RAID - бастапқыда желілік сервер нарығы үшін үлкен қаражатты төменірек құны бойынша жасау құралы ретінде жасалған шешім. Шын мәнінде, біршама үлкен сыйымдылықты жетекті қамтамасыз ету үшін контроллер арқылы бірнеше шығындарды азайтуға және оларды біріктіруге болады. RAID мынада: қымбат емес дискілердің немесе дискілердің артық массиві. Осы мақсатқа жету үшін әртүрлі дискілер арасында бөлінетін деректерді басқару үшін мамандандырылған бағдарламалық жасақтама мен контроллер қажет болды.
Сайып келгенде, стандартты компьютерлік жүйенің өңдеу қуаты мүмкіндіктері дербес компьютерлер нарығына өздерінің жолын сүзуге мүмкіндік берді.
Енді RAID сақтау орны бағдарламалық жасақтама немесе аппараттық құралдарға негізделген болуы мүмкін және үш түрлі мақсаттарда пайдалануға болады. Бұлар қуаттылықты, қауіпсіздікті және өнімділікті қамтиды. Сыйымдылығы әдетте пайдаланылатын RAID-нің барлық түрлеріне әдетте қатысады. Мысалға, екі қатты драйв бір-бірімен біріктіріліп, операциялық жүйеге екі рет сыйымдылығы бар виртуалды дискіні тиімді түрде қосуға болады. Өнімділік дербес компьютерде RAID орнатуын пайдаланудың тағы бір маңызды себебі болып табылады. Екі драйвтың бірдей үлгісінде жалғыз диск ретінде пайдаланылатын контроллер дерек бөлігін екі бөлікке бөліп, сол бөліктердің әрқайсысын бөлек дискетке орналастыруы мүмкін. Бұл деректерді сақтау жүйесіндегі деректерді оқу немесе жазудың тиімділігін екі есе арттырады. Соңында, RAID деректер қауіпсіздігі үшін пайдаланылуы мүмкін.
Бұл екі дискке де жазылған деректерді шын мәнінде клондау үшін дискілердегі кейбір кеңістікті пайдалану арқылы жасалады. Тағы да, екі дискте біз деректерді екі дискке де жазуға болатындай етіп жасай аламыз. Осылайша, егер бір жүргізуші істен шықса, екіншісі де деректерге ие.
Компьютерлік жүйе үшін бірге қойғыңыз келетін сақтау массивінің мақсаттарына байланысты осы үш мақсатқа жету үшін RAID түрлі деңгейлерінің бірін қолданасыз.
Қатты дискілерді компьютерде қолданатын адамдар үшін, өнімділік сыйымдылыққа қарағанда көбірек мәселе болуы мүмкін. Екінші жағынан, қатты күйдегі дискілерді пайдаланатындар, кішірек дискілерді алуға және бір үлкенірек дискіні жасау үшін бір-бірімен байланыстыруға мүмкіндік береді. Сонымен, жеке компьютермен пайдалануға болатын RAID түрлі деңгейлеріне қарап көрейік.
RAID 0
Бұл RAID-тің ең төменгі деңгейі және іс жүзінде кез-келген артықшылықты ұсынбайды, сондықтан ол 0-деңгейге жатады. Негізінен, RAID 0 екі немесе одан да көп дискіні алады және оларды үлкенірек сыйымдылыққа айналдыру үшін біріктіреді. Бұған жол белдеуі деп аталатын процессор арқылы қол жеткізіледі. Деректер блоктары деректер шрифттеріне бөлініп, кейін дискілердің ішінде жазылады. Бұл өнімділікті арттыруға мүмкіндік береді, себебі деректер бір мезетте контроллердің жетектеріне жылдамдықты көбейтуге мүмкіндік береді. Төменде үш диск бойынша қалай жұмыс істейтіні туралы мысал келтірілген:
| Диск 1 | 2-драйв | Диск 3 | |
|---|---|---|---|
| Блок 1 | 1 | 2 | 3 |
| 2-блок | 4 | 5 | 6 |
| Блок 3 | 7 | 8 | 9 |
RAID 0-нің жүйенің өнімділігін арттыру үшін тиімді жұмыс істеуі үшін, сізге сәйкес дискілерді қолданып көріңіз. Әрбір диск жетегінің сыйымдылығы мен жұмыс сипаттамалары бірдей болуы керек.
Егер олар істемесе, онда сыйымдылық дискілердің ең кішкентай санына және өнімділікті дискілердің ең баяуына дейін шектеледі, себебі барлық жолақтардың келесі жиынға өтуге дейін жазылуы күтіледі. Қате дискілерді қолдануға болады, бірақ бұл жағдайда JBOD орнату тиімдірек болуы мүмкін.
JBOD бірнеше дискілерді білдіреді және тиімді бір-біріне қарамастан қол жеткізуге болатын, бірақ амалдық жүйеге бір сақтаушы диск ретінде пайда болатын дискілер жинағы. Бұл, әдетте, дискілер арасындағы деректер ауқымының болуы арқылы қол жеткізіледі. Жиі бұл SPAN немесе BIG деп аталады.
Белсенді түрде жұмыс істейтіндіктен, олардың барлығын бір диск ретінде көреді, бірақ блоктары бірінші дискіде толтырылғанша жазылады, содан кейін екіншіге, үшіншіге дейін жетеді. Бұл қолданыстағы компьютерлік жүйелерге қосымша мүмкіндіктерді қосу үшін пайдалы және әртүрлі мөлшердегі дискілермен, бірақ ол диск массивінің өнімділігін арттырмайды.
RAID 0 және JBOD қондырғыларымен ең үлкен мәселе - деректер қауіпсіздігі. Сізде бірнеше диск бар болғандықтан, сізде сәтсіздікке ұшырау нүктелері болғандықтан, деректердің бұзылуы ықтималдығы артты. Егер RAID 0 массивіндегі кез-келген диск жетіспесе, барлық деректер қол жетімсіз болады. JBOD жүйесінде диск жетіспеушілігі сол дискеттегі кез келген деректердің жоғалуына әкеледі. Нәтижесінде, осы сақтау әдісін қолданғысы келетіндер өздерінің деректерінің сақтық көшірмесін жасаудың басқа амалдары болуы керек.
RAID 1
Бұл массивте сақталған деректердің толық деңгейін қамтамасыз ететін, өйткені RAID бірінші шынайы деңгейі. Мұны айналы деп аталатын процесс арқылы жасайды. Белсенді түрде, жүйеге жазылған барлық деректер 1-деңгей массивіндегі әр дискке көшіріледі. RAID-тің бұл түрі әдетте тек жұп жетектермен жасалады, өйткені қосымша дискілерді қосу кез-келген қосымша сыйымдылықты, қосымша артықшылықты қоспайды. Бұған мысал келтірейік, мұнда екі дискке қалай жазылатындығын көрсететін диаграмма берілген:
| Диск 1 | 2-драйв | |
|---|---|---|
| Блок 1 | 1 | 1 |
| 2-блок | 2 | 2 |
| Блок 3 | 3 | 3 |
RAID 1 орнатылымынан тиімді пайдалану үшін жүйе бірдей сыйымдылық пен өнімділік көрсеткіштерін бөлетін сәйкес келетін дискілерді пайдаланады.
Егер сәйкес емес дискілер пайдаланылса, массивтің жиілігі массивтің ең кіші сыйымдылығына тең болады. Мысалы, егер RAID 1 массивінде 1,5 жарым терабайт және бір терабайт дискісі пайдаланылса, жүйеде бұл массивтің сыйымдылығы бір терабайт болады.
RAID-дің бұл деңгейі деректер қауіпсіздігі үшін өте тиімді, себебі екі диск жетегі бірдей. Егер екі дискінің біреуі сәтсіз болса, екіншісінде басқа біреудің толық деректері бар. Орнатудың осы түріне қатысты мәселе әдетте дискілердің қайсысының сәтсіздікке ұшырауын анықтайды, себебі екіеудің біреуі сәтсіз болған кезде сақтау орны қол жетімсіз болады және сәтсіздіктің орнына жаңа диск салынғанша қалпына келтірілмейді және қалпына келтіру процесс орындалады. Жоғарыда айтылғандай, осыдан ешқандай өнімділік пайда болмайды. Іс жүзінде, RAID үшін контроллердің үстеме шығынын азайтады.
RAID 1 + 0 немесе 10
Бұл RAID деңгейлері 0-ден де, 1-деңгейге де қиындатады. Осы режимде жұмыс істеу үшін контроллерге кем дегенде төрт драйв қажет болады, себебі ол жасалатын екі жұп драйвты жасайды. Дискілердің бірінші жиынтығы - бұл екі арасындағы деректерді клонирленген айнымалы массив. Дискілердің екінші жиынтығы да айнаға айналды, бірақ бірінші жолақ ретінде орнатылды. Бұл деректерді резервтеуді және өнімділікті арттыруды қамтамасыз етеді. Төменде деректердің төрт түрдегі драйверлерде қалай жазылатындығына мысал келтірілген:
| Диск 1 | 2-драйв | Диск 3 | Жетек 4 | |
|---|---|---|---|---|
| Блок 1 | 1 | 1 | 2 | 2 |
| 2-блок | 3 | 3 | 4 | 4 |
| Блок 3 | 5 | 5 | 6 | 6 |
Шынымды айтсам, бұл компьютерлік жүйеде жұмыс істейтін RAID-дің қажеті жоқ режимі. Дегенмен, ол кейбір өнімділікті арттырады, бірақ бұл жүйедегі үлкен көлемді шығындардың арқасында жақсы емес. Сонымен қатар, бұл кеңістіктің үлкен қалдықтары, себебі диск жетегі барлық жетектердің бір-бірімен араласатын сыйымдылығының тек жартысында ғана болады. Егер сәйкес келмейтін дискілер пайдаланылса, өнімділік драйверлердің ең баяулығымен шектеледі және сыйымдылығы екі есе кішкентай диск жетеді.
RAID 5
Бұл тұтынушы компьютер жүйелерінде табуға болатын және әлеуетті және артықтығын арттырудың әлдеқайда тиімді әдісі болып табылатын RAID ең жоғары деңгей. Бұл деректерді паритетті жолмен өңдеу жолымен жетеді. Бұл әрекетті орындау үшін кем дегенде үш драйв қажет, себебі деректер бірнеше дискілерде жолақтарға бөлінеді, бірақ кейін жолдың бір блогы паритетке бөлінеді. Мұны жақсы түсіндіру үшін алдымен деректер үш диск бойынша қалай жазылатындығын қарастырыңыз:
| Диск 1 | 2-драйв | Диск 3 | |
|---|---|---|---|
| Блок 1 | 1 | 2 | с |
| 2-блок | 3 | с | 4 |
| Блок 3 | с | 5 | 6 |
Шын мәнінде, диск контроллері массивтің барлық дискілерінде жазылатын деректер жинағын алады. Деректердің бірінші биті бірінші дискке, екіншісі екіншіге орналастырылады. Үшінші драйв паритит битін алады, ол бірінші және екіншідегі екілік деректерді салыстыру болып табылады. Екілік математикада сізде 0 және 1 ғана бар. Биттерді салыстыру үшін логикалық математикалық процесс жасалады. Егер екеуі бірдей нөмірге қосылса (0 + 0 немесе 1 + 1), онда теңдік биті нөлге тең болады. Егер екеуі тақ санға (1 + 0 немесе 0 + 1) қосылса, онда паритеттік бит бір болады. Мұның себебі, егер жетектердің бірі сәтсіз болса, онда контроллер жетіспейтін деректердің не екенін анықтай алады. Мысалы, диск жетегінің біреуі істен шықса, тек екі және үш диск жетегін қалдырып, ал екеуі дискінің біреуінің деректер блогы бар, ал үшеудің үшеуі біреуінің паритетті блогы болса, онда дискінің жетіспейтін деректер блогы нөлге тең болуы керек.
Бұл барлық деректердің диск жетіспеушілігінен қалпына келтірілуіне мүмкіндік беретін тиімді деректерді резервтеуді қамтамасыз етеді. Енді тұтынушылардың көпшілігінің орнатылуына байланысты жүйенің істемеуі функционалды күйде болмағандықтан, сәтсіздікке әкеледі. Жүйенің функционалдығын алу үшін, сәтсіз дискіні жаңа дискімен ауыстыру керек. Содан кейін деректерді қайта жасау процесі контроллер деңгейінде жасалуы тиіс, ол кейін жетіспейтін диск жетегіндегі деректерді қайта жасау үшін кері логикалық функцияны орындайды. Бұл, әсіресе үлкен қуаттылықтар үшін, біраз уақыт кетуі мүмкін, бірақ ол кем дегенде қалпына келтіріледі.
Енді RAID 5 массивінің сыйымдылығы массивіндегі дискілер саны мен олардың сыйымдылығына байланысты. Тағы да, жиым массивтің ең кішкентай сыйымдылығымен шектеледі, осылайша сәйкесті дискілерді пайдалану жақсы. Тиімді сақтау орны минимум бір есе аз сыйымдылығы бар дискілер санына тең. Математикалық тұрғыдан алғанда, ол (n-1) * Capacitymin . Осылайша, сізде RAID 5 массивінде 2Гб үш диск бар болса, жалпы сыйымдылығы 4 ГБ болады. Төрт 2 ГБ дискідегі басқа RAID 5 массиві 6 Гбайт сыйымдылыққа ие болады.
Енді RAID 5 өнімділігі деректерді дискілерге жазғанда паритетті бит жасау үшін жасалуы керек логикалық үдерістің арқасында RAID-дің кейбір басқа нысандарына қарағанда біраз күрделірек. Бұл жазу өнімділігі RAID 0 массивіне қарағанда дискілердің бірдей санынан кем болады дегенді білдіреді. Екінші жағынан, өнімділікті оқу, жазудың қаншалықты зардаптары болмағандықтан, логикалық процесс орындалмайды, себебі ол дискілерден тікелей деректерді оқиды.
Барлық RAID орнатылымдары бар үлкен мәселе
Біз RAID дискілерінің әрқайсысының жеке компьютерлерде қолданылатын әр түрлі деңгейлері мен артықшылықтарын талқыладық, бірақ көптеген адамдар RAID диск жетектерін орнату туралы сөз болғанда түсінбейтін басқа мәселе бар. RAID орнатуды қолданбас бұрын, оны алдымен аппараттық бағдарламалық құралды басқару құралы немесе операциялық жүйенің бағдарламалық жасақтамасы арқылы жасау керек. Бұл деректерді дискіде қалай жазылып, оқылатындығын дұрыс қадағалауға қажетті арнайы пішімдеуді айтарлықтай инициализациялайды.
Бұл, мүмкін, мәселе сияқты емес, бірақ сіз тіпті егер сіздің RAID массивіңіз қалай бапталғанын өзгерту қажет болса. Мысалы, деректерде төмен жұмыс істеп жатқандығын және RAID 0 немесе RAID 5 массиві үшін қосымша дискіні қосқыңыз келетінін айтады. Көп жағдайларда, біріншіден, сол дискілерде сақталған деректердің кез-келгенін алып тастай алатын RAID массивін қайта конфигурациялау мүмкін болмайды. Бұл сіздің деректеріңіздің толық сақтық көшірмесін жасау керек, жаңа диск жетегін қосыңыз, диск жетегінің жиынын қайта өзгертіңіз, сол массив пішімін өзгертіңіз, содан кейін түпнұсқалық деректеріңізді дискіге қалпына келтіріңіз. Бұл өте ауыр процесс болуы мүмкін. Нәтижесінде, сіз шынымен алаптың бірінші рет жасағыңыз келгендігіне көз жеткізіңіз.