Dziś dowiemy się ciekawych informacji o tym, czym jest macierz RAID i jaką rolę odgrywają te macierze w życiu dysków twardych, tak, w nich.

Same dyski twarde odgrywają dość ważną rolę w komputerze, ponieważ za ich pomocą uruchamiamy system i przechowujemy na nich wiele informacji.

Czas mija i cokolwiek dysk twardy może odmówić, może to być każdy, o czym dzisiaj nie mówimy.

Mam nadzieję, że wielu słyszało o tzw tablice rajdowe, które pozwalają nie tylko przyspieszyć pracę dysków twardych, ale także, jeśli coś się stanie, uchronić ważne dane przed zniknięciem, być może na zawsze.

Ponadto tablice te mają liczby porządkowe, co czyni je różnymi. Wszyscy występują różne funkcje... Na przykład jest RAID 0, 1, 2, 3, 4, 5 itd. Dzisiaj porozmawiamy o tych właśnie tablicach, a potem napiszę artykuł o tym, jak korzystać z niektórych z nich.

Co to jest macierz RAID?

NALOT- to technologia, która pozwala łączyć kilka urządzeń, a mianowicie dyski twarde, w naszym przypadku coś w rodzaju ich wiązki idzie. W ten sposób poprawiamy niezawodność przechowywania danych oraz szybkość odczytu/zapisu. Być może jedna z tych funkcji.

Tak więc, jeśli chcesz przyspieszyć działanie dysku lub po prostu zabezpieczyć swoje informacje, to zależy od Ciebie. Dokładniej, zależy to od wyboru wymaganej konfiguracji "Raidu", konfiguracje te są oznaczone numerami seryjnymi 1, 2, 3 ...

Raidy są bardzo przydatną funkcją i polecam każdemu z niej korzystać. Na przykład, jeśli używasz 0th konfiguracji, poczujesz wzrost prędkości dysku twardego, w końcu dysk twardy jest prawie urządzeniem o najniższej prędkości.

Jeśli zapytasz dlaczego, to tutaj myślę, że wszystko jest jasne. z roku na rok stają się potężniejsze, wyposażone w wyższą częstotliwość, więcej rdzeni i wiele więcej. To samo z i. I do tej pory dyski twarde rosną tylko pod względem wolumenu, a wskaźnik rotacji pozostał na poziomie 7200 i pozostał. Oczywiście są też rzadsze modele. Sytuację do tej pory ratują tzw., które kilkakrotnie przyspieszają działanie systemu.

Powiedzmy, że poszedłeś budować RAID 1, w tym przypadku otrzymasz wysoką gwarancję ochrony swoich danych, ponieważ zostaną one zduplikowane na innym urządzeniu (dysku) i jeśli jeden dysk twardy ulegnie awarii, wszystkie informacje pozostaną na drugim.

Jak widać na przykładach, naloty są bardzo ważne i przydatne i należy z nich korzystać.

Tak więc macierz RAID to fizycznie zestaw dwóch dysków twardych podłączonych do płyty głównej, można to zrobić z trzech lub czterech. Przy okazji powinien również wspierać tworzenie macierzy RAID. Podłączanie dysków twardych odbywa się zgodnie ze standardem, a tworzenie nalotów odbywa się na poziomie oprogramowania.

Kiedy programowo stworzyliśmy nalot, nic tak naprawdę nie zmieniło się na oko, po prostu pracujesz w BIOS-ie, a wszystko inne pozostanie tak, jak było, to znaczy zaglądając do Mojego komputera, zobaczysz wszystkie te same podłączone dyski.

Stworzenie tablicy nie zajmuje dużo czasu: płyta główna z obsługą RAID, dwa identyczne dyski twarde ( to jest ważne). Powinny być takie same nie tylko pod względem objętości, ale także pamięci podręcznej, interfejsu itp. Pożądane jest, aby producent był taki sam. Teraz włączamy komputer i tam szukamy parametru Konfiguracja SATA i załóż NALOT... Po ponownym uruchomieniu komputera powinno pojawić się okno, w którym zobaczymy informacje o dyskach i raidach. Tam musimy naciskać CTRL + I aby rozpocząć konfigurowanie rajdu, czyli dodawać lub usuwać z niego dyski. Wtedy rozpocznie się jego ustawienie.

Ile jest nalotów? Jest ich kilka, a mianowicie RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID 6... Bardziej szczegółowo opowiem tylko o dwóch z nich.

1. RAID 0- pozwala na stworzenie macierzy dyskowej w celu zwiększenia prędkości odczytu/zapisu.
2. RAID 1- umożliwia tworzenie lustrzanych macierzy dyskowych w celu ochrony danych.

Co to jest macierz RAID 0?

Szyk RAID 0, który jest również nazywany „Striptiz” używa od 2 do 4 dysków twardych, rzadko więcej. Pracują razem, aby zwiększyć produktywność. W ten sposób dane z taką macierzą są dzielone na bloki danych, a następnie zapisywane na kilku dyskach jednocześnie.

Wydajność jest poprawiona, ponieważ jeden blok danych jest zapisywany na jednym dysku, na innym dysku, innym bloku itd. Myślę, że jasne jest, że 4 dyski zwiększą wydajność o więcej niż dwa. Jeśli mówimy o bezpieczeństwie, to cierpi na tym cała tablica. Jeśli jeden z dysków ulegnie awarii, to w większości przypadków cały informacje zostaną utracone bezpowrotnie.

Faktem jest, że w macierzy RAID 0 informacje znajdują się na wszystkich dyskach, to znaczy bajty pliku znajdują się na kilku dyskach. Dlatego też, jeśli jeden dysk ulegnie awarii, pewna ilość danych zostanie utracona, a odzyskanie będzie niemożliwe.

Wynika z tego, że konieczne jest utrwalenie na nośnikach zewnętrznych.

Co to jest macierz RAID 1?

Szyk RAID 1, jest również nazywany Odbicie lustrzane- lustro. Jeśli mówimy o wadzie, to w RAID 1 wolumin jednego z dysków twardych jest dla ciebie niejako „niedostępny”, ponieważ służy do duplikowania pierwszego dysku. W RAID 0 to miejsce jest dostępne.

Z zalet, jak zapewne już się domyślasz, wynika, że ​​macierz zapewnia wysoką niezawodność danych, czyli w przypadku awarii jednego dysku wszystkie dane pozostaną na drugim. Awaria dwóch dysków jednocześnie jest mało prawdopodobna. Taka macierz jest często używana na serwerach, ale nie przeszkadza to w jej użyciu na zwykłych komputerach.

Jeśli wybierzesz RAID 1, wiedz, że wydajność spadnie, ale jeśli dane są dla Ciebie ważne, użyj podejścia opartego na danych.

Co to jest macierz RAID 2-6?

Teraz pokrótce opiszę pozostałe tablice, że tak powiem, do ogólnego rozwoju, a wszystko dlatego, że nie są tak popularne jak dwie pierwsze.

RAID 2- potrzebne do tablic używających kodu Hamminga (nie interesuje mnie jaki rodzaj kodu). Zasada działania jest w przybliżeniu taka sama jak w RAID 0, to znaczy informacje są również dzielone na bloki i kolejno zapisywane na dyskach. Pozostałe dyski służą do przechowywania kodów korekcji błędów, za pomocą których w przypadku awarii jednego z dysków można przywrócić dane.

To prawda, że ​​do tej macierzy lepiej jest użyć 4 dysków, co jest dość drogie, a jak się okazało, przy użyciu tylu dysków wzrost wydajności jest raczej kontrowersyjny.

RAID 3, 4, 5, 6- Nie będę tutaj pisał o tych tablicach, ponieważ niezbędne informacje są już na Wikipedii, jeśli chcesz wiedzieć o tych tablicach, to czytamy.

Jak wybrać macierz RAID?

Załóżmy, że często instalujesz różne programy, gry i kopiujesz dużo muzyki lub filmów, wtedy radzimy korzystać z RAID 0. Przy wyborze dysków twardych bądź ostrożny, muszą być bardzo niezawodne, aby nie utracić informacji. Pamiętaj, aby wykonać kopię zapasową swoich danych.

Czy istnieją ważne informacje, które muszą być bezpieczne i solidne? Wtedy na ratunek przychodzi RAID 1. Przy wyborze dysków twardych również ich cechy muszą być identyczne.

Wniosek

Więc przeanalizowaliśmy dla kogoś nowego, ale dla kogoś starego informacje o macierzach RAID. Mam nadzieję, że te informacje będą dla Ciebie przydatne. O tym jak stworzyć te tablice napiszę już niedługo.

Macierz RAID (Redundant Array of Independent Disks) - łączenie wielu urządzeń w celu poprawy wydajności i/lub niezawodności przechowywania danych, w tłumaczeniu - nadmiarowa macierz niezależnych dysków.

Zgodnie z prawem Moore'a bieżąca wydajność rośnie z roku na rok (a mianowicie liczba tranzystorów w chipie podwaja się co 2 lata). Widać to praktycznie w każdej gałęzi przemysłu sprzętu komputerowego. Procesory zwiększają liczbę rdzeni i tranzystorów, jednocześnie redukując te procesy, pamięć RAM zwiększa częstotliwość i przepustowość, a pamięć półprzewodnikowa zwiększa odporność na zużycie i prędkość odczytu.

Ale proste dyski twarde (HDD) nie poczyniły większych postępów w ciągu ostatnich 10 lat. Podobnie jak w przypadku standardowej prędkości 7200 obr/min pozostała (nie biorąc pod uwagę dysków twardych serwerów o prędkości 10 000 i więcej). Wolne 5400 RPM wciąż można znaleźć na laptopach. Dla większości użytkowników, aby poprawić wydajność swojego komputera, wygodniej będzie kupić SDD, ale cena 1 gigabajta takiego nośnika jest znacznie wyższa niż zwykłego dysku twardego. „Jak mogę poprawić wydajność pamięci masowej, nie tracąc zbyt dużo pieniędzy i miejsca? Jak zapisać swoje dane lub zwiększyć bezpieczeństwo swoich danych?” Istnieje odpowiedź na te pytania - macierz RAID.

Rodzaje macierzy RAID

Na ten moment istnieją następujące typy macierzy RAID:

RAID 0 lub paski- tablica co najmniej dwóch dysków w celu poprawy ogólnej wydajności. Objętość nalotu będzie całkowita (HDD 1 + HDD 2 = Całkowita objętość), prędkość odczytu / zapisu będzie wyższa (ze względu na podział rekordu na 2 urządzenia), ale ucierpi niezawodność bezpieczeństwa informacji. Jeśli jedno z urządzeń ulegnie awarii, wszystkie informacje w tablicy zostaną utracone.

RAID 1 lub „Lustro”- kilka dysków kopiuje się nawzajem w celu poprawy niezawodności. Szybkość zapisu pozostaje taka sama, szybkość odczytu wzrasta, niezawodność wzrasta wielokrotnie (nawet jeśli jedno urządzenie ulegnie awarii, drugie będzie działać), ale koszt 1 gigabajta informacji podwaja się (jeśli utworzysz tablicę dwóch dysków twardych) .

RAID 2 to macierz zbudowana wokół działania dysków pamięci masowej i dysków korekcji błędów. Obliczenie liczby dysków twardych do przechowywania informacji odbywa się według wzoru „2 ^ n-n-1”, gdzie n to liczba korekcji dysku twardego. Ten typ jest używany, gdy istnieje duża liczba dysków twardych, minimalna dopuszczalna liczba to 7, gdzie 4 służy do przechowywania informacji, a 3 do przechowywania błędów. Zaletą tego typu będzie zwiększona wydajność w porównaniu z pojedynczym dyskiem.

RAID 3 - składa się z dysków "n-1", gdzie n to dysk do przechowywania bloków parzystości, reszta to urządzenia do przechowywania informacji. Informacje są dzielone na kawałki mniejsze niż rozmiar sektora (podzielone na bajty), dobrze przystosowane do pracy z dużymi plikami, szybkość odczytu małych plików jest bardzo niska. Charakteryzuje się wysoką wydajnością, ale niską niezawodnością i wąską specjalizacją.

RAID 4 jest podobny do typu 3, ale podział odbywa się na bloki, a nie na bajty. To rozwiązanie zdołało naprawić niską prędkość odczytu małych plików, ale prędkość zapisu pozostała niska.

RAID 5 i 6 - zamiast oddzielnego dysku do korelacji błędów, jak w poprzednich wersjach, zastosowano bloki równomiernie rozłożone na wszystkie urządzenia. W takim przypadku prędkość odczytu/zapisu informacji wzrasta ze względu na zrównoleglenie zapisu. Wadą tego typu jest długotrwałe odzyskiwanie danych w przypadku awarii jednego z dysków. Podczas odzyskiwania występuje bardzo duże obciążenie innych urządzeń, co zmniejsza niezawodność i zwiększa awarię innego urządzenia oraz utratę wszystkich danych w macierzy. Typ 6 poprawia ogólną niezawodność, ale zmniejsza wydajność.

Połączone typy macierzy RAID:

RAID 01 (0 + 1) — dwa Raid 0 są połączone w Raid 1.

RAID 10 (1 + 0) — macierze dyskowe RAID 1 używane w architekturze typu 0. Jest uważany za najbardziej niezawodną opcję przechowywania, łączącą wysoką niezawodność i wydajność.

Możesz także utworzyć tablicę z dysków SSD... Według testów 3DNews takie połączenie nie daje znaczącego wzrostu. Lepiej kupić dysk z interfejsem PCI lub eSATA o wyższej wydajności

Tablica RAID: jak tworzyć

Tworzone przez połączenie przez specjalny kontroler RAID. W tej chwili istnieją 3 rodzaje kontrolerów:

1. Oprogramowanie - macierz jest emulowana programowo, wszystkie obliczenia wykonywane są kosztem procesora.
2. Zintegrowany - najczęściej spotykany na płytach głównych (nie w segmencie serwerów). Mały odłamek na macie. na płytce odpowiedzialnej za emulację tablicy, obliczenia wykonywane są przez procesor.
3. Sprzęt - karta rozszerzeń (do komputerów stacjonarnych), zwykle z interfejsem PCI, posiada własną pamięć i procesor obliczeniowy.

Dysk twardy z macierzą RAID: jak zrobić 2 dyski za pomocą IRST

Odzyskiwanie danych

Niektóre opcje odzyskiwania danych:

1. W przypadku awarii RAID 0 lub 5 pomocne może być narzędzie RAID Reconstructor, które zbierze dostępne informacje z dysków i nadpisze je na innym urządzeniu lub nośniku jako obraz poprzedniej macierzy. Ta opcja pomoże, jeśli dyski działają poprawnie i wystąpił błąd oprogramowania.
2. W przypadku systemów Linux używane jest odzyskiwanie mdadm (narzędzie do zarządzania programowymi macierzami RAID).
3. Odzyskiwanie sprzętu powinno odbywać się za pośrednictwem wyspecjalizowanych usług, ponieważ bez znajomości techniki pracy kontrolera można stracić wszystkie dane i bardzo utrudniony lub niemożliwy będzie ich zwrot.

Podczas tworzenia rajdu na komputerze należy wziąć pod uwagę wiele niuansów. Zasadniczo większość opcji znajduje zastosowanie w segmencie serwerów, gdzie stabilność i bezpieczeństwo danych jest ważne i konieczne. Jeśli masz jakieś pytania lub uzupełnienia, możesz je zostawić w komentarzach.

Miłego dnia!

Zdarzają się sytuacje, gdy dysk twardy ulega awarii (z powodu problemów z napięciem, fizycznego zużycia itp.) i okazuje się, że z biegiem lat zgromadzone informacje są bezpowrotnie tracone (można skontaktować się ze specjalistami od odzyskiwania danych, ale z reguły kosztuje to dużo pieniędzy, a nie fakt, że informacje można przywrócić) i dlatego, aby uchronić się przed takimi obawami, postanowiłem skonfigurować system kopii lustrzanych RAID1, o którym opowiem w tym samouczku wideo.

Ogólnie poświęcę temu tematowi 2 lekcje, w tym rozważymy ustawienie RAID1 przez BIOS, a w następnym ustawieniu RAID1 programowo Narzędzia Windows 7.

A więc czym w ogóle jest RAID, sam skrót oznacza niezależną tablicę niedrogich dysków i generalnie typów RAID jest sporo, są to RAID 0,1,5,10, ale w tym filmie przeanalizujemy najpopularniejszy RAID1 lub lustrzany RAID.

Jaka jest istota RAID1, powiedzmy, że masz 2 identyczne dyski twarde, są one połączone w RAID1, a system operacyjny widzi te dwa dyski jako jeden fizyczny, a kiedy zapisujesz na tym dysku jakiekolwiek informacje, są one duplikowane na obu dyskach , okazuje się, że byłoby to dublowanie informacji na obu dyskach.

A w przypadku awarii jednego z nich wszystkie informacje są zapisywane na drugim dysku i poprzez wymianę uszkodzonego dysku na podobny przywracany jest system kopii lustrzanej.

Od razu powiem, że ustawienie przez BIOS jest pewniejsze, ale też bardziej skomplikowane i być może nadaje się do ustawienia na serwerach zapasowych, w domu wystarczy programowo ustawić mirrory.

Cóż, teraz przejdźmy do bezpośredniej konfiguracji RAID1 przez BIOS, ponieważ tego wideo nie można nagrać z ekranu, ustawienie nie odbywa się przez system Windows, wtedy niektóre zrzuty ekranu będą słabej jakości, ale nie chodzi o jakość ale w przydatności tych informacji.

Najpierw wchodzimy do BIOS-u, dla mnie wygląda to tak. Ustawienie może być różne dla różnych modeli płyt głównych, ale zasada jest taka sama. Musimy znaleźć menu konfiguracyjne dla urządzeń SATA lub IDE, mam to menu w dodatkowym \ Konfiguracja SATA \ Tutaj w menu SATA wybierz RAID, zapisz zmiany i wyjdź z BIOS-u.

Komputer jest uruchamiany ponownie i podczas uruchamiania, przed próbą uruchomienia system operacyjny pojawi się komunikat, mam to Naciśnij Ctrl + I, aby wejść do narzędzia konfiguracji RAID, uruchom narzędzie.

To okno wyświetla następujące informacje

Obecność RAID - ponieważ jeszcze go nie stworzyłem, dlatego napis nie jest tutaj zdefiniowany, tj. Brak RAID

Numer seryjny urządzenia mam 2

Model dysku twardego (wskazane jest używanie dysków tego samego producenta i tej samej marki, aby były absolutnie identyczne)

Wolumin każdego dysku (wolumen musi być taki sam na obu dyskach, w przeciwnym razie utworzenie lustrzanej macierzy RAID nie zadziała)

A status, ponieważ RAID nie został jeszcze utworzony, status nie znajduje się w tablicy RAID

Oprócz tabeli statusów dostępne jest również menu, które składa się z następujących pozycji:

Tworzenie macierzy RAID

Usuwanie macierzy RAID

Resetowanie wszystkich dysków do stanu innego niż RAID (jeśli jest kilka macierzy RAID, wszystkie macierzy RAID zostaną usunięte)

Na tym etapie nie wykorzystałem poniższych innych punktów, więc nie mogę nic o nich powiedzieć.

Wpisujemy nazwę RAID, będę go nazywał Mirror, co oznacza lustro, następnie w menedżerze urządzeń pod tą nazwą będzie wyświetlany ten dysk.

Teraz w informacjach o macierzach RAID znajduje się RAID o nazwie Mirror, typ RAID1, o pojemności 931,5 GB, stan jest normalny i może być bootowalny.

Jeśli chcesz mieć na nim system operacyjny, zainstaluj na nim system operacyjny. Co więcej, kiedy eksperymentowałem, mój system operacyjny znajdował się na innym dysku, a po utworzeniu lustrzanej macierzy RAID system przestał się ładować. Tych. podczas uruchamiania znikał niebieski ekran, więc jeśli masz system operacyjny na innym dysku, powinieneś najpierw utworzyć RAID, a następnie zainstalować system operacyjny, aby wszystkie sterowniki zostały zainstalowane poprawnie!

Po uruchomieniu systemu operacyjnego przejdź do menedżera urządzeń \ Napędy dysków i zobacz tam urządzenie magazynujące Mirror, tj. to jest zdublowany dysk RAID1.

Po odłączeniu jednego z dysków podczas rozruchu pojawia się następujący komunikat ze stanem RAID Zdegradowany (Zdegradowany, tj. brakuje jednego z dysków w macierzy RAID), ale niezależnie od tego system operacyjny kontynuuje rozruch.

Teraz uruchomiłem z wadliwego RAID, można to zobaczyć za pomocą specjalnego programu, który jest dostarczany ze sterownikami na płycie głównej.

Teraz ponownie podłączam dysk i stan RAID przechodzi w Rebuild (odbudowa, w tym stanie dane z dysku lustrzanego są kopiowane na podłączony dysk w celu przywrócenia funkcjonalności RAID, w zależności od rozmiaru dysku, ten proces może zająć dużo czasu)

Wczytujemy system operacyjny i ponownie przeglądamy program, co dzieje się z RAID, wszystko jest w porządku, RAID jest przywracany, a rekonstrukcja jest wykonywana z zainstalowanym dyskiem. Po zakończeniu tego procesu wszystko będzie działać jak poprzednio.

Ponownie, przed eksperymentowaniem z RAID, najlepiej na wszelki wypadek zapisać ważne informacje na innym nośniku!

Jeśli chodzi o zalety i wady tego systemu:

Koszt 1 GB jest 2 razy wyższy (ponieważ będziesz musiał kupić 2 dyski, aby przechowywać tę samą ilość informacji)

Wysoka odporność na awarie (choć zdarzają się takie awarie, w których cały sprzęt się wypala, ale nie ma sposobu, aby się zabezpieczyć, może poza przechowywaniem kopii dokumentów na dedykowanym serwerze) Ale znowu, jeśli system jest zaimplementowany na serwer zapasowy, to jeśli wszystko się wypali, to w każdym razie kopie dokumentów powinny pozostać na stacjach roboczych, no chyba, że ​​spaliły się wszystkie komputery w biurze J

Sprzętowy RAID (programowy RAID jest tworzony za pomocą programu i żaden program nie jest chroniony przed usterkami, dlatego RAID przez BIOS jest bardziej niezawodny)

Siergiej Pachomow

Wszystkie nowoczesne płyty główne są wyposażone w zintegrowany kontroler RAID, a najlepsze modele mają nawet kilka zintegrowanych kontrolerów RAID. Odrębną kwestią jest to, na ile zintegrowanych kontrolerów RAID potrzebują użytkownicy domowi. W każdym razie nowoczesna płyta główna zapewnia użytkownikowi możliwość tworzenia macierzy RAID z kilku dysków. Jednak nie każdy użytkownik domowy wie, jak stworzyć macierz RAID, jaki poziom macierzy wybrać i generalnie ma słabe pojęcie o zaletach i wadach korzystania z macierzy RAID.

Historia stworzenia

Termin „macierz RAID” pojawił się po raz pierwszy w 1987 roku, kiedy amerykańscy badacze Patterson, Gibson i Katz z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley w swoim artykule „A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Discs, RAID” opisali, jak w ten sposób wiele tanie dyski twarde można łączyć w jedno urządzenie logiczne, dzięki czemu uzyskuje się zwiększoną pojemność i wydajność systemu, a awaria poszczególnych dysków nie prowadzi do awarii całego systemu.

Od publikacji tego artykułu minęło ponad 20 lat, ale technologia budowania macierzy RAID nie straciła dziś na aktualności. Jedyną rzeczą, która zmieniła się od tego czasu, jest dekodowanie akronimu RAID. Faktem jest, że początkowo macierze RAID nie były budowane na tanich dyskach, więc słowo Niedrogi zostało zmienione na Niezależne, co było bardziej zgodne z rzeczywistością.

Zasada działania

Tak więc RAID jest nadmiarową macierzą niezależnych dysków (Redundant Arrays of Independent Discs), której powierzono zadanie zapewnienia odporności na awarie i poprawy wydajności. Tolerancja błędów jest osiągana dzięki redundancji. Oznacza to, że część miejsca na dysku jest przydzielana na cele serwisowe, stając się niedostępna dla użytkownika.

Wzrost wydajności podsystemu dyskowego zapewnia równoczesna praca kilku dysków iw tym sensie im więcej dysków w macierzy (do pewnego limitu), tym lepiej.

Współdzielenie dysków w macierzy może odbywać się przy użyciu dostępu równoległego lub niezależnego. Przy dostępie równoległym przestrzeń dyskowa jest dzielona na bloki (paski) do rejestracji danych. Podobnie informacje, które mają zostać zapisane na dysku, są podzielone na te same bloki. Podczas zapisu poszczególne bloki są zapisywane na różnych dyskach, a kilka bloków jest jednocześnie zapisywanych na różnych dyskach, co prowadzi do zwiększenia wydajności zapisu. Niezbędne informacje są również odczytywane w osobnych blokach jednocześnie z kilku dysków, co również przyczynia się do wzrostu wydajności proporcjonalnie do liczby dysków w macierzy.

Należy zauważyć, że model dostępu równoległego jest implementowany tylko wtedy, gdy rozmiar żądania zapisu danych jest większy niż rozmiar samego bloku. W przeciwnym razie wykonanie równoległego nagrywania kilku bloków jest praktycznie niemożliwe. Wyobraź sobie sytuację, w której rozmiar pojedynczego bloku wynosi 8 KB, a rozmiar żądania zapisu to 64 KB. W tym przypadku oryginalne informacje są dzielone na osiem bloków po 8 KB każdy. Jeśli masz macierz z czterema dyskami, możesz jednocześnie pisać cztery bloki, czyli 32 KB. Oczywiście w rozważanym przykładzie prędkość zapisu i odczytu będzie czterokrotnie większa niż w przypadku korzystania z pojedynczej płyty. Dotyczy to tylko idealnej sytuacji, ale rozmiar żądania nie zawsze jest wielokrotnością rozmiaru bloku i liczby dysków w macierzy.

Jeśli rozmiar zapisywanych danych jest mniejszy niż rozmiar bloku, wdrażany jest zasadniczo inny model - niezależny dostęp. Co więcej, model ten może być również stosowany, gdy rozmiar rejestrowanych danych jest większy niż rozmiar jednego bloku. Przy niezależnym dostępie wszystkie dane z pojedynczego żądania są zapisywane na osobnym dysku, czyli sytuacja jest identyczna jak przy pracy z jednym dyskiem. Zaletą modelu niezależnego dostępu jest to, że jeśli wiele żądań zapisu (odczytu) zostanie odebranych w tym samym czasie, wszystkie zostaną wykonane na osobnych dyskach niezależnie od siebie. Taka sytuacja jest typowa na przykład dla serwerów.

W zależności od różnych typów dostępu istnieją również różne typy macierzy RAID, które zwykle charakteryzują się poziomami RAID. Oprócz typu dostępu poziomy RAID różnią się sposobem ich lokalizacji i generowaniem nadmiarowych informacji. Informacje nadmiarowe można umieścić na dedykowanym dysku lub udostępnić na wszystkich dyskach. Istnieje wiele sposobów generowania tych informacji. Najprostszym z nich jest pełna duplikacja (nadmiarowość 100 procent) lub dublowanie. Ponadto wykorzystywane są kody korekcji błędów oraz obliczanie parzystości.

Poziomy RAID

Obecnie istnieje kilka poziomów RAID, które można uznać za znormalizowane — są to RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5 i RAID 6.

Różne kombinacje poziomów RAID są również używane do łączenia ich zalet. Zazwyczaj jest to połączenie pewnego poziomu odporności na awarie i poziomu 0 używanego do poprawy wydajności (RAID 1 + 0, RAID 0 + 1, RAID 50).

Zwróć uwagę, że wszystkie współczesne kontrolery RAID obsługują funkcję JBOD (Just a Bench Of Disks), która nie jest przeznaczona do tworzenia tablic - zapewnia możliwość podłączenia poszczególnych dysków do kontrolera RAID.

Należy zauważyć, że kontrolery RAID zintegrowane z płytami głównymi dla komputerów domowych nie obsługują wszystkich poziomów RAID. Dwuportowe kontrolery RAID obsługują tylko poziomy 0 i 1, podczas gdy kontrolery RAID z dużą liczbą portów (na przykład 6-portowy kontroler RAID zintegrowany z mostkiem południowym chipsetu ICH9R / ICH10R) obsługują również poziomy 10 i 5.

Ponadto, jeśli mówimy o płytach głównych opartych na chipsetach Intela, to implementują one również funkcję Intel Matrix RAID, która pozwala tworzyć macierze RAID kilku poziomów na kilku dyskach twardych jednocześnie, przeznaczając część miejsca na dysku na każda z nich.

RAID 0

Ściśle rzecz biorąc, poziom RAID 0 nie jest macierzą nadmiarową i dlatego nie zapewnia niezawodności przechowywania danych. Niemniej jednak ten poziom jest aktywnie wykorzystywany w przypadkach, gdy konieczne jest zapewnienie wysokiej wydajności podsystemu dyskowego. Podczas tworzenia macierzy RAID 0 informacje są dzielone na bloki (czasami te bloki nazywane są paskami), które są zapisywane na oddzielnych dyskach, czyli tworzony jest system z dostępem równoległym (o ile oczywiście rozmiar bloku pozwala to). Dzięki możliwości równoczesnego we/wy z wielu dysków, macierz RAID 0 zapewnia najszybsze transfery i maksymalne wykorzystanie przestrzeni dyskowej, ponieważ nie wymaga miejsca na przechowywanie sum kontrolnych. Implementacja tego poziomu jest bardzo prosta. RAID 0 jest używany głównie w obszarach, w których wymagany jest szybki transfer dużych ilości danych.

RAID 1 (Dysk lustrzany)

Poziom RAID 1 to w 100% nadmiarowa macierz składająca się z dwóch dysków. Oznacza to, że dane są po prostu całkowicie duplikowane (dublowane), dzięki czemu osiągany jest bardzo wysoki poziom niezawodności (a także koszt). Należy zauważyć, że implementacja poziomu 1 nie wymaga wstępnego partycjonowania dysków i danych w bloki. W najprostszym przypadku dwa dyski zawierają te same informacje i stanowią jeden dysk logiczny. Jeśli jeden dysk ulegnie awarii, jego funkcje są wykonywane przez inny (który jest całkowicie przezroczysty dla użytkownika). Przywracanie tablicy odbywa się poprzez proste kopiowanie. Ponadto ten poziom podwaja szybkość odczytu informacji, ponieważ operację tę można wykonać jednocześnie z dwóch dysków. Ten schemat przechowywania informacji jest stosowany głównie w przypadkach, gdy koszt bezpieczeństwa danych jest znacznie wyższy niż koszt wdrożenia systemu przechowywania.

RAID 5

RAID 5 to odporna na uszkodzenia macierz dyskowa z rozproszoną pamięcią sum kontrolnych. Podczas zapisu strumień danych jest dzielony na bloki (paski) na poziomie bajtów i jednocześnie zapisywany na wszystkie dyski w tablicy w kolejności cyklicznej.

Załóżmy, że tablica zawiera n dyski i rozmiar paska D... Za każdą porcję n-1 obliczana jest suma kontrolna pasków P.

Naszywka d1 zapisany na pierwszy dysk, pasek d2- na drugim i tak dalej aż do paska dn-1, który jest napisany do ( n-1)-ty dysk. Co więcej n-zapisana jest suma kontrolna dysku pn, a proces jest cyklicznie powtarzany od pierwszego dysku, na którym zapisany jest pasek dn.

Proces nagrywania (n-1) paski i ich suma kontrolna są produkowane jednocześnie dla wszystkich n dyski.

Suma kontrolna jest obliczana przy użyciu operacji bitowej wyłączności OR (XOR) na zapisywanych blokach danych. Więc jeśli jest n dyski twarde, D- blok danych (pasek), suma kontrolna obliczana jest według wzoru:

pn = d1+d2+ ... + d1-1.

W przypadku awarii dowolnego dysku dane na nim można odzyskać z danych kontrolnych oraz z danych pozostających na zdrowych dyskach.

Jako ilustrację rozważ bloki składające się z czterech bitów. Załóżmy, że istnieje tylko pięć dysków do przechowywania danych i zapisywania sum kontrolnych. Jeżeli istnieje ciąg bitów 1101 0011 1100 1011, podzielony na bloki po cztery bity, to w celu obliczenia sumy kontrolnej należy wykonać następującą operację bitową:

1101 + 0011 + 1100 + 1011 = 1001.

Tak więc suma kontrolna zapisana na piątym dysku wynosi 1001.

Jeśli jeden z dysków, na przykład czwarty, nie działa, to blok d4= 1100 będzie niedostępny podczas odczytu. Jednak jego wartość można łatwo przywrócić z sumy kontrolnej oraz z wartości pozostałych bloków za pomocą tej samej operacji „wyłącznego OR”:

d4 = d1+d2+d4+p5.

W naszym przykładzie otrzymujemy:

d4 = (1101) + (0011) + (1100) + (1011) = 1001.

W przypadku RAID 5 wszystkie dyski w macierzy mają ten sam rozmiar, ale łączna pojemność podsystemu dyskowego dostępnego do zapisu staje się mniejsza niż dokładnie jeden dysk. Na przykład, jeśli pięć dysków ma rozmiar 100 GB, rzeczywisty rozmiar macierzy wynosi 400 GB, ponieważ 100 GB jest zarezerwowane na informacje kontrolne.

RAID 5 można zbudować na trzech lub więcej dyskach twardych. Wraz ze wzrostem liczby dysków twardych w macierzy zmniejsza się jej nadmiarowość.

RAID 5 ma niezależną architekturę dostępu, która umożliwia jednoczesne wykonywanie wielu odczytów lub zapisów

RAID 10

RAID 10 to kombinacja poziomów 0 i 1. Dla tego poziomu wymagane są co najmniej cztery dyski. W macierzy RAID 10 składającej się z czterech dysków są one sparowane w macierze poziomu 0, a obie te macierze są łączone jako dyski logiczne w macierz poziomu 1. Możliwe jest również inne podejście: początkowo dyski są łączone w dublowane macierze poziomu 1, a następnie dyski logiczne oparte na tych tablicach - do macierzy poziomu 0.

Intel Matrix RAID

Rozważane macierze RAID poziomów 5 i 1 są rzadko używane w domu, co wynika przede wszystkim z wysokich kosztów takich rozwiązań. W przypadku komputerów domowych najczęściej stosowana jest macierz poziomu 0 na dwóch dyskach. Jak już zauważyliśmy, poziom RAID 0 nie zapewnia bezpieczeństwa przechowywania danych, dlatego użytkownicy końcowi stają przed wyborem: stworzyć szybkie, ale nie niezawodne przechowywanie danych, poziom RAID 0 lub podwojenie kosztu miejsca na dysku , - RAID — macierz warstwy 1, która zapewnia niezawodność danych bez znaczącego wzrostu wydajności.

Aby rozwiązać ten trudny problem, firma Intel opracowała technologię Intel Matrix Storage, która łączy zalety macierzy Tier 0 i Tier 1 na zaledwie dwóch dyskach fizycznych. A żeby podkreślić, że w tym przypadku mówimy nie tylko o macierzy RAID, ale o macierzy łączącej zarówno dyski fizyczne, jak i logiczne, w nazwie technologii zamiast słowa „macierz” użyto słowa „macierz”.

Czym więc jest dwudyskowa macierz RAID z technologią Intel Matrix Storage? Główną ideą jest to, że jeśli w systemie jest kilka dysków twardych i płyta główna z chipsetem Intela obsługującym technologię Intel Matrix Storage, to możliwe jest podzielenie przestrzeni dyskowej na kilka części, z których każda będzie funkcjonować jako oddzielna macierz RAID .

Rzućmy okiem na prosty przykład macierzy RAID składającej się z dwóch dysków 120 GB. Każdy z dysków można podzielić na dwa dyski logiczne, na przykład 40 i 80 GB każdy. Ponadto dwa dyski logiczne o tym samym rozmiarze (na przykład 40 GB każdy) można połączyć w macierz RAID poziomu 1, a pozostałe dyski logiczne w macierz RAID poziomu 0.

W zasadzie przy użyciu dwóch dysków fizycznych można również stworzyć tylko jedną lub dwie macierze RAID-0, ale nie da się uzyskać tylko macierzy poziomu 1. Oznacza to, że jeśli system ma tylko dwa dyski, to Technologia Intel Matrix Storage umożliwia tworzenie następujących typów macierzy RAID:

• jedna macierz poziomu 0;
• dwie macierze poziomu 0;
• macierz poziomu 0 i macierz poziomu 1.

Jeśli system ma trzy dyski twarde, można utworzyć następujące typy macierzy RAID:

• jedna macierz poziomu 0;
• jedna macierz poziomu 5;
• dwie macierze poziomu 0;
• dwie macierze poziomu 5;
• macierz poziomu 0 i macierz poziomu 5.

Jeśli system ma cztery dyski twarde, dodatkowo możliwe jest utworzenie macierzy RAID poziomu 10, a także kombinacji poziomu 10 i poziomu 0 lub 5.

Pomimo poziomu mocy urządzenia komputerowego ma jeden słaby punkt, reprezentowany przez dysk twardy. To właśnie ten element składowy ma wbudowaną mechanikę. Wszystkie parametry procesora i innych elementów będą niespójne, jeśli komputer będzie miał dysk twardy z zasadami działania, które już dawno odeszły w przeszłość.

Obecnie istnieją dwa sposoby na przyspieszenie działania urządzenia komputerowego. Jednym z nich jest zakup drogiego i wysokiej jakości dysku SSD lub pełne wykorzystanie możliwości płyty głównej. Może być konieczne jednoczesne skonfigurowanie macierzy Raid 0 dla pary dysków twardych.

Konfiguracja macierzy Raid 0 i instalacja na niej systemu Windows 10. Jak przyspieszyć działanie systemu operacyjnego

Aby stworzyć macierz Raid0 i zainstalować system Windows 10, potrzebujemy dwóch dysków twardych. Nawet najbardziej niedoświadczeni użytkownicy przy pomocy nowoczesnych płyt głównych byli w stanie poradzić sobie z tym zadaniem bez większych trudności.

Należy zauważyć, że do tej procedury można użyć dysków twardych o różnych rozmiarach. Mogą to być dyski twarde o pojemności 1 TB i 250 GB każdy.

Macierz Raid0 to macierz dyskowa składająca się z kilku dysków twardych jednocześnie. Nie ma w tym nadmiarowości. Jeśli porozmawiamy w prostych słowach, to jest to połączenie kilku dysków twardych jednocześnie w jedną macierz dyskową. Wszystkie dane dotrą na oba te dyski prawie jednocześnie. W takim przypadku prędkość systemu wzrasta. Jednym z warunków korzystania z tej technologii jest to, że płyta główna konkretnego urządzenia komputerowego obsługuje Raid0.

Wielu może zastanawiać się nad brakiem redundancji. Korzystanie z Raid wynika z konieczności ochrony danych osobowych użytkowników, które przechowywane są na twardym dysku komputera. Utworzenie macierzy Raid 1 natychmiast zapewnia podwójną ochronę danych, ponieważ jeśli jeden dysk twardy stanie się bezużyteczny, kopie są zapisywane na drugim. Raid 0 nie zapisuje wszystkich danych na wielu dyskach twardych jednocześnie. Dzieli je na sekcje i zapisuje na różnych dyskach twardych. Szybkość komputera jest duża, ale po awarii jednego z dysków twardych drugi nie będzie miał kopii zaginionych informacji.

Ci, którzy opracowali technologię Raid, po prostu nie mogli uznać Raid 0 za bezpieczny, ponieważ nie ma w nim nadmiarowości. Dlatego otrzymała numer 0.

Należy jednak zauważyć, że niezbyt często i często mamy do czynienia z problemem awarii dysku twardego. Ponadto, jeśli połączysz dwa dyski twarde jednocześnie w Raid 0, możesz ich używać jako jednego dysku twardego. Jeśli od czasu do czasu kopiujesz swoje dane osobowe na nośniki, możesz uniknąć ich utraty w przyszłości.

Na początek możesz zainstalować jeden z dysków twardych, z których będziemy korzystać i sprawdzić jego prędkość odczytu/zapisu. W tym celu istnieje kilka programów jednocześnie. Na przykład CrystalDiskMark i ATTO Disk Benchmark.

Najpierw musisz podłączyć dysk twardy do płyta główna a następnie włącz urządzenie komputerowe.

Po sprawdzeniu możesz rozpocząć konfigurację Raid 0 w BIOS-ie i zainstalować Node. system operacyjny.

Konfiguracja tablicy Raid0

Najpierw musisz podłączyć dwa dyski twarde, które posiadamy do płyty głównej.

Po włączeniu urządzenia komputerowego musisz przejść do BIOS-u. Po uruchomieniu komputera naciśnij klawisz Del na klawiaturze.

W nowym oknie wybierz sekcję Zaawansowane u góry i znajdź pozycję Konfiguracja SATA na liście.

Aby wejść do konfiguracji Raid, musisz nacisnąć kombinację przycisków na klawiaturze CTRL + I w BIOS-ie.

W wyświetlonym oknie wybierz Raid Volume i naciśnij Enter.

To na tej stronie musisz dokonać głównych ustawień dla tablicy utworzonej przez Raid 0.

Aby wprowadzić nazwę Raid 0, musisz najpierw nacisnąć spację, a następnie ją wprowadzić.

Używając klawisza Tab, można przejść do poniższych pozycji.

Poziom Raidu, który musisz wybrać, wybierz Raid (Stripe).

W sekcji, w której wskazany jest rozmiar dysku twardego, wszystko musi pozostać niezmienione.

W parametrze Pojemność pozostaw automatycznie skonfigurowany wolumin i naciśnij Enter.

Nie musisz wprowadzać więcej zmian. Wystarczy pominąć poniżej i kliknąć Utwórz wolumin i wejdź.

Na stronie z ostrzeżeniem wybierz odpowiedź Tak i naciśnij przycisk na klawiaturze Y.

Okazuje się więc, że Raid 0 już działa. Aby wyjść, musisz nacisnąć Esc.

W nowym oknie kliknij Y.

W takim przypadku po każdym włączeniu urządzenia komputerowego pojawi się propozycja wciśnięcia kombinacji klawiszy Ctrl + I, aby przejść do panelu sterowania Raid.

Instalowanie systemu Windows 10 na macierzy Raid 0

Najpierw musisz się połączyć z urządzenie komputerowe Pamięć flash USB do pobrania. Następnie powinieneś go ponownie uruchomić i wejść przez BIOS. Tam musisz ustawić priorytet ładowania dysku flash USB.

Zainstaluj system Windows 10 przy użyciu najpopularniejszej metody.

Po instalacji musisz przejść do sekcji z dyskami twardymi. Tam widać, że system widzi dwa dyski twarde jako jedną jednostkę o pojemności 500 GB.