Matriz RAID (Matriz redundante de discos independientes): conecta varios dispositivos para mejorar el rendimiento y / o la confiabilidad del almacenamiento de datos, en traducción: una matriz redundante de discos independientes.
Según la ley de Moore, el rendimiento actual aumenta cada año (es decir, el número de transistores en un chip se duplica cada 2 años). Esto se puede ver en casi todas las ramas de la industria del hardware informático. Los procesadores aumentan la cantidad de núcleos y transistores, mientras que reducen esos procesos, la RAM aumenta la frecuencia y el ancho de banda, y la memoria de las unidades de estado sólido aumenta la resistencia al desgaste y la velocidad de lectura.
Pero las unidades de disco duro simples (HDD) no han avanzado mucho en los últimos 10 años. Como era la velocidad estándar de 7200 rpm, se mantuvo (sin tener en cuenta los discos duros del servidor con una velocidad de 10.000 o más). Aún se encuentran lentas 5400 RPM en las computadoras portátiles. Para la mayoría de los usuarios, para mejorar el rendimiento de su computadora, será más conveniente comprar un SDD, pero el precio de 1 gigabyte de dicho medio es mucho más alto que el de un HDD simple. “¿Cómo puedo mejorar el rendimiento del almacenamiento sin perder demasiado dinero y espacio? ¿Cómo guardar sus datos o aumentar la seguridad de sus datos? " Hay una respuesta a estas preguntas: una matriz RAID.
Tipos de matrices RAID
Por el momento, existen los siguientes tipos de matrices RAID:
RAID 0 o rayado - una matriz de dos o más unidades para mejorar el rendimiento general. El volumen del raid será general (HDD 1 + HDD 2 \u003d Volumen total), la velocidad de lectura / escritura será mayor (debido a la división del registro en 2 dispositivos), pero la confiabilidad de la seguridad de la información se resiente. Si uno de los dispositivos falla, se perderá toda la información de la matriz.
RAID 1 o "Espejo" - varios discos que se copian entre sí para aumentar la fiabilidad. La velocidad de escritura permanece al mismo nivel, la velocidad de lectura aumenta, la confiabilidad aumenta muchas veces (incluso si un dispositivo falla, el segundo funcionará), pero el costo de 1 Gigabyte de información se duplica (si crea una matriz de dos discos duros).
RAID 2 es una matriz construida alrededor del funcionamiento de discos de almacenamiento y discos de corrección de errores. El cálculo del número de HDD para almacenar información se realiza de acuerdo con la fórmula "2 ^ n-n-1", donde n es el número de corrección de HDD. Este tipo se utiliza con una gran cantidad de HDD, el número mínimo aceptable es 7, donde 4 es para almacenar información y 3 es para almacenar errores. La ventaja de este tipo será el mayor rendimiento en comparación con un solo disco.
RAID 3: consta de discos "n-1", donde n es el disco para almacenar bloques de paridad, el resto son dispositivos para almacenar información. La información se divide en partes menores que el tamaño del sector (dividida en bytes), muy adecuada para trabajar con archivos grandes, la velocidad de lectura de archivos pequeños es muy baja. Se caracteriza por un alto rendimiento, pero una baja fiabilidad y una especialización limitada.
RAID 4 es similar al tipo 3, pero la división se realiza en bloques, no en bytes. Esta solución logró corregir la baja velocidad de lectura de archivos pequeños, pero la velocidad de escritura se mantuvo baja.
RAID 5 y 6: en lugar de un disco separado para la correlación de errores, como en versiones anteriores, se utilizan bloques distribuidos uniformemente en todos los dispositivos. En este caso, la velocidad de lectura / escritura de información aumenta debido a la paralelización de la grabación. La desventaja de este tipo es la recuperación de datos a largo plazo en caso de falla de uno de los discos. Durante la recuperación, hay una carga muy alta en otros dispositivos, lo que reduce la confiabilidad y aumenta la falla de otro dispositivo y la pérdida de todos los datos en la matriz. El tipo 6 mejora la fiabilidad general pero reduce el rendimiento.
Tipos combinados de matrices RAID:
RAID 01 (0 + 1): dos Raid 0 se combinan en Raid 1.
RAID 10 (1 + 0): matrices de discos RAID 1 que se utilizan en la arquitectura Tipo 0. Se considera la opción de almacenamiento más confiable, ya que combina alta confiabilidad y rendimiento.
También puede crear una matriz desde unidades SSD... Según las pruebas de 3DNews, tal combinación no da un aumento significativo. Es mejor comprar una unidad con una interfaz PCI o eSATA de mayor rendimiento
Matriz de incursión: cómo crear
Creado mediante la conexión a través de un controlador RAID especial. Actualmente existen 3 tipos de controladores:
- Software: una matriz es emulada por software, todos los cálculos los realiza la CPU.
- Integrado: generalmente común en placas base (no en el segmento de servidores). Un pequeño chip en la alfombra. la placa responsable de emular la matriz, los cálculos se realizan a través de la CPU.
- Hardware: una tarjeta de expansión (para computadoras estacionarias), generalmente con una interfaz PCI, tiene su propia memoria y un procesador informático.
RAID array hdd: cómo hacer 2 discos a través de IRST
Recuperación de datos
Algunas opciones de recuperación de datos:
- En caso de falla, Raid 0 o 5 puede recibir ayuda de la utilidad RAID Reconstructor, que recopilará la información disponible de las unidades y la sobrescribirá en otro dispositivo o medio como una imagen de la matriz anterior. Esta opción ayudará si los discos funcionan correctamente y hay un error de software.
- Para los sistemas Linux, se utiliza mdadm recovery (utilidad para administrar matrices RAID de software).
- La recuperación de hardware debe realizarse a través de servicios especializados, ya que sin el conocimiento de la metodología operativa del controlador, se pueden perder todos los datos y será muy difícil o imposible devolverlos.
Hay muchos matices a considerar al crear un Raid en su computadora. Básicamente, la mayoría de las opciones se utilizan en el segmento de servidores, donde la estabilidad y seguridad de los datos es importante y necesaria. Si tiene alguna pregunta o adiciones, puede dejarlas en los comentarios.
¡Que tengas un gran día!
Al final de la semana pasada, compré componentes para una computadora y encontré varios problemas mientras configuraba el equipo. La nueva computadora fue diseñada para almacenar bases de datos en la oficina de una empresa, por lo tanto, se necesitaba una matriz RAID. El presupuesto era de unos 20.000 rublos, así que lo recogí en la plataforma AMD. Placa base ASUS M4A88TD-M y dos discos duros WD 500 Gb idénticos. Para configurar la matriz RAID, el HDD se conecta a los conectores SATA0 y SATA1. Creó una matriz RAID 1, combinando discos duros con mayor confiabilidad y tolerancia a fallas. Cuando los discos duros se reflejan entre sí. Las recomendaciones que se describen a continuación son adecuadas para configurar RAID0, aumentando la velocidad de los discos.
Primero, entré en la BIOS. Para mi placa base, presionar el botón DEL mientras arranca, para placas de terceros puede ser F2. En la configuración de SATA, el modo IDE cambió a RAID. Presione F10 para guardar la configuración y reiniciar la computadora.
En segundo lugar, debe incluir la matriz RAID. Este es el primer momento en el que caí en un estupor. Las instrucciones para la placa base ASUS no dicen una palabra sobre esto. Mientras arrancaba la computadora, presioné Ctrl + F. Abrió el menú Option ROM Utility. Aquí seleccioné el segundo elemento presionando 2.
En este menú, presione Ctrl + C para crear un RAID. Pasando por los puntos, encendí las funciones del modo RAID en la posición RAID1, frente a las unidades Y. Luego presioné Ctrl + Y dos veces, ingresé el nombre de la matriz RAID y guardé los parámetros establecidos. Cierra y reinicia la computadora.
Ahora, cuando arranca la computadora, puede ver que el sistema tiene una matriz RAID1 conectada.
En tercer lugar, determiné la prioridad de la cola de descarga desde diferentes dispositivos. Para hacer esto, tuve que ingresar nuevamente al BIOS. La unidad de DVD, seguida de mi RAID y el último dispositivo conectado, es decir, unidades flash.
Instalé Windows 7 en una matriz RAID. En principio, más consejos son adecuados para instalar Windows XP, Vista, Server 2008 y Windows 8 en una matriz RAID. Antes de comenzar la instalación, fui de otra computadora al sitio web de ASUS y descargué el controlador AMD RAID. El controlador RAID se ha cargado en una unidad flash, no es necesario insertarlo en el conector USB hasta que se seleccionen las particiones del disco duro. La imagen de Windows estaba en DVD. Después de eso, pasé a instalar el sistema operativo.
Cuarto, utilicé el controlador de la unidad flash cuando llegué a la selección de partición. Inserté una unidad flash USB, hice clic en Descargar y examinar.
En el menú emergente, elegí el directorio del controlador, el sistema operativo y la profundidad de bits. En mi caso Windows 7 64bit.
Windows Installer ha detectado el controlador de la controladora RAID compatible con AMD AHCI. Fue suficiente ver la partición del disco duro. Saqué la unidad flash del puerto USB.
Aquí me esperaba un segundo problema, cuando no estaba instalado Windows 7. Elegí el método Create estándar, el instalador definió todo el volumen del disco como Primario. Haga clic en Siguiente y obtuvo un error. El instalador no pudo crear una partición del sistema nueva o encontrar una existente. Información adicional y así sucesivamente. Cuando Windosw no se instala debido a una partición, la solución es particionar el disco usted mismo. Eliminado todas las secciones. Presionó Mayús + F10.
En quinto lugar, al presionar Shift + F10 apareció la línea de comando. Shift + Alt devuelve la distribución del teclado en inglés en la distribución rusa. Entró en diskpart, el comando para llamar a la utilidad de disco. El siguiente comando es list disk. Vi dos discos en el sistema: disco 0 - unidad flash USB, disco 1 - matriz RAID. Seleccioné el disco 1 con el comando select disk 1. Luego ingresé crear partición tamaño primario \u003d 131072, creé una partición del sistema con un tamaño de 128 GB. El comando de creación de partición primaria es responsable de esto. Comando de tamaño para determinar el tamaño del disco.
La segunda parte del disco se definió en la partición con el comando extendido crear partición. No usé el tamaño para incluir todo el espacio restante en la segunda unidad. Eso en el futuro te permitirá crear un disco lógico.
Seleccioné la primera partición con el comando seleccionar partición 1. Y con el comando activo, la partición se marca como activa. Después de eso, cerré la ventana del símbolo del sistema. Presioné el botón Actualizar.
Después de actualizar la lista de particiones, vi dos discos de 128 GB y 337 GB. Seleccioné la primera sección y hice clic en Siguiente.
Inscripción muy esperada Instalando Windows ... La instalación de Windows prosiguió como de costumbre.
Lo hice varias veces en tres noches. Algunos intentos se realizaron con errores, lo que aumentó el tiempo. Si tienes alguna duda, escribe en los comentarios. Por ejemplo, debe reiniciar su computadora después de particionar el disco en nuevas particiones si la unidad flash se insertó antes de instalar Windows. Todo lo anterior se repitió a la vez para garantizar la exactitud del algoritmo de cinco puntos. ¡La instalación de Windows 7 en RAID funciona, probado!
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¡Saludos a los lectores del blog!
Hoy habrá otro artículo sobre un tema informático, y estará dedicado a un concepto como una matriz de discos Raid; estoy seguro de que este concepto no les dirá absolutamente nada a muchos, y aquellos que ya han oído hablar de él en alguna parte no tienen idea de qué es. en general tal. ¡Vamos a resolverlo juntos!
¿Qué es Raid Array?
Sin entrar en detalles de terminología, una matriz Raid es una especie de complejo construido a partir de varios discos duros, que le permite distribuir funciones de manera más competente entre ellos. ¿Cómo solemos colocar los discos duros en una computadora? Conectamos un disco duro a Sata, luego otro, luego un tercero. Y los discos D, E, F, etc. aparecen en nuestro sistema operativo. Podemos poner algunos archivos en ellos o instalar Windows, pero de hecho estos serán discos separados - removiendo uno de ellos no notaremos nada en absoluto (si el SO no estaba instalado en él) excepto que no podremos acceder a los que están escritos en los archivos. Pero hay otra forma: combinar estos discos en un sistema, establecer un cierto algoritmo de trabajo conjunto, como resultado de lo cual la confiabilidad del almacenamiento de información o la velocidad de su operación aumentará significativamente.
Pero antes de que podamos crear este sistema, necesitamos saber si la placa base admite matrices de discos Raid. Muchas placas base modernas ya tienen un controlador Raid incorporado, que le permite combinar discos duros. Consulte las descripciones de la placa base para conocer los diseños de matrices compatibles. Por ejemplo, tomemos la primera placa ASRock P45R2000-WiFi que encontré en Yandex Market.
Aquí, se muestra una descripción de las matrices Raid admitidas en la sección "Controladores de disco Sata".
En este ejemplo, vemos que el controlador Sata admite la creación de matrices Raid: 0, 1, 5, 10. ¿Qué significan estos números? Esta es una designación de varios tipos de matrices, en las que los discos interactúan entre sí de acuerdo con diferentes esquemas, que están diseñados, como dije, para acelerar su trabajo o para aumentar la confiabilidad de la pérdida de datos.
Si la placa base de la computadora no es compatible con Raid, puede comprar un controlador Raid por separado en forma de tarjeta PCI, que se inserta en la ranura PCI de la placa base y le permite crear matrices a partir de discos. Para que el controlador funcione, después de instalarlo, también necesitará instalar el controlador RAID, que viene en el disco con este modelo, o simplemente puede descargarlo de Internet. Es mejor no ahorrar dinero en este dispositivo y comprarlo de algún fabricante conocido, como Asus, y con chipsets Intel.
Sospecho que todavía no tienes una idea de lo que se trata, así que echemos un vistazo de cerca a cada uno de los tipos más populares de matrices Raid para aclararlo todo.
Matriz RAID 1
La matriz Raid 1 es una de las opciones más comunes y económicas que utiliza 2 discos duros. Esta matriz está diseñada para brindar la máxima protección a los datos del usuario, ya que todos los archivos se copiarán simultáneamente en 2 discos duros a la vez. Para crearlo, tomamos dos discos duros del mismo tamaño, por ejemplo, 500 GB cada uno y realizamos la configuración adecuada en el BIOS para crear una matriz. Después de eso, su sistema verá un disco duro de no 1 TB, sino 500 GB, aunque dos discos duros funcionan físicamente; la fórmula de cálculo se proporciona a continuación. Y todos los archivos se escribirán simultáneamente en dos discos, es decir, el segundo será una copia de seguridad completa del primero. Como comprenderá, si uno de los discos falla, no perderá ni un pedazo de su información, ya que tendrá una segunda copia de este disco.
Además, el sistema operativo no notará la falla, que continuará funcionando con el segundo disco; solo un programa especial que monitorea el funcionamiento de la matriz le notificará el problema. Solo necesita quitar el disco defectuoso y conectar el mismo, solo uno que funcione; el sistema copiará automáticamente todos los datos del disco en buen estado restante y continuará trabajando.
El espacio en disco que verá el sistema se calcula aquí mediante la fórmula:
V \u003d 1 x Vmin, donde V es el total y Vmin es el tamaño de memoria del disco duro más pequeño.
Matriz RAID 0
Otro esquema popular, que está diseñado para aumentar no la confiabilidad del almacenamiento, sino, por el contrario, la velocidad de trabajo. También consta de dos discos duros, sin embargo, en este caso, el sistema operativo ya ve el volumen total total de dos discos, es decir, Si combina discos de 500 GB en Raid 0, el sistema verá un disco de 1 TB. La velocidad de lectura y escritura aumenta debido al hecho de que los bloques de archivos se escriben alternativamente en dos discos, pero al mismo tiempo la tolerancia a fallas de este sistema es mínima, si uno de los discos falla, casi todos los archivos se dañarán y perderá parte de los datos, el que se escribió en disco roto. Después de eso, deberá restaurar la información en el centro de servicio.
La fórmula para calcular el espacio total en disco visible para Windows se ve así:
Si, antes de leer este artículo, en general no estaba preocupado por la tolerancia a fallas de su sistema, pero le gustaría aumentar la velocidad de trabajo, entonces puede comprar un disco duro adicional y no dude en usar este tipo. En general, en el hogar, la inmensa mayoría de los usuarios no almacenan ninguna información muy importante, y puede copiar algunos archivos importantes en un disco duro externo separado.
Matriz de incursión 10 (0 + 1)
Como su nombre lo indica, este tipo de matriz combina las propiedades de las dos anteriores: es como dos matrices Raid 0 combinadas en Raid 1. Se utilizan cuatro discos duros, en dos de ellos la información se escribe en bloques alternativamente, como en el Raid 0 , y en los otros dos, se crean copias completas de los dos primeros. El sistema es muy confiable y al mismo tiempo bastante rápido, pero muy costoso de organizar. Para crear, necesita 4 HDD, mientras que el sistema verá el volumen total de acuerdo con la fórmula:
Es decir, si tomamos 4 discos de 500 GB cada uno, entonces el sistema verá 1 disco de 1 TB.
Este tipo, al igual que el siguiente, se utiliza con mayor frecuencia en organizaciones, en equipos servidores, donde es necesario garantizar tanto una alta velocidad de trabajo como la máxima seguridad contra la pérdida de información en caso de circunstancias imprevistas.
Matriz RAID 5
La matriz Raid 5 es la combinación óptima de precio, velocidad y confiabilidad. En esta matriz, se pueden usar al menos 3 HDD, el volumen se calcula a partir de una fórmula más compleja:
V \u003d N x Vmin - 1 x Vmin, donde N es el número de discos duros.
Entonces, digamos que tenemos 3 discos de 500 GB. La cantidad visible para el sistema operativo será de 1 TB.
La matriz funciona de la siguiente manera: los bloques de archivos divididos se escriben en las dos primeras unidades (o tres, según su número), y la suma de comprobación de los dos (o tres) primeros archivos se escribe en el tercero (o cuarto). Por lo tanto, si uno de los discos falla, su contenido se puede restaurar fácilmente debido a la suma de verificación del último disco. El rendimiento de una matriz de este tipo es inferior al de Raid 0, pero es tan confiable como Raid 1 o Raid 10 y, al mismo tiempo, más barato que este último. puedes ahorrar en el cuarto duro.
El siguiente diagrama muestra un diagrama Raid 5 de cuatro HDD.
También hay otros modos: Raid 2,3, 4, 6, 30, etc., pero se derivan en gran medida de los enumerados anteriormente.
¿Cómo instalar Raid Disk Array en Windows?
Con la teoría, espero, resuelta. Ahora veamos la práctica: creo que no será difícil para los usuarios experimentados de PC insertar un controlador en la ranura PCI Raid e instalar los controladores.
¿Cómo ahora crear una matriz de discos duros conectados en el sistema operativo Windows Raid?
Por supuesto, es mejor hacer esto cuando acaba de comprar y conectar discos duros limpios sin un sistema operativo instalado. Primero, reiniciamos la computadora y vamos a la configuración del BIOS; aquí debe encontrar los controladores SATA a los que están conectados nuestros discos duros y configurarlos en modo RAID.
Después de eso, guardamos la configuración y reiniciamos la PC. En una pantalla negra, aparecerá información de que tienes activado el modo Raid y sobre la tecla con la que puedes entrar en su configuración. El siguiente ejemplo sugiere presionar la tecla "TAB".
Puede diferir según el modelo de controlador Raid. Por ejemplo, "CNTRL + F"
Entramos en la utilidad de configuración y hacemos clic en algo como "Crear matriz" o "Crear incursión" en el menú; las etiquetas pueden diferir. Además, si el controlador admite varios tipos de Raid, se le pedirá que seleccione cuál desea crear. En mi ejemplo, solo Raid 0 está disponible.
Después de eso, volvemos al BIOS y en la configuración del orden de inicio no vemos varios discos separados, sino uno en forma de matriz.
Eso es todo: RAID está configurado y ahora la computadora tratará sus discos como uno solo. Así es como, por ejemplo, Raid será visible al instalar Windows.
Creo que ya ha entendido los beneficios de usar Raid. Finalmente, daré una tabla comparativa de medidas de la velocidad de escritura y lectura de un disco por separado o como parte de los modos Raid; el resultado, como dicen, es obvio.
Sergey Pakhomov
Todas las placas base modernas están equipadas con un controlador RAID integrado, y los modelos superiores incluso tienen varios controladores RAID integrados. La cantidad de controladores RAID integrados que demandan los usuarios domésticos es una cuestión aparte. En cualquier caso, una placa base moderna brinda al usuario la capacidad de crear una matriz RAID a partir de varios discos. Sin embargo, no todos los usuarios domésticos saben cómo crear una matriz RAID, qué nivel de la matriz elegir y, en general, tienen una mala idea de los pros y los contras de usar matrices RAID.
Historia de la creacion
El término "matriz RAID" apareció por primera vez en 1987, cuando los investigadores estadounidenses Patterson, Gibson y Katz de la Universidad de California, Berkeley, en su artículo "A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Discs, RAID", describieron cómo De esta manera, se pueden combinar varios discos duros de bajo costo en un solo dispositivo lógico para que el resultado sea un aumento de la capacidad y el rendimiento del sistema, y \u200b\u200bla falla de las unidades individuales no conduce a la falla de todo el sistema.
Han pasado más de 20 años desde que se publicó este artículo, pero la tecnología de construcción de matrices RAID no ha perdido su relevancia hoy. Lo único que ha cambiado desde entonces es la decodificación del acrónimo RAID. El hecho es que inicialmente las matrices RAID no se construyeron en discos baratos, por lo que la palabra Económica se cambió a Independiente, que estaba más en línea con la realidad.
Principio de operación
Por lo tanto, RAID es una matriz redundante de discos independientes (matrices redundantes de discos independientes), que tiene la tarea de proporcionar tolerancia a fallas y mejorar el rendimiento. La tolerancia a fallos se logra mediante la redundancia. Es decir, una parte del espacio en disco se asigna para fines de servicio, volviéndose inaccesible para el usuario.
El aumento en el rendimiento del subsistema de discos lo proporciona la operación simultánea de varios discos y, en este sentido, cuantos más discos haya en la matriz (hasta cierto límite), mejor.
El uso compartido de discos en una matriz se puede realizar mediante acceso paralelo o independiente. Con acceso paralelo, el espacio en disco se divide en bloques (tiras) para la grabación de datos. Del mismo modo, la información que se va a escribir en el disco se divide en los mismos bloques. Al escribir, se escriben bloques separados en diferentes discos y varios bloques se escriben en diferentes discos simultáneamente, lo que conduce a un aumento en el rendimiento de escritura. La información necesaria también se lee en bloques separados simultáneamente de varios discos, lo que también contribuye a un aumento del rendimiento en proporción al número de discos en la matriz.
Cabe señalar que el modelo de acceso paralelo se implementa solo si el tamaño de la solicitud de escritura de datos es mayor que el tamaño del bloque en sí. De lo contrario, es casi imposible escribir varios bloques en paralelo. Imagine una situación en la que el tamaño de un bloque individual es de 8 KB y el tamaño de una solicitud de escritura de datos es de 64 KB. En este caso, la información original se corta en ocho bloques de 8 KB cada uno. Si tiene una matriz de cuatro discos, puede escribir cuatro bloques, o 32 KB, a la vez. Obviamente, en el ejemplo considerado, la velocidad de escritura y la velocidad de lectura serán cuatro veces más altas que cuando se usa un solo disco. Esto solo es cierto para una situación ideal, pero el tamaño de la solicitud no siempre es un múltiplo del tamaño del bloque y la cantidad de discos en la matriz.
Si el tamaño de los datos que se escriben es menor que el tamaño del bloque, entonces se implementa un modelo fundamentalmente diferente: acceso independiente. Además, este modelo también se puede utilizar cuando el tamaño de los datos registrados es mayor que el tamaño de un bloque. Con acceso independiente, todos los datos de una solicitud separada se escriben en un disco separado, es decir, la situación es idéntica a trabajar con un disco. La ventaja del modelo de acceso independiente es que si se reciben varias solicitudes de escritura (lectura) al mismo tiempo, todas se ejecutarán en discos separados de forma independiente entre sí. Esta situación es típica, por ejemplo, para servidores.
Según los diferentes tipos de acceso, existen diferentes tipos de matrices RAID, que generalmente se caracterizan por niveles de RAID. Además del tipo de acceso, los niveles de RAID difieren en la forma en que se ubican y se genera información redundante. La información redundante puede colocarse en un disco dedicado o compartirse entre todos los discos. Hay muchas formas de generar esta información. El más simple de ellos es la duplicación completa (100% de redundancia) o duplicación. Además, se utilizan códigos de corrección de errores y cálculo de paridad.
Niveles RAID
Actualmente, existen varios niveles de RAID que pueden considerarse estandarizados: estos son RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5 y RAID 6.
También se utilizan varias combinaciones de niveles RAID para combinar sus méritos. Normalmente, se trata de una combinación de algún nivel de tolerancia a fallos y el nivel 0 que se utiliza para mejorar el rendimiento (RAID 1 + 0, RAID 0 + 1, RAID 50).
Tenga en cuenta que todos los controladores RAID modernos admiten la función JBOD (Just a Bench Of Disks), que no está destinada a crear matrices, sino que ofrece la posibilidad de conectar discos individuales al controlador RAID.
Cabe señalar que los controladores RAID integrados en las placas base para PC domésticos no admiten todos los niveles RAID. Los controladores RAID de dos puertos solo admiten los niveles 0 y 1, mientras que los controladores RAID con una gran cantidad de puertos (por ejemplo, el controlador RAID de 6 puertos integrado en el puente sur del chipset ICH9R / ICH10R) también admiten los niveles 10 y 5.
Además, si hablamos de placas base basadas en chipsets Intel, entonces también implementan la función Intel Matrix RAID, que permite crear matrices RAID de varios niveles en varios discos duros al mismo tiempo, asignando una parte del espacio en disco para cada uno de ellos.
RAID 0
El nivel RAID 0, estrictamente hablando, no es una matriz redundante y, por lo tanto, no proporciona confiabilidad en el almacenamiento de datos. No obstante, este nivel se utiliza activamente en los casos en que es necesario garantizar un alto rendimiento del subsistema de disco. Al crear una matriz RAID 0, la información se divide en bloques (a veces estos bloques se llaman franjas), que se escriben en discos separados, es decir, se crea un sistema con acceso paralelo (si, por supuesto, el tamaño del bloque lo permite). Con la capacidad de realizar E / S simultáneamente desde varios discos, RAID 0 proporciona la velocidad de transferencia de datos más rápida y la máxima utilización del espacio en disco, ya que no requiere espacio de almacenamiento para las sumas de verificación. La implementación de este nivel es muy sencilla. RAID 0 se utiliza principalmente en áreas donde se requiere una transferencia rápida de grandes cantidades de datos.
RAID 1 (disco reflejado)
El nivel 1 de RAID es una matriz 100% redundante de dos unidades. Es decir, los datos simplemente están completamente duplicados (reflejados), por lo que se logra un nivel muy alto de confiabilidad (así como de costo). Tenga en cuenta que la implementación del Nivel 1 no requiere particionar previamente los discos y los datos en bloques. En el caso más simple, dos unidades contienen la misma información y son una unidad lógica. Si un disco falla, sus funciones las realiza otro (que es absolutamente transparente para el usuario). La matriz se restaura mediante una simple copia. Además, este nivel duplica la velocidad de lectura de la información, ya que esta operación se puede realizar simultáneamente desde dos discos. Este esquema de almacenamiento de información se utiliza principalmente en los casos en que el costo de la seguridad de los datos es mucho más alto que el costo de implementar el sistema de almacenamiento.
RAID 5
RAID 5 es una matriz de discos tolerante a fallos con almacenamiento de suma de comprobación distribuido. Al escribir, el flujo de datos se divide en bloques (franjas) a nivel de bytes y se escribe simultáneamente en todos los discos de la matriz en un orden circular.
Suponga que la matriz contiene norte discos y el tamaño de la banda re... Para cada porción de n-1 Se calcula la suma de comprobación de rayas pags.
Raya d1 escrito en el primer disco, raya d2 - en el segundo y así sucesivamente hasta la raya dn-1que está escrito en ( norte-1) th drive. Más allá norte-th se escribe la suma de comprobación del disco pn, y el proceso se repite cíclicamente desde el primer disco en el que se escribe la banda dn.
Proceso de grabación (n-1) rayas y su suma de control se producen simultáneamente para todos norte discos.
La suma de control se calcula usando una operación OR exclusiva bit a bit (XOR) en los bloques de datos que se escriben. Entonces, si hay norte unidades de disco duro, re - bloque de datos (raya), la suma de comprobación se calcula mediante la siguiente fórmula:
pn \u003d d1+d2+ ... + d1-1.
Si falla algún disco, los datos que contiene se pueden recuperar de los datos de control y de los datos que quedan en los discos en buen estado.
Como ilustración, considere bloques de cuatro bits. Suponga que solo hay cinco unidades para almacenar datos y escribir sumas de comprobación. Si hay una secuencia de bits 1101 0011 1100 1011, dividida en bloques de cuatro bits, entonces para calcular la suma de verificación, debe realizar la siguiente operación bit a bit:
1101 + 0011 + 1100 + 1011 = 1001.
Por tanto, la suma de comprobación escrita en el quinto disco es 1001.
Si uno de los discos, por ejemplo el cuarto, falla, entonces el bloque d4 \u003d 1100 no estará disponible cuando se lea. Sin embargo, su valor se puede restaurar fácilmente usando la suma de verificación y los valores de los bloques restantes usando la misma operación "O exclusiva":
d4 \u003d d1+d2+d4+p5.
En nuestro ejemplo, obtenemos:
d4 \u003d (1101) + (0011) + (1100) + (1011) = 1001.
En el caso de RAID 5, todos los discos de la matriz tienen el mismo tamaño, pero la capacidad total del subsistema de discos disponible para escritura es inferior a exactamente un disco. Por ejemplo, si cinco discos tienen 100 GB, entonces el tamaño real de la matriz es 400 GB porque 100 GB están reservados para información de auditoría.
RAID 5 se puede construir en tres o más discos duros. A medida que aumenta el número de discos duros en una matriz, disminuye su redundancia.
RAID 5 tiene una arquitectura de acceso independiente que permite realizar múltiples lecturas o escrituras simultáneamente
RAID 10
RAID 10 es una combinación de los niveles 0 y 1. Se requiere un mínimo de cuatro unidades para este nivel. En una matriz RAID 10 de cuatro discos, se emparejan en matrices de nivel 0, y ambas matrices se combinan como discos lógicos en una matriz de nivel 1. También es posible otro enfoque: inicialmente, los discos se combinan en matrices duplicadas de nivel 1 y luego discos lógicos basados \u200b\u200ben estas matrices - a una matriz de nivel 0.
RAID de matriz Intel
Las matrices RAID consideradas de niveles 5 y 1 rara vez se usan en casa, lo que se debe principalmente al alto costo de tales soluciones. El más utilizado para las PC domésticas es una matriz de nivel 0 en dos discos. Como ya hemos señalado, el nivel 0 de RAID no proporciona seguridad en el almacenamiento de datos y, por lo tanto, los usuarios finales se enfrentan a una opción: crear un almacenamiento de datos rápido, pero no confiable, nivel 0 de RAID o, duplicando el costo del espacio en disco, - RAID- un arreglo de nivel 1 que ofrece confiabilidad de datos sin ganancias de rendimiento significativas.
Para abordar este enorme desafío, Intel desarrolló la tecnología Intel Matrix Storage Technology, que combina los beneficios de los arreglos Tier 0 y Tier 1 en solo dos discos físicos. Y para enfatizar que en este caso estamos hablando no solo de una matriz RAID, sino de una matriz que combina discos físicos y lógicos, el nombre de la tecnología usa la palabra "matriz" en lugar de la palabra "matriz".
Entonces, ¿qué es una matriz RAID de doble unidad con tecnología Intel Matrix Storage? La idea básica es que si hay varios discos duros en el sistema y una placa base con un chipset Intel que admita la tecnología Intel Matrix Storage, es posible dividir el espacio del disco en varias partes, cada una de las cuales funcionará como una matriz RAID separada.
Echemos un vistazo a un ejemplo simple de una matriz RAID que consta de dos unidades de 120 GB. Cualquiera de los discos se puede dividir en dos discos lógicos, por ejemplo, 40 GB y 80 GB. Luego, dos unidades lógicas del mismo tamaño (por ejemplo, 40 GB cada una) se pueden combinar en una matriz RAID nivel 1 y las unidades lógicas restantes en una matriz RAID nivel 0.
En principio, utilizando dos discos físicos, también puede crear solo una o dos matrices RAID-0, pero es imposible obtener solo matrices de nivel 1. Es decir, si el sistema tiene solo dos discos, entonces la tecnología Intel Matrix Storage le permite crear los siguientes tipos de matrices RAID:
- una matriz de nivel 0;
- dos matrices de nivel 0;
- matriz de nivel 0 y matriz de nivel 1.
Si el sistema tiene tres discos duros, se pueden crear los siguientes tipos de matrices RAID:
- una matriz de nivel 0;
- una matriz de nivel 5;
- dos matrices de nivel 0;
- dos matrices de nivel 5;
- matriz de nivel 0 y matriz de nivel 5.
Si el sistema tiene cuatro discos duros, también es posible crear una matriz RAID de nivel 10, así como combinaciones de nivel 10 y nivel 0 o 5.
El artículo presenta la estructura y organización general de los sistemas RAID. Se considera brevemente la parte teórica necesaria, tras lo cual se muestran directamente los puntos prácticos. Cualquiera que no sepa qué es un disco duro, puede leer el artículo. para crear una matriz Raid, necesita un par de discos duros.
El valor de la información como tal solo aumenta con el tiempo, mientras que el costo de los métodos que determinan su almacenamiento confiable disminuye regularmente. Por ejemplo, las placas base equipadas con la capacidad de crear matrices RAID hace diez años "muerden" el precio, pero hoy en día casi todas las placas base basadas en el chipset iP55 (que es solo un conjunto de lógica de sistema pre-superior) están equipadas con soporte de chipset para sistemas RAID.
Las matrices RAID, por cierto, debido a su excelente relación calidad-precio, hoy en día son una de las formas más populares de organizar datos de forma segura. Si traducimos la abreviatura RAID del inglés, es una matriz redundante que consta de discos independientes. Debido a la baja tolerancia a fallas de un disco duro separado, se desarrolló un concepto que le permite combinar discos duros en una matriz. La administración de esta matriz se confió a un controlador separado (hoy en día puede ser directamente un microcircuito en la placa o un software que usa recursos de la CPU). Los sistemas RAID se centran inicialmente en la tolerancia a fallos (excepto para el nivel RAID 0), por lo que, en teoría, si uno de los discos duros se avería, la información en su conjunto, escrita en el volumen, permanece disponible, al menos para lectura.
Existe una gradación bastante extensa de niveles RAID (formas de organizar datos en una matriz), para crear un sistema RAID, debe tener al menos una comprensión básica de sus principios de funcionamiento, de hecho este es un tema para un artículo separado, nos limitaremos a solo breves bocetos de los más relevantes.
RAID0.
Los datos se escriben uno a uno en diferentes unidades (bandas), gracias a esto, como resultado, podemos obtener un aumento de casi el doble en la velocidad de lectura lineal. No hay tolerancia a fallos, en caso de fallo de al menos un disco duro, se pierden todos los datos de la matriz. Se utiliza, por regla general, para un trabajo rápido con información que se puede donar en caso de algo, por ejemplo, para carpetas temporales de Adobe Fotoshop ... Algunas personas lo utilizan para el SO (jugadores, entusiastas, etc.).
Reflejando. Es sencillo. Más discos duros: mayor costo de volumen útil, pero mayor tolerancia a fallas. En su versión clásica, no hay ganancia de rendimiento. Las modificaciones del tipo RAID 1e no están incluidas en el presupuesto, por lo que omitiremos su consideración.
Los niveles 2, 3, 4 prácticamente han perdido su antigua popularidad. Hoy en día, la matriz RAID más relevante que combina rendimiento y tolerancia a fallas es RAID 5. Como en el caso de RAID 0, los datos se escriben en diferentes unidades (también bandas) una por una, pero complementadas con sumas de comprobación. Como resultado, la capacidad utilizable de un RAID 5 que consta de n discos es igual a n-1 discos. En caso de falla de un disco duro, la información permanece disponible, en caso de falla de dos o más, se pierde.
RAID10 (o RAID 1 + 0).
El representante más popular de sistemas RAID compuestos. Para acelerar de alguna manera el trabajo de un espejo clásico, surgió la idea de combinarlos en una matriz rápida. Es una fusión de espejos (RAID 1) en una franja grande (RAID 0). La principal desventaja es el mayor costo del volumen útil, las ventajas son una mayor velocidad de procesamiento de datos, además, una mayor tolerancia a fallas. En teoría, dos unidades pueden fallar simultáneamente, pero de diferentes subarreglos.
Como escribí anteriormente, se necesita un controlador para organizar los sistemas RAID. Hay controladores de software y hardware (hardware).
Considere el hardware.
Como en el caso de las tarjetas de video, esta área también se divide en integrada (en la placa base) y discreta. Los integrados se pueden dividir en chipset (implementación a través del "puente sur") y controladores fabricados por desarrolladores externos (se suelda un microcircuito adicional sin chipset en la placa base). Estos últimos suelen ser extremadamente primitivos; por regla general, solo se admiten los niveles RAID 0 y 1.
Las variaciones de chipset son más interesantes y pueden competir con una serie de contrapartes discretas en su funcionalidad. Por ejemplo, los últimos conjuntos de chips de Intel permiten niveles RAID 0,1,5,10.
Las soluciones discretas para organizar matrices RAID, nuevamente, como las tarjetas de video, son caras y baratas (presupuesto). Se diferencian, por supuesto, por la funcionalidad disponible, la fiabilidad y también por la "reconstrucción" (reestructuración interna - autocuración).
En la foto 1,2,3
representantes de los sectores Low-end, Middle-end y High-end.
Cabe señalar que una serie de variaciones discretas de presupuesto, así como todas las soluciones integradas, a menudo se denominan soluciones de software debido a la mayor demanda de recursos de CPU, en comparación con sus contrapartes caras. Un procesador potente (propio) de un costoso controlador RAID discreto sirve casi de forma completamente independiente a la matriz, mientras que la clase de gama baja, en vista de sus capacidades débiles y, muy a menudo, su primitividad, apela cada vez más a las capacidades de la CPU, cargando así adicionalmente el sistema.
Pero si las versiones integradas tienen al menos algún microcircuito básico, de cuya funcionalidad puede impulsar, entonces las soluciones de software puro no tienen esto en absoluto.
Soluciones de software.
Aquí todo es muy simple, la matriz RAID se crea mediante el sistema operativo. En vista de una mayor confiabilidad, por regla general, se utilizan versiones de servidor de sistemas operativos. Para el sistema operativo, RAID se ve como una contraparte de hardware normal. La principal ventaja de este tipo de soluciones es el costo: no es necesario comprar un controlador costoso. Por supuesto, hay una desventaja, que a veces niega por completo la ventaja descrita anteriormente: es una confiabilidad baja. Si de repente le sucede algo al sistema operativo (comienzan los virus, por ejemplo), puede perder todos los datos junto con la pantalla azul. Por lo tanto, si alguien más organiza estas soluciones para el trabajo hasta el momento, entonces solo el nivel 0 (para el sistema operativo o para búferes rápidos) o 1. El software RAID de "construcción" se lleva a cabo utilizando el administrador de particiones incorporado.
(foto 4, 5)
Ahora veamos directamente la instalación de una matriz RAID de hardware.
El primer caso. Si tenemos alguna solución integrada en la placa base, entonces necesitamos usarla. Esto se hace a través del BIOS de la placa base, como regla, mediante una simple traducción a la posición "Habilitar".
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El segundo caso. Si tenemos un RAID discreto, simplemente insertamos la tarjeta y le conectamos los discos duros.
Como en la primera y segunda opción, después de encender la computadora y pasarla por la "tabla POST", la máquina debería ver el controlador y ofrecer presionar cualquier combinación de teclas para ingresar al BIOS, pero ya al controlador. Será algo como Ctrl + A, Ctrl + g, etc. Clic - ingresado.
(foto 7)
Si utilizamos un RAID caro, la BIOS diferirá drásticamente.
(foto 8)
Incluso puedes usar un mouse aquí.
Todas las interfaces son intuitivas, lo único que puede resultar confuso es el idioma inglés. El principio general es el siguiente: seleccione los discos duros necesarios e inicialícelos al nivel RAID que necesite.
(foto 9)
Después de la creación, puede comenzar a instalar el sistema operativo (si es necesario); para obtener detalles sobre este proceso, consulte el artículo sobre la instalación de XP en una computadora portátil, el principio es el mismo. La única diferencia que es relevante para Windows Vista y sistemas operativos similares es la capacidad de usar una unidad flash, es decir, Los controladores necesarios para el controlador se pueden copiar a una unidad USB y luego, durante la instalación, simplemente especifique la ruta o integre estos controladores directamente en el kit de distribución a través de vLite (www.vlite.net).
Las soluciones RAID se están moviendo sin problemas de la categoría de élite a la sección "para todos", convirtiéndose así en un medio cada vez más asequible para el manejo de datos confiable. Al actualizar su computadora y elegir una placa base, debe prestar atención a la disponibilidad de soporte para este RAID. Quizás algún día guarde sus "esas fotos" ...
