Teade

Collapse
No announcement yet.

Sõltumatute ketaste liiasmassiiv [RAID]

Collapse
X
 
  • Filter
  • Aeg
  • Show
Puhasta kõik
uued postitused

  • Sõltumatute ketaste liiasmassiiv [RAID]

    Sõltumatute ketaste liiasmassiiv (RAID) on mitmest kõvakettast või kõvaketta partitsioonist moodustatud loogiline plokkseade andmete salvestamiseks, kus samad andmed salvestatakse mitmele kõvakettale.

    Nüüdisajal on RAID üldtermin, mis hõlmab kõiki andmete säilitamise võimalusi arvutis, mis jagab ja kordab andmeid mitme kettaseadme vahel. Erinevaid arhitektuure eristatakse numbritega (näiteks RAID 0, RAID 1). Erineva konstruktsiooniga RAID-süsteemidel on kaks peamist eesmärki: suurendada andmete turvalisust ning suurendada lugemis- ja kirjutamiskiirust. Kui mitu füüsilist ketast on seadistatud kasutama RAID-tehnoloogiat, siis öeldakse, et nad on RAID-massiivis. Sellises massiivis hajutatakse andmed mitmele kettale, kuid operatsioonisüsteemi jaoks on kõik andmed ühel kettal. RAID-i kasutatakse mitmel otstarbel.

    RAID 0 – andmed jaotatakse plokkidena (hargsalvestus). Suurendab andmeedastuskiirust, kuid RAID 0 massiivis ei ole veakindlust (seetõttu ei ole ta päris RAID). Sellegipoolest loetakse see RAID-i tasemeks, sest RAID 0 massiivis peab kontroller andmeid jaotama mitme ketta vahel. Kui üks ketas massiivis puruneb, kaob kogu massiiv ja seda ei ole võimalik parandada. Massiivi tõrkevõimalus kasvab iga sinna pandud kettaga, sest terve massiivi tõrkevõimalus on kõigi kõvaketaste purunemisvõimaluse summa. RAID 0 massiivis kirjutatakse andmeid plokkidena, mis on kindla suurusega (ploki suurus (stripe size ingl. k), mis on massiivi peamine parameeter, enamasti 16 KiB, 32 KiB ja 64 KiB). Kõigilt ketastelt loetakse ja kirjutatakse andmeid samaaegselt, seetõttu suureneb massiivi andmeedastuskiirus iga lisatud kettaga. RAID 0 ei toeta veatuvastust. Faili lugemisel hargsalvestusega massiivilt, loeb kontroller samaaegselt faili iga osa erinevatelt ketastelt, millel fail paikneb. Seejärel paneb kontroller faili osad enne RAM mällu kirjutamist õiges järjekorras kokku. Kui hargsalvestusega massiivis on rohkem kui kaks ketast, saab seda seadistada hargsalvestusega massiiviks koos paarsusega, mis on RAID 4. Selles massiivis jaotatakse andmed kõikidele ketastele välja arvatud ühele ketastest, mida kasutatakse veaparanduskoodi kirjutamiseks.
    RAID 1 – peegeldamine teisele kettale, nn "peegelsalvestus". Andmed on kirjutatud identselt mitmele kettale (nn "peegeldatud kettad"). Kuigi enamik RAID 1 massiive tekitatakse kahest kettast, on võimalik ka lisada rohkem kettaid. RAID 1 massiiv võimaldab pärast ketta hävimist tööd jätkata, kuni on olemas vähemalt üks töötav ketas. Sobivate operatsioonisüsteemide olemasolul võib massiivi lugemiskiirus olla suurem kui ühe ketta lugemiskiirus, sest loetakse mitmelt kettalt korraga. Kirjutamiskiirus RAID 1 massiivis sõltub massiivis oleva kõige aeglasema kõvaketta kirjutamiskiirusest.
    RAID 2 – andmed jaotatakse bittidena, kasutatakse veaparanduskoodi. Kõik kettad on sünkroonitud ja andmed jaotatakse ketaste vahel bittidena. Igale bitireale ketastes arvutatakse veaparanduskood (Hammingi kood ECC), mis salvestatakse massiivis ühele või mitmele kettale. Lugemisel saab ECC koodi alusel korrigeerida üksiku ketta vead.
    RAID 3 – andmed jaotatakse baitidena plokkide kaupa, kasutatakse kindlat ketast, kuhu salvestatakse paarsusinformatsioon. Kõik kettad on sünkroonitud ja andmed jaotatakse baidi kaupa ketaste vahel. Paarsusinformatsioon arvutatakse kindlatele baitidele eraldi (XOR-tehtega) ja salvestatakse selleks eraldatud kõvakettale.
    RAID 4 – andmed jaotatakse plokkidena, kasutatakse kindlat ketast, kuhu salvestatakse paarsusinfo. See on põhimõtteliselt sama, mis RAID 5 (vaata ll), kuid paarsusinfo kirjutatakse ainult ühele kindlale kettale. Kõik kettad tegutsevad üksteisest lahus, mistõttu võib lugeda/kirjutada kõikidelt ketastelt korraga. Kuna paarsuskontroll salvestatakse ainult ühele kettale, võib tekkida nn pudelikael, kus infot ei jõuta paarsuskontrolli jaoks mõeldud kettale enam piisava kiirusega kirjutada.
    RAID 5 – andmed jaotatakse plokkidena, kontrollkood kirjutatakse kõikidele ketastele. Paarsuskontroll jaotatakse kõikide ketaste vahel (iga paarsusinfo kirjutatakse erinevale kettale). Ühe ketta purunemisel massiiv ei hävine ega mõjuta edasise töö tegemist (töö ei peatu, kuid on aeglasem, sest kettal olnud andmed arvutatakse), kuid rikki läinud ketas on vaja välja vahetada ja taastada. Teise ketta purunemisel hävinevad massiivis olevad andmed.
    RAID 6 – andmed jaotatakse plokkideks, kontrollkood kirjutatakse topelt kasutades XOR-tehet ja Reed-Solomoni koodi. Saab jätkata tööd ka pärast kahe ketta purunemist. See tase muudab suured massiivid mõttekamaks, sest pakub suuremat tõrkekindlust. Samuti on purunenud ketta vahetamiseks rohkem aega, sest võib puruneda ka teine ketas, ilma et töö katkeks.

    Hübriid-RAID
    Paljud andmeedastuskontrollerid lubavad kasutada hübriidseid RAID tasemeid ehk kasutada kahte või enamat RAID taset korraga. Massiivi elemendid võivad olla kettad, kuid ka RAID tasemed. Rohkem kui kahte RAID taset kasutatakse erilistel juhtudel.

    Kuna ei ole rohkem kui 9 RAID taset, kirjeldatakse hübriid-RAID-i tasemed liites kaks kasutatavat taset kokku, pannes vahele „+“ märgi. Järjekord on ka oluline: kasutades RAID 1+0 taset, on kettad RAID 1 massiivis ja see on omakorda RAID 0 massiivis. Samuti on võimalik ka RAID 0+1. Tähtis on kindlaks määrata, mis on kõige peamine massiiv. Kui kasutatakse peamist RAID massiivi RAID 0, ei kirjutata enamasti „+“ märki kahe numbri vahele (näiteks RAID 10, RAID 50).

    RAID 0+1: peegeldatud RAID 0 plokid teisele kettale (minimaalselt neli ketast; paarisarv kettaid) garanteerib veakindluse ja parema andmeedastuskiiruse, kuid on keerulisema ehitusega.
    Peamine erinevus RAID 1+0 ja RAID 0+1 vahel on see, et RAID 0+1 puhul võib üks pool RAID 1 massiivist puruneda ilma, et see tööd häiriks.
    RAID 1+0: peegeldatud kettad on RAID 0 massiivis (minimaalsest kaks ketast, kuid kasutatakse tihti nelja, et kasutada ära suuremat andmevahetuskiirust; paarisarv kettaid) garanteerib veakindluse ja parema andmeedastuskiiruse, kuid on keerulisema ehitusega.
    Peamine erinevus RAID 0+1 ja RAID 1+0 vahel on see, et RAID 1+0 puhul on andmeedastuskiirus suurem, kui RAID 0+1 puhul. Kui RAID 1 kaotab ühe poole ketastest, on kogu massiiv hävinenud.
    RAID 5+1: peegeldatakse RAID 5 taset (mõned tootjad kirjeldavad seda kui RAID 53).

    Andmete varundamine
    RAID-i süsteem, mida kasutatakse põhisüsteemi kettana, ei ole mõeldud asendama andmete varundamist. Paaris paigutus loob andmete varundamise sarnase süsteemi, mis on mõeldud ära hoidma andmete kadumist füüsiliste kahjustuste või vigade puhul üksikutel draiveritel. Paljude teiste funktsioonide andmete varundamine ei ole võimalik ainult antud RAID-i ridade puhul üksinda. Kõige tähelepanuväärsem on võime taastada eelmisi andmete versioone, mida on vaja kaitsta tarkvara vigade eest, mida põhjustab mittesoovitud andmete kirjutamine kettale.

    Rakendused
    Tarkvarapõhine RAID – rakendusi pakuvad mitu operatsioonisüsteemi. Tavaliselt on nad kas RAID 0 või RAID 1s.
    Riistvarapõhine RAID – riistvarapõhine RAID kasutab erinevaid patenteeritud ketaste asetusi, nii et pole võimalik ühendada erinevate firmade ühendusi. Nad ei kasuta protsessorit ja BIOS suudab neilt alglaadida, parem integratsioon seadme draiveritega võib pakkuda paremat käitumist vigadega.
    Draiverite põhine RAID – kasutatakse väikseid kiipe, millel on vajalikud draiverid.
    Võrgupõhine RAID – pole päris RAID, kuid kasutatakse andmete hoidmiseks üle võrgu.
    Allikas: Vikipedia

    NÄIDE
    Windows 10 tarkvaralisest RAID-st

    Näites kasutatud Windows 10 all loodud kahe 120GB SSD kettaga erinevad RAID kombinatsioonid (operatsioonisüsteem on neist kahest kettast veel eraldi kettal ning tarkvaralisse RAIDi Windows ei luba seda panna ehk RAID on moodustatud eraldi SSD ketastest).
    Ketaste lugemise/kirjutamise kiiruse testimiseks kasutatud tarkvara: CrystalDiskMark
    Tarkvaraline RAID loodud Windowsi enda Disk Management

    Simple Volume Disk 1 - esimene RAIDi pandava ketta kiirus üksinda. Veakindlus - kui ketas sureb, siis andmed kaovad.
    Simple Volume Disk 2 - teise RAIDi pandava ketta kiirus üksinda. Veakindlus - kui ketas sureb, siis andmed kaovad.
    Spanned Volume Disk 1+2 - kahe SSD ketta maht on liidetud kokku, lugemise ja kirjutamise kiiruse kasvu ei ole, vaid saame ühe suure 112GB+112GB=224GB suure ketta massiivi. Veakindlus - kui üks SSD ketas sureb, siis alles jäävad vaid ellu jäänud kettal paiknevad andmed.
    Striped Volume Disk 1+2 (RAID-0) - saame 224GB mahuga ketta ning peaaegu topelt kirjutamise ja lugemise kiirusega. Kaotame veakindluses. Kuna fail jagatakse kahe SSD peale, siis ühe SSD suremisel muutuvad kõik andmed kasutuks.
    Mirrored Volume Disk 1+2 (RAID-1) - võidame lugemis kiiruses. Kirjutamise kiirus on sama mis igal SSD-l üksinda. Andmemahus kaotame ühe SSD mahu, aga võidame veakindluses - kui 1 SSD sureb, siis teisel kettal on üks ühele kõik andmed olemas.
    RAID-5 Volume - vajaks vähemalt 3 SSD-d. Lühidalt jagatakse SSD-de vahel andmed nii, et kui üks SSD sureb, siis selle asendamisel taastatakse andmed teistelt SSD-lt uuele SSD-le. Kui sureks 2 SSD-d, siis kõik andmed kaoksid.

    Click image for larger version

Name:	raid1.png
Views:	4
Size:	465.4 KB
ID:	226
    Click image for larger version

Name:	raid2.png
Views:	15
Size:	161.1 KB
ID:	225

    RAID kalkulaator http://www.raid-calculator.com/
Võta ühendust

Kui sul tekkis küsimusi või on mõni ettepanek, siis edasta need aadressile: info@itfoorum.ee

Kui oled firma PR spetsialist ning soovid avaldada meie kaudu firmateateid, mis kuuluvad infotehnoloogia valdkonda, siis edasta need press@itfoorum.ee.

Kui aga sul tekkis probleem itfoorum.ee kasutamisega ja soovid abi saada, siis edasta päring admin@itfoorum.ee.

Oleme sotsiaalmeedias

Facebook

YouTube

Discord

TikTok

Ajalugu
Oktoober 2021 - Alustab itfoorum.ee
Töötlen...
X