RAID nedir?

RAID, daha düşük maliyetle büyük depolama alanı yaratmak için ağ sunucusu pazarı için orijinal olarak geliştirilmiş bir çözümdür. Esasen, daha düşük maliyetli sabit diskler alır ve bunları daha büyük kapasiteli bir sürücü sağlamak için bir kontrolörden geçirir. RAID'in anlamı şudur: gereksiz diskler veya diskler. Bunu başarmak için, çeşitli sürücüler arasında bölünen verileri yönetmek için özel yazılım ve denetleyicilere ihtiyaç duyuldu.

Sonunda, standart bilgisayar sisteminizin işlem gücü , özelliklerin kişisel bilgisayar pazarına girmelerini sağladı.

Artık RAID depolaması yazılım veya donanım tabanlı olabilir ve üç farklı amaç için kullanılabilir. Bunlar kapasite, güvenlik ve performansı içerir. Kapasite, kullanılan neredeyse her RAID kurulumunda tipik olarak kullanılan basit bir işlemdir. Örneğin, iki sabit disk, işletim sistemine tek bir sürücü olarak, iki katı kapasiteye sahip bir sanal sürücü etkin bir şekilde birbirine bağlanabilir. Performans, kişisel bir bilgisayarda RAID kurulumunun kullanılmasının bir diğer temel nedenidir. Tek bir sürücü olarak kullanılan iki sürücünün aynı örneğinde, denetleyici bir veri yığınını iki parçaya bölebilir ve ardından bu parçaların her birini ayrı bir sürücüye yerleştirebilir. Bu, yazma performansının veya depolama sistemi üzerindeki verilerin okunmasının etkin bir şekilde iki katına çıkar. Son olarak, RAID veri güvenliği için kullanılabilir.

Bu, her iki sürücüye yazılmış verileri esas olarak kopyalamak için sürücülerdeki alanın bir kısmı kullanılarak yapılır. Bir kez daha, iki sürücü ile veriyi her iki sürücüye de yazacak şekilde yapabiliriz. Böylece, bir sürücü başarısız olursa, diğeri hala veriye sahiptir.

Bilgisayar sisteminiz için bir araya getirmek istediğiniz depolama dizisinin hedeflerine bağlı olarak, bu üç hedefe ulaşmak için çeşitli RAID düzeylerinden birini kullanırsınız.

Bilgisayarında sabit disk kullananlar için performans muhtemelen kapasiteden daha fazla sorun olacaktır. Öte yandan, katı hal sürücüler kullanan kişiler muhtemelen daha küçük sürücüleri almanın ve bunları tek bir büyük sürücü oluşturmak için bir araya getirmenin bir yolunu isteyeceklerdir. Bu yüzden kişisel bir bilgisayarla kullanılabilecek çeşitli RAID seviyelerine bakalım.

RAID 0

Bu, RAID'in en düşük seviyesidir ve aslında bir düzey 0'a atıfta bulunulduğu için herhangi bir artıklık sunmaz. Temel olarak, RAID 0 iki veya daha fazla sürücüyü alır ve bunları daha büyük kapasiteli bir sürücüyü moda etmek için bir araya getirir. Bu, şeritleme denen bir işlemci ile elde edilir. Veri blokları veri parçalarına ayrılır ve daha sonra sürücüler arasında sırayla yazılır. Bu, daha yüksek performans sunar çünkü veriler, sürücüler tarafından sürücülerin hızlarının etkili bir şekilde çarpılmasıyla eşzamanlı olarak sürücülere yazılabilir. Aşağıda bunun nasıl üç disk üzerinde çalışabileceğine bir örnek verilmiştir:

RAID 0'ın sistemin performansını arttırmak için etkin bir şekilde çalışması için, eşleştirilen sürücüleri denemeniz gerekir. Her sürücü aynı tam depolama kapasitesine ve performans özelliklerine sahip olmalıdır.

Eğer yapmazlarsa, kapasite, sürücülerden en küçüğünün bir katı ile sınırlı olacak ve performans en yavaş olana kadar olacak, çünkü bir sonraki kümeye geçmeden önce tüm şeritlerin yazılmasını beklemesi gerekecektir. Eşleşmeyen sürücüler kullanmak mümkündür, ancak bu durumda bir JBOD kurulumu daha etkili olabilir.

JBOD sadece bir sürü sürücü anlamına gelir ve etkin bir şekilde birbirinden bağımsız olarak erişilebilen ancak işletim sistemine tek bir depolama sürücüsü olarak görünen sürücülerden oluşan bir koleksiyondur. Bu tipik olarak, sürücüler arasında veri aralığına sahip olmakla elde edilir. Genellikle bu SPAN veya BIG olarak adlandırılır.

Etkili bir şekilde, tüm bunları tek bir disk olarak görür, ancak bloklar ilk diskin üzerine yazılana kadar yazılır, ardından ikinci, sonra üçüncü, vb. Ilerler. Bu, mevcut bir bilgisayar sistemine fazladan kapasite eklemek için yararlıdır. çeşitli boyutlarda sürücüler ile ancak sürücü dizisinin performansını artırmayacaktır.

RAID 0 ve JBOD kurulumlarındaki en büyük sorun veri güvenliği. Birden fazla sürücünüz olduğundan, daha fazla hata noktasına sahip olduğunuz için veri bozulma olasılığı artmıştır. RAID 0 dizisindeki herhangi bir sürücü başarısız olursa, tüm veriler erişilemez duruma gelir. Bir JBOD'de, bir sürücü arızası, o sürücüde olan herhangi bir verinin kaybıyla sonuçlanacaktır. Sonuç olarak, bu depolama yöntemini kullanmak isteyenlere, verilerini yedeklemek için başka araçlara sahip olmak en iyisidir.

RAID 1

Bu, dizide saklanan veriler için tam bir artıklık düzeyi sağladığından, ilk gerçek RAID seviyesidir. Bu, yansıtma adı verilen bir işlemle yapılır. Etkin olarak, sisteme yazılan tüm veriler, her bir sürücüye bir seviye 1 dizisinde kopyalanır. Bu RAID formu, genellikle daha fazla sürücü ekleyerek herhangi bir ek kapasite eklemeyecek sadece bir çift sürücü ile yapılır, sadece daha fazla artıklık. Buna daha iyi bir örnek vermek gerekirse, burada iki sürücüye nasıl yazılacağını gösteren bir şemadır:

Bir RAID 1 kurulumundan en etkili şekilde yararlanmak için sistem aynı kapasiteyi ve performans değerlerini paylaşan eşleşen sürücüleri bir kez daha kullanacaktır.

Eşleşmeyen sürücüler kullanılıyorsa, dizi kapasitesi dizideki en küçük kapasiteli sürücüye eşit olacaktır. Örneğin, bir RAID 1 dizisinde bir buçuk terabayt ve bir terabayt sürücüsü kullanılmışsa, bu dizinin sistemdeki kapasitesi sadece bir terabayt olacaktır.

Bu RAID seviyesi, veri güvenliği için oldukça etkilidir çünkü iki sürücü de aynı şekilde etkilidir. İki sürücüden biri başarısız olursa, diğeri diğerinin tam verilerine sahip olur. Bu tür bir kurulumla ilgili sorun genellikle sürücülerden hangisinin başarısız olduğunu belirler, çünkü iki tanesiden biri başarısız olduğunda depolamaya erişilemez ve başarısız olanın yerine yeni bir sürücü takılıncaya kadar düzgün bir şekilde geri yüklenemez ve bir kurtarma işlemi gerçekleştirilir. süreç çalıştırılır. Daha önce de belirtildiği gibi, bundan da hiçbir performans artışı yoktur. Aslında, RAID için kontrolörün tepesinden hafif bir performans kaybı olacaktır.

RAID 1 + 0 veya 10

Bu, RAID seviyeleri 0 ve seviye 1'in biraz karmaşık bir bileşimidir . Etkili olarak, kontrolörün bu modda çalışması için en az dört sürücüye ihtiyacı olacaktır, çünkü ne yapacağını iki çift sürücü yapmaktır. İlk sürücü kümesi yansıtılmış bir dizidir, ikisi arasındaki veriyi klonlar. İkinci sürücü seti de aynen yansıtılır, ancak ilkinin şeridi olarak ayarlanır. Bu hem veri yedeklemesi hem de performans kazancı sağlar. Aşağıda, bu kurulum türünü kullanarak verilerin dört sürücüde nasıl yazılacağına bir örnek verilmiştir:

Dürüst olmak gerekirse, bu bir bilgisayar sisteminde koşmak için istenen bir RAID modu değildir. Bazı performans artışı sağlasa da, sistemdeki büyük yük miktarı nedeniyle bu kadar iyi değil. Buna ek olarak, sürücü dizisi sadece tüm sürücülerin kapasitesinin en fazla yarısı kadar olacağı için büyük bir alan kaybıdır. Eşleşmeyen sürücüler kullanılırsa, performans en düşük sürücülerle sınırlandırılacak ve kapasite en küçük sürücüde iki katına çıkacaktır.

RAID 5

Bu, tüketici bilgisayar sistemlerinde bulunabilen en yüksek RAID seviyesidir ve kapasite ve artıklığı artırmak için çok daha etkili bir yöntemdir. Bunu parite ile bir veri şeritleme süreci aracılığıyla gerçekleştirir. Verilerin birkaç disk üzerinde şeritlere bölünmesi nedeniyle bunu yapmak için en az üç sürücü gereklidir, ancak şerit boyunca bir blok parite için ayrılmıştır. Bunu daha iyi açıklamak için öncelikle verilerin üç sürücüde nasıl yazılabileceğine bakalım:

Özünde, sürücü denetleyicisi dizideki tüm sürücülere yazılacak bir veri yığını alır. İlk veri biti ilk sürücüye yerleştirilir ve ikincisi ikinciye yerleştirilir. Üçüncü sürücü, esasen ikili ve ikinci verilerin ikili karşılaştırması olan parite biti alır. İkili matematikte, sadece 0 ve 1 var. Bitleri karşılaştırmak için bir boole matematik işlemi yapılır. Eğer iki çift bir sayıya kadar eklerse (0 + 0 veya 1 + 1) o zaman parite biti sıfır olacaktır. Eğer iki tek bir sayıya (1 + 0 veya 0 + 1) eklerse, o zaman parite biti bir olacaktır. Bunun nedeni, sürücülerden biri başarısız olursa, kontrolör, eksik verilerin ne olduğunu anlayabilmesidir. Örneğin, bir sürücü başarısız olursa, sadece iki ve üç sürücü bırakılır ve iki sürücünün bir veri bloğu vardır ve sürücü üçünün bir parite bloğu vardır, daha sonra sürücüdeki eksik veri bloğu sıfır olmalıdır.

Bu, tüm verilerin bir sürücü arızası durumunda geri yüklenmesini sağlayan etkili veri fazlalığı sağlar. Tüketici kurulumlarının çoğu için, bir arıza, sistemin işlevsel bir durumda olmadığı için olmamasına yol açacaktır. Sistemi işlevsel hale getirmek için, arızalı sürücüyü yeni bir sürücü ile değiştirmek gerekir. Ardından, kontrol ünitesinde bir veri yeniden yapılandırma işlemi yapılmalı ve ardından, eksik sürücüdeki verileri yeniden oluşturmak için bir ters boole fonksiyonu gerçekleştirilecektir. Bu, özellikle daha büyük kapasiteli sürücüler için biraz zaman alabilir, ancak en azından kurtarılabilir.

Artık bir RAID 5 dizisinin kapasitesi, dizideki sürücü sayısına ve kapasitesine bağlıdır. Bir kez daha, dizi dizisindeki en küçük kapasiteli sürücü tarafından kısıtlanır, bu yüzden eşleşen sürücüler kullanmak en iyisidir. Etkili depolama alanı, en düşük kapasitedeki bir kereye mahsus ek sürücü sayısına eşittir. Yani matematik terimlerinde, (n-1) * Capacitymin . Dolayısıyla, bir RAID 5 dizisinde üç adet 2GB sürücünüz varsa, toplam kapasite 4GB olur. Dört adet 2GB sürücü kullanan başka bir RAID 5 dizisi 6GB kapasiteye sahip olacaktır.

Artık RAID 5 için performans, veriler sürücüye yazıldığında parite biti oluşturmak için yapılması gereken boole işlemi nedeniyle, diğer RAID formlarının bazılarından biraz daha karmaşıktır. Bu, yazma performansının, aynı sayıda sürücüye sahip bir RAID 0 dizisinden daha az olacağı anlamına gelir. Diğer yandan okuma performansı, yazma işleminden zarar görmez, çünkü boole işlemi yapılmaz, çünkü sürücülerden gelen düz verileri okur.

Tüm RAID Ayarlarıyla Büyük Sorun

Kişisel bilgisayarlarda kullanılabilecek RAID düzeylerinin her birinin çeşitli artılarını ve eksilerini tartıştık, ancak RAID sürücü kurulumları oluştururken birçok kişinin fark etmediği başka bir sorun var. Bir RAID kurulumu kullanılmadan önce, önce ya donanım denetleyici yazılımı tarafından ya da işletim sisteminin yazılımı içinde oluşturulmalıdır. Bu, esas olarak verilerin nasıl yazılacağını ve sürücüde nasıl okunacağını izlemek için gereken özel biçimlendirmeyi başlatır.

Bu muhtemelen bir sorun gibi görünmüyor fakat RAID dizininizin nasıl yapılandırılmasını istediğinizi değiştirmeniz gerekiyor. Örneğin, verilerde azalıyor ve RAID 0 veya RAID 5 dizisi için ek bir sürücü eklemek istediğinizi varsayalım. Çoğu durumda, RAID dizisini yeniden yapılandırmadan, bu sürücülerde saklanan verileri de kaldıramayacaksınız. Bu, verilerinizi tamamen yedeklemeniz, yeni sürücüyü eklemeniz, sürücü dizisini yeniden yapılandırmanız, sürücü dizisini biçimlendirmeniz ve ardından orijinal verilerinizi sürücüye geri yüklemeniz gerektiği anlamına gelir. Bu çok acı verici bir süreç olabilir. Sonuç olarak, dizi kurulumunu ilk kez yaptığınız şekilde ayarladığınızdan emin olun.