RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks)


RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks sau Redundant Arrays of Independent Disks) este o tehnologie dezvoltata pentru utilizarea simultana a doua sau mai multe unitati HDD intr-o o configurație (matrice), in scopul obtinerii de performante crescute alaturi de o crestere a nivelului de siguranta a datelor.

RAID este un termen generic pentru schemele de stocare care divid si impart datele stocate intre doua sau mai multe unitati HDD. Diversele variante de setup-uri RAID includ doi factori importanti pentru designul acestor scheme: siguranta datelor si performanta I/O.

O data ce mai multe unitati HDD sunt setate pentru lucrul in RAID, acestea sunt organizate in matrici. Aceasta matrice distribuie datele pe unitati, matricea ramanand din punctul de vedere al sistemului de operare o singura unitate HDD.

Mai multe tipuri de RAID sunt valabile, presupunand ca, unitatile HDD au aceeasi capacitate, asa cum este si normal. Anumite tipuri de RAID sunt redundante in sensul ca datele scrise aleator pe matrice sunt organizate astfel incat odata cu pierderea prin defectare unuia sau a mai multor HDD datele nu se pierd. Astfel datele de pe HDD/HDD-urile defecte sunt reconstruite si sunt stocate pe spatiul liber ramas pe matricea RAID. In mod evident o matrice RAID redundanta are o capacitate de stocare mai mica. De exemplu, o matrice RAID-1 formata din doua HDD-uri va pierde jumatate din capacitatea de stocare, in timp ce o matrice RAID-5 cu mai multe unitati HDD va pierde capacitatea de stocare a unei intregi unitati.

Alte tipuri de matrici RAID sunt realizate astfel incat sa fie mai rapide la scrierea si citirea de date decat o singura unitate HDD. Sunt o serie de combinatii care ofera avantaje din punct de vedere al vitezei si dezavantaje din punct de vedere al securitatii datelor. Schemele RAID 0, 1 si 5 sunt cele mai comune oferind si cele mai complete solutii.

Sistemele RAID pot fi concepute să ruleze mai departe chiar și în caz de defectare completă a unui disc dur din RAID – discurile pot fi înlocuite „la cald” și datele recuperate automat, în timp ce sistemul rulează în continuare (eventual ceva mai lent, până la terminarea recuperării datelor). Prin comparație, sistemele de discuri normale trebuie oprite până când datele sunt recuperate. RAID este adeseori folosit la sistemele cu accesibilitate ridicată, unde este important ca sistemul să ruleze cât mai multă vreme cu putință.
RAID 0 – Distribuie date pe mai multe unitati HDD oferind performanta maxima cat si capacitate de stocare foarte buna. Dezavantajul principal este ca toate datele se pierd in caz ca un HDD din matricea RAID se defecteaza. Pentru acuratete numele sau ar trebui sa fie AID 0 intrucat aceasta matrice RAID nu este redundanta.

Stripped fara paritate – Ofera performanta crescuta si capacitate de stocare aditionala. Orice defectare a HDD distruge matricea, acest risc crescand direct proportional cu numarul de HDD-uri conectat in acest sistem RAID. Aceasta pierdere a datelor este cauzata de modul in care RAID 0 functioneaza, acesta imparte datele in fragmente scrise simultan pe HDD-urile conectate pe acelasi sector. Aceasta permite ca sectoarele mai mici din intregul total de date sa fie citite in paralel, oferind o latime de banda foarte mare. RAID 0 nu are implementata tehnologia de cautare de erori astfel incat este foarte vulnerabil la pierderea datelor.

RAID 1 – Utilizeaza doua sau mai multe unitati HDD (“in oglinda”) care stocheaza aceleasi date astfel incat la defectarea unei unitati nu se pierde nici un bit din datele anterior stocate. Capacitatea totala a matricei RAID 1 este cea a unui singur HDD.

Mirrored fara paritate – Ofera toleranta crescuta fata de erorile de pe HDD cat si in cazul defectarii unui HDD membru. Cresterea in performanta la citire a datelor apare in cazul sistemelor de operare cu mai multe instante, avand ca dezavantaj o mica scadere a performantelor la scriere. RAID-ul continua sa ruleze atat timp cat una dintre unitati este in functiune

RAID 3 – Acest mecanism ofera perfomanta crescuta si toleranta la erori similara cu cea oferita de RAID 5, dar cu un HDD dedicat pentru paritate. Acest HDD dedicat are un efect de sugrumare in cazul scrierii datelor, avand in vedere ca pentru orice bit scris paritatea trebuie recalculata. Un avantaj minor este ca in cazul defectarii HDD-ului dedicat paritatii celelalte unitati continua sa opereze fara paritate si fara pierderi de date.

RAID 4 – Este identic cu RAID 3, diferenta fiind utilizarea block-level striping in locul byte-level striping.

RAID 5 – Combina trei sau mai multe unitati HDD astfel incat sa poata realiza salvarea datelor stocate in cazul defectarii uneia dintre unitati, capacitatea totala de stocare fiind redusa cu un HDD (daca sunt utilizate 3 HDD a cate 100 de GB in sistem RAID 5 capacitatea totala de stocare este de 3×100-100 adica 200 de GB).

Paritatea distribuita necesita ca toate unitatile sa fie prezente pentru a functiona, unitatile defecte necesidand inlocuire. In cazul in care un HDD membru se defecteaza, orice citire de date poate fi calculata din paritatea distribuita. Matricea va pierde date doar in cazul in care o a doua unitate HDD membra a RAID 5 se defecteaza, fiind vulnerabila cat timp unitatea HDD defectata initial nu este inlocuita.

RAID 6 – Ofera toleranta la erori in cazul defectarii a doua HDD-uri. Aceasta toleranta face ca grupurile mai mari de unitati sa fie mai practice, devenind deosebit de importante datorita cresterii timpului de reconstructie a matricei RAID. Matricile RAID cu paritate unica sunt vulnerabile la pierderea datelor pana cand unitatea HDD defecta este inlocuita, cu cat HDD poate stoca mai multe date cu atat timpul de reconstructie este mai mare. Paritatea dubla ofera timp destul pentru reconstructia matricei fara ca datele sa fie in pericol daca inca un HDD se defecteaza cat timp procesul de reconstructie este activ.

RAID 0+1 – Este utilizat pentru copierea si impartirea de date intre HDD-uri. Diferenta inte RAID 0+1 si RAID 1+0 este locatia fiecarui sistem RAID.Avantajul acestui tip de RAID este ca in momentul in care o unitate HDD se defecteaza in matricea de nivel 0, datele lipsa pot fi transferate de pe alta matrice. Cu toate astea adaugarea unui HDD in plus pentru un stripe necesita adaugarea a inca un HDD pentru celelalte stripe-uri in scopul balansarii datelor stocate intre matrici.
Nu este la fel de robost ca RAID 10 neputand tolera doua defectari simultane ale HDD constituente, in afara cazului in care cel de-al doilea HDD defect este in acelasi stripe ca primul. Astfel, o data ce un HDD se defecteaza fiecare mecanism al celuilalt stripe este un punct unic de eroare. De asemenea o data ce mecanismul defect este inlocuit, pentru reconstructia datelor stocate toate HDD-urile din matrice trebuie sa participe

RAID 1+0 sau RAID 10 – Este similar cu RAID 0+1 cu exceptia ca nivelele RAID sunt inversate. Toate in afara de un HDD se pot defecta fara ca datele sa fie compromise. Cu toate astea daca HDD-ul defect nu este inlocuit, unicul HDD care mai functioneaza devine punct de eroare in tot sistemul. Daca acel unic HDD se defecteaza , toate datele stocate pe intreaga matrice se pierd. Astfel daca HDD-ul / HDD-urile defecte nu sunt inlocuite orice eroare sau defectiune cat de mica poate rezulta in pierderea tuturor datelor stocate in matrice. Anumiti producatori ai acestor sisteme RAID ofera un HDD “hot spare” care inlocuieste automat un HDD defect reconstruind in acelasi timp matricea

JBOD – JBOD (Just a Bunch of Disks) este un sistem in care controlerul trateaza fiecare HDD ca unitate separata, astfel fiecare avand un sistem independent de control logic. JBOD nu ofera redundanta a datelor.

Matricea RAID necesita putere de procesare crescuta. In cazul in care RAID-ul este controlat hardware nu este nevoie de putere de procesare suplimentara. In alte cazuri sistemul de operare sau un controler simplu necesita asistenta din partea procesorului, fapt ce reduce din puterea totala de procesare in aplicatiile intensive (de exemplu Software RAID sau Fake RAID).

Sistemele RAID cu redundanta continua sa lucreze fara intrerupere cand unul, sau uneori mai multe HDD se defecteaza, cu toate ca devin vulnerabile la o alta posibila eroare sau defectiune. Cand HDD defect este inlocuit de catre o unitate noua, matricea este reconstruita sistemul continuand sa ruleze in mod normal. Anumite sisteme trebuie oprite pentru a adauga sau pentru a scoate o unitate HDD, altele suporta hot-swapping, permitand ca operatia sa fie efectuata fara a opri sistemul.

Termeni specifici

Rata de erori

MTTF (Mean Time To Failure) sau MTBF (Mean Time Between Failure) a unei matrici RAID este aceeasi cu cea a HDD-urilor constitutive, indiferenta de tipul RAID-ului folosit.

MTTDL (Mean Time To Data Loss)

Este timpul mediu inaintea pierderii datelor intr-o matrice RAID. MTTDL-ul RAID-ului ar trebui sa fie mai mare decat cel al HDD membre, desi in unele tipuri de matrice RAID poate fi mai mic.

MTTR (Mean Time To Recovery)

In matrici RAID care includ redundanta, acesta este timpul care urmeaza dupa o defectiune in care se poate inlocui sau repara unitatea / unitatile defecte sau timpul in care se poate reconstitui matricea RAID fara ca o pierdere a datelor stocate sa se produca.

UBE (Unrecoverable Bit Error Rate)

Rata prin care o unitate HDD nu este capabila sa recupereze datele dupa o aplicatie CRC (Cylindruc Redundancy Check).

Write Cache Reliability

Anumite sistem RAID utilizeaza memoria RAM pentru a scrie cache-ul in scopul unui spor de performanta. Defectiuni ale RAM-ului pot cauza pierderi de date.

Pentru cei care doresc o solutie de stocare cat mai performanta, capabila sa stocheze cat mai multe informatii, RAID 0 este cea mai buna alegere. Trebuie totusi sa constientizati ca acest tip de RAID nu promite in nici un fel siguranta datelor, orice eroare sau defectiune a aceste matrici rezultand inevitabil la o pierdere totala a informatiilor. Pentru o performanta crescuta HDD-urile membre pot fi tip Raptor, solutie destinata computerelor foarte performante.
RAID 1 poate fi o alegere optima pentru cei care tin la siguranta datelor, in detrimentul performantei.

In final RAID 5 este un sistem folosit in mod predominant in firme mici si mijlocii care doresc stocare pe server, stocare care poate fi apelata de fiecare utilizator.

About expertsoftwarecompany

program contabilitate gratuit
This entry was posted in IT and tagged . Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s