Проект переехал на новый домен!  [[ перейти ]]

RAID (redundant array of independent/inexpensive disks)
Информация взята с http://rlab.ru/doc/raid_arrays.html

RAID 0
RAID уровня 0, строго говоря, не является избыточным массивом и соответственно не обеспечивает надежности хранения данных.
Тем не менее данный уровень находит широкое применение в случаях, когда необходимо обеспечить высокую производительность 
дисковой подсистемы. Особенно популярен этот уровень в рабочих станциях. При создании RAID-массива уровня 0 информация 
разбивается на блоки, которые записываются на отдельные диски, то есть создается система с параллельным доступом (если, 
конечно, размер блока это позволяет). Благодаря возможности одновременного ввода-вывода с нескольких дисков RAID 0 обеспечивает 
максимальную скорость передачи данных и максимальную эффективность использования дискового пространства, поскольку не требуется 
места для хранения контрольных сумм. Реализация этого уровня очень проста. В основном RAID 0 применяется в тех областях, где 
требуется быстрая передача большого объема данных.

RAID 1 (Mirrored disk)
RAID уровня 1 ? это массив дисков со 100-процентной избыточностью. То есть данные при этом просто полностью дублируются 
(зеркалируются), за счет чего достигается очень высокий уровень надежности (как, впрочем, и стоимости). Отметим, что для 
реализации уровня 1 не требуется предварительно разбивать диски и данные на блоки. В простейшем случае два диска содержат 
одинаковую информацию и являются одним логическим диском. При выходе из строя одного диска его функции выполняет другой 
(что абсолютно прозрачно для пользователя). Кроме того, этот уровень удваивает скорость считывания информации, так как эта 
операция может выполняться одновременно с двух дисков. Такая схема хранения информации используется в основном в тех случаях, 
когда цена безопасности данных намного выше стоимости реализации системы хранения.

RAID 2
RAID уровня 2 ? это схема резервирования данных с использованием кода Хэмминга (смотри ниже) для коррекции ошибок. Записываемые 
данные формируются не на основе блочной структуры, как в RAID 0, а на основе слов, причем размер слова равен количеству дисков 
для записи данных в массиве. Если, к примеру, в массиве имеется четыре диска для записи данных, то размер слова равен четырем 
дискам. Каждый отдельный бит слова записывается на отдельный диск массива. Например, если массив имеет четыре диска для записи 
данных, то последовательность четырех бит, то есть слово, запишется на массив дисков таким образом, что первый бит окажется на 
первом диске, второй бит ? на втором и т.д.
Кроме того, для каждого слова вычисляется код коррекции ошибок (ECC), который записывается на выделенные диски для хранения 
контрольной информации. Их число равно количеству бит в контрольном слове, причем каждый бит контрольного слова записывается на 
отдельный диск. 
RAID 2 ? один из немногих уровней, позволяющих не только исправлять ?на лету? одиночные ошибки, но и обнаруживать двойные. При 
этом он является самым избыточным из всех уровней с кодами коррекции. Эта схема хранения данных применяется редко, поскольку 
плохо справляется с большим количеством запросов, сложна в организации и обладает незначительными преимуществами перед уровнем RAID 3.

RAID 3
RAID уровня 3 ? это отказоустойчивый массив с параллельным вводом-выводом и одним дополнительным диском, на который записывается 
контрольная информация. При записи поток данных разбивается на блоки на уровне байт (хотя возможно и на уровне бит) и записывается 
одновременно на все диски массива, кроме выделенного для хранения контрольной информации. Для вычисления контрольной информации 
(называемой также контрольной суммой) используется операция ?исключающего ИЛИ? (XOR), применяемая к записываемым блокам данных. 
При выходе из строя любого диска данные на нем можно восстановить по контрольным данным и данным, оставшимся на исправных дисках.
RAID уровня 3 имеет намного меньшую избыточность, чем RAID 2. Благодаря разбиению данных на блоки RAID 3 имеет высокую 
производительность. При считывании информации не производится обращение к диску с контрольными суммами (в случае отсутствия сбоя), 
что происходит всякий раз при операции записи. Поскольку при каждой операции ввода-вывода производится обращение практически ко 
всем дискам массива, одновременная обработка нескольких запросов невозможна. Данный уровень подходит для приложений с файлами 
большого объема и малой частотой обращений. Кроме того, к достоинствам RAID 3 относятся незначительное снижение производительности 
при сбое и быстрое восстановление информации.

RAID 4
RAID уровня 4 ? это отказоустойчивый массив независимых дисков с одним диском для хранения контрольных сумм. RAID 4 во многом 
схож с RAID 3, но отличается от последнего прежде всего значительно большим размером блока записываемых данных (большим, чем 
размер записываемых данных). В этом и есть главное различие между RAID 3 и RAID 4. После записи группы блоков вычисляется 
контрольная сумма (точно так же, как и в случае RAID 3), которая записывается на выделенный для этого диск. Благодаря большему, 
чем у RAID 3, размеру блока возможно одновременное выполнение нескольких операций чтения (схема независимого доступа).
RAID 4 повышает производительность передачи файлов малого объема (за счет распараллеливания операции считывания). Но поскольку 
при записи должна вычисляться контрольная сумма на выделенном диске, одновременное выполнение операций здесь невозможно (налицо 
асимметричность операций ввода и вывода). Рассматриваемый уровень не обеспечивает преимущества в скорости при передаче данных 
большого объема. Эта схема хранения разрабатывалась для приложений, в которых данные изначально разбиты на небольшие блоки, 
поэтому нет необходимости дополнительно их разбивать. RAID 4 представляет собой неплохое решение для файл-серверов, информация 
с которых преимущественно считывается и редко записывается. Эта схема хранения данных имеет невысокую стоимость, но ее реализация 
достаточно сложна, как и восстановление данных при сбое.

RAID 5
RAID уровня 5 ? это отказоустойчивый массив независимых дисков с распределенным хранением контрольных сумм. Блоки данных и 
контрольные суммы, которые рассчитываются точно так же, как и в RAID 3, циклически записываются на все диски массива, то есть 
отсутствует выделенный диск для хранения информации о контрольных суммах.
В случае RAID 5 все диски массива имеют одинаковый размер, однако общая емкость дисковой подсистемы, доступной для записи, 
становится меньше ровно на один диск. Например, если пять дисков имеют размер 10 Гбайт, то фактический размер массива составляет 
40 Гбайт, так как 10 Гбайт отводится на контрольную информацию.
RAID 5, так же как и RAID 4, имеет архитектуру независимого доступа, то есть в отличие от RAID 3 здесь предусмотрен большой 
размер логических блоков для хранения информации. Поэтому, как и в случае с RAID 4, основной выигрыш такой массив обеспечивает 
при одновременной обработке нескольких запросов.
Главным же различием между RAID 5 и RAID 4 является способ размещения контрольных сумм.
Наличие отдельного (физического) диска, хранящего информацию о контрольных суммах, здесь, как и в трех предыдущих уровнях, 
приводит к тому, что операции считывания, не требующие обращения к этому диску, выполняются с большой скоростью. Однако при 
каждой операции записи меняется информация на контрольном диске, поэтому схемы RAID 2, RAID 3 и RAID 4 не позволяют проводить 
параллельные операции записи. RAID 5 лишен этого недостатка, поскольку контрольные суммы записываются на все диски массива, 
что обеспечивает возможность выполнения нескольких операций считывания или записи одновременно.