Matrice raid în oglindă. Ce este RAID

Cu siguranță majoritatea utilizatorilor de computere știu că pentru stocarea pe termen lung a informațiilor în sistemele informatice sunt folosite dispozitive speciale numite hard disk. Uneori, foarte mult depinde de fiabilitatea lor, deoarece pierderea datelor în unele cazuri poate avea consecințe catastrofale.

Viteza discurilor este, de asemenea, de mare importanță pentru performanța computerului, deoarece HDD-urile în multe situații sunt cea mai lentă parte a sistemului, încetinind funcționarea acestuia. În ultimii ani, dezvoltarea hard disk-urilor s-a redus în principal la creșterea capacității acestora, fără modificări majore ale vitezei de operare. Desigur, există așa-numitele unități SSD SSD, dar sunt destul de scumpe și au o resursă limitată.

Această situație nu se potrivește nimănui, așa că în 1987 a fost dezvoltată tehnologia Redundant Array of Independent Disks, care s-a tradus în sunete rusești precum „Redundant Array of Independent Disks” și în forma sa prescurtată RAID array. Cu ajutorul acestuia, puteți îmbunătăți performanța unităților existente.

Ce este o matrice RAID - este o tehnologie de virtualizare care combină mai multe hard disk-uri independente într-o singură structură logică pentru a crește fiabilitatea și/sau viteza de funcționare a acestora. Performanța subsistemului de discuri crește în comparație cu un singur disc datorită operațiilor paralele de citire/scriere, iar utilizarea redundanței informațiilor crește fiabilitatea stocării acestuia.

Mai este un lucru despre tehnologia RAID care trebuie înțeles. Asigură doar împotriva defecțiunilor fizice ale unităților și nu protejează informațiile de ștergerea accidentală, viruși, defecțiuni ale controlerului, blocări dăunătoare și altele asemenea.

Hard disk-urile joacă un rol foarte important în computerul nostru. Toate informațiile sunt stocate pe ele. Nu vreau să pierd totul peste noapte din cauza defecțiunii hard diskului. Și ei, după cum știți, au și propria lor limită MTBF. Cu siguranță, mulți dintre voi ați auzit despre anumite matrice RAID. Sunt făcute pentru a accelera computerul și pentru securitatea datelor. Să vorbim mai multe despre asta.

Ce este RAID și pentru ce este?

RAID este o matrice de discuri cu mai multe hard disk-uri. În practică, o matrice RAID este un sistem format din două hard disk-uri conectate la o placă de bază care suportă crearea de matrice (sau la un controler RAID). Ce este un controler RAID? Un dispozitiv care controlează matricea și procesele aferente. Ele sunt de obicei folosite pe mașini server. Pentru utilizatorii obișnuiți, o astfel de jucărie este de puțin folos - nu este ieftină și ineficientă, având în vedere cantitatea de informații procesate de un computer obișnuit. Când creați o matrice RAID, hardware-ul computerului dvs. nu se va schimba. Din punct de vedere programatic, toate lucrările cu raid se desfășoară în bios, adică nu necesită forță de muncă.

SCSI RAID: diferență față de o matrice clasică

SCSI este o interfață, un tip fizic de conexiune a dispozitivului. Se deosebește de interfețele obișnuite IDE sau SATA, în primul rând, printr-un alt algoritm de operare, care oferă viteză mai mare, și într-un preț umflat față de acesta din urmă. A devenit larg răspândit pe mașinile server la scară mare, este rareori instalat printre computerele obișnuite.

Instalarea unei matrice RAID

1. Găsim o placă de bază care acceptă matrice raid sau SCSI RAID.
2. Luăm două unități absolut identice și le conectăm.
3. Accesați bios (în funcție de modelul plăcii de bază).
4. Parametrul de configurare SATA, setați RAID.
5. În timp ce computerul pornește, apăsați Ctrl + I.
6. Stabilirea unui raid.

Gata! Important: atunci când se creează matrice RAID, toate informațiile de pe discuri sunt șterse!

Tipuri de matrice

• RAID 0 - matrice de discuri pentru a îmbunătăți performanța.
• RAID 1 este o matrice de discuri „oglindă”.
• RAID 2 - matrice care utilizează cod Hamming.
• RAID 3 și 4 sunt matrice de discuri în dungi cu un disc de paritate dedicat.
• RAID 5 - discuri cu dungi cu un disc de paritate nededicat.
• RAID 6 - discuri cu dungi cu 2 parități independente.
• Există și raiduri 10, 50, 60. Dar acestea sunt modele prea complexe.

Să aruncăm o privire mai atentă la cele două versiuni cele mai populare de matrice raid. Acestea sunt, respectiv, RAID 0 și RAID 1. Pentru ce este RAID 0? Nu este atât de complicat. Principiul de funcționare al matricei este funcționarea în paralel a diferitelor dispozitive fizice, emise sistemului ca unul singur. Adică, acest lucru crește direct viteza sistemului, imaginați-vă: matricea dvs. raid 0 include două discuri. Înregistrați 10 gigaocteți de date. Dacă nu ați fi creat o matrice, ar trebui să le scrieți pe un anumit disc, în timp ce al doilea ar fi neapărat inactiv. În cazul unei matrice raid 0, datele dumneavoastră sunt împărțite octet cu octet în mai multe fluxuri și sunt, de asemenea, scrise în mod aleatoriu pe media. Adică, un film poate fi stocat pe două dispozitive fizice în același timp și doar 30% din „greutatea” acestuia va fi pe unul. Dezavantajul RAID 0 este lipsa toleranței la erori. Mai mult, dacă un disc eșuează, atunci nu veți putea recupera datele nici de pe al doilea.

Acum să vorbim despre RAID 1. În cazul acestei matrice, va trebui să utilizați mai multe discuri suplimentare pentru „oglindire”. Dacă aveți doar două discuri în matrice, atunci arată astfel: lucrați cu discul numărul 1, iar computerul vă duplica toate acțiunile pentru discul 2. În cazul unei defecțiuni a dispozitivului, toate datele dvs. vor fi în siguranță și în siguranță pe discul duplicat. În siguranță, fără îndoială. Dezavantajul raidului 1 este pierderea performanței.

Acum știți de ce aveți nevoie de o matrice RAID, tot ce rămâne este să decideți ce vi se potrivește cel mai bine. Securitatea datelor sau câștiguri de productivitate? treaba personală a tuturor!

Astăzi vom vorbi despre Matrice RAID. Să ne dăm seama ce este, de ce avem nevoie de el, cum este și cum să folosim toată această măreție în practică.

Deci, în ordine: ce este Matrice RAID sau pur și simplu RAID? Această abreviere înseamnă „Redundant Array of Independent Disks” sau „redundant (backup) array of independent disks”. Să-l puneți pur și simplu, Matrice RAID aceasta este o colecție de discuri fizice combinate într-un singur disc logic.

De obicei, se întâmplă invers - un disc fizic este instalat în unitatea de sistem, pe care îl împărțim în mai multe logice. Aici situația este inversă - mai multe hard disk-uri sunt mai întâi combinate într-unul singur, iar apoi sistemul de operare este perceput ca unul singur. Acestea. Sistemul de operare crede cu fermitate că fizic are un singur disc.

Matrice RAID Există hardware și software.

Hardware Matrice RAID sunt create înainte de a încărca sistemul de operare folosind utilitare speciale încorporate în Controler RAID- ceva ca un BIOS. Ca urmare a creării unor astfel de matrice RAID deja în etapa de instalare a sistemului de operare, kitul de distribuție „vede” un disc.

Software Matrice RAID creat de instrumentele OS. Acestea. În timpul pornirii, sistemul de operare „înțelege” că are mai multe discuri fizice și numai după ce sistemul de operare pornește, prin intermediul software-ului, discurile sunt combinate în matrice. Desigur, sistemul de operare în sine nu este localizat Matrice RAID, deoarece este setat înainte de a fi creat.

„De ce este nevoie de toate acestea?” - tu intrebi? Răspunsul este: pentru a crește viteza de citire/scriere a datelor și/sau pentru a crește toleranța la erori și securitatea.

"Cum Matrice RAID poate crește viteza sau poate securiza datele?" - pentru a răspunde la această întrebare, luați în considerare principalele tipuri Matrice RAID, cum sunt formate și ce dă ca rezultat.

RAID-0. Se mai numește și „Stripe” sau „Tape”. Două sau mai multe hard disk-uri sunt combinate într-una singură prin îmbinarea secvențială și însumarea volumelor. Acestea. dacă luăm două discuri de 500 GB și le creăm RAID-0, sistemul de operare va percepe acest lucru ca pe un disc de un terabyte. În același timp, viteza de citire/scriere a acestei matrice va fi de două ori mai mare decât cea a unui disc, deoarece, de exemplu, dacă baza de date este localizată fizic în acest fel pe două discuri, un utilizator poate citi datele de pe un disc. , iar un alt utilizator poate scrie pe un alt disc în același timp. În timp ce, dacă baza de date este localizată pe un singur disc, hard disk-ul însuși va efectua sarcini de citire/scriere ale diferiților utilizatori în mod succesiv. RAID-0 va permite citirea/scrisul în paralel. În consecință, cu atât mai multe discuri în matrice RAID-0, cu atât matricea în sine funcționează mai rapid. Dependența este direct proporțională - viteza crește de N ori, unde N este numărul de discuri din matrice.
La matrice RAID-0 există un singur dezavantaj care depășește toate avantajele utilizării acestuia - lipsa totală a toleranței la erori. Dacă unul dintre discurile fizice ale matricei moare, întreaga matrice moare. Există o glumă veche despre asta: „Ce înseamnă „0” din titlu? RAID-0? - cantitatea de informații restaurată după moartea matricei!"

RAID-1. Denumit și „Oglindă” sau „Oglindă”. Două sau mai multe hard disk-uri sunt combinate într-unul singur prin fuziune paralelă. Acestea. dacă luăm două discuri de 500 GB și le creăm RAID-1, sistemul de operare va percepe acest lucru ca pe un disc de 500 GB. În acest caz, viteza de citire/scriere a acestei matrice va fi aceeași cu cea a unui disc, deoarece informațiile sunt citite/scrise pe ambele discuri simultan. RAID-1 nu oferă un câștig în viteză, dar oferă o mai mare toleranță la erori, deoarece în cazul morții unuia dintre hard disk, există întotdeauna o duplicare completă a informațiilor situate pe a doua unitate. Trebuie reținut că toleranța la erori este oferită numai împotriva morții unuia dintre discurile matrice. Dacă datele au fost șterse intenționat, acestea sunt șterse de pe toate discurile matricei simultan!

RAID-5. O opțiune mai sigură pentru RAID-0. Volumul matricei este calculat folosind formula (N - 1) * DiskSize RAID-5 de la trei discuri de 500 GB, obținem o matrice de 1 terabyte. Esența matricei RAID-5 este că mai multe discuri sunt combinate în RAID-0, iar ultimul disc stochează așa-numitul „checksum” - informații de serviciu destinate să restabilească unul dintre discurile matrice în cazul morții acestuia. Viteza de scriere a matricei RAID-5 oarecum mai mică, deoarece timpul este petrecut calculând și scriend suma de control pe un disc separat, dar viteza de citire este aceeași ca în RAID-0.
Dacă unul dintre discurile matrice RAID-5 moare, viteza de citire/scriere scade brusc, deoarece toate operațiunile sunt însoțite de manipulări suplimentare. De fapt RAID-5 se transformă în RAID-0 și dacă recuperarea nu este îngrijită în timp util matrice RAID există un risc semnificativ de a pierde complet datele.
Cu o matrice RAID-5 Puteți utiliza așa-numitul disc de rezervă, de ex. de rezervă. În timpul funcționării stabile matrice RAID Acest disc este inactiv și nu este utilizat. Cu toate acestea, în cazul unei situații critice, restaurare matrice RAID pornește automat - informațiile de la cel deteriorat sunt restaurate pe discul de rezervă folosind sume de control situate pe un disc separat.
RAID-5 este creat de pe cel puțin trei discuri și salvează din erori individuale. În cazul apariției simultane a diferitelor erori pe discuri diferite RAID-5 nu salvează.

RAID-6- este o versiune îmbunătățită a RAID-5. Esența este aceeași, numai pentru sumele de control, nu se utilizează unul, ci două discuri, iar sumele de control sunt calculate folosind algoritmi diferiți, ceea ce crește semnificativ toleranța la erori a tuturor matrice RAIDîn general. RAID-6 asamblate din cel puțin patru discuri. Formula pentru calcularea volumului unui tablou arată ca (N - 2) * DiskSize, unde N este numărul de discuri din matrice și DiskSize este dimensiunea fiecărui disc. Acestea. în timp ce creează RAID-6 de la cinci discuri de 500 GB, obținem o matrice de 1,5 terabytes.
Viteza de scriere RAID-6 mai mic decât RAID-5 cu aproximativ 10-15%, ceea ce se datorează timpului suplimentar alocat calculării și scrierii sumelor de control.

RAID-10- numit și uneori RAID 0+1 sau RAID 1+0. Este o simbioză a RAID-0 și RAID-1. Matricea este construită din cel puțin patru discuri: pe primul canal RAID-0, pe al doilea RAID-0 pentru a crește viteza de citire/scriere și între ele într-o oglindă RAID-1 pentru a crește toleranța la erori. Prin urmare, RAID-10 combină avantajele primelor două opțiuni - rapid și tolerant la erori.

RAID-50- în mod similar, RAID-10 este o simbioză a RAID-0 și RAID-5 - de fapt, RAID-5 este construit, doar elementele sale constitutive nu sunt hard disk-uri independente, ci matrice RAID-0. Prin urmare, RAID-50 oferă o viteză foarte bună de citire/scriere și conține stabilitatea și fiabilitatea RAID-5.

RAID-60- aceeasi idee: avem de fapt RAID-6, asamblat din mai multe matrice RAID-0.

Există și alte matrice combinate RAID 5+1Și RAID 6+1- arata ca RAID-50Și RAID-60 singura diferență este că elementele de bază ale matricei nu sunt benzi RAID-0, ci oglinzi RAID-1.

Cum înțelegeți matricele RAID combinate: RAID-10, RAID-50, RAID-60și opțiuni RAID X+1 sunt descendenți direcți ai tipurilor de tablouri de bază RAID-0, RAID-1, RAID-5Și RAID-6și servesc doar pentru a crește fie viteza de citire/scriere, fie pentru a crește toleranța la erori, având în același timp funcționalitatea tipurilor de bază, părinte Matrice RAID.

Dacă trecem la exersare și vorbim despre utilizarea anumitor Matrice RAIDîn viață, logica este destul de simplă:

RAID-0 Nu îl folosim deloc în forma sa pură;

RAID-1Îl folosim acolo unde viteza de citire/scriere nu este deosebit de importantă, dar toleranța la erori este importantă - de exemplu, pornit RAID-1 Este bine să instalezi sisteme de operare. În acest caz, nimeni, cu excepția sistemului de operare, nu accesează discurile, viteza hard disk-urilor în sine este destul de suficientă pentru funcționare, toleranța la erori este asigurată;

RAID-5Îl instalăm acolo unde este nevoie de viteză și toleranță la erori, dar nu sunt suficienți bani pentru a cumpăra mai multe hard disk-uri sau este nevoie să restaurăm matricele în caz de deteriorare fără a întrerupe lucrul - unitățile de rezervă de rezervă ne vor ajuta aici. Aplicație comună RAID-5- stocare a datelor;

RAID-6 folosit acolo unde este pur și simplu înfricoșător sau există o amenințare reală de moarte a mai multor discuri din matrice simultan. În practică este destul de rar, mai ales în rândul persoanelor paranoice;

RAID-10- folosit acolo unde este necesar să se lucreze rapid și fiabil. De asemenea, principala direcție de utilizare RAID-10 sunt servere de fișiere și servere de baze de date.

Din nou, dacă simplificăm mai mult, ajungem la concluzia că acolo unde nu există o muncă mare și voluminoasă cu fișiere, este destul de suficient RAID-1- sistem de operare, AD, TS, mail, proxy etc. Acolo unde este necesară o muncă serioasă cu fișiere: RAID-5 sau RAID-10.

Soluția ideală pentru un server de baze de date este o mașină cu șase discuri fizice, dintre care două sunt combinate într-o oglindă RAID-1 iar sistemul de operare este instalat pe el, iar restul de patru sunt combinate în RAID-10 pentru prelucrarea rapidă și fiabilă a datelor.

Dacă, după ce ați citit toate cele de mai sus, vă decideți să îl instalați pe serverele dvs Matrice RAID, dar nu știți cum să o faceți și de unde să începeți - contactați-ne! - vă vom ajuta să selectați echipamentul necesar, precum și să efectuați lucrări de instalare pentru implementare Matrice RAID.

RAID(Engleză) matrice redundantă de discuri independente - matrice redundantă de hard disk-uri independente)- o serie de mai multe discuri controlate de un controler, interconectate prin canale de mare viteză și percepute de sistemul extern ca un întreg. În funcție de tipul de matrice utilizată, acesta poate oferi diferite grade de toleranță la erori și performanță. Servește la creșterea fiabilității stocării datelor și/sau la creșterea vitezei de citire/scriere a informațiilor. Inițial, astfel de matrice au fost construite ca o copie de rezervă pentru mediile bazate pe memorie cu acces aleatoriu (RAM), care era costisitoare la acea vreme. De-a lungul timpului, abrevierea a căpătat o a doua semnificație - matricea era deja alcătuită din discuri independente, ceea ce implică utilizarea mai multor discuri, mai degrabă decât partiții ale unui singur disc, precum și costul ridicat (acum relativ doar câteva discuri) al echipamentului necesar pentru a construi chiar această matrice.

Să ne uităm la ce matrice RAID există. Mai întâi, să ne uităm la nivelurile care au fost prezentate de oamenii de știință din Berkeley, apoi la combinațiile și modurile neobișnuite ale acestora. Este de remarcat faptul că, dacă se folosesc discuri de diferite dimensiuni (ceea ce nu este recomandat), atunci acestea vor funcționa cu cel mai mic volum. Capacitatea suplimentară a discurilor mari pur și simplu nu va fi disponibilă.

RAID 0. Matrice de discuri cu dungi fără toleranță/paritate la erori (Stripe)

Este o matrice în care datele sunt împărțite în blocuri (dimensiunea blocului poate fi setată la crearea matricei) și apoi scrise pe discuri separate. În cel mai simplu caz, există două discuri, un bloc este scris pe primul disc, altul pe al doilea, apoi din nou pe primul și așa mai departe. Acest mod se mai numește și „interleave”, deoarece la scrierea blocurilor de date, discurile pe care se realizează înregistrarea sunt intercalate. În consecință, blocurile sunt, de asemenea, citite unul câte unul. În acest fel, operațiunile I/O sunt executate în paralel, rezultând o performanță mai bună. Dacă mai devreme puteam citi un bloc pe unitatea de timp, acum putem face acest lucru de pe mai multe discuri simultan. Principalul avantaj al acestui mod este viteza mare de transfer de date.

Cu toate acestea, miracolele nu se întâmplă, iar dacă se întâmplă, sunt rare. Performanța nu crește de N ori (N este numărul de discuri), ci mai puțin. În primul rând, timpul de acces la disc crește de N ori, ceea ce este deja mare în comparație cu alte subsisteme computerizate. Calitatea controlerului are un impact la fel de important. Dacă nu este cea mai bună, atunci viteza poate diferi abia vizibil de viteza unei singure unități. Ei bine, interfața cu care controlerul RAID este conectat la restul sistemului are o influență semnificativă. Toate acestea pot duce nu numai la o creștere a vitezei de citire liniară mai mică decât N, ci și la o limită a numărului de discuri, peste care nu va exista nicio creștere. Sau, invers, va reduce ușor viteza. În sarcinile reale, cu un număr mare de solicitări, șansa de a întâlni acest fenomen este minimă, deoarece viteza este foarte mult limitată de hard disk-ul în sine și de capacitățile acestuia.

După cum puteți vedea, în acest mod nu există redundanță ca atare. Se folosește tot spațiul pe disc. Cu toate acestea, dacă unul dintre discuri eșuează, atunci evident că toate informațiile se pierd.

RAID 1. Oglindire

Esența acestui mod RAID este de a crea o copie (oglindă) a discului pentru a crește toleranța la erori. Dacă un disc eșuează, atunci munca nu se oprește, ci continuă, dar cu un singur disc. Acest mod necesită un număr par de discuri. Ideea acestei metode este aproape de backup, dar totul se întâmplă din mers, precum și recuperarea după un eșec (care uneori este foarte important) și nu este nevoie să pierdeți timpul cu ea.

Dezavantaje: redundanță ridicată, deoarece aveți nevoie de două ori mai multe discuri pentru a crea o astfel de matrice. Un alt dezavantaj este că nu există un câștig de performanță - la urma urmei, o copie a datelor de pe primul este pur și simplu scrisă pe al doilea disc.

RAID 2 Array utilizând cod Hamming tolerant la erori.

Acest cod vă permite să corectați și să detectați erori duble. Folosit activ în memoria de corectare a erorilor (ECC). În acest mod, discurile sunt împărțite în două grupuri - o parte este folosită pentru stocarea datelor și funcționează similar cu RAID 0, împărțind blocurile de date pe diferite discuri; a doua parte este folosită pentru stocarea codurilor ECC.

Avantajele includ corectarea erorilor din mers și viteza mare de transmitere a datelor.

Principalul dezavantaj este redundanța mare (cu un număr mic de discuri este aproape dublu, n-1). Pe măsură ce numărul de discuri crește, numărul specific de discuri care stochează coduri ECC devine mai mic (redundanța specifică scade). Al doilea dezavantaj este viteza redusă de lucru cu fișiere mici. Datorită volumului și redundanței mari cu un număr mic de discuri, acest nivel RAID nu este utilizat în prezent, făcând loc unor niveluri superioare.

RAID 3. Matrice tolerantă la erori, cu bit striping și paritate.

Acest mod scrie bloc de date bloc cu bloc pe diferite discuri, cum ar fi RAID 0, dar folosește un alt disc pentru stocarea de paritate. Astfel, redundanța este mult mai mică decât în ​​RAID 2 și este doar un singur disc. Dacă un disc eșuează, viteza rămâne practic neschimbată.

Printre principalele dezavantaje, ar trebui să remarcăm viteza scăzută atunci când lucrați cu fișiere mici și multe solicitări. Acest lucru se datorează faptului că toate codurile de control sunt stocate pe un singur disc și trebuie rescrise în timpul operațiunilor I/O. Viteza acestui disc limitează viteza întregului array. Biții de paritate sunt scrieți numai atunci când sunt scrise date. Iar la citire sunt verificate. Din această cauză, există un dezechilibru în viteza de citire/scriere. Citirea unică a fișierelor mici se caracterizează și prin viteza redusă, care se datorează imposibilității accesului paralel de pe discuri independente atunci când discuri diferite execută cereri în paralel.

RAID 4

Datele sunt scrise în blocuri pe diferite discuri, un disc este folosit pentru a stoca biții de paritate. Diferența față de RAID 3 este că blocurile sunt împărțite nu în biți și octeți, ci în sectoare. Beneficiile includ viteze mari de transfer atunci când lucrați cu fișiere mari. Viteza de lucru cu un număr mare de solicitări de citire este, de asemenea, mare. Printre neajunsuri, le remarcam pe cele mostenite din RAID 3 - un dezechilibru in viteza operatiilor de citire/scriere si existenta unor conditii care ingreuneaza accesul paralel la date.

RAID 5. Matrice de discuri cu striping și paritate distribuită.

Metoda este similară cu cea anterioară, dar în loc să aloce un disc separat pentru biții de paritate, această informație este distribuită între toate discurile. Adică, dacă sunt folosite N discuri, atunci capacitatea N-1 discuri va fi disponibilă. Volumul unuia va fi alocat pentru biți de paritate, ca în RAID 3.4. Dar ele nu sunt stocate pe un disc separat, ci separate. Fiecare disc are (N-1)/N cantitate de informații și 1/N din cantitate este umplută cu biți de paritate. Dacă un disc din matrice eșuează, acesta rămâne operațional (datele stocate pe acesta sunt calculate pe baza parității și a datelor altor discuri „din zbor”). Adică, defecțiunea apare în mod transparent pentru utilizator și uneori chiar cu o scădere minimă a performanței (în funcție de capacitatea de calcul a controlerului RAID). Printre avantaje, remarcăm vitezele mari de citire și scriere a datelor, atât cu volume mari, cât și cu un număr mare de solicitări. Dezavantaje: recuperare dificilă a datelor și viteză de citire mai mică decât RAID 4.

RAID 6. Matrice de discuri cu striping și paritate dublă distribuită.

Diferența se rezumă la faptul că sunt utilizate două scheme de paritate. Sistemul este tolerant la defecțiunile a două discuri. Principala dificultate este că pentru a implementa acest lucru trebuie să faceți mai multe operații atunci când efectuați o scriere. Din această cauză, viteza de scriere este extrem de lentă.

Niveluri RAID combinate (imbricate).

Deoarece matricele RAID sunt transparente pentru sistemul de operare, în curând a sosit momentul să creăm matrice ale căror elemente nu sunt discuri, ci matrice de alte niveluri. De obicei sunt scrise cu un plus. Primul număr înseamnă ce matrice de nivel sunt incluse ca elemente, iar al doilea număr înseamnă ce fel de organizare are nivelul superior, care combină elementele.

RAID 0+1

O combinație care este o matrice RAID 1 construită pe baza matricei RAID 0 Ca și într-o matrice RAID 1, doar jumătate din capacitatea discului va fi disponibilă. Dar, ca și în cazul RAID 0, viteza va fi mai mare decât la un singur disc. Pentru a implementa o astfel de soluție, sunt necesare minim 4 discuri.

RAID 1+0

Cunoscut și ca RAID 10. Este o bandă de oglinzi, adică o matrice RAID 0 construită din matrice RAID 1. Aproape asemănătoare cu soluția anterioară.

RAID 0+3

Matrice cu paritate dedicată peste dungi. Este o matrice de nivel 3 în care datele sunt împărțite în blocuri și scrise în matrice RAID 0 Alte combinații decât cele mai simple 0+1 și 1+0 necesită controlere specializate, adesea destul de scumpe. Fiabilitatea acestui tip este mai mică decât cea a următoarei opțiuni.

RAID 3+0

Cunoscut și ca RAID 30. Este o bandă (RAID 0 array) din matrice RAID 3 Are o viteză foarte mare de transfer de date, cuplată cu o bună toleranță la erori. Datele sunt mai întâi împărțite în blocuri (ca în RAID 0) și plasate în matrice de elemente. Acolo sunt din nou împărțiți în blocuri, paritatea lor este calculată, blocurile sunt scrise pe toate discurile cu excepția unuia, pe care sunt scriși biții de paritate. În acest caz, unul dintre discurile fiecăruia dintre matricele RAID 3 poate eșua.

RAID 5+0 (50)

Este creat prin combinarea matricelor RAID 5 într-o matrice RAID 0. Are o viteză mare de transfer de date și de procesare a interogărilor. Are o viteză medie de recuperare a datelor și o toleranță bună la erori. Combinația RAID 0+5 există și ea, dar mai teoretic, întrucât oferă prea puține avantaje.

RAID 5+1 (51)

O combinație de oglindire și striping cu paritate distribuită. RAID 15 (1+5) este, de asemenea, o opțiune. Are o toleranță foarte mare la erori. Matricea 1+5 poate funcționa cu trei defecțiuni de unitate, iar matricea 5+1 poate funcționa cu cinci din opt unități.

RAID 6+0 (60)

Intercalare cu paritate dublă distribuită. Cu alte cuvinte, un stripe din RAID 6. După cum sa menționat deja în legătură cu RAID 0+5, RAID 6 din stripes nu a devenit larg răspândit (0+6). Tehnici similare (stripping arrays cu paritate) pot crește viteza matricei. Un alt avantaj este că puteți crește cu ușurință capacitatea fără a complica întârzierile necesare pentru a calcula și scrie mai mulți biți de paritate.

RAID 100 (10+0)

RAID 100, scris și RAID 10+0, este o bandă de RAID 10. La bază, este similar cu matricea RAID 10 mai largă, care utilizează de două ori mai multe discuri. Dar această structură „cu trei etaje” are propria sa explicație. Cel mai adesea, RAID 10 este realizat în hardware, adică folosind controlerul, iar dungile sunt realizate din ele în software. Se recurge la acest truc pentru a evita problema care a fost menționată la începutul articolului - controlerele au propriile limitări de scalabilitate și dacă conectați un număr dublu de discuri într-un singur controler, în anumite condiții este posibil să nu observați nicio creștere la toate. Software-ul RAID 0 vă permite să îl creați pe baza a două controlere, fiecare conținând RAID 10 la bord. Astfel, evităm „gâtul de sticlă” reprezentat de controler. Un alt punct util este să rezolvăm problema cu numărul maxim de conectori pe un controler - dublând numărul acestora, dublăm numărul de conectori disponibili.

Moduri RAID non-standard

Paritate dublă

O adăugare comună la nivelurile RAID enumerate este paritatea dublă, uneori implementată și, prin urmare, numită „paritate diagonală”. Paritatea dublă este deja implementată în RAID 6. Dar, spre deosebire de aceasta, paritatea este socotită peste alte blocuri de date. Recent, specificația RAID 6 a fost extinsă, astfel încât paritatea diagonală poate fi considerată RAID 6. Pentru RAID 6, paritatea este considerată rezultatul adăugării modulo 2 biți la rând (adică suma primului bit pe primul disc, primul bit pe al doilea etc.), apoi există o schimbare în paritatea diagonală. Operarea în modul de eroare a discului nu este recomandată (din cauza dificultății de a calcula biții pierduți din sumele de control).

Este o dezvoltare a unei matrice NetApp RAID cu paritate dublă și se încadrează în definiția actualizată a RAID 6. Utilizează o schemă de înregistrare a datelor diferită de implementarea clasică RAID 6. Scrierea se face mai întâi în memoria cache NVRAM, care este susținută de o sursă de alimentare neîntreruptibilă pentru a preveni pierderea datelor în timpul unei întreruperi de curent. Software-ul controlerului scrie numai blocuri solide pe discuri ori de câte ori este posibil. Această schemă oferă mai multă protecție decât RAID 1 și este mai rapidă decât RAID 6 obișnuit.

RAID 1.5

A fost propus de Highpoint, dar acum este folosit foarte des în controlerele RAID 1, fără niciun accent pe această caracteristică. Esența se rezumă la o simplă optimizare - datele sunt scrise ca într-o matrice RAID 1 obișnuită (care este ceea ce este în esență 1.5), iar datele sunt citite intercalate de pe două discuri (ca în RAID 0). Într-o implementare specifică de la Highpoint, folosită pe plăcile din seria DFI LanParty pe chipset-ul nForce 2, creșterea a fost abia sesizabilă, și uneori chiar zero. Acest lucru se datorează probabil vitezei reduse a controlerelor de la acest producător în general la acel moment.

Combină RAID 0 și RAID 1. Creat pe cel puțin trei discuri. Datele sunt scrise intercalate pe trei discuri, iar o copie este scrisă cu o deplasare cu 1 disc. Dacă un bloc este scris pe trei discuri, atunci o copie a primei părți este scrisă pe al doilea disc, iar o copie a celei de-a doua părți este scrisă pe al treilea disc. Când utilizați un număr par de discuri, este, desigur, mai bine să utilizați RAID 10.

De obicei, la construirea RAID 5, un disc este lăsat liber (de rezervă), astfel încât, în cazul unei defecțiuni, sistemul începe imediat să reconstruiască matricea. În timpul funcționării normale, această unitate funcționează inactiv. Sistemul RAID 5E presupune utilizarea acestui disc ca element al matricei. Și volumul acestui disc liber este distribuit în întreaga matrice și este situat la capătul discurilor. Numărul minim de discuri este de 4 bucăți. Volumul disponibil este n-2, volumul unui disc este folosit (fiind distribuit între toți) pentru paritate, volumul altuia este liber. Când un disc eșuează, matricea este comprimată pe 3 discuri (folosind numărul minim ca exemplu) prin umplerea spațiului liber. Rezultatul este o matrice RAID 5 obișnuită, rezistentă la defecțiunea unui alt disc. Când un disc nou este conectat, matricea se extinde și ocupă din nou toate discurile. Este de remarcat faptul că în timpul compresiei și decompresiei, unitatea nu este rezistentă la ieșirea unei alte unități. De asemenea, nu este citit/scris în acest moment. Principalul avantaj este o viteză mai mare de funcționare, deoarece striparea are loc pe un număr mai mare de discuri. Dezavantajul este că acest disc nu poate fi atribuit mai multor matrice simultan, ceea ce este posibil într-o matrice RAID 5 simplă.

RAID 5EE

Se deosebește de precedentul doar prin aceea că zonele de spațiu liber de pe discuri nu sunt rezervate într-o singură bucată la capătul discului, ci sunt intercalate în blocuri cu biți de paritate. Această tehnologie accelerează semnificativ recuperarea după o defecțiune a sistemului. Blocurile pot fi scrise direct în spațiul liber, fără a fi nevoie să vă deplasați pe disc.

Similar cu RAID 5E, folosește un disc suplimentar pentru a îmbunătăți performanța și distribuția încărcării. Spațiul liber este împărțit între alte discuri și este situat la capătul discurilor.

Această tehnologie este o marcă înregistrată a Storage Computer Corporation. Matrice bazată pe RAID 3, 4 optimizată pentru performanță. Principalul avantaj este utilizarea caching-ului de citire/scriere. Solicitările de transfer de date sunt efectuate în mod asincron. Discurile SCSI sunt utilizate în timpul construcției. Viteza este de aproximativ 1,5-6 ori mai mare decât soluțiile RAID 3.4.

Intel Matrix RAID

Este o tehnologie introdusă de Intel în podurile de sud începând cu ICH6R. Esența se rezumă la posibilitatea de a combina matrice RAID de diferite niveluri pe partiții de disc, mai degrabă decât pe discuri individuale. Să presupunem că pe două discuri puteți organiza două partiții, două dintre ele vor stoca sistemul de operare pe o matrice RAID 0, iar celelalte două - care lucrează în modul RAID 1 - vor stoca copii ale documentelor.

Linux MD RAID 10

Acesta este un driver RAID kernel Linux care oferă posibilitatea de a crea o versiune mai avansată a RAID 10. Deci, dacă pentru RAID 10 a existat o limitare sub forma unui număr par de discuri, atunci acest driver poate funcționa cu unul impar. . Principiul pentru trei discuri va fi același ca în RAID 1E, unde discurile sunt stripate pe rând pentru a crea o copie și blocuri de stripare, ca în RAID 0. Pentru patru discuri, acest lucru va fi echivalent cu un RAID 10 obișnuit. În plus, puteți specifica în ce zonă va fi stocată o copie pe disc. Să presupunem că originalul va fi în prima jumătate a primului disc, iar copia sa va fi în a doua jumătate a celui de-al doilea. Cu a doua jumătate a datelor, este invers. Datele pot fi duplicate de mai multe ori. Stocarea copiilor pe diferite părți ale discului vă permite să obțineți viteze de acces mai mari ca urmare a eterogenității hard disk-ului (viteza de acces variază în funcție de locația datelor pe platou, de obicei diferența este de două ori).

Dezvoltat de Kaleidescape pentru a fi utilizat pe dispozitivele lor media. Similar cu RAID 4 folosind paritate dublă, dar folosește o metodă diferită de toleranță la erori. Utilizatorul poate extinde cu ușurință matricea prin simpla adăugare de discuri, iar dacă conține date, datele vor fi pur și simplu adăugate la el, în loc să fie șterse, așa cum este de obicei necesar.

Dezvoltat de Sun. Cea mai mare problemă cu RAID 5 este pierderea de informații ca urmare a unei căderi de curent, atunci când informațiile din memoria cache a discului (care este memorie volatilă, adică nu stochează date fără electricitate) nu au timp să fie salvate în platouri magnetice. Această nepotrivire a informațiilor din cache și de pe disc se numește incoerență. Organizarea matricei în sine este asociată cu sistemul de fișiere Sun Solaris – ZFS. Se folosește scrierea forțată a conținutului memoriei cache a discului, puteți restaura nu numai întregul disc, ci și un bloc „din zbor” atunci când suma de control nu se potrivește. Un alt aspect important este ideologia ZFS - nu schimbă datele atunci când este necesar. În schimb, scrie date actualizate și apoi, asigurându-se că operația a avut deja succes, schimbă pointerul către ele. Astfel, este posibil să se evite pierderea datelor în timpul modificării. Fișierele mici sunt duplicate în loc să creeze sume de control. Acest lucru este realizat și de sistemul de fișiere, deoarece este familiarizat cu structura de date (matrice RAID) și poate aloca spațiu în aceste scopuri. Există, de asemenea, RAID-Z2, care, la fel ca RAID 6, poate supraviețui la două defecțiuni ale unităților folosind două sume de verificare.

Ceva care nu este RAID în principiu, dar este adesea folosit împreună cu acesta. Literal tradus ca „doar o grămadă de discuri” Tehnologia combină toate discurile instalate în sistem într-un singur disc logic mare. Adică, în loc de trei discuri, va fi vizibil unul mare. Este utilizată întreaga capacitate totală a discului. Nu există accelerație, nici fiabilitate, nici performanță.

Drive Extender

Funcție inclusă în Windows Home Server. Combină JBOD și RAID 1. Dacă este necesar să se creeze o copie, acesta nu dublează imediat fișierul, ci pune o etichetă pe partiția NTFS indicând datele. Când este inactiv, sistemul copiază fișierul astfel încât spațiul pe disc să fie maximizat (pot fi folosite discuri de diferite dimensiuni). Vă permite să obțineți multe dintre avantajele RAID - toleranța la erori și capacitatea de a înlocui cu ușurință un disc eșuat și de a-l restaura în fundal, transparența locației fișierului (indiferent de discul pe care se află). De asemenea, este posibil să se efectueze acces paralel de pe diferite discuri folosind etichetele de mai sus, obținând performanțe similare cu RAID 0.

Dezvoltat de Lime Technology LLC. Această schemă diferă de matricele RAID convenționale prin faptul că vă permite să combinați unități SATA și PATA într-o singură matrice și unități de diferite dimensiuni și viteze. Un disc dedicat este utilizat pentru suma de control (paritate). Datele nu sunt stripate între discuri. Dacă o unitate se defectează, doar fișierele stocate pe ea se pierd. Cu toate acestea, ele pot fi restaurate folosind paritatea. UNRAID este implementat ca un add-on pentru Linux MD (multidisk).

Cele mai multe tipuri de matrice RAID nu sunt răspândite; unele sunt utilizate în zone înguste de aplicare. Cele mai răspândite, de la utilizatorii obișnuiți până la serverele entry-level, sunt RAID 0, 1, 0+1/10, 5 și 6. Dacă aveți nevoie de o matrice raid pentru sarcinile dvs., rămâne la latitudinea dvs. de a decide. Acum știi cum diferă unul de celălalt.

Dacă sunteți interesat de acest articol, atunci probabil că ați întâlnit sau vă așteptați să întâlniți în curând una dintre următoarele probleme pe computer:

- în mod clar nu există suficientă capacitate fizică a hard disk-ului ca unitate logică unică. Cel mai adesea, această problemă apare atunci când lucrați cu fișiere mari (video, grafică, baze de date);
- performanțele hard disk-ului clar nu sunt suficiente. Cel mai adesea, această problemă apare atunci când se lucrează cu sisteme de editare video neliniară sau când un număr mare de utilizatori accesează simultan fișiere de pe hard disk;
- Fiabilitatea hard disk-ului lipsește în mod clar. Cel mai adesea, această problemă apare atunci când este necesar să se lucreze cu date care nu trebuie să se piardă niciodată sau care trebuie să fie întotdeauna disponibile utilizatorului. Experiența tristă arată că până și cele mai fiabile echipamente se defectează uneori și, de regulă, în cel mai inoportun moment.

Crearea unui sistem RAID pe computer poate rezolva aceste probleme și alte câteva probleme.

Ce este „RAID”?

În 1987, Patterson, Gibson și Katz de la Universitatea din California, Berkeley, au publicat „A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)”. Acest articol a descris diferite tipuri de matrice de discuri, abreviat RAID - Redundant Array of Independent (or Iefpensive) Disks (matrice redundantă de unități de disc independente (sau ieftine). RAID se bazează pe următoarea idee: combinând mai multe unități de disc mici și/sau ieftine într-o matrice, puteți obține un sistem care este superior ca capacitate, viteză și fiabilitate celor mai scumpe unități de disc. În plus, din punctul de vedere al computerului, un astfel de sistem arată ca o singură unitate de disc.
Se știe că timpul mediu dintre defecțiunile unei matrice de unități este egal cu timpul mediu dintre defecțiunile unei singure unități împărțit la numărul de unități din matrice. Ca urmare, timpul mediu al matricei între eșecuri este prea scurt pentru multe aplicații. Cu toate acestea, o matrice de discuri poate fi tolerată la defecțiunea unei singure unități în mai multe moduri.

În articolul de mai sus, au fost definite cinci tipuri (nivele) de matrice de discuri: RAID-1, RAID-2, ..., RAID-5. Fiecare tip a oferit toleranță la erori, precum și diferite avantaje față de o singură unitate. Alături de aceste cinci tipuri, matricea de discuri RAID-0, care NU este redundantă, a câștigat și ea popularitate.

Ce niveluri RAID există și pe care ar trebui să le alegeți?

RAID-0. Definit de obicei ca un grup neredundant de unități de disc fără paritate. RAID-0 este uneori numit „Striping” pe baza modului în care informațiile sunt plasate pe unitățile incluse în matrice:

Deoarece RAID-0 nu are redundanță, defecțiunea unei unități duce la defecțiunea întregii matrice. Pe de altă parte, RAID-0 oferă viteză maximă de transfer de date și utilizarea eficientă a spațiului pe disc. Deoarece RAID-0 nu necesită calcule matematice sau logice complexe, costurile sale de implementare sunt minime.

Domeniul de aplicare: aplicații audio și video care necesită transfer de date continuu de mare viteză, care nu pot fi furnizate de o singură unitate. De exemplu, cercetările efectuate de Mylex pentru a determina configurația optimă a sistemului de disc pentru o stație de editare video neliniară arată că, în comparație cu o singură unitate de disc, o matrice RAID-0 de două unități de disc oferă o creștere cu 96% a scriere/citire. viteza, a trei unități de disc - cu 143% (conform testului Miro VIDEO EXPERT Benchmark).
Numărul minim de unități dintr-o matrice „RAID-0” este 2.

RAID-1. Mai cunoscut sub numele de „oglindire” este o pereche de unități care conțin aceleași informații și formează o unitate logică:

Înregistrarea se realizează pe ambele unități din fiecare pereche. Cu toate acestea, unitățile dintr-o pereche pot efectua operații de citire simultane. Astfel, „oglindirea” poate dubla viteza de citire, dar viteza de scriere rămâne neschimbată. RAID-1 are o redundanță de 100% și o defecțiune a unei unități nu duce la o defecțiune a întregii matrice - controlerul comută pur și simplu operațiunile de citire/scriere pe unitatea rămasă.
RAID-1 oferă cea mai mare viteză dintre toate tipurile de matrice redundante (RAID-1 - RAID-5), mai ales într-un mediu multi-utilizator, dar cea mai proastă utilizare a spațiului pe disc. Deoarece RAID-1 nu necesită calcule matematice sau logice complexe, costurile sale de implementare sunt minime.
Numărul minim de unități dintr-o matrice „RAID-1” este 2.
Pentru a crește viteza de scriere și a asigura o stocare fiabilă a datelor, mai multe matrice RAID-1 pot fi, la rândul lor, combinate în RAID-0. Această configurație se numește RAID „pe două niveluri” sau RAID-10 (RAID 0+1):

Numărul minim de unități dintr-o matrice „RAID 0+1” este 4.
Domeniul de aplicare: matrice ieftine în care principalul lucru este fiabilitatea stocării datelor.

RAID-2. Distribuie datele în benzi de dimensiunea unui sector pe un grup de unități de disc. Unele unități sunt dedicate stocării ECC (Error Correction Code). Deoarece majoritatea unităților stochează coduri ECC pe sector în mod implicit, RAID-2 nu oferă prea multe avantaje față de RAID-3 și, prin urmare, nu este utilizat în practică.

RAID-3. Ca și în cazul RAID-2, datele sunt distribuite pe benzi cu dimensiunea unui sector, iar una dintre unitățile matrice este alocată pentru a stoca informații de paritate:

RAID-3 se bazează pe codurile ECC stocate în fiecare sector pentru a detecta erorile. Dacă una dintre unități eșuează, informațiile stocate pe ea pot fi restaurate prin calculul OR exclusiv (XOR) folosind informațiile de pe unitățile rămase. Fiecare înregistrare este distribuită în mod obișnuit pe toate unitățile și, prin urmare, acest tip de matrice este bun pentru aplicațiile care folosesc intensiv disc. Deoarece fiecare operație I/O accesează toate unitățile de disc din matrice, RAID-3 nu poate efectua mai multe operații simultan. Prin urmare, RAID-3 este bun pentru medii cu un singur utilizator, cu o singură sarcină, cu înregistrări lungi. Pentru a lucra cu înregistrări scurte, este necesar să sincronizați rotația unităților de disc, deoarece în caz contrar, o scădere a vitezei de schimb este inevitabilă. Foarte rar folosit, pentru că inferior RAID-5 în ceea ce privește utilizarea spațiului pe disc. Implementarea necesită costuri semnificative.
Numărul minim de unități de disc într-o matrice „RAID-3” este de 3 buc.

RAID-4. RAID-4 este identic cu RAID-3, cu excepția faptului că dimensiunea stripe este mult mai mare decât un sector. În acest caz, citirile sunt efectuate de pe o singură unitate (fără a număra unitatea care stochează informațiile de paritate), astfel încât mai multe operații de citire pot fi efectuate simultan. Cu toate acestea, deoarece fiecare operație de scriere trebuie să actualizeze conținutul unității de paritate, nu este posibil să se efectueze mai multe operații de scriere simultan. Acest tip de matrice nu are avantaje notabile față de o matrice RAID-5.
RAID-5. Acest tip de matrice este uneori numit „matrice de paritate rotativă”. Acest tip de matrice depășește cu succes dezavantajul inerent al RAID-4 - incapacitatea de a efectua simultan mai multe operațiuni de scriere. Această matrice, ca RAID-4, utilizează dungi mare ca dimensiune, dar, spre deosebire de RAID-4, informațiile de paritate sunt stocate nu pe o singură unitate, ci pe toate unitățile pe rând:

Operațiunile de scriere accesează o unitate cu date și o altă unitate cu informații de paritate. Deoarece informațiile de paritate pentru diferite benzi sunt stocate pe unități diferite, scrierile multiple simultane nu sunt posibile decât dacă fie benzile de date, fie cele de paritate sunt pe aceeași unitate. Cu cât sunt mai multe unități în matrice, cu atât mai rar coincid locația benzilor de informații și de paritate.
Domeniul de aplicare: matrice fiabile de volum mare. Implementarea necesită costuri semnificative.
Numărul minim de unități dintr-o matrice „RAID-5” este 3.

RAID-1 sau RAID-5?
RAID-5, în comparație cu RAID-1, utilizează spațiul pe disc mai economic, deoarece pentru redundanță stochează nu o „copie” a informațiilor, ci un număr de verificare. Ca rezultat, RAID-5 poate combina orice număr de unități, dintre care doar una va conține informații redundante.
Dar eficiența mai mare a spațiului pe disc vine în detrimentul unor rate de schimb de informații mai mici. Când scrieți informații în RAID-5, informațiile de paritate trebuie actualizate de fiecare dată. Pentru a face acest lucru, trebuie să determinați ce biți de paritate s-au modificat. În primul rând, se citesc informațiile vechi de actualizat. Aceste informații sunt apoi XORed cu noile informații. Rezultatul acestei operații este o mască de biți în care fiecare bit =1 înseamnă că trebuie înlocuită valoarea din informațiile de paritate din poziția corespunzătoare. Informațiile de paritate actualizate sunt apoi scrise în locația corespunzătoare. Prin urmare, pentru fiecare cerere de program de a scrie informații, RAID-5 efectuează două citiri, două scrieri și două operații XOR.
Există un cost pentru utilizarea spațiului pe disc mai eficient (stocarea unui bloc de paritate în loc de o copie a datelor): este nevoie de timp suplimentar pentru a genera și scrie informații de paritate. Aceasta înseamnă că viteza de scriere pe RAID-5 este mai mică decât pe RAID-1 cu un raport de 3:5 sau chiar 1:3 (adică, viteza de scriere pe RAID-5 este de 3/5 până la 1/3 din viteza de scriere. RAID-1). Din această cauză, RAID-5 este inutil să fie creat în software. De asemenea, nu pot fi recomandate în cazurile în care viteza de înregistrare este critică.

Ce metodă de implementare RAID ar trebui să alegeți - software sau hardware?

După ce ați citit descrierile diferitelor niveluri RAID, veți observa că nicăieri nu există nicio mențiune despre cerințe hardware specifice care sunt necesare pentru implementarea RAID. Din care putem concluziona că tot ceea ce este necesar pentru implementarea RAID este să conectați numărul necesar de unități de disc la controlerul disponibil în computer și să instalați software special pe computer. Acest lucru este adevărat, dar nu în totalitate!
Într-adevăr, este posibil să se implementeze RAID în software. Un exemplu este sistemul de operare Microsoft Windows NT 4.0 Server, în care implementarea software a RAID-0, -1 și chiar RAID-5 este posibilă (Microsoft Windows NT 4.0 Workstation oferă doar RAID-0 și RAID-1). Cu toate acestea, această soluție ar trebui considerată ca fiind extrem de simplificată și nu permite realizarea pe deplin a capabilităților matricei RAID. Este suficient să rețineți că, odată cu implementarea software-ului RAID, întreaga sarcină de plasare a informațiilor pe unitățile de disc, calcularea codurilor de control etc. cade asupra procesorului central, care în mod natural nu crește performanța și fiabilitatea sistemului. Din aceleași motive, practic nu există funcții de service aici și toate operațiunile de înlocuire a unei unități defectuoase, de adăugare a unei noi unități, de schimbare a nivelului RAID etc. sunt efectuate cu pierderea completă a datelor și cu interzicerea completă de a efectua orice alte operațiuni. Singurul avantaj al implementării software a RAID este costul minim.

- un controler specializat eliberează procesorul central de operațiunile de bază cu RAID, iar eficiența controlerului este mai vizibilă cu cât nivelul de complexitate RAID este mai mare;
- controlerele, de regulă, sunt echipate cu drivere care vă permit să creați RAID pentru aproape orice sistem de operare popular;
- BIOS-ul încorporat al controlerului și programele de management furnizate cu acesta permit administratorului de sistem să se conecteze, să deconecteze sau să înlocuiască cu ușurință unitățile incluse în RAID, să creeze mai multe matrice RAID, chiar și la diferite niveluri, să monitorizeze starea matricei de discuri, etc. Cu controlere „avansate”, aceste operațiuni pot fi efectuate „din mers”, adică. fără a opri unitatea de sistem. Multe operațiuni pot fi efectuate în „fond”, adică. fără a întrerupe munca curentă și chiar de la distanță, adică. de la orice loc de muncă (desigur, dacă aveți acces);
- controlerele pot fi echipate cu o memorie tampon („cache”), în care sunt stocate ultimele blocuri de date, care, cu acces frecvent la aceleași fișiere, poate crește semnificativ performanța sistemului de discuri.

Dezavantajul implementării hardware RAID este costul relativ ridicat al controlerelor RAID. Cu toate acestea, pe de o parte, trebuie să plătiți pentru tot (fiabilitatea, viteza, serviciul). Pe de altă parte, recent, odată cu dezvoltarea tehnologiei cu microprocesor, costul controlerelor RAID (în special modelele mai tinere) a început să scadă brusc și a devenit comparabil cu costul controlerelor obișnuite de disc, ceea ce face posibilă instalarea sistemelor RAID nu numai în mainframe scumpe, dar și în servere entry-level și chiar stații de lucru.

Cum să alegi un model de controler RAID?

Există mai multe tipuri de controlere RAID în funcție de funcționalitatea, designul și costul acestora:
1. Controlere de unitate cu funcționalitate RAID.
În esență, acesta este un controler de disc obișnuit, care, datorită firmware-ului BIOS special, vă permite să combinați unități de disc într-o matrice RAID, de obicei de nivel 0, 1 sau 0+1.

Controler SCSI Ultra (Ultra Wide) de la Mylex KT930RF (KT950RF).
În exterior, acest controler nu este diferit de un controler SCSI obișnuit. Toată „specializarea” se află în BIOS, care este împărțit în două părți - „Configurație SCSI” / „Configurație RAID”. În ciuda costului său scăzut (mai puțin de 200 USD), acest controler are un set bun de funcții:

- combinarea a până la 8 unități în RAID 0, 1 sau 0+1;
- a sustine Hot Spare pentru înlocuirea din mers a unei unități de disc defectate;
- capacitatea de a înlocui automat (fără intervenția operatorului) o unitate defectă;
- controlul automat al integrității și identității datelor (pentru RAID-1);
- prezenta unei parole pentru accesarea BIOS-ului;
- program RAIDPlus care oferă informații despre starea unităților în RAID;
- drivere pentru DOS, Windows 95, NT 3.5x, 4.0