Какой уровень RAID мне выбрать? - Энигма Энтер - группа компаний

Какой уровень RAID мне выбрать?

Сегодня данные - самый ценный актив любого бизнеса. Потеря данных означает его конец. Даже если вы регулярно делаете резервирование, вы нуждаетесь в способе предохранения, который бы гарантировал, что ваши данные надежно защищены, и к ним можно постоянно обращаться, даже в случае отказа диска. Добавление RAID в вашу среду хранения данных - один из самых рентабельных способов обеспечить защиту данных и постоянный доступ к ним.

 

Введение

Описания уровней RAID

RAID 0 (Striping - чередование)

RAID 1 (Mirroring - зеркалирование)

RAID 1E (Striped Mirroring - зеркалирование с чередованием)

RAID 5 (Striping with parity - чередование с четностью)

RAID 5EE (Hot Space)

RAID 6 (Striping with dual parity - чередование с двойной четностью)

RAID 10 (RAID 1 с чередованием)

RAID 50 (RAID 5 с чередованием)

RAID 60 (RAID 6 с чередованием)

Сравнение уровней RAID

Об Adaptec RAID

 

Введение

Не смотря на то, что множество компаний предлагают RAID-решения, не все RAID одинаковы. Только Adaptec, благодаря более чем 24-м годам опыта развития SCSI, предлагает самую надежную RAID-защиту данных, доступную сегодня. Эта защита основана на RAID-коде, проверенном за годы использования в критичных окружающих средах и перепродающимся большинством лидирующих производителей компьютеров.

Чтобы выбирать правильный уровень RAID, начните c рассмотрения факторов, изложенных ниже. Каждый из этих факторов становится компромиссным решением для другого:

- Стоимость дисковых накопителей

- Требуемая защита данных или доступность данных (низкая, средняя, высокая)

- Требуемая производительность (низкая, средняя, высокая)

Стоимость решения всегда является результатом компромисса между объемом дискового пространства и доступностью данных или производительностью. Например, RAID 1/10 и RAID 6 при небольшом количестве дисков являются дорогостоящим решением, если рассматривать объем потерянного дискового пространства (50%), но оптимальным для обеспечения доступности данных.

Производительность также зависит от модели доступа (случайный/последовательный, чтение/запись, длинный/ короткий) и числа пользователей. Эта статья является кратким общим обзором производительности и доступности при различных уровнях RAID и не является точным отражением всевозможных сценариев использования.

Описания уровней RAID

RAID 0 (Striping - чередование)

Обеспечивает низкую стоимость и максимальную производительность, но не обеспечивает защиту от сбоев; отказ даже одного из дисков приводит к полной потере ВСЕХ данных. Бизнес использует RAID 0 обычно для задач, требующих быстрого доступа к большим объемам временных данных на дисках (таких как видео/аудио пост-продакшн, обсчет мультимедиа-данных, САПР, регистрация данных и пр.), где данные могут быть просто загружены заново без ущерба для бизнеса. При RAID 0 дисковое пространство используется на 100%, так как используются все доступные диски.

Дисковый массив RAID 0

RAID 1 (Mirroring - зеркалирование)

Экономичное решение для двух дисков с высокой защитой от сбоев. RAID 1 состоит из двух дублирующих наборов данных, расположенных на двух отдельных дисках. Он также обеспечивает высочайшую доступность данных за счет поддержания двух одинаковых копий всех данных. В конфигурации должно быть как минимум два диска, недостатком, с точки зрения финансов, является то, что используемая емкость составляет всего половину емкости доступных дисков. RAID 1 обеспечивает защиту данных для всех сред, где абсолютная избыточность данных, доступность и производительность являются ключевыми факторами, а стоимость хранения гигабайта данных является вторичным фактором.

При RAID 1 емкость дискового пространства, пригодного для хранения, составляет 50% от емкости доступных дисков в RAID-массиве.

Дисковый массив RAID 1

RAID 1E (Striped Mirroring - зеркалирование с чередованием)

Объединяет чередование данных RAID 0 с зеркалированием данных RAID 1. Данные, записанные на полосу на одном диске, зеркалируются на полосу на следующем диске массива. Основным преимуществом по сравнению с RAID 1 является то, что массивы RAID 1E могут создаваться при нечетном числе дисков.

При RAID 1E емкость дискового пространства, пригодного для хранения, составляет 50% от емкости доступных дисков в RAID-массиве.

Примечание: При четном числе дисков предпочтительным является использование RAID 10, который допускает отказы нескольких дисков. При нечетном числе дисков RAID 1E допускает отказ только одного диска.

Дисковый массив RAID 1E

RAID 5 (Striping with parity - чередование с четностью)

Технология с чередованием данных, созданная для обеспечения безотказного хранения данных, но без дублирования данных как RAID 1 и RAID 1E. Данные записываются с чередованием по всем дискам в массиве, но для каждой полосы данных (stripe) массива (один блок данных с каждого диска), один блок данных этой полосы зарезервирован для хранения четности, вычисленной для других блоков данных в этой полосе данных. Скорость чтения, поэтому очень хороша, однако есть проигрыш в скорости записи, т.к. четность должна пересчитываться и записываться при записи новых данных. Что бы преодолеть это узкое место, информация о четности для последовательных полос чередуется с данными по всем дискам массива.

RAID 5 является стандартом для серверных сред, требующих безотказной работы. Обеспечение четности RAID требует одного диска для набора RAID, так что емкость, пригодная для использования, будет всегда меньше на емкость одного диска, чем емкость всех доступных дисков. Это лучше, чем RAID 1, который имеет только 50% полезной емкости.

RAID 5 требует как минимум три диска, максимальное число дисков составляет 16. Полезная емкость при RAID 5 составляет от 67% до 94%, в зависимости от числа дисков в наборе RAID.

Дисковый массив RAID 5

RAID 5EE (Hot Space):

Обеспечивается уровень защиты, как и при RAID 5 с более высокой скоростью ввода/вывода в секунду за счет использования дополнительного диска (hot spare), при этом данные эффективно распределяются на этом запасном диске, что улучшает ввод/вывод.

RAID 5EE распределяет емкость по N+1 дискам и представляет собой массив RAID 5 плюс стандартный диск hot spare. Это означает, что в нормальном режиме работы hot spare является активным участником, вместо того, чтобы крутиться вхолостую. Добавление диска hotspare к обычному массиву RAID 5 позволяет улучшить защиту данных за счет уменьшения времени на восстановление. Эта технология не предполагает максимального использования диска hot-spare, т.к. он работает вхолостую до момента отказа. Часто проходят многие годы, прежде чем диск hot-spare будет задействован. В частности, для небольших массивов RAID 5 использование дополнительного диска (например, четыре диска вместо трех) может существенно повысить скорость чтения.

Например, переход от RAID 5 с четырьмя дисками и hot spare к RAID 5EE с пятью дисками даст прирост производительности примерно в 25%.

Другой стороной RAID 5EE является то, что диск hotspare не может быть совместно использован несколькими физическими массивами как стандартный RAID 5 с hot-spare. Технология RAID 5 является более рентабельной для нескольких массивов, потому что она позволяет страховать одним диском hot-spare несколько физических массивов. Эта конфигурация уменьшает стоимость использования диска hot spare, обратной стороной является неспособность устранить одновременный отказ отдельных дисков на нескольких массивах. Этот уровень RAID способен выдержать отказ только одного диска.

Полезная емкость RAID 5EE составляет от 50% до 88%, в зависимости от числа дисков в наборе RAID. RAID 5EE требует как минимум четырех дисков, максимальное число дисков составляет 16.

Дисковый массив RAID 5EE

RAID 6 (Striping with dual parity - чередование с двойной четностью)

Данные распределяются по нескольким дисковым накопителям, при этом для хранения и восстановления данных используется схема двойной четности. Это допускает отказ двух дисков в массиве, обеспечивая лучшую отказоустойчивость, чем RAID 5. Это также позволяет использовать более дешевые диски ATA и SATA для хранения критически важных данных.

Этот уровень RAID похож на RAID 5, но при этом включает вторую схему четности, которая распределяется по разным дискам и поэтому обеспечивает высочайшую защиту от ошибок и отказов дисков. RAID 6 может выдержать отказ двух дисков.

RAID 6 требует как минимум четыре диска и допускает использование максимально до 16 дисков. Полезная емкость всегда меньше на 2 диска, чем доступное число дисков в наборе RAID.

Примечание: в конфигурации с менее дорогими, но менее надежными дисками SATA, использующей RAID 6, возможно достичь гораздо более высокого уровня доступности, чем массив Fibre Channel, использующий RAID 5. Это потому, что диск второй четности в RAID 6 поможет выстоять при втором отказе во время восстановления. В RAID 5, ухудшенное состояние (состояние после отказа диска) и/или во время восстановления на диск hot spare является самым предрасположенным к потере данных. Если в этот момент происходит отказ второго диска, то данные уже невозможно восстановить. С RAID 6 нет никаких окон уязвимости, поскольку второй диск четности защищает от этого.

Дисковый массив RAID 6

RAID 10 (RAID 1 с чередованием)

Объединяет чередование RAID0 и зеркалирование RAID1. Этот уровень обладает улучшенной производительностью чередования и избыточностью зеркалирования.

RAID 10 - это результат формирования массива RAID 0 из двух и более массивов RAID 1. Этот уровень RAID обеспечивает отказоустойчивость - допускается отказ одного диска для каждого суб-массива без потери данных.

Полезная емкость массива RAID 10 составляет 50% объема доступных дисковых накопителей.

Дисковый массив RAID 10

RAID 50 (RAID 5 с чередованием)

Это комбинация нескольких наборов RAID 5 с RAID 0 (чередование). Чередование помогает увеличить емкость и производительность без добавления дисков в каждый массив RAID 5 (который бы ухудшал доступность данных и оказывал негативное влияние на производительность при ухудшенном режиме).

RAID 50 включает чередование RAID 0 на массивы RAID 5 нижнего уровня. Преимущества RAID 5 усиливаются RAID 0, позволяя объединять много дисков в единый логический диск. Допускается до одного отказа диска в каждом суб-массиве без потери данных. Также время восстановления гораздо меньше, чем при большом едином массиве RAID 5.

Полезная емкость RAID 50 колеблется от 67% до 94%, в зависимости от числа дисков в массиве RAID.

Дисковый массив RAID 50

RAID 60 (RAID 6 с чередованием)

Это комбинация нескольких наборов RAID 6 с RAID 0 (чередование). Двойная четность допускает отказ двух дисков в каждом массиве RAID 6. Чередование помогает увеличить емкость и производительность без добавления дисков в каждый массив RAID 6 (который бы ухудшал доступность данных и оказывал негативное влияние на производительность при работе в ухудшенном режиме).

Данные и информация о четности записываются с чередованием по всем массивам RAID 6. Чтение может производиться одновременно с каждого диска в массиве.

Дисковый массив RAID 60

Сравнение уровней RAID

Характеристики Мин. число дисков Защита данных Произв. чтения Произв. записи Произв. чтения (ухудш. режим) Произв. чтения (ухудш. режим) Использ. емкости Типичные приложения
RAID 0 2 Нет защиты Высокая Высокая Не применимо Не применимо 100% Высоко- производительные рабочие станции, регистрация данных, рендеринг в реальном времени, временные данные
RAID 1 2 Отказ одного диска Высокая Средняя Средняя Высокая 50% Операционная система, транзакционные базы данных
RAID 1E 3 Отказ одного диска Высокая Средняя Высокая Высокая 50% Операционная система, транзакционные базы данных
RAID 5 3 Отказ одного диска Высокая Низкая Низкая Низкая 67% - 94% Хранилища данных, web- серверы, архивация
RAID 5EE 4 Отказ одного диска Высокая Низкая Низкая Низкая 50% - 88% Хранилища данных, web- серверы, архивация
RAID 6 4 Отказ двух дисков Высокая Низкая Низкая Низкая 50% - 88% Архивация данных, резервирование на диски, решения с высокой доступностью, серверы, требующие больших емкостей
RAID 10 4 До одного отказа диска в каждому суб- массиве Высокая Средняя Высокая Высокая 50% Быстрые базы данных, серверы приложений
RAID 50 6 До одного отказа диска в каждому суб- массиве Высокая Средняя Средняя Средняя 67% - 94% Большие базы данных, файловые серверы, серверы приложений
RAID 60 8 До двух отказов дисков в каждом суб- массиве Высокая Средняя Средняя Низкая 50% - 88% Архивация данных, резервирование на диски, решения с высокой доступностью, серверы, требующие больших емкостей

 

Типы RAID

Типы RAID Software-Based Hardware-Based Внешнее аппаратное обеспечение
Описание Лучше использовать для приложений с большими блочными данными, такими как хранилища данных или потоковое видео. А также для серверов, в которых центральный процессор загружен не полностью, для обработки интенсивных операций ввода-вывода, что требуется для некоторых уровней RAID. Входят в состав ОС, таких как Windows(r), Netware и Linux. Все функции RAID выполняются центральным процессором хоста, что накладывает серьезные ограничения на его способность выполнять другие вычисления. Лучше использовать для приложений с небольшим блочными данными, таких как транзак-ционные базы данных и web-серверы. Центральный процессор хоста освобождается от выполнения операций RAID, что увеличивает его производительность. Батарея резервирования write back cache (cache с отложенной записью) может существенно увеличить производительность без дополнительного риска потери данных. Подключаются к серверу через стандартный контроллер. Функции RAID выполняются микропроцессором, находящемся во внешнем RAID-контроллере, не зависящим от хоста.
Преимущества Низкая цена Необходим стандартный контроллер Защита данных и преимущества производительности RAID Больше мощных функций для обеспечения безотказности и увеличения производительности по сравнения с software-based RAID Не зависит от ОС Создание систем хранения данных с высокой емкостью для высокопроизводительных серверов

 

Об Adaptec RAID

Программное обеспечение RAID от Adaptec - это полностью протестированное, проверенное и заслужившее доверие программное решение, которое используется в миллионах важных бизнес-задач во всем мире. Также, наш закаленный программный код RAID это наиболее мощное и надежное программное обеспечение для защиты данных, доступное сегодня. Фактически, микросхемы Adaptec RAID используются в большинстве популярных бренд-серверов - более чем 1.5 миллионов серверов каждый год!

 

Adaptec, Inc. Adaptec - Россия

 

691 South Milpitas Boulevard Тел.: (+7) 495 956 9459

 

Milpitas, California 95035, USA Email: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Tel: (+1) 408 945-8600 Web: www.adaptec.com/ru Fax: (+1) 408 262-2533

 
closing