms i vrijeme kašnjenja 1 ms (pri brzini vretena 10.000 o/min). Ovdje vidimo poboljšanje tehničkih karakteristika od oko 100%. Istovremeno, performanse procesora su porasle za više od 2.000%. Ovo je uglavnom moguće jer procesori imaju direktne prednosti korištenja VLSI (Very Large Scale Integration). Njegova upotreba ne samo da omogućava povećanje frekvencije, već i broja komponenti koje se mogu integrirati u čip, što omogućava uvođenje arhitektonskih prednosti koje omogućavaju paralelno računanje.

    1 - Prosječni podaci.

    Trenutna situacija se može okarakterisati kao I/O kriza sekundarnog skladišnog sistema.

    Povećanje performansi

    Nemogućnost značajnog povećanja tehnoloških parametara magnetnih diskova povlači potrebu za traženjem drugih načina, od kojih je jedan paralelna obrada.

    Ako rasporedite blok podataka na N diskova nekog niza i organizirate ovaj smještaj tako da je moguće čitati informacije istovremeno, onda se ovaj blok može čitati N puta brže (bez uzimanja u obzir vremena formiranja bloka). Budući da se svi podaci prenose paralelno, ovo arhitektonsko rješenje se zove niz paralelnog pristupa(niz sa paralelnim pristupom).

    Paralelni nizovi se obično koriste za aplikacije koje zahtijevaju velike prijenose podataka.

    Neki zadaci, naprotiv, karakteriziraju veliki broj malih zahtjeva. Takvi zadaci uključuju, na primjer, zadatke obrade baze podataka. Distribucijom zapisa baze podataka na niz diskova, možete distribuirati opterećenje neovisnim pozicioniranjem diskova. Ova arhitektura se obično naziva niz nezavisnog pristupa(niz sa nezavisnim pristupom).

    Povećanje tolerancije grešaka

    Nažalost, kako se broj diskova u nizu povećava, pouzdanost cijelog niza opada. Uz nezavisne kvarove i zakon eksponencijalne distribucije vremena između kvarova, MTTF cijelog niza (srednje vrijeme do otkaza) izračunava se pomoću formule MTTF niz = MMTF hdd /N hdd (MMTF hdd je srednje vrijeme do otkazivanja jednog diska NHDD je broj diskova).

    Stoga postoji potreba za povećanjem tolerancije na greške diskovnih nizova. Da bi se povećala tolerancija na greške nizova, koristi se redundantno kodiranje. Postoje dvije glavne vrste kodiranja koje se koriste u redundantnim diskovnim nizovima - dupliciranje i paritet.

    Umnožavanje, ili zrcaljenje, najčešće se koristi u diskovnim nizovima. Jednostavni sistemi ogledala koriste dvije kopije podataka, a svaka kopija se nalazi na odvojenim diskovima. Ova shema je prilično jednostavna i ne zahtijeva dodatne troškove hardvera, ali ima jedan značajan nedostatak - koristi 50% prostora na disku za pohranu kopije informacija.

    Drugi način implementacije redundantnih diskovnih nizova je korištenje redundantnog kodiranja korištenjem izračunavanja pariteta. Parnost se izračunava XOR-om svih znakova u riječi podataka. Korištenje pariteta u redundantnim diskovnim nizovima smanjuje opterećenje na vrijednost izračunatu po formuli: HP hdd =1/N hdd (HP hdd - prekomjerni troškovi; N hdd - broj diskova u nizu).

    Istorijat i razvoj RAID-a

    Uprkos činjenici da se sistemi za skladištenje zasnovani na magnetnim diskovima proizvode već 40 godina, masovna proizvodnja sistema otpornih na greške počela je tek nedavno. Redundantni nizovi diskova, koji se obično nazivaju RAID (redundantni nizovi jeftinih diskova), uveli su istraživači (Petterson, Gibson i Katz) na Univerzitetu Kalifornije, Berkeley 1987. godine. Ali RAID sistemi su postali široko rasprostranjeni tek kada su diskovi koji su bili pogodni za upotrebu u redundantnim nizovima postali dostupni i dovoljno produktivni. Od bijele knjige o RAID-u iz 1988. godine, istraživanje redundantnih diskovnih nizova eksplodiralo je u pokušaju da se obezbijedi širok raspon kompromisa između cijene, performansi i pouzdanosti.

    Jednom je došlo do incidenta sa skraćenicom RAID. Činjenica je da su u vrijeme pisanja ovog članka svi diskovi koji su se koristili u PC-ima nazivani jeftinim diskovima, za razliku od skupih diskova za mainframe (mainframe računare). Ali za upotrebu u RAID nizovima, bilo je potrebno koristiti prilično skupu opremu u odnosu na druge PC konfiguracije, pa je RAID počeo da se dešifruje kao redundantni niz nezavisnih diskova 2 - redundantni niz nezavisnih diskova.

    2 - Definicija RAID savjetodavnog odbora

    RAID 0 je uveden od strane industrije kao definicija diskovnog niza koji nije otporan na greške. Berkeley je definisao RAID 1 kao zrcaljeni disk. RAID 2 je rezervisan za nizove koji koriste Hamingov kod. RAID nivoi 3, 4, 5 koriste paritet za zaštitu podataka od pojedinačnih grešaka. Upravo su ovi nivoi, uključujući nivo 5, predstavljeni na Berkliju, a ova RAID taksonomija je usvojena kao de facto standard.

    RAID nivoi 3,4,5 su prilično popularni i imaju dobru iskorišćenost prostora na disku, ali imaju jedan značajan nedostatak - otporni su samo na pojedinačne greške. Ovo je posebno tačno kada se koristi veliki broj diskova, kada se povećava verovatnoća istovremenog prekida rada više uređaja. Osim toga, karakterizira ih dug oporavak, što također nameće određena ograničenja u njihovoj upotrebi.

    Danas je razvijen prilično veliki broj arhitektura koje osiguravaju rad niza čak i uz istovremeni kvar bilo koja dva diska bez gubitka podataka. Među cijelim skupom, vrijedi istaknuti dvodimenzionalni paritet i EVENODD, koji koriste paritet za kodiranje, i RAID 6, koji koristi Reed-Solomon kodiranje.

    U shemi koja koristi paritet dual-space, svaki blok podataka učestvuje u konstrukciji dvije nezavisne kodne riječi. Stoga, ako drugi disk u istoj kodnoj riječi pokvari, druga kodna riječ se koristi za rekonstrukciju podataka.

    Minimalna redundantnost u takvom nizu postiže se jednakim brojem kolona i redova. I jednako je: 2 x kvadrat (N disk) (u "kvadratu").

    Ako polje sa dva prostora nije organizirano u "kvadrat", tada će pri implementaciji gornje šeme redundancija biti veća.

    EVENODD arhitektura ima shemu tolerancije grešaka sličnu paritetu dual-space, ali drugačiji smještaj informacionih blokova koji garantuje minimalno korištenje redundantnog kapaciteta. Kao i kod parnosti dual-space, svaki blok podataka učestvuje u konstrukciji dve nezavisne kodne reči, ali su reči postavljene na način da je koeficijent redundancije konstantan (za razliku od prethodne šeme) i jednak je: 2 x kvadrat (N disk).

    Koristeći dva znaka za provjeru, parnost i nebinarni kod, riječ podataka može biti dizajnirana da obezbijedi toleranciju greške kada se dogodi dvostruka greška. Ovaj dizajn je poznat kao RAID 6. Nebinarni kod, izgrađen na Reed-Solomon kodiranju, obično se izračunava pomoću tabela ili kao iterativni proces koristeći zatvorene linearne registre, što je relativno složena operacija, koji zahtijeva specijalizovani hardver.

    S obzirom na to da upotreba klasičnih RAID opcija, koje pružaju dovoljnu toleranciju grešaka za mnoge aplikacije, često ima neprihvatljivo niske performanse, istraživači s vremena na vrijeme implementiraju različite poteze koji pomažu u povećanju performansi RAID sistema.

    1996. Savage i Wilks su predložili AFRAID - Često redundantni niz nezavisnih diskova. Ova arhitektura u određenoj mjeri žrtvuje toleranciju grešaka radi performansi. U pokušaju da se nadoknadi problem malog pisanja tipičan za RAID nivo 5 nizove, moguće je ostaviti striping bez izračunavanja pariteta za određeni vremenski period. Ako je disk određen za paritetno snimanje zauzet, paritetno snimanje se odlaže. Teorijski je dokazano da smanjenje tolerancije greške od 25% može povećati performanse za 97%. AFRAID efektivno mijenja model kvara pojedinačnih nizova tolerantnih na greške jer je kodna riječ koja nema ažurirani paritet podložna kvarovima diska.

    Umjesto žrtvovanja tolerancije grešaka, možete koristiti tradicionalne tehnike performansi kao što je keširanje. S obzirom na to da je promet na disku buran, možete koristiti keš za vraćanje zapisa za pohranjivanje podataka kada su diskovi zauzeti. A ako je keš memorija napravljena u obliku nepromjenjive memorije, tada će, u slučaju nestanka struje, podaci biti sačuvani. Osim toga, odgođene operacije diska omogućavaju nasumično kombiniranje malih blokova za izvođenje efikasnijih operacija na disku.

    Postoje i mnoge arhitekture koje žrtvuju volumen radi povećanja performansi. Među njima su odložena modifikacija na log disku i razne šeme za modifikaciju logičkog smeštanja podataka u fizički, koje vam omogućavaju da efikasnije distribuirate operacije u nizu.

    Jedna od opcija - paritetno evidentiranje(paritetna registracija), što uključuje rješavanje problema malog pisanja i efikasnije korištenje diskova. Paritetno evidentiranje odgađa promjene pariteta na RAID 5 tako što ih snima u FIFO dnevnik, koji se nalazi dijelom u memoriji kontrolera, a dijelom na disku. S obzirom na to da je pristup cijeloj stazi u prosjeku 10 puta efikasniji od pristupa sektoru, evidentiranje pariteta prikuplja velike količine modificiranih podataka o paritetu, koji se zatim zajedno upisuju na disk namijenjen pohranjivanju pariteta na cijeloj stazi.

    Arhitektura plutajući podaci i paritet(pokretni i paritetni), što omogućava preraspodjelu fizičkog postavljanja diskovnih blokova. Slobodni sektori se postavljaju na svaki cilindar radi smanjenja latencija rotacije(kašnjenja rotacije), podaci i paritet se dodjeljuju ovim slobodnim prostorima. Da bi se osigurao rad tokom nestanka struje, paritet i mapa podataka moraju biti pohranjeni u nepromjenjivoj memoriji. Ako izgubite mapu položaja, svi podaci u nizu će biti izgubljeni.

    Virtuelno skidanje- je plutajuća arhitektura podataka i pariteta koja koristi predmemoriju povratnog upisivanja. Prirodno shvatajući pozitivne strane i jednog i drugog.

    Osim toga, postoje i drugi načini za poboljšanje performansi, kao što su RAID operacije. Svojevremeno je Seagate ugradio podršku za RAID operacije u svoje diskove sa Fiber Chanel i SCSI interfejsima. Ovo je omogućilo da se smanji promet između centralnog kontrolera i diskova u nizu za RAID 5 sisteme. Chanel i SCSI standardi slabe model kvara za diskovne nizove.

    Za isti RAID 5 uvedena je arhitektura TickerTAIP. To izgleda ovako - izvorni čvor centralnog kontrolnog mehanizma (inicijatorski čvor) prima zahtjeve korisnika, bira algoritam za obradu i zatim prenosi rad na disku i paritet na radni čvor (radni čvor). Svaki radni čvor obrađuje podskup diskova u nizu. Kao iu Seagate modelu, radni čvorovi prenose podatke između sebe bez učešća inicijalnog čvora. Ako radni čvor pokvari, diskovi koje je opsluživali postaju nedostupni. Ali ako je kodna riječ konstruirana na takav način da svaki njen simbol obrađuje poseban radni čvor, tada shema tolerancije grešaka ponavlja RAID 5. Da bi se spriječili kvarovi inicijalnog čvora, ona se duplira, tako da dobijamo arhitekturu koja otporan je na kvarove bilo kojeg svog čvora. Uz sve svoje pozitivne karakteristike, ova arhitektura pati od problema „rupe za pisanje“. Što znači da se greška javlja kada nekoliko korisnika promijeni kodnu riječ u isto vrijeme i čvor ne uspije.

    Treba spomenuti i prilično popularnu metodu za brzo vraćanje RAID-a - korištenje slobodnog diska (rezervnog). Ako jedan od diskova u nizu pokvari, RAID se može vratiti korištenjem slobodnog diska umjesto neuspješnog. Glavna karakteristika ove implementacije je da sistem prelazi u svoje prethodno (fail-safe stanje bez vanjske intervencije). Kada se koristi distribuirana rezervna arhitektura, logički blokovi rezervnog diska se fizički distribuiraju na sve diskove u nizu, eliminišući potrebu za ponovnom izgradnjom niza ako disk pokvari.

    Kako bi se izbjegao problem oporavka tipičan za klasične RAID nivoe, arhitektura tzv paritetno deklasterisanje(paritetna distribucija). To uključuje postavljanje manjeg broja logičkih diskova većeg kapaciteta na manje fizičke diskove većeg kapaciteta. Koristeći ovu tehnologiju, vrijeme odgovora sistema na zahtjev tokom rekonstrukcije je poboljšano za više od polovine, a vrijeme rekonstrukcije je značajno smanjeno.

    Arhitektura osnovnih RAID nivoa

    Pogledajmo sada detaljnije arhitekturu osnovnih nivoa RAID-a. Prije razmatranja, napravimo neke pretpostavke. Da bismo demonstrirali principe konstruisanja RAID sistema, razmotrimo skup od N diskova (radi jednostavnosti, pretpostavićemo da je N paran broj), od kojih se svaki sastoji od M blokova.

    Podatke ćemo označiti - D m,n, gdje je m broj blokova podataka, n broj podblokova na koje je podijeljen blok podataka D.

    Diskovi se mogu povezati na jedan ili više kanala za prijenos podataka. Korišćenje više kanala povećava propusnost sistema.

    RAID 0. Striped Disk Array bez tolerancije grešaka

    To je diskovni niz u kojem su podaci podijeljeni u blokove, a svaki blok se upisuje (ili čita) na poseban disk. Stoga se više I/O operacija može izvesti istovremeno.

    Prednosti:

    • najviše performanse za aplikacije koje zahtevaju intenzivnu obradu I/O zahteva i velike količine podataka;
    • jednostavnost implementacije;
    • niska cijena po jedinici zapremine.

    Nedostaci:

    • nije rješenje otporno na greške;
    • Kvar jednog diska dovodi do gubitka svih podataka u nizu.

    RAID 1. Redundantni niz diskova ili zrcaljenje

    Zrcaljenje je tradicionalni način povećanja pouzdanosti malog diska. U najjednostavnijoj verziji koriste se dva diska na koje se snimaju iste informacije, a ako jedan od njih pokvari, ostaje njegov duplikat koji nastavlja raditi u istom režimu.

    Prednosti:

    • jednostavnost implementacije;
    • jednostavnost oporavka niza u slučaju kvara (kopiranje);
    • dovoljno visoke performanse za aplikacije sa visokim intenzitetom zahtjeva.

    Nedostaci:

    • visoka cijena po jedinici volumena - 100% redundancija;
    • mala brzina prenosa podataka.

    RAID 2. Diskovni niz otporan na greške koristeći Hamingov kod ECC.

    Redundantno kodiranje koje se koristi u RAID-u 2 naziva se Hamingov kod. Hamingov kod vam omogućava da ispravite pojedinačne greške i otkrijete dvostruke greške. Danas se aktivno koristi u tehnologiji kodiranja podataka u ram memorija ECC tip. I kodiranje podataka na magnetnim diskovima.

    U ovom slučaju, prikazan je primjer s fiksnim brojem diskova zbog glomaznosti opisa (riječ podataka se sastoji od 4 bita, odnosno ECC kod je 3).

    Prednosti:

    • brzo ispravljanje grešaka („u hodu“);
    • vrlo velika brzina prijenosa podataka za velike količine;
    • kako se broj diskova povećava, režijski troškovi se smanjuju;
    • prilično jednostavna implementacija.

    Nedostaci:

    • visoka cijena s malim brojem diskova;
    • niska brzina obrade zahteva (nije pogodno za sisteme orijentisane na transakcije).

    RAID 3. Niz otporan na greške sa paralelnim prijenosom podataka i paritetom (Parallel Transfer Disks with Parity)

    Podaci se dijele na podblokove na nivou bajtova i istovremeno se zapisuju na sve diskove u nizu osim na jedan koji se koristi za paritet. Korišćenje RAID-a 3 rešava problem visoke redundantnosti u RAID-u 2. ​​Većina kontrolnih diskova koji se koriste u RAID nivou 2 je potrebna da bi se odredio položaj neuspelog bita. Ali to nije neophodno, budući da većina kontrolera može odrediti kada je disk otkazao pomoću posebnih signala ili dodatnog kodiranja informacija zapisanih na disku i korištenih za ispravljanje slučajnih grešaka.

    Prednosti:

    • vrlo velika brzina prijenosa podataka;
    • kvar diska ima mali uticaj na brzinu niza;

    Nedostaci:

    • teška implementacija;
    • niske performanse sa zahtjevima visokog intenziteta za male podatke.

    RAID 4. Niz nezavisnih diskova sa zajedničkim paritetnim diskom (Independent Data disks with shared Parity disk) otporan na greške

    Podaci se raščlanjuju na nivou bloka. Svaki blok podataka se zapisuje na poseban disk i može se čitati zasebno. Paritet za grupu blokova se generira prilikom pisanja i provjerava pri čitanju. RAID Level 4 poboljšava performanse malih prenosa podataka kroz paralelizam, omogućavajući istovremeno obavljanje više od jednog I/O pristupa. Glavna razlika između RAID-a 3 i 4 je u tome što se kod potonjeg razvrstavanje podataka vrši na nivou sektora, a ne na nivou bita ili bajtova.

    Prednosti:

    • vrlo velika brzina čitanja velikih količina podataka;
    • visoke performanse pri velikom intenzitetu zahtjeva za čitanjem podataka;
    • niski troškovi za implementaciju redundantnosti.

    Nedostaci:

    • vrlo niske performanse prilikom pisanja podataka;
    • mala brzina čitanja malih podataka sa pojedinačnim zahtjevima;
    • asimetrija performansi u pogledu čitanja i pisanja.

    RAID 5. Niz nezavisnih diskova sa distribuiranim paritetom otpornim na greške (Nezavisni diskovi sa podacima sa distribuiranim paritetnim blokovima)

    Ovaj nivo je sličan RAID-u 4, ali za razliku od prethodnog, paritet se ciklički distribuira na sve diskove u nizu. Ova promjena poboljšava performanse pisanja malih količina podataka na multitasking sistemima. Ako su operacije pisanja pravilno planirane, moguće je paralelno obraditi do N/2 bloka, gdje je N broj diskova u grupi.

    Prednosti:

    • velika brzina snimanja podataka;
    • prilično velika brzina čitanja podataka;
    • visoke performanse pri velikom intenzitetu zahtjeva za čitanje/pisanje podataka;
    • niski troškovi za implementaciju redundantnosti.

    Nedostaci:

    • Brzina čitanja podataka je manja nego u RAID 4;
    • mala brzina čitanja/pisanja malih podataka sa pojedinačnim zahtjevima;
    • prilično složena implementacija;
    • složen oporavak podataka.

    RAID 6. Niz nezavisnih diskova otpornih na greške sa dve nezavisne distribuirane paritetne šeme (Nezavisni diskovi sa podacima sa dve nezavisne distribuirane paritetne šeme)

    Podaci se particioniraju na nivou bloka, slično kao RAID 5, ali pored prethodne arhitekture, koristi se druga šema za poboljšanje tolerancije grešaka. Ova arhitektura je dvostruko tolerantna. Međutim, kada se vrši logičko upisivanje, postoji zapravo šest pristupa disku, što uvelike povećava vrijeme obrade jednog zahtjeva.

    Prednosti:

    • visoka tolerancija grešaka;
    • prilično velika brzina obrade zahtjeva;
    • relativno niski troškovi za implementaciju redundantnosti.

    Nedostaci:

    • vrlo složena implementacija;
    • složen oporavak podataka;
    • veoma niska brzina pisanja podataka.

    Moderni RAID kontroleri vam omogućavaju da kombinujete različite nivoe RAID-a. Na ovaj način je moguće implementirati sisteme koji kombinuju prednosti različitih nivoa, kao i sisteme sa velikim brojem diskova. Obično je ovo kombinacija nulte razine (skidanje) i neke vrste nivoa otpornosti na greške.

    RAID 10. Niz otporan na greške sa dupliranjem i paralelnom obradom

    Ova arhitektura je RAID 0 niz čiji su segmenti RAID 1 nizovi. Kombinira vrlo visoku toleranciju grešaka i performanse.

    Prednosti:

    • visoka tolerancija grešaka;
    • Visoke performanse.

    Nedostaci:

    • vrlo visoka cijena;
    • ograničeno skaliranje.

    RAID 30. Niz otporan na greške sa paralelnim prenosom podataka i poboljšanim performansama.

    To je RAID 0 niz, čiji su segmenti RAID 3 nizovi. Kombinira toleranciju grešaka i visoke performanse. Obično se koristi za aplikacije koje zahtijevaju velike količine serijskog prijenosa podataka.

    Prednosti:

    • visoka tolerancija grešaka;
    • Visoke performanse.

    Nedostaci:

    • visoka cijena;
    • ograničeno skaliranje.

    RAID 50: Niz otporan na greške sa distribuiranim paritetom i poboljšanim performansama

    To je RAID 0 niz, čiji su segmenti RAID 5 nizovi. Kombinira toleranciju grešaka i visoke performanse za aplikacije sa visokim intenzitetom zahtjeva i visokim brzinama prijenosa podataka.

    Prednosti:

    • visoka tolerancija grešaka;
    • velika brzina prijenosa podataka;
    • velika brzina obrade zahteva.

    Nedostaci:

    • visoka cijena;
    • ograničeno skaliranje.

    RAID 7: Niz otporan na greške optimizovan za performanse. (Optimizirana asinhronija za visoke I/O brzine kao i visoke brzine prijenosa podataka). RAID 7® je registrovani zaštitni znak Storage Computer Corporation (SCC)

    Da bismo razumjeli RAID 7 arhitekturu, pogledajmo njene karakteristike:

    1. Svi zahtjevi za prijenos podataka obrađuju se asinhrono i nezavisno.
    2. Sve operacije čitanja/pisanja se keširaju preko brze x-sabirnice.
    3. Paritetni disk se može postaviti na bilo koji kanal.
    4. Mikroprocesor kontrolera niza koristi operativni sistem u realnom vremenu fokusiran na procese obrade.
    5. Sistem ima dobru skalabilnost: do 12 host interfejsa i do 48 diskova.
    6. Operativni sistem kontroliše komunikacione kanale.
    7. Koriste se standardni SCSI diskovi, magistrale, matične ploče i memorijski moduli.
    8. X-bus velike brzine koristi se za rad sa internom keš memorijom.
    9. Procedura generiranja pariteta je integrirana u keš memoriju.
    10. Diskovi priključeni na sistem mogu se deklarisati kao odvojeni.
    11. SNMP agent se može koristiti za upravljanje i nadgledanje sistema.

    Prednosti:

    • velika brzina prenosa podataka i velika brzina obrade zahteva (1,5 - 6 puta veća od ostalih standardnih RAID nivoa);
    • visoka skalabilnost host interfejsa;
    • brzina pisanja podataka raste sa brojem diskova u nizu;
    • Nema potrebe za dodatnim prijenosom podataka za izračunavanje pariteta.

    Nedostaci:

    • vlasništvo jednog proizvođača;
    • vrlo visoka cijena po jedinici volumena;
    • kratak garantni rok;
    • ne može biti servisiran od strane korisnika;
    • morate koristiti neprekidno napajanje kako biste spriječili gubitak podataka iz keš memorije.

    Pogledajmo sada standardne nivoe zajedno da uporedimo njihove karakteristike. Poređenje je napravljeno u okviru arhitektura navedenih u tabeli.

    RAIDMinimum
    diskovi
    Need
    u diskovima
    Neuspjeh
    održivost
    Brzina
    prijenos podataka
    Intenzitet
    obrada
    zahtjevi
    Praktično
    upotreba
    0 2 N veoma visoko
    do N x 1 disk
    Grafika, video
    1 2 2N* R > 1 disk
    W = 1 disk
    do 2 x 1 disk
    W = 1 disk
    mali fajl serveri
    2 7 2N ~ RAID 3Niskomainframes
    3 3 N+1 NiskoGrafika, video
    4 3 N+1 R WR=RAID 0
    W
    serveri datoteka
    5 3 N+1 R WR=RAID 0
    W
    serveri baze podataka
    6 4 N+2najvišiniskoR > 1 disk
    W
    korišćen izuzetno retko
    7 12 N+1 najvišinajviširazličite vrste aplikacija

    Pojašnjenja:

    • * - razmatra se najčešće korištena opcija;
    • k - broj podsegmenata;
    • R - čitanje;
    • W - rekord.

    Neki aspekti implementacije RAID sistema

    Razmotrimo tri glavne opcije za implementaciju RAID sistema:

    • softver (zasnovan na softveru);
    • hardver - baziran na sabirnici;
    • hardver - autonomni podsistem (bazirani na podsistemu).

    Nemoguće je jednoznačno reći da je bilo koja implementacija bolja od druge. Svaka opcija organiziranja niza zadovoljava potrebe jednog ili drugog korisnika, ovisno o financijskim mogućnostima, broju korisnika i korištenim aplikacijama.

    Svaka od gore navedenih implementacija zasniva se na izvršavanju programskog koda. Oni se zapravo razlikuju po tome gdje se ovaj kod izvršava: u centralnom procesoru računala (softverska implementacija) ili u specijaliziranom procesoru na RAID kontroleru (hardverska implementacija).

    Glavna prednost implementacije softvera je niska cijena. Ali u isto vrijeme, ima mnogo nedostataka: niske performanse, opterećenje na centralnom procesoru uz dodatni rad i povećan promet autobusa. Jednostavni RAID nivoi 0 i 1 se obično implementiraju u softveru, jer ne zahtevaju značajna računanja. Uzimajući ove karakteristike u obzir, softverski bazirani RAID sistemi se koriste u serverima početnog nivoa.

    Hardverske RAID implementacije shodno tome koštaju više od softverskih, jer koriste dodatni hardver za izvođenje I/O operacija. Istovremeno, oni oslobađaju ili oslobađaju centralni procesor i sistemsku sabirnicu i, u skladu s tim, omogućavaju povećanje performansi.

    Realizacije orijentisane na magistralu su RAID kontroleri koji koriste sabirnicu velike brzine računara u koji su instalirani (u poslednje vreme se obično koristi PCI magistrala). Zauzvrat, implementacije orijentirane na sabirnicu mogu se podijeliti na niže i visoke razine. Prvi obično nemaju SCSI čipove i koriste takozvani RAID port na matičnoj ploči sa ugrađenim SCSI kontrolerom. U ovom slučaju, funkcije obrade RAID koda i I/O operacija su raspoređene između procesora na RAID kontroleru i SCSI čipova na matičnoj ploči. Na taj način se centralni procesor oslobađa od obrade dodatnog koda, a promet magistrale je smanjen u odnosu na verziju softvera. Cijena takvih ploča je obično niska, pogotovo ako su namijenjene RAID 0 ili 1 sistemima (postoje i implementacije RAID 3, 5, 10, 30, 50, ali su skuplje), zbog čega se postepeno istiskujući softverske implementacije sa tržišta servera ulaznog nivoa. Kontrolori visokog nivoa sa implementacijom magistrale imaju nešto drugačiju strukturu od njihove mlađe braće. Oni preuzimaju sve funkcije vezane za I/O i izvršavanje RAID koda. Osim toga, ne ovise toliko o implementaciji matične ploče i, u pravilu, imaju više mogućnosti (na primjer, mogućnost povezivanja modula za pohranjivanje informacija u keš memoriju u slučaju kvara matične ploče ili nestanka struje) . Takvi kontroleri su obično skuplji od low-end kontrolera i koriste se u serverima srednje i visoke klase. Oni, po pravilu, implementiraju RAID nivoe 0.1, 3, 5, 10, 30, 50. S obzirom da su implementacije orijentisane na magistralu direktno povezane na internu PCI magistralu računara, one su najproduktivnije među sistemima koji se razmatraju ( kada se organizuju sistemi sa jednim domaćinom). Maksimalne performanse takvih sistema mogu dostići 132 MB/s (32bit PCI) ili 264 MB/s (64bit PCI) na frekvenciji magistrale od 33MHz.

    Uz navedene prednosti, bus orijentirana arhitektura ima i sljedeće nedostatke:

    • zavisnost od operativnog sistema i platforme;
    • ograničena skalabilnost;
    • ograničene mogućnosti za organizovanje sistema otpornih na greške.

    Svi ovi nedostaci se mogu izbjeći korištenjem autonomnih podsistema. Ovi sistemi imaju potpuno autonomnu eksternu organizaciju i, u principu, predstavljaju poseban računar koji se koristi za organizovanje sistema za skladištenje informacija. Osim toga, ako se tehnologija optičkih kanala uspješno razvije, performanse autonomnih sistema neće biti ni na koji način inferiorne u odnosu na sisteme orijentisane na magistralu.

    Tipično, eksterni kontroler se postavlja u poseban stalak i, za razliku od sistema sa organizacijom magistrale, može imati veliki broj ulazno/izlaznih kanala, uključujući i host kanale, što omogućava povezivanje nekoliko host računara na sistem i organizovanje klastera. sistema. U sistemima sa samostalnim kontrolerom mogu se implementirati hot standby kontroleri.

    Jedan od nedostataka autonomnih sistema je njihova visoka cijena.

    Uzimajući u obzir gore navedeno, napominjemo da se autonomni kontroleri obično koriste za implementaciju sistema za skladištenje podataka velikog kapaciteta i klaster sistema.

    Sve moderne matične ploče su opremljene integrisanim RAID kontrolerom, a vrhunski modeli imaju čak i nekoliko integrisanih RAID kontrolera. U kojoj mjeri su integrirani RAID kontroleri traženi od strane kućnih korisnika, posebno je pitanje. U svakom slučaju, moderna matična ploča pruža korisniku mogućnost kreiranja RAID niza od nekoliko diskova. Međutim, ne zna svaki kućni korisnik kako da kreira RAID niz, koji nivo niza da odabere i generalno nema pojma o prednostima i nedostacima korišćenja RAID nizova.
    U ovom članku daćemo kratke preporuke za kreiranje RAID nizova na kućnim računarima i na konkretnom primeru demonstrirati kako možete samostalno testirati performanse RAID niza.

    Istorija stvaranja

    Termin “RAID niz” se prvi put pojavio 1987. godine, kada su američki istraživači Patterson, Gibson i Katz sa Univerziteta Berkeley u Kaliforniji u svom članku “Slučaj za redundantne nizove jeftinih diskova, RAID” opisali kako na ovaj način možete kombinirati nekoliko jeftine hard diskove u jedan logički uređaj tako da se rezultirajući kapacitet i performanse sistema povećaju, a kvar pojedinačnih diskova ne dovodi do kvara čitavog sistema.

    Prošlo je više od 20 godina od objavljivanja ovog članka, ali tehnologija izgradnje RAID nizova nije izgubila na aktuelnosti ni danas. Jedina stvar koja se od tada promijenila je dekodiranje RAID akronima. Činjenica je da u početku RAID nizovi uopće nisu bili izgrađeni na jeftinim diskovima, pa je riječ Inexpensive (jeftin) promijenjena u Independent (nezavisno), što je više bilo istinito.

    Princip rada

    Dakle, RAID je redundantni niz nezavisnih diskova (Redundant Arrays of Independent Discs), koji ima zadatak da osigura toleranciju grešaka i poveća performanse. Tolerancija grešaka se postiže redundantnošću. Odnosno, dio kapaciteta diskovnog prostora se dodjeljuje za službene svrhe, postajući nedostupan korisniku.

    Povećane performanse diskovnog podsistema osigurava se istovremenim radom više diskova, i u tom smislu, što je više diskova u nizu (do određene granice), to bolje.

    Zajednički rad diskova u nizu može se organizirati pomoću paralelnog ili nezavisnog pristupa. Sa paralelnim pristupom, prostor na disku je podijeljen na blokove (trake) za snimanje podataka. Slično, informacije koje treba zapisati na disk se dijele na iste blokove. Prilikom pisanja, pojedinačni blokovi se upisuju na različite diskove, a više blokova se istovremeno upisuje na različite diskove, što dovodi do povećanja performansi u operacijama pisanja. Potrebne informacije se takođe čitaju u odvojenim blokovima istovremeno sa više diskova, što takođe povećava performanse proporcionalno broju diskova u nizu.

    Treba napomenuti da se model paralelnog pristupa implementira samo ako je veličina zahtjeva za upisivanje podataka veća od veličine samog bloka. Inače, paralelno snimanje nekoliko blokova je gotovo nemoguće. Zamislimo situaciju u kojoj je veličina pojedinačnog bloka 8 KB, a veličina zahtjeva za pisanje podataka 64 KB. U ovom slučaju, izvorne informacije se izrezuju u osam blokova od 8 KB svaki. Ako imate niz od četiri diska, možete pisati četiri bloka, ili 32 KB, odjednom. Očigledno je da će u razmatranom primjeru brzine pisanja i čitanja biti četiri puta veće nego kada se koristi jedan disk. Ovo vrijedi samo za idealnu situaciju, ali veličina zahtjeva nije uvijek višekratnik veličine bloka i broja diskova u nizu.

    Ako je veličina snimljenih podataka manja od veličine bloka, tada se implementira suštinski drugačiji model - nezavisni pristup. Štaviše, ovaj model se može koristiti i kada je veličina podataka koji se upisuju veća od veličine jednog bloka. Sa nezavisnim pristupom, svi podaci iz jednog zahtjeva se zapisuju na poseban disk, odnosno situacija je identična kao u radu s jednim diskom. Prednost modela nezavisnog pristupa je u tome što ako nekoliko zahteva za pisanje (čitanje) stigne istovremeno, svi će se izvršavati na odvojenim diskovima nezavisno jedan od drugog. Ova situacija je tipična, na primjer, za servere.

    U skladu sa različitim tipovima pristupa, postoje različite vrste RAID nizova, koje obično karakterišu RAID nivoi. Pored vrste pristupa, nivoi RAID-a se razlikuju po načinu na koji prihvataju i generišu suvišne informacije. Suvišne informacije mogu se ili smjestiti na namjenski disk ili distribuirati među svim diskovima. Postoji mnogo načina za generiranje ovih informacija. Najjednostavniji od njih je potpuno dupliciranje (100 posto redundancija) ili zrcaljenje. Osim toga, koriste se kodovi za ispravljanje grešaka, kao i paritetni proračuni.

    RAID nivoi

    Trenutno postoji nekoliko RAID nivoa koji se mogu smatrati standardizovanim - to su RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5 i RAID 6.

    Koriste se i različite kombinacije RAID nivoa, što vam omogućava da kombinujete njihove prednosti. Obično je ovo kombinacija neke vrste nivoa otpornosti na greške i nultog nivoa koji se koristi za poboljšanje performansi (RAID 1+0, RAID 0+1, RAID 50).

    Imajte na umu da svi moderni RAID kontroleri podržavaju JBOD (Just a Bench Of Disks) funkciju, koja nije namijenjena kreiranju nizova - ona pruža mogućnost povezivanja pojedinačnih diskova na RAID kontroler.

    Treba napomenuti da RAID kontroleri integrisani na matične ploče za kućne računare ne podržavaju sve RAID nivoe. RAID kontroleri sa dva porta podržavaju samo nivoe 0 i 1, dok RAID kontroleri sa više portova (na primer, 6-portni RAID kontroler integrisan u južni most ICH9R/ICH10R čipseta) takođe podržavaju nivoe 10 i 5.

    Osim toga, ako govorimo o matičnim pločama zasnovanim na Intel skupovima čipova, one također implementiraju funkciju Intel Matrix RAID, koja vam omogućava da istovremeno kreirate RAID matrice nekoliko nivoa na nekoliko tvrdih diskova, dodjeljujući dio prostora na disku za svaku od njih.

    RAID 0

    RAID nivo 0, strogo govoreći, nije redundantni niz i, shodno tome, ne pruža pouzdano skladištenje podataka. Ipak, ovaj nivo se aktivno koristi u slučajevima kada je potrebno osigurati visoke performanse diskovnog podsistema. Prilikom kreiranja niza RAID nivoa 0, informacije se dijele na blokove (ponekad se ti blokovi nazivaju trakama), koji se zapisuju na odvojene diskove, odnosno kreira se sistem s paralelnim pristupom (ako, naravno, veličina bloka to dozvoljava ). Dozvoljavajući istovremeni I/O sa više diskova, RAID 0 obezbeđuje najbrže brzine prenosa podataka i maksimalnu efikasnost prostora na disku jer nije potreban prostor za skladištenje za kontrolne sume. Implementacija ovog nivoa je vrlo jednostavna. RAID 0 se uglavnom koristi u područjima gdje je potreban brz prijenos velikih količina podataka.

    RAID 1 (zrcaljeni disk)

    RAID Level 1 je niz od dva diska sa 100 posto redundancijom. Odnosno, podaci su jednostavno potpuno duplirani (zrcaljeni), zbog čega se postiže vrlo visok nivo pouzdanosti (kao i troškova). Imajte na umu da za implementaciju razine 1 nije potrebno prvo particionirati diskove i podatke u blokove. U najjednostavnijem slučaju, dva diska sadrže iste informacije i jedan su logički disk. Ako jedan disk pokvari, njegove funkcije obavlja drugi (što je apsolutno transparentno za korisnika). Vraćanje niza vrši se jednostavnim kopiranjem. Osim toga, ovaj nivo udvostručuje brzinu čitanja informacija, jer se ova operacija može izvršiti istovremeno sa dva diska. Ova vrsta šeme skladištenja informacija koristi se uglavnom u slučajevima kada je trošak sigurnosti podataka mnogo veći od troškova implementacije sistema za skladištenje podataka.

    RAID 5

    RAID 5 je diskovni niz otporan na greške sa distribuiranim skladištem kontrolne sume. Prilikom snimanja, tok podataka se dijeli na blokove (trake) na nivou bajta i istovremeno se upisuje na sve diskove niza cikličkim redoslijedom.

    Pretpostavimo da niz sadrži n diskove i veličinu trake d. Za svaku porciju n–1 pruge, izračunava se kontrolni zbir str.

    Stripe d 1 snimljeno na prvom disku, traka d 2- na drugom i tako dalje do trake dn–1, koji je napisan na ( n–1)-ti disk. Dalje n- upisuje se kontrolni zbir diska p n, a proces se ciklički ponavlja od prvog diska na kojem je traka upisana dn.

    Proces snimanja (n–1) pruge i njihov kontrolni zbir se proizvode istovremeno za sve n diskovi.

    Kontrolna suma se izračunava korištenjem operacije isključivanja po bitu ili (XOR) primijenjene na blokove podataka koji se upisuju. Dakle, ako postoji n tvrdi diskovi, d- blok podataka (traka), tada se kontrolni zbroj izračunava pomoću sljedeće formule:

    pn=d1 d 2 ... d 1–1.

    Ako neki disk pokvari, podaci na njemu se mogu vratiti pomoću kontrolnih podataka i podataka preostalih na radnim diskovima.

    Kao ilustraciju, razmotrite blokove od četiri bita. Neka postoji samo pet diskova za pohranjivanje podataka i snimanje kontrolnih suma. Ako postoji niz bitova 1101 0011 1100 1011, podijeljen u blokove od četiri bita, tada je za izračunavanje kontrolne sume potrebno izvršiti sljedeću operaciju po bitu:

    1101 0011 1100 1011 = 1001.

    Dakle, kontrolni zbroj zapisan na peti disk je 1001.

    Ako jedan od diskova, na primjer četvrti, pokvari, onda blok d 4= 1100 neće biti dostupno prilikom čitanja. Međutim, njegova se vrijednost može lako vratiti pomoću kontrolne sume i vrijednosti preostalih blokova koristeći istu operaciju „isključivo ILI“:

    d4 = d1 d 2d 4p5.

    U našem primjeru dobijamo:

    d4 = (1101) (0011) (1100) (1011) = 1001.

    U slučaju RAID-a 5, svi diskovi u nizu su iste veličine, ali ukupan kapacitet diskovnog podsistema koji je dostupan za pisanje postaje tačno jedan disk manji. Na primjer, ako je pet diskova veličine 100 GB, tada je stvarna veličina niza 400 GB jer je 100 GB dodijeljeno za kontrolne informacije.

    RAID 5 može biti izgrađen na tri ili više tvrdih diskova. Kako se broj tvrdih diskova u nizu povećava, njegova redundantnost se smanjuje.

    RAID 5 ima nezavisnu arhitekturu pristupa, koja omogućava da se više čitanja ili upisivanja obavljaju istovremeno.

    RAID 10

    RAID nivo 10 je kombinacija nivoa 0 i 1. Minimalni zahtev za ovaj nivo su četiri diska. U RAID 10 nizu od četiri diska, oni se kombinuju u parovima u nizove nivoa 0, a oba ova niza kao logičke disk jedinice se kombinuju u niz nivoa 1. Drugi pristup je takođe moguć: u početku se diskovi kombinuju u zrcaljene nizove nivo 1, a zatim logičke pogone zasnovane na ovim nizovima - u niz nivoa 0.

    Intel Matrix RAID

    Razmatrani RAID nizovi nivoa 5 i 1 rijetko se koriste kod kuće, što je prvenstveno zbog visoke cijene takvih rješenja. Najčešće se za kućne računare koristi niz nivoa 0 na dva diska. Kao što smo već napomenuli, RAID nivo 0 ne pruža bezbedno skladištenje podataka, pa su krajnji korisnici suočeni sa izborom: kreirati brz, ali nepouzdan RAID nivo 0 niz ili, udvostručujući cenu prostora na disku, RAID- niz nivoa 1 koji obezbeđuje pouzdano skladištenje podataka, ali ne pruža značajne prednosti performansi.

    Kako bi riješio ovaj težak problem, Intel je razvio Intel Matrix Storage tehnologiju, koja kombinuje prednosti Tier 0 i Tier 1 nizova na samo dva fizička diska. A da bi se naglasilo da u ovom slučaju ne govorimo samo o RAID polju, već o nizu koji kombinuje i fizičke i logičke diskove, u nazivu tehnologije se umesto reči „niz“ koristi reč „matrica“. ”.

    Dakle, šta je RAID matrica sa dva diska koja koristi Intel Matrix Storage tehnologiju? Osnovna ideja je da ukoliko sistem ima nekoliko hard diskova i matičnu ploču sa Intel čipsetom koji podržava Intel Matrix Storage tehnologiju, moguće je podeliti prostor na disku na nekoliko delova od kojih će svaki funkcionisati kao zaseban RAID niz.

    Pogledajmo jednostavan primjer RAID matrice koja se sastoji od dva diska od 120 GB svaki. Svaki od diskova može se podijeliti na dva logička diska, na primjer 40 i 80 GB. Zatim, dva logička diska iste veličine (na primjer, 40 GB svaki) mogu se kombinirati u matricu RAID razine 1, a preostali logički pogoni u matricu RAID razine 0.

    U principu, koristeći dva fizička diska, takođe je moguće kreirati samo jednu ili dve RAID matrice nivoa 0, ali je nemoguće dobiti samo matrice nivoa 1. Odnosno, ako sistem ima samo dva diska, onda Intel Matrix Storage tehnologija vam omogućava da kreirate sledeće vrste RAID matrica:

    • jedna matrica nivoa 0;
    • dvije matrice nivoa 0;
    • matrica nivoa 0 i matrica nivoa 1.

    Ako sistem ima tri čvrsta diska, mogu se kreirati sljedeće vrste RAID matrica:

    • jedna matrica nivoa 0;
    • jedna matrica nivoa 5;
    • dvije matrice nivoa 0;
    • dvije matrice nivoa 5;
    • matrica nivoa 0 i matrica nivoa 5.

    Ako sistem ima četiri hard diska, onda je dodatno moguće kreirati RAID matricu nivoa 10, kao i kombinacije nivoa 10 i nivoa 0 ili 5.

    Od teorije do prakse

    Ako govorimo o kućnim računarima, najpopularniji i najpopularniji su RAID nizovi nivoa 0 i 1. Upotreba RAID nizova od tri ili više diskova u kućnim računarima je prilično izuzetak od pravila. To je zbog činjenice da, s jedne strane, cijena RAID nizova raste proporcionalno broju diskova uključenih u njega, as druge strane, za kućne računare, kapacitet diskovnog niza je od primarne važnosti. , a ne njegove performanse i pouzdanost.

    Stoga ćemo u budućnosti razmatrati RAID nivoe 0 i 1 na osnovu samo dva diska. Cilj našeg istraživanja će biti upoređivanje performansi i funkcionalnosti RAID nizova nivoa 0 i 1, kreiranih na bazi nekoliko integrisanih RAID kontrolera, kao i proučavanje zavisnosti karakteristika brzine RAID niza od trake. veličina.

    Činjenica je da iako teoretski, kada se koristi niz RAID nivoa 0, brzina čitanja i pisanja bi se trebala udvostručiti, u praksi je povećanje karakteristika brzine mnogo manje skromno i varira za različite RAID kontrolere. Isto važi i za RAID nivo 1 niz: uprkos činjenici da bi teoretski trebalo udvostručiti brzinu čitanja, u praksi nije sve tako glatko.

    Za naše uporedno testiranje RAID kontrolera koristili smo Gigabyte GA-EX58A-UD7 matičnu ploču. Ova ploča je bazirana na Intel X58 Express čipsetu sa ICH10R južnim mostom, koji ima integrisani RAID kontroler za šest SATA II portova, koji podržava organizaciju RAID nizova nivoa 0, 1, 10 i 5 sa Intel Matrix RAID funkcijom. Pored toga, Gigabyte GA-EX58A-UD7 ploča integriše GIGABYTE SATA2 RAID kontroler, koji ima dva SATA II porta sa mogućnošću organizovanja RAID nizova nivoa 0, 1 i JBOD.

    Takođe na ploči GA-EX58A-UD7 je integrisan SATA III kontroler Marvell 9128, na osnovu kojeg su implementirana dva SATA III porta sa mogućnošću organizovanja RAID nizova nivoa 0, 1 i JBOD.

    Tako Gigabyte GA-EX58A-UD7 ploča ima tri odvojena RAID kontrolera, na osnovu kojih možete kreirati RAID nizove nivoa 0 i 1 i međusobno ih upoređivati. Podsjetimo, SATA III standard je unazad kompatibilan sa SATA II standardom, stoga, na osnovu Marvell 9128 kontrolera, koji podržava diskove sa SATA III sučeljem, možete kreirati i RAID nizove koristeći diskove sa SATA II interfejsom.

    Stalak za testiranje imao je sledeću konfiguraciju:

    • procesor - Intel Core i7-965 Extreme Edition;
    • matična ploča - Gigabyte GA-EX58A-UD7;
    • BIOS verzija - F2a;
    • tvrdi diskovi - dva Western Digital WD1002FBYS disk jedinice, jedan Western Digital WD3200AAKS disk;
    • integrisani RAID kontroleri:
    • ICH10R,
    • GIGABYTE SATA2,
    • Marvell 9128;
    • memorija - DDR3-1066;
    • kapacitet memorije - 3 GB (tri modula od 1024 MB svaki);
    • režim rada memorije - DDR3-1333, trokanalni režim rada;
    • video kartica - Gigabyte GeForce GTS295;
    • napajanje - Tagan 1300W.

    Testiranje je obavljeno pod Microsoft Windows 7 Ultimate (32-bit) operativnim sistemom. Operativni sistem je instaliran na Western Digital WD3200AAKS drajv, koji je bio povezan na port SATA II kontrolera integrisanog u ICH10R južni most. RAID niz je sastavljen na dva WD1002FBYS drajva sa SATA II interfejsom.

    Za merenje karakteristika brzine kreiranih RAID nizova koristili smo uslužni program IOmeter, koji je industrijski standard za merenje performansi disk sistema.

    IOmeter uslužni program

    Budući da smo ovaj članak zamišljeni kao svojevrsni korisnički vodič za kreiranje i testiranje RAID nizova, logično bi bilo početi s opisom uslužnog programa IOmeter (Input/Output meter), koji je, kao što smo već napomenuli, svojevrsni industrijski standard za mjerenje performansi disk sistema. Ovaj uslužni program je besplatan i može se preuzeti sa http://www.iometer.org.

    IOmeter uslužni program je sintetički test i omogućava vam rad sa čvrstim diskovima koji nisu particionisani na logičke particije, tako da možete testirati diskove bez obzira na strukturu fajla i smanjiti uticaj operativnog sistema na nulu.

    Prilikom testiranja moguće je kreirati određeni model pristupa, ili „uzorak“, koji vam omogućava da odredite izvršavanje određenih operacija od strane čvrstog diska. Ako kreirate određeni model pristupa, dozvoljeno vam je da promijenite sljedeće parametre:

    • veličina zahtjeva za prijenos podataka;
    • slučajna/sekvencijalna distribucija (u%);
    • distribucija operacija čitanja/pisanja (u%);
    • Broj pojedinačnih I/O operacija koje se izvode paralelno.

    Uslužni program IOmeter ne zahtijeva instalaciju na računaru i sastoji se od dva dijela: samog IOmeter i Dynamo.

    IOmeter je kontrolni dio programa sa korisničkim grafičkim interfejsom koji vam omogućava da izvršite sva potrebna podešavanja. Dinamo je generator opterećenja koji nema interfejs. Svaki put kada pokrenete IOmeter.exe, automatski se pokreće generator opterećenja Dynamo.exe.

    Da biste počeli raditi s programom IOmeter, samo pokrenite datoteku IOmeter.exe. Ovo otvara glavni prozor programa IOmeter (slika 1).

    Rice. 1. Glavni prozor programa IOmeter

    Treba napomenuti da vam uslužni program IOmeter omogućava da testirate ne samo sisteme lokalnih diskova (DAS), već i mrežne uređaje za skladištenje (NAS). Na primjer, može se koristiti za testiranje performansi serverskog disk podsistema (file server) koristeći nekoliko mrežnih klijenata. Stoga se neki od oznaka i alata u prozoru uslužnog programa IOmeter odnose posebno na mrežne postavke programa. Jasno je da nam prilikom testiranja diskova i RAID nizova neće trebati ove mogućnosti programa, pa stoga nećemo objašnjavati svrhu svih kartica i alata.

    Dakle, kada pokrenete program IOmeter, struktura stabla svih pokrenutih generatora opterećenja (Dynamo instance) će biti prikazana na lijevoj strani glavnog prozora (u prozoru Topologija). Svaka pokrenuta instanca generatora opterećenja Dynamo zove se upravitelj. Dodatno, IOmeter program je višenitni i svaka pojedinačna nit koja radi na instanci Dynamo generatora opterećenja naziva se Worker. Broj pokrenutih Workers-a uvijek odgovara broju logičkih procesorskih jezgara.

    U našem primjeru koristimo samo jedan računar sa četverojezgrenim procesorom koji podržava Hyper-Threading tehnologiju, tako da se pokreće samo jedan menadžer (jedna instanca Dynamo-a) i osam (prema broju logičkih procesorskih jezgara) Workers-a.

    Zapravo, za testiranje diskova u ovom prozoru nema potrebe ništa mijenjati ili dodavati.

    Ako mišem odaberete ime računala u strukturi stabla pokrenutih Dynamo instanci, tada u prozoru Target na kartici Disk Target Biće prikazani svi diskovi, nizovi diskova i drugi uređaji (uključujući mrežne diskove) instalirani na računaru. Ovo su diskovi sa kojima IOmeter može raditi. Mediji mogu biti označeni žutom ili plavom bojom. Logičke particije medija su označene žutom bojom, a fizički uređaji bez logičkih particija kreiranih na njima su označeni plavom bojom. Logički dio može, ali i ne mora biti precrtan. Činjenica je da da bi program radio s logičkom particijom, mora se prvo pripremiti kreiranjem posebne datoteke na njoj, veličine jednake kapacitetu cijele logičke particije. Ako je logička particija precrtana, to znači da sekcija još nije pripremljena za testiranje (biće pripremljena automatski u prvoj fazi testiranja), ali ako sekcija nije precrtana, to znači da je datoteka već bila kreiran na logičkoj particiji, potpuno spreman za testiranje.

    Imajte na umu da je, uprkos podržanoj mogućnosti rada s logičkim particijama, optimalno testirati diskove koji nisu particionirani na logičke particije. Logičku particiju diska možete obrisati vrlo jednostavno - pomoću umetka Upravljanje diskovima. Da biste mu pristupili, samo kliknite desnim tasterom miša na ikonu Kompjuter na radnoj površini i izaberite stavku u meniju koji se otvori Upravljaj. U prozoru koji se otvori Computer Management na lijevoj strani trebate odabrati stavku Skladištenje, a u njemu - Upravljanje diskovima. Nakon toga, na desnoj strani prozora Computer Management Svi povezani diskovi će biti prikazani. Desnim klikom miša na željeni pogon i odabirom stavke u meniju koji se otvori Delete Volume..., možete izbrisati logičku particiju na fizičkom disku. Podsjetimo, kada izbrišete logičku particiju s diska, sve informacije na njoj se brišu bez mogućnosti oporavka.

    Općenito, korištenjem uslužnog programa IOmeter možete testirati samo prazne diskove ili diskovne nizove. To jest, ne možete testirati disk ili niz diskova na kojem je instaliran operativni sistem.

    Dakle, vratimo se na opis uslužnog programa IOmeter. U prozoru Target na kartici Disk Target morate odabrati disk (ili niz diskova) koji će biti testiran. Zatim morate otvoriti karticu Specifikacije pristupa(slika 2), na kojoj će biti moguće odrediti scenario testiranja.

    Rice. 2. Pristupite kartici Specifikacije uslužnog programa IOmeter

    U prozoru Globalne specifikacije pristupa Postoji lista unaprijed definiranih test skripti koje se mogu dodijeliti upravitelju pokretanja. Međutim, ove skripte nam neće trebati, tako da ih sve možete odabrati i izbrisati (postoji dugme za ovo Izbriši). Nakon toga kliknite na dugme Novo da kreirate novu test skriptu. U prozoru koji se otvori Uredi specifikaciju pristupa Možete definirati scenarij pokretanja za disk ili RAID niz.

    Pretpostavimo da želimo saznati ovisnost brzine sekvencijalnog (linearnog) čitanja i pisanja o veličini bloka zahtjeva za prijenos podataka. Da bismo to učinili, moramo generirati niz skripti za podizanje sistema u sekvencijalnom načinu čitanja na različitim veličinama bloka, a zatim niz skripti za pokretanje sistema u sekvencijalnom načinu pisanja na različitim veličinama bloka. Tipično, veličine blokova se biraju kao niz, čiji je svaki član dvostruko veći od prethodnog, a prvi član ove serije je 512 bajtova. Odnosno, veličine blokova su sljedeće: 512 bajtova, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 KB, 1 MB. Nema smisla praviti veličinu bloka većom od 1 MB za sekvencijalne operacije, jer se s tako velikim veličinama blokova podataka brzina sekvencijalnih operacija ne mijenja.

    Dakle, napravimo skriptu za učitavanje u modu sekvencijalnog čitanja za blok od 512 bajtova.

    Na terenu Ime prozor Uredi specifikaciju pristupa unesite naziv skripte za učitavanje. Na primjer, Sequential_Read_512. Sledeći na terenu Veličina zahtjeva za prijenos postavili smo veličinu bloka podataka na 512 bajtova. Klizač Procentna nasumična/sekvencijalna distribucija(procentualni odnos između sekvencijalnih i selektivnih operacija) pomeramo skroz ulevo tako da sve naše operacije budu samo sekvencijalne. Pa, klizač , koji postavlja procentualni omjer između operacija čitanja i pisanja, pomaknut je skroz udesno tako da su sve naše operacije samo za čitanje. Ostali parametri u prozoru Uredi specifikaciju pristupa nema potrebe za promjenom (slika 3).

    Rice. 3. Uredite prozor specifikacije pristupa da biste kreirali skriptu za učitavanje sekvencijalnog čitanja
    sa veličinom bloka podataka od 512 bajtova

    Kliknite na dugme Uredu, a u prozoru će se pojaviti prva skripta koju smo kreirali Globalne specifikacije pristupa na kartici Specifikacije pristupa IOmeter uslužni programi.

    Slično, trebate kreirati skripte za preostale blokove podataka, međutim, kako biste olakšali rad, lakše je ne kreirati skriptu svaki put iznova klikom na dugme Novo, i nakon odabira posljednjeg kreiranog scenarija, pritisnite dugme Uredi kopiju(uredi kopiju). Nakon ovoga prozor će se ponovo otvoriti Uredi specifikaciju pristupa sa postavkama naše posljednje kreirane skripte. Bit će dovoljno promijeniti samo ime i veličinu bloka. Nakon što ste završili sličnu proceduru za sve druge veličine blokova, možete početi kreirati skripte za sekvencijalno snimanje, što se radi na potpuno isti način, osim što klizač Postotak distribucije čitanja/pisanja, koji postavlja procentualni odnos između operacija čitanja i pisanja, mora se pomeriti skroz ulevo.

    Slično, možete kreirati skripte za selektivno pisanje i čitanje.

    Nakon što su sve skripte spremne, potrebno ih je dodijeliti upravitelju preuzimanja, odnosno naznačiti s kojim će skriptama raditi Dinamo.

    Da bismo to učinili, ponovo provjeravamo šta se nalazi u prozoru Topologija Ime računara (tj. menadžera opterećenja na lokalnom računaru) je istaknuto, a ne individualni radnik. Ovo osigurava da će scenariji opterećenja biti dodijeljeni svim radnicima odjednom. Sledeći u prozoru Globalne specifikacije pristupa odaberite sve scenarije opterećenja koje smo kreirali i pritisnite dugme Dodati. Svi odabrani scenariji učitavanja će biti dodati u prozor (Sl. 4).

    Rice. 4. Dodjeljivanje kreiranih scenarija opterećenja upravitelju opterećenja

    Nakon toga morate otići na karticu Test Setup(Sl. 5), gdje možete podesiti vrijeme izvršavanja svake skripte koju smo kreirali. Da to uradite u grupi Run Time postavite vrijeme izvršenja scenarija učitavanja. Biće dovoljno da podesite vreme na 3 minuta.

    Rice. 5. Postavljanje vremena izvršenja scenarija učitavanja

    Štaviše, na terenu Opis testa Morate navesti naziv cijelog testa. U principu, ova kartica ima puno drugih postavki, ali one nisu potrebne za naše zadatke.

    Nakon što su izvršena sva potrebna podešavanja, preporučuje se da kreirani test sačuvate klikom na dugme sa slikom diskete na traci sa alatkama. Test se čuva sa ekstenzijom *.icf. Nakon toga, kreirani scenario učitavanja možete koristiti tako što ćete pokrenuti ne datoteku IOmeter.exe, već sačuvanu datoteku sa ekstenzijom *.icf.

    Sada možete započeti testiranje direktno klikom na dugme sa zastavicom. Od vas će se tražiti da navedete ime datoteke koja sadrži rezultate testa i odaberete njegovu lokaciju. Rezultati testa se pohranjuju u CSV datoteci, koja se zatim može lako izvesti u Excel i, postavljanjem filtera na prvu kolonu, odabrati željene podatke sa rezultatima testa.

    Tokom testiranja, srednji rezultati se mogu vidjeti na kartici Prikaz rezultata, a na kartici možete odrediti kojem scenariju učitavanja pripadaju Specifikacije pristupa. U prozoru Specifikacija dodijeljenog pristupa pokrenuta skripta se pojavljuje zelenom bojom, završene skripte crvenom, a neizvršene skripte plavom.

    Dakle, pogledali smo osnovne tehnike za rad sa uslužnim programom IOmeter, koji će biti potreban za testiranje pojedinačnih diskova ili RAID nizova. Imajte na umu da nismo govorili o svim mogućnostima uslužnog programa IOmeter, ali opis svih njegovih mogućnosti je izvan okvira ovog članka.

    Kreiranje RAID niza zasnovanog na GIGABYTE SATA2 kontroleru

    Dakle, počinjemo da kreiramo RAID niz baziran na dva diska koristeći GIGABYTE SATA2 RAID kontroler integrisan na ploči. Naravno, sam Gigabyte ne proizvodi čipove, pa se stoga ispod GIGABYTE SATA2 čipa krije ponovo označeni čip druge kompanije. Kao što možete saznati iz INF datoteke drajvera, riječ je o JMicron JMB36x seriji kontrolera.

    Pristup meniju za podešavanje kontrolera moguć je u fazi pokretanja sistema, za šta je potrebno pritisnuti kombinaciju tastera Ctrl+G kada se na ekranu pojavi odgovarajući natpis. Naravno, prvo u postavkama BIOS-a morate definisati režim rada dva SATA porta koji se odnose na GIGABYTE SATA2 kontroler kao RAID (u suprotnom će pristup meniju konfiguratora RAID niza biti nemoguć).

    Meni podešavanja za GIGABYTE SATA2 RAID kontroler je prilično jednostavan. Kao što smo već napomenuli, kontroler je dual-port i omogućava vam da kreirate RAID nizove nivoa 0 ili 1. Preko menija postavki kontrolera možete izbrisati ili kreirati RAID niz. Kada kreirate RAID niz, možete odrediti njegovo ime, odabrati nivo niza (0 ili 1), postaviti veličinu trake za RAID 0 (128, 84, 32, 16, 8 ili 4K), a također odrediti veličinu niz.

    Jednom kada je niz kreiran, bilo kakve promjene u njemu više nisu moguće. To jest, ne možete naknadno promijeniti za kreirani niz, na primjer, njegov nivo ili veličinu trake. Da biste to učinili, prvo morate izbrisati niz (uz gubitak podataka), a zatim ga ponovo kreirati. Zapravo, ovo nije jedinstveno za GIGABYTE SATA2 kontroler. Nemogućnost promjene parametara kreiranih RAID nizova karakteristika je svih kontrolera, što proizilazi iz samog principa implementacije RAID niza.

    Jednom kada je niz baziran na GIGABYTE SATA2 kontroleru kreiran, njegove trenutne informacije se mogu videti pomoću GIGABYTE RAID Configurer uslužnog programa, koji se instalira automatski zajedno sa drajverom.

    Kreiranje RAID niza zasnovanog na Marvell 9128 kontroleru

    Konfigurisanje Marvell 9128 RAID kontrolera moguće je samo preko BIOS postavki Gigabyte GA-EX58A-UD7 ploče. Općenito, mora se reći da je meni konfiguratora Marvell 9128 kontrolera pomalo grub i može dovesti u zabludu neiskusne korisnike. Međutim, o ovim manjim nedostacima ćemo govoriti nešto kasnije, ali za sada ćemo razmotriti glavnu funkcionalnost Marvell 9128 kontrolera.

    Dakle, iako ovaj kontroler podržava SATA III drajvove, on je takođe potpuno kompatibilan sa SATA II drajvovima.

    Marvell 9128 kontroler vam omogućava da kreirate RAID niz nivoa 0 i 1 na osnovu dva diska. Za niz nivoa 0, možete postaviti veličinu trake na 32 ili 64 KB, kao i navesti ime niza. Osim toga, postoji opcija kao što je Gigabyte Rounding, za koju je potrebno objašnjenje. Unatoč nazivu, koji je sličan imenu proizvođača, funkcija Gigabyte Rounding nema nikakve veze s tim. Štaviše, ni na koji način nije povezan sa nizom RAID nivoa 0, iako se u postavkama kontrolera može definisati posebno za niz ovog nivoa. Zapravo, ovo je prvi od onih nedostataka u konfiguratoru kontrolera Marvell 9128 koje smo spomenuli. Funkcija Gigabyte Rounding definirana je samo za RAID nivo 1. Omogućava vam korištenje dva diska (na primjer, različitih proizvođača ili različiti modeli), čiji se kapacitet malo razlikuje jedan od drugog. Funkcija Gigabyte Rounding precizno postavlja razliku u veličinama dva diska koja se koriste za kreiranje RAID nivoa 1. U kontroleru Marvell 9128, funkcija Gigabyte Rounding vam omogućava da postavite razliku u veličinama diskova na 1 ili 10. GB.

    Još jedna mana u konfiguratoru kontrolera Marvell 9128 je to što prilikom kreiranja RAID niza nivoa 1 korisnik ima mogućnost odabira veličine trake (32 ili 64 KB). Međutim, koncept trake uopće nije definiran za RAID nivo 1.

    Kreiranje RAID niza zasnovanog na kontroleru integrisanom u ICH10R

    RAID kontroler integrisan u ICH10R južni most je najčešći. Kao što je već napomenuto, ovaj RAID kontroler ima 6 portova i podržava ne samo kreiranje RAID 0 i RAID 1 nizova, već i RAID 5 i RAID 10.

    Pristup izborniku za podešavanje kontrolera moguć je u fazi pokretanja sistema, za što trebate pritisnuti kombinaciju tipki Ctrl + I kada se na ekranu pojavi odgovarajući natpis. Naravno, prvo u BIOS postavkama treba da definišete režim rada ovog kontrolera kao RAID (u suprotnom će biti nemoguć pristup meniju konfiguratora RAID niza).

    Meni za podešavanje RAID kontrolera je prilično jednostavan. Preko menija postavki kontrolera možete izbrisati ili kreirati RAID niz. Kada kreirate RAID niz, možete odrediti njegovo ime, odabrati nivo niza (0, 1, 5 ili 10), postaviti veličinu trake za RAID 0 (128, 84, 32, 16, 8 ili 4K), a također odrediti veličina niza.

    Poređenje performansi RAID-a

    Da bismo testirali RAID nizove pomoću uslužnog programa IOmeter, kreirali smo scenarije za sekvencijalno čitanje, sekvencijalno upisivanje, selektivno čitanje i selektivno učitavanje. Veličine blokova podataka u svakom scenariju učitavanja bile su sljedeće: 512 bajtova, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 KB, 1 MB.

    Na svakom od RAID kontrolera kreirali smo RAID 0 niz sa svim dozvoljenim veličinama traka i RAID 1 niz. na svakom od RAID kontrolera.

    Dakle, pogledajmo rezultate našeg testiranja.

    GIGABYTE SATA2 kontroler

    Pre svega, pogledajmo rezultate testiranja RAID nizova zasnovanih na GIGABYTE SATA2 kontroleru (slika 6-13). Općenito se pokazalo da je kontroler doslovno misteriozan, a njegov učinak jednostavno je razočarao.

    Rice. 6. Brzina sekvencijalna
    i selektivne diskovne operacije
    Western Digital WD1002FBYS

    Rice. 7. Brzina sekvencijalna

    sa veličinom trake od 128 KB
    (GIGABYTE SATA2 kontroler)

    Rice. 12.Serijska brzina
    i selektivne operacije za RAID 0
    sa veličinom trake od 4 KB
    (GIGABYTE SATA2 kontroler)

    Rice. 13.Serijska brzina
    i selektivne operacije
    za RAID 1 (GIGABYTE SATA2 kontroler)

    Ako pogledate karakteristike brzine jednog diska (bez RAID niza), onda maksimalna brzina Brzina sekvencijalnog čitanja je 102 MB/s, a maksimalna brzina sekvencijalnog pisanja je 107 MB/s.

    Prilikom kreiranja RAID 0 niza sa veličinom trake od 128 KB, maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja i pisanja se povećava na 125 MB/s, što je povećanje od približno 22%.

    Sa veličinama traka od 64, 32 ili 16 KB, maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja je 130 MB/s, a maksimalna brzina sekvencijalnog pisanja je 141 MB/s. Odnosno, sa navedenim veličinama traka, maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja se povećava za 27%, a maksimalna brzina sekvencijalnog pisanja povećava se za 31%.

    Zapravo, ovo nije dovoljno za niz nivoa 0, a ja bih volio da maksimalna brzina sekvencijalnih operacija bude veća.

    S veličinom trake od 8 KB, maksimalna brzina sekvencijalnih operacija (čitanje i pisanje) ostaje približno ista kao kod veličine trake od 64, 32 ili 16 KB, međutim, očigledni su problemi sa selektivnim čitanjem. Kako se veličina bloka podataka povećava do 128 KB, selektivna brzina čitanja (kako bi trebala) raste proporcionalno veličini bloka podataka. Međutim, kada je veličina bloka podataka veća od 128 KB, selektivna brzina čitanja pada na skoro nulu (na približno 0,1 MB/s).

    Sa veličinom trake od 4 KB, ne samo da selektivna brzina čitanja pada kada je veličina bloka veća od 128 KB, već i brzina sekvencijalnog čitanja kada je veličina bloka veća od 16 KB.

    Korišćenje RAID 1 niza na GIGABYTE SATA2 kontroleru ne menja značajno sekvencijalnu brzinu čitanja (u poređenju sa jednim diskom), ali je maksimalna sekvencijalna brzina pisanja smanjena na 75 MB/s. Podsjetimo da za RAID 1 niz, brzina čitanja treba da se poveća, a brzina pisanja ne bi trebalo da se smanji u poređenju sa brzinom čitanja i pisanja jednog diska.

    Na osnovu rezultata testiranja GIGABYTE SATA2 kontrolera, može se izvući samo jedan zaključak. Ima smisla koristiti ovaj kontroler za kreiranje RAID 0 i RAID 1 nizova samo ako se svi drugi RAID kontroleri (Marvell 9128, ICH10R) već koriste. Iako je prilično teško zamisliti takvu situaciju.

    Marvell 9128 kontroler

    Marvell 9128 kontroler je pokazao mnogo veće karakteristike brzine u poređenju sa GIGABYTE SATA2 kontrolerom (sl. 14-17). Zapravo, razlike se pojavljuju čak i kada kontroler radi s jednim diskom. Ako je za GIGABYTE SATA2 kontroler maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja 102 MB/s i postiže se sa veličinom bloka podataka od 128 KB, tada je za Marvell 9128 kontroler maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja 107 MB/s i postiže se sa podacima veličina bloka 16 KB.

    Prilikom kreiranja RAID 0 niza sa veličinama traka od 64 i 32 KB, maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja se povećava na 211 MB/s, a brzina sekvencijalnog pisanja se povećava na 185 MB/s. Odnosno, sa navedenim veličinama traka, maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja se povećava za 97%, a maksimalna brzina sekvencijalnog pisanja povećava se za 73%.

    Nema značajne razlike u performansama brzine RAID 0 niza s veličinom trake od 32 i 64 KB, međutim, upotreba trake od 32 KB je poželjnija, jer je u ovom slučaju brzina sekvencijalnih operacija s veličinom bloka manje od 128 KB bit će nešto veće.

    Prilikom kreiranja RAID 1 niza na Marvell 9128 kontroleru, maksimalna brzina sekvencijalne operacije ostaje praktično nepromijenjena u poređenju sa jednim diskom. Dakle, ako je za jedan disk maksimalna brzina sekvencijalnih operacija 107 MB/s, onda je za RAID 1 105 MB/s. Takođe imajte na umu da se za RAID 1 performanse selektivnog čitanja blago pogoršavaju.

    Općenito, treba napomenuti da kontroler Marvell 9128 ima dobre karakteristike brzine i može se koristiti i za kreiranje RAID nizova i za povezivanje pojedinačnih diskova na njega.

    Kontroler ICH10R

    Pokazalo se da je RAID kontroler ugrađen u ICH10R najbolji od svih koje smo testirali (Slika 18-25). Kada radite sa jednim diskom (bez kreiranja RAID niza), njegove performanse su gotovo iste kao kod Marvell 9128 kontrolera.

    Rice. 18. Sekvencijalna brzina
    i selektivne operacije
    za Western Digital WD1002FBYS disk (ICH10R kontroler)

    Ako govorimo o RAID 0 polju na ICH10R kontroleru, tada maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja i pisanja ne ovisi o veličini trake i iznosi 212 MB/s. Samo veličina bloka podataka pri kojoj se postiže maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja i pisanja ovisi o veličini trake. Rezultati testa pokazuju da je za RAID 0 baziran na ICH10R kontroleru optimalno koristiti traku od 64 KB. U ovom slučaju, maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja i pisanja postiže se s veličinom bloka podataka od samo 16 KB.

    Dakle, da rezimiramo, još jednom naglašavamo da RAID kontroler ugrađen u ICH10R značajno nadmašuje sve ostale integrisane RAID kontrolere po performansama. A s obzirom da ima i veću funkcionalnost, optimalno je koristiti upravo ovaj kontroler i jednostavno zaboraviti na postojanje svih ostalih (osim, naravno, ako sistem ne koristi SATA III drajvove).

    Danas ćemo naučiti zanimljive informacije o tome šta je RAID niz i kakvu ulogu ti nizovi igraju u životu tvrdih diskova, da, upravo u njima.

    Sami tvrdi diskovi igraju prilično dobro važnu ulogu u kompjuteru, jer uz pomoć njih pokrećemo sistem i pohranjujemo mnogo informacija o njima.

    Vrijeme prolazi i svaki hard disk može pokvariti, može biti bilo koji o kojem danas ne govorimo.

    Nadam se da su mnogi čuli za tzv raid nizovi, koji vam omogućavaju ne samo da ubrzate rad tvrdih diskova, već i, ako se nešto dogodi, da sačuvate važne podatke od nestanka, možda zauvijek.

    Takođe, ovi nizovi imaju serijske brojeve, zbog čega se razlikuju. Svaki od njih obavlja različite funkcije. Na primjer, postoji RAID 0, 1, 2, 3, 4, 5 itd. Danas ćemo govoriti o istim tim nizovima, a zatim ću napisati članak o tome kako koristiti neke od njih.

    Šta je RAID niz?

    RAID je tehnologija koja vam omogućava kombiniranje nekoliko uređaja, odnosno tvrdih diskova, u našem slučaju postoji nešto poput gomile. Time povećavamo pouzdanost skladištenja podataka i brzinu čitanja/pisanja. Možda jedna od ovih funkcija.

    Dakle, ako želite ili ubrzati svoj disk ili jednostavno osigurati svoje podatke, na vama je. Tačnije, zavisi od izbora željene Raid konfiguracije, ove konfiguracije su označene serijskim brojevima 1, 2, 3...

    Raids je vrlo korisna funkcija i preporučujem svima da je koriste. Na primjer, ako koristite 0 konfiguraciju, tada ćete osjetiti povećanje brzine tvrdog diska, na kraju krajeva, tvrdi diskovi su gotovo najniže brzine.

    Ako pitate zašto, onda mislim da je sve jasno. Svake godine postaju sve moćniji, opremljeni su višim frekvencijama, više jezgri i još mnogo toga. Isto sa i. Ali hard diskovi za sada samo rastu u obimu, ali stopa obrtanja ostaje ista kao kod 7200. Naravno, postoje i rjeđi modeli. Situaciju su do sada spašavali tzv., koji nekoliko puta ubrzavaju sistem.

    Recimo da ste došli da gradite RAID 1, u ovom slučaju ćete dobiti visoku garanciju zaštite vaših podataka, jer će oni biti duplirani na drugom uređaju (disku) i, ako jedan hard disk pokvari, sve informacije će ostati na drugom.

    Kao što možete vidjeti iz primjera, racije su vrlo važne i korisne, potrebno ih je koristiti.

    Dakle, RAID niz je fizički kombinacija dva čvrsta diska povezana na matičnu ploču, ili tri ili četiri. Inače, trebalo bi da podržava i kreiranje RAID nizova. Povezivanje tvrdih diskova vrši se prema standardu, a kreiranje racija se odvija na softverskom nivou.

    Kada smo programski kreirali raid, ništa se nije promijenilo na oko, samo ćete raditi u BIOS-u, a sve ostalo će ostati kao što je bilo, odnosno kada pogledate u My Computer, vidjet ćete sve iste povezane drajvove.

    Za kreiranje niza ne treba vam puno: matična ploča s podrškom za RAID, dva identična čvrsta diska ( važno je). Trebali bi biti isti ne samo po veličini, već i po kešu, interfejsu itd. Poželjno je da proizvođač bude isti. Sada uključite računar i tamo potražite parametar SATA konfiguracija i stavi ga RAID. Nakon ponovnog pokretanja računara, trebao bi se pojaviti prozor u kojem ćemo vidjeti informacije o diskovima i napadima. Tu moramo kliknuti CTRL+I da započnete postavljanje raida, odnosno dodavanje ili uklanjanje diskova iz njega. Tada će početi njegova konfiguracija.

    Koliko ima ovih racija? Ima ih nekoliko, naime RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID 6. Ja ću detaljnije govoriti samo o dva od njih.

    1. RAID 0– omogućava vam da kreirate niz diskova kako biste povećali brzinu čitanja/pisanja.
    2. RAID 1– omogućava vam da kreirate zrcaljene diskove za zaštitu podataka.

    RAID 0, šta je to?

    Niz RAID 0, koji se još naziva "skidanje" koristi od 2 do 4 hard diska, rijetko više. Radeći zajedno, oni poboljšavaju produktivnost. Dakle, podaci s takvim nizom se dijele na blokove podataka, a zatim se zapisuju na nekoliko diskova odjednom.

    Performanse se povećavaju zbog činjenice da se jedan blok podataka upisuje na jedan disk, na drugi disk, drugi blok, itd. Mislim da je jasno da će 4 diska povećati performanse više od dva. Ako govorimo o sigurnosti, ona pati u cijelom nizu. Ako jedan od diskova pokvari, tada će u većini slučajeva sve informacije biti zauvijek izgubljene.

    Činjenica je da se u nizu RAID 0 informacije nalaze na svim diskovima, odnosno bajtovi datoteke nalaze se na nekoliko diskova. Stoga, ako jedan disk pokvari, određena količina podataka će također biti izgubljena, a oporavak je nemoguć.

    Iz ovoga proizilazi da je potrebno napraviti stalne na vanjskim medijima.

    RAID 1, šta je to?

    Niz RAID 1, takođe se zove Mirroring- ogledalo. Ako govorimo o nedostatku, onda je u RAID-u 1 volumen jednog od tvrdih diskova, takoreći, "nedostupan" za vas, jer se koristi za dupliciranje prvog diska. U RAID-u 0 ovaj prostor je dostupan.

    Među prednostima, kao što ste vjerovatno već pretpostavili, proizlazi da niz pruža visoku pouzdanost podataka, odnosno ako jedan disk pokvari, svi podaci će ostati na drugom. Malo je vjerovatno da će kvar dva diska odjednom. Takav niz se često koristi na serverima, ali to ne sprečava da se koristi na običnim računarima.

    Ako odaberete RAID 1, znajte da će performanse pasti, ali ako su vam podaci važni, onda koristite pristup podacima.

    RAID 2-6, šta je to?

    Sada ću ukratko opisati preostale nizove, da tako kažem, za opći razvoj, a sve zato što nisu toliko popularni kao prva dva.

    RAID 2– potrebno za nizove koji koriste Hammingov kod (nije me zanimalo kakav je to kod). Princip rada je približno isti kao kod RAID-a 0, odnosno informacije se također dijele na blokove i zapisuju na diskove jedan po jedan. Preostali diskovi se koriste za pohranjivanje kodova za ispravljanje grešaka, uz pomoć kojih se, ako jedan od diskova pokvari, podaci mogu oporaviti.

    Istina, za ovaj niz je bolje koristiti 4 diska, što je prilično skupo, a kako se ispostavilo, kada se koristi toliko diskova, povećanje performansi je prilično kontroverzno.

    RAID 3, 4, 5, 6– Ovdje neću pisati o ovim nizovima, pošto su potrebne informacije već na Wikipediji, ako želite da saznate o tim nizovima, onda ih pročitajte.

    Koji RAID niz odabrati?

    Recimo da često instalirate razne programe, igrice i kopirate mnogo muzike ili filmova, onda vam se preporučuje korištenje RAID 0. Pri odabiru hard diskova budite oprezni, moraju biti vrlo pouzdani kako ne bi izgubili informacije. Obavezno napravite sigurnosnu kopiju svojih podataka.

    Postoje li važne informacije koje treba čuvati na sigurnom? Tada RAID 1 dolazi u pomoć Prilikom odabira tvrdih diskova, njihove karakteristike također moraju biti identične.

    Zaključak

    Tako smo sredili za neke nove, a za druge stare informacije o RAID nizovima. Nadam se da će vam informacije biti korisne. Uskoro ću pisati o tome kako kreirati ove nizove.



    Slični članci