РЕКЛАМА
ИНФОРМАЦИЯ
ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ
Тестирование пяти контроллеров SATA RAID

Создаём программный массив RAID 5 под Windows XP

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru

НАКОПИТЕЛИ

SATA II и RAID 6: тестирование контроллеров Adaptec, Areca и Promise
Краткое содержание статьи: Надёжности никогда не бывает много. Массив RAID 5 способен выдержать выход из строя одного жёсткого диска, а RAID 6 - двух. Мы протестировали контроллеры от Adaptec, Areca и Promise, все из которых обладают поддержкой RAID 6. Разброс производительности оказался довольно значительный.

SATA II и RAID 6: тестирование контроллеров Adaptec, Areca и Promise


Редакция THG,  10 января 2006
Назад
Вы читаете страницу 1 из 6
1 2 3 4 5 6
Далее


Надёжное хранилище RAID 6

RAID 6

Массивы RAID (Redundant Array of Inexpensive/Independent Drives) являются наиболее распространённым решением, когда производительности, ёмкости или надёжности одного жёсткого диска недостаточно. Именно поэтому RAID встречается в серверах, рабочих станциях или производительных настольных компьютерах. Поскольку для RAID необходимо использовать два или более жёстких дисков, то массив нельзя назвать дешёвым. Кроме того, на суммарную цену может повлиять и сам контроллер.

Наше недавнее сравнительное тестирование восьмиканальных RAID-контроллеров SATA II показало, что почти все производители постарались и выпустили достойные модели. Но не все из контроллеров предлагают режим RAID, который способен обеспечить большую сохранность данных, нежели RAID 5, который гарантирует сохранность данных при выходе из строя одного жёсткого диска. Тем не менее, если такая печальная ситуация произойдёт, то вы на некоторое время останетесь без защиты, так как данные будут уязвимы до тех пор, пока не произойдёт полное перестроение массива. А ещё один диск может выйти из строя в любое время.

Сегодня почти все материнские платы верхнего уровня используют встроенный RAID-контроллер Serial ATA, где чаще всего встречаются режимы RAID 0 и 1. Впрочем, RAID 0 не обеспечивает избыточности хранения данных. Цель этого массива - увеличение пропускной способности. При этом надёжность хранения даже снижается: если хотя бы один диск выйдет из строя, то весь массив будет потерян. RAID 1 выполняет совершенно противоположную задачу: он копирует содержимое одного жёсткого диска на другой в реальном времени, поэтому если любой из накопителей выйдет из строя, данные не будут потеряны.

В бизнес-окружении RAID 1 или 0+1 (комбинация RAID 0 и 1 на четырёх приводах) считается самой простой. Поскольку сохранность данных в "зеркале" RAID 1 обеспечивается за счёт уменьшения доступной ёмкости в два раза, для больших дисковых массивов используются режимы RAID 3 или RAID 5. Оба генерируют информацию избыточности со всех приводов в массиве. RAID 3 сегодня практически исчез, поскольку информация избыточности записывается на один жёсткий диск, что приводит к нежелательному "узкому месту". RAID 5, напротив, распределяет информацию избыточности по всем накопителям. Таким образом, чем больше накопителей вы добавите, тем быстрее будет работать RAID-массив.

RAID 6 основывается на том же принципе, что и RAID 5, но добавляет ещё один уровень защиты, повторно высчитывая информацию избыточности, но уже по другому алгоритму. При этом требуются сложные вычисления из области матричной алгебры, так что "железу" есть, чем заняться.

Как работают массивы с избыточностью?

Проблема с массивами с избыточностью - RAID 5 или RAID 6 - заключается в том, чтобы генерировать нужную информацию "на лету". При этом должна существовать возможность восстановления данных массива с помощью сгенерированной информации избыточности. Чтобы понять принцип избыточности, можно обратиться к самому простому варианту: булевой операции "исключающее ИЛИ" (XOR). В следующей таблице показано, как она работает.

x y x XOR y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

Не считая генерации информации избыточности, массив RAID 5 не отличается от RAID 0, разве что доступна ёмкость всех жёстких дисков, кроме одного. А в RAID 6 - кроме двух. Записываемые данные распределяются на кусочки (stripe), каждый из которых состоит из n-1 блоков, где n - число приводов в массиве. Понятно, что оставшийся блок содержит информацию избыточности.

Каждый блок записывается на свой жёсткий диск, причём размер блока обычно меняется от 4 до 64 кбайт. Как мы уже упоминали, блок с информацией избыточности попеременно записывается на разные жёсткие диски, чтобы не создавать "узкого места". Чем больше приводов вы используете, тем более важна эта особенность.

Создание информации избыточности, равно как и обратный процесс (восстановление данных после потери одного блока), требует немалой вычислительной мощности. У профессиональных контроллеров RAID присутствует специальный RISC-процессор (часто на кристалле контроллера), который снимает вычислительную нагрузку с процессора компьютера. Часто этот RISC-процессор называют XOR-движком или XOR-ускорителем. А подобные RAID-контроллеры называют аппаратными.

Под программными RAID-контроллерами понимают модели, у которых вычислением информации избыточности занимается процессор компьютера. Конечно, такие контроллеры стоят дешевле, поскольку дополнительного аппаратного обеспечения не требуется. В то же время, программные RAID-контроллеры хорошо работают только на системе со скоростным процессором, не нагруженной другими требовательными задачами. Кстати, RAID-массив можно создавать и полностью программно, без контроллера, средствами операционной системы.

RAID 5

Источник: Adaptec. Именно так работает массив RAID 5. А RAID 6 даёт ещё большую защиту данных.

Производительность массивов с избыточностью

Поскольку массив RAID 5 по чтению данных не слишком отличается от RAID 0, он увеличивает скорость чтения из-за чередования (одновременно читаются блоки с разных приводов). Но с записью дела обстоят совершенно по-иному, так как для каждого кусочка данных (stripe) следует рассчитать информацию избыточности. Следовательно, производительность чтения возрастает по мере добавления приводов, но производительность записи чаще всего ограничена.

С точки зрения производительности RAID 6 не должен особо отличаться от RAID 5. Но на практике отличия есть, причём связаны они с разной реализацией дополнительного уровня избыточности. Конечно же, производительность записи уменьшилась, что связано с увеличением вычислительной нагрузки.

Неужели RAID 5 недостаточно? Кому нужен RAID 6?

Основная причина популярности RAID 5 заключается в повышении надёжности хранения данных, при одновременном сохранении приемлемого уровня производительности. Но вся надёжность оказывается под угрозой, стоит только выйти из строя одному накопителю. Повреждённый массив RAID 5 теряет данные, если "вылетает" хотя бы один накопитель. В этом отношении он ничем не отличается от RAID 0. К сожалению, вероятность выхода привода из строя растёт с их числом, поэтому нужно гарантировать постоянную защиту массива. В принципе, у RAID 5 она реализуется с помощью запасного (spare) привода, который автоматически будет введён в работу для перестроения массива, стоит только одному накопителю выйти из строя.

Люди часто считают, что повреждённый массив по степени опасности можно сравнить с одиночным жёстким диском. На самом деле, ситуация ещё хуже! Конечно, всегда есть опасность, что одиночный привод выйдет из строя, однако в случае повреждённого массива RAID 5 эта опасность возрастает кратно числу приводов.

RAID 6 можно рассматривать как более удобный массив для защиты данных, поскольку он позволяет выйти из строя двум накопителям, и ваши данные при этом не потеряются. Подобный сценарий встречается намного реже, чем выход из строя одного жёсткого диска, что позволяет считать RAID 6 более надёжным.

Наконец, отметим, что в RAID 6 для повторного расчёта информации избыточности используется другой, более надёжный алгоритм. Теоретически, алгоритм расчёта RAID 5 нельзя назвать точным: существуют ситуации, когда он не способен распознать изменение оригинальных данных (скажем, если в них изменился один бит). Дополнительный алгоритм вычисления избыточности RAID 6 этот недостаток компенсирует.

Из-за удвоения информации избыточности RAID 6 вряд ли можно рекомендовать для условий, требующих высокой производительности. Некоторым пользователям больше подойдут "гнездовые" RAID-массивы, скажем RAID 5+1 (два массива RAID 5 в "зеркале"). Но при этом потребуется большее число жёстких дисков (минимум, шесть) и, как и в обычном RAID 1, доступная ёмкость массива в два раза меньше суммарной ёмкости приводов.

RAID 6

Источник: Promise.

Назад
Вы читаете страницу 1 из 6
1 2 3 4 5 6
Далее


СОДЕРЖАНИЕ

Обсуждение в Клубе Экспертов THG Обсуждение в Клубе Экспертов THG


РЕКЛАМА
РЕКОМЕНДУЕМ ПРОЧЕСТЬ!

История мейнфреймов: от Harvard Mark I до System z10 EC
Верите вы или нет, но были времена, когда компьютеры занимали целые комнаты. Сегодня вы работаете за небольшим персональным компьютером, но когда-то о таком можно было только мечтать. Предлагаем окунуться в историю и познакомиться с самыми знаковыми мейнфреймами за последние десятилетия.

Пятнадцать процессоров Intel x86, вошедших в историю
Компания Intel выпустила за годы существования немало процессоров x86, начиная с эпохи расцвета ПК, но не все из них оставили незабываемый след в истории. В нашей первой статье цикла мы рассмотрим пятнадцать наиболее любопытных и памятных процессоров Intel, от 8086 до Core 2 Duo.

ССЫЛКИ
Реклама от YouDo