Johdatus RAIDiin, RAID-käsitteet ja RAID-tasot - Osa 1


RAID on edullisten levyjen redundanttiryhmä, mutta nykyään sitä kutsutaan nimellä Redundant Array of Independent drives. Aiemmin pienemmänkin levyn ostaminen oli erittäin kallista, mutta nykyään voimme ostaa suuren levyn samalla määrällä kuin ennen. Raid on vain kokoelma levyjä poolissa, josta tulee looginen taltio.

Raid sisältää ryhmiä tai sarjoja tai taulukoita. Ohjainten yhdistelmä muodostaa ryhmän levyjä RAID-taulukon tai RAID-joukon muodostamiseksi. Se voi olla vähintään 2 levyä, jotka on kytketty raid-ohjaimeen ja muodostavat loogisen taltion tai useampia asemia voi olla ryhmässä. Vain yhtä Raid-tasoa voidaan käyttää levyryhmässä. Raidia käytetään, kun tarvitsemme erinomaista suorituskykyä. Valitun raiditasomme mukaan suorituskyky vaihtelee. Tietojemme tallentaminen vikasietoisuuden ja korkean käytettävyyden mukaan.

Tämä sarja on nimeltään Valmistelu RAID:ien määrittämiseen osien 1–9 kautta, ja se kattaa seuraavat aiheet.

Tämä on osa 1 yhdeksän opetusohjelman sarjasta, jossa käsitellään RAIDin käyttöönottoa, RAID-käsitteitä ja RAID-tasoja, joita tarvitaan RAIDin määrittämiseen Linuxissa.

Ohjelmisto-RAID ja laitteisto-RAID

Ohjelmisto-RAID:illä on alhainen suorituskyky, koska se kuluttaa resursseja isänniltä. Raid-ohjelmisto on ladattava, jotta voit lukea tietoja ohjelmiston raid-taltioista. Ennen raid-ohjelmiston lataamista käyttöjärjestelmän on käynnistettävä raid-ohjelmiston lataaminen. Ei tarvita fyysistä laitteistoa ohjelmistoraidissa. Nollakustannusinvestointi.

Hardware RAID on tehokas. Ne ovat omistettu RAID-ohjain, joka on rakennettu fyysisesti PCI Express -korteilla. Se ei käytä isäntäresurssia. Heillä on NVRAM välimuistiin lukemista ja kirjoittamista varten. Tallentaa välimuistin uudelleenrakentamisen aikana, vaikka sähkökatkos sattuisi, se tallentaa välimuistin akkuvirran varmuuskopioilla. Erittäin kalliita investointeja tarvitaan suuressa mittakaavassa.

Laitteiston RAID-kortti näyttää seuraavalta:

RAID-suositukset

  1. Raidin Pariteetti-menetelmä luo kadonneen sisällön uudelleen pariteettisäädetyistä tiedoista. RAID 5, RAID 6 Perustuu pariteettiin.
  2. Stripe jakaa tietoja satunnaisesti useille levyille. Tämä ei sisällä kaikkia tietoja yhdellä levyllä. Jos käytämme kolmea levyä, puolet tiedoistamme on jokaisella levyllä.
  3. Peilausta käytetään RAID 1:ssä ja RAID 10:ssä. Peilaus tarkoittaa samojen tietojen kopioimista. RAID 1:ssä se tallentaa saman sisällön myös toiselle levylle.
  4. Hot spare on vain palvelimemme varalevy, joka voi automaattisesti korvata vialliset asemat. Jos jokin asemamme epäonnistuu, tätä kuumaa vara-asemaa käytetään ja se rakennetaan uudelleen automaattisesti.
  5. Pakkaukset ovat vain datakoko, joka voi olla vähintään 4 kt. Määrittämällä kappaleen koon voimme lisätä I/O-suorituskykyä.

RAIDit ovat eri tasoisia. Täällä näemme vain RAID-tasot, joita käytetään enimmäkseen todellisessa ympäristössä.

  1. RAID0=Raidoitus
  2. RAID1=Peilaus
  3. RAID5=Yhden levyn hajautettu pariteetti
  4. RAID6=Double Disk Distributed Parity
  5. RAID10=peilin ja raidan yhdistelmä. (Sisäinen RAID)

RAID-tiedostoja hallitaan mdadm-paketilla useimmissa Linux-jakeluissa. Katsotaanpa lyhyesti jokaista RAID-tasoa.

RAID 0 (tai) raidoitus

Stripingillä on erinomainen suorituskyky. Raid 0:ssa (Striping) tiedot kirjoitetaan levylle jaetulla menetelmällä. Puolet sisällöstä on yhdellä levyllä ja toinen puolet kirjoitetaan toiselle levylle.

Oletetaan, että meillä on 2 levyasemaa. Jos esimerkiksi kirjoitamme dataa "TECMINT" loogiseen taltioon, se tallennetaan nimellä "T" ensimmäiselle levylle. ja 'E' tallennetaan toiselle levylle ja 'C' tallennetaan ensimmäiselle levylle ja taas 'M' tallennetaan Toinen levy ja se jatkuu round-robin-prosessissa.

Tässä tilanteessa, jos jokin levyistä epäonnistuu, menetämme tietomme, koska puolta levyn tiedoista ei voida käyttää raidin uudelleen rakentamiseen. Mutta verrattuna kirjoitusnopeuteen ja suorituskykyyn RAID 0 on erinomainen. Tarvitsemme vähintään 2 levyä RAID 0:n (Striping) luomiseen. Jos tarvitset arvokkaita tietojasi, älä käytä tätä RAID-TASOA.

  1. Korkea suorituskyky.
  2. RAID 0:ssa on nolla kapasiteettihäviö
  3. Nollavikasietoisuus.
  4. Kirjoittaminen ja lukeminen ovat hyvä suoritus.

RAID 1 (tai) Peilaus

Peilaus toimii hyvin. Peilaus voi tehdä kopion samoista tiedoista, jotka meillä on. Olettaen, että meillä on kaksi kappaletta 2 Tt:n kiintolevyjä, meillä on yhteensä 4 Tt, mutta peilauksessa, kun asemat ovat RAID-ohjaimen takana muodostaen loogisen aseman. Vain voimme nähdä 2 Tt loogisen aseman.

Kun tallennamme kaikki tiedot, se kirjoittaa molempiin 2 Tt:n asemiin. RAID 1:n tai peilikuvan luomiseen tarvitaan vähintään kaksi asemaa. Jos levyvika tapahtui, voimme toistaa raid-joukon vaihtamalla uuden levyn. Jos jokin levy epäonnistuu RAID 1:ssä, voimme saada tiedot toiselta levyltä, koska toisella levyllä oli kopio samasta sisällöstä. Tietojen menetystä ei siis ole.

  1. Hyvä suoritus.
  2. Tässä puolet tilasta menetetään kokonaiskapasiteetissa.
  3. Täysi vikasietoisuus.
  4. Uudelleenrakentaminen on nopeampaa.
  5. Kirjoittaminen Suorituskyky on hidasta.
  6. Lukeminen tekee hyvää.
  7. Voidaan käyttää käyttöjärjestelmissä ja tietokantoissa pienessä mittakaavassa.

RAID 5 (tai) hajautettu pariteetti

RAID 5:tä käytetään enimmäkseen yritystasoilla. RAID 5 toimii hajautetulla pariteettimenetelmällä. Pariteettitietoja käytetään tietojen uudelleenmuodostukseen. Se rakentuu uudelleen jäljellä olevien hyvien asemien tiedoista. Tämä suojaa tietomme asemavirheiltä.

Oletetaan, että meillä on 4 asemaa, jos yksi levy epäonnistuu ja kun vaihdamme epäonnistuneen aseman, voimme rakentaa korvatun aseman uudelleen pariteettitiedoista. Pariteettitiedot tallennetaan kaikkiin 4 asemaan, jos meillä on 4 numeroa 1 Tt:n kiintolevyä. Pariteettitiedot tallennetaan 256 Gt:aan kuhunkin ajuriin ja muut 768 Gt kussakin asemassa määritetään käyttäjille. RAID 5 voi selviytyä yhdestä asemahäiriöstä. Jos levyt epäonnistuvat enemmän kuin 1, se aiheuttaa tietojen menetyksen.

  1. Erinomainen suoritus
  2. Lukemisesta tulee erittäin hyvä nopeus.
  3. Kirjoittaminen on keskimääräistä, hidasta, jos emme käytä laitteisto-RAID-ohjainta.
  4. Rakenna uudelleen kaikkien asemien pariteettitiedoista.
  5. Täysi vikasietoisuus.
  6. 1 levytila on pariteetin alla.
  7. Voidaan käyttää tiedostopalvelimissa, web-palvelimissa, erittäin tärkeissä varmuuskopioissa.

RAID 6 Two Parity Distributed Disk

RAID 6 on sama kuin RAID 5 kahdella pariteettihajautetulla järjestelmällä. Useimmiten käytetään suuressa määrässä taulukoita. Tarvitsemme vähintään 4 asemaa, vaikka 2 asemaa epäonnistuisi, voimme rakentaa tiedot uudelleen samalla kun vaihdamme uusia asemia.

Erittäin hitaampi kuin RAID 5, koska se kirjoittaa tiedot kaikkiin neljään ohjaimeen samanaikaisesti. Nopeudeltaan keskimääräinen, kun käytämme laitteisto-RAID-ohjainta. Jos meillä on 6 numeroa 1 Tt:n kiintolevyjä, 4 asemaa käytetään dataan ja 2 asemaa pariteettiin.

  1. Huono esitys.
  2. Lue Suorituskyky on hyvä.
  3. Kirjoitussuorituskyky on huono, jos emme käytä laitteisto-RAID-ohjainta.
  4. Rakenna uudelleen 2 pariteettiasemasta.
  5. Täysi vikasietoisuus.
  6. 2 levytilaa tulee Pariteetin alle.
  7. Voidaan käyttää suurissa ryhmissä.
  8. Voidaan käyttää varmuuskopiointitarkoituksiin, videoiden suoratoistoon, käyttää suuressa mittakaavassa.

RAID 10 (tai) Mirror & Stripe

RAID 10 voidaan kutsua nimellä 1+0 tai 0+1. Tämä tekee molemmat Mirror & Striping -työt. Mirror on ensimmäinen ja stripe on toinen RAID 10:ssä. Stripe on ensimmäinen ja peili toinen RAID 01:ssä. RAID 10 on parempi verrattuna 01:een.

Oletetaan, että meillä on 4 asemaa. Kun kirjoitan tietoja loogiseen taltiooni, ne tallennetaan kohtaan Kaikki 4 asemaa peili- ja raitamenetelmillä.

Jos kirjoitan dataa "TECMINT" RAID 10:een, se tallentaa tiedot seuraavasti. Ensimmäinen "T" kirjoittaa molemmille levyille ja toinen "E" kirjoittaa molemmille levyille. Tätä vaihetta käytetään kaiken tiedon kirjoittamiseen. Se kopioi kaikki tiedot myös toiselle levylle.

Samanaikaisesti se käyttää RAID 0 -menetelmää ja kirjoittaa tiedot seuraavasti "T" kirjoittaa ensimmäiselle levylle ja "E" kirjoittaa toiselle levylle. Taas "C" kirjoittaa ensimmäiselle levylle ja "M" toiselle levylle.

  1. Hyvä luku- ja kirjoitussuoritus.
  2. Tässä puolet tilasta menetetään kokonaiskapasiteetissa.
  3. Vikasietoisuus.
  4. Nopea uudelleenrakentaminen tietojen kopioimisesta.
  5. Voidaan käyttää tietokantatallennustilassa korkean suorituskyvyn ja käytettävyyden saavuttamiseksi.

Johtopäätös

Tässä artikkelissa olemme nähneet, mikä on RAID ja mitä tasoja RAIDissa käytetään useimmiten todellisessa ympäristössä. Toivottavasti olet oppinut RAID-kirjoituksen. RAID-asennusta varten sinun on tiedettävä RAID-perustiedot. Yllä oleva sisältö täyttää perustiedot RAIDista.

Seuraavissa tulevissa artikkeleissa aion käsitellä RAIDin määrittämistä ja luomista eri tasoilla, RAID-ryhmän kasvattaminen (Array) ja vianetsintä epäonnistuneilla asemilla ja paljon muuta.