Introduzione
Questo libro bianco di CP Technologies parla del RAID. Un Redundant Array of Independent Disks (RAID) è un insieme di dischi rigidi, una o più schede di controllo e un software incorporato per aumentare l’affidabilità e la ridondanza dello stoccaggio dei dati sui dischi rigidi. Il RAID è disponibile in diverse versioni che offrono prestazioni migliorate e/o una maggiore affidabilità dei dati. Il numero RAID, RAID-5 per esempio, non è rappresentativo del numero di dischi coinvolti. Le implementazioni RAID più comuni sono 0, -1 e 5. Il RAID può essere implementato con o senza la possibilità di sostituire a caldo un’unità.
Sono disponibili una varietà di controller plug-in da quasi tutti i produttori di controller di unità come Adaptec e DPT che permettono l’implementazione del RAID. Questi controller si interfacciano tutti con unità SCSI e sono disponibili in configurazioni ISA e PCI. Il formato PCI fornirà il più alto throughput. Il supporto RAID per le unità IDE non è generalmente disponibile.
Ogni unità SCSI può essere usata con un controller RAID e diversi produttori di unità, dimensioni e velocità possono essere usati sullo stesso bus. Dovresti controllare con il produttore del controller per ulteriori informazioni. I controller RAID agiranno anche come controller di unità generiche che si interfacciano con unità CD e a nastro, nonché con accessori esterni come gli scanner.
Le unità RAID possono essere montate permanentemente in uno chassis, montate in supporti rimovibili da 5-1/4″ o montate in alloggiamenti esterni per una facile accessibilità e sostituzione in caso di guasto dell’unità. La protezione RAID completa può essere realizzata anche in situazioni di unità non rimovibili in cui il sistema RAID fornisce la protezione dei dati e il tempo di portare il sistema fuori linea per sostituire un’unità guasta. Questa può certamente essere un’opzione meno costosa e potenzialmente più affidabile al posto dell’utilizzo di costosi supporti per dischi rimovibili. Vedere Kingston Technology Data Express e JMR Wildcat per i supporti rimovibili.
Definizioni del livello RAID
RAID 0 Striping
I dati vengono scritti su più unità per migliorare le prestazioni di accesso. Non c’è ridondanza di dati. Per esempio, un file di 4Meg verrebbe scritto su 4 unità in pezzi da 1Meg. Nota che il guasto di un’unità renderà i dati inaccessibili. Il vantaggio è un throughput molto più alto.
RAID 1 Mirroring.
Fornisce il 100% di ridondanza fornendo una copia esatta o un mirror del drive primario. Se un disco si guasta, i dati saranno completamente accessibili sull’altro disco. Non vi è alcun miglioramento delle prestazioni a meno che non siano consentite letture simultanee. Si noti che è necessario acquistare il doppio delle unità. Un controller può fornire il mirroring attraverso un bus o due controller possono essere usati per fornire la ridondanza del controller così come la ridondanza delle unità.
Adaptec fornisce una discussione online molto estesa sul RAID e sui loro controller in particolare nella loro Array Guide.
RAID 10 o 0/1 Striping e Mirroring
Una combinazione di RAID 0 e 1. I dati sono divisi su più dischi per migliorare le prestazioni e ogni disco è in mirroring per la ridondanza. Si noti che è necessario acquistare il doppio delle unità.
RAID 2
Un array proprietario brevettato da Thinking Machines, Inc. dove i dati sono divisi a livello di bit tra diverse unità con unità aggiuntive che forniscono informazioni di parità. Richiede un gran numero di unità. Non generalmente implementato.
RAID 3 Striping con parità
Fornisce ridondanza con prestazioni migliori. I dati sono condivisi su più unità con un’unità aggiuntiva che fornisce informazioni sulla parità. Lo striping dei dati migliora le prestazioni ma richiede letture simultanee quando si accede all’array. L’unità con le informazioni di parità può essere usata per ricostruire i dati se uno dei dischi dati si guasta. Solitamente usato con 3 dischi dati e 1 disco di parità. Le piccole scritture casuali sono generalmente lente perché il drive di parità deve essere consultato per ogni scrittura.
RAID 4 Striping con disco di parità dedicato
Simile al RAID 3, tranne che i blocchi di dati più grandi sono sottoposti a striping e non richiedono la partecipazione di ogni drive per ogni accesso. Si accede al disco di parità per ogni accesso ai dati.
RAID 5 Striping e Parità
L’implementazione RAID più comune. Sia i dati che l’informazione di parità sono messi in striping su più dischi e ogni disco contiene sia i dati che l’informazione di parità. Se uno dei dischi dovesse fallire, i dischi rimanenti contengono informazioni sufficienti per consentire il recupero. Fornisce una ridondanza completa con prestazioni migliorate. La più piccola implementazione del RAID 5 richiede tre unità, anche se se ne possono usare di più per migliorare le prestazioni.
RAID 6
Nessuna vera definizione e può avere un significato diverso per i diversi fornitori.
RAID 7
Proprietà di Storage Technology, Inc. ed è simile a RAID 4 con caching e un sistema operativo proprietario per eseguire l’array.
Definizioni generali relative al RAID
Hot Swapping si riferisce alla capacità di rimuovere un disco da un array mentre il sistema è alimentato. Questo tipicamente richiede che i pin del connettore di alimentazione sul vassoio dell’unità siano più lunghi dei pin del segnale in modo che i segnali siano prima scollegati e poi l’alimentazione per prevenire glitch dei dati sul bus dati. Esiste una varietà di supporti per unità rimovibili ed è importante assicurarsi che supportino il vero hot swapping, e non solo i supporti rimovibili.
Il warm swapping può essere usato per fermare l’accesso all’unità mentre un’unità viene rimossa dall’array. Questa è tipicamente una funzione software o un ‘pulsante’ per sospendere l’attività dell’unità. In questa configurazione può essere usato un supporto rimovibile a basso costo senza hot swap.
Hot spare fornisce un’unità di riserva nell’array che si attiva automaticamente in caso di guasto di una delle altre unità. In genere un array può tollerare un solo guasto di un’unità senza perdita di dati, quindi un’unità di riserva a caldo riduce questa finestra di opportunità per un guasto totale.
SMART (Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology) è un sistema di analisi predittiva dei guasti in cui l’unità esegue un’autoanalisi e può comunicare i guasti previsti al controller. Questo permette la sostituzione precoce delle unità eventualmente difettose prima dell’effettivo guasto dell’unità.
Dynamic Sector Repair permette a un sistema RAID di individuare i settori difettosi sulle unità, riparare in modo trasparente i dati e segnalare i settori come difettosi per impedire l’accesso futuro.