Дисковые массивы и уровни RAID

RAID (англ. redundant array of independent disks — избыточный массив независимых дисков) — массив из нескольких дисков (запоминающих устройств), управляемых контроллером, связанных между собой скоростными каналами передачи данных 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 [8].

---

Если вы не знаете, где заказать дипломную работу, обратитесь к специалистам Work5.

---

. Аббревиатура «RAID» изначально расшифровывалась как «redundant array of inexpensive disks» («избыточный (резервный) массив недорогих дис-ков», так как они были гораздо дешевле дисков SLED (Single Large Expensive Drive)). Именно так был представлен RAID его создателями Петтерсоном (David A. Patterson), Гибсоном (Garth A. Gibson) и Катцом (Randy H. Katz) в 1987 году. Со временем «RAID» стали расшифровывать как «redundant array of independent disks» («избыточный (резервный) массив независимых дисков»), потому что для массивов приходилось использовать и дорогое оборудование (под недорогими дисками подразумевались диски для ПЭВМ) [8]. Актуальность темы. Существует несколько различных способов по увеличению производительности компьютера. Можно, например, "разогнать" центральный процессор или видеокарту. А можно построить систему на базе RAID-массива. Что нужно для построения RAID-массива? Прежде всего, RAID-контроллер и, как минимум, два жестких диска (в зависимости от уровня — например, для массива RAID 5 требуется не менее трех HDD) [9]. До недавнего времени RAID-технологии были прерогативой серверного сегмента рынка. Но ситуация начала потихоньку меняться после того как производители стали интегрировать RAID-контроллеры на несерверные материнские платы. А ведь и правда — почему бы не использовать то, что достается практически даром. Этим и объясняется актуальность выбранной темы исследования. Системам RAID было посвящено большое количество научно- исследовательских проектов в области хранения данных, в результате на рынке появилось несколько успешно реализованных концепций. Мы объясним, почему RAID интересует так много людей и как он работает в традиционных условиях, а также как он может быть использован в сетях хранения данных. Цель исследования – изучить дисковые массивы и уровни RAID. Для достижения заданной цели необходимо выполнить следующие задачи: 1) Рассмотреть характеристики и виды дисковых массивов RAID; 2) Провести сравнение уровней RAID.

Таким образом, на основе ознакомления с некоторой учебной и иной литературой по данной теме можно сделать определенные выводы. Есть три основные причины, объясняющие популярность RAID среди специалистов по информационным технологиям: • RAID позволяет увеличить объем и улучшить управление храни-лищами данных; • RAID позволяет увеличить производительность; • RAID позволяет увеличить надежность и доступность при хране-нии данных. Считая, что программы управления массивами постоянно находятся в подсистеме RAID, а также в программах управления томами хоста или кон-троллере ввода-вывода хоста, кажется логичным рассмотрение возможности наложения друг на друга различных слоев выполняемых RAID функций. Оказывается, что сочетание зеркального копирования и расслоения позволяет и увеличить производительность, и обеспечить избыточность. Чтобы использовать одновременно несколько уровней RAID нет необходимости применять RAID в разных продуктах. На рынке существует несколько решений подсистем RAID, которые обеспечивают многослойность RAID внутри одной подсистемы. Все уровни RAID, от нулевого до шестого, представляют собой компромисс между ценой, производительностью и избыточностью. Со-четание разных уровней RAID позволяет использовать относительно сильную сторону одного уровня, чтобы компенсировать или преодолеть недостаток другого. Таким образом можно было бы создать гибридный массив RAID с идеальными характеристиками. Сильные и слабые стороны разных уровней RAID приведены ниже. RAID 0: 1) Относительно сильная сторона – Производительность; 2) Относительно слабая сторона – Отсутствие избыточности. RAID 1: 1) Относительно сильная сторона – Избыточность без четности; 2) Относительно слабая сторона – Цена. RAID 3: 1) Относительно сильная сторона – Минимальная задержка записи; 2) Относительно слабая сторона – Отсутствие совмещения операций. RAID 4: 1) Относительно сильная сторона – Совмещение небольших операций ввода-вывода; 2) Относительно слабая сторона – Узкое место диска четности. RAID 5: 1) Относительно сильная сторона – Совмещение небольших операций ввода-вывода; 2) Относительно слабая сторона – Задержка записи. Многослойные массивы требуют дополнительного уровня виртуа-лизации устройства, и могут привести к путанице в терминологии. Мы будем называть уровень RAID, непосредственно управляющий дисками-участниками, массивом наименьшей позиции, а уровень RAID, наиболее приближенный к центральному процессору компьютера, массивом наивысшей позиции. Массив наивысшей позиции является полностью вирту-альным и не включает никаких аппаратных средств. Другими словами, этот уровень не является реальным хранилищем данных. Можно придумать множество интересных комбинаций многослойных массивов, но единственным реально распространенным решением является сочетание расслоение RAID нулевого уровня с зеркальным копированием RAID 1.

1) Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуника-ции: Учебник для вузов, 2-е изд. –СПб.: Питер, 2004. -703с. 2) Гиляров В.Н. ЭВМ и периферийные устройства. Контрольные работы [Текст]: учебное пособие для студентов заочной формы обучения. – СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2010. - 122с. 3) Пахомов С. RAID-массивы — надежность и производительность // КомпьютерПресс. - № 3. – 2010. 4) Татарников О. RAID-системы с IDE-дисками // Компьютер-Пресс. - № 4. – 2009. 5) Таненбаум Э. Архитектура компьютера., 4-е издание. –СПб: Питер, 2009. - 234с. 6) Шнитман В.З., Кузнецов С.Д. Аппаратно-программные платформы корпоративных информационных систем. Учебное пособие. – М., 2009. 7) Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов. –СПб.:Питер, 2004. -668с. 8) http://ru.wikipedia.org/wiki/RAID. 9) http://oszone.net/display.php?id=3248&do=print. 10) http://www.timcompany.ru/article4.html.