Uvod u RAID, koncepti RAID i RAID nivoa - 1. dio

RAID je redundantni niz jeftinih diskova, ali se danas zove redundantni niz nezavisnih diskova. Ranije je bilo veoma skupo kupiti čak i manji disk, ali danas možemo kupiti diskove velike veličine sa istom količinom kao i ranije. Raid je samo kolekcija diskova u bazenu koji postaje logički volumen.

Raid sadrži grupe ili skupove ili nizove. Kombinacija drajvera čini grupu diskova za formiranje RAID niza ili RAID skupa. To može biti minimalno 2 broja diskova spojenih na raid kontroler i čine logički volumen ili više diskova može biti u grupi. U grupi diskova može se primijeniti samo jedan nivo Raid-a. Raid se koristi kada su nam potrebne odlične performanse. Prema našem odabranom nivou napada, performanse će se razlikovati. Čuvanje naših podataka zahvaljujući toleranciji grešaka i visokoj dostupnosti.

Ova serija će se zvati Priprema za postavljanje RAID-a kroz dijelove 1-9 i pokriva sljedeće teme.

Ovo je prvi dio serije od 9 tutorijala, ovdje ćemo pokriti uvođenje RAID-a, koncepte RAID-a i RAID nivoa koji su potrebni za postavljanje RAID-a u Linuxu.

Softverski RAID i hardverski RAID

Softverski RAID imaju niske performanse, zbog trošenja resursa sa hostova. Raid softver se mora učitati za čitanje podataka iz softverskih raid volumena. Prije učitavanja raid softvera, OS treba da se pokrene da bi učitao raid softver. Nema potrebe za fizičkim hardverom u softverskim napadima. Investicija bez troškova.

Hardverski RAID imaju visoke performanse. Oni su namjenski RAID kontroler koji je fizički izgrađen pomoću PCI express kartica. Neće koristiti host resurs. Imaju NVRAM za keš memoriju za čitanje i pisanje. Pohranjuje keš memoriju dok se obnavlja čak i ako dođe do nestanka struje, pohranit će keš koristeći rezervne kopije napajanja iz baterije. Potrebne su veoma skupe investicije za veliki obim.

Hardverska RAID kartica će izgledati ovako:

Istaknuti koncepti RAID-a

  1. Metoda Parity u raid-u regenerira izgubljeni sadržaj iz paritetnih sačuvanih informacija. RAID 5, RAID 6 Na osnovu pariteta.
  2. Stripe nasumično dijeli podatke na više diskova. Ovo neće imati pune podatke na jednom disku. Ako koristimo 3 diska, polovina naših podataka će biti na svakom disku.
  3. Zrcaljenje se koristi u RAID-u 1 i RAID-u 10. Zrcaljenje je pravljenje kopije istih podataka. U RAID 1 će isti sadržaj sačuvati i na drugom disku.
  4. Hot rezervni je samo rezervni disk na našem serveru koji može automatski zamijeniti neispravne diskove. Ako bilo koji od diskova pokvari u našem nizu, ovaj hot rezervni disk će se koristiti i automatski ponovo izgraditi.
  5. Komdovi su samo veličina podataka koja može biti minimalna od 4KB i više. Definiranjem veličine komada možemo povećati I/O performanse.

RAID-ovi su na različitim nivoima. Ovdje ćemo vidjeti samo RAID nivoe koji se uglavnom koriste u stvarnom okruženju.

  1. RAID0=Striping
  2. RAID1=Zrcaljenje
  3. RAID5=Paritet distribuiranog jednog diska
  4. RAID6=Dvostruki disk distribuirani paritet
  5. RAID10=Kombinacija Mirror & Stripe. (Ugniježđeni RAID)

RAID-om se upravlja pomoću mdadm paketa u većini Linux distribucija. Hajde da ukratko pogledamo svaki RAID nivo.

RAID 0 (ili) Striping

Striping imaju odlične performanse. U Raid-u 0 (Striping) podaci će biti zapisani na disk korištenjem zajedničke metode. Pola sadržaja će biti na jednom disku, a druga polovina će biti upisana na drugi disk.

Pretpostavimo da imamo 2 disk jedinice, na primjer, ako upišemo podatke “TECMINT” na logički volumen, oni će biti sačuvani jer će 'T' biti sačuvan na prvom disku i 'E' će biti sačuvan na drugom disku i 'C' će biti sačuvan na prvom disku i opet 'M' će biti sačuvan na Drugi disk i nastavlja se u kružnom procesu.

U ovoj situaciji, ako bilo koji od diskova pokvari, izgubit ćemo svoje podatke, jer s polovinom podataka sa jednog diska ne možemo ponovo izgraditi raid. Ali u poređenju sa brzinom pisanja i performansama, RAID 0 je odličan. Potrebna su nam najmanje 2 diska da kreiramo RAID 0 (striping). Ako su vam potrebni vaši vrijedni podaci, nemojte koristiti ovaj RAID NIVO.

  1. Visoke performanse.
  2. U RAID-u 0 postoji nulti gubitak kapaciteta
  3. Nulta tolerancija grešaka.
  4. Pisanje i čitanje će biti dobra izvedba.

RAID 1 (ili) Mirroring

Mirroring imaju dobre performanse. Zrcaljenje može napraviti kopiju istih podataka koje imamo. Pod pretpostavkom da imamo dva broja tvrdih diskova od 2TB, ukupno imamo 4TB, ali u preslikavanju dok su diskovi iza RAID kontrolera da bi se formirao logički disk Samo mi možemo vidjeti 2TB logičkog diska.

Dok čuvamo sve podatke, oni će pisati na oba diska od 2TB. Za kreiranje RAID 1 ili Mirror-a potrebna su najmanje dva diska. Ako je došlo do kvara diska, možemo reproducirati raid set zamjenom novog diska. Ako bilo koji disk pokvari u RAID 1, možemo dobiti podatke sa drugog jer je na drugom disku bila kopija istog sadržaja. Dakle, gubitak podataka je nula.

  1. Good Performance.
  2. Ovdje će polovina prostora biti izgubljena u ukupnom kapacitetu.
  3. Potpuna tolerancija grešaka.
  4. Obnova će biti brža.
  5. Izvedba pisanja će biti spora.
  6. Čitanje će biti dobro.
  7. Može se koristiti za operativne sisteme i baze podataka za mali obim.

RAID 5 (ili) Distributed Parity

RAID 5 se uglavnom koristi na nivou preduzeća. RAID 5 radi po metodi distribuiranog pariteta. Informacije o paritetu će se koristiti za ponovnu izgradnju podataka. Ponovo se gradi na osnovu informacija ostavljenih na preostalim dobrim diskovima. Ovo će zaštititi naše podatke od kvara diska.

Pretpostavimo da imamo 4 diska, ako jedan disk pokvari i dok zamijenimo neispravni pogon možemo ponovo izgraditi zamijenjeni disk iz informacija o paritetu. Informacije o paritetu su pohranjene na sva 4 diska, ako imamo 4 broja tvrdog diska od 1TB. Informacije o paritetu će biti pohranjene u 256 GB u svakom drajveru, a ostalih 768 GB u svakom drajvu će biti definisano za korisnike. RAID 5 može preživjeti od jednog kvara diska, ako diskovi pokvare više od 1 će uzrokovati gubitak podataka.

  1. Odlične performanse
  2. Brzina čitanja će biti izuzetno dobra.
  3. Pisanje će biti prosječno, sporo ako nećemo koristiti hardverski RAID kontroler.
  4. Ponovo izgradite iz informacija o paritetu sa svih diskova.
  5. Potpuna tolerancija grešaka.
  6. 1 Diskovni prostor će biti pod paritetom.
  7. Može se koristiti u fajl serverima, web serverima, veoma važnim rezervnim kopijama.

RAID 6 Dvoparitetni distribuirani disk

RAID 6 je isti kao RAID 5 sa dva paritetna distribuirana sistema. Uglavnom se koristi u velikom broju nizova. Potrebna su nam najmanje 4 diska, čak i ako 2 diska pokvare, možemo obnoviti podatke dok zamjenjujemo nove diskove.

Veoma sporiji od RAID-a 5, jer upisuje podatke u sva 4 drajvera u isto vrijeme. Biće prosečne brzine dok koristimo hardverski RAID kontroler. Ako imamo 6 brojeva tvrdih diskova od 1TB, 4 diska će se koristiti za podatke, a 2 diska će se koristiti za paritet.

  1. Loše performanse.
  2. Performanse čitanja će biti dobre.
  3. Performanse pisanja će biti loše ako ne koristimo hardverski RAID kontroler.
  4. Ponovo izgradite sa 2 paritetna diska.
  5. Potpuna tolerancija grešaka.
  6. 2 Prostor na disku će biti pod paritetom.
  7. Može se koristiti u velikim nizovima.
  8. Može se koristiti u svrhu sigurnosne kopije, video streaming, koristiti u velikom obimu.

RAID 10 (ili) Mirror & Stripe

RAID 10 se može nazvati kao 1+0 ili 0+1. Ovo će učiniti oba djela Mirror & Striping. Mirror će biti prvi, a traka će biti druga u RAID-u 10. Stripe će biti prva, a ogledalo će biti drugo u RAID-u 01. RAID 10 je bolji u poređenju sa 01.

Pretpostavimo da imamo 4 Broj diskova. Dok pišem neke podatke u svoj logički volumen, oni će biti sačuvani pod Sva 4 diska koristeći metode ogledala i trake.

Ako pišem podatke “TECMINT” u RAID 10, on će sačuvati podatke na sljedeći način. Prvi “T” će pisati na oba diska, a drugi “E” će pisati na oba diska, ovaj korak će se koristiti za upisivanje svih podataka. Također će napraviti kopiju svih podataka na drugi disk.

U isto vrijeme će koristiti RAID 0 metodu i zapisivati podatke kako slijedi “T” će pisati na prvi disk, a “E” će pisati na drugi disk. Opet će “C” pisati na prvi disk, a “M” na drugi disk.

  1. Dobre performanse čitanja i pisanja.
  2. Ovdje će polovina prostora biti izgubljena u ukupnom kapacitetu.
  3. Tolerancije grešaka.
  4. Brza obnova iz kopiranja podataka.
  5. Može se koristiti u skladištu baze podataka za visoke performanse i dostupnost.

Zaključak

U ovom članku smo vidjeli šta je RAID i koji nivoi se najčešće koriste u RAID-u u stvarnom okruženju. Nadam se da ste naučili pisanje o RAID-u. Za postavljanje RAID-a morate znati osnovna znanja o RAID-u. Gornji sadržaj će ispuniti osnovno razumijevanje o RAID-u.

U sljedećim nadolazećim člancima ću pokriti kako postaviti i kreirati RAID koristeći različite razine, povećanje RAID grupe (niz) i rješavanje problema s neispravnim diskovima i još mnogo toga.