Технология RAID redundant array of independent disks

Технология RAID ( redundant array of independent disks — избыточный массив независимых жёстких дисков) — массив из нескольких дисков, управляемых контроллером, взаимосвязанных скоростными каналами и воспринимаемых внешней системой как единое целое. В зависимости от типа используемого массива может обеспечивать различные степени отказоустойчивости и быстродействия. Служит для повышения надёжности хранения данных и/или для повышения скорости чтения/записи информации (RAID 0). Аббревиатура RAID изначально расшифровывалась как «redundant array of inexpensive disks» ( «избыточный (резервный) массив недорогих дисков» , так как они были гораздо дешевле RAM).

Технология RAID 0 – Также его часто называют "страйпинг" (striping). Строго говоря, RAID 0 не является уровнем RAID, поскольку не обеспечивает увеличения отказоустойчивости. Блок данных записывается/читается одновременно на/с нескольких дисков, что увеличивает производительность дисковых операций. – Преимущество страйпинга заключается в высокой производительности и полном использовании входящих в состав массива дисков. Недостаток - в отсутствии отказоустойчивости - если один из дисков отказывает, то весь массив становится недоступным. • (+): высокая производительность (-): отсутствие отказоустойчивости.

Технология RAID 0

Технология RAID 1 – Зеркалирование (mirroring) обеспечивает высокую надежность посредством многократной записи одного и того же блока данных (по одному разу на каждый из дисков). Если один из дисков отказывает, то остальные содержат точную копию данных и контроллер может немедленно переключиться на использование неповрежденных дисков. – Преимущество зеркалирования очевидно - высокая надежность. Недостатками является отсутствие увеличения производительности и высокая цена за счет полного дублирования дисков (при двух дисках процент их использования составляет 50%). – (+): высокая надежность (-): отсутствие увеличения производительности (-): цена.

Технология RAID 1

Технология RAID 3 – Разбивает данные на блоки размером 1 байт, распределяет их по нескольким дискам и использует один дополнительный диск для хранения контрольных сумм на случай необходимости коррекции или восстановления поврежденных дисков. RAID 3 поддерживается не всеми RAID контроллерами. – (+): высокая скорость чтения и записи данных. (-): массив этого типа хорош только для однозадачной работы с большими файлами, так как наблюдаются проблемы со скоростью при частых запросах данных небольшого объёма. (-): большая нагрузка на контрольный диск, что приводит к тому, что его надёжность сильно падает по сравнению с дисками с данными.

Технология RAID 3

Технология RAID 4 – RAID 4 похож на RAID 3, но отличается от него тем, что данные разбиваются на блоки, а не на байты. Таким образом, удалось «победить» проблему низкой скорости передачи данных небольшого объема. Запись же производится медленно из-за того, что четность для блока генерируется при записи и записывается на единственный диск. Используются массивы такого типа очень редко.

Технология RAID 4

Технология RAID 5 – Уровень RAID 5 используется, пожалуй, чаще всего. Он обеспечивает как страйпинг, так и вычисление и хранение контрольных сумм на случай необходимости коррекции/восстановления. В RAID 5 блок четности распределяется по всем дискам в массиве, обеспечивая более сбалансированную нагрузку на них. Контрольные суммы используются при коррекции/восстановлении данных в случае отказа одного из дисков. Результирующая емкость массива с использование RAID 5 составляет (N-1)*C, где N - количество дисков в массиве, а C - их емкость. Для построения RAID 5 необходимо, как минимум, 3 диска (настоятельно рекомендуется использовать, как минимум 4).

Технология RAID 5 – (+): отказоустойчивость. (+): экономичность (в смысле полезного количества используемых дисков). (+): при чтении (по сравнению с отдельным винчестером) имеется выигрыш, потому что потоки данных с нескольких накопителей массива обрабатываются параллельно. – (-): медленный цикл записи (2 операции чтения и 2 записи требуются для записи одного блока). (-): при выходе из строя одного из дисков — весь том переходит в критический режим (degrade), все операции записи и чтения сопровождаются дополнительными манипуляциями, резко падает производительность. При этом уровень надежности снижается до надежности одиночного диска. Если до полного восстановления массива выйдет из строя хотя бы еще один диск, то массив разрушается, и данные на нем восстановлению обычными методами не подлежат. Минимальное количество используемых дисков равно трём.

Технология RAID 5

Технология RAID 6 – Уровень RAID 6 является развитием и расширением RAID 5, которое обеспечивает улучшение отказоустойчивости за счет записи не одного набора контрольных сумм, как в случае с RAID 5, а двух. – Поскольку RAID 5 использует только один набор контрольных сумм, данные могут быть безвозратно потеряны в том случае, когда в процессе перестроения рэйда (после отказа одного из винчестеров), происходит отказ второго (или ошибка доступа). Для решения этой проблемы и разработан RAID 6.

Технология RAID 6

Технология RAID 10 (1+0) – Это комбинация страйпинга (RAID 0) и зеркалирования (RAID 1) без вычисления контрольных сумм. Для реализации такого решения необходимо минимум 4 диска. – (+): высокая скорость (как у RAID 0). (+): отказоустойчивость (как у RAID 1). (-): требуется, как минимум, удвоенная емкость дисков (как у RAID 1).

Технология RAID 10 (1+0)

Технология RAID 50 (5+0) – Это комбинация RAID 5 и страйпинга (RAID 0). Для реализации такого решения необходимо минимум 6 дисков. – (+): высокая скорость передачи данных и обработки запросов. (+): хорошая скорость восстановления данных и стойкость при отказе. (-): требуется, как минимум, 6 дисков.

Технология RAID 50 (5+0)

Технология RAID 60 (6+0) – Это комбинация RAID 6 и страйпинга (RAID 0). Для реализации такого решения необходимо минимум 8 дисков. – (+): хорошая скорость передачи данных и обработки запросов. (+): хорошая стойкость при отказе. (-): требуется, как минимум, 8 дисков.

Технология RAID 60 (6+0)