Что такое RAID массив

Что такое RAID массив?

Каждый из вас знает, что жесткий диск – неотъемлемая часть компьютера, ведь на нем хранится фильмы, музыка и операционная система. Копируя какую-либо информацию с диска на диск, мы всегда сетуем на медленную скорость. Еще, мы редко задумываемся о сохранности нашей информации и поэтому зачастую становимся жертвами несовершенства компьютерного железа. Теряли когда-нибудь данные по причине выхода из строя жесткого диска? Если нет, то это только дело времени. Как же поправить ситуацию? Здесь нам на помощь приходит RAID массив.

Вообще копирование больших объемов информации можно сравнить, например, с работой копальщиков. Они так же долго и упорно пересыпают землю лопатами, как и информация медленно и с натугой переходит с одного жесткого диска на другой. Но с копальщиками все просто, нужно лишишь нагнать побольше народу и дело заладится. А как поступить с медленной перекачкой информации? Оказывается все так же просто! Нужно лишь добавить еще жестких дисков. Но сделать это нужно правильно, и вот для этого и существуют RAID массивы.

Raid массивы – программные и аппаратные

Рейд массивы создаются как связка HDD дисков. Когда мы подключаем нескольких внешних HDD дисков к компьютеру, система видит их как разные устройства. Задача создания массива –заставить систему воспринимать все подключенные диски как один массив для ускорения обработки данных. Обычный HDD разделен на несколько логических дисков, в рейде же все подключенные диски воспринимаются как один единственный, присоединенный к материнской плате.

Когда массив создается после установки ОС с помощью специальных утилит для настройки рейда, то он называется программным. Аппаратный массив создается до установки ОС и не зависит от сторонних утилит. Аппаратный рейд считается наиболее предпочтительным ввиду стабильности, производительности и защищенности данных.

Диски в каждом массиве должны быть полностью идентичны во избежание ошибок и потери данных. То есть нужно, чтобы совпадали производитель, объем, размер кэша… В общем, все возможные характеристики.

Теперь давайте рассмотрим наиболее популярные конфигурации Raid массивов. Мы не будем рассказывать о массивах под номером 2,3,4 ввиду их сложности и узкой сферы использования, а поговорим только о самых распространенных рейдах.

Как создать RAID массив и зачем он нужен

• Примечание : если на вашем жёстком диске уже имеется информация, то для него можно создать зеркало. Также ч итайте новые статьи по этой теме:
• Создание RAID-массива или Зеркалирование дисков в новейшей Windows 10 Fall Creators Update
• Как настроить RAID 1 и установить на него Windows 7, 8.1, 10
• Как настроить RAID 0 массив и установить на него Windows 10, быстродействие операционной системы увеличится в два раза.

Что делать, если размер винчестеров разный или на одном жёстком диске у вас уже находится информация, читаем в следующей нашей статье.

Мастер создания образа. Далее

Добавляем диск, который будет зеркалом для выбранного ранее диска. Первым зеркальным томом мы выбрали Диск 1, значит в левой части выбираем Диск 2 и нажимаем на кнопку «Добавить».

Выбираем букву программного RAID 1 массива, я оставляю букву (D:). Далее

Отмечаем галочкой пункт Быстрое форматирование и жмём Далее.

В управлении дисками зеркальные тома обозначаются кроваво-красным цветом и имеют одну букву диска, в нашем случае (D:). Скопируйте на любой диск какие-либо файлы и они сразу появятся на другом диске.

В окне “Этот компьютер”, программный RAID 1 массив отображается как один диск.

Если один из двух жёстких дисков выйдет из строя, то в управлении дисками RAID-массив будет помечен ошибкой “Отказавшая избыточность”, но на втором жёстком диске все данные будут в сохранности.

Наш сайт рекомендует:

• Создание RAID-массива или Зеркалирование дисков в Windows 10
• Создание RAID-массива: статьи сайта
• Как настроить RAID 0 массив и установить на него Windows 10. Или как увеличить быстродействие дисковой системы в два раза
• Как настроить RAID 1 массив и установить на него Windows 7, 8.1, 10
• Как создать RAID 1 массив в случае, если на одном жёстком диске уже имеется информация

• Комментарии (22)

Популярные статьи

• Не могу войти в «Одноклассники»
• Как обновить Windows 7 до Windows 10
• Как перевернуть видео с телефона
• Как убрать поиск из панели задач Windows 10
• Opera: синхронизация пользовательских данных
• Ventoy: как пользоваться утилитой для создания загрузочного носителя UEFI и Legacy
• Лучшие PDF-редакторы для Windows
• Недорогой игровой компьютер 2020 за 50 тыс. руб.
• Отключение UAC
• Как увеличить громкость в браузере
• Обновление Windows 10 October 2020 Update (20H2)
• Бюджетная видеокарта для игр 2020
• Дешёвый игровой компьютер 2020 за 20-27 тыс. руб.
• Как в Windows 10 кнопки панели задач сделать маленькими
• Как сделать ссылку на текст на сайте
• Видеокарта для игр 2020
• Дешёвый игровой компьютер 2020 за 36 тыс. руб.
• Мощный игровой компьютер 2020
• Как удалить диск D
• Не работает «Ночной свет» в Windows 10

Список категорий:

• Windows
• • Windows
  • Windows 10
  • Лицензирование и активация
  • Windows 8.1
  • Windows 7
  • Windows XP
  • Установка Windows
  • Драйвера
  • Обновления Windows
  • Восстановление Windows
  • Перенос (миграция, клонирование) Windows
  • Учётные записи и пароли
  • Чистка, оптимизация, твики
  • Сборки и дистрибутивы Windows
  • Кастомизация
  • Функционал Windows
• Безопасность
• • Безопасность
  • Антивирусы
  • Восстановление данных
  • Резервное копирование
  • Шифрование данных
• Интернет
• • Интернет
• Программы
• • Программы
• Жёсткий диск
• • Жёсткий диск
• BIOS
• • BIOS
• Железо и периферия
• • Железо и периферия
• Загрузочный носитель
• • Загрузочный носитель
  • LiveDisk
• Виртуальные машины
• • Виртуальные машины
• Разное
• • Разное
  • Другие операционные системы
  • Веб-дизайн

  Как использовать?

  Для того чтобы “собрать” RAID-массив, нужен RAID-контроллер. Тут тоже можно разделить на 3 вида:

  Расположен прямо на материнской плате. На более-менее дорогих материнских платах уже встречается довольно часто. Но все равно, это домашний вариант, так что обычно умеет только RAID-0, 1 или 10 (10 — не факт что умеет). Конечно, есть и на серверных материнских платах, там уже что-то посерьезней, но это тоже считается бюджетным вариантом.

  Отдельный контроллер. Это плата, которая вставляется в PCI-разъем на материнской плате. Есть как дешевые варианты менее чем за 1000 рублей, так и за аналогичную сумму, но уже в долларах. Если ваша материнская плата не имеет встроенного контроллера, то идем в магазин и покупаем отдельный контроллер.

  Программный RAID. Тут ничего покупать не надо, делается средствами операционной системы (как именно — в Яндексе или Гугле ищем “windows программный raid ”).

  Плюсы: бесплатно, минимум действий для создания.

  Минусы: зависит от работоспособности операционной системы, ОС на него не установить (т.е. сначала ставите windows, потом подключаете еще 2 диска и уже из них делаете массив), нагружает процессор.

  Что можно подключать к RAID-контроллеру

  Следующий важный параметр, по которому различаются RAID-массивы, это поддержка интерфейсов накопителей. Не будем тревожить склеп с IDE-дисками, а констатируем, что по большому счету применяются три типа: SATA, SAS и NVMe. SAS — удел серверов, а вот остальные применяются повсеместно.

  Есть программные и аппаратные RAID-контроллеры, которые умеют управлять массивом дисков с одним из интерфейсов. В формате PCIe есть и такие платы, которые реализуют режим Tri-Mode, позволяющий работать со смешанным составом накопителей.

  

  RAID 5

  

  Сильно схож по своему принципу работы с RAID 1. Только вам теперь потребуется минимум 3 накопителя, на одном из которых будет храниться продублированная информация. В этом случае вам будет доступен практически весь объем в системе, кроме одного диска с данными под восстановление. Кроме того, увеличится и производительность, но не в несколько раз, как в случае с RAID 0. Основное отличие RAID 5 от RAID 10 — это уровень надежности и доступный объем. Данный массив предназначен для более специфических задач, когда вместе собрано огромное количество дисков.

  Предположим, вы имеете 4 диска на 2 Тбайт каждый. RAID 10 даст вам объем равный 4 Тбайт, в 2 раза большую скорость и возможность полностью восстановить информацию в случае поломки сразу двух основных носителей. RAID 5 же в таком случае даст 6 Тбайт под ваши нужды, немного увеличенную скорость записи данных и возможность восстановления данных только с одного поврежденного винчестера. В таком случае RAID 10 выглядит более привлекательной системой, нежели RAID 5, ведь за плату в 2 Tбайт, мы получаем высокую производительность и возможность полного восстановления.

  

  Но ситуация меняется, когда дисков становится значительно больше. Как мы и говорили, RAID 5 — специфическая структура. Если вы имеете 10 дисков на 2 Тбайт каждый, то RAID 10 даст вам лишь 10 Тбайт, которые вам будут доступны. В случае с RAID 5 это уже 18 Тбайт (доступны все диски, кроме одного, который хранит дублированные данные). Здесь уже 50% доступного объема — слишком высокая цена за возможность полного восстановления и двукратную скорость. Куда выгоднее получить слегка увеличенную скорость, практически полный объем и возможность восстановления одного любого диска. Для простого же обывателя такие системы не нужны.

  Преимущества

  Не требует много места под восстановление
  Слегка увеличивает производительность

  Недостатки

  Не предназначен для бытового использования
  Обеспечивает не полное резервирование данных
  Прирост скорости не такой большой, как у RAID 10

  Существуют и другие виды массивов, но все они слишком узконаправленные и не подходят для обычного пользователя. Описанные выше схемы — используются в 90% случаев.

  RAID 1

  Первый рэйд обеспечивает отказоустойчивость СХД в ущерб дисковому пространству. Схема представлена ниже.

  

  Итак, у нас имеется NAS с двумя дисками по 4 Тб каждый. Создаем RAID 1. Свободное место для информации – 4 Тб. Почему так? А потому что технология разделяет общий объем жестких дисков (в нашем пример 8Тб) пополам. Первая отдается пользователю для эксплуатации, а вторая полностью копирует данные с первой.

  Первый рэйд еще называют Mirroring (Зеркалирование) из-за принципа работы. Соответственно, если у вас выйдет из строя один из жестких дисков, то данные сохранятся на втором.

  RAID-массив в виртуальной машине

  

  Когда речь заходит практически о любой части компьютера, можно сказать, что было бы хорошо, чтобы она работала побыстрее и понадёжнее. Это особенно относится к подсистемам, от которых общая производительность компьютера зависит в наибольшей степени. И конечно, это относится к его дисковой подсистеме.

  Дисковых операций в большинстве компьютеров бывает очень много. Ведь компьютеры предназначены для обработки данных, которые нужно где-то хранить, и нужно куда-то записывать результат их обработки.

  Побыстрее

  С 1956 года, когда появилась первая модель жёсткого магнитного диска, некоторые характеристики дисков улучшились фантастически. Например, плотность записи возросла в 650 000 000 раз!

  А вот время доступа к данным сократилось всего в сотни раз. Ну даже если в тысячу — все равно прогресс по скорости доступа оказался намного скромнее.

  Уже в 70-е годы возникла идея разделять данные (например, файлы) на фрагменты и записывать их на разные диски одновременно. Очевидно, что общее время записи всего файла сократится. Теоретически выигрыш может быть во столько раз, сколько дисков задействовано для параллельной записи.

  

  Когда записанные данные потребуются, соответствующие им фрагменты нужно прочитать с разных дисков (желательно также одновременно), а затем собрать в общий блок.

  Этот приём записи на диск называется чередованием (striping).

  На рисунке для наглядности чередование показано на примере файла. В действительности чередуются дисковые единицы хранения: блоки, сектора, страницы. Файловая система находится на более высоком архитектурном уровне.

  У описанного метода ускорения дисковых операций есть очень существенный недостаток. Если хотя бы один из чередованных фрагментов будет потерян или испорчен, весь блок данных так же окажется утраченным.

  Понадёжнее

  Время наработки на отказ современных дисков достигает 2 500 000 часов, … 285 лет непрерывной работы. Но это — статистика, а конкретный диск может сломаться и через час после включения. Да, вероятность такой поломки очень-очень мала, но она — не нулевая. Поэтому даже при использовании супернадёжных дисков не грех применить дополнительные меры для обеспечения сохранности данных.

  Стандартный способ предотвращения утраты данных — их резервное копирование, то есть дублирование.

  Например, копию данных, записываемых на один диск, можно одновременно записывать на другой.

  

  В случае сбоя первого диска можно будет прочитать данные со второго диска. Впрочем, сначала нужно вовремя понять, что сбой произошёл. Для этого имеются специальные методы.

  Описанный способ дисковых операций называется зеркалированием (mirroring).

  На рисунке для наглядности зеркалирование показано на примере файла. В действительности зеркалируются дисковые единицы хранения: блоки, сектора, страницы.

  И у этого метода тоже есть один очень существенный недостаток: для его реализации требуется дискового пространства в два раза больше, чем для хранения данных без зеркалирования.

  И быстрее, и надёжнее

  А нельзя ли обеспечить одновременное повышение и скорости дисковых операций, и их надёжности? — Можно! Но придётся использовать более двух дисков.

  

  Применить в усиленной дисковой подсистеме можно и более трёх дисков. Тогда эффективность хранения данных возрастёт, а проявление указанных недостатков сократится.

  Типы RAID-массивов

  Описанные методы организации дисковой подсистемы развиваются уже давно. Они достаточно подробно описаны и стандартизированы.

  Группы совместно используемых дисков называют RAID-массивами. RAID — Redundant Array of Independent Disks, избыточный массив независимых дисков.

  RAID-массивы классифицируют по условным уровням.

  Чередование в базовом виде реализовано в RAID-массивах нулевого уровня (RAID 0).

  Зеркалирование в базовом виде реализовано в RAID-массивах первого уровня (RAID 1).

  Как уже было сказано, в группе может присутствовать более двух дисков. Это даст возможность воспользоваться преимуществами как чередования, так и зеркалирования и одновременно нивелировать их недостатки. Сочетание этих методов реализовано в RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID 6 и далее.

  Методики организации дисков в RAID-массив — единое быстродействующее и отказоустойчивое устройство — продолжают развиваться.

  Реализация RAID-массивов

  Для того, чтобы начать использовать группу дисков совместно, их нужно как-то объединить и управлять ими. Это можно обеспечить двумя способами: аппаратно или программно. В первом случае используется специальный «железный» контроллер; во втором — массивом управляет специальная программа.

  Многие современные операционные системы: Windows, macOS, Linux, FreeBSD, … поддерживают программную реализацию RAID-массива.

  Аппаратный контроллер берёт на себя часть нагрузки, связанной с дисковыми операциями, но требует дополнительного расхода на своё приобретение.

  При программной реализации RAID-массива приобретать дополнительные аппаратные средства не требуется, но дополнительная нагрузка ложится на операционную систему. В определённом смысле, обработка этой нагрузки — тоже расход, так как вам нужно выделить на обеспечение работы программного контроллера совсем не бесплатные вычислительные ресурсы.

  Нужен ли виртуальной машине в 1cloud дисковый массив

  Возможность программной реализации RAID-массива может подвигнуть наших пользователей к тому, чтобы применить его на своём виртуальном сервере. Благо, облако 1cloud позволяет подключить к одной виртуальной машине десятки дисков разного типа и разного размера.

  Напомним о преимуществах RAID-массивов.

  • Надёжность. Диски виртуальных машин в 1cloud базируются на платформе VMware, которая, в свою очередь, использует высоконадёжную и высокопроизводительную систему хранения данных (СХД) NetApp, обеспечивающую RAID 6-DP. Массив этого типа сохраняет данные при поломке до двух дисков (из числа входящих в RAID-массив).
  • Быстродействие. RAID-массивы в облаке 1cloud состоят из десятков дисков. Технология чередования позволяет многократно увеличить общую скорость дисковых операций по сравнению со скоростью работы отдельного диска. Конечно, эта кратность меньше числа дисков, входящих в RAID-массив, так как возникают накладные операционные расходы на обеспечение чередования блоков данных и, особенно, их зеркалирования.

  С учётом изложенного, ответ на вопрос: «Нужен ли виртуальной машине в 1cloud собственный отдельный RAID-массив?» будет отрицательным.

  В облаке 1cloud оптимальная производительность дисковой подсистемы обеспечена на самом базовом уровне. Все возможности и преимущества RAID-массивов уже задействованы на уровне облачной инфраструктуры. Пользователям остаётся лишь выбрать подходящий размер диска и его пул (HDD SATA, HDD SAS, SSD SAS).

  P. S. Ещё немного интересных статей:

  RAID JBOD

  Этот массив используется не часто, но иногда может пригодиться. Он объединяет в один большой накопитель несколько мелких. Это RAID, организованный программными средствами. Он может пригодиться, когда уже имеющиеся накопители не позволяют создать раздел нужного объема для каких-то специфических целей.

  Каковы же основные составные части RAID-массива. Во-первых, жесткие диски. Можно использовать практически любые, но для создания максимально эффективной системы лучше применять диски со сходными параметрами.

  Второй компонент – контролер RAID. Самым лучшим вариантом считается применение внешнего RAID-контролера. Данный класс устройств весьма широк по своим характеристикам. Некоторые работают в паре с HDD-контролером системной платы (что несколько ограничивает возможности). Другие работают независимо и создают более широкий комплекс возможностей. Также существуют полностью внешние контролеры, они могут быть в отдельном корпусе вместе с набором жестких дисков. Такая система имеет свой блок питания и наиболее автономна. Ее возможности достаточно широки, но и стоит такое удовольствие совсем не дешево.

  Более дешевый вариант – RAID-контролер, интегрированный в материнскую плату. Такой вариант уменьшает возможности и надежность в процессе работы (хотя для домашнего использования его обычно вполне хватает). Кроме того, ограничивается количество уровней, которые можно создать, применяя такой контролер.

  Самый простой вариант – это вообще отсутствие контролера RAID. Вся работа производится лишь за счет операционной системы. Недостатки: ограниченность возможностей, малая надежность и дополнительная загрузка центрального процессора.

  Операционные системы семейства Windows NT ( 2K, XP, 2003, Vista, Seven и др.) изначально, с момента их проектирования, ограниченно поддерживают программный RAID – разные системы поддерживают разные уровни. Например, Windows XP Pro поддерживает RAID 0 – это так называемые “динамические диски”. Аналогичные возможности встроены и в ядро операционных систем GNU/ Linux.

  Подведем итоги. RAID-массив это система из нескольких винчестеров, позволяющая увеличить некоторые параметры. Это может быть повышение скорости работы дисковой подсистемы с информацией, дополнительная сохранность важных данных или объем для их размещения. Все уровни RAID сочетают в себе эти свойства в различных соотношениях, и выбор какого-либо варианта будет зависеть исключительно от тех задач, для которых его предполагается использовать.

  голоса

  Рейтинг статьи