Хард дискове

Твърдите дискове и RAID конфигурациите

Written by Редактор

Както вече споменах в уводната статия, понятието “дисково пространство” се е променило доста през годините, заедно с предназначението на самите устройства. И докато в близкото минало наличието на един твърд диск в компютърната система се е считало за достатъчно, в момента сървърните конфигурации, а и голям брой работни станции, практически не могат да работят оптимално (бързо и с добра защита на информацията против хардуерни дефекти) само с едно дисково устройство в системата. Свързването на два или повече диска по определен начин се наложи като нещо съвсем нормално още преди повече от 6–7 години. Един от най-разпространените начини е чрез изграждането на RAID масив. RAID означава Redundand Array of Inexpensive Disks, което преведено на български ще рече “множествен масив от евтини дискове”. В момента много потребители правят масиви с два или повече диска с обем от 250–500 GB (поради което някои разшифроват означението не като “array of inexpensive disks”, а като “array of independent disks”) и понятието “евтин” като че ли вече е останало в миналото, но абревиатурата се е запазила. Все пак главната идея при създаването на RAID масивите е била възможността да се свържат няколко по-стари диска в масив, който да бъде по-бърз и по-голям като капацитет от най-новото устройство, появило се в момента на пазара и струващо маса пари.


Предимствата от използването на RAID са няколко и са доста различни едно от друго – тук говорим както за увеличаване на производителността и за сигурност на данните, така и за сбор от двете. RAID конфигурацията помага за обединяване на няколко диска в един (логически), което в определени случаи дава предимство и удобство по време на работа. В зависимост от това коя конфигурация на RAID масива използвате той може да ви даде предимство в една от “посоките” на употреба, споменати по-горе.


Поради развитието на технологията няколкото главни RAID варианта са се доизградили (а някои и изменили) и образували и друг тип конфигурации. Все пак най-често използваните масиви са следните: RAID 0 (Stripping), RAID 1 (Mirroring), RAID 0+1 (Stripping + Mirroring), RAID 5 (Stripping + Parity), RAID 10 (Mirroring + Stripping). Тези основни варианти са включени и в повечето нови SATA/IDE RAID контролери за десктоп машини. За да не се получи объркване между RAID 0+1 и RAID 10 (1+0), ще обясним следното: при RAID 0+1 имаме огледален образ на stripe масив, докато при RAID 10 имаме stripe на огледален масив. Съществуват и различни модификации на основните видове масиви, например RAID 50 (Raid 5+0), RAID 100 (10+0) и т.н., но те са по-рядко използвани и само в някои специфични случаи.


С няколко думи ще поясним начина на работа на посочените по-горе основни видове масиви, както и техните предимства и недостатъци.


RAID 0. Много популярен начин на комбиниране на два или повече диска с цел постигане на доста по-висока скорост от най-добрия резултат в момента, регистриран от единичен твърд диск. При свързването на две устройства всяко едно от тях получава по половин част от информацията (файловете), като така времето за достъп намалява, скоростта при четене практически може да се удвои, а скоростта на запис се увеличава драстично спрямо единичен диск. Комбинирането на четири или повече (8, 16) диска в RAID 0 е още по-сериозен вариант, при който имате възможността дори да достигнете максимума на шината за свързване между диска и контролера, но подобни големи масиви няма да работят добре в една по-обикновена компютърна конфигурация поради ред причини. Големият недостатък на RAID 0 е липсата на сигурност – ако единият диск пропадне, целият масив се загубва. При RAID 0 е важно дисковете да са еднакви поради възможността за загуба на синхронизация и оттам на производителност.


RAID 1. Това е най-лесноосъществимият масив с цел сигурност на данните. При него се комбинират два или повече диска. Тук информацията се записва изцяло на всяко едно от устройствата и така практически получавате едно или повече копия на данните. В случай на повреда на един от носителите другите продължават работата си. При RAID 0 нямате увеличаване на производителността (дори може да се получи леко забавяне), но пък данните ви са напълно защитени от евентуални механични повреди по дисковете.


RAID 01. Тук имаме комбинация от предходните два вида RAID масиви, като за изпълнението на 0+1 ще ви трябват поне четири диска. Реално RAID 01 образува масив от RAID 1 на масив от RAID 0 и можете да бъдете спокойни, че данните ви са подсигурени, а производителността е налице. Недостатъкът в случая е, че обемът на дисковото пространство е равен на сбора от обемите на два от дисковете. Т.е. с четири 120 GB устройства ще можете да изградите 240 GB RAID 01 масив. Голям недостатък в случая е, че ако два диска от различните RAID 0 масиви се повредят (комбинация RAID 1 на RAID 0 свързани дискове А1 + B1/A2 +B2, при която А1 и А2 се повреждат едновременно), целият RAID 01 масив се срива.


RAID 5. В последно време този вид масиви доби значителна популярност, а и при сървърните машини се ползва с доста по-голям успех в сравнение с работните станции и десктоп системите. При него информацията за данните по дисковете е разпределена между тях. Например ако имате три устройства, информацията за всеки две от тях (в произволна конфигурация) се пази на третото. Така дори един от дисковете да отпадне, чрез записите по другите два ще можете да възстановите данните. При конфигурация от три устройства общият обем на масива ще е голям колкото обема на един от дисковете и така се губи по-малко място в сравнение с RAID1.


RAID 10. Това, както споменах вече, е горе-долу обратният вариант на RAID 01. Тук имаме конфигурация “stripe на mirror масив”, вместо “mirror на stripe масив”. В случая може да свържете RAID 0 на няколко RAID 1 масива, което в известна степен е предимство. Голямото предимство в сравнение с RAID 01 е фактът, че ако два диска от различните RAID 1 се повредят, загуба на данни няма да има.


Освен този хардуерен (понятието се използва дори когато схемната логика на контролера използва централния процесор за обработка и може да се нарече софтуерно контролирана) начин на свързване съществуват и различни софтуерни начини, един от които е собствената разработка на Intel, наречена Intel Matrix Storage Technology. Тя е доста интересна по същността си и може да се прилага в домашните PC-та или при по-непретенциозни работни станции. Matrix Storage използва софтуерен контрол над данните и може да обедини двата най-известни вида RAID масиви (0 и 1) в един общ, който най-сполучливо може да се нарече “RAID 0 и 1”. Идеята зад тази имплементация е образуването на двата различни масива върху два диска, като в началото на дисковете може да изградите бързия RAID 0, който да ви даде производителността, а като втори логически дял да имате RAID1, където да съхранявате данните си с голяма степен на сигурност. По този начин на две 120 GB устройства можете да разположите RAID 0 с обем 40 GB и RAID 1 с обем 100 GB (губите точно толкова място, колкото ви е RAID 1 масивът). Доста приличен начин да съчетаете бързина и сигурност.


Както вече споменах, повечето RAID решения, поставени на дънни платки и по-евтини контролери, разчитат на обслужване от централния процесор, поради което не е удачно да се използват за изграждане на големи и сериозни масиви. За отговорна работа е добре да се разчита на хардуерни решения, които, освен че сами обработват информацията, притежават и вграден буфер (кеш) за допълнително ускоряване на производителността. Но ако искате да направите RAID 0/1 или 0+1 на домашната си система или някоя ненатоварена с много отговорни задачи работна станция, “софтуерните” RAID контролери ще ви свършат много добра работа.


Каквото и да изберете, RAID технологията позволява на потребителя да реши как да управлява данните си и в каква посока да ги ориентира – висока производителност, висока сигурност или комбинация от двете. В съвременните компютърни решения изграждането на RAID масив не може да се нарече допълнителна екзотика или прищявка на потребителя, а организиране на информацията по начин, който най-добре ви приляга.

About the author

Редактор

Leave a Comment