מידע על מערך הדיסקים (RAID) במחשב

 

עקרונות RAID

מערך בעודף של דיסקים זולים או RAID הוא מספר של דיסק קשיח אשר פועל ככונן מחשב מהימן ביותר כונן דיסק יחיד. RAID משתמש במספר טכניקות המשמשות ב RAID כמוסבר להלן.

 

Spanning / Software Striping – מידע מפוצל וכתיבה על פני כונן מחשב פיסי כפול. תועלת RAID 0 היא הטכניקה.

שיקוף – שיכפול נתונים מכונן מחשב אחד לשני.

שיכפול – שיכפול כונן המחשב כמו בקר הדיסק.

נדחה – נתונים מתחבאים בזיכרון המטמון ויכתוב לכונן הדיסק הקשיח כשכונן המחשב יהיה פנוי.

Hot Swapping – כונן מחשב כושל יכול להיות מוחלף והנתונים יתמקמו על פני הדיסק הקשיח בעוד ששאר המערכת בפעולה.

Hot Sparing – כונן המחשב מאתחל אוטומטית לתוך המערך כאשר עוד משהו נופל.

Spindle Synchronization – תאום לביצוע בו זמני של רוטציה של כל כונן המחשב בתוך המערך מאפשר לכל המידע להיכתב בפעם אחת.

 

סוגי RAID

RAID 0

תכנה stripping וBlock Interleave (נדרשים מינימום שני כוננים).

נתונים נכתבים לכל כונן ברציפות כל מקטע הולך לכונן הפנוי הבא כך שהנתונים מפוזרים על פני מערך הכונן (בפסים) המספק פעילות מהירה יותר ופחות סיכוי שאחד הכוננים יגיע להעמסה יתרה עם הנתונים הנדרשים. הנפח יכול כמובן להיות הרבה יותר גדול מכל כונן יחיד. מאחר ולא מסופק עודף, הכישלון של כונן יחיד יפיל את המערכת. סוג של מערכך מהיר ויעיל יותר אל לא מציע סובלנות לפגמים.

RAID 1

דיסק שקוף דו כיוני (נדרשים לפחות שני כוננים).

כוננים משתמשים בזוגות וכל הנתונים נכתבים בדיוק באותו אופן לשני הכוננים. כל כונן יכול להיות דו כיוני על ידי התקשרות לממשק הבקר שלו. כישלון של כונן אחד לא יפיל את המערכת ואילו הכונן השני ימשיך לתפקד. ודאי ששני כוננים שקולים ביכולת האחסון לכונן אחד. אין שום ביצוע המשיג את הרמה הזו. מערך הברירות להופעה-ביקורתית, סביב של ליקוי סובלני. בנוסף RAID-1 היא הבחירה היחידה עבור יכולת המערכת להמשיך לפעול אם לא יותר משני כוננים מבוקשים.

RAID 2

נתונים המסומנים בפסים וסיבית המשולבת בין דפים.

נתונים נכתבים על פני כל כונן ברציפות סיבית אחת כל פעם. סכום ביקורת הנתונים נרשם בכונן נפרד.השיטה הזאת איטית מאוד לכתיבת דיסק. משתמשים בזה לעיתים רחוקות מאחר ש ECC (קוד תיקון שגיאות) משובץ כמעט בכל כונני המחשב החדשים.

RAID 3

נתונים המסומנים בפסים וסיבית המשולבת בין דפים ובדיקת שגיאות בזיכרון.

הרמה הזו דומה לרמה 2 אך יותר אמינה. נתונים המסומנים בפסים נעשים על פני הכונן, בית אחד כל פעם. בדרך כלל משתמשים ב 4 או 5 כוננים לספק קצב העברה גבוה. בדרך כלל כונן אחד מוקדש למידע על שגיאות. כישלון של כונן ניתן לפיצוי על ידי שימוש בכונן זוגי המשחזר את תוכן הכונן שנפל. בגלל שהכונן הזוגי נגיש בכל פעולת כתיבה כתיבת הנתונים נוטה להיות איטית. נפילה של שני כוננים או יותר עשויה להוות בעיה.

ניתן להשתמש בנתונים מרוכזים או סביב של משתמש יחיד אשר גישה סדרתית ארוכה הנרשמת במהירות העברת נתונים גבוהה, בכל אופן, RAID-3 לא מאפשר פעולה כפולה של I/O לחפוף ודורש תיאום ביצוע בו זמני לכונן על מנת למנוע הופעה משפילה עם רשומה קצרה.

RAID 4

קטע המשלב נתונים המסומנים בפסים עם בדיקת שגיאות בזיכרון.

כמו ברמה 3, RAID 4 משתמש בכונן זוגי יחיד וקטע נתונים המסומן בפסים כמו ב RAID 0. כונן RAID ברמה כזו מתפקד בנפרד, עם כונן יחיד הקורא קטע נתונים. כשלון הבקר יהיה כמובן נורא.  אינו מציע יתרון על פני RAID-5 ואינו תומך בו זמנית בכתיבה.

RAID 5

קטע המשלב נתונים המסומנים בפסים עם חלקי אימות נתונים בכל הכונן.

היחיד לשימוש ב NetWare. מידע סיבית זוגית מפוזר בכל הכונן. היעילות של RAID 5 עולה במספרי הדיסקים המוכנסים. אתה יכול להשתמש בהכנסה אוטמטית של דיסק (Hot spare) ולבנות מחדש את הכונן שנכשל תוך כדי עבודה. הבחירה הכי טובה בסביבה עם ריבוי משתמשים אשר לא כותבים בביצוע זהיר. בכל אופן, לפחות שלושה, ובצורה אופיינת יותר חמישה כוננים נדרשים למערך RAID-.

RAID 6

הרחבה ל RAID 5 אשר מוסיף קובץ מובנה עם הפעילויות המבוצעות במחשב המערכת מספקת מיפוי בין מגזר כונן הדיסק הפיזי והייצוג המדומה שלהם. כאשר מידע נכתב הוא ימוקם בצורה סדרתית פיזית במגזר הדיסק.

 

גרסאות אחרות של RAID

RAID 10

מערך מופשט אשר החלקים שלו הם מערך RAID 1 וכולל את אותן יכולות של המערכת להמשיך לפעול גם לאחר תקלה בחומרה או בתכנה כמו ב RAID 1.

שיעור גבוה של I/O המושג על ידי הפשטת חלקי RAID 1.

פתרון מצוין לאלו המתייחסים ל RAID 1 כ RAID 10 מסופקת תוספת פעולת כתיבה בכל אופן זהו פתרון יקר מאוד.

RAID 53

יישום סימון בפסים של מערך RAID 0 אשר מחלק את מערך RAID 3. RAID 53 מכיל את אותה יכולת המערכת להמשיך לפעול גם לאחר תקלה בחומרה או בתכנה ותקורה כ RAID 3.

פתרון מצוין למתייחסים ל RAID 3 כ RAID 53 לספק ביצוע כתיבה נוספת בכל אופן זהו פתרון יקר מאוד ודורש מכל הכוננים להיות עם תיאום.

 

איתור תקלות

 

תמיכה כללית ב RAID

מה זה RAID 0/1?

חלק מהמחשבים ויצרני ה RAID יצרו תרשים משלהם לתיוג התקן RAID. RAID 0/1 לדוגמא יסמל את האיחוד של הסימון בפסים של RAID 0 עם השיקוף של RAID 1.