Рис. 7. Уровень RAID-5 – расслоение данных с распределенным контролем четности
RAID-5 по сравнению с RAID-1 более экономно использует дисковое пространство, так как в нем для избыточности хранится не полная копия данных информации, а только контрольная сумма. В результате в RAID-5 можно объединить любое количество дисководов, из которых только один будет содержать избыточную информацию.
Но более высокая эффективность использования дискового пространства достигается за счет более низкой скорости обмена информацией. Во время записи информации в RAID-5 надо каждый раз обновлять информацию о четности. Для этого надо определить, какие именно биты четности изменились. Сначала считывается подлежащая обновлению старая информация. Затем эта информация перемножается по XOR с новой информацией. Результат этой операции - битовая маска, в которой каждый бит =1 означает, что в информации о четности в соответствующей позиции надо заменить значение. Затем обновленная информация о четности записывается на соответствующее место. Следовательно, на каждое требование программы записать информацию, RAID-5 совершает два чтения, две записи и две операции XOR. Это означает, что скорость записи на RAID-5 ниже, чем на RAID-1 в соотношении 3:5 или даже 1:3 (т.е. скорость записи на RAID-5 составляет от 3/5 до 1/3 от скорости записи RAID-1). Из-за этого массивы RAID-5 нельзя рекомендовать в тех случаях, когда именно скорость записи имеет решающее значение.
При отказе одного из дисков массив RAID-5 продолжает работать в "деградировавшем" режиме: запросы на чтение с неповрежденных дисков производятся обычным образом, а блоки с отказавшего диска перевычисляются из данных остальных блоков слоя.
Уровень RAID-6 – отличается от уровня RAID-5 тем, что в нем для каждой порции данных независимо вычисляются и хранятся две контрольные суммы. Это требует еще одного дополнительного диска и еще более снижает производительность системы, зато достигается практически полная доступность данных (даже в случае такого редкого события как одновременный отказ двух дисков).
В сложных ИС данные, как правило, разделяются по уровню критичности и для их хранения используются разные уровни RAID или их комбинации – например, RAID-0+1, где данные расслаиваются по набору зеркальных дисков или RAID-1+0, где данные сначала расслаиваются по массиву, а затем зеркалируется массив целиком.
В контексте надежности информационных систем под кластером понимается организованная совокупность однородных узлов, функционирующих как единое целое. Если узлами являются процессоры, говорят о процессорном кластере; если узлами являются компьютеры – о компьютерном кластере.
Исторически первыми появились процессорные кластеры – в виде многопроцессорных компьютеров, называемых также суперкомпьютерами. Основное назначение суперкомпьютеров – повышение производительности ИС. Задача повышения надежности остается на втором плане, в первую очередь потому, что в суперкомпьютерах основное внимание уделяется распараллеливанию процессов обработки информации, а задачи распределения данных практически не решаются (все процессы генерируют обращения к единой внешней памяти).
Операционные системы суперкомпьютеров организуют «жесткое» распараллеливание процессов, при котором межпроцессные коммуникации сведены к минимуму. Это ограничивает область применения суперкомпьютеров: на них может эффективно решаться либо одна сверхбольшая задача, загружающая все процессоры кластера, либо очень большое число сравнительно небольших задач, каждая из которых использует только один процессор.
Суперкомпьютер:
- функционирует под управлением специальной операционной системы, ориентированной на распараллеливание процессов (например – OS AIX от IBM);
- использует специальные процессоры с оригинальной архитектурой и специальные шины связи;
- специальным образом структурированную оперативную память.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.