Úvod
Tato bílá kniha CP Technologies pojednává o RAID. Redundantní pole nezávislých disků (RAID) je soubor pevných disků, jedné nebo více karet řadičů a vestavěného softwaru pro zvýšení spolehlivosti a redundance ukládání dat na pevných discích. RAID existuje v několika variantách, které nabízejí vyšší výkon a/nebo vyšší spolehlivost dat. Číslo RAID, například RAID-5, nevyjadřuje počet zapojených jednotek. Nejběžnější implementace RAID jsou 0, -1 a 5. RAID lze implementovat s možností výměny disku za provozu i bez ní.
Prakticky od všech výrobců řadičů disků, jako jsou Adaptec a DPT, je k dispozici řada zásuvných řadičů, které umožňují implementaci RAID. Všechny tyto řadiče spolupracují s jednotkami SCSI a jsou k dispozici v konfiguraci ISA a PCI. Formát PCI zajistí nejvyšší propustnost. Podpora RAID pro jednotky IDE není obecně dostupná.
Kteroukoli jednotku SCSI lze použít s řadičem RAID a na stejné sběrnici lze použít různé výrobce, velikosti a propustnosti jednotek. Další informace byste si měli vyžádat od výrobce řadiče. Řadiče RAID budou také fungovat jako obecné řadiče jednotek, které budou propojeny s jednotkami CD a páskovými jednotkami a také s externím příslušenstvím, jako jsou skenery.
Disky RAID mohou být trvale namontovány v šasi, namontovány v odnímatelných 5-1/4″ nosičích nebo namontovány v externích šachtách pro snadnou dostupnost a výměnu v případě poruchy jednotky. Plnou ochranu RAID lze realizovat i v situacích bez odnímatelných disků, kdy systém RAID poskytuje ochranu dat a čas na vyřazení systému z provozu za účelem výměny porouchaného disku. To může být jistě levnější a potenciálně spolehlivější varianta namísto použití drahých vyměnitelných nosičů disků. Pro vyměnitelné nosiče viz Kingston Technology Data Express a JMR Wildcat.
Definice úrovní RAID
RAID 0 Striping
Data se zapisují na více jednotek, aby se zlepšil výkon přístupu. Nedochází k redundanci dat. Například 4Megový soubor bude zapsán na 4 disky po 1Megových částech. Všimněte si, že selhání jedné jednotky způsobí nedostupnost dat. Výhodou je mnohem vyšší propustnost.
RAID 1 Mirroring.
Zajišťuje 100% redundanci poskytující přesnou kopii nebo zrcadlo primární jednotky. V případě poruchy jedné jednotky budou data zcela dostupná na druhé jednotce. Nedochází ke zlepšení výkonu, pokud není povoleno současné čtení. Upozorňujeme, že je třeba zakoupit dvojnásobný počet disků. Jeden řadič může zajistit zrcadlení na jedné sběrnici nebo lze použít dva řadiče, které zajistí redundanci řadiče i disku.
Adaptec poskytuje velmi rozsáhlou online diskusi o RAID a zejména o svých řadičích ve své příručce Array Guide.
RAID 10 nebo 0/1 Striping a zrcadlení
Kombinace RAID 0 a 1. Data jsou rozdělena na více jednotek pro zvýšení výkonu a každá jednotka je zrcadlena pro redundanci. Všimněte si, že je třeba zakoupit dvojnásobný počet disků.
RAID 2
Proprietární pole patentované společností Thinking Machines, Inc. kde jsou data rozdělena na bitové úrovni mezi několik disků a další disky poskytují paritní informace. Vyžaduje velký počet jednotek. Není běžně implementováno.
RAID 3 Striping with Parity
Poskytuje redundanci se zvýšeným výkonem. Data jsou sdílena na více jednotkách a další jednotka poskytuje paritní informace. Prokládání dat zvyšuje výkon, ale vyžaduje současné čtení při přístupu k poli. Disk s paritní informací lze použít k rekonstrukci dat v případě selhání jednoho z datových disků. Obvykle se používá se 3 datovými disky a 1 paritním diskem. Malé náhodné zápisy jsou obecně pomalé, protože při každém zápisu je nutné přistupovat k paritní jednotce.
RAID 4 Striping s vyhrazeným paritním diskem
Podobný RAID 3 s tím rozdílem, že větší datové bloky jsou prokládány a nevyžadují účast každé jednotky při každém přístupu. Při každém přístupu k datům se přistupuje k paritnímu disku.
RAID 5 Striping a paritní disk
Nejběžnější implementace RAID. Datové i paritní informace jsou rozděleny do proužků na více jednotek, přičemž každá jednotka obsahuje jak datové, tak paritní informace. Pokud některá z jednotek selže, zbývající jednotky obsahují dostatek informací umožňujících obnovu. Poskytuje úplnou redundanci s vyšším výkonem. Nejmenší implementace RAID 5 vyžaduje tři jednotky, i když pro zvýšení výkonu jich lze použít více.
RAID 6
Není přesně definována a pro různé výrobce může znamenat různé věci.
RAID 7
Vlastní společnost Storage Technology, Inc. a je podobný RAID 4 s mezipamětí a vlastním operačním systémem pro provoz pole.
Obecné definice související s RAID
Hot Swapping označuje možnost vyjmout disk z pole, když je systém zapnutý. To obvykle vyžaduje, aby kolíky napájecího konektoru na zásobníku disků byly delší než signální kolíky, takže se nejprve odpojí signály a teprve potom napájení, aby se zabránilo závadám dat na datové sběrnici. Existuje celá řada vyměnitelných nosičů disků a je důležité zajistit, aby podporovaly skutečnou výměnu za provozu, a ne pouze vyměnitelná média.
Výměna za tepla může být použita k zastavení přístupu k disku, zatímco je disk vyjmut z pole. Obvykle se jedná o softwarovou funkci nebo „tlačítko“ pro pozastavení činnosti jednotky. V této konfiguraci lze použít levný vyměnitelný nosič disků bez funkce hot swap.
Hot spare poskytuje záložní disk v poli, který se automaticky zapne v případě poruchy jednoho z ostatních disků. Pole může obvykle tolerovat pouze selhání jedné jednotky bez ztráty dat, takže horká záložní jednotka zkracuje toto okno příležitosti pro úplné selhání.
SMART (Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology) je systém prediktivní analýzy selhání, kdy jednotka provádí vlastní analýzu a může předpovídaná selhání sdělit řadiči. To umožňuje včasnou výměnu případně vadných jednotek ještě před skutečným selháním jednotky.
Dynamická oprava sektorů umožňuje systému RAID vyhledat vadné sektory na jednotkách, transparentně opravit data a označit sektory jako vadné, aby se zabránilo budoucímu přístupu.