Как сделать raid массив из 4-6 жестких дисков на windows 7 или 10?

Резервирование и отказоустойчивость

И RAID 5, и RAID 10 являются отказоустойчивыми, то есть данные не теряются даже при выходе из строя одного — или, в случае RAID 10, более чем одного — физического диска. Более того, при замене неисправного диска можно использовать как RAID 5, так и RAID 10. Это называется горячей заменой.

RAID 5

RAID 5 может выдержать отказ 1 диска. Данные и информацию о четности, хранящуюся на отказавшем диске, можно пересчитать, используя данные, хранящиеся на оставшихся дисках.

Фактически, данные доступны и чтение возможно с RAID 5, даже когда один из дисков вышел из строя и восстанавливается. Однако такое чтение будет медленным, потому что часть данных (часть, которая была на отказавшем диске) вычисляется из блока четности, а не просто читается с диска. Восстановление данных и восстановление замененного диска также выполняются медленно из-за накладных расходов на вычисление четности.

RAID 10

RAID 10 обеспечивает отличную отказоустойчивость — намного лучше, чем RAID 5 — благодаря встроенной в него 100% избыточности. В приведенном выше примере может произойти сбой дисков 1 и 2, и данные все равно можно будет восстановить. Все диски внутри группы RAID 1 конфигурации RAID 10 должны выйти из строя, чтобы произошла потеря данных. Вероятность отказа двух дисков в одной группе намного ниже, чем вероятность отказа любых двух дисков в RAID. Вот почему RAID 10 обеспечивает большую надежность по сравнению с RAID 5.

Восстановление после сбоя также намного быстрее и проще для RAID 10, потому что данные просто нужно скопировать с других дисков в RAID. Данные доступны во время восстановления.

Виды RAID массивов

На данный момент существуют следующие типы RAID массивов:

RAID 0 или «Чередование» – массив из двух или более дисков для повышения общей производительности. Объем рейда будет общий (HDD 1 + HDD 2 = Общий объем), скорость считывания\записи будет выше (за счет разбиения записи на 2 устройства), но страдает надежность сохранности информации. Если одно из устройств выйдет из строя, то вся информация массива будет потеряна.

RAID 1 или «Зеркало» –несколько дисков копирующих друг друга для повышения надежности. Скорость записи остаётся на прежнем уровне, скорость считывания увеличивается, многократно повышается надежность (даже если одно устройство выйдет из строя, второе будет работать), но стоимость 1 Гигабайта информации увеличивается в 2 раза (если делать массив из двух hdd).

RAID 2 – массив, построенный на работе дисков для хранения информации и дисков коррекции ошибок. Расчет количества HDD для хранения информации выполняется по формуле «2^n-n-1», где n — количество HDD коррекции. Данный тип используется при большом количестве HDD, минимальное приемлемое число – 7, где 4 для хранения информации, а 3 для хранения ошибок. Плюсом этого вида будет повышенная производительность, по сравнению с одним диском.

RAID 3 – состоит из «n-1» дисков, где n – диск хранения блоков четности, остальные устройства для хранения информации. Информацию делится на куски меньше объема сектора (разбиваются на байты), хорошо подходит для работы с большими файлами, скорость чтения файлов малого объема очень мала. Характерен высокой производительностью, но малой надежностью и узкой специализацией.

RAID 4 – похож на 3й тип, но разделение происходит на блоки, а не байты. Этим решением получилось исправить малую скорость чтения файлов малого объема, но скорость записи осталось низкой.

RAID 5 и 6 – вместо отдельного диска для корреляции ошибок, как в прошлых вариантах, используются блоки, равномерно распределённые по всем устройствам. В этом случае повышается скорость чтения\записи информации за счет распараллеливания записи. Минусом данного типа является долговременное восстановление информации в случае выхода из строя одного из дисков. Во время восстановления идёт очень высокая нагрузка на другие устройства, что понижает надежность и повышает выход другого устройства из строя и потерю всех данных массива. Тип 6 повышает общую надежность, но понижает производительность.

Комбинированные виды RAID массивов:

RAID 01 (0+1) – Два Рейд 0 объединяются в Рейд 1.

RAID 10 (1+0) – дисковые массивы RAID 1, которые используются в архитектуре 0 типа. Считается самым надежным вариантом хранения данных, объединяя в себе высокую надежность и производительность.

Также можно создать массив из SSD накопителей. Согласно тестированию 3DNews, такое комбинирование не даёт существенного прироста. Лучше приобрести накопитель с более производительным интерфейсом PCI или eSATA

Создаём рейд массив на основе встроенного контроллера

Как я говорил выше, Ваша материнская плата должна поддерживать создание RAID’а. Представленная ниже инструкция актуальна для ASUS-плат на основе UEFI-биоса, но общий принцип схож как таковой, посему к ознакомлению мануал всё же рекомендуется всем.

Для начала заходим в BIOS, используя соответствующую клавишу (как правило DEL), а там находим раздел отвечающий за параметры для SATA-контроллера (надеюсь, что IDE уже нигде не используется).

Где переключаем положение контроллера в RAID (обычно там стоит ACHI). Напоминаю, что диски в идеале должны быть идентичны (желательно абсолютно, а не только размерами). Далее, собственно, перезагружаемся, предварительно сохранив в BIOS изменения.

На этапе инициализации дисков, т.е еще до загрузки операционной системы, будет необходимо нажать, как правило (но не всегда) CTRL-F или CTRL-I. В общем, следите внимательно, ибо обычно оно показывает какое сочетание клавиш необходимо тыкнуть (бывают еще всякие F1-F12).

Простейшее меню можно лицезреть на скриншоте выше. Ничего сложного оно из себя не представляет и условно выглядит следующим образом:

• View Drive Assignments, — показывает диски, что пригодны для создания массива;
• LD View / LD Define Menu, — показывает текущие массивы;
• Delete LD Menu, — позволяет удалять массивы;
• Controller Configuration, — собственно, отвечает непосредственно за настройки.

Нас, в рамках создания такой штуки как рейд массив, собственно, нас интересует только второй пункт. Нажав на соответствующую кнопку на клавиатуре (т.е цифру 2) попадаем в соответствующее меню.

Здесь мы можем увидеть текущие массивы (собственно, они видны на скриншоте), взглянуть на их настройки (Enter), посмотреть на диски вне RAID (Ctrl+V) или, скажем, создать новые рейды (Ctrl+C). Нас интересует создание, а посему жмём в соответствующее сочетание клавиш.

Далее мы будем наблюдать меню для создания RAID-а (сверху) и сами одинокие (вне массивов) диски (внизу). Параметры переключаются пробелом, сами пункты параметров меняются стрелками клавиатуры.

На скриншоте выше задано всё необходимое для создания RAID 1 (зеркало), хотя и задавать там особо было нечего: все параметры оставлены по умолчанию, выбран тип рейда и указаны два диска-терабайника (Y в колонке Assingment). На этом всё. Я не хочу сейчас вдаваться в детали всех параметров, ибо это тема для отдельной статьи (кратенько я касался этого с практической стороны на sonikelf.name).

Задав всё необходимое жмём в CTRL-Y. Далее либо жмём любую кнопку (задаст имя по умолчанию), либо повторяем нажатие CTRL-Y, чтобы задать имя самостоятельно. Я выбрал второй путь:

На следующем этапе, в связи с тем, что мы выбрали стандартный параметр быстрой инициализации появиться предупреждение о том, что данные с дисков будут удалены. Жмём CTRL-Y, если уверены, что ничего на дисках Вам необходимого нет.

На последнем этапе будет предложено выбрать размер, что будет отводиться под рейд массив или занять всё доступное место на дисках. Я выбрал в данном пункте решение занять всё место на дисках (что, к слову, рекомендую и Вам), путём нажатия любой кнопки на клавиатуре.

На этом создания RAID-а можно считать завершенным, остаётся лишь выйти из мастера и перезагрузить компьютер.

А, и да, не забудьте, при необходимости, зайти в мастер управления дисками и провести инициализацию и распределения места на новосозданном RAID-массиве. Мастер живет по пути «Панель управления — Администрирование — Управление компьютером — Управление дисками».

Ну и, собственно, распределение места, т.е создание разделов, тоже проблем особо не доставляет и выполняется стандартным образом:

А и, да, драйвера для такой штуки как рейд массив полезно будет установить, если конечно они не стоят у Вас уже давно. Драйвера берутся с диска к мат.плате или с сайта производителя этой мат.платы.

На сим, пожалуй, всё.

Послесловие

Вот такие дела. Кратенько, быстро и наглядно (хотя, признаю, что фотографии не самые удачные, но снимать скриншоты эмулятором или на зеркалку как-то не с руки, ведь, в данном случае, таки главное суть), зато теперь Вы можете быстро собрать рейд массив.

Как и всегда, если какие-то вопросы, дополнения, мысли и всё такое прочее, то добро пожаловать в комментарии к этой записи.

Как создать RAID-массив

Так как же на практике создается рейд из жестких дисков. Есть два способа аппаратный и программный. В случае аппаратной реализации нам потребуется специальный RAID-контролер, который и будет обеспечивать объединение дисков в массив по выбранной схеме, причем он не зависит от операционной системы и для ОС наш массив будет просто одним диском.

Он может быть встроен в некоторые материнские платы, но при этом чаще всего довольно простой и его возможности обычно ограниченны несколькими наиболее распространенными вариантами подключения. Узнать есть ли в материнской плате интегрированный RAID-контролер и какие уровни RAID-массива он поддерживает можно в спецификации материнской платы.

Если встроенный контролер отсутствует или его возможности вас не устраивают, то можно воспользоваться внешним RAID-контролером, который устанавливается в PCI-слот материнской платы. Такой вариант считается самым правильным, но одновременно и самым дорогим, поскольку их стоимость довольно немаленькая.

Впрочем, есть способ «для бедных», позволяющий эмулировать работу RAID-контролера на программном уровне. Другими словами, специальная программа работающая внутри ОС обеспечивает его работу. Однако нужно понимать, что при этом на его работу затрачиваются ресурсы центрального процессорапроцессора и оперативной памяти, что в конечном итоге негативно сказывается на общей производительности компьютера, к тому же сюда нужно прибавить возможные софтовые глюки в ОС, что не добавляет надежности. Поэтому программный вариант рейд-массива рассматривать в серьез не стоит.

Чтобы создать RAID-массив нужно загрузиться в BIOS и выставить в настройках работы дисков режим RAID, сохраняем изменения и выходим из BIOS. В процессе загрузки компьютера появится сообщение с помощью каких клавиш можно попасть в меню настройки RAID-массива (например, Ctrl—F). Здесь следуя подсказкам системы создаем новый массив и делаем нужные настройки. После этого можно работать с созданным RAID-массивом как с обычным диском.

Будьте внимательны, создание, удаление массивов приводит к удалению всей информации имеющейся на дисках. Так же может потребоваться установка специального драйвера для работы контролера.

Подводя итог, можно сделать некоторые выводы об использовании RAID массивов. Они получили широкое распространение в серверах и компьютерных системах организаций. В тоже время для домашних пользователей компьютера выгоды от их использования не столь очевидны. Ведь придется потратиться на несколько одинаковых дисков, часть из которых будет недоступна для хранения данных. Да и спасти информацию в случае сбоя в работе RAID-массива гораздо труднее и дороже, поскольку вероятно придется обращаться к профессионалам, а это дополнительные расходы.

Может потребоваться более мощный блок питания и/или компьютерный корпус большего размера с хорошим охлаждением. Как видите затраты требуются не маленькие. Возможно более эффективно будет потратиться на один быстрый диск, например SSD, а сохранность информации обеспечивать периодическим созданием копий.

Есть еще один момент в технологии RAID, который нужно понимать. Она страхует только от физического выхода из строя накопителей и не защищает информацию от случайного удаления, вирусов, сбоев в работе контролера, bad-блоков и тому подобного.

Raid 6

Raid 6 описание

Дальнейшее логическое развитие пятого рэйда — raid 6, который от пятого отличается наличием двух блоков контрольных сумм, и соответственно в состоянии пережить выход из строя двух дисков в массиве. Типы ротации блоков контрольных сумм те же — forward, backward и их dynamic вариации. При выходе из строя трех дисков и больше в рэйд 6 массиве сервер перестает функционировать и требуется восстановление информации. Точно так же различают рэйд форвард, рэйд бэквард и их динамик вариации.

Raid 6 backward описание

Raid 6 forward описание

Минимально необходимое количество дисков для создания raid6 массива — 4.

Восстановление raid 6

И опять методология сходна с восстановлением информации на raid 5, проблема осложняется только тем, что из коммерческого программного обеспечения мало кто может похвастаться поддержкой восстановления данных с raid 6. Но в целом порядок тот же — определение очередности, размера блоков и выяснение степени актуальности. Кроме того, нужно отметить что на raid 6 массивах чаще чем на 5-х и уж тем более чаще чем на страйпах или рейд-зеркалах встречаются такие вещи, как слайсы, десятки виртуальных машин, малораспространенные файловые *NIX системы и прочие прелести.

Рекомендую к прочтению дополнительные материалы: восстановление raid 6 и raid 6 wide pace proNAS OS

Как работает RAID 5?

Рассмотрим упрощенную схему работы массива из четырех дисков. Один из дисков выделяется для хранения контрольной суммы. Три – доступны для размещения данных. На рисунке ниже, диски с полезной информацией названы A, B и C. Диск D хранит контрольные суммы.

Минимальный объем информации, который контроллер считывает или записывает на один диск, называется стрипом (strip). В параметрах большинства контроллеров, с которыми нам приходилось сталкиваться, указывается не размер стрипа, а размер страйпа (stripe) – блока информации, который распределяется на все диски массива. На рисунке ниже один страйп выделен более темным цветом:

Размер страйпа равен размеру стрипа помноженного на количество дисков в массиве. Т.е. в случае с четырьмя дисками и размером страйпа 64К, минимальное количество информации, которое контроллер способен записать или считать с диска, равняется 64 / 4 = 16К.

Контрольная сумма, которая попадает на диск D, рассчитывается по следующей формуле:

D = A xor B xor C

Благодаря транзитивности операции xor в случае выхода из строя одного из дисков с полезной информацией её можно восстановить xor-ированием данных оставшихся дисков, включая диск с контрольной суммой. Например, вышел из строя диск B.

При запросе блока информации с диска B контроллер восстановит его по формуле:

B = A xor C xor D

Сервер Firebird обменивается с дисковой подсистемой страницами данных. Оптимальный размер страницы в большинстве случаев составляет 8К, что намного меньше размера страйпа и в большинстве случаев даже меньше чем размер стрипа. Ситуации, когда на диск записываются последовательно расположенные страницы, также достаточно редки. Таким образом, если в нашем примере происходит запись информации на диск А, то контроллеру придется выполнить следующие операции:

1. Прочитать данные стрипов с дисков B и C. Две операции чтения.
2. Рассчитать новую контрольную сумму. Две операции xor.
3. Запись информацию на диск A и контрольную сумму на диск D. Две операции записи.

Итого, два чтения, две записи и две операции xor. Было бы удивительно, если бы при таком объеме работы, общая производительность не падала. Теперь становится очевидным почему RAID 5 не подходит для размещения файла базы данных.

Важной особенностью RAID 5 является существенное падение производительности при выходе из строя одного из дисков в массиве. Ведь теперь, для восстановления информации с этого диска, необходимо считать и перексорировать данные со всех остальных дисков.. Впрочем, как и у любого правила, у нашего — тоже есть свое исключение

Производительность дискового массива RAID 5 не будет снижаться, если размер энергонезависимой кэш памяти контроллера сопоставим с размером файла базы данных. Например, при размере кэш памяти в 512 Мб вполне можно использовать RAID массив пятого уровня для баз до 1-1,5 Гб. При условии, что сервер выделен только для работы с базой данных и не выполняет других задач.

Впрочем, как и у любого правила, у нашего — тоже есть свое исключение. Производительность дискового массива RAID 5 не будет снижаться, если размер энергонезависимой кэш памяти контроллера сопоставим с размером файла базы данных. Например, при размере кэш памяти в 512 Мб вполне можно использовать RAID массив пятого уровня для баз до 1-1,5 Гб. При условии, что сервер выделен только для работы с базой данных и не выполняет других задач.

Стоит заметить, что приведенная выше схема работы RAID 5 из методических соображений серьезно упрощена. В реальности контроллер распределяет страйпы циклически по всем дискам массива, так что выделенного диска для хранения контрольных сумм нет. Все диски хранят и данные и контрольные суммы разных страйпов, что позволяет выровнять приходящуюся на них нагрузку.

Что такое RAID?

В переводе с английского «RAID» (Redundant Arrays of Inexpensive Disks) означает «избыточный массив независимых дисков». Этот перевод не совсем дословный, но именно содержащийся в нем смысл является правильным.

Впервые термин RAID появился в 1987 году, когда исследователям из Калифорнийского Университета в Беркли удалось создать действующий массив из нескольких жестких дисков.

Первоначальное предназначение RAID – создание на базе нескольких винчестеров диска большого объема с увеличенной скоростью доступа. Но затем к двум основным целям добавилась третья – сохранение данных в случае отказа части оборудования. Именно эти три кита сделали RAID-массивы столь востребованными бизнесом и военными. Впрочем, за объем, скорость и надежность пришлось платить повышением стоимости и сложности систем хранения данных.

Со временем оборудование для построения RAID массивов стало более доступным, особенно с появлением дешевых решений для IDE/ATA и SATA дисков. Теперь уже не только специалисты по СХД, но и обычные пользователи столкнулись с хитростями построения дисковых массивов.

Оказывается, не так просто найти оптимальное решение одновременно по надежности, емкости и цене. Надо быть готовым к тому, что придется купить не один, а несколько жестких дисков, и емкость как минимум одного из них не будет использоваться. Если речь идет о построении более-менее серьезной системы, потребуется отдельный (лучше специальный) корпус с отдельным (а то и двумя) блоком питания, плата контроллера и соответствующее программное обеспечение.

Не испугались? Значит, пора знакомиться с RAID более подробно.

Практическая реализация

Для
практической реализации RAID-массивов необходимы две составляющие: собственно
массив жестких дисков и RAID-контроллер. Контроллер выполняет функции связи
с сервером (рабочей станцией), генерации избыточной информации при записи и
проверки при чтении, распределения информации по дискам в соответствии с алгоритмом
функционирования.

Конструктивно контроллеры бывают как внешние, так и внутренние. Имеются также
интегрированные на материнской плате RAID-контроллеры. Кроме того, контроллеры
различаются поддерживаемым интерфейсом дисков. Так, SCSI RAID-контроллеры предназначены
для использования в серверах, а IDE RAID-контроллеры подходят как для серверов
начального уровня, так и для рабочих станций.

Отличительной характеристикой RAID-контроллеров является количество поддерживаемых
каналов для подключения жестких дисков. Несмотря на то что к одному каналу контроллера
можно подключить несколько SCSI-дисков, общая пропускная способность RAID-массива
будет ограничена пропускной способностью одного канала, которая соответствует
пропускной способности SCSI-интерфейса. Таким образом, использование нескольких
каналов может существенно повысить производительность дисковой подсистемы.

При использовании IDE RAID-контроллеров проблема многоканальности встает еще
острее, поскольку два жестких диска, подключенных к одному каналу (большее количество
дисков не поддерживается самим интерфейсом), не могут обеспечить параллельную
работу — IDE-интерфейс позволяет обращаться в определенный момент времени только
к одному диску. Поэтому IDE RAID-контроллеры должны быть как минимум двухканальными.
Бывают также четырех- и даже восьмиканальные контроллеры.

Другим различием между IDE RAID- и SCSI RAID-контроллерами является количество
поддерживаемых ими уровней. SCSI RAID-контроллеры поддерживают все основные
уровни и, как правило, еще несколько комбинированных и фирменных уровней. Набор
уровней, поддерживаемых IDE RAID-контроллерами, значительно скромнее. Обычно
это нулевой и первый уровни. Кроме того, встречаются контроллеры, поддерживающие
пятый уровень и комбинацию первого и нулевого: 0+1. Такой подход вполне закономерен,
поскольку IDE RAID-контроллеры предназначены в первую очередь для рабочих станций,
поэтому основной упор делается на повышение сохранности данных (уровень 1) или
производительности при параллельном вводе-выводе (уровень 0). Схема независимых
дисков в данном случае не нужна, так как в рабочих станциях поток запросов на
запись/чтение значительно ниже, чем, скажем, в серверах.

Основной функцией RAID-массива является не увеличение емкости дисковой подсистемы
(как видно из его устройства, такую же емкость можно получить и за меньшие деньги),
а обеспечение надежности сохранности данных и повышение производительности.
Для серверов, кроме того, выдвигается требование бесперебойности в работе, даже
в случае отказа одного из накопителей. Бесперебойность в работе обеспечивается
при помощи горячей замены, то есть извлечения неисправного SCSI-диска и установки
нового без выключения питания. Поскольку при одном неисправном накопителе дисковая
подсистема продолжает работать (кроме уровня 0), горячая замена обеспечивает
восстановление, прозрачное для пользователей. Однако скорость передачи и скорость
доступа при одном неработающем диске заметно снижается из-за того, что контроллер
должен восстанавливать данные из избыточной информации. Правда, из этого правила
есть исключение — RAID-системы уровней 2, 3, 4 при выходе из строя накопителя
с избыточной информацией начинают работать быстрее! Это закономерно, поскольку
в таком случае уровень «на лету» меняется на нулевой, который обладает великолепными
скоростными характеристиками.

До сих пор речь в этой статье шла об аппаратных решениях. Но существует и программное,
предложенное, например, фирмой Microsoft для Windows 2000 Server. Однако в этом
случае некоторая начальная экономия полностью нейтрализуется добавочной нагрузкой
на центральный процессор, который помимо основной своей работы вынужден распределять
данные по дискам и производить расчет контрольных сумм. Такое решение может
считаться приемлемым только в случае значительного избытка вычислительной мощности
и малой загрузки сервера.

Сергей Пахомов

КомпьютерПресс 3’2002

Отзывы о статье RAID-массивы — надежность и производительность 22.07.2007

|

RAID 50 Explained

Now that you understand how the two RAID levels used to create RAID 50 works it is very easy to understand how RAID 50 works.

In a lay mans language, RAID 50 simply means striping 2 RAID 5 arrays. RAID 50 is sometimes described as RAID 5 + 0. In a RAID 50 configuration, the 2 RAID 5 arrays are treated as individual disks.

RAID 50 requires a minimum of 6 physical disks. The total volume available for storage is the size of 4 disks. In each of the RAID 5 arrays, two disks store parity information.

Advantages and Disadvantages of RAID 50

RAID 50 combines the know benefits of RAID 5 and RAID 0. Remember one of the benefits of RAID 0? Improved performance. I did mention that in this configuration, the combined (stripped volume) multiplies the speed of the disks. This results in improved speed.

I also said that RAID 5 offers improved data redundancy and ability to rebuild the volume using parity information.

If you put the 2 benefits to create a RAID 50, you can conclude that RAID 50 offers greater performance and better redundancy.

One known disadvantage of RAID 5 + 0 is that it requires very complex RAID Controller hardware to implement. It also leads to “loss” of two physical hard disks.

Для чего применяется RAID

RAID позволяет превратить несколько дисковых накопителей в один большой и быстрый диск. Его можно использовать в качестве хранилища данных с функцией автоматического резервного копирования или настроить как системный диск повышенной отказоустойчивости.

У технологии RAID-массивов существуют и минусы. Платой за быстродействие и надежность становится усложнение системы, а также необходимость закупать дополнительное оборудование. Однако эта цена невелика по сравнению с потенциальными убытками, которые может понести пользователь при потере информации или внезапной поломке накопителя.

Преимущества технологии

1. Увеличенный объем. Первоначальное назначение RAID — получение диска большей емкости.
2. Повышение быстродействия системы через параллельное подключение в массив нескольких физических дисков.
3. Отказоустойчивость и надежность хранения данных обеспечиваются выделением на цели резервирования отдельного устройства. При повреждении одного из дисков RAID-массива информация не будет утеряна.

Условие применения

Технологию можно использовать не во всех случаях. Для этого требуется ее аппаратная и программная поддержка. BIOS должен содержать настройку вида «SATA Configuration: RAID». Если же ее по каким-либо причинам нет, то необходимо «перепрошить» базовую систему ввода-вывода.

В случае, когда поддержка RAID программным методом невозможна, нужно подключить дополнительное устройство — RAID-контроллер и установить соответствующий драйвер. В последних версиях ОС Linux (Ubuntu 20.04, POP-OS 20.04 и т. д.) драйвер для включения режима RAID инсталлируется автоматически.

RAID 5

Основным недостатком уровней RAID от 2-го до 4-го является невозможность производить параллельные операции записи, так как для хранения информации о чётности используется отдельный контрольный диск. RAID 5 не имеет этого недостатка. Блоки данных и контрольные суммы циклически записываются на все диски массива, нет асимметричности конфигурации дисков. Под контрольными суммами подразумевается результат операции XOR (исключающее или). Xor обладает особенностью, которая даёт возможность заменить любой операнд результатом, и, применив алгоритм xor, получить в результате недостающий операнд. Например: a xor b = c (где a, b, c — три диска рейд-массива), в случае если a откажет, мы можем получить его, поставив на его место c и проведя xor между c и b: c xor b = a. Это применимо вне зависимости от количества операндов: a xor b xor c xor d = e. Если отказывает c тогда e встаёт на его место и проведя xor в результате получаем c: a xor b xor e xor d = c. Этот метод по сути обеспечивает отказоустойчивость 5 версии. Для хранения результата xor требуется всего 1 диск, размер которого равен размеру любого другого диска в raid.

Достоинства

RAID5 получил широкое распространение, в первую очередь, благодаря своей экономичности. Объём дискового массива RAID5 рассчитывается по формуле (n-1)*hddsize, где n — число дисков в массиве, а hddsize — размер наименьшего диска. Например, для массива из четырех дисков по 80 гигабайт общий объём будет (4 — 1) * 80 = 240 гигабайт. На запись информации на том RAID 5 тратятся дополнительные ресурсы и падает производительность, так как требуются дополнительные вычисления и операции записи, зато при чтении (по сравнению с отдельным винчестером) имеется выигрыш, потому что потоки данных с нескольких дисков массива могут обрабатываться параллельно.

Недостатки

Производительность RAID 5 заметно ниже, в особенности на операциях типа Random Write (записи в произвольном порядке), при которых производительность падает на 10-25% от производительности RAID 0 (или RAID 10), так как требует большего количества операций с дисками (каждая операция записи, за исключением так называемых full-stripe write-ов, сервера заменяется на контроллере RAID на четыре — две операции чтения и две операции записи). Недостатки RAID 5 проявляются при выходе из строя одного из дисков — весь том переходит в критический режим (degrade), все операции записи и чтения сопровождаются дополнительными манипуляциями, резко падает производительность. При этом уровень надежности снижается до надежности RAID-0 с соответствующим количеством дисков (то есть в n раз ниже надежности одиночного диска). Если до полного восстановления массива произойдет выход из строя, или возникнет невосстановимая ошибка чтения хотя бы на еще одном диске, то массив разрушается, и данные на нем восстановлению обычными методами не подлежат

Следует также принять во внимание, что процесс RAID Reconstruction (восстановления данных RAID за счет избыточности) после выхода из строя диска вызывает интенсивную нагрузку чтения с дисков на протяжении многих часов непрерывно, что может спровоцировать выход какого-либо из оставшихся дисков из строя в этот наименее защищенный период работы RAID, а также выявить ранее не обнаруженные сбои чтения в массивах cold data (данных, к которым не обращаются при обычной работе массива, архивные и малоактивные данные), что повышает риск сбоя при восстановлении данных

Минимальное количество используемых дисков равно трём.

RAID 5

Плюсы и минусы

RAID 5 и RAID 10 поддерживают « горячую» замену, т. Е. Предоставляют возможность продолжить чтение из массива даже при замене неисправного диска. Однако в случае RAID 5 такие чтения выполняются медленно из-за накладных расходов при расчете четности. Но для RAID 10 такое чтение выполняется так же быстро, как и при обычной работе.

Другие преимущества RAID 10:

• Очень быстро читает и пишет
• Очень быстрое восстановление после сбоя
• Более отказоустойчив, чем RAID 5, поскольку RAID 10 может переносить сбои нескольких дисков одновременно.

Недостатками RAID 10 являются:

Дорого из-за неэффективного хранения (50%, из-за зеркалирования)

Преимущества RAID 5 включают в себя:

• Отличный баланс отказоустойчивости, цены (эффективности хранения) и производительности
• Быстро читает

К недостаткам RAID 5 можно отнести:

• Медленное восстановление после сбоя
• Можно терпеть только сбой 1 диска в массиве

Рейд 10 против Рейда 5 Сравнительная таблица

Теперь давайте кратко рассмотрим функции Raid 10 и Raid 5 в следующей сравнительной таблице Raid 10 и Raid 5.

Особенности	Рейд 10	Рейд 5
Ключевой особенностью	Зеркальное чередование: сочетает зеркальное отображение и чередование для повышения производительности и отказоустойчивости.	Паритет с чередованием
Чередование	Да, равномерно распределить данные по группам дисков. Каждая группа владеет двумя дисками, которые настроены как зеркальные изображения. Таким образом, Raid 10 сочетает в себе функции как Raid 1, так и Raid 0	Да, данные чередуются равномерно среди всех дисков Raid. Кроме того, информация о четности хранится только одна. Таким образом, восстановление данных возможно в случае отказа любого диска
Отказоустойчивость, избыточность и зеркалирование	Его функция зеркалирования данных делает его отказоустойчивым. Если драйвер поврежден, данные могут быть быстро восстановлены путем копирования на другие диски	Нет избыточности или зеркалирования. Здесь отказоустойчивость может быть достигнута путем измерения и сохранения информации о четности. Он терпит один сбой физического диска
Перфоманс	Быстрые операции чтения из-за чередования, а также быстрые операции записи, поскольку каждый блок данных требует зеркального отражения или записи дважды. Здесь записи происходят на двух разных дисках для параллельного появления. Нет необходимости рассчитывать информацию о четности	Быстрое чтение из-за чередования данных на нескольких физических дисках. Здесь записи выполняются немного медленнее из-за необходимости измерения информации о четности. Поскольку четность рассчитывается, диск не становится узким местом
Приложения	Хотя производительность важна для операций записи и чтения, а также для быстрого восстановления после сбоя	Эффективный баланс достойной производительности, эффективного хранения, хорошей безопасности и устойчивости к сбоям. Идеально подходит для приложений и файловых серверов, имеющих ограниченный номер. жестких дисков
Необходимое минимальное количество дисков	4	3
Паритетный диск	Контрольная сумма и четность не измеряются в конфигурации Raid 10	Информация о четности распространяется на все физические диски. Если какой-либо диск поврежден, информация о четности используется для восстановления данных, хранящихся на диске
преимущества	Быстрое восстановление данных в случае сбоя диска	Отказоустойчивость, быстрое чтение и недорогое резервирование. Здесь данные могут быть доступны во время восстановления неисправного диска
Недостатки бонуса без депозита	Использование диска составляет всего 50%. Таким образом, это недорого для получения избыточности при хранении по сравнению с хранением информации о четности	Восстановление после сбоя происходит медленно из-за вычислений четности для восстановления содержимого и восстановления замещающего диска. Можно читать из системы Raid, но функции чтения в течение этого времени могут быть довольно медленными.

RAID 50 and RAID 10 Compared

In the last part of this tutorial, I will compare RAID 50 and RAID 10. I will summarize the benefits offered by each. The section will also highlight the drawbacks of each RAID type.

S/N	Features	RAID 50	RAID 10
1	Data Redundancy	RAID 50 offers better redundancy as it combines striping with parity and stripping without parity.	RAID 10 offers Some level of redundancy as it combines mirroring and striping without parity
2	Performance (Speed)	This RAID combination delivers faster read and write	This RAID configuration is slow to write but may offer the same read as RAID 50
3	Storage Space Offered	RAID 50 will give you more storage volume compared to RAID 10	This RAID configuration will deliver less storage volume as it requires two disks to write the same data.
4	Cost	RAID 50 requires very complex controller to implement. It also requires a minimum of 6 disks. This makes it considerably more expensive to implement.	In comparison to RAID 50, RAID 10 requires just 4 disks to configure.
5	Data Recover	Recovery from failure is slow because RAID 5 need to calculate parity information to rebuild the failed array. Though recovery will depend on where the disk failure occurs. If multiple disks from the same RAID 5 set fails, recovery may be impossible	In a RAID 10 array, sets of mirrored disks are stripped. Data recovery is possible depending on which drive fails. If multiple disks fails in the same mirror set, the volume is irrecoverable