W czasach gdy na dyskach twardych przechowujemy wiele ważnych danych
warto zastanowić się trochę nad ich bezpieczeństwem. Może warto
rozważyć stworzenie u siebie w komputerze macierzy? Być może tak, więc
przyjrzyjmy się bliżej "nadmiarowej macierzy niezależnych dysków"
(Redundant Array of Independent Disks). W skrócie polega to na
współpracy dwóch lub więcej urządzeń podłączonych do odpowiedniego
kontrolera. Na początku macierze stosowane były w serwerach plików
gdzie głównym priorytetem jest bezpieczeństwo danych, od niedawna można
zauważyć wzrost ich popularności również w domowych komputerach. Dzieje
się tak głównie za sprawą macierzy RAID 0 która pozwala na zwiększenie
wydajności pracujących dysków, ale o tym w dalszej części. Aby
korzystać z dobrodziejstw jakie daje nam RAID powinniśmy wyposażyć się
w 2 lub więcej dysków (w zależności od typu macierzy), oraz w
odpowiedni kontroler obsługujący RAID. W dzisiejszych czasach oba te
warunki nie stanowią problemu, gdyż w kontrolery RAID wyposażona jest
juz większość nowych płyt głównych, a nawet jeśli nie nasza płyta nie
obsługuje tej macierzy to można dokupić odpowiedni kontroler na
PCI/PCI-E, aktualnie ceny takich urządzeń zaczynają się już w okolicach
60 zł dla PATA i 80zł dla SATA.
Jak wszystko macierze RAID mają swoje zalety jak i wady. Do zalet bez
wątpienia można zaliczyć większe bezpieczeństwo danych, dane zapisane w
macierzy odpowiedniego poziomu mogą "wytrzymać" nawet awarię jednego
lub więcej dysków. RAID pozwala również na łączenie pojemności dysków,
czyli jeśli na przykład mamy dwa dyski fizyczne o pojemności 80GB,
możemy połączyć je w odpowiednią macierz i uzyskamy jeden o pojemności
160GB. Nie można zapomnieć jeszcze o zwiększonej wydajności dysków
pracujących w macierzy, różne poziomy macierzy przekładają się w różnym
stopniu na wydajność całego 'układu".
Należy jednak pamiętać o jednym, macierze RAID poprawiają
bezpieczeństwo danych lecz nie gwarantują do w 100%, posiadanie
macierzy nie zwalnia więc na przykład z robienia back-up’ów
najważniejszych danych.
Przyjrzyjmy się teraz nieco bliżej różnym poziomom RAID
RAID 0 - Striped Disk Array without Fault Tolerance - połączenie
minimum 2 dysków twardych tak aby były widziane jako jeden o pojemności
równej sumie pojemności dysków. Zapis w tej macierzy odbywa się na
wszystkich napędach równocześnie, czyli część danych zapisywana jest na
pierwszym dyski, część na drugim itd. W przypadku tego poziomu nie ma
mowy o zwiększonym bezpieczeństwie danych, zyskujemy jedynie większą
wydajność (prędkość zapisu i odczytu). Należy pamiętać, że gdy jeden z
dysków ulegnie awarii tracimy wszystkie zapisane w macierzy dane.
RAID 1 - Mirroring and Duplexing - składa się z minimum 2
dysków. Poziom ten polega na równoczesnym zapisywaniu tych samych
danych na 2 dyskach. W tym przypadku jeśli mamy połączone ze sobą 2
dyski 40GB to do dyspozycji mamy jeden dysk 40 GB, a drugi jest
przeznaczony na obraz danych z pierwszego dysku.
Poziom ten oferuje różne konfiguracje wpływające na wydajność pracy dysków.
-Zapis sekwencyjny - czas trwania operacji równy sumie czasów wszystkich operacji.
-Zapis równoległy - czas trwania równy zapisowi na najwolniejszym dysku.
-Odczyt sekwencyjny - czas trwania zbliżony do czasu w poziomie RAID 0
-Odczyt równoległy - czas trwania w zależności od możliwości dysku z którego odczytujemy dane
W przypadku tego poziomu uzyskujemy większe bezpieczeństwo danych, w
wypadku awarii jednego z dysków nie tracimy danych. Gdy uszkodzony dysk
zostanie zastąpiony nowym macierz odtwarza się. Możemy również osiągnąć
wyższą prędkość odczytu. Tracimy natomiast pojemność roboczą dysków.
RAID 2 - Error-Correcting Coding - macierz ta składa się z
dysków przechowujących dane oraz z dysków przechowujących informacje
korekcji błędów wygenerowane przez kod Hamminga. Dostępna pojemność to
suma pojemności dysków przechowujących dane.
Bardzo ważną zaletą tego poziomu jest to, że zawartość każdego dysku
który ulegnie uszkodzeniu może zostać odtworzona. Wadą tej macierzy
jest długotrwałe generowanie kodu Hamminga, co przekłada się na wolną
pracę macierzy.
RAID 3 - Bit-Interleaved Parity - w macierzy tej jeden z dysków
służy do przechowywania sum kontrolnych. Dzięki takiemu rozwiązaniu
możliwe jest odtworzenie danych po awarii jednego z dysków. Pojemność
dostępna na przechowywanie danych jest sumą pojemności dysków
przeznaczonych na zapis danych.
RAID 4 - Dedicated Parity Driver - macierz zbliżona do RAID 3,
pakiety danych zapisywane są na dyskach przechowujących dane, dodatkowo
dla każdego pakietu na dysku parzystości zapisywany jest odpowiedni
blok. Macierz ta znajduje swoje zastosowanie przy zapisie dużych
plików. Po awarii jednego z dysków możliwe jest odtworzenie jego
zawartości.
RAID 5 - Block Interleaved Distributed Parity - W macierzy tej
również zapisywane są sumy kontrolne, lecz są one "rozrzucone" po
wszystkich dostępnych dyskach, pojemność tej macierzy jest sumą
pojemności wszystkich dysków minus pojemność jednego dysku. Poziom ten
jest jednym z bardziej popularnych. W wypadku awarii jednego z dysków
możliwe jest odtworzenie jego zawartości, zyskujemy również prędkość
odczytu zbliżoną do tej z poziomu RAID - 0.
RAID 6 - Independent Data Disks with Double Parity - Jest to
rozbudowana macierz RAID - 5, posiada ona 2 sumy parzystości, sumy są
obliczane niezależnie. Dzięki temu jeszcze bardziej zwiększono
bezpieczeństwo przechowywania danych.
RAID 0+1 (A Mirror of Stripes) i
RAID 1+0 (A Stripe of Mirrors) - Macierze te łączą w sobie zalety obu poziomów (RAID - 0 oraz RAID - 1).
Linki
-
http://www.webopedia.com/TERM/R/RAID.html
-
http://www.acnc.com/raid.html