Имеется множество ситуаций, когда требования к дисковой памяти невозможно удовлетворить одним накопителем на жестком диске независимо от его емкости, производительности и качества. Многие организации не могут позволить себе выключить системы даже на час в случае отказа жесткого диска; им нужны подсистемы памяти емкостью в терабайты и максимальная защита от аппаратных отказов. Требуются такие скорости передачи данных, которые не могут обеспечить современные накопители. В этих ситуациях сложившаяся модель один жесткий диск на систему не удовлетворяет современным требованиям и используется новый подход – технология избыточных массивов недорогих дисков (Redundant Arrays of Inexpensive Disks – RAID).
Основной принцип RAID-технологии состоит в использовании нескольких накопителей на жестких дисках в виде массива, который во многих отношениях действуют как один большой и быстрый накопитель. Есть несколько способов реализации этого принципа в зависимости от требований применения, но в любом случае использование нескольких накопителей позволяет результирующей подсистеме памяти превысить емкость, безопасность данных и производительность образующих подсистему отдельных накопителей. Но, разумеется, это достигается за счет повышения стоимости и сложности подсистемы памяти.
Первоначально RAID-массивы применялись исключительно в сфере крупного бизнеса из-за высокой стоимости аппаратных средств. Однако в последние годы ситуация изменилась и RAID-массивами заинтересовалось множество профессиональных пользователей. Появление недорогих RAID-контроллеров для потребительских накопителей IDE/ATA, в отличие от дорогих дисков SCSI, резко повысило интерес к RAID-технологии. По всей вероятности, эта тенденция сохранится. Многие производители материнских плат будут предлагать поддержку RAID-дисков на платах, а в ближайшие годы разработчики РС предложат системы с дешевыми RAID-массивами как стандартные конфигурации.
Достоинства RAID-массивов
RAID-массивы имеют много преимуществ по сравнению с одиночными жесткими дисками, которые привлекательны для любого серьезного пользователя РС. Степень реализации этих преимуществ зависит от типа RAID-массивов и их конфигурирования, но всегда достигается некоторая комбинация следующего:
· Повышенная безопасность данных: С помощью избыточности большинство уровней RAID обеспечивает защиту хранимых в массиве данных. Массив может выдержать даже полный отказ одного жесткого диска (иногда нескольких) без потери данных или восстановления данных из резерва. Безопасность данных является ключевым достоинством RAID-массивов и, по-видимому, именно она является движущей силой создания все более емких RAID-массивов. Все уровни RAID, за исключением уровня 0, обеспечивают некоторую степень защиты данных в зависимости от их точной реализации.
· Отказоустойчивость: Реализации RAID-массивов с избыточностью обеспечивают более надежную общую подсистему памяти по сравнению с одиночным диском. Другими словами, снижается вероятность выхода из строя всей подсистемы памяти из-за аппаратных отказов.
· Повышенная доступность: Под доступностью (availability) понимается возможность быстрого и непрерывного доступа к данным. Хорошие RAID-массивы повышают доступность, обеспечивая отказоустойчивость и предоставляя специальные средства, позволяющие восстанавливаться из аппаратных отказов без нарушения доступа.
· Увеличенная емкость: При объединении нескольких накопителей в один массив их емкости суммируются, хотя некоторая часть общей емкости пропадает из-за служебных потерь. При этом упрощается разработка приложений, которым требуется большое и непрерывное дисковое пространство, а также упрощается управление дисковым пространством. Совокупность дисковых накопителей для операционной системы выглядит как один жесткий диск. Все реализации RAID-технологии обеспечивают такое объединение емкостей, но в системе с избыточностью часть емкости "съедается" избыточной информацией.
· Повышенная производительность: RAID-массивы повышают производительность, позволяя контроллеру использовать возможности нескольких параллельно работающих дисковых накопителей. Степень повышения производительности зависит от реализации RAID-массива.
Конечно, многие достоинства RAID-массивов не достаются бесплатно; об этом свидетельствует хотя бы тот факт, что в большинстве РС нет RAID-массивов. Наибольшие расходы приходятся на аппаратные средства, но имеются и другие статьи расходов. Невозможно точно предсказать, сколько будет стоить реализация RAID-массива из-за множества возможных конфигураций. Приведем основные расходы:
· Планирование и проектирование: Для реализации RAID-системы любого размера необходимо выделить ресурсы на планирование типа системы, определение емкости, выбор аппаратных средств и т.д.
· Аппаратные средства: К аппаратным средствам относятся жесткие диски, корпуса, блоки питания, средства защиты питания и RAID-контроллер. Для большого RAID-массива потребуются все эти средства, но "экономичный" RAID-массив можно реализовать в корпусе РС с использованием блока питания РС и дешевого специального контроллера. В любой реализации RAID-массива емкостью "Х" суммарная емкость накопителей должна быть не менее "Х", а дополнительная емкость зависит от избыточной информации, используемой для повышения надежности.
· Программное обеспечение: Большинство поставляемых RAID-массивов имеют все необходимое для работы программное обеспечение. При самостоятельной разработке программного обеспечения потребуется операционная система Windows NT/2000, обеспечивающая такую функциональность.
· Настройка и обучение: Простые RAID-массивы в отдельных РС не требуют никакого обучения, а настройка их довольно простая. Для настройки и конфигурирования больших RAID-массивов может потребоваться много времени, а для обслуживания их нужен обученный персонал.
· Сопровождение: RAID-системы масштаба предприятия требуют постоянного сопровождения и профилактических работ.
Разумеется, на большие RAID-системы приходятся максимальные расходы. Однако для многих крупных компаний все расходы на установку RAID-системы могут окупиться в первом же случае, когда она предотвратит выключение всей компьютерной системы компании для устранения аппаратного отказа.
В компьютерном мире (а практически везде) действует правило, определяющее решение о приобретении любого изделия: быстрое, дешевое, качественное – выбирай два. Можно легко выбрать дешевое и быстрое изделие, но за счет пониженного качества, или выбрать высококачественное и быстрое изделие, но совсем не дешевое, или, наконец, выбрать дешевое и высококачественное изделие, но с низкой производительностью. В общем, при данном уровне стоимости повышение производительности RAID-массива соотносится с избыточностью и безопасностью данных. Для улучшения обоих показателей приходится платить больше. Такая же ситуация характерна и для емкости: увеличение емкости противоречит экономичности и отказоустойчивости.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.