Без рубрики

Краткий FAQ no RAID-массивам

Технология RAID появилась еще фактически в мезозое, но благополучно здравствует, параллельно развиваясь, до сих пор. Ниже – очень краткий ликбез.

Скажите пожалуйста, что представляет собой дисковый массив?

Дисковым массивом называют хранилище данных на базе нескольких накопителей на жестких магнитных дисках, с собственным контроллером и кэш-памятью; последние могут быть реализованы аппаратно или за смет софта и ресурсов ПК. Аббревиатурой RAID изначально именовали избыточные дисковые массивы (RAID расшифровывается как «Redundant Array of Independent Disks», «избыточный массив независимых дисков»), в которых суммарный объем накопителей был меньше, чем объем массива, однако не все RAID-массивы избыточны.

 

 

Какие виды массивов актуальны для домашнего компьютера?

RAID-массивы используют, чтобы увеличить производительность или надежность дисковой подсистемы либо добиться и того и другого сразу. В домашних условиях чаще всего диски объединяют в RAID 0, RAID 1, гибридные RAID 1+0 и RAID 10, а также, хотя и реже, в RAID 5.

Массив RAID 0, который является неизбыточным и потому не вполне RAID, используют для увеличения производительности дисковой подсистемы, однако надежность у него ниже, чем у единичного HDD; в случае выхода из строя одного из задействованных в массиве дисков теряется вся информация, хранившаяся на RAID 0. Объем массива равен сумме объемов накопителей, входящих в него; данные разбиваются на отдельные блоки (страйпы) и распределяются по всем жестким дискам RAID-массива.

Увеличение скоростей записи и чтения, а также сокращение времени поиска достигается за счет того, что контроллер работает одновременно с обоими дисками. Информация, запись которой на один HDD происходила бы последовательно, будучи разбитой на блоки, заносится одновременно на все задействованные в массиве накопители; аналогично происходит и чтение данных. Среднее время поиска, опять же, сокращается за счет того, что все HDD работают одновременно, каждый со своей порцией информации.

Массив RAID 1, он же «зеркало», состоит из дублирующих друг друга жестких дисков. То есть каждая пара HDD содержит совершенно идентичные данные, и в случае выхода из строя одного из них информация на втором остается в полной неприкосновенности. Помимо очевидного увеличения надежности хранения данных у «зеркала» есть и другие достоинства. Поиск информации и чтение могут производиться с обоих дисков одновременно (при условии, что контроллер умеет распараллеливать запросы), возрастает скорость подгрузки информации с HDD в оперативную память. Но имеются и минусы по сравнению с RAID 0: скорость записи у RAID 1 не выше, чем у одного винчестера (а то и ниже), и к тому же обойдется он вам недешево – объем массива равен половине суммы объемов жестких дисков, включенных в него.

RAID 1+0, как несложно догадаться, есть гибрид двух вышеописанных видов массивов. Фактически это RAID 0. в который объединены пары дисков с RAID 1. RAID 10 организован наоборот: сначала создается скоростной неизбыточный массив, а затем – его -зеркало».

Реже дома используется RAID 5 – по надежности и скорости нечто среднее между массивом нулевого и первого уровней. Как и в случае скоростного обделенного избыточностью массива, информация разбивается на страйпы и пишется на разные диски, однако к двум информационным блокам добавляется третий – блок четности. Благодаря этой предосторожности массив не будет бесповоротно разваливаться от каждого сбоя, с помощью служебной информации можно восстановить содержимое пострадавшего блока данных. За увеличившуюся надежность приходится платить пониженной скоростью записи и более высокой нагрузкой на сигнальный процессор контроллера либо вычислительной мощностью компьютера.

Подскажите, в каких случаях какой массив актуален?

RAID нулевого уровня годится для информации, которой со спокойной душой можно пожертвовать. Например, массив можно определить под игрушки и файл подкачки ОС. Также многие товарищи, которые не трясутся над своей оттюнингованной, годами стоящей без переустановок Windows, ставят ОС на RAID 0, а вместе с ней и не особенно значимые приложения.

RAID 1, как и гибридный RAID 0+1, подходит для хранения любой информации, но особенно актуален для ценной. Например, специальных приложений, задействованных пользователем, рабочих данных и разных архивов.

JBOD подходит разве что для работы с исполинскими файлами или при наличии в компе старых маловместительных HDD. Также кучкование дисков может пригодиться, когда уже имеющиеся накопители не позволяют создать раздел нужного объема для каких-то специфических целей.

 

Что такое «софтовый RAID» и чем он отличается от аппаратного?

Это RAID, организованный программными средствами, без использования специализированного железа. «Софтовым» иногда называют и полуаппаратный вариант создания массива, с помощью интегрированного в чипсет контроллера, который обслуживает не все операции, ибо другую часть вычислений, как и в чисто софтовом варианте, выполняет центральный процессор.

 

Стоит ли заморачиваться и тратиться на отдельный RAID-контроллер ?

Хотел было написать, что контроллеры стоят копейки, но нашел на Яндекс.Маркете промышленный аппарат за три с лишним миллиона рублей и решил глупостей вслух не говорить.

Озадачившись этим вопросом, в интернете вы сможете найти множество статей о безусловном превосходстве полноценных аппаратных контроллеров над урезанными и интегрированными. В качестве аргументов будут приведены меньшее потребление вычислительных ресурсов компьютера, широкий выбор настроек и средств мониторинга состояния массива / дисков, наличие улучшающей быстродействие массива собственной кэш-памяти и более высокая по сравнению с софтовой реализацией надежность. Все это истинная правда, но есть ряд существенных оговорок, из-за которых применение серьезного RAID-контроллера в быту выглядит сомнительной затеей.

Использование вычислительных ресурсов ПК на практике совсем некритично. Времена, когда даже софт-модемы отъедали десятки процентов ресурса CPU, давно прошли: современному камню досчитать за контроллером несколько операций – что кенгуру раз прыгнуть. Нагрузка – мизер.

Фирменные утилиты и надстройки над драйверами в сравнение с софтом от контроллеров и специализированными программами, конечно, не идут. Но нужны ли пользователю, скинувшему своп и игрушки на RAID 0 или «зазеркалившему» накопитель домашнего ПК, широкие возможности мониторинга и управления массивом? Вопрос риторический. Серьезный инструмент актуален для серьезного применения.

В плане быстродействия бюджетные варианты RAID до полноценных не дотягивают, однако самые распространенные в быту массивы, RAID 0 и RAID 1, на чипсетных решениях шевелятся почти так же бодро, как и на необрезанных девайсах. Разница, на наш взгляд, не стоит нескольких сотен долларов.

По поводу надежности имеем сказать следующее. От выхода из строя одного харда и полупрограммное, и цельноаппаратное «зеркало» спасают одинаково хорошо, при внезапном приступе немотивированной агрессии у блока питания шансы погибнуть у двух данных решений тоже равны (профессиональные разработки с отдельным БП в расчет не берем). До относительно недавнего времени только дискретные контроллеры умели сохранять у себя информацию о массиве независимо от системы, однако многие современные бюджетные решения тоже этому научились.

 

Что такое Configuration on Disk и как его использовать?

Это технология, благодаря которой массив может существовать независимо от системы и даже контроллера. RAID-контроллеры традиционно сохраняют информацию о массиве в собственном ПЗУ, устройства. Поддерживающие CoD, кладут данные непосредственно на диски. Такая пара накопителей легко переживет переезд на другой контроллер, при условии, разумеется, что он также способен работать с Configuration on Disk.

Современные интегрированные в южный мост контроллеры тоже поддерживают эту

 

Как лучше поставить софт-RAID на чистые диски?

Совершенно без разницы. Однако с точки зрения удобства проще сначала проинсталлировать операционную систему на один диск, а уже потом объединять накопители в массив.

 

 

Intel Matrix RAID

Технология Intel Matrix RAID, реализованная в чипсетных контроллерах Intel позволяет создать на паре жестких дисков сразу два RAID-массива, нулевого и первого уровней. К RAID 0+1 или RAID 10 это образование не имеет никакого отношения: в случае повреждения одного из дисков в Matrix RAID не пострадает только «зеркальный» массив, данные с нулевого будут потеряны.

Помимо емкости массива нулевого уровня программа позволяет задать объем страйпа – производительность RAID-массива сильно зависит от этого параметра. Универсального оптимального размера блока данных не существует, все зависит от файлов и кластеров файловой системы. Если RAID-массив будет стоять на машине, предназначенной преимущественно для работы с одним приложением и файлами сходных размеров (например, это будет видеоредактор и большая библиотека «петель»), стоит задуматься об оптимизации. Есть два пути: устроить серию опытов с замерами производительности или воспользоваться плодами чужих трудов, по- шарившись по форумам. Случается, что разработчик программного обеспечения сам указывает оптимальный размер страйпа, – заглянуть на официальный сайт не помешает.

Можно было бы предположить, что два отдельных массива на паре жестких дисков будут функционировать медленно, во всяком случае по сравнению с RAID 0 и RAID 1 на разных парах накопителей. Ничуть не бывало, некоторые товарищи даже говорят о преимуществе Matrix RAID. Так что за производительность такой подсистемы можно не переживать.

 

  • 286
  • 0

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *