Zastosowanie funkcji IDE RAID jako standardowego wyposażenia płyt głównych spowodowało gwałtowny wzrost zainteresowania tą technologią wśród przeciętnych użytkowników. Niestety, najczęściej nie wiedzą oni jednak nawet tego, co oznacza skrót RAID, nie mówiąc już o zastosowaniach tej technologii.
Mam nadzieję, że tekst ten pomoże przynajmniej części z nich zrozumieć, czym jest RAID i czy jest on im potrzebny.
RAID jest skrótem terminu Redundant Array of Inexpensive Disks (nadmiarowa macierz niedrogich dysków). Technologia ta powstała w czasach, gdy rozwój dysków o dużych pojemnościach i wysokiej wydajności nie był aż tak żywiołowy jak obecnie. Ponieważ producenci serwerów potrzebowali wydajniejszej i pewniejszej pamięci masowej, wpadli na pomysł połączenia kilku dysków tak, aby uzyskać albo wzrost wydajności, albo pewności przechowywania danych (lub też jedno i drugie).
Najpopularniejsze są następujące poziomy RAID:
| Poziom | Popularna nazwa |
Minimalna liczba dysków |
Wydajność | Bezpieczeństwo |
|---|---|---|---|---|
| 0 | stripe set | 2 | rośnie | maleje |
| 1 | mirroring | 2 | w zasadzie bez zmian |
rośnie |
| 3 | stripe set with parity |
3 | rośnie | rośnie |
| 10 | stripe set with mirroring |
4 | rośnie | rośnie |
Płyty główne wyposażone w funkcję IDE RAID zazwyczaj obsługują poziomy 0 oraz 1 (czasem również tryb łączony, nazywany 0+1 lub 10).
Jeszcze jedna ważna sprawa: najlepiej, aby wszystkie dyski były identyczne. Technologia RAID "równa w dół": jeśli włożysz mniejszy i większy dysk, ten większy będzie "obcięty" do pojemności mniejszego; jeśli włożysz wolniejszy i szybszy dysk, ten szybszy będzie spowolniony do wydajności wolniejszego.
Stripe-set (w terminologii Microsoft: zestaw paskowy) to technika przechowywania danych z podziałem na wiele dysków. Pomyśl przez chwilę: czy zapisanie bloku 1 MB danych byłoby szybsze, gdyby jeden dysk zapisywał cały megabajt, czy też gdyby dwa dyski zapisywały po pół megabajta? Mam nadzieję, że wybrałeś tę drugą odpowiedź — ona stanowi bowiem podstawę do zrozumienia działania RAID typu stripe-set.
W trybie tym dane są przechowywane równolegle po połowie na dwóch dyskach twardych (oczywiście może być ich więcej — ale proste układy IDE RAID mogą być budowane najczęściej tylko z dwóch dysków). Przy odczycie dwa dyski odczytują cały blok danych, a ponieważ każdy ma do odczytania tylko połowę bloku, wydajność rośnie prawie dwukrotnie.
Zalety: dwukrotnie wyższe transfery zapisu i odczytu; nie traci się ani bajta pojemności dysków.
Wady: niezmieniony czas dostępu (a więc w normalnych zastosowaniach domowych brak wyraźnego przyspieszenia); awaria jednego dysku powoduje utratę wszystkich danych.
Zastosowania: obróbka wideo, niektóre serwery i bazy danych.
To już coś zupełnie prostego. Mirroring, nazywany po polsku obrazem lustrzanym, polega właśnie na stworzeniu na drugim dysku idealnego, lustrzanego odbicia danych przechowywanych na dysku pierwszym. W razie awarii jednego z dysków wciąż ma się do dyspozycji wszystkie dane.
Zalety: wysokie bezpieczeństwo przechowywania danych.
Wady: traci się 50% pojemności sumarycznej dysków, gdyż drugi dysk służy tylko jako kopia zapasowa pierwszego.
Zastosowania: wszystkie wymagające niezwykle wysokiego bezpieczeństwa danych i możliwości natychmiastowego powtórnego uruchomienia komputera z dyskiem-kopią.
Oczywiście — i to jest właśnie poziom nazywany 10. Wymaga on zastosowania czterech dysków, gdyż używamy dwóch zestawów paskowych składających się z dwóch dysków każdy. Dzięki takiemu rozwiązaniu niweluje się największą wadę strippingu (zestawu paskowego), jaką jest zwiększona wrażliwość na awarie dysków, zachowując jednak pełną wydajność oferowaną przez zestaw paskowy.
Zalety: dwukrotnie wyższe transfery zapisu i odczytu; wysokie bezpieczeństwo przechowywania danych.
Wady: niezmieniony czas dostępu (a więc w normalnych zastosowaniach domowych brak przyspieszenia); tak samo jak przy mirroringu, traci się 50% pojemności sumarycznej dysków.
Zastosowania: rzadkie.
Pewnie, że chce - jednak nie używa wtedy dysków IDE. Zaawansowane karty interfejsu SCSI oferują zaś coś, co nazywa się RAID Level 3 i daje wszystkie zalety strippingu i mirroringu bez największej wady ich połączenia: straszliwej straty pojemności.
Na poziomie trzecim RAID zapisuje dane równolegle na wszystkich trzech (lub więcej) dyskach, nie zapisując jednak nigdzie pełnej kopii danych. Po prostu przy zapisie jednego bajtu danych na trzech dyskach na dwóch z nich zapisywane są dwie połówki tegoż bajtu danych, a na trzecim cztery bity sumy kontrolnej, pozwalającej na odtworzenie danych w wypadku awarii jednego z dysków. Strata pojemności w najgorszym (trzy dyski) przypadku nie przekracza 30% (pamiętasz 50% przy mirroringu?); przy zastosowaniu 9 dysków traci się już tylko niewiele ponad 10% pojemności.
Oprócz poziomu 3 używa się jeszcze poziomów 4 i 5, jednak wszystkie te techniki raczej nie są potrzebne przeciętnemu użytkownikowi.
Prawda jest brutalna: najprawdopodobniej nic. Skoro świetnie sobie radzisz bez RAID, nie jest Ci on najprawdopodobniej potrzebny.
Jeśli jednak budujesz amatorski, jednak wysoko obciążany serwer, lub system do obróbki obrazu wideo, możesz pomyśleć nad poziomiem RAID 0. Tak samo, jeśli administrujesz serwerem przechowującym bardzo ważne dane, które muszą być dostępne nawet po awarii dysku, zastanów się nad użyciem poziomu RAID 1. W obu tych przypadkach można naprawdę zyskać.
Co najśmieszniejsze: nie. Układy realizujące funkcję IDE RAID montowane tak chętnie na płytach głównych to najzwyklejsze układy interfejsu IDE. Wszystkie funkcje RAID wykonuje ich oprogramowanie (BIOS), dlatego często nazywa się je układami firmware-RAID. Oczywiście z tego powodu wydajność takiego systemu RAID jest wyraźnie niższa, niż prawdziwego, sprzętowego kontrolera macierzowego.
Co jeszcze ciekawsze: dysponując odpowiednim systemem operacyjnym (np. Windows NT, Windows 2000 czy Linux) można zbudować i uruchomić RAID nawet nie posiadając takiej "ułomnej" funkcjonalności sprzętowej. Całym podziałem danych, z niewielkimi ograniczeniami, zajmuje się wtedy system operacyjny i nie jest w tym tak naprawdę gorszy od BIOSu realizującego funkcję IDE RAID.
Na stronie RAIDArray znajdziesz sporo informacji na temat technicznej realizacji różnych poziomów RAID. Na stronie Tom's Hardware Guide pojawił się natomiast ostatnio bardzo ciekawy artykuł pokazujący możliwość stworzenia zestawu RAID 0 pod kontrolą systemu Windows 2000 bez konieczności posiadania kontrolera IDE RAID.
Bezpieczeństwo