Introduction
Tässä CP Technologiesin valkoisessa kirjassa käsitellään RAIDia. Redundant Array of Independent Disks (RAID) on kokoelma kiintolevyjä, yhtä tai useampaa ohjainkorttia ja sulautettua ohjelmistoa, joiden avulla voidaan lisätä kiintolevyjen tietojen tallennuksen luotettavuutta ja redundanssia. RAID-ratkaisuja on useita erilaisia, jotka tarjoavat parempaa suorituskykyä ja/tai parempaa tietojen luotettavuutta. RAID-numero, esimerkiksi RAID-5, ei edusta kyseessä olevien asemien lukumäärää. Yleisimmät RAID-toteutukset ovat 0, -1 ja 5. RAID voidaan toteuttaa sekä aseman kuumavaihtomahdollisuuden kanssa että ilman sitä.
Periaatteessa kaikilta asemanohjainvalmistajilta, kuten Adaptecilta ja DPT:ltä, on saatavana erilaisia laajennettavia ohjaimia, jotka mahdollistavat RAID-toteutuksen. Nämä ohjaimet liittyvät kaikki SCSI-asemiin, ja niitä on saatavana ISA- ja PCI-kokoonpanoissa. PCI-muoto tarjoaa suurimman läpäisykyvyn. RAID-tukea IDE-asemille ei ole yleisesti saatavilla.
Mitä tahansa SCSI-asemaa voidaan käyttää RAID-ohjaimen kanssa, ja samassa väylässä voidaan käyttää eri asemavalmistajia, -kokoja ja -suorituskykyä. Lisätietoja kannattaa kysyä ohjaimen valmistajalta. RAID-ohjaimet toimivat myös yleisinä asemanohjaimina, jotka liitetään CD- ja nauha-asemiin sekä ulkoisiin lisävarusteisiin, kuten skannereihin.
RAID-asemat voidaan asentaa pysyvästi alustaan, irrotettaviin 5-1/4 tuuman kannattimiin tai ulkoisiin asemapaikkoihin, jotta ne ovat helposti käytettävissä ja vaihdettavissa aseman rikkoutuessa. Täydellinen RAID-suojaus voidaan toteuttaa myös tilanteissa, joissa asemia ei voi irrottaa, jolloin RAID-järjestelmä tarjoaa tietosuojaa ja aikaa järjestelmän poistamiseen käytöstä vikaantuneen aseman vaihtamiseksi. Tämä voi varmasti olla edullisempi ja mahdollisesti luotettavampi vaihtoehto kalliiden irrotettavien asematelineiden sijaan. Katso irrotettavia tietovälineitä koskevat Kingston Technology Data Express ja JMR Wildcat.
RAID-tason määritelmät
RAID 0 Striping
Tietoja kirjoitetaan useammalle asemalle käytettävyyden suorituskyvyn parantamiseksi. Datan redundanssia ei ole. Esimerkiksi 4 megatavun tiedosto kirjoitetaan neljälle asemalle 1 megatavun palasina. Huomaa, että yhden aseman vikaantuminen tekee datan käyttökelvottomaksi. Etuna on paljon suurempi läpäisykyky.
RAID 1 Mirroring.
Tarjoaa 100 %:n redundanssin, joka tarjoaa tarkan kopion tai peilin ensisijaisesta asemasta. Jos yksi asema vikaantuu, tiedot ovat täysin käytettävissä toisella asemalla. Suorituskyky ei parane, ellei samanaikaista lukemista sallita. Huomaa, että levyjä on hankittava kaksinkertainen määrä. Yksi ohjain voi tarjota peilauksen yhden väylän yli, tai kahta ohjainta voidaan käyttää ohjaimen ja aseman redundanssin tarjoamiseen.
Adaptec tarjoaa erittäin laajan verkkokeskustelun RAIDista ja erityisesti ohjaimista Array Guide -oppaassaan.
RAID 10 tai 0/1 Striping and Mirroring
Yhdistelmä RAID 0:sta ja 1:stä. Tiedot jaetaan useammalle asemalle suorituskyvyn parantamiseksi ja kukin asema peilataan redundanssin vuoksi. Huomaa, että asemia on hankittava kaksinkertainen määrä.
RAID 2
Thinking Machines, Inc:n patentoima patentoitu array, jossa data jaetaan bittitasolla useiden asemien kesken, ja ylimääräiset asemat tarjoavat pariteettitietoja. Vaatii suuren määrän asemia. Ei yleisesti käytössä.
RAID 3 Striping with Parity
Tarjoaa redundanssia paremmalla suorituskyvyllä. Tiedot jaetaan useille asemille, ja ylimääräinen asema tarjoaa pariteettitiedot. Datan raidoitus parantaa suorituskykyä, mutta edellyttää samanaikaista lukemista, kun arraya käytetään. Pariteettitietoja sisältävää asemaa voidaan käyttää tietojen uudelleenrakentamiseen, jos jokin datalevyistä vikaantuu. Käytetään yleensä 3 data-aseman ja 1 pariteettiaseman kanssa. Pienet satunnaiset kirjoitukset ovat yleensä hitaita, koska pariteettilevyä on käytettävä jokaista kirjoitusta varten.
RAID 4 Raidoitus, jossa on oma pariteettilevy
Samankaltainen kuin RAID 3, mutta suuremmat datalohkot raidoitetaan, eikä se edellytä jokaisen levyn osallistumista jokaiseen käyttökertaan. Pariteettilevyä käytetään jokaisen datakäytön yhteydessä.
RAID 5 Raidoitus ja pariteetti
Yleisin RAID-toteutus. Sekä data- että pariteettitiedot raidoitetaan useille asemille, ja kullakin asemalla on sekä data- että pariteettitiedot. Jos jokin asema vikaantuu, jäljelle jäävät asemat sisältävät riittävästi tietoa, jotta palautus on mahdollista. Tarjoaa täydellisen redundanssin ja paremman suorituskyvyn. Pienin RAID 5 -toteutus vaatii kolme asemaa, mutta suorituskyvyn parantamiseksi voidaan käyttää useampia asemia.
RAID 6
Ei varsinaista määritelmää, ja se voi merkitä eri toimittajille eri asioita.
RAID 7
Proprietary to Storage Technology, Inc. ja se on samanlainen kuin RAID 4, jossa on välimuistitallennus ja oma käyttöjärjestelmä arraya varten.
Yleisiä RAIDiin liittyviä määritelmiä
Hot Swapping tarkoittaa mahdollisuutta poistaa asema arraysta, kun järjestelmä on päällä. Tämä edellyttää tyypillisesti, että asemalevyn virtaliittimen nastat ovat pidemmät kuin signaalinastat, jotta signaalit irrotetaan ensin ja sitten virta, jotta estetään dataväylän häiriöt. Irrotettavia asematelineitä on useita, ja on tärkeää varmistaa, että ne tukevat todellista kuumavaihtoa eivätkä vain irrotettavaa mediaa.
Lämpimän vaihdon avulla voidaan pysäyttää aseman käyttö, kun asema irrotetaan alustasta. Tämä on yleensä ohjelmistotoiminto tai ”painike” aseman toiminnan keskeyttämiseksi. Tässä kokoonpanossa voidaan käyttää edullista irrotettavaa asemakantajärjestelmää, jossa ei ole kuumavaihtoa.
Hot spare (kuumavara-asema) tarjoaa kokoonpanossa vara-aseman, joka kytkeytyy automaattisesti päälle, jos jokin muista asemista vioittuu. Tyypillisesti array sietää vain yhden aseman vikaantumisen ilman tietojen menetystä, joten hot spare -asema vähentää tätä mahdollisuutta täydelliseen vikaantumiseen.
SMART (Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology) on ennakoiva vikaantumisanalyysijärjestelmä, jossa asema suorittaa itseanalyysin ja voi välittää ennakoidut vikaantumiset ohjaimelle. Tämä mahdollistaa mahdollisten viallisten asemien varhaisen vaihdon ennen aseman varsinaista vikaantumista.
Dynaamisen sektorikorjauksen avulla RAID-järjestelmä voi paikantaa asemien viallisten sektoreiden sijainnin, korjata tiedot läpinäkyvästi ja merkitä sektorit huonoiksi estääkseen niiden käytön tulevaisuudessa.