RAID je rešitev, ki je bila prvotno razvita za trg omrežnih strežnikov kot sredstvo za ustvarjanje velikega pomnilnika po nižjih stroških. V bistvu bi zajemal več trdi disk z nižjimi stroški in jih združil prek krmilnika, da bi zagotovil en sam pogon večje zmogljivosti. To je tisto, kar RAID stoji za: odvečno paleto poceni pogonov ali diskov. Da bi to dosegli, so bila potrebna posebna programska oprema in krmilniki za upravljanje podatkov, ki so bili razdeljeni med različne pogone.
Sčasoma je procesna moč vašega standardnega računalniškega sistema omogočila, da funkcije filtrirajo svojo pot na trg osebnega računalnika .
Zdaj je shranjevanje RAID-a lahko na podlagi programske opreme ali strojne opreme in ga je mogoče uporabiti za tri različne namene. Ti vključujejo zmogljivost, varnost in učinkovitost. Zmogljivost je preprosta, ki je navadno vključena v skoraj vsako vrsto uporabljenega RAID-a. Na primer, dva trdna diska sta lahko povezana kot en pogon do operacijskega sistema, ki dejansko omogoča virtualni pogon, ki je dvakrat večja od zmogljivosti. Uspešnost je še en ključni razlog za uporabo nastavitve RAID na osebnem računalniku. V istem primeru dveh pogonov, ki se uporabljajo kot en pogon, lahko krmilnik razdelijo podatkovni paket na dva dela in nato vsak od teh delov dajo na ločen pogon. To učinkovito podvoji uspešnost pisanja ali branja podatkov v sistemu za shranjevanje. Končno, RAID lahko uporabite za varnost podatkov.
To naredite tako, da uporabite nekaj prostora na pogonih, da v bistvu klonirate podatke, ki so zapisani na oba pogona. Še enkrat, z dvema pogonom lahko naredimo tako, da so podatki zapisani na oba pogona. Tako, če en pogon ne uspe, drugi ima še vedno podatke.
Glede na cilje armaturne matrike, ki jih želite združiti za svoj računalniški sistem, boste za doseganje teh treh ciljev uporabili eno od različnih ravni RAID-a.
Za tiste, ki uporabljajo trde diske v svojem računalniku , bo uspešnost verjetno bolj problematična kot zmogljivost. Po drugi strani pa bodo tisti, ki uporabljajo pogone SSD , verjetno želeli način, kako vzeti manjše pogone in jih povezati skupaj, da bi ustvarili en sam večji pogon. Zato si oglejmo različne ravni RAID-a, ki jih lahko uporabimo z osebnim računalnikom.
RAID 0
To je najnižja raven RAID-ja in dejansko ne ponuja nobene oblike odvečnosti, zato se nanaša na raven 0. V bistvu RAID 0 ima dva ali več pogonov in jih združuje, da modus poganja večjo zmogljivost. To se doseže s procesorjem, imenovanim striping. Podatkovni bloki se razčlenijo v podatkovne koščke in nato zapišejo po vrstah pogonov. To omogoča večjo učinkovitost, saj lahko podatke hkrati hkrati zapisuje na pogone s krmilnikom, ki učinkovito pomnoži hitrost pogonov. Spodaj je primer, kako bi to lahko delovalo na treh diskih:
| Pogon 1 | Pogon 2 | Pogon 3 | |
|---|---|---|---|
| Blok 1 | 1 | 2 | 3 |
| Blok 2 | 4 | 5 | 6 |
| Blok 3 | 7 | 8 | 9 |
Če želite, da RAID 0 učinkovito deluje za povečanje učinkovitosti sistema, morate poskusiti in imeti združene pogone. Vsak pogon mora imeti enako natančno zmogljivost shranjevanja in lastnosti delovanja.
Če tega ne storijo, se zmogljivost omeji na večkratnik najmanjših pogonov in zmogljivosti na najmanjše pogone, saj mora počakati, da se vse vrstice zapisujejo, preden se premaknete v naslednji niz. Možno je uporabiti neusklajene pogone, vendar je v tem primeru lahko nastavitev JBOD bolj učinkovita.
JBOD predstavlja samo en pogon in učinkovito je le zbirka pogonov, ki jih je mogoče dostopati neodvisno drug od drugega, vendar se pojavijo kot en sam disk za shranjevanje v operacijski sistem. To se običajno doseže z razponom podatkov med pogoni. Pogosto se to imenuje SPAN ali BIG.
Dejansko jih operacija vidi kot eno samo disketo, bloki pa se zapisujejo na prvi disk, dokler se ne napolni, nato pa na drugi, nato tretji itd. To je koristno za dodajanje dodatne zmogljivosti v obstoječi računalniški sistem in z pogoni različnih velikosti, vendar ne bo povečal zmogljivosti pogonske matrike.
Največja težava pri nastavitvah RAID 0 in JBOD je varnost podatkov. Ker imate več pogonov, so se povečale možnosti korupcije podatkov, ker imate več točk napak . Če kateri koli pogon v nizu RAID 0 ni uspešen, vsi podatki postanejo nedostopni. V JBOD bo okvara pogona izgubila vse podatke, ki so se zgodili na tem pogonu. Zato je za tiste, ki želijo uporabiti ta način shranjevanja, najboljše, da bi imeli na voljo druga sredstva za varnostno kopiranje svojih podatkov.
RAID 1
To je prva resnična raven RAID-ja, saj omogoča popolno stopnjo redundance za podatke, ki so shranjeni v matriki. To se naredi s postopkom, ki se imenuje zrcaljenje. Dejansko vsi podatki, ki so zapisani v sistem, se kopirajo na vsak pogon v matriki 1. stopnje. Ta oblika RAID-a se ponavadi opravi s samo dvema pogonoma, saj dodajanje več pogonov ne bo dodalo nobenih dodatnih zmogljivosti, ampak samo večjo redundanco. Za boljši primer tega, tukaj je grafikon, ki prikazuje, kako bi bilo napisano na dva pogona:
| Pogon 1 | Pogon 2 | |
|---|---|---|
| Blok 1 | 1 | 1 |
| Blok 2 | 2 | 2 |
| Blok 3 | 3 | 3 |
Da bi kar najbolj učinkovito uporabljali nastavitev RAID 1, bo sistem znova uporabil usklajene pogone, ki imajo enake zmogljivosti in zmogljivosti.
Če se uporabljajo neusklajeni pogoni, bo zmogljivost polja enaka najmanjšemu pogonu v matriki. Na primer, če je bil v polju RAID 1 uporabljen en terabajtni in en terabajtni pogon, bi bila zmogljivost te matrike v sistemu samo en terabajt.
Ta raven RAID-ja je zelo učinkovita za varnost podatkov, ker sta dva pogona dejansko enaka. Če eden od dveh pogonov ne uspe, potem ima drugi popolne podatke drugega. Težava pri tej vrsti namestitve je na splošno določanje, kateri pogoni niso uspeli, ker pogosto pomnilnik postane nedostopen, če eden od obeh ne uspe in se ne bo pravilno obnovil, dokler ne bo vstavljen nov pogon namesto neuspelega in obnovitev proces se izvaja. Kot že omenjeno, od tega tudi sploh ni nobenega učinka. Pravzaprav bo prišlo do rahle izgube zmogljivosti od nad-vodja krmilnika za RAID.
RAID 1 + 0 ali 10
To je nekoliko zapletena kombinacija ravni RAID 0 in ravni 1 . Učinkovito bo krmilnik potreboval najmanj štiri pogone, da bi deloval v tem načinu, kajti tisto, kar bo storil, je dva para pogonov. Prvi niz pogonov je zrcalna matrika, ki klonira podatke med obema. Druga serija pogonov je tudi zrcalna, vendar nastavljena tako, da je prvi odsek. To zagotavlja tako redundanco podatkov kot izboljšanje učinkovitosti. Spodaj je primer, kako bi bili podatki napisani na štirih pogonih, ki uporabljajo to vrsto nastavitev:
| Pogon 1 | Pogon 2 | Pogon 3 | Pogon 4 | |
|---|---|---|---|---|
| Blok 1 | 1 | 1 | 2 | 2 |
| Blok 2 | 3 | 3 | 4 | 4 |
| Blok 3 | 5 | 5 | 6 | 6 |
Če sem iskren, to ni zaželen način RAID, ki se izvaja v računalniškem sistemu. Čeprav zagotavlja nekaj povečanja zmogljivosti, to res ni tako dobro zaradi ogromne količine režijskih stroškov na sistemu. Poleg tega je to velika izguba prostora, saj bo pogonska armatura združena le do polovice zmogljivosti vseh pogonov. Če se uporabljajo neusklajeni pogoni, bo zmogljivost omejena na najmanjše pogone, zmogljivost pa bo dvojno najmanjši pogon.
RAID 5
To je najvišja raven RAID, ki jo lahko najdemo v računalniških sistemih za potrošnike in je veliko bolj učinkovita metoda za povečanje zmogljivosti in odpuščanja. To doseže s postopkom striženja podatkov s pariteto. Za to je potrebno najmanj trije pogoni, saj so podatki na več pogonih razdeljeni na črto, nato pa je en blok čez črto namenjen za pariteto. Da bi to bolje pojasnili, najprej preučimo, kako bi lahko bili podatki napisani na treh pogonih:
| Pogon 1 | Pogon 2 | Pogon 3 | |
|---|---|---|---|
| Blok 1 | 1 | 2 | str |
| Blok 2 | 3 | str | 4 |
| Blok 3 | str | 5 | 6 |
V bistvu krmilnik pogona vzame nekaj podatkov, ki jih je treba zapisati na vse pogone v matriki. Prvi bit podatkov je postavljen na prvi pogon, drugi pa na drugi. Tretji pogon dobi paritetni bit, ki je v bistvu primerjava binarnih podatkov na prvem in drugem. V binarni matematiki imate samo 0 in 1. Za primerjavo bitov opravimo logični proces matematike. Če se obe dodata do enakega števila (0 + 0 ali 1 + 1), bo bit paritete nič. Če se oba dodata do liho število (1 + 0 ali 0 + 1), bo bit paritete en. Razlog za to je, da če eden od pogonov ne uspe, lahko krmilnik nato ugotovi, kaj manjkajo podatki. Na primer, če je pogon eden neuspešen, pri čemer sta dve vozlišči in tri samo dve, voznik dve pa ima podatkovni blok enega, voznik tri pa ima paritetni blok enega, manjkajoči podatkovni blok na pogonu pa mora biti nič.
To omogoča učinkovito odpravljanje podatkov, ki omogoča obnovitev vseh podatkov v primeru okvare pogona. Zdaj za večino nastavitev potrošnikov bo napaka še vedno povzročila, da sistem ne bo, ker ni v funkcionalnem stanju. Da bi sistem deloval funkcionalno, je treba zamenjati pogon z novim pogonom. Nato je treba na ravni regulatorja izvesti postopek rekonstrukcije podatkov, ki bo nato naredil povratno boolovsko funkcijo za ponovno ustvarjanje podatkov o pogrešanem pogonu. To lahko traja nekaj časa, zlasti pri pogonih z večjimi zmogljivostmi, vendar je vsaj mogoče obnoviti.
Zdaj je zmogljivost matrike RAID 5 odvisna od števila pogonov v matriki in njihove zmogljivosti. Še enkrat je matrika omejena z najmanjšim pogonom v matriki, zato je najbolje, da uporabite združene pogone. Učinkovit skladiščni prostor je enak številu pogonov, ki so minus ena krat nižja. Torej v matematičnih izrazih je (n-1) * Capacitymin . Torej, če imate v disku RAID 5 tri pogonske enote 2 GB, bi bila skupna zmogljivost 4 GB. Druga array RAID 5, ki je uporabljala štiri pogone 2GB, bi imela 6 GB zmogljivosti.
Zdaj uspešnost za RAID 5 je malo bolj zapletena od nekaterih drugih oblik RAID-a zaradi booleanskega procesa, ki ga je treba narediti, da bi ustvarili paritetni bit, ko so podatki zapisani na pogone. To pomeni, da bo zmogljivost zapisa manjša od matrike RAID 0 z enakim številom pogonov. Bralna učinkovitost, na drugi strani, ne trpi toliko, kot je pisanje, ker se boolean proces ni končal, ker prebere naravne podatke iz pogonov.
Velika težava z vsemi RAID nastavitvami
Razpravljali smo o različnih prednosti in slabostih posameznih nivojev RAID-a, ki se lahko uporabljajo na osebnih računalnikih, vendar obstaja še ena težava, ki se mnogim ljudem ne zaveda, ko gre za ustvarjanje nastavitev pogona RAID. Preden lahko uporabite nastavitev RAID, jo mora najprej zgraditi programska oprema krmilnika strojne opreme ali v programski opremi operacijskega sistema. To v bistvu inicializira posebno oblikovanje, potrebno za pravilno sledenje načinu zapisovanja in branja podatkov na disku.
To verjetno ne zveni kot problem, vendar je to, če boste celo morali spremeniti, kako želite konfigurirati RAID niz. Na primer, recimo, da uporabljate nizke podatke in želite dodati dodatni pogon za matriko RAID 0 ali RAID 5. V večini primerov ne boste mogli brez prve konfiguracije RAID polja, ki bo odstranila tudi vse podatke, ki so bili shranjeni v teh pogonih. To pomeni, da morate v celoti varnostno kopirati podatke, dodati nov pogon, znova konfigurirati disketo, formatirati disketo in nato obnoviti svoje prvotne podatke na pogon. To je lahko zelo boleč proces. Posledično poskrbite, da boste resnično nastavili matriko tako, kot želite prvič, ko to storite.