Типы raid-массивов

Что такое RAID

RAID — это технология, с помощью которой может быть организовано хранение данных на жёстких дисках. По-простому — это инструкция, как хранить и читать ваши файлы на дисках.

Расшифровывается так: Redundant Array of Independent Disks, по-русски — массив независимых дисков с избыточностью. Избыточность — ключевое слово.

Чаще всего эту технологию применяют к нескольким дискам на одном устройстве. Например, у вас может быть сетевое хранилище, в которое будут вставлены четыре диска. Эти четыре диска собираются в RAID-массив и после некоторой компьютерной магии они становятся более безопасными.

Суть безопасности RAID в том, чтобы при поломке одного из дисков данные в целом не пострадали. По крайней мере, чтобы их можно было восстановить.

Какой RAID все же выбрать?

Если вы играете в игры, часто копируете музыку, фильмы, устанавливаете ёмкие ресурсопотребляющие программы, то Вам безусловно пригодиться  RAID 0

Но будьте внимательны при выборе жестких дисков, — в этом случае их качество особенно важно, — или же обязательно делайте бэкапы на внешний носитель

Если же вы работаете с ценной информацией, которую потерять равносильно смерти, то Вам безусловно нужен RAID 1 — с ним потерять информацию крайне сложно.

Повторюсь, что очень желательно, чтобы диски устанавливаемые в RAID массив были пол идентичны. Размер, фирма, серия, объём кэша — всё, желательно, должно быть одинаковым.

RAID 1

Уровень RAID 1 («mirroring») требует для реализации четного количества жестких дисков: они разбиваются на пары, и вся информация считывается или записывается одновременно на два винчестера, полностью дублирующих друг друга. Другими словами, в массиве RAID 1 из двух HDD содержание обоих жестких дисков будет абсолютно идентичным в любой момент времени. Соответственно, безвозвратная потеря данных возможна лишь в том случае, если из строя выйдут сразу оба винчестера. Такой массив не только повышает надежность хранения информации, но и увеличивает скорость чтения данных, т. к. их можно «тянуть» сразу с двух дисков. При этом скорость записи остается такой же, как и у одного накопителя. Понятно, что объем логического диска, созданного с помощью RAID 1, будет в два раза меньше суммарного объема винчестеров. В целом массив первого уровня очень практичен и часто применяется пользователями, обеспокоенными сохранностью данных.

RAID 1+0

Заметим, что массивы уровней 0 и 1 можно объединять между собой, если это позволяет RAID-контроллер. Для полноценной реализации подобной конфигурации потребуется четыре накопителя: два будут работать в режиме RAID 0, а еще два — дублировать все их действия. В результате мы получим и скорость, и надежность. К тому же в данном случае допустим выход из строя сразу двух дисков, если это не «винчестеры-клоны». Сочетание этих двух уровней часто называют RAID 10, однако за этим же именем в ряде случаев может прятаться обычный RAID 1 — за это стоит сказать спасибо маркетологам, интерпретирующим чтение с двух дисков как полноценный RAID 0.

Как создать массив из жестких дисков на компьютере через RAID контроллер?

Прежде, чем мы сможем создать эту систему, нужно узнать, поддерживает ли материнская плата работу с дисковыми массивами Raid. Во многих современных системных платах уже имеется встроенный Raid-контроллер, который-то и позволяет объединить жесткие диски. Поддерживаемые схемы массивов имеются в описаниях к материнской плате. Например, возьмем первую попавшуюся мне на глаза в Яндекс Маркете плату ASRock P45R2000-WiFi.

Здесь описание поддерживаемых Raid массивов отображается в разделе «Дисковые контроллеры Sata».

В данном примере мы видим, что Sata контроллер поддерживает создание массивов Raid: 0, 1, 5, 10. Что означают эти цифры? Это обозначение различных типов массивов, в которых диски взаимодействуют между собой по разным схемам, которые призваны, как я уже говорил, либо ускорять их работу, либо увеличивают надежность от потери данных.

Если же системная плата компьютера не поддерживает Raid, то можно приобрести отдельный Raid-контроллер в виде PCI платы, которая вставляется в PCI слот на материнке и дает ей возможность создавать массивы из дисков. Для работы контроллера после его установки нужно будет также установить raid драйвер, который либо идет на диске с данной моделью, либо можно просто скачать из интернета. Лучше всего на данном устройстве не экономить и купить от какого-то известного производителя, например Asus, и с чипсетами Intel.

Я подозреваю, что пока что вы еще не очень имеете представление, о чем все же идет речь, поэтому давайте внимательно разберем каждый из самых популярных типов Raid массивов, чтобы все стало более понятно.

RAID 61 & RAID 16

В основу этих массивов легли различные комбинации RAID 6 с зеркалом. Как и в случае с RAID 51 и 15, в некоторых комбинациях допускается выход из строя более чем половины всех имеющихся дисков. В RAID 61 может выйти из строя полностью одно зеркало и два диска из второго, то есть в минимальном варианте с 8 дисками допускается выход из строя 6 штук, а это 75%. Второй вариант допускает выход из строя максимум полностью двух зеркал, а также по одному диску из всех оставшихся. К сожалению, в сети касательно RAID 16 удалось найти только картинку.

Минусы — достаточно экзотический вариант, мало где можно встретить, низкая скорость записи, сильное снижение производительности при деградации массива (это касается не только того, что функционировать будет небольшое количество жестких дисков, но и имеется в виду сильная загрузка ЦП контроллера при вычислении недостающих данных);

Плюсы — экстремальная отказоустойчивость, неплохая скорость на чтение, сравнительно эффективное использование дискового пространства при использовании большого количества дисков.

RAID 2, 3, 4, 5, 6 — что такое и с чем едят их?

Описание этих массивов тут по стольку по скольку, т.е. чисто для справки, да и то в сжатом (по сути описан только второй) виде. Почему так? Как минимум в силу низкой популярности этих массивов среди рядового (да и в общем-то любого другого) пользователя и, как следствие, малого опыта использования оных мною.

RAID 2 зарезервирован для массивов, которые применяют некий код Хемминга (не интересовался что это, посему рассказывать не буду). Принцип работы примерно такой: данные записываются на соответствующие устройства так же, как и в RAID 0, т.е они разбиваются на небольшие блоки по всем дискам, которые участвуют в хранении информации.

Оставшиеся же  (специально выделенные под оное) диски хранят коды коррекции ошибок, по которым в случае выхода какого-либо винчестера из строя возможно восстановление информации. Тобишь в массивах такого типа диски делятся на две группы — для данных и для кодов коррекции ошибок

Например, у Вас два диска являют собой место под систему и файлы, а еще два будут полностью отведены под данные коррекции на случай выхода из строя первых двух дисков. По сути это что-то вроде нулевого рейда, только с возможностью хоть как-то спасти информацию в случае сбоев одного из винчестеров. Редкостно затратно, — четыре диска вместо двух с весьма спорным приростом безопасности.

RAID 3, 4, 5, 6.. Про них, как бы странно это не звучало на страницах этого сайта, попробуйте почитать на Википедии. Дело в том, что я в жизни сталкивался с этими массивами крайне редко (разве что пятый попадался под руку чаще остальных) и описать доступными словами принципы их работы не могу, а перепечатывать статью, с выше предложенного ресурса решительно не желаю, как минимум, в силу наличия в оных зубодробительных формулировок, которые даже мне понятны со скрипом.

Диски, используемые для RAID 0

Как я написал в введении, наш RAID будет состоять из четырёх дисков. Первый диск — Seagate Barracuda 80 Гб с интерфейсом IDE — самый слабенький:

Тем не менее, состояние его вполне нормальное. Сбойных секторов или прочих ошибок нет. На скриншоте ниже SMART и быстродействие этого диска в программе CrystalDiskMark:

Seagate Barracuda 80 Gb IDE

Поскольку на моей системной плате нет разъёмов IDE, то подключить этот диск напрямую я не мог. Для этого пришлось использовать плату-контроллер. Так она выглядит:

Не подумайте, что контроллер я купил специально, дабы подключить старый диск. Делать мне нечего. Случайно я вспомнил, что он у меня валяется без дела и решил задействовать. Контроллер этот двусторонний. То есть, с его помощью можно подключить старый IDE диск к современной системной плате, но также можно подключить новый SATA диск к старой плате, у которой нет SATA контроллера. На фотографии ниже показываю, как диск подключается к плате. В разъём IDE вставляется плата-контроллер, а уже к ней подключается SATA шлейф и питание самого контроллера. Питание диска подключается как обычно:

Конечно же первый вопрос, который возникает, при работе с подобными контроллерами: «Насколько он ухудшает скорость работы диска?» Мне тоже хотелось это проверить и я подключил диск к старой плате, имеющей разъём IDE. Ниже скриншот быстродействия, но диск уже подключен напрямую IDE to IDE:

Сравнение производительности (подключение напрямую — слева и через контроллер — справа)

Как видно на сравнительном скриншоте, разницы в производительности почти нет. Она настолько незначительная, что можно сказать в пределах погрешности измерений. Так что хорошая новость, подобный контроллер практически никак не ограничивает быстродействие жёсткого диска. С этим разобрались, переходим к следующему диску.

Следующий диск тоже Seagate Barracuda 80 Гб, но уже с интерфейсом SATA, более современный:

Диск этот хоть и SATA, но тоже далеко не первой свежести. И тем не менее со SMART всё в порядке. Его вы видите на скриншоте ниже вместе с тестом производительности:

Seagate Barracuda 80 Gb SATA

Третий диск, используемый мною для создания массива — Maxtor 80 Gb SATA:

SMART и тест быстродействия этого диска:

Maxtor 80 Gb SATA

Четвёртого диска на 80 Гб у меня не было. Но для создания RAID массива совершенно не обязательно использовать диски одинакового объёма. Посему четвёртым диском был выбран Seagate Barracuda 160 Gb SATA:

SMART этого диска показывает 1 сбойный сектор. Появился он уже давно и новых не добавляется, так что всё в порядке. Хотя наработка внушительная — 47 тысяч 300 часов:

Seagate Barracuda 160 Gb SATA

В завершение вступительной части покажу, как все эти 4 диска разместились в корпусе компьютера. Прямо перед ними расположен 120 мм вентилятор, продувающий всю «корзину» (между дисками есть расстояние). С охлаждением проблем нет:

Все четыре диска подключены к компьютеру, переходим к созданию RAID:

Скриншот окна «Управление дисками»

Raid 0

Raid 0 описание

Рэйд 0 или рейд страйп (raid stripe) состоит в простейшем случае из двух дисков, блоки которых чередуются следующим образом: первые 64 килобайта на первом диске с 0-го сектора, второй блок в 64 килобайта на втором диске с 0-го сектора, третий блок опять на первом диске сразу по окончании первого, четвертый на втором диске по окончании второго блока и так далее. Размер блоков может варьироваться. За счет подобной организации массива достигается повышенная пропускная способность, по сравнению с одиночным диском, и как следствие повышается общая производительность дисковой подсистемы.

Raid 0 описание

Минимально необходимое количество дисков для создания raid0 массива — 2. При выходе из строя одного жесткого диска рэйд массив перестает функционировать, как говорится, рейд рассыпался и нужно восстановить информацию.

Восстановление raid 0

Как восстановить данные с raid0 массива? Очень просто. Определяем порядок и очередность дисков, размер блока, после чего с помощью программного обеспечения, которое может реализовывать виртуальный рэйд массив, указав все характеристики raid 0 массива, производим виртуальную сборку рэйд 0. По окончании этого процесса данные с raid 0 можно копировать на внешнее хранилище информации.

Что может понадобиться

RAID создают, чтобы улучшить производительность, скорость HDD (SSD). Массив помогает уберечь данные от потери в случае неисправности или выхода из строя основного винчестера. Для выполнения этой процедуры потребуется минимум два, можно разных по объему, жестких диска.

Для сохранности и копирования личных данных хватает дополнительного винчестера на 500 Гб, поддерживающего работу подключенного RAID-контроллера (или программы, имитирующей контроллер). Дополнительный накопитель должен иметь повышенную устойчивость к вибрации. Потребуется специальный контейнер (корзина) с вставками из виброгасящего материала для установки винчестеров, а также работающий кулер для обеспечения обдува и охлаждения.

Если на ПК установлен один винчестер, придется докупить и установить второй. Правда, два диска будут работать как один. Объем памяти не увеличится. Доступно будет лишь то количество гигабайт, которое представлено на основном накопителе. Второй винчестер предназначен для копирования, то есть для «отзеркаливания» и хранения данных. В процессе создания РЕЙД-массива пользователю нужно будет создать зеркальный том основного накопителя. Такое действие просто не отобразится и не запустится, если на ПК не хватает места.

Разумеется, для создания массива понадобится материнская плата. Правда, она изначально установлена на любом компьютере. Однако в процессе перевода контроллера материнской платы в режим RAID может исчезнуть доступ к показаниям SMART даже для накопителей, не принимающих участие в создании массива.

Возможны и другие неполадки. Например, могут слететь РЕЙД-настройки, может не поддерживаться нужный уровень массива, а драйвера RAID старых чипсетов будут конфликтовать с TRIM.

RAID 6

Так же известен как Advanced Data Guarding (ADG). Организация записи аналогична RAID-5 за исключением того, что контрольная сумма записывается в двух экземплярах на различных дисках.
Минимальное количество дисков для организации массива – 4.
Обладает следующими характеристиками:

• Высокая скорость чтения;
• Высокая готовность — RAID-6 позволяет защитить виртуальный том от выхода из строя до двух физических носителей;
• Более высокий коэффициент полезного использования дисков по сравнению с RAID 1+0, поскольку для хранения избыточной информации требуется только пространство эквивалентное двум физическим дискам;
• Более низкая скорость записи по сравнению с RAID-5, поскольку для сохранения контрольной суммы требуется произвести 2 операции записи.

Так же возможна комбинация различных уровней RAID, например:

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

RAID 10 vs RAID 6

After learning about the operation mechanism of RAID 10 and RAID 6, in this part, I will tell you differences between them bluntly.

RAID 6 vs RAID 10: Disk Utilization

1. RAID 10: No matter how many disks the RAID 10 comprises, it only utilizes half space of the disks, because the other half capacity of a RAID 10 array will always be dedicated to protection (backup).
2. RAID 6: Its disk utilization is more than 50%. If the RAID 6 array comprises four disks, only 50% of that space is usable capacity, but the proportion of usable space increases as you add more drives. For example, if the number of disks in a RAID 6 array is increased to eight, the space utilization would increase to 75% (only 25% of space is used for parity data).

RAID 6 vs RAID 10: Reliability

1. RAID 6: RAID 6 can ensure the normal operation of the server when any two disks fail simultaneously. And then, you can replace these failed disks to rebuild RAID 6.
2. RAID 10: Whether RAID 10 can handle two disk failures simultaneously depends on where they occur. If both failed disks are located in one mirrored volume, the data will be lost and the server will stop work. If the failed disks are not located in the same mirrored volume, even if half of disks fail, you can ensure server’s operation and then rebuild RAID 10.

RAID 6 vs RAID 10: Performance

In this part, I will introduce 3 aspects: write speed, read speed, and rebuild speed.

1. Write Speed

If each disk’s write speed is the same X, when you use N disks to compose a RAID 10, the RAID 10’s write speed should be N*X/2. The divisor is 2, because RAID 10 contains mirrored volumes that require writing the same data twice.

If you use N disks to compose a RAID 6, the RAID 6’s write speed should be N*X/6. The divisor is 6, because RAID 6 takes the following write operation: when it rewrites/modifies data, it requires the disks to perform 6 operations: read the original data, the first parity, and the second parity, and then write the new data, the new first parity and the new second parity.

Note: There is controversy over the above RAID 6’s write speed algorithm. Some people think RAID 6’s write speed is (N-2)*X. If you have other idea about it, please leave a comment below.

2. Read Speed

Similarly, represent the number of disks with N and read speed with X. RAID 10’s read speed is NX, because the PC can read data from the original disk as well as the mirror disk simultaneously. As for RAID 6, its read speed should be (N-2)*X.

3. Rebuild Speed

When disk failures occur, you should replace disk and rebuild the RAID. For RAID 10, its rebuild speed is faster, because it only has to copy from the surviving mirror to rebuild a drive. As for RAID 6, it takes much more time to rebuild the array after a disk failure, because it needs to calculate parity.

RAID 6 vs RAID 10: Hardware or Software Requirements

If you are composing software RAID 10 array, you can be relaxed because it requires no computational effort and therefore it doesn’t consume too much resource (especially CPU). But software RAID 6 has computational overhead, which will consume system resources and result in latency.

If you are making hardware RAID, RAID 10 doesn’t need special hardware, but RAID 6 requires specially designed controller hardware.

SSD RAID: Is It Necessary and How to Realize It with a Low Cost?

This article will introduce the concept of SSD RAID as well as its benefits. It will also touch upon how to create it with low cost.

Read More

Самые распространенные типы массивов

Обычно создают RAID1. Процесс его создания называется «зеркалированием». Преимущество RAID1 в том, что все файлы одного диска дублируются на другом, и оба винчестера являются точной (зеркальной) копией друг друга. После создания массива вероятность сохранности информации увеличивается в 2 раза. Если пользователь сохранил файл на одном диске, сразу же появится его копия на втором. В случае поломки одного винчестера данные останутся невредимыми на другом (на зеркале). Процент вероятности одновременной поломки двух HDD (SSD) минимальный.

Типы массивов:

1. JBOD. Последовательно соединяет накопители (разного объема) в том количестве, которое позволяет контроллер. Увеличивает вероятность сохранности данных, но не изменяет скорость и производительность. Не рекомендован для SSD, так как массив заполняется последовательно.
2. RAID Требует минимум два накопителя одинакового объема и скорости. Информация разбивается и записывается параллельно на два носителя. При выходе из строя одного содержимое второго не подлежит прочтению. Преимущество: повышает скорость обработки большого объема информации.
3. RAID Потребуется установка еще одного или двух накопителей. Объем отзеркаленного массива будет равняться объему основного диска. В случае сбоя данные сохранятся на втором накопителе. Чем большее подсоединено дисков, тем больше копий. Данные дублируются на каждый накопитель.
4. RAID Потребуется минимум 3 накопителя. Информация будет дублироваться только на одном из них. Отзеркаленные данные можно использовать для восстановления. Увеличит производительность и скорость.
5. RAID Требует минимум 4 накопителя. Допускается выход из строя двух из них без фатальных последствий. Надежен, но менее производителен.
6. RAID Потребуется четное количество накопителей, но не меньше 4 штук. Совмещает качества RAID 1 и 0. Расходует много пространства под резерв, но использует половину от общего объема гигабайт. Увеличивает скорость. Приводит к проблемам только при поломке сразу двух дисков массива.

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

Raid 5ee

Raid 5ee описание

RAID 5EE отличается от RAID 5E только логической структурой расположения данных. Если в RAID 5E резервное место выделяется общим куском в конце массива, то в RAID 5EE это место делится на блоки которые ротируются с блоками контрольной суммы и блоками данных. При перестройке(rebuild) массива, такая схема расположения блоков ускоряет процесс восстановления работоспособности. Рэйд 5 ее так же весьма напоминает по своему строению raid 6 где вместо одного из блоков четности используется hot-spare блок.

Raid 5-ee backward описание

Восстановление raid 5ee

Особенности восстановления информации с такого, прямо скажем нечасто встречающегося рейд массива, каким является raid 5ee заключаются в сложности его идентификации. Если массив вышел из строя по причине поломки рэйд контроллера идентификация достаточно проста, наличие регулярно повторяющихся пустых блоков ожидаемого размера говорит само за себя. Если же в процессе работы рэйд массива вышел из строя один жесткий диск и его заменили другим, начался процесс переинициализации массива (ребилд рэйда) который закончился с ошибкой, или raid контроллер перевел массив в аварийный режим, то ранее пустые блоки могут содержать данные, рассчитанные контроллером по контрольным суммам.

RAID 1E

Спецификация , разработанная компанией IBM — подразумевает использования нечетного количества дисков с последовательной записью каждого блока данных на два диска под ряд. Распространения не получила, на практике лично я не встречал ни разу. Минимальное количество дисков — 3.

Минусы — средняя надежность, хуже RAID 1, допускается выход из строя половины дисков с округлением в меньшую сторону (например, при трех дисках допускается выход из строя 1). Конечно же при использовании больше 3 дисков не должны выйти из строя соседние, на которых хранятся дубли одного куска данных;

Плюсы — более эффективный расход дискового пространства, чем у RAID 1, сравнительно простой принцип функционирования, производительность сравнима с RAID 0.

RAID 5E & RAID 5EE

Сначала трудно разобраться в чем точно разница между этими двумя вариантами — на одних источниках есть информация об обоих уровнях, но как будто одну и ту же информацию просто перемешали по-разному и разместили в двух разных статьях; где-то RAID 5 не упоминается вообще, а где-то наоборот есть только  RAID 5ee. Я сделал вывод, что это один и тот же уровень RAID , но возможно с небольшими различиями в последовательности записи пустых блоков данных. Однако сути это не меняет — это все тот же RAID  5, но только с одним диском в резерве. Таким образом убирается одно из основных слабых мест — сильная деградация производительности при выходе из строя одного диска. Но этот уровень RAID имеет также одно существенное преимущество над RAID 5 + spare: запасной диск не простаивает, а работает точно также как и другие диски в массиве. Так что можно сделать вывод, что запасной диск уже запасным не является. Минимальное количество дисков — 4.

Удалось найти всего лишь две картинки , наглядно иллюстрирующие разницу между этими двумя вариантами массивов:

Минусы — низкая производительность при записи данных, все ещё большое время, необходимое для перестроения массива в случае выхода одного диска из строя, менее эффективное использование дискового пространства, чем у RAID  5.

Плюсы — надежность выше, чем у RAID 5, неплохая производительность при чтении, более эффективное использование дополнительного диска, чем у RAID 5 + spare, скорость чтения и записи данных пропорционально выше за счет использования дополнительного диска при таком же объеме полезных данных.

Тест 4. RAIDIX ERA

Block size	R0% / W100%	R5% / W95%	R35% / W65%	R50% / W50%	R65% / W35%	R95% / W5%	R100% / W0%
4k	354887	363830	486865.6	619349.4	921403.6	2202384.8	4073187.8
8k	180914.8	185371	249927.2	320438.8	520188.4	1413096.4	2510729
16k	92115.8	96327.2	130661.2	169247.4	275446.6	763307.4	1278465
32k	59994.2	61765.2	83512.8	116562.2	167028.8	420216.4	640418.8
64k	27660.4	28229.8	38687.6	56603.8	76976	214958.8	299137.8
128k	14475.8	14730	20674.2	30358.8	40259	109258.2	160141.8
1m	2892.8	3031.8	4032.8	6331.6	7514.8	15871	19078

Тест 4.2 RAIDIX ERA. RAID 6. Тесты задержек

Среднее время отклика

Block size	R0% / W100%	R65% / W35%	R100% / W0%
4k	0.16334	0.136397	0.10958
8k	0.207056	0.163325	0.132586
16k	0.313774	0.225767	0.182928

Среднее время откликаМаксимальное время отклика

Block size	R0% / W100%	R65% / W35%	R100% / W0%
4k	5.371	3.4244	3.5438
8k	5.243	3.7415	3.5414
16k	7.628	4.2891	4.0562

Максимальное время отклика

RAID 30 & RAID 03

Хоть и ни разу не слышал про такие конфигурации до создания этой статьи, все же нашел в сети достаточно подробные описание этих вариантов. Что поделать, если всем хочется к любому массиву прикрутить вариацию на тему RAID 0 или RAID  1 — почему тогда нет RAID 20 с минимальным количеством дисков в 14 штук (вариант с 6 дисками будет просто бессмысленным)? Но раз такие уровни RAID все же есть, с удовольствием о них напишу.

Минимальное количество дисков — 6.

Чтобы лучше понять о чем идет дело:

Минусы — низкая отказоустойчивость и отсутствие исправления ошибок одиночных битов  «на лету» делает этот массив примерно таким же по надежности как и RAID 0.

Плюсы — достаточно высокая производительность.

На некоторых ресурсах есть упоминание, что raid 30 также имеет имя raid 53, но мне кажется это не совсем так — хоть и RAID  3 и RAID 5 оба используют бит четности, принцип работы у них отличается (см. ниже).

RAID 5

Сильно схож по своему принципу работы с RAID 1. Только вам теперь потребуется минимум 3 накопителя, на одном из которых будет храниться продублированная информация. В этом случае вам будет доступен практически весь объем в системе, кроме одного диска с данными под восстановление. Кроме того, увеличится и производительность, но не в несколько раз, как в случае с RAID 0. Основное отличие RAID 5 от RAID 10 — это уровень надежности и доступный объем. Данный массив предназначен для более специфических задач, когда вместе собрано огромное количество дисков.

Предположим, вы имеете 4 диска на 2 Тбайт каждый. RAID 10 даст вам объем равный 4 Тбайт, в 2 раза большую скорость и возможность полностью восстановить информацию в случае поломки сразу двух основных носителей. RAID 5 же в таком случае даст 6 Тбайт под ваши нужды, немного увеличенную скорость записи данных и возможность восстановления данных только с одного поврежденного винчестера. В таком случае RAID 10 выглядит более привлекательной системой, нежели RAID 5, ведь за плату в 2 Tбайт, мы получаем высокую производительность и возможность полного восстановления.

Но ситуация меняется, когда дисков становится значительно больше. Как мы и говорили, RAID 5 — специфическая структура. Если вы имеете 10 дисков на 2 Тбайт каждый, то RAID 10 даст вам лишь 10 Тбайт, которые вам будут доступны. В случае с RAID 5 это уже 18 Тбайт (доступны все диски, кроме одного, который хранит дублированные данные). Здесь уже 50% доступного объема — слишком высокая цена за возможность полного восстановления и двукратную скорость. Куда выгоднее получить слегка увеличенную скорость, практически полный объем и возможность восстановления одного любого диска. Для простого же обывателя такие системы не нужны.

Недостатки

Не предназначен для бытового использованияОбеспечивает не полное резервирование данныхПрирост скорости не такой большой, как у RAID 10
 

Существуют и другие виды массивов, но все они слишком узконаправленные и не подходят для обычного пользователя. Описанные выше схемы — используются в 90% случаев.

RAID 2

Массивы, использующие для коррекции ошибок код Хэмминга . На практике код Хэмминга получил широкое применение в оперативной памяти, но не в RAID-технологиях. Адекватное минимальное количество дисков — 7. Расчет количества дисков для данных и дисков для кодов коррекции ошибок очень наглядно представлен в табличке из Википеднии :

Минусы — невысокая производительность при записи данных (приходится на каждый блок данных генерировать новый код, что отнимает процессорное время), неэффективное использование дискового пространства при небольшом количестве дисков.

Плюсы — достаточно высокая производительность при чтении.

RAID 5

Запись данных с чередованием контрольной суммы.
При организации виртуального тома RAID-5 первая строка данных записывается чередованием, как в случае RAID-4, однако далее следуют различия. Вторая строка данных использует предпоследний диск для хранения контрольных сумм и так далее. После перебора всех носителей контрольная сумма опять записывается на последний диск и цикл повторяется. Таким образом RAID-5 позволяет «размазать» горячую точку, контрольную сумму, по всем физическим носителям и устраняет недостаток, присущий RAID-4.

RAID 4 и RAID 5 позволяют защитить виртуальный том от выхода из строя одного физического носителя.

RAID 6

RAID 6 — похож на RAID 5, но имеет более высокую степень надёжности — под контрольные суммы выделяется ёмкость 2-х дисков, рассчитываются 2 суммы по разным алгоритмам. Требует более мощный RAID-контроллер. Обеспечивает работоспособность после одновременного выхода из строя двух дисков — защита от кратного отказа. Для организации массива требуется минимум 4 диска. Обычно использование RAID-6 вызывает примерно 10-15% падение производительности дисковой группы, относительно RAID 5, что вызвано большим объёмом обработки для контроллера (необходимость рассчитывать вторую контрольную сумму, а также читать и перезаписывать больше дисковых блоков при записи каждого блока).

RAID 6

Итоги

Прежде чем подводить итоги, я хочу дать вам послушать запуск четырёх старых дисков одновременно. Это прикольно звучит. Посмотрите небольшое видео, в нём вы также сможете услышать, как стрекочут все четыре диска при случайном чтении/записи:

Я не хочу перечислять минусы подобного RAID массива из старых дисков, они слишком очевидны. А вот немного о плюсах можно сказать. Во-первых, ощутимо повышается производительность, если конечно не забивать массив под завязку. Скорости старых жёстких объёмом 80 Гб крайне низкие по современным меркам. Создание RAID 0 позволяет дотянуть производительность до уровня современных жёстких дисков. Во-вторых, если использовать диски одинакового размера, то их ёмкости суммируются, это тоже плюс. Иметь в операционной системе четыре отдельных логических диска маленького размера неудобно. Объединив 4 диска на 80 Гб в RAID 0, получаем почти 300 ГБ сплошного дискового пространства. В-третьих, подобная манипуляция позволяет дать старым, забытым «жестянкам» новую жизнь.

Заметна ли разница в производительности невооружённым взглядом, без тестов? Да, заметна

Первое, на что я обратил внимание, что файлы быстрее копируются как в массив, так и из него. Также была замечена существенно возросшая производительности при работе в виртуальной машине

Разместив виртуальный жёсткий диск на RAID 0, я ощутил, как виртуалка «задышала». Загрузка гостевой операционной системы стала быстрее да и вообще отзывчивость виртуальной машины в целом улучшилась.

Предвосхищая будущие комментарии, не могу не сказать об опасности хранения важных данных на подобных массивах. Но ведь это же очевидно, не так ли? Вероятность того, что в любой момент что-нибудь пойдёт не так, слишком высока. RAID 0 сам по себе мягко говоря не блещет отказоустойчивостью. А если создавать его из старых дисков с огромной наработкой, то высоки шансы, что весь массив внезапно накроется медным тазом. Я использовал этот массив для того, чтобы рендерить на него видео. Даже если массив отвалится, то ничего страшного не произойдёт. Всё, что я потеряю, это отрендеренный файл, который можно рендерить снова. Но ничего подобного не произошло. Не скажу, что я долго пользовался этим массивом, но за всё время его работы не было замечено ни единого сбоя. Всё работало как часы.