RAID

512

RAID – czyli krótka informacja z czym to zjeść

Dzisiejsza informacja ma na celu krótkie przybliżenie pojęcia RAID (Redundant Array of Independent Disks) czyli macierz dyskowa.
Jak  wielu z nas posiada komputery wyposażone w płyty główne właśnie z kontrolerami RAID i nawet nie wiemy do czego to służy ani w jaki sposób moglibyśmy to cudo uruchomić ? Odpowiedź brzmi –bardzo wielu a dopiero dogłębniejsza analiza przybliża nas do tematu. Niestety na to potrzeba sporo czasu i chęci.
 Jakie korzyści wynikają ze stworzenia we własnym komputerze macierzy dyskowej RAID. Odpowiedź na to pytanie nie jest także prosta ze względu na spory wybór macierzy RAID. Do wyboru mamy: RAID 0 (stripping), RAID 1 (lustrzany), RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID 6 oraz RAID 0+1 i RAID 1+0. Opisać wszystkie rodzaje RAID zajęłoby bardzo dużo miejsca i na pewno znudziłoby niejednego dlatego też skupię się na dwóch najbardziej popularnych czyli RAID 0 i RAID 1.

RAID 0
Polega na połączeniu ze sobą dwóch lub więcej dysków fizycznych tak, aby były widziane jako jeden dysk logiczny. Powstała w ten sposób przestrzeń ma rozmiar taki jak N*rozmiar najmniejszego z dysków. Dane są przeplecione pomiędzy dyskami. Dzięki temu uzyskujemy znaczne przyśpieszenie operacji zapisu i odczytu ze względu na zrównoleglenie tych operacji na wszystkie dyski w macierzy. Warunkiem uzyskania takiego przyśpieszenia jest operowanie na blokach danych lub sekwencjach bloków danych większych niż pojedynczy blok danych macierzy RAID 0 – ang. stripe unit size.
Korzyści:
przestrzeń wszystkich dysków jest widziana jako całość
przyspieszenie zapisu i odczytu w porównaniu do pojedynczego dysku
Wady:
brak odporności na awarię dysków
N*rozmiar najmniejszego z dysków
zwiększenie awaryjności nie oznacza skrócenie żywotności dysków – zwiększa się teoretyczna możliwość awarii. O ile w przypadku RAID 0 mówimy o utracie danych w przypadku awarii jednego z dysków, to jest to sytuacja tożsama z tą, gdy posiadamy jeden dysk – uszkodzenie jednego dysku również powoduje utratę danych.
Przykład:
DWA dyski po 500 GB zostały połączone w RAID 0. Powstała przestrzeń ma rozmiar 1,0 TB. Szybkość zapisu lub odczytu jest prawie dwukrotnie większa niż na pojedynczym dysku. Oczywiście sumaryczna szybkość jest 2-krotnością szybkości najwolniejszego z dysków, gdyż kontroler raid podczas zapisu/odczytu musi poczekać na najwolniejszy dysk. Stąd też sugeruje się dyski identyczne, o identycznej szybkości i pojemności.

RAID 1
Polega na replikacji pracy dwóch lub więcej dysków fizycznych. Powstała przestrzeń ma rozmiar najmniejszego nośnika. RAID 1 jest zwany również lustrzanym (ang. mirroring). Szybkość zapisu i odczytu zależy od zastosowanej strategii:
Zapis:
zapis sekwencyjny na kolejne dyski macierzy – czas trwania operacji równy sumie czasów trwania wszystkich operacji
zapis równoległy na wszystkie dyski macierzy – czas trwania równy czasowi trwania operacji na najwolniejszym dysku
Odczyt:
odczyt sekwencyjny z kolejnych dysków macierzy (ang. round-robin) – przy pewnej charakterystyce odczytów możliwe osiągnięcie szybkości takiej jak w RAID 0
odczyt wyłącznie ze wskazanych dysków – stosowane w przypadku znacznej różnicy w szybkościach odczytu z poszczególnych dysków
Korzyści:
odporność na awarię N – 1 dysków przy N-dyskowej macierzy
możliwe zwiększenie szybkości odczytu
możliwe zmniejszenie czasu dostępu
Wady:
możliwa zmniejszona szybkość zapisu
utrata pojemności (całkowita pojemność jest taka jak pojemność najmniejszego dysku)
Przykład:
Trzy dyski po 250GB zostały połączone w RAID 1. Powstała w ten sposób przestrzeń ma rozmiar 250 GB. Jeden lub dwa dyski w pewnym momencie ulegają uszkodzeniu. Cała macierz nadal działa.

Jak widać z teorii technologia RAID może okazać się bardzo pomocna w komputerach domowych zarówno zwiększając wydajność jak i bezpieczeństwo danych. Decydując się na RAID 0 zwiększamy znacząco prędkość dysków kosztem niebezpieczeństwa utraty danych natomiast RAID 1 zwiększa nam bezpieczeństwo przechowywanych danych kosztem zmniejszenia pojemności.
Jest jeszcze RAID 0+1 i RAID 1+0 który jest połączeniem obu z wyżej opisanych natomiast do utworzenia  potrzebna jest większa ilość dysków twardych (minimum 4szt). W dzisiejszych czasach staje się to coraz mniejszym problemem ze względu na taniejącą w szybkim tempie elektronikę.
Natomiast nadmienić wypada iż zestawienie dysków np. 500GB w macierz RAID 0 na pewno cenowo wyjdzie nam mniej niż zakup dysku SSD (Solid State Drive). Prędkości dysków SSD na pewno są i będą wyższe od tradycyjnych  i utworzenie macierzy jest jakąś alternatywą do tej szybko rozwijającej się technologii.
Dyski SSD osiągają prędkości powyżej 200 MB/s a najnowsze nawet ponad 500 MB/s. Natomiast utworzenie macierzy RAID 0 pozwala na uzyskanie prędkości także około 200 MB/s. Poniżej dołączam screen ze swojej macierzy RAID 0 jak i z pojedynczego dysku Hdd. Może w przyszłości dołączę także osiągi dysku SSD ale na chwile obecną nie jestem w posiadaniu takowego cuda.

RAID:

Pojedynczy dysk SATA:

 

Cały ten artykuł jest wielkim uproszczeniem i żeby zgłębić wszystko na temat tej technologii potrzeba dużo więcej czasu. Natomiast ze swojego doświadczenia wiem iż jest możliwe zbudowanie takiej macierzy dla każdego laika bo za takowego się uważam.
POZDRAWIAM serdecznie i zachęcam do pisania swoich uwag.

informacje/wikipedia

GoBo