Biztosított adatok
A RAID egyre népszerűbb. Mi sem jelzi ezt jobban, minthogy a manapság kapható alaplapok legtöbbjén már található integrált RAID vezérlő. Ám az otthoni és a SOHO alkalmazások mellett a RAID más szintjei ipari szintű adattárolásra is alkalmasak. Hogy mindenki kiválaszthassa a számára leginkább megfelelőt, cikkünkben a különböző RAID szinteket mutatjuk be.
A RAID mozaikszónak két feloldása is ismert: a Redundant Array of Inexpensive Disks és a Redundant Array of Independent Disks, azaz olcsó vagy független lemezek tömbje. A Berkeley egyetem kutatói 1988-ban vizsgálták az akkori 5,25 hüvelykes „kis” meghajtókból felépített tömbök és a nagyszámítógépek mellett dolgozó, önálló, nagy kapacitású merevlemez egységek (SLED) ár-teljesítmény viszonyát. A vizsgálat kiderítette, hogy az olcsóbb lemezeket tartalmazó tömbök ugyanolyan vagy jobb teljesítményt nyújtottak, mint a SLED. Ugyanakkor a kis lemezek gyakrabban romlottak el, a lemezek számának emelése pedig még gyakoribb hibákhoz vezetett.
Array – tömb: két vagy több lemez csoportosítása úgy, hogy egy eszköznek látszódjék a gazdarendszer előtt.
Buffer, puffer: a pufferelés közbülső tárolóban való elhelyezést jelent. Általában két különböző sebességű adatfolyam szinkronizálására is szolgáló ideiglenes memória, amely szimplán továbbítja a megkapott adatokat.
Cache – gyorsítótár: szintén különböző adatelérési sebességű egységek közötti tárolást valósít meg, de intelligens vezérléssel, amely az adatfolyamot figyeli. Előfordul, hogy a tár több adatot olvas be az egyik oldalon, mint amennyit a másik oldalon kivesznek belőle, illetve egy adat többször kiolvasható a gyorsítótárból, anélkül, hogy a mögötte lévő tárhoz kellene fordulni.
MTBDL, Mean Time Before Data Loss – két adatvesztés között eltelt idő: az MTBF értékének a lemezek számával való elosztásával kapható adat, amely a rendszer biztonságát minősíti.
MTBF, Mean Time Between Failures – hibák között eltelt idő: egy egység két meghibásodása között, avagy az üzembeállítástól az első hibáig eltelt idő.
SLED, Single Large Expensive Disk – egyedüli nagy, drága lemez: nagyméretű, nagykapacitású és ennek megfelelően drága lemezegység, amely gyakori volt az 1980-as évek végén, a nagygépes alkalmazásokban.
Az adattárolás biztonságának emelése eredményezte a redundáns tömbök megalkotását, amelyekből kezdetben ötfélét dolgoztak ki. Az eljárások a redundancia megoldásában különböznek, azaz abban, hogy ha egy meghajtón lévő adat megsérül, akkor a tömbben lévő többi adatból az hogyan állítható helyre. A redundancia növelésével a helyreállíthatóság hatásfoka (sebessége) növekszik, ámde a rendszer költsége is. Lényeges tehát az adatok elosztásának módszere az egyes meghajtók között, és az, hogy miként tárolják azokat a plusz információkat (például paritás), amelyek alapján a hiba javítható.
RAID 1
Mirroring – tükrözés. A legegyszerűbben megvalósítható módszer, ahol minden beérkező adat egyszerre két lemezen is rögzül. Mivel az eljáráshoz mindössze két merevlemez szükséges, a vezérlő létrehozásának költsége a legkisebb, így ez a biztonságos tárolási megoldások első lépcsője – nem véletlenül kedvelt olcsó szerverekben és otthoni számítógépekben.
A tömb mérete megegyezik a legkisebb meghajtótárhely méretével – ezért célszerű egyforma tárterületű egységeket alkalmazni. Az adatok egyszerre, párhuzamosan változnak a merevlemezeken, így az adathalmazok mindig pontos másai egymásnak. Az egyszerre zajló írási folyamat sebessége megegyezik egy önálló lemez olvasási sebességével, ahogy az olvasási sebesség is – a szoftveres megoldásoknál. A ma már elterjedtebb, hardveres megoldás képes felváltva olvasni a lemezekről, így az olvasási sebesség kétszeresére nőhet. Az információ az egyik adattároló használhatatlanná válása után azonnal elérhető a másik meghajtóról. Ekkor természetesen a teljes adatállományt át kell másolni egy új lemezre. A RAID 1 egyszerűen hoz biztonságot, de a tárolási hatásfoka csupán 50 százalékos, másik hátránya a professzionális területen, hogy a meghajtók párban vannak, így nincs tartaléklemez.
RAID 2
Bit striping Reed-Solomon error correction – bitenkénti szeletelés és Hamming-kód használata. Az adatokat bitenként tárolják, és a Hamming-kódnak megfelelő számú paritáslemezt rendelnek hozzá (8+5, 16+6, 32+7). A gyakorlatban ez a RAID szint nem terjedt el.
RAID 3
Byte striping with fixed parity – bájtonkénti szeletelés fix paritáslemezzel. A RAID 2 továbbfejlesztése. Az adatokat nem bitenként írja, hanem bájtonként, és egyetlen külön paritáslemezt használ. Képes kezelni a tartalék meghajtókat is.
Az adatlemezeket szinkronizálva használó vezérlők jó teljesítményt nyújtanak, ellenkező esetben adatelérési várakozás léphet fel. Ezt az architektúrát nagy egybefüggő állományok tárolásához célszerű használni. Kis blokkok esetén nagyon lassú, éppen ezért ritkán használt megoldás.
RAID 4
Sector striping with fixed parity – szektoronkénti szeletelés fix paritáslemezzel. A RAID 3 változata, ám már nem bájtonként, hanem szektoronként más és más meghajtóra írt adatokkal, változatlanul egyetlen paritáslemezt használva. Az eljárást nagy állományok tárolásához célszerű alkalmazni. Használatakor a paritáslemez szinkronizálásával lehet gond, vagy adatelérési várakozás jelentkezhet.
RAID 5
Sector striping with rotational parity, illetve Block Interleaved Distributed Parity – szektoronkénti szeletelés változó paritáshellyel. Az adatfolyamot szektoronként darabolja, de nem fix paritáslemezt használ, inkább a paritás adatokat is szétszórja a lemezek között. Ezzel a kisméretű állományok könnyebben, a hosszú, nagy állományok nehezebben kezelhetővé válnak. A RAID 5 alkalmas nagy intenzitású hozzáférés kiszolgálására, ezért főként az adatbázisok használói körében terjedt el. A megoldás a paritás miatt mindössze egyetlen plusz meghajtót használ, függetlenül a lemezek számától, így a tároló könnyen bővíthető és tartalék lemezeket is tud kezelni. Ez ma az egyik legelterjedtebb megoldás.
Lassú terjedés
A technológia bizonyított, és terjedni kezdett. A RAID technológia sokáig a szerverek kiváltsága volt – ebben a szükség és a költség is szerepet játszott –, a tömböket SCSI csatolójú merevlemezekkel és speciális vezérlőkártyákkal valósították meg. Később az IDE vezérlők gyorsulásával, a lemezek olcsósága miatt, a RAID vezérlőivel már hírnevet szerzett Adaptec elkészítette az első IDE lemezeket kezelő RAID kártyát. Az IDE RAID sokáig kuriózum volt, de ahogy a merevlemezek mérete és ezzel a rajtuk tárolt féltett adat mennyisége növekedett, egyre több otthonban tűnt fel ez a technológia.
Érdekes módon az egyik fajlagosan legdrágább megoldás, a tükrözés terjedt el leginkább. A siker oka, hogy ennek a szintnek a legegyszerűbb a megértése és a kivitelezése (egyes operációs rendszerek hardver beépítése nélkül is megoldják), és a lehető legkisebb beruházással, csupán két lemezzel már megvalósul a biztonság.
A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!
