Disky, které se postarají o data

Redundantní pole nezávislých disků Redundantní pole nezávislých disků (RAID) je běžným systémem pro ukládání v...


Redundantní pole nezávislých disků
Redundantní pole nezávislých disků (RAID) je běžným systémem pro ukládání
velkých objemů dat na úrovni serveru. Systémy RAID používají mnoho disků s
relativně malou kapacitou pro uložení velkých množství dat a pro získání vyšší
spolehlivosti a redundance. Takové pole se počítači jeví jako jediná logická
jednotka skládající se z několika diskových mechanik.
Paměť RAID může být vytvořena několika způsoby. Některé typy RAID kladou důraz
na výkon, jiné na spolehlivost, bezporuchovost nebo opravu chyb. Jaký typ si
vyberete, závisí na tom, čeho chcete dosáhnout.
Avšak společnou vlastností všech redundantních systémů RAID a jejich skutečnou
výhodou je schopnost "výměny za chodu": Můžete vymontovat vadný disk a na jeho
místo vložit nový. V případě většiny typů RAID je možné data na porouchaném
disku automaticky zrekonstruovat, aniž by server nebo systém musel být odstaven.
RAID není jedinou možností, jak chránit velké objemy dat, avšak software pro
pravidelné zálohování a zrcadlení je pomalejší a často vyžaduje vypnutí
systému, dojde-li k poruše mechaniky.
I kdyby disk nezpůsobil zhroucení serveru, pracovníci IT by v tomto případě
stále museli vypnout server, aby mohli vyměnit vadný disk. RAID namísto toho
obnoví data ze zbývajících disků, přičemž využije zrcadlené nebo paritní
informace, aniž by byla nutná odstávka.
Typy RAID
Nejčastějšími implementacemi RAID jsou úrovně 0, 3 a 5.
RAID úrovně 0, data striping, je nejelementárnějším modelem. Na normálním
pevném disku jsou data uložena do po sobě jdoucích sektorů stejného disku. RAID
0 používá minimálně 2 diskové mechaniky a rozděluje data do bloků, jejichž
délka se pohybuje mezi 512 bajty až několika megabajty, které jsou postupně
zapisovány na jednotlivé disky.
Segment 1 je zapsán na disk 1, segment 2 na disk 2 a tak dále. Až systém
dosáhne poslední mechaniky v poli, další dostupný segment zapíše na disk 1, a
tak dále. Tento postup rovnoměrně rozděluje vstupní/výstupní zatížení na
všechny mechaniky. A poněvadž je možné číst a zapisovat na všechny mechaniky
souběžně, výkon znatelně roste. Neexistuje však žádná ochrana dat. Jestliže
disk selže, data jsou ztracena. RAID 0 se nehodí pro prostředí plnící kritické
úkoly, velmi dobře se však hodí pro aplikace, jakými jsou výroba a editace
videa nebo editace obrazu.
RAID úrovně 3 zahrnuje data stripping, navíc však jeden disk vyčleňuje pro
ukládání paritních informací. To poskytuje určitou míru odolnosti proti
poruchám a zvláště se hodí pro datově náročná nebo jednouživatelská prostředí
sloužící pro přístup k dlouhým sekvenčním záznamům. RAID 3 nepřekrývá
vstupy/výstupy a vyžaduje mechaniky se synchronizovanými rotory, aby
nedocházelo k degradaci výkonu u krátkých záznamů.
RAID úrovně 5 je podobný úrovni 0, místo rozdělování dat do bloků však rozkládá
na několik disků bity každého bajtu. Toto bajtové rozebírání dat vyžaduje režii
navíc, jestliže však disk selže, lze jej vyměnit a data rekonstruovat pomocí
paritních a samoopravných kódů. RAID 5 překrývá veškeré operace čtení/zápisu.
Vyžaduje 3 až 5 disků pro pole a nejlépe se hodí pro víceuživatelské systémy,
které nevyžadují kritický výkon nebo provádějí málo zápisových operací.
Méně obvyklé typy RAID
Zatímco výše zmíněné typy RAID jsou využívány velmi často, následující typy
nacházejí uplatnění o poznání méně a některé jen zřídka.
RAID úrovně 1 je zrcadlení disků vše, co je zapsáno na disk 1, je též zapsáno
na disk 2 a může být přečteno z obou disků. To zajišťuje okamžitou zálohu,
vyžaduje však vyšší počet diskových mechanik a nezvyšuje výkon. Nabízí nejlepší
výkon a odolnost proti poruchám ve víceuživatelském systému. RAID 1 je
nejjednodušší konfigurací pro implementaci a hodí se nejlépe pro účetní,
výplatní a finanční data a pro data vyžadující vysokou dostupnost.
RAID úrovně 2 byl vyvinut pro střediskové počítače a superpočítače. RAID 2
opravuje data za běhu, avšak má sklon velmi často kontrolovat a opravovat chyby.
RAID úrovně 4 používá velké bloky dat, takže záznamy je možné číst z jakékoli
jedné mechaniky. Zřídka se používá, protože postrádá podporu vícenásobných
souběžných zápisových operací.
RAID úrovně 6 se málokdy implementuje komerčně. Rozšiřuje RAID 5 použitím
druhého paritního schématu distribuovaného mezi různé mechaniky. Je schopen
přežít více současných poruch disků, avšak výkon, zejména v případě zápisových
operací, je nízký a systém vyžaduje extrémně složitý řadič.
RAID úrovně 7, který je nabízen pouze společností Storage Computer z Nasuhy
(New Hampshire), používá k řízení vestavěný operační systém reálného času a
vysokorychlostní sběrnici pro cachování. Poskytuje rychlý vstup/výstup, je však
drahý.
RAID úrovně 10 je tvořen polem sestaveným z bloků, v němž každý blok je polem
mechanik RAID 1. Je stejně odolný proti poruchám jako RAID 1 a je určen pro
databázové servery vyžadující vysoký výkon a současně nízkou redundanci.
RAID úrovně 53, nejnovější typ, je implementován jako rozkládané pole úrovně 0,
v němž každý segment je polem RAID 3. Má stejnou redundanci a odolnost proti
poruchám jako RAID 3. Mohl by být užitečný pro systémy vyžadující konfiguraci
RAID 3 s vysokými rychlostmi přenosu dat, je však drahý a neefektivní.
0 2023 / pen
raid
Redundantní pole nezávislých disků (Redundant Arrays of Independent Disks RAID)
je systémem pro ukládání dat, jenž používá pro uložení dat několik mechanik
pevných disků. Pro dosažení různých úrovní redundance, obnovy dat po chybách a
výkonu mohou být použity různé paměťové techniky.
Jak funguje raidTento obrázek ilustruje, jak fungují 3 nejobvyklejší typy RAID.
Každý vertikální sloupec představuje jednu diskovou mechaniku. Písmena A, B, C
atd. (A0, A1, A2 atd.) reprezentují pořadí, v němž jsou data zapisována na
disky.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.