Организация RAID – массивов

Часто возникает вопрос: как восстановить информацию, если жесткий диск физически запорчен? Как ускорить процесс ввода-вывода с жесткого диска свыше его максимальной физической скорости?

Эти проблемы помогает решить организация RAID- массивов из нескольких физических дисков.

Всего существует 7 вариантов RAID- массивов:

RAID-0 (простое чередование блоков)

Этот массив состоит из любого числа физических дисков (от 2 до 32). Он используется для ускорения операций ввода-вывода и не содержит избыточной информации для восстановления. Ускорение достигается за счет параллельного чтения(записи) с нескольких дисков нескольких блоков одного файла. Параллельное чтение возможно только при подключении дисков к разным контроллерам. Так для IDE –дисков это подключение к Secondary и Primary контроллерам, а SCSI –диски могут работать все параллельно. Для возможности одновременного чтения – записи нескольких блоков файла система делит файл на блоки (по 64Кб) и пишет по 1 блоку поочередно (параллельно) на все диски: Например, файл разбит на блоки:

...

1 диск 2 диск 3 диск

				...

RAID-1 (зеркализация)

Этот массив называют зеркальным. Он создается с помощью полного дублирования информации с одних дисков на другие. При этом дисковое пространство используется только на 50%. Организуется минимум из 2 дисков. В некоторых системах может дублироваться не весь диск целиком, а только его часть. Блоки файла распределяются при этом так:

1 диск		зеркало
1 блок		1 блок
2 блок		2 блок
3 блок		3 блок
...		...

RAID-2 (код Хэмминга)

Вместо полного дублирования информации, используется запись информации, преобразованной по коду Хэмминга. Она занимает меньше места, но требует дополнительное время для кодирования

основные диски диски с кодом

						1'		2'
						3'		4'
				...		...		...
...		...

RAID-3 (бит четности)

Вместо кода Хэмминга используется бит четности. Бит четности – это добавление бита на дополнительном диске так, чтобы в сумме с другими битами(по одному с каждого диска) образовывалось четное количество единиц.

биты информации (на 3 дисках) бит четности(на 1 диске)

					1 0 0 + 1 ->		- 2 единицы
					0 0 0 + 0 ->		- 0 единиц
					1 1 0 + 0 ->		- 2 единицы
					1 1 1 + 1 ->		- 4 единицы

RAID-4 (большие блоки четности на 1 диске)

Он аналогичен RAID-3, но вместо записи отдельных битов выполняется запись на 1-ый диск больших блоков четности (это ускоряет чтение-запись)

RAID-5 (чередующиеся блоки четности)

Вместо записи четности на 1 диске, выполняется запись блоков четности поочередно на все диски (это равномернее распределяет нагрузку при записи-чтении). В схеме заштрихованные блоки – это блоки четности.

RAID-6 (двойные блоки четности)

Все предыдущие RAID позволяли восстанавливать информацию при выходе из строя 1 жесткого диска, но при одновременном выходе из строя 2 дисков – нет. Для восстановления информации сразу для 2 дисков используют двойные блоки четности (каждый по-разному заштрихован)

Вопросы на закрепление

· Принцип работы RAID1 (зеркало) и RAID6 (двойные блоки четности). Их преимущества и недостатки

· Принцип работы RAID4 (чередование) и RAID5 (чередование с блоком четности). Их преимущества и недостатки.