|
Читайте также: |
Принцип функционирования RAID – массива
Принцип функционирования RAID-системы заключается в следующем: из набора дисковых накопителей создается массив, который управляется специальным контроллером и определяется компьютером как единый логический диск большой емкости. За счет параллельного выполнения операций ввода-вывода обеспечивается высокое быстродействие системы, а повышенная надежность хранения информации достигается дублированием данных или вычислением контрольных сумм.
Классификация RAID – массивов. Достоинства и недостатки
RAID 0
Дисковый массив без избыточного хранения данных. Информация разбивается на блоки, которые одновременно записываются на отдельные диски, что обеспечивает повышение производительности. Такой способ хранения информации ненадежен, поскольку поломка одного диска приводит к потере всей информации. За счет возможности одновременного ввода/вывода с нескольких дисков массива RAID 0, обеспечивается максимальная скорость передачи данных и максимальная эффективность использования дискового пространства, так как не требуется места для хранения контрольных сумм. Для реализации массива требуется не меньше двух винчестеров.
Преимущества:
- наивысшая производительность в приложениях, требующих интенсивной обработки запросов ввода / вывода и данных большого объема;
- простота реализации;
– низкая стоимость;
– максимальная эффективность использования дискового пространства - 100%.
Недостатки:
– не является «настоящим» RAID'ом, поскольку не поддерживает отказоустойчивость;
– отказ одного диска влечет за собой потерю всех данных массива.
RAID 1
Дисковый массив с дублированием информации (зеркалированием данных). В простейшем случае два накопителя содержат одинаковую информацию и являются одним логическим диском. При выходе из строя одного диска его функции выполняет другой. Для реализации массива требуется не меньше двух винчестеров.
Преимущества:
- простота реализации и восстановления массива в случае отказа (копирование);
Недостатки:
- 100-процентная избыточность;
- невысокая скорость передачи данных.
RAID 2
Отказоустойчивый дисковый массив с использованием кода Хемминга. Здесь поток данных разбивается на слова – причем размер слова соответствует количеству дисков для записи данных. Для каждого слова вычисляется код коррекции ошибок, который записывается на диски, выделенные для хранения контрольной информации. Их число равно количеству бит в слове контрольной суммы. Если слово состоит из четырех бит, то под контрольную информацию отводится три диска. RAID 2 – один из немногих уровней, позволяющих обнаруживать двойные ошибки и исправлять «на лету» одиночные. При этом он является самым избыточным среди всех уровней с контролем четности. Эта схема хранения данных не получила коммерческого применения, поскольку плохо справляется с большим количеством запросов.
Преимущества:
- достаточно простая реализация;
- коррекция ошибок «на лету»;
- очень высокая скорость передачи данных;
Недостатки:
- низкая скорость обработки запросов;
- высокая стоимость;
- большая избыточность.
RAID 3
Отказоустойчивый массив с параллельным вводом/выводом данных и диском контроля четности. Поток данных разбивается на порции на уровне байт (возможно бит) и записывается одновременно на все диски массива, кроме одного. Один диск предназначен для хранения контрольных сумм, вычисляемых при записи данных. Поломка любого из дисков массива не приведет к потере информации. В RAID 3 информация разбивается на порции одинакового размера. За счет разбиения данных на порции RAID 3 имеет высокую производительность. Поскольку при каждой операции ввода/вывода производится обращение практически ко всем дискам массива, то одновременная обработка нескольких запросов невозможна.
Этот уровень подходит для приложений с файлами большого объема и малой частотой обращений (сфера мультимедиа). Использование только одного диска для хранения контрольной информации объясняет тот факт, что коэффициент использования дискового пространства достаточно высок (как следствие этого – относительно низкая стоимость). Для реализации массива требуется не меньше трех винчестеров.
Преимущества:
- отказ диска мало влияет на скорость работы массива;
- высокая скорость передачи данных;
- высокий коэффициент использования дискового пространства.
Недостатки:
- сложность реализации;
- низкая производительность при большой интенсивности запросов данных небольшого объема.
RAID 4 Отличается от RAID 3 только размером блока данных при чередовании. Это несколько улучшает работу массива при случайном чтении, но запись так же довольно медленная. Диск с контрольными суммами является ярко выраженным «узким местом» в системе.
RAID 5
Отказоустойчивый массив независимых дисков с распределенной четностью. Блоки данных и контрольные суммы циклически записываются на все диски массива, отсутствует выделенный диск для хранения информации о четности, нет асимметричности конфигурации дисков. В общем случае полезная емкость массива из N дисков равна суммарной емкости N-1 диска. RAID 5 имеет достаточно высокую скорость записи/чтения и малую избыточность.
Преимущества:
- высокая скорость записи данных;
- достаточно высокая скорость чтения данных;
- высокая производительность при большой интенсивности запросов чтения/записи данных;
- высокий коэффициент использования дискового пространства.
Недостатки:
- низкая скорость чтения/записи данных малого объема при единичных запросах;
- достаточно сложная реализация;
RAID 6
RAID 6 – это отказоустойчивый массив независимых дисков с распределением контрольных сумм, вычисленных двумя независимыми способами. Этот уровень во многом схож с RAID 5. Только в нем используется не одна, а две независимые схемы контроля четности, что позволяет сохранять работоспособность системы при одновременном выходе из строя двух накопителей.
Этот уровень имеет очень высокую отказоустойчивость, большую скорость считывания (данные хранятся блоками, нет выделенных дисков для хранения контрольных сумм). В то же время из-за большого объема контрольной информации RAID 6 имеет низкую скорость записи. Он очень сложен в реализации, характеризуется низким коэффициентом использования дискового пространства, например: для массива из пяти дисков он составляет всего 60%, но с ростом числа дисков ситуация исправляется. RAID 6 по многим характеристикам проигрывает другим уровням, поэтому на сегодня не получил коммерческого применения.
Преимущества:
- высокая отказоустойчивость;
- достаточно высокая скорость обработки запросов.
Недостатки:
- низкая скорость чтения/записи данных малого объема при единичных запросах;
- очень сложная реализация;
- низкая скорость записи данных.
RAID 7
Отказоустойчивый массив, оптимизированный для повышения производительности. Массив основывается на концепциях, использованных в третьем и четвертом уровнях. Добавилась возможность кэширования данных. В состав RAID 7 входит контроллер со встроенным микропроцессором под управлением операционной системы реального времени. Она позволяет обрабатывать все запросы на передачу данных асинхронно и независимо. В RAID 7 блок вычисления контрольных сумм интегрирован с блоком буферизации; для хранения информации о четности используется отдельный диск, который может быть размещен на любом канале. RAID 7 имеет высокую скорость передачи данных и обработки запросов, хорошую масштабируемость. Самым большим недостатком этого уровня является стоимость его реализации.
Преимущества:
- очень высокая скорость передачи данных и высокая скорость обработки запросов (в 1,5-6 раз выше других стандартных уровней RAID);
- хорошая масштабируемость;
- значительно возросшая (благодаря наличию кэша) скорость чтения данных небольшого объема;
- отсутствие необходимости в дополнительной передаче данных для вычисления четности.
Недостатки:
- сложность реализации;
- очень высокая стоимость на единицу объема;
- не может обслуживаться пользователем;
- необходимость использования блока бесперебойного питания для предотвращения потери данных из кэш-памяти;
- короткий гарантийный срок.
Matrix RAID
Matrix RAID – это технология, реализованная фирмой Intel в своих чипсетах. Эта технология не является новым уровнем RAID (ее аналог существует в аппаратных RAID-контроллерах высокого уровня), она позволяет, используя некоторое количество дисков организовать одновременно один или несколько массивов уровня RAID 0, RAID 1 и RAID 5. Это позволяет за сравнительно небольшие деньги обеспечить для одних данных повышенную надёжность, а для других высокую скорость доступа.
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 40 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Ce restaurant éphémère ouvrira le 28 juillet. Monté spécialement pour les Jeux olympiques, il est entièrement "recyclable". | | | Глава 1. 1 страница |