Читайте также:
|
Большинство современных материнских плат поддерживают технологию RAID. На некоторых из них RAID-массивы уровней 0 и 1 образуются средствами южного моста чипсета, а на других интегрируется дополнительный RAID-контроллер (например, Silicon Image Sil3114), позволяющий, кроме перечисленных выше, построить RAID-массивы уровней 0+1 и 5. В этой статье мы попробуем разобраться, что такое RAID-массив и что он может дать пользователю персонального компьютера.
современной компьютерной индустрии в качестве устройств хранения данных самое широкое распространение получили жесткие диски, поскольку, несмотря на все свои недостатки, они обладают наилучшими характеристиками для соответствующего типа устройств при доступной цене. Однако, несмотря на все усилия производителей, из-за конструктивных особенностей жестких дисков их производительность значительно отстает от производительности процессорной и других подсистем компьютера.
Невозможность значительного увеличения производительности жестких дисков заставляет искать другие пути повышения производительности системы хранения данных. Одним из таких путей является параллельная обработка данных. Если разделить блок данных на несколько частей и расположить на N дисках некоторого массива, обеспечив возможность одновременной обработки, то этот блок можно будет считать/записать в N раз быстрее (без учета времени формирования блока). К сожалению, при увеличении количества дисков в массиве его надежность уменьшается и возникает необходимость повышения отказоустойчивости.
Несмотря на то что системы хранения данных, основанные на магнитных дисках, производятся уже более 40 лет, к разработке отказоустойчивых систем приступили совсем недавно — в 1987 году американские исследователи Паттерсон, Гибсон и Катц из Калифорнийского университета Беркли в своей статье «A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Discs, RAID» (“Избыточный массив недорогих дисков”) описали, каким образом можно объединить несколько дешевых жестких дисков в одно логическое устройство так, чтобы в результате повышались емкость и быстродействие системы, а отказ отдельных дисков не приводил к отказу всей системы. Через некоторое время название технологии немного изменили, слово Inexpensive (недорогие) поменяли на Independent (независимые), что больше соответствовало действительности (все жесткие диски в то время были довольно дорогими устройствами) и сути технологии.
Итак, RAID — это избыточный массив независимых дисков (Redundant Arrays of Independent Discs), на который возлагается задача обеспечения отказоустойчивости и повышения производительности обработки данных. Повышение производительности обработки данных обеспечивается одновременной работой нескольких дисков, и в этом смысле чем больше дисков в массиве (до определенного предела), тем лучше. Одновременную работу дисков в массиве можно организовать с использованием либо параллельного, либо независимого доступа. При параллельном доступе дисковое пространство разбивается на блоки (полоски) для записи данных.
Информация, подлежащая записи на диск, разбивается на такие же блоки. При записи отдельные блоки одновременно записываются на различные диски, что и приводит к увеличению производительности. Чтение также выполняется отдельными блоками одновременно с нескольких дисков, при этом производительность растет пропорционально количеству дисков в массиве.
Следует отметить, что модель с параллельным доступом реализуется лишь при условии, что размер запроса на обработку данных больше размера блока данных на диске. В противном случае параллельная обработка нескольких блоков становится просто невозможной.
Если размер записываемых данных меньше размера блока, то можно реализовать принципиально иную модель доступа — независимый доступ. Подобная модель может применяться и в том случае, когда размер записываемых данных больше размера одного блока. При независимом доступе все данные отдельного запроса записываются на отдельный диск, то есть ситуация идентична работе с одним диском. Преимущество модели с параллельным доступом заключается в том, что при одновременном поступлении нескольких запросов на запись (чтение) все они будут выполняться независимо, на отдельных дисках.
Отказоустойчивость массива достигается за счет избыточности информации, сохраняемой на жестких дисках, то есть часть емкости дискового пространства отводится для служебных целей, становясь недоступной для пользователя. Избыточная информация может либо размещаться на специально выделенном диске, либо распределяться между всеми дисками массива. Способов формирования избыточной информации довольно много. Простейший из них — полное дублирование (или зеркалирование) — имеет 100-процентную избыточность. Для снижения избыточности (увеличения объема полезного дискового пространства) используются различные математические методы типа вычисления четности или применения кодов с коррекцией ошибок.
Сначала из-за высокой стоимости технология использовалась только в специализированных системах хранения данных и в дорогостоящих серверах масштаба предприятия. Высокая цена определялась как стоимостью контроллеров, так применением дорогих жестких дисков с SCSI-интерфейсом. По мере развития технологии и снижения стоимости всех ее компонентов RAID-массивы стали своеобразным стандартом де-факто даже для серверов начального уровня, а с появлением IDE RAID-контроллеров сфера применения RAID-массивов расширилась еще больше. RAID-массивы с использованием дешевых IDE-дисков появились на серверах начального уровня, высокопроизводительных рабочих станциях, а затем и на персональных компьютерах.
Сейчас большинство современных материнских плат для ПК снабжены возможностями построения RAID-массивов либо средствами южного моста чипсета, либо при помощи интегрированного на плате дополнительного RAID-контроллера.
В соответствии с различными типами доступа и способами формирования избыточной информации существуют и различные типы RAID-массивов, которые принято характеризовать уровнями RAID.
Дата добавления: 2015-07-11; просмотров: 168 | Нарушение авторских прав