Gandrīz ikviens pieredzējušāks datorlietotājs kaut reizi ir dzirdējis par RAID masīviem. Jau krietni mazāks lietotāju skaits māk konkrēti paskaidrot kas ir RAID un kādam nolūkam to izmanto. Un tikai retais vidusmēra datorlietotājs zin, ka pastāv daudz un dažādi RAID masīvu veidi un spēj tos aprakstīt, un zin kādam nolūkam tos izmanto. Tā kā latviešu literatūras par šīm konstrukcijām internetā ir ļoti maz, tad izveidoju nelielu ieskatu populārāko RAID masīvu uzbūves īpašībās, izmantošanā un struktūrā. Tiem, kuri nezin, kas tad ir RAID varētu palīdzēt termini.lv skaidrojums, RAID masīvs ir divu vai vairāku diskdziņu izmantošana vienu un to pašu datu glabāšanai dažādās vietās uz vairākiem cietajiem diskiem. Kārtojuma RAID diskdziņus parasti izmanto serveros, lai paaugstinātu to bojājumpiecietību un veiktspēju.
[b]RAID 0[/b]
RAID 0 sadala visus datus vienlīdzīgi pa diviem vai vairāk diskiem. RAID 0 masīvā netiek uzglabāta paritātes informācija. Svarīgi atzīmēt, ka RAID 0 nebija viens no oriģinālajiem RAID līmeņiem un tas nenodrošina datu atgūšanas iespēju. RAID 0 masīvu parasti izmanto, lai paātrinātu disku darbību, taču to iespējams izmantot arī lai izveidotu lielus virtuālos diskus, izmantojot mazus cietos diskus.
RAID 0 masīvu iespējams izveidot no dažāda izmēra cietajiem diskiem, taču ietilpība, kas tiks pievienota masīvam ar katra nākamā cietā diska pievienošanu būs vienāda ar mazākā cietā diska ietilpību. Piemēram, ja 120 GB disks tiek apvienots RAID 0 masīvā ar 100 GB disku, tad masīva ietilpība būs 200 GB : Izmērs = 2*min(120GB, 100GB) = 2*100GB = 200GB.
RAID 0 masīvā, protams, ir iespēja apvienot arī vairāk kā divus cietos diskus, taču datu drošība masīvā samazināsies ar katru nākamo pievienoto disku šim masīvam. RAID 0 drošība ir vienāda ar katra cietā diska uzticamību, kas izdalīta ar cieto disku skaitu masīvā. Tas nozīmē, ka datu drošība RAID 0 masīvā ir apgriezti proporcionāla cieto disku skaitam tajā – tātad masīvs, kas veidots no diviem cietajiem diskiem ir tikai uz pusi tik drošs, cik viens cietais disks. Ja pastāvētu 5 % iespēja, ka cietais disks tuvāko 3 gadu laikā var sabojāties, tad divu disku RAID 0 masīvā, šī iespējamība būtu : 1 – (1 – 0.05)^2 = 0.0975 = 9.75%.
Iemesls RAID 0 datu mazajai drošībai ir tas, ka failu sistēma ir izvietota pa visiem cietajiem diskiem. Ja viens no tiem vairs nedarbojas, failu sistēma arī nespēj darboties ar tik lieliem datu zaudējumiem. Tā kā arī dati ir sadalīti pa visiem diskiem, tad arī to atgūšana nav iespējama, ja kāds no masīva diskiem nedarbojas. Protams, dati var tikt atgūti ar dažādām speciālām lietojumprogrammām, taču, tie pilnīgi noteikti būs nepilnīgi un bojāti.
Lai gan bloka izmērs tehniski iespējams viena baita lielumā, tas visbiežāk ir 1024 baitus liels. Tas dod iespēju diskiem darboties neatkarīgi vienam no otra, kad dati tiek lasīti no diska vai rakstīti uz tā. Datu pārraides ātrums masīvā būs vienāds ar visu disku ātrdarbību summu, ko ierobežo vienīgi RAID kontroliera ātrums.
RAID 0 izdevīgi izmantot lielu NFS serveru uzstādīšanai, operētājsistēmās, kurās ir ierobežots disku skaits, kā arī dažādās spēļu sistēmās.
[b]RAID 1[/b]
RAID 1 masīvs izveido precīzu datu kopuma kopiju uz diviem vai vairāk diskiem. Tas ir ļoti noderīgi gadījumā, ja datu nolasīšanas ātrums un datu drošība ir svarīgāki faktori par datu glabātuves ietilpību. Šāds masīvs var būt tikai tik liels, cik liels ir mazākais cietais disks dotajā masīvā.
RAID 1 masīvi ir ļoti drošs datu uzglabāšanas veids. Statistika rāda, ka pilnīgs datu zudums RAID 1 masīvā iespējams mazāk kā 0.0005 % gadījumu. Tā kā visi dati eksistē vismaz divās kopijās, katra uz sava cietā diska, tad lasīšanas ātrums ir atkarīgs no kopiju skaita – jo vairāk kopiju uz cietajiem diskiem, jo ātrāk notiks datu apstrāde. Proti, RAID 1 masīvs, kurā ir divi cietie diski, var datus nolasīt no divām dažādām vietām vienlaicīgi, taču jāatzīmē, ka ne visi RAID 1 masīvi to spēj. Lai palielinātu masīva ātrumu, rekomendē katram cietajam diskam izmantot savu kontrolieri. Daudzi vecāki IDE RAID 1 kontrolieri informāciju nolasa tikai no viena diska pārī, tāpēc to ātrums nekad nebūs lielāks par konkrētā cietā diska datu nolasīšanas ātrumu. Ir arī tādi RAID 1 kontrolieri, kuri nolasa informāciju no abiem diskiem vienlaicīgi, lai salīdzinātu datus un izlabotu iespējamās kļūdas.
[b]RAID 2[/b]
RAID 2 masīvs datus dala pa bitiem (nevis blokiem), un izmanto Hamminga kodu, lai labotu radušās kļūdas. Kontrolieris diskus sinhronizē, lai tie darbotos perfektā tandēmā. RAID 2 masīvā iespējams sasniegt ļoti augstus datu pārraides ātrumus. Šis ir vienīgais oriģinālais RAID masīvs, kuru vairs mūsdienās neizmanto. Hamminga (7,4) koda (četri biti, kas satur datus + trīs paritātes biti) izmantošana dod iespēju RAID 2 masīvā saslēgt 7 diskus, no kuriem 4 izmanto datu glabāšanai, bet 3 kļūdu novēršanai.
RAID 2 ir vienīgais RAID standarta masīvs, kas automātiski spēj atgūt precīzus datus no bojātiem bitiem. Citi RAID masīvi arī spēj noteikt viena bita datu bojājumus, vai labākajā gadījumā rekonstruēt zudušos datus, taču tie nav spējīgi atgūt paritātes bitu un datu bitu uzbūvi bez cilvēka iejaukšanās.
Ir iespējama situācija, kad kļūdas rodas vairākos bitos pēc kārtas, taču šādi gadījumi ir ļoti reti. RAID 2 spēj noteikt vairāku bitu bojājumus, taču nespēj tos labot. Pašreiz komerciāli RAID 2 masīvi vairs netiek izplatīti.
[b]RAID 3[/b]
RAID 3 masīvs izmanto baitu dalījumu un atsevišķu disku, kurā glabājas paritātes informācija. RAID 3 praktiski izmanto ļoti retos gadījumos. Viens no RAID 3 masīva lielākajiem mīnusiem ir tas, ka šis masīvs nespēj veikt vairākas darbības vienlaicīgi. Tas tāpēc, ka jebkurš datu bloks būs novietots uz visiem masīvā esošajiem cietajiem diskiem, līdz ar to jebkurai I/O operācijas veikšanai būs nepieciešama visu cieto disku darbība.
[b]RAID 4[/b]
RAID 4 masīvs sadalīts blokos un tam ir atsevišķs disks, kurā glabājas paritātes informācija. Tas nozīmē, ka katrs masīva disks ir spējīgs darboties patstāvīgi tikai tad, ja datu apstrādei nepieciešams tikai viens bloks. Ja diska kontrolieris to atļauj, tad RAID 4 masīvs var darboties ar vairākām darbībām vienlaicīgi. Praktiski RAID 4 masīvs ir ļoti līdzīgs RAID 5 un RAID 3 masīviem, tikai tas neizmanto sadalīto paritāti un tas izmanto bloku sadalījumu nevis baitu sadalījumu. RAID 4 masīva minimālais cieto disku skaits ir 3.
[b]RAID 5[/b]
RAID 5 masīvs izmanto bloku sadalījumu un paritātes dati tiek sadalīti pa visiem cietajiem diskiem. Arī lai izveidotu RAID 5 masīvu kā minimums nepieciešami 3 cietie diski. Lai gan ir arī atsevišķi gadījumi, kad RAID 5 masīvu var izveidot no 2 cietajiem diskiem, šadu konstrukciju izmanto ārkārtīgi reti.
Bloku kopumu, ko veido viens bloks no katra diska, kas atrodas masīvā, sauc par “stripe”. Ja kāds cits bloks vai bloka daļa, tiek ierakstīta tajā pašā “stripe”, paritātes bloks (vai daļa no paritātes bloka) tiek pārrēķināta un pārrakstīta. Kad tiek veikta parasta datu nolasīšana, RAID 5 masīvs nenolasa paritātes blokus, jo tas būtu lieki un samazinātu masīva ātrdarbību. Paritātes bloki tiek nolasīti tad, ja datu sektora nolasīšana nav iespējama CRC (cyclic redundancy check) kļūdas gadījumā. Šajā gadījumā sektors, kas atrodas atlikušajos datu blokos, relatīvi nemainīgā pozīcijā tiek izmantots, kai rekonstruētu bojāto sektoru. Paritātes bloki no veselajiem diskiem tiek matemātiski sakombinēti ar datu blokiem no veselajiem diskiem, lai atgūtu datus no bojātā diska. To biežāk sauc par Interim Data Recovery Mode.
Dators saprot, ka viens no cietajiem diskiem ir bojāts, taču tikai tādā līmenī, lai operētājsistēma būtu spējīga par to pabrīdināt datora administratoru – programmas, kas atrodas datorā par diska bojājumu nav informētas. Gan datu nolasīšana, gan rakstīšana masīvā acīmredzami turpinās, taču ir manāmi samazinājies datu pārraides ātrums. Arī RAID 4 masīvs izmanto šo datu atgūšanas metodi (interim data recovery), taču tā ir laikietilpīgāka nekā RAID 5 masīva veiktā – kad CRC un paritāte atrodas cietajā diskā, kurš ir bojāts, tad aprēķini netiek veikti, taču RAID 4 masīvā, ja kaut viens no datu diskiem bojāts, aprēķini tiek veikti visiem diskiem.
RAID 5 datu nolasīšanas ātrums ir gandrīz tikpat labs, cik RAID 0 masīvam pie tikpat daudz diskiem. Iemesls kāpēc RAID 5 ir nedaudz lēnāks par RAID 0 ir tas, ka RAID 5 masīva diskiem pie datu nolasīšanas ir jāizšķiro paritātes bloki,jo tos RAID 5 masīvā nelasa pie parastas datu nolasīšanas.
Paritātes dati aizņem viena masīva cietā diska ietilpību (līdzīgi kā RAID 4 masīvā: RAID 5 masīvā paritātes dati ir izkliedēti pa visiem masīva diskiem, bet RAID 4 centralizē visus paritātes datus vienā masīva diskā, taču paritātes datu apjoms ir vienāds abiem masīviem). RAID 5 datu uzglabāšanas apjoms vienāds ar (N – 1)*Smin, kur N ir kopējais cieto disku skaits masīvā un Smin ir mazākā masīva cietā diska ietilpība. Teorētiski cieto disku skaits RAID 5 masīvā ir neierobežots.
[b]RAID 6[/b]
RAID 6 papildina RAID 5 pievienojot papildu paritātes bloku. Tas izmanto bloku dalījumu ar diviem paritātes blokiem, kas izkliedēti pa visiem masīva diskiem. RAID 6 masīvs nebija viens no oriģinālajiem RAID masīviem.
RAID 6 masīvu neefektīvi izmantot tad, ja masīvā jālieto mazs skaits cieto disku, taču kad masīvs kļūst lielāks un tam pievieno vairāk cietos diskus, ietilpības zudums kļūst mazāk nozīmīgs un iespējamība, ka divi diski pārstās darboties vienlaicīgi kļūst lielāka. RAID 6 ir aizsargmehānisms pret vairāku disku bojājumiem, bet viena diska zaudētos datus vienmēr ir iespēja atgūt.
RAID 6 masīva kopējo ietilpību aprēķina pēc formulas (N – 2)*Smin, kur N ir kopējais cieto disku skaits masīvā un Smin ir mazākā masīva cietā diska ietilpība. RAID 6 masīvs salīdzinoši lēni veic datu rakstīšanas operācijas, kas saistīts ar vēl viena papildu paritātes diska aprēķiniem.
Avoti: [url=http://wikipedia.org]Wikipedia[/url] [url=http://www.techtutorials.info/hwraid.html], TechTutorials[/url]