Logo

RAID

Redundant Array of Independent Disks

Co je to RAID?

    Zkratka původně znamenala Redundant Array of Inexpensive Disks - Pole redundantních (nadbytečných) levných disků. Dnes se spíše používá Redundant Array of Independent Disks – Pole redundantních (nadbytečných) nezávislých disků.


RAID-0 (též striping)

 Princip tohoto pole je jednoduchý, používá se dva nebo více disků (ideálně stejné kapacity). Data jsou zapisována v malých blocích (např. 8 KiB) střídavě na jednotlivé disky. U tohoto pole je na rozdíl od ostatních typů RAID snížená bezpečnost uložených dat, protože výpadek jediného disku znamená ztrátu dat v celém poli. Důvodem použití je zvýšený výkon, tedy zvýšení rychlosti a propustnosti jak při čtení, tak při zápisu dat. Uložení např. 100 MiB dat na 2 disky sdružené v RAID-0 poli trvá zhruba stejně dlouho jako uložení 50 MiB dat na jeden disk. Nárůst výkonu je tedy de-facto lineární, čím více disků, tím větší výkon. Pro představu, RAID-0 funguje podobně, jako když hadicí napouštíte bazén – použijete-li dvě stejné hadice, bazén se naplní dvakrát rychleji. Pole se často používá například pro střih videa apod. Kapacita pole je dána nejmenším diskem násobeným počtem disků (proto je ideální používat disky stejné kapacity).

 
JBOD

 Speciálním polem podobným RAID-0 je JBOD. Pole podobně jako RAID-0 zvyšuje kapacitu pole více disky, výsledná kapacita pole je dána součtem jejich kapacit. Narozdíl oproti RAID-0 nevyžaduje pole disky stejné kapacity a při použití disků různých kapacit není kapacita „navíc“ u větších disku oproti menším v poli ztracena. Nevýhodou je, že u tohoto pole není nárůst rychlosti jako u RAID-0. Pole je vlastně jen sdružením více disků do jednoho logického pro zvýšení kapacity. V Linuxu a obdobných systémech se toto pole prakticky nepoužívá, protože daleko lepší vlastnosti nabízí technologie LVM (Logical Volume Manager).

 
RAID-1 (též mirroring nebo duplexing)

 I u tohoto pole je princip velmi jednoduchý. Stejná data jsou zapisována na dva nebo více disků současně, při výpadku disku v poli je dostupná jejich kopie (nebo více kopií). Zápis dat v tomto poli je o něco pomalejší než zápis na jediný disk, protože narůstá režie na obsluhu více disků, čtení je obvykle při dostatečné inteligenci software rychlejší, neboť je čtení rozloženo na více disků –z každého disku v poli se přečte pouze část požadovaného bloku. Při zapojení více než dvou disků do tohoto pole je další možností konfigurace pole tzv. spare disk. Tzn. že např. za použití tří disků jsou data ukládána pouze na dva a třetí je konfigurován jako náhradní (spare disk či hot-spare disk), který při selhání jednoho z datových disků nahradí jeho funkci. Velikost pole, je dána nejmenším diskem v poli, „ztráta“ kapacity je tedy vysoká.

 
RAID-2 (RAID-0 + ECC)

 Toto pole jen rozšiřuje pole RAID-0 o dodatečnou ochranu dat pomocí ECC korekce (Error Checking and Correction). Téměř se však nepoužívá, protože obvykle vyžaduje HW podporu na straně disků.

 
RAID-3

 Toto pole opět vychází ze „striped“ pole (RAID-0) – data jsou ukládány po malých částech střídavě na jednotlivé disky (na úrovni jednotek bajtů) – a používá praktičtější metodu ochrany dat – ukládá paritní informace na vyhrazený disk. Z každého disku v poli je vždy pro každý jednotlivý bit vypočítána parita (obvykle funkcí XOR – eXlusive OR) a uložena na paritní disk. Při výpadku jednoho datového disku jsou chybějící data dopočítávána z paritní informace, čímž sice dojde ke ztrátě výkonu, ale ne ke ztrátě dat. Při selhání paritního disku se nic neděje, data v poli jsou stále kompletní. Po výměně vadného disku za dobrý jsou chybějící data dopočítána a zapsána. To si zabere nějaký čas a výpočetní výkon. Výkon RAID-3 trpí při zápisu nutností přečíst paritní data z vyhrazeného disku a znovu je na něj uložit. Zápis je tak o něco pomalejší a paritní disk je limitujícím článkem RAID-3 pole. Při čtení je výkon RAID-3 vyšší než při použití jediného disku, protože data jsou čtena paralelně z několika disků najednou, podobně jako u RAID 0-pole. Pouze v případě aplikací vyžadujících krátké úseky dat (typicky databáze) není výkon RAID-3 o mnoho vyšší ve srovnání s jediným diskem. I u tohoto pole je možné konfigurovat hot-spare disky.

 
RAID-4

 RAID-4 se velmi podobá předchozímu RAID-3. Také používá dva nebo více disků pro uložení informací a jeden vyhrazený disk pro uložení paritních informací. Používá však dostatečnou velikost „proužku“ pro uložení celého záznamu (pracuje na úrovni bloků). To umožňuje přistupovat k uloženým informacím nezávisle, což je výhodné pro čtení velkého množství malých bloků dat (např. pro databázové systémy). Stále ale trpí stejným problémem při zápisu jako RAID-3. Stejně jako u pole RAID-1 a RAID-3 je možné konfigurovat hot-spare disky.

 
RAID-5 (striping with striped parity)

 Toto velmi oblíbené pole překonává nedostatky polí RAID-3 a RAID-4. Parita není zapisována na zvláštní disk, ale je distribuována na jednotlivé disky v poli (podobným způsobem jakým jsou zapisována data, někdy se proto také říká tomuto poli RAID with striped parity). Zápis je proto rychlejší než u polí RAID-3 a RAID-4, nicméně stále je při zápisu třeba přečíst paritní informace, přepočítat je a znovu uložit. Ve srovnání s RAID-0 je tedy zápis v RAID-5 poněkud pomalejší. Výkon při čtení je možné optimalizovat vhodným nastavením velikosti bloku ukládaných dat. Chyba disku a jeho výměna za nový opět způsobí zpomalení systému v důsledku dopočítávání ztracených dat. Pole „snese“ výpadek jednoho z disků podobně jako u RAID-3 a RAID-4. I u tohoto pole je možné konfigurovat hot-spare disky.

 
RAID-6

 Obdoba RAID-5 pole, paritní informace jsou však dvě a zapsány na disky tak, aby pole dokázalo „udržet“ data i při současném selhání dvou disků. Rychlost čtení je srovnatelná s RAID-5, zápis je však o něco pomalejší, protože je nutné vypočítat a uložit dvě sady paritních informací. Z toho také vyplývá nižší kapacita pole, při použití stejného počtu disků oproti RAID-5. Pole je proto také dražší, ale bezpečnost tohoto pole je velmi vysoká. Stejně jako u některých předchozích polí, je i u tohoto pole možno konfigurovat náhradní (hot-spare) disky.

 
RAID-10

 Toto hybridní pole je kombinací RAID-0 a RAID-1. Je to vlastně zrcadlené pole stripovaného pole (popř. opačně, stripované pole „zrcadel“). Výhodou je vysoký výkon (díky paralelnímu přístupu v RAID-0), nevýhodou ovšem poněkud vyšší cena, protože pro uložení dat potřebujete dvojnásobnou kapacitu disků (data jsou zrcadlena, čili uložena dvakrát).

 
RAID-30, RAID-50 a RAID-60

 RAID-30, RAID-50 a RAID-60 fungují obdobně jako RAID-10 s tím rozdílem, že jednotlivé větve RAID-0 pole netvoří „zrcadla“, ale RAID-3, RAID-5 či RAID-6 pole. Data jsou nejprve rozdělena a jednotlivé části jsou uloženy v paritním RAID-3/5/6 poli a poté sdružena do RAID-0 pole. Velikostí bloku se dá RAID-30/50/60 pole optimalizovat pro sekvenční (např. video) nebo transakční (např. databáze) aplikace.

Kontakty:

info@malyjarda.cz

support@malyjarda.cz

+420 558 847 461



cenzuruje váš poskytovatel připojení?