Ako sa ľudia hlbšie ponoria do digitálneho veku, dopyt po rýchlejších a spoľahlivejších serveroch a úložných systémoch neustále rastie.Ako príklad potrieb ukladania a spracovania údajov uvádza Googlecez ich servery denneSpracujte 20 petabajtov dátových informácií.
Ako spôsob, ako sa vyhnúť katastrofálnemu zlyhaniu, spoločnosti vytvárajú serverové polia, čo sú rozsiahle siete úložných jednotiek používaných na spracovanie digitálnych informácií.Ak jeden disk zlyhá, druhý to vynahradí pri výmene poškodeného disku.
Ako sa to teda presne robí bez straty údajov alebo prestojov?Technológia RAID a úrovne RAID.
Čo je to vlastne RAID a ako funguje?
Redundantné pole nezávislých diskovALEBO RAID je metóda ukladania údajov, pri ktorej môžete znížiť stratu údajov a zlepšiť výkon čítania/zápisu ukladaním informácií na viacero pevných diskov nazývaných pole.Je to možné, pretože väčšina technológií RAID používapruhovanie údajovOddeľuje alebo delí sekvenčné údaje (ako sú súbory, videá alebo dokumenty) do súvislých segmentov.Segmenty sa potom postupne ukladajú na váš disk.
3 Príklad prekladania video súborov v poli RAID pevného disku
Napríklad, ak je video súbor rozdelený na 4 po sebe idúce segmenty;A1-A4 a máte 3 pevné disky vo svojom poli RAID, A1 bude uložený na pevnom disku #1, A2 bude uložený na pevnom disku #2, A3 bude uložený na pevnom disku #3 a A4 bude uložený na pevný disk č. 1 lepší.
Keď idete načítať súbor, počítač požiada prvý pevný disk o načítanie A1, potom sa okamžite presunie na ďalší pevný disk pre segment A2, pretože pevný disk č. 1 je zaneprázdnený.To umožňuje počítaču súčasne načítať A1-A3 a potom A4.Keď sa pokúsite načítať 40-minútové video, počítač načíta štyri 4-minútové klipy a potom ich zobrazí ako jeden súbor, čím sa proces načítania zrýchli.
Niektoré úrovne RAID používajú techniky zrkadlenia.Čo je to?
Ak chcete zabrániť strate údajov,Niektoré polia RAID používajú zrkadlenie, ktorý kopíruje informácie pri ich vytváraní a ukladaní.Striping sa zameriava na rýchlosť, zatiaľ čo zrkadlenie sa zameriava na zabezpečenie toho, aby v prípade zlyhania pevného disku existovala kópia údajov.Zrkadlenie zabezpečuje, že všetky sekundárne jednotky sú presnými kópiami primárneho disku.
Napríklad, ak má váš počítač dva pevné disky a primárny pevný disk prestane fungovať, systém sa automaticky prepne na sekundárny pevný disk bez toho, aby ste si to všimli.Operačný systém, všetky osobné nastavenia a každý súbor, ktorý vytvoríte a uložíte, sa zobrazia tam, kde ste ich nechali.V nastavení bez RAID zlyhanie pevného disku znamená, že všetky údaje na tomto disku môžu byť neobnoviteľné.
3 rôzne typy alebo implementácie RAID
Predtým, ako sa dostaneme k rôznym úrovniam RAID, je dôležité uviesť, že existuje niekoľko rôznych spôsobov implementácie nastavenia RAID do vášho počítačového systému.Tieto implementácie možno rozdeliť nana základe hardvéru, softvéru alebo firmvérua použite príslušný radič RAID.
V inom článku sa zaoberáme kľúčovými rozdielmi medzi hardvérovým RAID a softvérovými radičmi RAID a podrobne popisujeme ich špecifické výhody, nevýhody a typické prípady použitia.
Čo je to radič RAID?
RAID radičzodpovedný za riadenie aUsmerňuje tok informácií do a z poľa pevného disku.Bez radiča RAID je vaše pole RAID len zbierkou pevných diskov.Radič RAID môžete implementovať jedným z troch spôsobov.
1. Hardvérový radič RAID
Hardvérový radič RAID je zvyčajne vyhradený fyzický čip alebo karta, ktorá priamo ovplyvňuje tok informácií do a z poľa RAID.Najčastejšie sa používa v bankovníctve dátových centier alebo v systémoch využívajúcich vzdialené servery.
2. Softvérový radič RAID
Softvérový radič RAID je softvér, ktorý priamo spolupracuje s operačným systémom počítača.Riadi a riadi tok informácií pomocou existujúcich hardvérových prostriedkov počítača, ako je centrálna procesorová jednotka (CPU).Toto je bežné v nastaveniach poľa RAID pre domáce počítače.
3. Firmvérový radič RAID
Ovládače RAID založené na firmvéri sú čipy, ktoré sú predinštalované na základnej doske počítača a na fungovanie vyžadujú ovládače.Čip sa aktivuje počas bootovania, ale po načítaní operačného systému sa celá kontrola prenesie na príslušný ovládač a všetky operácie sa prenesú na CPU.Tento typ radiča RAID je známy aj ako hardvérovo podporovaný softvérový RAID, a hoci je lacnejší ako hardvérový radič RAID, zaťažuje váš systém.
Štandardné úrovne RAID od 0 do 6
Bez ohľadu na to, ktorý radič RAID sa použije, úroveň RAID sa vzťahuje na špecifickú architektúru používanú na distribúciu údajov medzi disky.Úroveň RAID, ktorú používate, bude určená na základe výkonu, ktorý hľadáte, a požadovaného typu odolnosti voči chybám.
RAID 0
Typicky pomocou párov pevných diskov, RAID 0 funguje tak, že segmentuje sekvenčné dáta a ukladá ich na viacero diskov.S touto úrovňou je to všetko o optimalizácii výkonu a rýchlosti pevného disku bez obáv zo straty dát, pretože RAID 0 nepoužíva zrkadlenie.
Funguje to tak, že vezmete vaše uložené údaje, rozdelíte ich na pásové jednotky alebo segmenty a potom ich rozdelíte na pevné disky v poli.To umožňuje konfigurácii RAID 0 rýchlo zapisovať a čítať údaje, pretože máte viac ako 1 pevný disk, ktorý spracúva údaje súčasne.Ak však niektorý z diskov v tomto nastavení zlyhá, všetky údaje sa stratia.
RAID 1
RAID úrovne 1 sa zameriava výlučne na redundanciu údajov, vďaka čomu sú informácie v bezpečí aj v prípade zlyhania disku.Aby sa to dosiahlo, RAID 1 neodstraňuje žiadne dáta, ale skopíruje informácie na druhý disk (mirror).
Týmto spôsobom sa zvýši váš výkon čítania, čo znamená, že počítač môže kedykoľvek pristupovať ku každému disku, pretože oba majú rovnaké informácie.Ak je jeden disk zaneprázdnený, môže pristupovať k druhému disku.S touto úrovňou môžete dosiahnuť skvelý výkon s určitou odolnosťou voči chybám.Rýchlosť operácií zápisu sa však v porovnaní s nastavením jedného disku nezlepší, pretože všetky informácie sa musia zapisovať na oba disky v poli RAID 1.
RAID 2
Táto úroveň RAID používa pruhovanie, ale namiesto rozdelenia údajov súboru na blokované segmenty ich rozdelí na bitovej úrovni.Niektoré pevné disky v tomto nastavení poľa uložia informácie o chybových a opravných kódoch, ktoré je potrebné nahradiťHammingov kódakejkoľvek parity.Táto úroveň RAID sa dnes používa len zriedka, pretože bola nahradená lepšími nastaveniami.
RAID 3
RAID 3 je inovovaná verzia RAID úrovne 2.Pole používa pruhovanie na úrovni bajtov na zlepšenie výkonu, pričom jeden disk je vyhradený na ukladanie informácií o parite a distribúciu údajov na ostatné disky.Každý I/O príkaz však spracuje každý pevný disk súčasne, čo znamená, že výkon bude obmedzený jedným paritným diskom, pretože nedokáže spracovať viacero požiadaviek súčasne.
RAID 4
Podobne ako RAID úrovne 3, aj táto úroveň je vyhradená pre jeden paritný disk, ale vytvára väčšie segmenty, keď sú pruhované, čo umožňuje počítaču kedykoľvek rýchlo pristupovať a čítať údaje z ľubovoľného disku.Okrem toho RAID úroveň 4 umožňuje, aby bolo súčasne aktívnych viacero čítacích I/O funkcií.Systém však bude stále obmedzený na schopnosť I/O s jednorazovým zápisom, pretože akýkoľvek príkaz na zápis bude vyžadovať aktualizáciu paritnej jednotky.Z tohto dôvodu je úroveň 4 len miernym vylepšením úrovne 3.
RAID úrovne 3 a 4 sú vo väčšine prípadov použitia nahradené RAID 5.
RAID 5
Toto je najbežnejšie používaná úroveň raidu, pretože dosahuje dobrú rovnováhu medzi rýchlosťou a bezpečnosťou údajov.Aby sa zlepšil výkon, údaje sa prekladajú na viacero pevných diskov, zvyčajne päť, ako pri predchádzajúcich úrovniach RAID.Informácie o parite sú však tiež rozptýlené po každom disku a vytvárajú takzvané rotujúce paritné pole.To umožňuje počítaču vykonávať súčasne viaceré funkcie čítania a zápisu I/O, pričom v prípade zlyhania disku ponecháva čo najviac informácií pre počítač.RAID úrovne 5 nie je najlepší výkon (RAID 0 je rýchlejší), ale je skvelý pre systémy, ktoré potrebujú rovnováhu medzi výkonom a redundanciou.
RAID 6
RAID úrovne 6 používa všetky rovnaké systémy ako RAID úrovne 5, ale implementuje aj druhé rotujúce paritné pole na rovnaký počet jednotiek.To znamená, že systém RAID úrovne 6 dokáže zvládnuť až dve súčasné zlyhania disku, zatiaľ čo systém úrovne 5 dokáže spracovať iba jeden chýbajúci disk naraz.
Zdvojnásobenie množstva paritných informácií znamená, že výkon operácií zápisu sa v porovnaní s RAID 5 zníži.Operácie čítania nie sú ovplyvnené a operácie čítania sú také rýchle ako RAID 5.
Čo je Nested RAID?
V časti Úrovne RAID vyššie sme spomenuli tri kľúčové pojmy, ktoré vysvetľujú funkčnosť RAID:Pruhovanie, zrkadlenie a parita.當Keď sa dva z nich používajú v jednom poli, nazýva sa to vnorený RAID.Skôr než sa pustíme do tohto príkladu, stručne vysvetlime, čo tieto tri kľúčové pojmy znamenajú.
RAID pruhovanie
Pruhovanie RAID je, keď sú niektoré údaje uložené na jednom disku a ostatné segmenty týchto údajov sú uložené na inom disku.
Zrkadlenie RAID
Zrkadlenie RAID je replikácia údajov z jedného disku na druhý kvôli redundancii.Chráni vaše dáta pred stratou.
Parita RAID
Parita RAID využíva zložité matematické výpočty na rekonštrukciu údajov stratených počas zlyhania pevného disku.
RAID 10 alebo RAID 1+0
Skvelým príkladom vnoreného RAID jeRAID úroveň 10 alebo RAID 1+0.Kombinuje úrovne RAID 0 a RAID 1 a funguje iba v poliach s najmenej štyrmi pevnými diskami.Na rozdiel od iných úrovní RAID, ktoré sa spoliehajú výlučne na pruhovanie alebo zrkadlenie, RAID 10 kombinuje obe funkcie pre lepší výkon, no za vyššiu cenu.S touto úrovňou RAID získate rýchlosť prekladania disku, ale získate aj redundanciu údajov pri zrkadlení disku.
Dá sa nastaviť ako RAID 1+0, kde sa dáta zrkadlia a potom sa tieto zrkadlá rozložia, alebo sa dá nastaviť ako RAID 0+1, kde sa dáta rozložia na pevné disky a potom sa tieto disky zrkadlovo.RAID 10 je to, čo chcete, ak sa snažíte zabrániť zlyhaniu jedného disku v akejkoľvek skupine diskov alebo zlyhaniu jedného disku v oboch skupinách diskov súčasne.
Táto úroveň RAID sa zvyčajne používa pre servery alebo aplikácie, ktoré potrebujú bežať 24 hodín denne, 7 dní v týždni.Nevýhodou RAID 10 je, že ak stratíte viac ako 50 % diskov v poli, stratíte všetky svoje dáta.
Časté otázky o RAID
Ktorá úroveň RAID je najlepšia?
Každá úroveň RAID má svoj vlastný súbor výhod a nevýhod, avšak úrovne 0, 1, 5 a 10 sú najbežnejšie.Úrovne 0 a 5 ponúkajú vyššiu rýchlosť a väčší úložný priestor, ale s nižšou bezpečnosťou a vyššími nákladmi.Úroveň 1 ponúka lepšiu ochranu, ale chýba rýchlosť a obetuje úložný priestor.Úroveň 10 je pravdepodobne najvyváženejšia, pretože ponúka to najlepšie z úrovne 0 a 1, ale stojí oveľa viac, pretože vyžaduje viac pevných diskov.
Môžete RAID pevné disky rôznych veľkostí?
Áno, ale môžete obetovať úložný priestor.Napríklad použitie poľa RAID úrovne 256 s primárnym diskom s kapacitou 512 GB a sekundárnym diskom s kapacitou 1 GB znamená, že sekundárny disk bude využívať iba polovicu svojho úložiska.Prepínanie jednotiek znamená, že sa zrkadlí iba polovica údajov, takže celý proces je irelevantný.
Môžete RAID disky SSD?
Áno, v poli RAID možno použiť akýkoľvek pevný disk, ale odporúčajú sa podobné pevné disky, pretože rýchlosť a úložisko sú zvyčajne obmedzené na najpomalšie a najmenšie dostupné disky.Použitie podobných alebo identických jednotiek toto obmedzenie odstraňuje.
Dokážete disky RAID NVMe?
Áno, rovnako ako iné pevné disky, aj disky NVMe možno použiť aj v poliach RAID a výrazne zlepšia výkon.Tento typ nastavenia však nie je pre spotrebiteľov praktický, pretože samotné disky sú už veľmi výkonné a priemerné rýchlosti prenosu dát sú viac ako šesťkrát rýchlejšie ako bežné SSD.
Porovnanie úrovne RAID
Ak sa pokúšate rozhodnúť medzi dvoma špecifickými úrovňami RAID pre vaše prostredie, vytvorili sme niekoľko hĺbkových porovnaní, aby sme vám uľahčili rozhodovanie:
- RAID 0 a RAID 1
- RAID 1 a RAID 5
- RAID 5 a RAID 6
- RAID 5 a RAID 10
![Ako zobraziť verziu systému Windows [veľmi jednoduché]](https://infoacetech.net/wp-content/uploads/2023/06/Windows%E7%89%88%E6%9C%AC%E6%80%8E%E9%BA%BC%E7%9C%8B-180x100.jpg)
