Mae RAID yn ateb a ddatblygwyd yn wreiddiol ar gyfer y farchnad gweinydd rhwydwaith fel ffordd o greu storfa fawr am gost is. Yn y bôn, byddai'n cymryd gyriannau caled lluosog lluosog a'u rhoi gyda'i gilydd trwy reolwr i ddarparu gyrru gallu mwy. Dyma beth yw RAID am: amrywiaeth ddiangen o gyriannau neu ddisgiau rhad. I gyflawni hyn, roedd angen meddalwedd a rheolwyr arbenigol i reoli'r data yn cael ei rannu rhwng yr amrywiol ddifiau.
Yn y pen draw, roedd pŵer prosesu eich system gyfrifiadurol safonol yn caniatáu i'r nodweddion hidlo eu ffordd i mewn i'r farchnad gyfrifiaduron personol .
Nawr gall fod storio RAID yn seiliedig ar feddalwedd neu galedwedd , a gellir ei ddefnyddio ar gyfer tri diben gwahanol. Mae'r rhain yn cynnwys gallu, diogelwch a pherfformiad. Mae gallu yn un syml sydd fel arfer yn ymwneud â bron pob math o osodiad RAID a ddefnyddir. Er enghraifft, gellir cysylltu dau ddisg galed at ei gilydd fel un gyriant i'r system weithredu yn effeithiol gan wneud gyriant rhithwir sydd ddwywaith y gallu. Mae perfformiad yn rheswm allweddol arall dros ddefnyddio set RAID ar gyfrifiadur personol. Yn yr un enghraifft o ddau drives yn cael eu defnyddio fel gyriant sengl, gall y rheolwr rannu darnau data yn ddwy ran ac yna rhowch bob un o'r rhannau hynny ar yrru ar wahân. Mae hyn yn effeithiol yn dyblu perfformiad ysgrifennu neu ddarllen y data ar y system storio. Yn olaf, gellir defnyddio RAID ar gyfer diogelwch data.
Gwneir hyn trwy ddefnyddio rhywfaint o'r gofod ar y gyriannau i gasglu'r data sydd wedi'i ysgrifennu i'r ddau ddrwd yn ei hanfod. Unwaith eto, gyda dau ddrwd gallwn ei wneud fel bod y data yn cael ei ysgrifennu i'r ddau ddisg. Felly, os bydd un gyriant yn methu, mae'r llall yn dal i gael y data.
Gan ddibynnu ar nodau'r gyfres storio rydych chi am ei lunio ar gyfer eich system gyfrifiadurol, byddwch yn defnyddio un o'r gwahanol lefelau o RAID i gyflawni'r tri nod hyn.
I'r rhai sy'n defnyddio gyriannau caled yn eu cyfrifiadur , mae'n debyg y bydd perfformiad yn fwy o broblem na gallu. Ar y llaw arall, mae'n debyg y bydd y rhai sy'n defnyddio gyriannau cyflwr cadarn yn dymuno ffordd o fynd â'r gyriannau llai a'u cysylltu â'i gilydd i greu un gyriant mwy. Felly, gadewch i ni edrych ar y gwahanol lefelau o RAID y gellir eu defnyddio gyda chyfrifiadur personol.
RAID 0
Dyma lefel isaf y RAID ac mewn gwirionedd nid yw'n cynnig unrhyw fath o ddiswyddo a dyna pam y cyfeirir at lefel 0. Yn ei hanfod, mae RAID 0 yn cymryd dau neu ragor o ddifiau ac yn eu rhoi gyda'i gilydd i ffasiwn gyrru gallu mwy. Cyflawnir hyn trwy brosesydd o'r enw stribedi. Caiff blociau data eu torri i mewn i ddarnau data ac yna eu hysgrifennu yn eu trefn ar draws y gyriannau. Mae hyn yn cynnig mwy o berfformiad oherwydd gellir i'r data gael ei ysgrifennu ar yr un pryd i'r gyrru gan y rheolwr yn aml yn lluosi cyflymder y gyriannau. Isod mae enghraifft o sut y gallai hyn weithio ar draws tri disg:
| Gyrru 1 | Gyrru 2 | Gyrru 3 | |
|---|---|---|---|
| Bloc 1 | 1 | 2 | 3 |
| Bloc 2 | 4 | 5 | 6 |
| Bloc 3 | 7 | 8 | 9 |
Er mwyn i RAID 0 weithio'n effeithiol er mwyn hybu perfformiad y system, mae angen i chi geisio cael gyriannau cyfatebol. Dylai pob gyriant gael yr un maint storio gallu a pherfformiadau union.
Os na wnânt, yna bydd y gallu yn cael ei gyfyngu i lluosog o'r gyriannau lleiaf a'r perfformiad i'r arafaf o'r gyriannau gan fod rhaid iddo aros am i'r holl stribedi gael eu hysgrifennu cyn symud i'r set nesaf. Mae'n bosib defnyddio gyriannau anghywir ond yn yr achos hwnnw, gallai gosodiad JBOD fod yn fwy effeithiol.
Mae JBOD yn sefyll am ddim ond nifer o ddiffygion ac yn effeithiol dim ond casgliad o yrru y gellir eu defnyddio'n annibynnol oddi wrth ei gilydd ond mae'n ymddangos fel un gyriant storio i'r system weithredu. Fel rheol cyflawnir hyn trwy gael y data rhwng gyriannau. Yn aml, cyfeirir at hyn fel SPAN neu'r Gronfa Loteri Fawr.
Yn effeithiol, mae'r gweithrediad yn eu gweld nhw i gyd fel un disg ond byddai'r blociau'n cael eu hysgrifennu ar draws y ddisg gyntaf nes ei fod yn llenwi, yna symud ymlaen i'r ail, yna trydydd, ac ati. Mae hyn yn ddefnyddiol i ychwanegu gallu ychwanegol i mewn i system gyfrifiadurol sy'n bodoli eisoes ac gyda gyrriadau o wahanol feintiau ond ni fydd yn cynyddu perfformiad y gyfres gyrru.
Y broblem fwyaf gyda setiau RAID 0 a JBOD yw diogelwch data. Gan fod gennych chi sawl gyriant, mae'r siawns o lygredd data wedi cynyddu oherwydd bod gennych fwy o fethiannau . Os bydd unrhyw yrru mewn grŵp RAID 0 yn methu, bydd yr holl ddata yn dod yn anhygyrch. Mewn JBOD, bydd methiant gyrru yn arwain at golli unrhyw ddata a ddigwyddodd ar yr yrru honno. O ganlyniad, mae'n well i'r rhai sydd am ddefnyddio'r dull hwn o storio fod â rhyw fodd arall i gefnogi eu data.
RAID 1
Dyma'r lefel wirioneddol gyntaf o RAID gan ei fod yn darparu lefel lawn o ddiswyddo ar gyfer y data sy'n cael ei storio ar y set. Gwneir hyn drwy broses a elwir yn adlewyrchu. Yn effeithiol, caiff pob data a ysgrifennir i'r system ei gopïo i bob gyriant mewn amrywiaeth lefel 1. Fel arfer, caiff y math hwn o RAID ei wneud gyda pâr o drives yn unig gan na fydd ychwanegu mwy o ddiffygion yn ychwanegu unrhyw gapasiti ychwanegol, dim ond mwy o ddileu swyddi. Er mwyn rhoi esiampl o hyn yn well, dyma siart sy'n dangos sut y byddai'n cael ei ysgrifennu i ddau drives:
| Gyrru 1 | Gyrru 2 | |
|---|---|---|
| Bloc 1 | 1 | 1 |
| Bloc 2 | 2 | 2 |
| Bloc 3 | 3 | 3 |
Er mwyn cael y defnydd mwyaf effeithiol o setiad RAID 1, bydd y system unwaith eto yn defnyddio gyriannau cyfatebol sy'n rhannu'r un gallu a graddfeydd perfformiad.
Os defnyddir gyriannau anghywir, yna bydd y gallu ar ffurf yn gyfartal â'r ysgogiad gallu lleiaf yn y gyfres. Er enghraifft, pe bai un a hanner terabyte ac un gyrr terabyte yn cael eu defnyddio mewn amrywiaeth RAID 1, byddai gallu'r gyfres hon ar y system yn un terabyte yn unig.
Mae'r lefel hon o RAID yn hynod effeithiol ar gyfer diogelwch data oherwydd bod y ddau ddrwd yr un peth yn effeithiol. Os bydd un o'r ddau ddiffyg yn methu, yna mae gan y llall ddata cyflawn y llall. Yn gyffredinol, mae'r broblem gyda'r math hwn o setiad yn pennu pa un o'r gyriannau sydd wedi methu oherwydd yn aml mae'r storfa'n dod yn anhygyrch pan fydd un o'r ddau yn methu ac na fydd yn cael ei adfer yn iawn nes bod mewnosodiad newydd yn lle'r un a fethwyd ac adferiad proses yn cael ei redeg. Fel y crybwyllwyd o'r blaen, nid oes unrhyw elfen o berfformiad o gwbl o hyn hefyd. Mewn gwirionedd, bydd ychydig o golled o ganlyniad i uwchben y rheolwr ar gyfer y RAID.
RAID 1 + 0 neu 10
Mae hwn yn gyfuniad braidd cymhleth o lefelau RAID 0 a lefel 1 . Yn effeithiol, bydd angen i'r rheolwr isafswm o bedwar gyrrwr er mwyn gweithredu yn y modd hwn oherwydd mai'r hyn y mae'n ei wneud yw gwneud dau bâr o yrru. Mae'r set gyntaf o yrru yn gyfres sy'n adlewyrchu'r clonau y data rhwng y ddau. Mae'r ail set o yrru hefyd yn cael ei adlewyrchu ond fe'i sefydlwyd i fod yn stribed y cyntaf. Mae hyn yn darparu diswyddiadau data ac enillion perfformiad. Isod mae enghraifft o sut y byddai data'n cael ei ysgrifennu ar draws pedwar gyrr gan ddefnyddio'r math hwn o setup:
| Gyrru 1 | Gyrru 2 | Gyrru 3 | Gyrru 4 | |
|---|---|---|---|---|
| Bloc 1 | 1 | 1 | 2 | 2 |
| Bloc 2 | 3 | 3 | 4 | 4 |
| Bloc 3 | 5 | 5 | 6 | 6 |
I fod yn onest, nid yw hyn yn ddull dymunol o RAID i'w rhedeg ar system gyfrifiadurol. Er ei fod yn darparu rhywfaint o hwb i berfformiad, nid yw hynny'n wir o ganlyniad oherwydd y swm helaeth o orbenion ar y system. Yn ogystal, mae'n wastraff mawr o ofod gan mai dim ond ar y rhan fwyaf o gapasiti yr holl drives a gyfunir y bydd y lluoedd gyrru yn unig. Os defnyddir gyriannau anghywir, bydd y perfformiad yn gyfyngedig i'r rhai arafaf a bydd y capasiti yn ddwywaith y gyriant lleiaf.
RAID 5
Dyma'r lefel uchaf o RAID y gellir ei ganfod mewn systemau cyfrifiadurol defnyddwyr ac mae'n ddull llawer mwy effeithiol o gynyddu gallu a dileu swydd. Mae'n cyflawni hyn trwy broses o stribio data gyda chydraddoldeb. Mae angen o leiaf dri gyrr i wneud hyn gan fod y data wedi'i rannu'n stribedi ar sawl un o'r gyriannau ond yna caiff un bloc ar draws y strip ei neilltuo ar gyfer cydraddoldeb. I esbonio hyn yn well, gadewch i chi edrych yn gyntaf ar sut y gellid ysgrifennu'r data ar draws tri drives:
| Gyrru 1 | Gyrru 2 | Gyrru 3 | |
|---|---|---|---|
| Bloc 1 | 1 | 2 | p |
| Bloc 2 | 3 | p | 4 |
| Bloc 3 | p | 5 | 6 |
Yn y bôn, mae'r rheolwr gyriant yn cymryd cryn dipyn o ddata i'w hysgrifennu ar draws yr holl ddifiau yn y gyfres. Rhoddir y rhan gyntaf o ddata ar yr yrru cyntaf ac mae'r ail yn cael ei roi ar yr ail. Mae'r trydydd gyriant yn cael y darn cydraddoldeb sydd, yn ei hanfod, yn gymhariaeth o'r data deuaidd ar y cyntaf a'r ail. Mewn mathemateg deuaidd, dim ond 0 a 1. oes gennych chi broses mathemateg boolean i gymharu'r darnau. Os yw'r ddau yn ychwanegu at rif hyd yn oed (0 + 0 neu 1 + 1) yna bydd y bit cydraddoldeb yn sero. Os yw'r ddau yn ychwanegu at rif od (1 + 0 neu 0 + 1) yna bydd y bit cydraddoldeb yn un. Y rheswm dros hyn yw, os bydd un o'r gyriannau'n methu, gall y rheolwr wedyn nodi beth yw'r data coll. Er enghraifft, os yw gyrru un yn methu, gan adael dim ond gyrru dau a thri, ac mae gan yrru dau bloc data o un ac mae gan dri bloc cydraddoldeb o un, yna mae'n rhaid i'r bloc coll ar yrru un fod yn sero.
Mae hyn yn darparu diswyddo data effeithiol sy'n caniatáu i'r holl ddata gael ei hadfer os bydd methiant gyrru. Nawr ar gyfer y rhan fwyaf o osodiadau defnyddwyr, bydd methiant yn golygu nad yw'r system yn bodoli oherwydd nad yw mewn cyflwr swyddogaethol. Er mwyn cael y system yn swyddogaethol, mae angen disodli'r gyriant a fethwyd â gyriant newydd. Yna, mae'n rhaid gwneud proses ailadeiladu data ar lefel y rheolwr a fydd wedyn yn gwneud swyddogaeth arall i wrthdroi'r data ar yr ymgyrch coll. Gall hyn gymryd peth amser, yn enwedig ar gyfer gyriannau capasiti mwy ond mae'n bosibl ei adennill o leiaf.
Bellach mae gallu band RAID 5 yn dibynnu ar y nifer o yrru yn y set a'r galluedd. Unwaith eto, mae'r gyfres yn cael ei gyfyngu gan yr ymgyrch gallu lleiaf yn y llu, felly mae'n well defnyddio gyriannau cyfatebol. Mae'r gofod storio effeithiol yn gyfartal â nifer y gyriannau llai nag un gwaith â'r gallu isaf. Felly mewn termau mathemategol, mae'n (n-1) * Capacitymin . Felly, os oes gennych dri chwyth 2GB mewn grŵp RAID 5, byddai'r gallu cyfan yn 4GB. Byddai grŵp RAID 5 arall a oedd yn defnyddio pedwar drives 2GB wedi 6GB o gapasiti.
Erbyn hyn mae perfformiad ar gyfer RAID 5 ychydig yn fwy cymhleth na rhai o'r ffurfiau eraill o RAID oherwydd y broses boolean y mae'n rhaid ei wneud i greu'r darn cydraddoldeb pan fo'r data'n cael ei ysgrifennu i'r gyriannau. Mae hyn yn golygu y bydd y perfformiad ysgrifennu yn llai na grŵp RAID 0 gyda'r un nifer o ddifiau. Nid yw darllen perfformiad, ar y llaw arall, yn dioddef cymaint â'r ysgrifennu oherwydd nad yw'r broses boolean yn cael ei wneud oherwydd ei fod yn darllen y data syth o'r gyriannau.
Y Big Issu With All RAID Gosodiadau
Rydym wedi trafod nifer o fanteision ac anfanteision pob un o'r lefelau RAID y gellir eu defnyddio ar gyfrifiaduron personol ond mae yna fater arall nad yw llawer o bobl yn sylweddoli o ran creu gosodiadau gyrru RAID. Cyn y gellir defnyddio setiad RAID, rhaid iddo gael ei adeiladu naill ai gan feddalwedd rheolwr caledwedd neu o fewn meddalwedd y system weithredu. Mae hyn yn ei hanfod yn cychwyn ar y fformat arbennig sydd ei hangen i olrhain sut y caiff y data ei ysgrifennu a'i ddarllen ar yr ymgyrch.
Mae'n debyg nad yw hyn yn swnio fel problem, ond os ydych chi hyd yn oed angen i chi newid sut rydych chi eisiau trefnu eich set RAID. Er enghraifft, dywedwch eich bod yn rhedeg yn isel ar ddata ac eisiau ychwanegu gyriant ychwanegol ar gyfer naill ai grŵp RAID 0 neu RAID 5. Yn y rhan fwyaf o achosion, ni fyddwch yn gallu heb ailgyflunio'r set RAID gyntaf a fydd hefyd yn cael gwared ar unrhyw ddata a gafodd ei storio yn y gyriannau hynny. Mae hyn yn golygu bod yn rhaid i chi gefnogi'r data yn llawn, ychwanegu'r gyriant newydd, ail-ffurfio'r llu gyrfa, fformat sy'n trefnu gyrfa, ac yna adfer eich data gwreiddiol yn ôl i'r gyriant. Gall hynny fod yn broses boenus iawn. O ganlyniad, gwnewch yn siŵr eich bod mewn gwirionedd yn cael y set ar ffurf y ffordd yr ydych am ei gael y tro cyntaf i chi ei wneud.