Лекции по Вычислительным системам, сетям и телекоммуникациям   

7. Компоненты современного персонального компьютера

7.5.5. Понятие о RAID массивах

RAID (англ. redundant array of independent/inexpensive disks) – избыточный массив дисков для ЭВМ.

Рассмотрим наиболее популярные уровни RAID.

RAID 0 («Striping») – дисковый массив из двух или более жестких дисков с отсутствием избыточности (рис. 7.69). Информация разбивается на блоки данных (Ai) и записывается на оба/несколько дисков одновременно.

Достоинство: За счет этого существенно повышается производительность (от количества дисков зависит кратность увеличения производительности).

Недостаток: Страдает надежность всего массива (при выходе из строя любого из входящих в RAID 0 винчестеров полностью и безвозвратно пропадает вся информация).

RAID 1 (Mirroring – «зеркалирование», рис. 7.70). Изначально предполагается, что жесткий диск – вещь надежная. Соответственно, вероятность выхода из строя сразу двух дисков ниже на порядок.

Достоинства:

-       обеспечивает приемлемую скорость записи и выигрыш по скорости чтения за счет распараллеливания запросов;

-       имеет высокую надежность – работает до тех пор, пока функционирует хотя бы один диск в массиве.

Недостаток: приходится выплачивать стоимость двух жестких дисков, получая полезный объем одного жесткого диска (классический случай, когда массив состоит из двух дисков).

Рисунок 7.69 – RAID 0

Рисунок 7.70 – RAID 1

RAID 5 (рис. 7.71). Самый популярный из уровней, в первую очередь благодаря своей экономичности. Блоки данных и контрольные суммы циклически записываются на все диски массива, отсутствует выделенный диск для хранения информации о четности. Жертвуя ради избыточности емкостью всего одного диска из массива, мы получаем защиту от выхода из строя любого из винчестеров тома.

На запись информации на том RAID 5 тратятся дополнительные ресурсы, так как требуются дополнительные вычисления, зато при чтении (по сравнению с отдельным винчестером) имеется выигрыш, потому что потоки данных с нескольких накопителей массива распараллеливаются. Недостатки RAID 5 проявляются при выходе из строя одного из дисков – весь том переходит в критический режим, все операции записи и чтения сопровождаются дополнительными манипуляциями, резко падает производительность. При этом уровень надежности значительно снижается (так как уменьшена избыточность массива).

Рисунок 7.71 – RAID 5

Рисунок 7.72 – Matrix RAID

Matrix RAID – это технология (рис. 7.72), реализованная фирмой Intel в своих чипсетах начиная с ICH6R. Строго говоря, эта технология не является новым уровнем RAID (ее аналог существует в аппаратных RAID-контроллерах высокого уровня), она лишь позволяет, используя лишь 2 диска, организовать одновременно один или несколько массивов уровня RAID 1 и один или несколько массивов уровня RAID 0. Это позволяет за сравнительно небольшие деньги обеспечить для одних данных повышенную надежность, а для других высокую скорость доступа.

Пример использования. Имеются в наличии два диска по 160 Гбайт. Каждый диск разбивается на тома по 60 и по 100 Гбайт, затем 100-гигабайтные тома объединяются в скоростной массив RAID 0, а 60-гигабайтные – в массив повышенной надежности RAID 1. В массиве RAID 1 можно разместить операционную систему, рабочие документы, фото- и видеоархивы, коллекцию mp3 и прочие важные данные, а файл подкачки и «игрушки» в массиве RAID 0. В результате получается весьма рациональное сочетание повышенной производительности и надежности хранения данных.



*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.