Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о нестандартных конфигурациях RAID. Для RAID в целом см. RAID . Для основных конфигураций RAID см. Стандартные уровни RAID .

Хотя все реализации RAID в некоторой степени отличаются от спецификации, некоторые компании и проекты с открытым исходным кодом разработали нестандартные реализации RAID, которые существенно отличаются от стандартных. Кроме того, существуют архитектуры дисков без RAID , обеспечивающие конфигурации нескольких жестких дисков, которые не упоминаются сокращениями RAID.

Двойная четность [ править ]

Схема настройки RAID-DP (двойная четность)

Теперь часть RAID 6, двойная четность (иногда известная как диагональная четность строк [1] ) включает два набора проверок четности , как традиционный RAID 6. Иными словами, второй набор не является еще одним набором точек в переопределенном полиноме, который характеризует данные. Скорее, двойная четность вычисляет дополнительную четность для другой группы блоков. Например, на нашем графике и RAID 5, и RAID 6 рассматривают все блоки с меткой A для создания одного или нескольких блоков четности. Однако довольно легко вычислить четность для нескольких групп блоков, можно вычислить все блоки A и переставленную группу блоков. [2]

RAID-DP [ править ]

RAID-DP - это собственная реализация NetApp RAID, доступная только в системах ONTAP . RAID DP реализует RAID 4, за исключением дополнительного диска, который используется для второй четности, поэтому он имеет те же характеристики отказов, что и RAID 6. [3] Ухудшение производительности RAID-DP обычно составляет менее 2% по сравнению с RAID-DP. аналогичная конфигурация RAID 4. [4]

RAID 5E, RAID 5EE и RAID 6E [ править ]

RAID 5E, RAID 5EE и RAID 6E (с добавленным E, обозначающим Enhanced ) обычно относятся к вариантам RAID 5 или 6 со встроенным диском горячего резервирования , где резервный диск является активной частью схемы ротации блоков. Это распределяет ввод-вывод по всем дискам, включая запасной, таким образом уменьшая нагрузку на каждый диск и повышая производительность. Однако это предотвращает совместное использование резервного диска несколькими массивами, что иногда бывает желательно. [5]

Intel Matrix RAID [ править ]

Схема настройки Intel Matrix RAID
Основная статья: Intel Matrix RAID

Intel Matrix RAID (функция Intel Rapid Storage Technology) - это функция (не уровень RAID), присутствующая в ICH6 R и последующих наборах микросхем южного моста от Intel, доступная и настраиваемая с помощью утилиты настройки RAID BIOS . Matrix RAID поддерживает всего два физических диска или столько, сколько поддерживает контроллер. Отличительной особенностью Matrix RAID является то, что он позволяет использовать любой набор томов RAID 0, 1, 5 или 10 в массиве, которому выделяется управляемая (и идентичная) часть каждого диска. [6] [7] [8]

Таким образом, массив Matrix RAID может улучшить как производительность, так и целостность данных. Практический пример этого мог бы использовать небольшой том RAID 0 (чередующийся) для операционной системы , программ и файлов подкачки; второй больший том RAID 1 (зеркальный) будет хранить важные данные. Linux MD RAID также способен на это. [6] [7] [8]

Linux MD RAID 10 [ править ]

Программная подсистема RAID, предоставляемая ядром Linux , называемая md , поддерживает создание как классических (вложенных) массивов RAID 1 + 0 , так и нестандартных массивов RAID, которые используют одноуровневую структуру RAID с некоторыми дополнительными функциями. [9] [10]

Стандартный «ближний» макет, в котором каждый фрагмент повторяется n раз в k- полосном массиве, эквивалентен стандартной схеме RAID 10, но не требует, чтобы n равномерно делило k . Например, схема n 2 на двух, трех и четырех дисках будет выглядеть так: [11] [12]

2 диска 3 диска 4 диска-------- ---------- --------------A1 A1 A1 A1 A2 A1 A1 A2 A2A2 A2 A2 A3 A3 A3 A3 A4 A4A3 A3 A4 A4 A5 A5 A5 A6 A6A4 A4 A5 A6 A6 A7 A7 A8 A8.. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

Пример с четырьмя дисками идентичен стандартному массиву RAID 1 + 0, а пример с тремя дисками представляет собой программную реализацию RAID 1E. Пример с двумя дисками эквивалентен RAID 1. [12]

Драйвер также поддерживает «дальнюю» компоновку, при которой все диски разбиты на f секций. Все фрагменты повторяются в каждом разделе, но переключаются группами (например, парами). Например, схемы f 2 на массивах с двумя, тремя и четырьмя дисками будут выглядеть следующим образом: [11] [12]

2 диска 3 диска 4 диска-------- ------------ ------------------A1 A2 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A4A3 A4 A4 A5 A6 A5 A6 A7 A8A5 A6 A7 A8 A9 A9 A10 A11 A12.. .. .. .. .. .. .. .. .. ..A2 A1 A3 A1 A2 A2 A1 A4 A3A4 A3 A6 A4 A5 A6 A5 A8 A7A6 A5 A9 A7 A8 A10 A9 A12 A11.. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

Макет «Дальний» предназначен для обеспечения производительности чередования на зеркальном массиве; последовательные чтения могут быть чередующимися, как в конфигурациях RAID 0. [13] Случайное чтение несколько быстрее, в то время как последовательная и случайная запись предлагают примерно такую ​​же скорость, что и другие зеркальные конфигурации RAID. Макет «Дальний» хорошо работает в системах, в которых операции чтения выполняются чаще, чем записи, что является обычным случаем. Для сравнения, обычный RAID 1, предоставляемый программным RAID Linux , не чередует чтение, но может выполнять чтение параллельно. [14]

Драйвер md также поддерживает схему «смещения», в которой каждая полоса повторяется o раз и смещается f (дальними) устройствами. Например, о 2 макетов на двух-, трех- и четырех дисков массивов изложены следующим образом: [11] [12]

2 диска 3 диска 4 диска-------- ---------- ---------------A1 A2 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A4A2 A1 A3 A1 A2 A4 A1 A2 A3A3 A4 A4 A5 A6 A5 A6 A7 A8A4 A3 A6 A4 A5 A8 A5 A6 A7A5 A6 A7 A8 A9 A9 A10 A11 A12A6 A5 A9 A7 A8 A12 A9 A10 A11.. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

Также возможно комбинировать макеты «ближний» и «смещенный» (но не «дальний» и «смещенный»). [12]

В приведенных выше примерах k - это количество приводов, а n # , f # и o # задаются как параметры длямдадмс --макетвариант. Программный RAID Linux (ядро Linuxмкрдрайвер) также поддерживает создание стандартных конфигураций RAID 0, 1, 4, 5 и 6. [15] [16]

RAID 1E [ править ]

Схема настройки RAID 1E

Некоторые реализации RAID 1 по- разному обрабатывают массивы с более чем двумя дисками, создавая нестандартный уровень RAID, известный как RAID 1E . В этом макете чередование данных сочетается с зеркалированием путем зеркалирования каждой записанной полосы на один из оставшихся дисков в массиве. Полезная емкость массива RAID 1E составляет 50% от общей емкости всех дисков, образующих массив; если используются диски разных размеров, на каждом диске используются только части, равные размеру наименьшего элемента. [17] [18]

Одно из преимуществ RAID 1E по сравнению с обычными зеркальными парами RAID 1 заключается в том, что производительность операций произвольного чтения остается выше производительности отдельного диска даже в деградированном массиве. [17]

RAID-Z [ править ]

См. Также: ZFS § Подход ZFS: RAID-Z и зеркалирование

В ZFS файловая система обеспечивает RAID-Z , схему распределения данных / четности , подобную RAID 5 , но с использованием ширины динамической полосы: каждый блок является его собственным RAID - полосой, независимо от размера блока, в результате чего в каждом RAID-Z записи будучи полной полосой записи . В сочетании с транзакционной семантикой копирования при записи ZFS это устраняет ошибку отверстия для записи . RAID-Z также быстрее, чем традиционный RAID 5, потому что ему не нужно выполнять обычную последовательность чтения-изменения-записи . RAID-Z не требует специального оборудования, такого как NVRAM для надежности или буферизации записи для производительности. [19]

Учитывая динамический характер ширины полосы RAID-Z, реконструкция RAID-Z должна проходить через метаданные файловой системы, чтобы определить фактическую геометрию RAID-Z. Это было бы невозможно, если бы файловая система и RAID-массив были отдельными продуктами, тогда как это становится возможным при наличии интегрированного представления логической и физической структуры данных. Просмотр метаданных означает, что ZFS может проверять каждый блок на соответствие своей 256-битной контрольной сумме, в то время как традиционные продукты RAID обычно не могут этого сделать. [19]

Помимо обработки сбоев всего диска, RAID-Z также может обнаруживать и исправлять скрытое повреждение данных , предлагая «самовосстановление данных»: при чтении блока RAID-Z ZFS сравнивает его со своей контрольной суммой, и если диски с данными сделали это. не вернет правильный ответ, ZFS считывает данные о четности, а затем определяет, какой диск вернул неверные данные. Затем он восстанавливает поврежденные данные и возвращает правильные данные запрашивающей стороне. [19]

Существует пять различных режимов RAID-Z: RAID-Z0 (аналогично RAID 0, не обеспечивает избыточности), RAID-Z1 (аналогично RAID 5, допускает отказ одного диска), RAID-Z2 (аналогично RAID 6, допускает два сбой дисков), RAID-Z3 ( конфигурация RAID 7 [a] , допускает отказ трех дисков) и зеркальное отображение (аналогично RAID 1, допускает отказ всех дисков, кроме одного). [21]

Drive Extender [ править ]

Windows Home Server Drive Extender - это специализированный вариант JBOD RAID 1, реализованный на уровне файловой системы . [22]

В 2011 году Microsoft объявила, что Drive Extender больше не будет входить в состав Windows Home Server Version 2, Windows Home Server 2011 (кодовое имя VAIL). [23] В результате сторонний поставщик предпринял попытку заполнить пробел, оставленный DE. Среди конкурентов - Division M, разработчики Drive Bender и DrivePool от StableBit. [24] [25]

BeyondRAID [ править ]

BeyondRAID не является полноценным расширением RAID, но объединяет до 12 жестких дисков SATA в один пул хранения. [26] Его преимущество заключается в одновременной поддержке дисков нескольких размеров, как и в JBOD, при обеспечении избыточности для всех дисков и возможности обновления с горячей заменой в любое время. Внутри он использует сочетание методов, аналогичных RAID 1 и 5. В зависимости от доли данных по отношению к емкости он может выдержать до трех отказов дисков, [ необходима цитата ]если "массив" может быть восстановлен на оставшиеся исправные диски до того, как другой диск выйдет из строя. Объем используемой памяти можно приблизительно определить, суммируя емкости дисков и вычитая емкость самого большого диска. Например, если был установлен диск на 500, 400, 200 и 100 ГБ, приблизительная полезная емкость была бы 500 + 400 + 200 + 100-500 = 700 ГБ полезного пространства. Внутри данные будут распределены в двух массивах типа RAID 5 и двух наборах типа RAID 1:

 Диски | 100 ГБ | 200 ГБ | 400 ГБ | 500 ГБ | ---------- | х | неиспользуемое пространство (100 ГБ) ---------- ------------------- | A1 | A1 | Набор RAID 1 (2 × 100 ГБ) ------------------- ------------------- | B1 | B1 | Набор RAID 1 (2 × 100 ГБ) ------------------- ---------------------------- | C1 | C2 | Cp | Массив RAID 5 (3 × 100 ГБ) ---------------------------- ------------------------------------- | D1 | D2 | D3 | Dp | Массив RAID 5 (4 × 100 ГБ) -------------------------------------

BeyondRaid предлагает функцию, аналогичную RAID 6, и может выполнять сжатие на основе хэшей с использованием 160-битных хэшей SHA-1 для максимальной эффективности хранения. [27]

Не боюсь [ править ]

Unraid - это операционная система на базе Linux, оптимизированная для хранения медиафайлов. [28]

К недостаткам можно отнести более низкую производительность записи по сравнению с одним диском и узкие места, когда одновременно записываются несколько дисков. Однако Unraid позволяет поддерживать пул кэша, который может значительно повысить производительность записи. Данные кэш-пула можно временно защитить с помощью Btrfs RAID 1, пока Unraid не переместит их в массив в соответствии с расписанием, установленным в программном обеспечении. [ необходима цитата ]

Преимущества включают более низкое энергопотребление по сравнению со стандартными уровнями RAID, возможность использования нескольких жестких дисков разного размера на полную мощность и в случае одновременного отказа нескольких жестких дисков (превышение избыточности) только потеря данных, хранящихся на отказавших жестких дисках. по сравнению со стандартными уровнями RAID, которые предлагают чередование, и в этом случае все данные в массиве теряются, когда выходит из строя больше жестких дисков, чем может обработать избыточность. [29]

CRYPTO softraid [ править ]

В OpenBSD CRYPTO - это дисциплина шифрования для подсистемы softraid. Он шифрует данные в одном фрагменте, чтобы обеспечить конфиденциальность данных. CRYPTO не обеспечивает избыточности. [30]

Профиль DUP [ править ]

Некоторые файловые системы, такие как Btrfs, [31] и ZFS / OpenZFS (со свойством копий для каждого набора данных = 1 | 2 | 3), [32] поддерживают создание нескольких копий одних и тех же данных на одном диске или пуле дисков, защищая от отдельные сбойные сектора, но не из-за большого количества сбойных секторов или полного отказа диска. Это позволяет использовать некоторые преимущества RAID на компьютерах, которые могут принимать только один диск, например ноутбуках.

Декластеризованный RAID [ править ]

Декластеризованный RAID позволяет использовать дисковые массивы произвольного размера, одновременно снижая нагрузку на клиентов при восстановлении после сбоев дисков. Он равномерно распределяет или декластерирует пользовательские данные, информацию об избыточности и свободное пространство по всем дискам декластеризованного массива. При традиционном RAID вся дисковая система хранения, например, из 100 дисков, будет разбита на несколько массивов, скажем, по 10 дисков в каждом. Напротив, при декластерированном RAID вся система хранения используется для создания одного массива. Каждый элемент данных записывается дважды, как при зеркалировании, но логически смежные данные и копии распределяются произвольно. Когда диск выходит из строя, стертые данные восстанавливаются с использованием всех рабочих дисков в массиве, пропускная способность которых больше, чем у меньшего количества дисков обычной группы RAID. Кроме того, если во время восстановления возникает дополнительная ошибка диска,количество поврежденных гусениц, требующих ремонта, заметно меньше, чем при предыдущем отказе, и меньше, чем постоянные накладные расходы на восстановление обычного массива. Уменьшение влияния декластеризованной перестройки и накладных расходов на клиента может быть в три-четыре раза меньше, чем при использовании обычного RAID. Производительность файловой системы становится менее зависимой от скорости любого отдельного перестроения массива хранения.[33]

См. Также [ править ]

  • Вложенные уровни RAID
  • Стандартные уровни RAID

Заметки [ править ]

  1. ^ Хотя RAID 7 не является стандартным уровнем RAID, он был предложен как универсальный термин для любой конфигурации RAID с контролем четности> 2 [20]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Питер Корбетт; Боб Инглиш; Атул Гоэль; Томислав Грчанац; Стивен Клейман; Джеймс Леонг и Сунита Санкар (2004). «Диагональная четность строк для исправления сбоев двойного диска» (PDF) . Ассоциация USENIX. Архивации (PDF) с оригинала на 2013-11-22 . Проверено 22 ноября 2013 .
  2. ^ Патрик Шмид (2007-08-07). «RAID 6: чередующийся набор с двойным резервированием - диаграммы масштабирования RAID, часть 2» . Tomshardware.com . Проверено 15 января 2014 .
  3. ^ Белый, Джей; Люэт, Крис; Белл, Джонатан (март 2003 г.). «RAID-DP: реализация NetApp RAID с двойной четностью для защиты данных» (PDF) . NetApp.com . Сетевое устройство . Проверено 7 июня 2014 .
  4. ^ Белый, Джей; Альварес, Карлос (октябрь 2011 г.). «Назад к основам: RAID-DP | Сообщество NetApp» . NetApp.com . NetApp . Проверено 25 августа 2014 .
  5. ^ «Нестандартные уровни RAID» . RAIDRecoveryLabs.com . Архивировано из оригинала на 2013-12-15 . Проверено 15 декабря 2013 .
  6. ^ a b «Исследована матрица RAID Intel» . Технический отчет. 2005-03-09 . Проверено 2 апреля 2014 .
  7. ^ a b «Настройка RAID с использованием технологии Intel Matrix Storage» . HP.com . Hewlett Packard . Проверено 2 апреля 2014 .
  8. ^ a b «Технология хранения Intel Matrix» . Intel.com . Intel. 2011-11-05 . Проверено 2 апреля 2014 .
  9. ^ «Создание программных устройств RAID 10» . SUSE . Дата обращения 11 мая 2016 .
  10. ^ «Вложенные уровни RAID» . Arch Linux . Дата обращения 11 мая 2016 .
  11. ^ a b c «Создание сложного RAID 10» . SUSE . Дата обращения 11 мая 2016 .
  12. ^ a b c d e «Производительность программных схем RAID 10 для Linux: сравнительный анализ ближнего, дальнего и смещения» . Ilsistemista.net . 2012-08-28 . Проверено 8 марта 2014 .
  13. ^ Джон Нельсон (2008-07-10). «Тесты RAID5,6 и 10 на 2.6.25.5» . Jamponi.net . Проверено 1 января 2014 .
  14. ^ «Производительность, инструменты и общие вопросы для костей» . TLDP.org . Проверено 1 января 2014 .
  15. ^ «mdadm (8): управление устройствами MD, также известными как программный RAID - справочная страница Linux» . Linux.Die.net . Проверено 8 марта 2014 .
  16. ^ «md (4): драйвер нескольких устройств, также известный как программный RAID - справочная страница Linux» . Die.net . Проверено 8 марта 2014 .
  17. ^ a b «Какой уровень RAID мне подходит ?: RAID 1E (полосовое зеркалирование)» . Adaptec . Проверено 2 января 2014 .
  18. ^ «Интегрированный RAID-массив LSI 6 Гбит / с с последовательным подключением SCSI (SAS): краткое описание продукта» (PDF) . LSI Corporation . 2009. Архивировано из оригинального (PDF) 28 июня 2011 года . Проверено 2 января 2015 .
  19. ^ a b c Бонвик, Джефф (2005-11-17). «RAID-Z» . Блог Джеффа Бонвика . Блоги Oracle . Архивировано из оригинала на 2014-12-16 . Проверено 1 февраля 2015 .
  20. ^ Левенталь, Адам (2009-12-17). «RAID с тройной четностью и выше» . Очередь . 7 (11): 30. DOI : 10,1145 / 1661785,1670144 . Проверено 12 апреля 2019 .
  21. ^ «Производительность, емкость и целостность ZFS Raidz» . calomel.org . Архивировано из оригинального 27 ноября 2017 года . Проверено 23 июня 2017 года .
  22. ^ Отдельно от диспетчера логических дисков Windows
  23. ^ «MS отбрасывает пул накопителей с Windows Home Server» .
  24. ^ "Публичный релиз Drive Bender прибывает на этой неделе" . Нас обслужили. Архивировано из оригинала на 2017-08-20 . Проверено 15 января 2014 .
  25. ^ «Обзор StableBit DrivePool за 2 года» . Home Media Tech .
  26. ^ Data Robotics, Inc. внедряет BeyondRaid в своеустройство Drobostorage .
  27. ^ Подробная техническая информация о BeyondRaid, в том числе о том, как он обрабатывает добавление и удаление дисков: US 20070266037 , Julian Terry; Джеффри Барролл и Нил Кларксон, назначенные в DROBO Inc. 
  28. ^ "Что такое unRAID?" . Lime-Technology.com . Известковая технология. 2013-10-17. Архивировано из оригинала на 2014-01-05 . Проверено 15 января 2014 .
  29. ^ «LimeTech - Технология» . Lime-Technology.com . Известковая технология. 2013-10-17. Архивировано из оригинала на 2014-01-05 . Проверено 9 февраля 2014 .
  30. ^ "Страницы руководства: softraid (4)" . OpenBSD.org . 2017-06-27 . Проверено 4 февраля 2018 .
  31. ^ "Страницы руководства: mkfs.btrfs (8)" . btrfs-progs . 2018-01-08 . Проверено 17 августа 2018 .
  32. ^ «Команды обслуживания zfs - настраивает файловую систему ZFS» . illumos: страница руководства: zfs.1m .
  33. ^ "Декластеризованный RAID" . IBM . Дата обращения 1 февраля 2020 .

Как построить сервер с использованием корпоративных компонентов