RAID je rješenje koje je izvorno razvijeno za tržište mrežnih poslužitelja kao sredstvo stvaranja velike pohrane uz niže troškove. U osnovi, trebalo bi više diskova s nižim troškovima i staviti ih zajedno preko kontrolera kako bi se omogućio jedan veći kapacitet pogona. To je ono što znači RAID: redundantan niz jeftinih diskova ili diskova. Da bi se to postiglo, specijalizirani softver i kontroleri bili su potrebni za upravljanje podacima koji se dijele između različitih pogona.
Naposljetku, procesorska snaga vašeg standardnog računalnog sustava omogućila je da filtriraju svoj put na tržište osobnih računala .
Sada RAID pohranjivanje može biti softver ili hardver na temelju , i može se koristiti za tri različite svrhe. To uključuje kapacitet, sigurnost i performanse. Kapacitet je jednostavan koji je obično uključen u gotovo svaku vrstu RAID postavljanja. Na primjer, dva tvrdog diska mogu se međusobno povezati kao jedan pogon na operativni sustav, čime se stvara virtualni pogon koji je dvostruko veći od kapaciteta. Izvedba je još jedan od ključnih razloga za korištenje RAID postavljanja na osobnom računalu. U istom primjeru dva pogona koji se koriste kao jedan pogon, kontrolor može podijeliti podatkovni komad na dva dijela, a zatim staviti svaki od tih dijelova na zasebni pogon. To učinkovito udvostručuje rad pisanja ili čitanja podataka na sustavu za pohranu podataka. Konačno, RAID se može koristiti za sigurnost podataka.
To se postiže pomoću nekog od prostora na pogonima da bi se u biti klonirali podatke koji su napisani na oba pogona. Još jednom, s dva pogona možemo napraviti tako da su podaci zapisani na oba pogona. Dakle, ako jedan pogon ne uspije, drugi ima još podataka.
Ovisno o ciljevima polja za pohranu koje želite staviti zajedno za vaš računalni sustav, koristit ćete jednu od raznih razina RAID-a kako biste postigli ova tri cilja.
Za one koji koriste hard diskove u svom računalu , performanse vjerojatno će biti više od problema nego kapaciteta. S druge strane, oni koji koriste statičke diskove vjerojatno će htjeti način da se manje diskove i povezuju zajedno kako bi stvorili jedan veći disk. Zato pogledajmo razne razine RAID-a koji se mogu koristiti s osobnim računalom.
RAID 0
Ovo je najniža razina RAID-a i zapravo ne nudi nikakav oblik redundancije, zbog čega se upućuje na razinu 0. U osnovi, RAID 0 traje dva ili više pogona i stavlja ih zajedno kako bi oblikovali veći kapacitet pogona. To se postiže procesorom nazvanim striping. Blokovi podataka raščlanjuju se u dijelove podataka, a zatim se pišu redoslijedom preko pogona. To omogućuje povećanu učinkovitost, jer se podaci mogu istovremeno napisati na pogone pomoću upravljačkog sklopa koji će umnožiti brzinu pogona. Ispod je primjer kako to može raditi na tri diska:
| Voziti 1 | Voziti 2 | Voziti 3 | |
|---|---|---|---|
| Blok 1 | 1 | 2 | 3 |
| Blok 2 | 4 | 5 | 6 |
| Blok 3 | 7 | 8 | 9 |
Da bi RAID 0 radio učinkovito za pojačavanje performansi sustava, morate pokušati i podudarati pogone. Svaki pogon mora imati isti točan kapacitet pohrane i značajke izvedbe.
Ako to ne učinite, tada će kapacitet biti ograničen na više od najmanjeg pogona i performanse do najsporijih pogona jer mora čekati da se sve pruge napiše prije nego se presele na sljedeći set. Moguće je koristiti neusklađene pogone, ali u tom slučaju JBOD postavljanje može biti učinkovitije.
JBOD predstavlja samo hrpu diskova i učinkovito je samo zbirka diskova kojima se može pristupiti neovisno jedan od drugoga, ali se pojavljuju kao jedinstveni pogon za pohranu na operacijski sustav. To se obično postiže tako da se raspon podataka između pogona. Često se to naziva SPAN ili BIG.
Učinkovito, operacija ih sve vidi kao jedan disk, ali blokovi će biti napisani preko prvog diska dok se ne ispuni, a zatim napredak na drugi, a zatim treći itd. To je korisno za dodavanje dodatnih kapaciteta u postojeći računalni sustav i s pogonima različitih veličina, ali neće povećati performanse polja pogona.
Najveći problem s postavkama RAID 0 i JBOD je sigurnost podataka. Budući da imate više pogona, šanse za korupciju podataka povećane su jer imate više bodova neuspjeha . Ako bilo koji pogon u RAID 0 polju ne uspije, svi podaci postaju nedostupni. U JBOD-u pogon pogona rezultirat će gubitkom podataka koji su se dogodili na tom pogonu. Kao rezultat toga, najbolje je za one koji žele koristiti ovu metodu pohrane da imaju drugačija sredstva za izradu sigurnosnih kopija svojih podataka.
RAID 1
Ovo je prva istinska razina RAID jer pruža punu razinu redundancije za podatke pohranjene na polju. To se provodi kroz proces koji se zove zrcaljenje. Učinkovito, svi podaci koji su napisani u sustavu kopiraju se na svaki pogon u razini nivoa 1. Ovaj oblik RAID obično se obavlja s samo par pogona jer dodavanje više pogona neće dodati dodatni kapacitet, samo više redundancije. Da bismo bolje dali primjer toga, ovdje je grafikon koji pokazuje kako će biti napisan na dva pogona:
| Voziti 1 | Voziti 2 | |
|---|---|---|
| Blok 1 | 1 | 1 |
| Blok 2 | 2 | 2 |
| Blok 3 | 3 | 3 |
Kako biste dobili maksimalnu učinkovitost od postavljanja RAID 1, sustav će ponovno koristiti usklađene pogone koji dijele iste kapacitete i ocjene izvedbe.
Ako se koriste neusklađeni pogoni, tada će kapacitet polja biti jednak najmanjem pogonu kapaciteta u polju. Na primjer, ako se u RAID 1 polju koristilo jedan i pol terabajt i jedan terabajtni pogon, kapacitet ovog polja na sustavu bio bi samo jedan terabajt.
Ova razina RAID-a vrlo je učinkovita za sigurnost podataka jer su dva pogona učinkovita. Ako jedan od dva pogona ne uspije, onda drugi ima cjelovite podatke druge. Problem s ovom vrstom postavljanja općenito je koji određuje koji od pogona nije uspio, jer često skladištenje postaje nedostupno kada se jedno od njih ne uspije i neće se ispravno vratiti sve dok se ne umetne novi pogon umjesto neuspjeha i oporavak proces se izvodi. Kao što je prije spomenuto, od toga ne postoji i nikakvo povećanje performansi. Zapravo, doći će do neznatnog gubitka performansi od nadzora kontrolera za RAID.
RAID 1 + 0 ili 10
Ovo je pomalo komplicirana kombinacija i RAID razina 0 i razine 1 . Učinkovito, kontrolor će trebati najmanje četiri pogona kako bi funkcionirao u ovom načinu jer ono što će učiniti jest napraviti dva para pogona. Prvi skup pogona je zrcalni niz koji klonovi podataka između njih. Drugi set pogona također je zrcaljeno, ali postavljen da bude traka prve. To omogućuje i redundanciju podataka i dobitke performansi. U nastavku je prikazan način pisanja podataka na četiri pogona pomoću ove vrste postavki:
| Voziti 1 | Voziti 2 | Voziti 3 | Voziti 4 | |
|---|---|---|---|---|
| Blok 1 | 1 | 1 | 2 | 2 |
| Blok 2 | 3 | 3 | 4 | 4 |
| Blok 3 | 5 | 5 | 6 | 6 |
Da budem iskren, ovo nije poželjan način RAID-a koji će se izvoditi na računalnom sustavu. Iako pruža neke performanse potaknuti to stvarno nije dobro jer je ogromna količina nadzemne na sustavu. Osim toga, to je ogroman gubitak prostora jer će polje pogona samo najviše pola kapaciteta svih pogona kombinirati. Ako se koriste neusklađeni pogoni, performanse će biti ograničene na najsporiji pogon i kapacitet će biti dvostruko manji.
RAID 5
Ovo je najviša razina RAID-a koja se može naći u računalnim sustavima potrošača i mnogo je učinkovitiji način povećanja kapaciteta i redundancije. To postiže kroz proces striping podataka s paritetom. Najmanje tri pogona potrebne su za to jer su podaci podijeljeni na pruge na nekoliko pogona, no onda je jedan blok preko pruge stavljen na stranu za paritet. Kako bismo to bolje objasnili, prvo ćemo pogledati kako se podaci mogu pisati na tri pogona:
| Voziti 1 | Voziti 2 | Voziti 3 | |
|---|---|---|---|
| Blok 1 | 1 | 2 | p |
| Blok 2 | 3 | p | 4 |
| Blok 3 | p | 5 | 6 |
U biti, pogonski kontroler zauzima komad podataka koji će biti napisani preko svih pogona u polju. Prvi bit podataka nalazi se na prvom pogonu, a drugi se nalazi na drugom. Treći disk dobiva paritetni bit koji je bitno usporedba binarnih podataka na prvom i drugom. U binarnom matematiku, imate samo 0 i 1. Proces boolean math je učinjeno za usporedbu bitova. Ako se dvojica dodaju do parnog broja (0 + 0 ili 1 + 1), bit bit će jednak nuli. Ako dva dodaju do neparnog broja (1 + 0 ili 0 + 1), par bit će biti jedan. Razlog za to je da, ako jedan od pogona ne uspije, kontrolor tada može shvatiti što su podaci koji nedostaju. Na primjer, ako pogon ne uspije, ostavljajući samo pogon dva i tri, a pogon dva ima podatkovni blok jednog i pogon tri ima paritetni blok jednog, tada nedostajući podatkovni blok na pogonu mora biti nula.
To omogućuje učinkovitu redundantnost podataka koja omogućuje obnovu svih podataka u slučaju kvara pogona. Sada za većinu postavki potrošača, neuspjeh će i dalje rezultirati sustavom ne bude jer nije u funkcionalnom stanju. Kako bi sustav bio funkcionalan, potrebno je zamijeniti neuspjelu jedinicu s novim pogonom. Tada se proces obnove podataka mora obaviti na razini kontrolera koji će zatim izvršiti obrnuti booleovsku funkciju kako bi se stvorile podatke o pogonu koji nedostaje. To može potrajati neko vrijeme, pogotovo za pogone s većim kapacitetom, ali je barem moguće nadoknaditi.
Sada kapacitet RAID 5 polja ovisi o broju pogona u polju i njihovoj sposobnosti. Još jednom, polje je ograničeno malim kapacitetom pogona u polju tako da je najbolje koristiti usklađene pogone. Učinkoviti prostor za pohranu je jednak broju pogona minus jedanput najniži kapacitet. Dakle, u matemskim uvjetima, to je (n-1) * Capacitymin . Dakle, ako imate tri 2GB pogona u RAID 5 polju, ukupni kapacitet bi 4GB. Još jedan RAID 5 polje s četiri pogona od 2 GB imalo bi 6 GB kapaciteta.
Sada performanse za RAID 5 su malo složenije od nekih drugih oblika RAID-a zbog booleovskog procesa koji se mora napraviti kako bi se stvorio paritetni bit kad se podaci pišu na pogone. To znači da će performanse pisanja biti manje od RAID 0 polja s istim brojem pogona. Čitanje performansi, s druge strane, ne trpi jednako kao i pisanje, jer proces booleova nije učinjeno jer čita ravne podatke iz diskova.
Veliki problem sa svim RAID postavkama
Razgovarali smo o različitim prednostima i nedostatcima svake razine RAID-a koji se mogu koristiti na osobnim računalima, ali postoji još jedan problem koji mnogi ljudi ne shvaćaju kada je u pitanju stvaranje RAID pogona. Prije nego što se RAID postavljanje može koristiti, prvo ga mora izraditi softver hardvera ili softvera operativnog sustava. To u osnovi inicijalizira poseban format koji je potreban da bi se ispravno pratilo kako će podaci biti napisani i čitati na pogonu.
To vjerojatno ne zvuči kao problem, ali je da čak i trebate promijeniti način na koji želite konfigurirati RAID polje. Na primjer, recimo da imate malo podataka i želite dodati dodatni pogon za RAID 0 ili RAID 5 polje. U većini slučajeva nećete moći bez prve rekonfiguriranja RAID polja koji će također ukloniti sve podatke pohranjene u tim pogonima. To znači da morate u potpunosti sigurnosno kopirati podatke, dodati novi pogon, rekonfigurirati polje pogona, formatirati polje pogona i vratiti izvorne podatke u pogon. To može biti vrlo bolan proces. Kao rezultat toga, provjerite jeste li zaista postavili polje na način na koji želite da prvi put to učinite.