Indledning
Denne hvidbog fra CP Technologies omhandler RAID. Et Redundant Array of Independent Disks (RAID) er en samling af harddiske, et eller flere controller-kort og indlejret software til at øge pålideligheden og redundansen af datalagring på harddiske. RAID findes i flere varianter, der tilbyder forbedret ydeevne og/eller forbedret datasikkerhed. RAID-nummeret, f.eks. RAID-5, er ikke repræsentativt for antallet af de pågældende drev. De mest almindelige RAID-implementeringer er 0, -1 og 5. RAID kan implementeres med og uden mulighed for hot swap af en disk.
Der findes en række plug-in controllere fra stort set alle producenter af diskcontrollere, f.eks. Adaptec og DPT, som giver mulighed for at implementere RAID. Disse controllere har alle grænseflade med SCSI-drev og fås i ISA- og PCI-konfigurationer. PCI-formatet giver den højeste gennemstrømning. RAID-understøttelse for IDE-drev er ikke generelt tilgængelig.
Alle SCSI-drev kan anvendes sammen med en RAID-controller, og forskellige drevproducenter, størrelser og gennemløb kan anvendes på den samme bus. Du bør kontakte controllerproducenten for at få yderligere oplysninger. RAID-controllere vil også fungere som generiske drevcontrollere med grænseflade til cd- og bånddrev samt eksternt tilbehør som f.eks. scannere.
RAID-drev kan monteres permanent i et chassis, monteres i aftagelige 5-1/4″-holdere eller monteres i eksterne drevbåse for nem adgang og udskiftning i tilfælde af en drevfejl. Fuld RAID-beskyttelse kan realiseres selv i situationer med ikke-aftagelige drev, hvor RAID-systemet giver databeskyttelse og tid til at tage systemet ud af drift for at udskifte et defekt drev. Dette kan bestemt være en billigere og potentielt mere pålidelig løsning i stedet for at bruge dyre flytbare drevbærere. Se Kingston Technology Data Express og JMR Wildcat for flytbare medier.
RAID Level Definitions
RAID 0 Striping
Dataene skrives på flere drev for at forbedre adgangspræstationen. Der er ingen data redundans. F.eks. vil en fil på 4 megabyte blive skrevet på 4 drev i stykker på 1 megabyte. Bemærk, at fejl på et drev vil gøre dataene utilgængelige. Fordelen er meget højere gennemløb.
RAID 1 Mirroring.
Giver 100 % redundans, der giver en nøjagtig kopi eller et spejl af det primære drev. Hvis det ene drev svigter, vil dataene være fuldt tilgængelige på det andet drev. Der er ingen ydelsesforbedring, medmindre samtidige læsninger er tilladt. Bemærk, at der skal købes dobbelt så mange drev. En controller kan levere spejling på tværs af en bus eller to controllere kan bruges til at levere controllerredundans samt drevredundans.
Adaptec giver en meget omfattende online-diskussion om RAID og deres controllere i særdeleshed i deres Array Guide.
RAID 10 eller 0/1 Striping og spejling
En kombination af RAID 0 og 1. Dataene fordeles på flere drev for at forbedre ydeevnen, og hvert drev spejles for at sikre redundans. Bemærk, at der skal købes dobbelt så mange drev.
RAID 2
Et proprietært array patenteret af Thinking Machines, Inc. hvor dataene opdeles på bitniveau mellem flere drev med yderligere drev, der leverer paritetsoplysninger. Kræver et stort antal drev. Ikke generelt implementeret.
RAID 3 Striping with Parity
Giver redundans med forbedret ydelse. Dataene deles på flere drev med et ekstra drev, der leverer paritetsoplysninger. Datastriping forbedrer ydeevnen, men kræver samtidig læsning, når der er adgang til arrayet. Drevet med paritetsoplysningerne kan bruges til at rekonstruere dataene, hvis en af datadiskerne svigter. Bruges normalt med 3 datadrev og 1 paritetsdrev. Små tilfældige skrivninger er generelt langsomme, da der skal tilgås paritetsdrevet for hver skrivning.
RAID 4 Striping med dedikeret paritetsdisk
Lignende RAID 3, bortset fra at større datablokke strippes og ikke kræver deltagelse af hvert drev for hver adgang. Der er adgang til paritetsdisken for hver dataadgang.
RAID 5 Striping og paritet
Den mest almindelige RAID-implementering. Både data- og paritetsoplysningerne er stripet på flere drev, hvor hvert drev indeholder både data- og paritetsoplysninger. Hvis et drev svigter, indeholder de resterende drev tilstrækkelige oplysninger til at muliggøre en genoprettelse. Giver fuldstændig redundans med forbedret ydeevne. Den mindste RAID 5-implementering kræver tre drev, selv om der kan anvendes flere for at forbedre ydeevnen.
RAID 6
Ingen egentlig definition og kan betyde forskellige ting for forskellige leverandører.
RAID 7
Proprietary to Storage Technology, Inc. og svarer til RAID 4 med caching og et proprietært operativsystem til at køre arrayet.
Generelle RAID-relaterede definitioner
Hot Swapping henviser til muligheden for at fjerne et drev fra et array, mens systemet er tændt. Dette kræver typisk, at strømforsyningsstikstiftene på drevbakken er længere end signalstiftene, så signalerne først afbrydes og derefter strømmen for at forhindre datafejl på databussen. Der findes en række forskellige flytbare drevbærere, og det er vigtigt at sikre sig, at de understøtter ægte hot swapping og ikke blot flytbare medier.
Warm swapping kan bruges til at stoppe drevadgang, mens et drev fjernes fra arrayet. Dette er typisk en softwarefunktion eller en “knap” til at suspendere drevaktivitet. En billig flytbar drevholder uden hot swap kan anvendes i denne konfiguration.
Hot spare giver et backup-drev i arrayet, som automatisk kommer online i tilfælde af fejl på et af de andre drev. Typisk kan et array kun tåle en enkelt drevfejl uden tab af data, så et hot spare-drev reducerer dette vindue for muligheden for totalfejl.
SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) er et forudsigende fejlanalysesystem, hvor drevet udfører en selvanalyse og kan kommunikere forudsagte fejl til controlleren. Dette giver mulighed for tidlig udskiftning af eventuelt defekte drev før den faktiske drevfejl.
Dynamisk sektorreparation giver et RAID-system mulighed for at lokalisere defekte sektorer på drev, reparere dataene på gennemsigtig vis og markere sektorerne som dårlige for at forhindre fremtidig adgang.