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

Az előadások a következő témára: "RAID (Redundant Array of Independent/Inexpensive Disks) Független/Olcsó lemezek redundáns tömbje."— Előadás másolata:

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

2 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 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:  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 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 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 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  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 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 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 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 email 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