Introduktion
Denna vitbok från CP Technologies behandlar RAID. RAID (Redundant Array of Independent Disks) är en samling hårddiskar, ett eller flera styrkort och inbyggd programvara för att öka tillförlitligheten och redundansen för datalagring på hårddiskar. RAID finns i flera olika varianter som erbjuder förbättrad prestanda och/eller förbättrad datatillförlitlighet. RAID-numret, t.ex. RAID-5, är inte representativt för antalet berörda hårddiskar. De vanligaste RAID-tillämpningarna är 0, -1 och 5. RAID kan implementeras med och utan möjlighet till hot swap av en enhet.
En mängd olika instickskontroller finns tillgängliga från praktiskt taget alla tillverkare av enhetskontroller, t.ex. Adaptec och DPT, som gör det möjligt att implementera RAID. Dessa styrenheter har alla ett gränssnitt mot SCSI-enheter och finns tillgängliga i ISA- och PCI-konfigurationer. PCI-formatet ger den högsta genomströmningen. RAID-stöd för IDE-enheter är inte allmänt tillgängligt.
Alla SCSI-enheter kan användas med en RAID-kontroller och olika enhetstillverkare, storlekar och genomströmningshastigheter kan användas på samma buss. Du bör kontrollera med kontrollanttillverkaren för ytterligare information. RAID-kontroller fungerar också som generiska enhetskontroller med gränssnitt mot CD- och bandstationer samt externa tillbehör, t.ex. skannrar.
RAID-enheter kan monteras permanent i ett chassi, monteras i löstagbara 5-1/4″-hållare eller monteras i externa enhetsfack för enkel åtkomst och byte i händelse av fel på en enhet. Fullständigt RAID-skydd kan realiseras även i situationer med icke avtagbara enheter där RAID-systemet ger dataskydd och tid att ta systemet ur drift för att byta ut en trasig enhet. Detta kan säkert vara ett billigare och potentiellt mer tillförlitligt alternativ i stället för att använda dyra bärare för flyttbara enheter. Se Kingston Technology Data Express och JMR Wildcat för flyttbara medier.
RAID Level Definitions
RAID 0 Striping
Data skrivs över flera enheter för att förbättra åtkomstprestandan. Det finns ingen dataredundans. Till exempel skulle en fil på 4 megabyte skrivas över fyra enheter i bitar på 1 megabyte. Observera att om en enhet går sönder blir uppgifterna otillgängliga. Fördelen är mycket högre genomströmning.
RAID 1 Mirroring.
Gör 100 % redundans som ger en exakt kopia eller spegel av den primära enheten. Om en enhet skulle gå sönder kommer data att vara helt tillgängliga på den andra enheten. Det finns ingen prestandaförbättring om inte samtidig läsning tillåts. Observera att dubbelt så många enheter måste köpas. En styrenhet kan tillhandahålla spegling över en buss eller så kan två styrenheter användas för att tillhandahålla styrenhetsredundans samt enhetsredundans.
Adaptec tillhandahåller en mycket omfattande online-diskussion om RAID och deras styrenheter i synnerhet i sin Array Guide.
RAID 10 eller 0/1 Striping and Mirroring
En kombination av RAID 0 och 1. Data delas upp på flera enheter för att förbättra prestandan och varje enhet speglas för redundans. Observera att dubbelt så många enheter måste köpas.
RAID 2
En proprietär matris som är patenterad av Thinking Machines, Inc. där data delas upp på bitnivå mellan flera enheter och ytterligare enheter tillhandahåller paritetsinformation. Kräver ett stort antal enheter. Inte allmänt implementerat.
RAID 3 Striping with Parity
Gör redundans med förbättrad prestanda. Data delas mellan flera enheter med ytterligare en enhet som tillhandahåller paritetsinformation. Data Striping förbättrar prestandan men kräver samtidig läsning när matrisen nås. Enheten med paritetsinformation kan användas för att rekonstruera data om en av datadiskarna skulle gå sönder. Används vanligtvis med tre datadiskar och en paritetsdisk. Små slumpmässiga skrivningar är i allmänhet långsamma eftersom paritetsdisken måste nås för varje skrivning.
RAID 4 Striping med dedikerad paritetsdisk
Liknande RAID 3 med undantag för att större datablock strippas och inte kräver att varje disk deltar vid varje åtkomst. Paritetsdisken nås för varje dataåtkomst.
RAID 5 Striping och paritet
Den vanligaste RAID-implementationen. Både data- och paritetsinformationen strippas över flera enheter där varje enhet innehåller både data- och paritetsinformation. Om en enhet skulle gå sönder innehåller de återstående enheterna tillräckligt med information för att möjliggöra återhämtning. Ger fullständig redundans med förbättrad prestanda. Den minsta RAID 5-implementationen kräver tre enheter, men fler kan användas för bättre prestanda.
RAID 6
Ingen riktig definition och kan betyda olika saker för olika leverantörer.
RAID 7
Proprietary to Storage Technology, Inc. och liknar RAID 4 med caching och ett proprietärt operativsystem för att köra arrayen.
Allmänna RAID-relaterade definitioner
Hot Swapping avser möjligheten att ta bort en enhet från en array medan systemet är påslaget. Detta kräver vanligen att strömanslutningspinnarna på enhetsfacket är längre än signalpinnarna så att signalerna först kopplas bort och sedan strömmen för att förhindra dataglitter på databussen. Det finns en mängd olika bärare för flyttbara enheter och det är viktigt att försäkra sig om att de har stöd för äkta hot swapping och inte bara för flyttbara medier.
Warm swapping kan användas för att stoppa enhetsåtkomsten medan en enhet tas bort från matrisen. Detta är vanligtvis en programvarufunktion eller en ”knapp” för att avbryta enhetsaktiviteten. En billig bärare för flyttbara enheter utan hot swap kan användas i denna konfiguration.
Hot spare ger en reservenhet i matrisen som automatiskt kommer igång om en av de andra enheterna går sönder. Vanligtvis kan en matris endast tolerera ett enda diskfel utan dataförlust, så en hot spare-enhet minskar denna möjlighet till totalt fel.
SMART (Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology) är ett system för förutsägande felanalys där enheten utför självanalyser och kan kommunicera förutspådda fel till styrenheten. Detta gör det möjligt att byta ut eventuellt felaktiga enheter i ett tidigt skede innan den faktiska enheten går sönder.
Dynamisk sektorreparation gör det möjligt för ett RAID-system att lokalisera felaktiga sektorer på enheterna, reparera data på ett transparent sätt och markera sektorerna som dåliga för att förhindra framtida åtkomst.