nagy tárterület létrehozása teljesítménynövelés

Az előadások a következő témára: "nagy tárterület létrehozása teljesítménynövelés"— Előadás másolata:

1 RAID (Redundant Array of Independent/Inexpensive Disks) Független/Olcsó lemezek redundáns tömbje

2 nagy tárterület létrehozása teljesítménynövelés
Randy Katz és Dave Patterson dolgozta ki a kaliforniai Berkley egyetemen az 1980-as években Célok: nagy tárterület létrehozása teljesítménynövelés nagyfokú hibatűrés (redundancia), megbízhatóság

3 Teljesítménynövelés csíkozás által érhető el:
Nagy tárterület : több független merevlemez összekapcsolásával egy nagyobb méretű logikai lemezt hozunk létre Teljesítménynövelés csíkozás által érhető el: az adatterület azonos méretű szegmensekre van felosztva (ez egy csíkozási egység) ezek több lemezen vannak elszórva a csíkozás növeli az I/O teljesítményt a párhuzamosság által, azaz a különböző lemezen levő adatok egyszerre kezelhetők egy csík mérete 512 byte-tól néhány megabyte-ig terjedhet

4 Megbízhatóság: Paritási sémák: Hibajavító sémák:
redundens adatok tárolása a lemezeken paritási vagy hibajavító sémákat használva Paritási sémák: minden egyes byte-hoz hozzárendelünk egy paritási bit-et , amely azt mutatja, hogy az 1-re állított bit-ek száma páros vagy páratlan ha a bit-ek száma megsérül, az új paritási bit nem fog megegyezni a tárolt paritással. (Ugyanez, ha a tárolt bit sérül meg.) Hibajavító sémák: két vagy több kiegészítő bitet tárolunk és újraépíthetjük az adatokat, ha egyetlen bit megsérül. Ezek a sémák használhatóak a csíkok esetén.

5 RAID szintek az egyes szintek nem tükröznek minőségi vagy fejlődési sorrendet, egyszerűen különböző megoldásokat javasolnak

6 RAID 0

7 RAID 0 – nem redundens Jellemzők:
redundancia vagy paritás nélkül vannak csíkozva az adatok a lemezeken, az adatok blokkokba vannak csoportosítva, minden egyes blokk külön lemezre kerül legnagyobb adatátviteli sebesség és kapacitás, a lemezműveletek párhuzamosan történnek nem igényel paritási számításokat egyszerű design, könnyű implementálni

8 Hátrányai: nem biztosít hibatűrést, ha egyetlen lemez meghibásodik, a rendszer használhatatlan lesz, ezért nem nevezhető egy valódi RAID lemeznek nem használható “adat-kritikus” környezetekben Ajánlott applikációk: videó-produkció és editálás kép-editálás olyan applikációk, melyek magas sávszélességet igényelnek

9 RAID 1

10 RAID 1 – tükrözött Jellemzők:
tükrözi az adatokat, ezek duplikálva vannak írás és olvasás párhuzamosan történik, az olvasás kb. 2-szer gyorsabb az írásnál ha az egyik lemez kiesik, nem szükséges az adatok helyreállítása, egy egyszerű másolás a másik lemezről elégséges a legegyszerűbb RAID design

11 Ajánlott applikációk:
Hátrányok: legnagyobb lemez-igény az összes RAID közül a szoftveres változat nem igazán tűri a sokszoros kiesést, ezért ajánlott a hardveres implementálás Ajánlott applikációk: könyvelés fizetési jegyzék költségvetés bármely applikáció, amely az adatok kézen-fekhetőségét igényli

12 RAID 2

13 RAID 2 Jellemzők: használja a csíkozást
külön meghajtókat használnak paritás információk tárolására menet közben képes hibajavításra nagyon magas adatátvitel szint lehetséges

14 Hátrányok: nagyon nagy számú ECC (Error Correcting Code) hibajavító lemezre van szükség nagyon költséges a magas tranzakciószint megteremtése, ahhoz, hogy megérje használni A gyakorlatban nem használják ezt a RAID szintet, kereskedelmileg nem életképes

15 RAID 3

16 RAID 3 Jellemzők: csíkozza a meghajtókat
a paritásinformációk egyetlen lemezre íródnak, ha az egyik meghajtó meghibásodik, az adatok rekonstruálhatók e lemez segítségével nagyon magas adat olvasás- és írásszint egy lemez kiesése jelentéktelen hatással van a teljesítményre

17 Ajánlott applikációk:
Hátrányok: mivel a paritás információt íráskor kell generálni, ezért ez a számításigény kihat a rendszer teljesítményére tranzakció szint legjobb esetben egy lemezével megegyező (ha az ágak szinkronizálva vannak) kezelés megvalósítása eléggé komplex a szoftver változat előállítása nagyon nehéz és erőforrás igényes Ajánlott applikációk: videó-produkció és editálás kép-editálás olyan applikációk, melyek magas teljesítményt igényelnek

18 RAID 4

19 RAID 4 Jellemzők: abban különbözik a RAID 3-tól, hogy a 3-asnál kisméretű csíkokat használnak, míg a 4-es szint nagyméretű blokkokkal dolgozik az egyetlen paritás lemez jelenléte hatékonyságot eredményez nagyon magas adatolvasási szint

20 Hátrányok: eléggé komplex kezelés megvalósítás rossz adatírási szint
nehéz és nem túl hatékony helyreállítás lemezkiesés esetén olvasási tranzakció szint legjobb esetben egy lemezével megegyező A gyakorlatban nem használják ezt a RAID szintet

21 RAID 5

22 RAID 5 Jellemzők: úgy az adatokat, mint a paritásokat is csíkozva helyezi el a lemezeken az olvasási és írási műveletek párhuzamosan végezhetőek hatékony, mivel nincs szükség paritás lemezre a legflexibilisebb RAID szint

23 Ajánlott applikációk:
Hátrányok: egy lemez kiesése átlagos hatással van a teljesítményre a legkomplexebb kezelőt igényli nehéz visszaállítás hiba esetén (pl. a RAID 1-hez viszonyítva) Ajánlott applikációk: file és applikációs szerverek adatbázis szerverek web és szerverek intranet szerverek

24 Más RAID szintek RAID 6 – az 5-ös szint kibővítése, oszlopban is számít paritást , ezért a kétszeres lemezkiesés sem jelent problémát, viszont ezzel veszítünk a hasznosítható területből RAID 10 - csíkozást használunk, melyek szegmensei RAID 1 sorok, nagyon jó megoldás a RAID 1-et használó rendszereknek a teljesítmény növelésére. Az adatbázis-szerverek használják, mivel ezek magas teljesítményt és hibatűrést igényelnek

25 RAID 50- olyan , mint egy RAID 0-ás csíkozott lemez, melynek szegmensei RAID 3-as sorok, nagyon jó megoldás a RAID 3-at használó rendszereknek a teljesítmény növelésére RAID 0+1 – tükrözést alkalmazunk, melyek szegmensei RAID 0 sorok, olyan esetekben alkalmas, amikor magas teljesítmény szükséges, de nem fontos a megbízhatóság

26 RAID 6

27 RAID 10

28 RAID 50

29 RAID 0+1

30 Megvalósítási lehetőségek
Szoftveres: a számítógép processzorát és memóriáját terheli, rontja a teljesítményt olcsóbb, mint a hardver változat bizonyos operációs rendszerek rendelkeznek RAID támogatással, (más esetben driverekre van szükség)

31 Hardveres: egy külön RAID vezérlőt igényel, ennek saját processzora van amely a paritás információkat számolja ez teljesen átveszi az operációs rendszertől a RAID műveletek kezelését nem csökkenti a teljesítményt, jóval gyorsabb a szoftveres változatnál elég költséges

32 Használat RAID technikák közül a RAID 0-át, RAID 1-et és RAID 5-öt használják leggyakrabban, illetve az ezek kombinációjaként létrehozott RAID 10-et és RAID 50-et a RAID 2-tnem használják mivel a mai meghajtókon (SCSI) már tárolva van miden egyes szektorban az adott szektorhoz tartozó ECC információ

33 a RAID 6 a magas költsége miatt , illetve az általa nyújtott bővítések kevés esetben való felhasználása miatt nem terjedt el a kezelés bonyolultsága miatt a RAID 5-öt a gyakorlatban csak hardver támogatással valósítják meg