RAID-массивы. Компромиссы RAID-технологии. Производительность RAID-систем, страница 7

Но следует помнить, что по сравнению с одиночным накопителем RAID-массив с избыточностью обеспечивает отказоустойчивость, т.е. в большинстве случаев отказ накопителя не вызовет потери данных. В случае отказа правильные и быстрые действия могут привести к тому, что восстановления данных не потребуется. Более того, некоторые компании называют перестройку заменяющего накопителя "восстановлением данных в реальном времени".

Уровни RAID

Имеется много способов реализации RAID-массива с использованием некоторой комбинации способов зеркалирования, чередования, дуплексирования и паритета. В первоначальных исследованиях было определено несколько стандартных методов, которые были названы неудачным термином уровни (levels). Слово "уровень" подразумевает иерархию и можно посчитать, что уровни RAID как-то "построены друг на друге", но это не так. Некоторые могут посчитать, что "RAID уровня N+1" лучше "RAID уровня N", хотя различные уровни независимы и различны, поэтому сравнивать RAID-массивы по номерам уровней нельзя. Конкретный уровень RAID может быть "лучшим" для одного пользователя, но оказаться "худшим" для другого.

В первоначальной работе были определены уровни RAID от 1 до 5, а затем были добавлены одиночные уровни 0 и 6; появились и расширения, например фирменный уровень RAID 7. Были определены также множественные (multiple) уровни RAID, которые используют комбинацию из нескольких одиночных уровней для создания новых типов массивов с новыми возможностями (и ограничениями).

Иногда производители неправильно идентифицируют предлагаемые ими уровни RAID. Наблюдательный Совет по RAID (RAID Advisory Board - http://www.raid-advisory.com) поддерживает стандарты RAID и сертифицирует выпускаемую аппаратуру.

Наличие множества уровней RAID объясняется многочисленными способами конфигурирования набора жестких дисков и различными потребностями пользователей RAID.

Уровни RAID различаются и тем, какой контроллер необходим для их реализации. В общем, простые контроллеры реализуют и простые уровни RAID, а для более сложных уровней требуются более сложные (т.е. дорогие) контроллеры. Некоторые уровни вообще не требуют выделенного контроллера и приемлемо функционируют с использованием для управления массивом операционной системы или другой программы (хотя при этом производительность снижается).

В большинстве "серьезных" реализаций применяется так называемый аппаратный RAID (hardware RAID), что подразумевает использование специальных схем для управления массивом в отличие от программного управления массивом. Хорошие аппаратные контроллеры во многих отношениях похожи на миниатюрные компьютеры со специализированными процессорами, вычислительная мощность которых больше чем у процессоров самих РС.

Имеются два основных типа аппаратных RAID, отличающихся, в основном, интерфейсом массива и системы:

·  Аппаратный RAID с картой контроллера (или шинный контроллер): Это самый обычный тип аппаратного RAID, который широко применяется, особенно в низкопроизводительных системах. Специализированный RAID-контроллер устанавливается в РС или сервер, а к нему подключаются накопители массива. Фактически он заменяет хост-адаптер SCSI или контроллер IDE/ATA, которые обычно применяются для интерфейса между системой и жесткими дисками. RAID-контроллер подключается к накопителям с помощью SCSI или IDE/ATA и передает данные в РС по системной шине, обычно PCI. Некоторые материнские платы, особенно предназначенные для серверов, поставляются с интегрированным RAID-контроллером.

·  Интеллектуальный внешний RAID-контроллер: В этом варианте RAID-контроллер конструктивно находится в отдельном корпусе. Этот контроллер управляет накопителями массива, обычно с использованием интерфейса SCSI, а затем представляет логические накопители массива по стандартному интерфейсу (по-прежнему, обычно по одному из вариантов интерфейса SCSI) серверу, использующему массив. По существу, RAID-контроллер оказывается законченным компьютером со специализированный процессором, который управляет RAID-массивом и действует как посредник между сервером и массивом.

Шинные RAID-контроллеры дешевле и реализовать их намного проще, чем внешние RAID-контроллеры, которые предоставляют множество возможностей. Системы с внешними RAID-контроллерами дороже, но они обеспечивают большую расширяемость и позволяют реализовать массивы емкостью в терабайты; кроме того, производительность их выше. Однако значительная стоимость препятствует использованию их типичному пользователю РС.

Программный RAID функционирует также, как аппаратный RAID, но им управляет программа. Вместо использования специализированного аппаратного контроллера для выполнения различных функций, необходимых для реализации RAID-массива, эти функции выполняет системный процессор, привлекая специальные программные процедуры. Поскольку управление массивом должно производиться на нижнем уровне, "под" другими программами, обычно программный RAID реализуется на уровне операционной системы. Программная поддержка некоторых уровней RAID имеется в операционных системах Windows NT и Windows 2000, а также в различных версиях UNIX.

Достоинствами программного RAID являются:

·  Стоимость: При наличии операционной системы, поддерживающей RAID, не нужно приобретать аппаратный контроллер.

·  Простота: Не нужно устанавливать, конфигурировать и эксплуатировать аппаратный RAID-контроллер.

Самый известный недостаток программного RAID - большее снижение общей производительности системы по сравнению с аппаратным RAID. Причина этого очевидна: у процессора "крадутся" циклы для управления RAID-массивом. На практике такое замедление для простых уровней RAID не очень заметно, но оно может быть значительным для любого уровня RAID, основанного на чередовании с паритетом.

С учетом приведенных достоинств и недостатков программного RAID настоятельно рекомендовать его не приходится. Но все же должно быть ясно, что наличие программного RAID, даже самого простого, лучше, чем ничего.