- •Лекция 9
- •Комбинированные уровни
- •Программный (software) raid
- •История и развитие raid
- •Архитектура основных уровней raid
- •Raid 0. Дисковый массив без отказоустойчивости (Striped Disk Array without Fault Tolerance)
- •Raid 1. Дисковый массив с дублированием или зеркалка (mirroring)
- •Raid 2. Отказоустойчивый дисковый массив с использованием кода Хемминга (Hamming Code ecc).
- •Raid 3. Отказоустойчивый массив с параллельной передачей данных и четностью (Parallel Transfer Disks with Parity)
- •Raid 4. Отказоустойчивый массив независимых дисков с разделяемым диском четности (Independent Data disks with shared Parity disk)
- •Raid 5. Отказоустойчивый массив независимых дисков с распределенной четностью (Independent Data disks with distributed parity blocks)
- •Raid 6. Отказоустойчивый массив независимых дисков с двумя независимыми распределенными схемами четности (Independent Data disks with two independent distributed parity schemes)
- •Raid 10. Отказоустойчивый массив с дублированием и параллельной обработкой
- •Raid 30. Отказоустойчивый массив с параллельной передачей данных и повышенной производительностью.
- •Raid 50. Отказоустойчивый массив с распределенной четностью и повышенной производительностью
- •Некоторые аспекты реализации raid систем
Raid 30. Отказоустойчивый массив с параллельной передачей данных и повышенной производительностью.
Представляет собой массив типа RAID 0, сегментами которого являются массивы RAID 3. Он объединяет в себе отказоустойчивость и высокую производительность. Обычно используется для приложений требующих последовательной передачи данных больших объемов.
Преимущества:
высокая отказоустойчивость;
высокая производительность.
Недостатки:
высокая стоимость;
ограниченное масштабирование.
Raid 50. Отказоустойчивый массив с распределенной четностью и повышенной производительностью
Являет собой массив типа RAID 0, сегментами которого являются массивы RAID 5. Он объединяет в себе отказоустойчивость и высокую производительность для приложений с большой интенсивностью запросов и высокую скорость передачи данных.
Преимущества:
- высокая отказоустойчивость;
- высокая скорость передачи данных;
- высокая скорость обработки запросов.
Недостатки:
- высокая стоимость;
- ограниченное масштабирование.
RAID 7. Отказоустойчивый массив, оптимизированный для повышения производительности. (Optimized Asynchrony for High I/O Rates as well as High Data Transfer Rates). RAID 7® является зарегистрированной торговой маркой Storage Computer Corporation (SCC)
Для понимания архитектуры RAID 7 рассмотрим ее особенности:
Все запросы на передачу данных обрабатываются асинхронно и независимо.
Все операции чтения/записи кэшируются через высокоскоростную шину x-bus.
Диск четности может быть размещен на любом канале.
В микропроцессоре контроллера массива используется операционная система реального времени ориентированная на обработку процессов.
Система имеет хорошую масштабируемость: до 12-ти host-интерфейсов, и до 48-ми дисков.
Операционная система контролирует коммуникационные каналы.
Используются стандартные SCSI диски, шины, материнские платы и модули памяти.
Используется высокоскоростная шина X-bus для работы с внутренней кеш памятью.
Процедура генерации четности интегрирована в кеш.
Диски, присоединенные к системе, могут быть задекларированы как отдельно стоящие.
Для управления и мониторинга системы можно использовать SNMP агент.
Преимущества:
- высокая скорость передачи данных и высокая скорость обработки запросов (1.5 - 6 раз выше других стандартных уровней RAID);
- высокая масштабируемость хост интерфейсов;
- скорость записи данных увеличивается с увеличением количества дисков в массиве;
- для вычисления четности нет необходимости в дополнительной передаче данных.
Недостатки:
- собственность одного производителя;
- очень высокая стоимость на единицу объема;
- короткий гарантийный срок;
- не может обслуживаться пользователем;
- нужно использовать блок бесперебойного питания для предотвращения потери данных из кеш памяти.
Рассмотрим теперь стандартные уровни вместе для сравнения их характеристик. Сравнение производится в рамках архитектур, упомянутых в таблице.
RAID |
Минимум дисков |
Потребность в дисках |
Отказо- устойчивость |
Скорость передачи данных |
Интенсивность обработки запросов |
Практическое использование |
0 |
2 |
N |
< 1 диск |
< RAID 3 |
очень высокая до N х 1 диск |
Графика, видео |
1 |
2 |
2N* |
< RAID 6 |
R > 1 диск W = 1 диск |
до 2 х 1 диск W = 1 диск |
малые файл-серверы |
2 |
7 |
2N<X<N+1 |
< RAID 1 |
~ RAID 3 |
Низкая |
мейнфреймы |
3 |
3 |
N+1 |
< RAID 1 |
< RAID 7 |
Низкая |
Графика, видео |
4 |
3 |
N+1 |
< RAID 1 |
R < RAID 3 W < RAID 5 |
R = RAID 0 W << 1 диск |
файл-серверы |
5 |
3 |
N+1 |
< RAID 1 |
R < RAID 4 W < RAID 3 |
R = RAID 0 W < 1 диск |
серверы баз данных |
6 |
4 |
N+2 |
самая высокая |
низкая |
R > 1 диск W < RAID 4 |
используется крайне редко |
7 |
12 |
N+1 |
< RAID 1 |
самая высокая |
самая высокая |
разные типы приложений |
Уточнения:
- * - рассматривается обычно используемый вариант;
- k - количество подсегментов;
- R - чтение; W - запись.
