- •Загальні принципи функціонування raid
- •Архітектура основних рівнів raid
- •Raid 0. Дисковий масив без відмовостійкості (Striped Disk Array without Fault Tolerance)
- •Raid 1. Дисковий масив з дублюванням або дзеркало (mirroring)
- •Raid 2. Відмовостійкий дисковий масив з використанням коду Хеммінга (Hamming Code ecc).
- •Raid 3. Відмовостійкий масив з паралельною передачею даних і парністю (Parallel Transfer Disks with Parity)
- •Raid 4. Відмовостійкий масив незалежних дисків з диском парності, що розділяється (Independent Data disks with shared Parity disk)
- •Raid 5. Відмовостійкий масив незалежних дисків з розподіленою парністю (Independent Data disks with distributed parity blocks)
- •Raid 6. Відмовостійкий масив незалежних дисків з двома незалежними розподіленими схемами парності (Independent Data disks with two independent distributed parity schemes)
- •Raid 10. Відмовостійкий масив з дублюванням і паралельною обробкою
- •Raid 30. Відмовостійкий масив з паралельною передачею даних і підвищеною продуктивністю.
- •Raid 50. Відмовостійкий масив з розподіленою парністю і підвищеною продуктивністю
Загальні принципи функціонування raid
Основні задачі, які дозволяють розв’яти RAID, це забезпечення відмовостійкості дискової системи і підвищення її продуктивності.
Відмовостійкість досягається тим, що вводиться надмірність. У RAID об'єднується більше дисків, ніж це необхідно для отримання необхідної місткості.
Продуктивність дискової системи підвищується за рахунок того, що сучасні інтерфейси (зокрема, SCSI) дозволяють здійснювати операції запису і прочитування фактично одночасно з декількома дисками. Тому в першому наближенні можна розраховувати, що швидкість запису або читання, у разі застосування RAID, збільшується пропорційно кількості дисків, об'єднуваних в RAID.
Можливість одночасної роботи з декількома дисками можна реалізувати двома способами: з використанням паралельного доступу (parallel-access array) і з використанням незалежного доступу (independent-access array).
Для організації паралельного доступу робочий простір дисків розмічається на зони певного розміру (блоки) для розміщення даних і надлишкової інформації. Інформація, що підлягає запису на диски (запит на обслуговування), розбивається на такі ж по величині блоки, і кожен блок записується на окремий диск. Під час вступу запиту на читання, необхідна інформація збирається з декількох блоків.
Зрозуміло, що в цьому випадку швидкість запису (рівно як і швидкість читання) збільшується пропорційно кількості дисків, об'єднаних в RAID.
Для організації незалежного доступу робочий простір дисків також розмічається на зони певного розміру (блоки). Проте, на відміну від попереднього випадку, кожен запит на запис або читання обслуговується тільки одним диском.
Природно, в цьому випадку швидкість запису буде не вищою, ніж при роботі з одним диском. Проте масив з незалежним доступом в кожен момент часу може обслуговувати одночасно декілька запитів, кожен диск обслуговує свій запит.
Таким чином, обидва архітектурні рішення сприяють підвищенню продуктивності, але механізм підвищення продуктивності у цих рішень різний. Відповідно, властивості RAID істотно залежать від того, який з цих двох механізмів в ньому використовується. Саме тому при порівнянні RAID різного рівня в першу чергу необхідно порівнювати розмір логічних блоків. Точніше кажучи, не власне розмір, а співвідношення розміру блоку і величини запиту на обслуговування (об'єм інформації, належному запису або прочитуванню).
Іншим чинником, що впливає на продуктивність, є спосіб розміщення надлишкової інформації. Надлишкова інформація може зберігатися на спеціально виділеному для цього диску і може розподілятися по всіх дисках.
І, нарешті, в RAID різних рівнів застосовуються різні способи обчислення надлишкової інформації. Це також впливає на характеристики RAID (надійність, в першу чергу, продуктивність і вартість). Основні способи: повне дублювання інформації, застосування кодів з корекцією помилок (застосовується код з корекцією одиночних помилок і виявленням подвійних помилок ECC – код Хеммінга) і обчислення парності (Parity).
Архітектура основних рівнів raid
Тепер давайте розглянемо архітектуру основних рівнів (basic levels) RAID детальніше. Перед розглядом приймемо деякі допущення. Для демонстрації принципів побудови RAID систем розглянемо набір з N дисків (для спрощення N вважатимемо парним числом), кожний з яких складається з M блоків.
Дані позначатимемо - Dm,n, де m - число блоків даних, n - число підблоків, на які розбивається блок даних D.
Диски можуть підключатися як до одного, так і до декількох каналів передачі даних. Використовування більшої кількості каналів збільшує пропускну спроможність системи.