Поговорим о смысле… RAID-массивов

Сегодня, по просьбе читателей, мы расскажем об одном из способов хранения и резервирования информации — о RAID-массивах. Всего существует 11 уровней RAID-массивов, из них 3 комбинированные. Идея создания RAID-системы заключается в следующем: из набора обычных дисковых накопителей создается массив, который управляется специальным контроллером и определяется сервером как единый логический диск. Высокое быстродействие системы обеспечивается возможностью параллельного выполнения нескольких операций вывода (ввода), а сохранность информации — ее дублированием или вычислением контрольных сумм. Следует отметить, что применение RAID-массивов защищает от потерь данных только при физических отказах жестких дисков.
В этой статье мы рассмотрим массивы уровней 1, 0 и 0+1.

RAID-массив уровня 0, или дисковый массив без отказоустойчивости
(Striped Disk Array without Fault Tolerance)
Массив дисков без избыточного хранения данных. Информация разбивается на блоки, которые записываются на разные диски, что обеспечивает увеличение производительности. Данный способ хранения информации ненадежен (поломка одного диска приводит к потере всей информации), поэтому уровнем RAID, как таковым, не является. За счет возможности одновременного ввода/вывода с нескольких дисков RAID 0 обеспечивает максимальную скорость передачи данных и максимальную эффективность использования дискового пространства, поскольку информация не дублируется и не требуется места для хранения контрольных сумм.


Реализация этого уровня очень проста. В основном RAID 0 применяется в тех областях, где требуется быстрая передача большого объема данных.
Преимущества:
– наивысшая производительность в приложениях, требующих интенсивной обработки запросов ввода/вывода и данных большого объема;
– простота реализации;
– низкая стоимость.
Недостатки:
– не отказоустойчивое решение;
– отказ одного диска влечет за собой потерю всех данных массива.
RAID-массив уровня 1, или дисковый массив с зеркалированием (mirroring)
Дисковый массив с дублированием информации, так называемая схема с зеркалированием данных. В простейшем случае два накопителя содержат одинаковую информацию и являются одним логическим диском. Тем самым обеспечивается самый высокий уровень сохранности данных: при выходе из строя одного диска его функции выполняет другой. Кроме того, этот уровень удваивает скорость считывания информации, так как эта операция может выполняться одновременно с двух дисков.
Такая схема хранения информации используется в основном в тех случаях, где «цена» безопасности данных намного выше стоимости реализации системы хранения. Но поскольку цены на диски все время снижаются, RAID 1 становится все популярней. В серверах среднего уровня, где объем хранимой информации не так велик, его применение может быть вполне оправдано. RAID 1 прост в реализации, позволяет создать отказоустойчивую систему всего из двух дисков, самый большой его минус — высокая стоимость.
Преимущества:
– простота реализации;
– простота восстановления массива в случае отказа (копирование).
Недостатки:
– высокая стоимость;
– невысокая скорость передачи данных.

RAID 10 (RAID 1+0) или отказоустойчивый массив с дублированием и параллельной обработкой
Комбинация уровней 1 и 0. Каждый физический диск уровня RAID 0 заменяется массивом RAID 1.


Это обеспечивает высокую передачу данных и высокую их сохранность, но значительно ограничивает масштабирование, и коэффициент использования дискового пространства получается очень низким — всего 25%.
Преимущества:
– очень высокая скорость записи данных при не менее высокой надежности.
Недостатки:
– очень высокая стоимость;
– ограниченное масштабирование.
У RAID-массивов всех уровней есть общая характеристика: операционная система сервера, к которому они подключены, работает с ними как с единым логическим диском. Это означает, что можно объединить различные RAID-уровни для создания массива массивов, где физические диски заменены RAID-массивами. Кроме того, комбинирование RAID-уровней позволяет использовать их преимущества и сглаживать недостатки. Обычно соединение устроено таким образом, что сервер работает с высокопроизводительным RAID-массивом, а низкопроизводительные используются для обеспечения сохранности данных.

При подготовке статьи были частично использованы материалы сайта www.iXBT.com.


Рекомендуем почитать: