Neden raid 5, 0'dan daha iyidir. RAID seviyeleri - kısa teorik bilgiler

Meraklıların yazılı olmayan bir kuralı vardır: sabit disk Western Digital WD1500 Raptor maksimum performansa ihtiyacınız varsa ideal masaüstü modelidir. Ancak yalnızca 150 GB kapasiteli bir sabit diske 240 dolar harcamak çok cazip bir çözüm olmadığı için tüm kullanıcılar bu yolu izleyemez. Raptor kalır mı en iyi seçim? Fiyat aylardır değişmedi ve bugün para için kolayca bir çift 400 GB sürücü satın alabilirsiniz. Modern RAID dizilerinin performansını Raptor ile karşılaştırmanın zamanı geldi mi?

Meraklılar, 10.000 RPM'de dönen tek 3,5" masaüstü sabit diski olduğu için Raptor sabit diskine aşinadır. Pazarın bu sektöründeki çoğu sabit disk, sunucular için daha hızlı dönen 7.200 RPM'de döner. WD Raptor sabit sürücüleri 36 ve 74 GBüç yıl önce sunuldu. Pazara yaklaşık bir yıl önce girdi Western Digital Raptor-X Daha yüksek performans sağlayan, sabit diskin içini görmenizi sağlayan şeffaf kapaklı modelleri de mevcuttur.

Sabit diskler batı dijital Raptor, başlangıçta ucuz sunucular için konumlandırılmalarına rağmen, piyasaya sürüldükten sonra masaüstü PC'ler için diğer tüm 3,5" Seri ATA sabit sürücülerinden daha iyi performans gösterdi.

10.000 dev/dak iş mili hızı iki önemli avantaj sunar. İlk olarak, veri aktarım hızı gözle görülür şekilde artar. Evet, maksimum sıralı okuma hızı özellikle etkileyici değil, ancak minimum hız 7200 rpm'de herhangi bir sabit diski çok aşıyor. Ayrıca, 10.000 RPM'lik bir sabit sürücüde daha az dönme gecikmesi vardır, bu da okuma/yazma kafaları konumlandırıldıktan sonra sürücünün verileri alması için daha az zaman harcanması anlamına gelir.

WD Raptor'un ana dezavantajı, fiyatıdır - 150 GB'lık bir model için yaklaşık 240 dolar. Diğer dezavantajların yanı sıra, daha yüksek (kritik olmasa da) bir gürültü seviyesi ve daha yüksek ısı üretimi olduğunu not ediyoruz. Bununla birlikte, bu sabit sürücü, depolama alt sistemine daha yüksek performans verirse, meraklılar bu tür eksikliklerle kolayca başa çıkacaktır.

Bir gigabayt veri depolamanın maliyetini hesaplarsanız, Raptor artık o kadar çekici olmayacak. 240$'a bir çift 400 GB sabit disk alabilirsiniz ve hatta 300$'a 750 GB Seagate Barracuda 7200.10 çok uzak değil. Ucuz segmente bakarsanız, her biri 50 ABD Doları karşılığında bir çift 160 GB 7200 RPM sabit disk alabilirsiniz; bu, Raptor ile aynı kapasiteyi sağlar, ancak fiyatın yarısından fazlasını sağlar. Bu nedenle, bugün meraklılar bile sık sık kendilerine soruyor: WD Raptor almaya değer mi, iki 7200 rpm sabit sürücüde RAID 0 yapılandırması seçmek daha iyi değil mi?

RAID 0, erişim süresini azaltmaz, ancak verileri iki sabit diskte şeritleyerek sıralı okuma hızını neredeyse iki katına çıkarır. Dezavantajı, artan veri kaybı riski olarak kabul edilebilir, çünkü bir sabit sürücü arızalanırsa, tüm dizi kaybolacaktır (bugün seçenekler olmasına rağmen RAID bilgi kurtarma). Üst düzey anakartlardaki birçok tümleşik denetleyici, kurulumu ve kurulumu kolay RAID modlarını destekler.

Hızlı mı yoksa akıllı sabit disk mi?

	Verim	Kapasite	Veri depolama güvenliği	Fiyat
Bir sabit sürücü (7200 rpm)	İyi	Mükemmel için yeterli	Yeterli *	Düşükten yükseğe, 50 ila 300 ABD Doları
150 GB WD Raptor (10.000 rpm)	Harika	Yeterli	Yeterli *	Yüksek: 240 $+
2x 160 GB (7200 rpm)	Çok iyi ila mükemmel	iyi ila mükemmel	Yetersiz *	Düşükten Yükseğe: Sabit sürücü başına 50 ABD dolarından
2 adet 150 GB WD Raptor (10.000 rpm)	Harika	İyi	Yetersiz *	Yüksekten çok yükseğe: sürücü başına 240 ABD dolarından

* Herhangi bir sabit sürücünün er ya da geç arızalanacağı unutulmamalıdır. Teknoloji, mekanik bileşenlere dayanmaktadır ve ömürleri sınırlıdır. Üreticiler, sabit sürücüler için Arızalar Arasındaki Ortalama Süreyi (MTBF) belirtir. İki adet 7200 rpm sabit sürücüye bir RAID 0 dizisi kurarsanız, veri kaybı riski iki katına çıkar, çünkü bir sabit sürücü arızalanırsa tüm RAID 0 dizisini kaybedersiniz. Bu nedenle, önemli verileri düzenli olarak yedekleyin ve bir işletim sisteminin görüntüsü.

Bugün neredeyse bir kuruşa 40-80 GB sabit disk satın alabilirsiniz ve eğer sahip değilseniz özel gereksinimler kapasite açısından, o zaman bu hacim bugün bile yeterli olacaktır. Ancak, 120 GB ila 200 GB arası modelleri kolayca alabileceğiniz için 50-70 ABD Doları değerinde sabit diskler almanızı öneririz. Çevrimiçi mağazalar şimdiden 250 ve 320 GB'lık modelleri 100 dolardan daha düşük bir fiyata sunmaya başladı. 10.000 RPM WD Raptor'a harcadığınız parayla, 7.200 RPM sabit disklerde kolayca 800 GB ila 1 TB depolama alanı elde edebilirsiniz.

Bu kadar yüksek bir kapasiteye ihtiyacınız yoksa giriş seviyesi 7200 rpm sabit disklerle yetinebilirsiniz. İki Western Digital WD1600AAJS sürücüsünün her biri 55 ABD dolarıdır ve bir RAID 0 dizisinde kolayca 320 GB depolama alanı elde edebilirsiniz. Paranın yarısını harcayın ve iki katını alın geniş kapasite. Bu tasarruflar ne kadar haklı? Hadi çözelim.

7.200 veya 10.000 rpm? RAID 0 mı Raptor mu?

Farklı sabit sürücü yapılandırmalarını test etmeye karar verdik. Testlerimiz arasında tek bir WD Raptor WD1500ADFD, tek bir WD4000KD, bir RAID 0 dizisinde bir Raptor ve bir RAID 0 dizisinde bir WD4000 yer alıyor. fiyat olarak bir Raptor'a eşdeğer. Bir "bütçe" RAID'in tek bir Raptor'a kıyasla ne kadar iyi performans gösterdiğini görelim.

WD4000KD, 16 MB önbelleğe sahiptir ve bir Seri ATA/150 arayüzüne sahiptir. 10.000 RPM WD Raptor ile karşılaştırıldığında temel fark, performans ve kapasitedir. Raptor, 400 GB WD4000KD'den en az altı kat daha yüksek olan gigabayt başına önemli ölçüde daha düşük maliyete sahiptir. Testler, performans farklılıklarının ne kadar güçlü olduğunu gösterecektir. Yayınlandığı tarihte WD4000KD Caviar'ın fiyatı 130 dolardı.

Raptor, masaüstü pazarındaki tartışmasız performans şampiyonu ama aynı zamanda en pahalı sabit disk. WD1500 Raptor, hala yeterli olan bir Seri ATA/150 arabirimi kullanır. Kıyaslama sonuçlarına bakıldığında, başka hiçbir sabit disk Raptor'u geçemez. SATA arabirimi 300 MB/sn. Genel olarak, SATA arayüzünün hızı satın alma kararını etkilememelidir. Yayınlandığı tarihte WD1500ADFD Raptor'un fiyatı 240 dolardı.

Bu konfigürasyon WD1500 Raptor'u almalıdır. RAID 0 dizisindeki iki WD4000KD sabit sürücü, Raptor'u yener mi?

Bu senaryo, iki WD Raptor sabit sürücü gerektirdiği için testlerimizde en pahalı olanıdır, ancak yine de çok ilginçtir. RAID 0 dizisindeki iki adet 10.000 RPM Raptor sabit diski, kelimenin tam anlamıyla herkesi parçalara ayırmalıdır.

RAID 0

Verim

Teorik olarak RAID 0, performansı artırmak için ideal bir çözümdür çünkü seri veri aktarım hızı, dizideki sabit disk sayısıyla neredeyse doğrusal olarak ölçeklenir. Dosyalar blok blok tüm sabit sürücülere dağıtılır, yani RAID denetleyicisi verileri neredeyse aynı anda birkaç sabit sürücüye yazar. RAID 0'ın veri aktarım hızı, erişim süresi azalmasa da hemen hemen tüm senaryolarda gözle görülür şekilde iyileşir. Gerçek testlerde, RAID 0 dizilerindeki erişim süresi, çok az da olsa, yaklaşık yarım milisaniye kadar artar.

Birkaç sabit sürücüde bir RAID yapılandırması oluşturursanız, sürücü denetleyicisi bir performans sorununa dönüşebilir. Tipik bir PCI veri yolu, iki modern sabit sürücü tarafından kolayca emilen maksimum 133 MB / sn aktarmanıza olanak tanır. Yonga setine dahil olan Seri ATA denetleyicileri genellikle daha yüksek bant genişliği sağlar, bu nedenle RAID dizilerinin performansını sınırlamazlar.

Aldık Intel ICH7 ve ICH8 güney köprüsü yonga setlerinde dört adet 10.000 rpm WD Raptor sabit sürücüde 350 MB/sn'ye kadar. Dört ayrı sabit diskin toplam iş hacmine çok yakın mükemmel bir sonuç. Aynı zamanda, nVidia nForce 680 yonga seti ne yazık ki maksimum 110 MB/s gösterdi. Teknik olarak mümkün olsa bile, her entegre RAID denetleyicisinin yüksek performanslı RAID dizileri sağlayamadığı görülüyor.

RAID Modlarının Karşılaştırılması

RAID 0'ın, Yedekli Bağımsız/Ucuz Sürücü Dizileri (yedek ucuz/bağımsız sürücü dizisi) anlamına gelen RAID dizileri fikrini gerçekten genişletmediğine dikkat edilmelidir. Yedeklilik, bir sabit sürücü arızalansa bile verilerin hayatta kalması için verileri en az iki yerde depolamak anlamına gelir. Örneğin, tüm verilerin ikinci bir sabit sürücüye yansıtıldığı bir RAID 1 dizisinde olan budur. Sabit sürücülerden biri "ölürse", bunu yalnızca RAID denetleyicisinin mesajlarından bileceksiniz. RAID 5 dizisi çok daha karmaşıktır ve profesyonel sektör için tasarlanmıştır. Verileri tüm sabit sürücülere yayan bir RAID 0 dizisi gibi çalışır, ancak verilere artıklık bilgisi eklenir. Bu nedenle, bir RAID 5 dizisinin net kapasitesi, biri hariç tüm sabit sürücülerin toplam kapasitesine eşittir. Artıklık bilgileri tek bir sabit sürücüye yazılmaz (RAID 3 durumunda olduğu gibi), ancak bir HDD'ye artıklık bilgilerini okurken veya yazarken bir "darboğaz" yaratmayacak şekilde tüm sürücülere dağıtılır. Oldukça anlaşılır bir şekilde, bir RAID 5 dizisi en az üç sabit sürücü gerektirir.

Riskler ve yan etkiler

RAID 0 dizisi için ana tehlike, tüm dizi kaybolduğundan herhangi bir sabit sürücünün arızalanmasıdır. Bu nedenle, bir RAID 0 dizisinde ne kadar çok disk varsa, bilgi kaybı riski o kadar yüksektir. Üç sabit sürücü kullanılıyorsa, bir sürücüye kıyasla bilgi kaybı olasılığı üç kat artar. Bu nedenle RAID 0 düşünülemez iyi seçenek güvenilir bir sisteme ihtiyaç duyan ve bir dakikalık kesintiyi karşılayamayan kullanıcılar için.

Güçlü ve pahalı bir ayrı RAID denetleyicisi satın alsanız bile donanıma bağımlı olmaya devam edeceksiniz. İki farklı denetleyici RAID 5'i destekleyebilir, ancak belirli uygulama çok farklı olabilir.

Intel Matrix RAID: Aynı sabit sürücü setinde birden çok RAID dizisi oluşturulabilir.

RAID denetleyicisi yeterince akıllıysa, bir sabit sürücü setine iki veya daha fazla RAID dizisinin kurulmasına izin verebilir. Her RAID denetleyicisi birden çok RAID dizisini destekleyebilse de, bu genellikle farklı sabit sürücü grupları gerektirir. Bu nedenle, Intel ICH7-R ve ICH8-R güney köprülerinin çok ilginç olduğu ortaya çıktı: Intel Matrix RAID işlevini destekliyorlar.

Tipik bir uygulama, iki sabit sürücüdeki iki RAID dizisidir. İki sabit sürücünün kapasitesinin ilk üçte biri, işletim sistemi için hızlı bir RAID 0 dizisine ve geri kalanı önemli verileri depolamak için bir RAID 1 dizisine ayrılabilir. Sabit sürücülerden biri arızalanırsa işletim sistemi kaybolur ancak ikinci sabit sürücüye yansıtılan önemli veriler RAID 1 sayesinde korunur. Bu arada, Windows'u yükledikten sonra işletim sisteminin bir görüntüsünü oluşturabilirsiniz. sistem ve güvenilir bir RAID 1 dizisinde saklayın.Ardından, sabit sürücü arızalanırsa, işletim sistemi hızlı bir şekilde geri yüklenebilir.

Pek çok RAID dizisinin, sistem önyüklemesi ve kurtarma sırasında sorunlara neden olabilecek bir RAID sürücüsünün (Intel Matrix Storage Manager gibi) yüklenmesini gerektirdiğini unutmayın. Kurtarma için kullandığınız herhangi bir önyükleme diski, RAID sürücülerine ihtiyaç duyacaktır. Bu nedenle, sürücü disketini bu durum için saklayın.

Test yapılandırması

Düşük seviyeli testler için konfigürasyon

işlemciler	2x Intel Xeon (Nocona çekirdeği), 3.6GHz, FSB800, 1MB L2 önbellek
platformu	Asus NCL-DS (Soket 604), Intel E7520 yonga seti, BIOS 1005
Hafıza	Corsair CM72DD512AR-400 (DDR2-400 ECC, kayıt), 2x 512MB, CL3-3-3-10 gecikme
Sistem sabit diski	Western Digital Caviar WD1200JB, 120 GB, 7200 rpm, 8 MB önbellek, UltraATA/100
Sürücü Denetleyicileri	Intel 82801EB UltraATA/100 Denetleyici (ICH5) Silikon Görüntü Sil3124, PCI-X
Açık	Entegre Broadcom BCM5721 Gigabit Ethernet Denetleyicisi
Video kartı	Yerleşik ATi RageXL, 8 MB
Testler ve ayarlar
Performans testleri	c "t h2benchw 3.6 PCMark05 V1.01
G/Ç Testleri	IOMeter 2003.05.10 Dosya sunucusu Karşılaştırması web sunucusu karşılaştırması veritabanı kıyaslaması İş İstasyonu Kıyaslaması
Sistem yazılımı
işletim sistemi	Microsoft Windows Server 2003 Enterprise Edition Hizmet Paketi 1
Platform sürücüsü	Intel Chipset Kurulum Yardımcı Programı 7.0.0.1025
Grafik sürücüsü	Varsayılan Windows Grafik Sürücüsü

SYSmark2004 SE için Yapılandırma

Sistem donanımı
İşlemci	Intel çekirdek 2 Extreme X6800 (Conroe 65 nm, 2,93 GHz, 4 MB L2 önbellek)
Anakart	Gigabyte GA-965P-DQ6 2.0, yonga seti: Intel 965P, BIOS: F9
Genel donanım
Hafıza	2 adet 1024MB DDR2-1111 (CL 4.0-4-4-12), Corsair CM2X1024-8888C4D XMS6403v1.1
Video kartı	HIS X1900XTX IceQ3, GPU: ATi Radeon X1900 XTX (650MHz), Bellek: 512MB GDDR3 (1550MHz)
Sabit disk ben	150 GB, 10.000 rpm, 8 MB önbellek, SATA/150, Western Digital WD1500ADFD
Sabit disk II	400 GB, 7200 rpm, 16 MB önbellek, SATA/300, Western Digital WD4000KD
DVD-ROM	Gigabyte GO-D1600C (16x)
Yazılım
ATi Sürücüleri	Katalizör Paketi 7.1
Intel yonga seti sürücüleri	Yazılım Yükleme Yardımcı Programı 8.1.1.1010
Intel RAID Sürücüleri	Matris Depolama Yöneticisi 6.2.1.1002
DirectX	9.0c (4.09.0000.0904)
işletim sistemi	Windows XP, Derleme 2600 SP2
Testler ve ayarlar
SYSişareti	Sürüm 2004 İkinci Basım, Resmi Sürüm

Şimdi RAID 0 dizisindeki mevcut 150GB WD Raptor sabit diskler ile 400GB WD4000KD sabit diskler arasındaki savaşa geçelim.Sonuç inanılmazdı. WD Raptor, şüphesiz en hızlı Seri ATA masaüstü sabit diski olmaya devam ederken, erişim süresi ve G/Ç performansı dışındaki çoğu testte RAID 0 birinci sırada yer alıyor. Raptor'da bir gigabayt veri depolamanın maliyeti en tartışmalı olanıdır, çünkü 7200 rpm'lik bir sabit sürücünün kapasitesinin üç katını yarı fiyatına satın alabilirsiniz. Yani, bir gigabayt fiyatına, Raptor bugün altı kez kaybediyor. Bununla birlikte, veri güvenliği konusunda endişeleriniz varsa, bir WD Raptor yerine iki ucuz 7200 rpm sabit sürücüde RAID 0 dizisini seçmeden önce iki kez düşünün.

Önümüzdeki aylarda 500 GB sabit disklerin fiyatı 100 doların altına düşecek. Ancak video depolamak için mevcut hacim gereksinimleri artacaktır. yüksek çözünürlük, müzik ve fotoğraflar. Son olarak, sabit disk tablası yoğunluğu artmaya devam ediyor, dolayısıyla daha yüksek performanslı 7200rpm'lik modeller çok yakında çıkacak. Gelecekte, Raptor'un çekiciliği düşecek.

Western Digital'in fiyatlandırma politikasını değiştirmesi gerektiğini düşünüyoruz model aralığı Raptor çünkü performans kazancı, sabit disk kapasitesinde büyük ödün verme pahasına gelir. Ve söylemeliyim ki, bu tür tavizler herkese haklı görünmeyecek. Windows Vista için yerleşik flash belleğe sahip hibrit bir sabit sürücü de olabilen, güncellenmiş bir 300 GB Raptor sabit diski görmek istiyoruz.

Bir dosya sunucusu veya üretken bir iş istasyonu oluştururken, genellikle disk alt sisteminin yapılandırmasını seçme sorunuyla karşılaşılır. Modern anakartlar, hatta bütçe seviyesindekiler, RAID oluşturma tüm popüler seviyelerdeki diziler, unutma yazılım uygulaması YAĞMA. Seçeneklerden hangisi daha güvenilir ve daha verimli olacak? Kendi testimizi yapmaya karar verdik.

Test tezgahı

Kural olarak, küçük ve orta ölçekli işletmelerde dosya sunucularının, departman düzeyindeki sunucuların vb. sıradan, bütçe bileşenlerinden bir araya getirilmiş normal bir PC kullanılır. Testimizin amacı, yonga setinin RAID denetleyicisi kullanılarak bir araya getirilen disk alt sisteminin performansını incelemek ve bunu RAID dizilerinin (OS araçları) yazılım uygulamalarıyla karşılaştırmaktı. Testin nedeni, bütçe RAID'in yanı sıra yaygın olarak bulunan nesnel testlerin olmamasıydı. çok sayıda Konuyla ilgili "mitler ve efsaneler". Demiri özel olarak seçmedik, elimizde olandan faydalandık. Ve bir sonraki uygulama için, biri test tezgahı olarak kullanılan birkaç sıradan PC vardı.

Bilgisayar yapılandırması:

• Anakart: ASUS M4N68T-M SocketAM3
• İşlemci: CPU AMD ATHLON II X2 245 (ADX245O) 2.9GHz/ 2Mb/ 4000MHz Soket AM3
• RAM: 2 adet Kingston ValueRAM DDR-III DIMM 1Gb
• Sabit sürücüler: HDD 320 Gb SATA-II 300 Western Digital Caviar Blue 7200rpm 16Mb
• İşletim sistemi: Windows Server 2008 SP2 (32-bit)
• Dosya sistemi: NTFS

Disk alt sistemi şu şekilde yapılandırıldı: bir diske bir işletim sistemi kuruldu, diğer iki veya üç diskten bir RAID dizisi oluşturuldu.

Test Metodolojisi

Test yazılımı olarak Intel NAS Performance Toolkit'i seçtik, Şu anki paket ana tipik görevlerde disk alt sisteminin performansını değerlendirmenizi sağlayan bir dizi testi temsil eder. Her test beş kez çalıştırıldı, nihai sonuç ortalamayı temsil ediyor. Single performansını aldık sabit disk.

RAID0, RAID1 ve RAID5 dizilerini test ettik; RAID5 hem normal modda hem de acil durum modunda bir sürücü çıkarılarak test edildi. Bu diziyi neden yalnızca acil durum modunda test ettik? Yanıt basit: RAID0 için böyle bir mod yoktur, disklerden herhangi biri arızalanırsa dizi bozulur ve geriye kalan tek RAID1 diski tek bir diskten farklı olmaz.

Hem donanım hem de yazılım uygulamaları test edildi, başlangıçta ortalama CPU yükünü de ölçtük, çünkü RAID yazılımının işlemciyi ağır bir şekilde yüklediği kanısındayız. Ancak, bu ölçümü test sonuçlarına dahil etmeyi reddettik, işlemci yükü yaklaşık olarak eşit çıktı ve tek bir disk için yaklaşık% 37-40, RAID0, RAID1 ve RAID5 için% 40-45 oldu.

Dosya işlemleri

Herhangi bir sürücü için klasik işlemler, okuma ve yazma işlemleridir. Intel NASPT'de, bu parametreler dört testte değerlendirilir: 247 MB'lik bir dosyayı sürücüye ve sürücüden kopyalama ve toplam hacmi 1,2 GB olan 2833 dosya içeren 44 klasör.

Dosyaları oku/yaz

Referans diskin sonuçlarına dikkat edersek yazma hızının okuma hızından neredeyse iki kat (%89) daha yüksek olduğunu görürüz. Bu, işin doğası gereğidir. dosya sistemi ve bu gerçek de dikkate alınmalıdır. RAID0 (şeritli dizi), uygulama yönteminden bağımsız olarak, tek bir diskten %70 daha yüksek performans gösterirken, RAID1'in (mirror) hız parametreleri tamamen aynıdır.

RAID5 ayrı bir tartışmayı hak ediyor, yazma hızı kabul edilemeyecek kadar düşük, yavaşlama %70'e kadar, okuma hızı ise hızlı RAID0'dan aşağı değil. Belki de bu, bilgi işlem kaynaklarının eksikliğinden ve algoritmaların kusurlu olmasından kaynaklanmaktadır, çünkü kayıt sırasında sağlama toplamını hesaplamak için ek kaynaklar harcanmaktadır. Disklerden biri arızalanırsa, yazma hızı düşer, donanım çözümündeki düşüş (%15) yazılım çözümündekinden (%40) daha az belirgindir. Bu durumda okuma hızı önemli ölçüde düşer ve tek bir diskin hızına karşılık gelir.

Klasörleri okuma/yazma

Dağınık küçük dosyaları kopyalamaya çalışan herkes, onları bir arşive önceden paketlemenin daha iyi olduğunu bilir, bu çok daha hızlı olacaktır. Testlerimiz yalnızca bu pratik kuralı onaylıyor, çok sayıda küçük dosya ve klasörü okumak neredeyse %60 daha yavaş, büyük bir dosyayı okumak ve yazma hızı da biraz (%10) daha düşük.

RAID0, yazma işlemlerinde (%30-40) çok daha küçük bir avantaj sağlar ve okuma işlemlerinde fark ihmal edilebilir. RAID1, beklendiği gibi, tek bir diskle bire bir gitmesi bizi şaşırtmadı.

Küçük dosyalarda RAID5 çok daha fazlasını gösterir en iyi sonuç, ancak yine de ortalama %35 oranında tek bir diske verim vermeye devam ediyor. Okuma hızı diğer yapılandırmalardan farklı değildir, bu durumda sabit sürücünün rasgele erişim süresinin sınırlayıcı faktör olduğuna inanma eğilimindeyiz. Ancak diziden bir diski çıkarırken çok beklenmedik bir sonuç aldık ve bu da bizi, başka bir sabit sürücü modeli (500 Gb Seagate/Maxtor Barracuda 7200.12/DiamondMax 23) dahil olmak üzere diski birkaç kez iki kez kontrol etmeye zorladı.<3500418AS>7200rpm 16Mb). Gerçek şu ki, donanım dizisinin yazma hızı keskin bir şekilde düştü (neredeyse üç kat) ve bunun tersine RAID5 yazılımının yazma hızı arttı, belki de bu, dizinin yazılım uygulamasının algoritmasından kaynaklanıyor. . Yine de bu "olguyu" yorumsuz bırakmayı tercih ediyoruz.

Uygulamalarla Çalışmak

Aşağıdaki testler, başta ofis uygulamaları olmak üzere çeşitli uygulamalarla çalışırken disk alt sisteminin performansını yansıtır. İlk test (İçerik Oluşturma), diskin verileri depolamak ve verilerle çalışmak için kullanımını yansıtır, kullanıcı fazla etkinlik göstermeden belgeler oluşturur, açar, kaydeder. En güçlü test Office Verimliliğidir, belgelerle aktif çalışmayı simüle eder, İnternette bilgi arar (tarayıcı önbelleği sürücüye sıfırlanır), 572 MB hacimli 45 dizinde toplam 616 dosya. Son test - bir fotoğraf albümüyle çalışmak (esas olarak görüntüleme), ev kullanımı için daha tipiktir, 1,2 GB fotoğraf içerir (169 dosya, 11 dizin).

Belgelerle çalışma

RAID0, tek dosyalarla çalışırken tahmin edilebileceği gibi RAID1'den ve tek bir sabit sürücüden neredeyse iki kat daha iyi performans gösterir (İçerik Oluşturma testi), ancak Office Verimlilik testinde etkin çalışma sırasında tüm avantajlarını kaybeder RAID0, RAID1 ve tek bir sürücü aynı sonuçları gösterir .

RAID5, bu testlerde bariz bir yabancıdır, dizinin tek dosyalardaki performansı son derece düşüktür ve donanım uygulaması çok daha iyi (ancak yine de son derece düşük) bir sonuç gösterir. aktif ile Ofis işi sonuçlar çok daha iyidir, ancak yine de tek bir sürücüye ve daha basit dizilere göre daha düşüktür.

Fotoğraflarla çalışma

Bu modda, tüm diziler, tek bir diskin performansıyla karşılaştırılabilir şekilde yaklaşık olarak aynı sonucu gösterdi. RAID5 biraz daha düşük bir sonuç gösterse de, bu durumda gecikmenin "çıplak gözle" fark edilmesi pek olası değildir.

Multimedya

Ve son olarak, iki kısma ayırdığımız multimedya testleri: oynatma ve kayıt. İlk durumda, HD video sürücüden aynı anda bir, iki veya dört akışta oynatılır. İkincisinde, kayıt ve eşzamanlı kayıt - iki dosyanın oynatılması gerçekleştirilir. Bu test, bir disk dizisinden doğrusal yazma / okumanın genel süreçlerini karakterize ettiği için yalnızca video için geçerli değildir.

Geri çalma

RAID0

Bu tür disk dizisi, büyük dosyalar ve multimedya ile çalışırken güvenle yol açar. Çoğu durumda, tek bir diske kıyasla önemli bir avantaj (yaklaşık %70) elde etmenize izin verir, ancak önemli bir dezavantajı vardır - son derece düşük hata toleransı. Bir disk arızalandığında tüm dizi yok olur. Ofis uygulamaları ve fotoğraflarla çalışırken özel bir avantajı yoktur.

RAID0 nerede kullanılabilir? Her şeyden önce, görevlerinin doğası gereği video düzenleme gibi büyük dosyalarla çalışmak zorunda olan iş istasyonlarında. Hata toleransı gerekiyorsa, iki aynadan oluşan şeritli bir diziyi veya şeritli dizilerden oluşan bir aynayı temsil eden RAID10 veya RAID0 + 1'i kullanabilirsiniz; bu RAID seviyeleri, RAID0'ın hız parametrelerini ve RAID1'in güvenilirliğini birleştirir; dezavantajları arasında önemli ek yük vardır - gelen disklerin kapasitesinin yalnızca yarısı bir dizide depolama için kullanılır.

RAID1

"Ayna"nın tek bir diske göre hız avantajı yoktur, bu dizinin ana görevi hata toleransı sağlamaktır. Office dosyaları ve küçük dosyalarla çalışırken kullanılması önerilir, örn. daha hızlı diziler arasındaki farkın çok büyük olmadığı görevlerde. 1C ile çalışmak için fena değil: Enterprise 7.7 inç dosya modu, disk işleminin doğası gereği, Office Üretkenliği ile /'den NAS'a Dizin kopyalama arasında bir geçiştir. Daha verimli görevler için tavsiye edilmez, burada RAID10 ve RAID0 + 1'e dikkat etmelisiniz.

RAID5

Düşük uç sistemlerde bu tür bir dizinin kullanılmasını önermeyiz; yazma işlemlerinde RAID5, tek bir sabit sürücüye bile önemli ölçüde kaybeder. Kullanımının gerekçelendirileceği tek alan, ana modu okuma olan multimedya verilerini depolamak için medya sunucularının oluşturulmasıdır. Burada yüksek okuma hızı (RAID0 düzeyinde) ve hata toleransı için daha düşük ek yük (dizi kapasitesinin 1/3'ü) gibi parametreler ön plana çıkıyor ve bu da önemli miktarda depolama oluştururken iyi bir kazanç sağlıyor. Ancak, diziye yazma girişiminin performansta keskin bir düşüşe yol açtığı unutulmamalıdır, bu nedenle bu tür medya sunucularına yeni verilerin yüklenmesi iş yükünün en az olduğu saatlerde yapılmalıdır.

Donanım mı yoksa yazılım mı?

Test sonuçları, donanım versiyonu bazı durumlarda daha iyi sonuçlar veren RAID5 dışında, her iki uygulama seçeneği için de herhangi bir fark edilebilir avantaj veya dezavantaj ortaya çıkarmadı. Bu nedenle, diğer özelliklerden ilerlemek gerekir. Uyumluluk ve taşınabilirlik gibi.

Donanımsal RAID, yonga setinin güney köprüsü (veya ayrı bir denetleyici) tarafından uygulanır ve kurulum aşamasında işletim sisteminden veya yükleme sürücülerinden destek gerektirir. Aynı gerçek, kendi disklerini kullanan bir dizi disk ve sistem yardımcı programının kullanılmasını genellikle imkansız hale getirir. önyükleme diskleri, önyükleyicileri bir RAID denetleyicisini desteklemiyorsa, yazılım dizinizi görmeyecektir.

İkinci dezavantaj, belirli bir üreticiye bağlanmadır, platformu değiştirmeye veya farklı bir yonga setine sahip bir anakart seçmeye karar verirseniz, verilerinizi harici ortama kopyalamanız (ki bu kendi içinde sorunlu olabilir) ve diziyi yeniden birleştirmeniz gerekecektir. Ana sorun, anakart beklenmedik bir şekilde arızalanırsa, verilerinize erişmek için benzer bir model aramanız gerekmesidir.

Yazılımsal RAID, OC düzeyinde desteklenir, bu nedenle, bu eksikliklerden büyük ölçüde yoksundur, dizi kolayca birleştirilir ve donanım platformları arasında kolayca aktarılır, bir donanım arızası durumunda, verilere başka bir PC'de kolayca erişilebilir. uyumlu Windows sürümü (daha düşük sürümler dinamik diskleri desteklemez).

Eksiklikler arasında, Windows'u RAID0 ve RAID5 birimlerine kurmanın imkansızlığına dikkat edilmelidir, çünkü Windows kurulumu dinamik bir birime dönüştürmek, yalnızca birim temel bir önyükleme veya sistem biriminden dönüştürüldüğünde mümkündür. Dinamik hacimler hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.

İnternette RAID'i açıklayan pek çok makale var. Örneğin, bu her şeyi ayrıntılı olarak anlatıyor. Ancak her zamanki gibi, her şeyi okumak için yeterli zaman yok, bu nedenle anlamak için kısa bir şeye ihtiyacınız var - gerekli mi değil mi ve bir DBMS (InterBase, Firebird veya başka bir şey) ile çalışmakla ilgili olarak neyin kullanılması daha iyi - gerçekten önemli değil). Gözlerinizin önünde - tam da böyle bir malzeme.

İlk yaklaşımda RAID, disklerin tek bir dizide birleşimidir. SATA, SAS, SCSI, SSD - fark etmez. Ayrıca, hemen hemen her normal anakart artık SATA RAID düzenleme özelliğini destekliyor. RAID'lerin ne olduğu ve neden oldukları listesini gözden geçirelim. (Aynı diskleri RAID'de birleştirmeniz gerektiğini hemen belirtmek isterim. farklı üreticiler, aynı ama farklı türlerden veya farklı boyutlardan - bu, ev bilgisayarının başında oturan bir kişi için şımartıcıdır).

RAID 0 (Şerit)

Kabaca konuşursak, bu, iki (veya daha fazla) fiziksel diskin bir "fiziksel" diskte sıralı bir kombinasyonudur. Yalnızca büyük disk alanlarını düzenlemek için uygundur, örneğin video düzenleme ile çalışanlar için. Veritabanlarını bu tür disklerde tutmanın bir anlamı yok - aslında, veritabanınızın boyutu 50 gigabayt olsa bile, neden 1 x 80 gigabayt değil de her biri 40 gigabaytlık iki disk satın aldınız? Hepsinden kötüsü, RAID 0'da, disklerden birinin herhangi bir arızası, böyle bir RAID'in tamamen çalışmamasına yol açar, çünkü veriler dönüşümlü olarak her iki diske de yazılır ve buna göre RAID 0'ın arıza durumunda kurtarma araçları yoktur. .

Tabii ki RAID 0, okuma/yazma şeritlemesi nedeniyle bir performans artışı sağlar.

RAID 0 genellikle geçici dosyaları depolamak için kullanılır.

RAID 1 (Yansıtma)

Disk yansıtma. IB/FB'deki Gölge yazılım yansıtmasıysa (bkz. İşlem Kılavuzu.pdf), RAID 1 donanım yansıtmasıdır ve başka bir şey değildir. İşletim sistemi veya üçüncü taraf yazılımı aracılığıyla yazılım yansıtmayı kullanmaktan kendinizi kurtarın. RAID 1 veya gölge gereklidir veya "demir".

Arıza durumunda, hangi sürücünün arızalı olduğunu dikkatlice kontrol edin. RAID 1'deki en yaygın veri kaybı durumu, kurtarma sırasındaki yanlış eylemlerdir (yanlış sürücü "bütün" olarak belirtilmiştir).

Performansa gelince - yazarak kazanç 0'dır, okuyarak 1,5 kata kadar mümkündür, çünkü okuma "paralel olarak" yapılabilir (sırayla farklı disklerden). Veritabanları için hızlanma küçüktür, diskin farklı (!) Parçalarına (dosyalarına) paralel erişim ile hızlanma kesinlikle doğru olacaktır.

RAID 1+0

RAID 1+0 ile, iki RAID 1'in RAID 0'da birleştirildiği RAID 10 varyantını kastederler. İki RAID 0'ın RAID 1'de birleştirildiği varyant RAID 0+1 olarak adlandırılır ve "dış" aynı RAID 10'dur. .

RAID 2-3-4

Bu RAID'ler, Hamming kodları veya bayt engelleme + sağlama toplamları vb.

RAID 5

En az 3 disk gerektirir. Eşlik verileri dizideki tüm sürücülere dağıtılır

Yaygın olarak "RAID5'in bağımsız disk erişimi kullandığı, böylece farklı disklere yapılan isteklerin paralel olarak yürütülebileceği" söylenir. Elbette paralel G / Ç taleplerinden bahsettiğimiz akılda tutulmalıdır. Bu tür istekler sırayla gönderilirse (SuperServer'da), o zaman elbette RAID 5'te erişim paralelleştirmesinin etkisini elde edemezsiniz. Tabii ki, dizi işletim sistemi ve diğer uygulamalarla çalışacaksa (örneğin, sanal bellek, TEMP vb. içerecekse), RAID5 performans artışı sağlayacaktır.

Genel olarak RAID 5, DBMS ile çalışmak için en sık kullanılan disk dizisiydi. Artık böyle bir dizi SATA disklerinde de düzenlenebilir ve SCSI'den çok daha ucuza çıkacaktır. Makalelerde fiyatları ve kontrolörleri görebilirsiniz
Ayrıca, satın alınan disklerin hacmine de dikkat etmelisiniz - örneğin, bahsedilen makalelerden birinde RAID5, 34 gigabayt hacimli 4 diskten toplanırken, "disk" hacmi 103 gigabayttır.

Beş SATA RAID denetleyicisinin test edilmesi - http://www.thg.ru/storage/20051102/index.html.

RAID 5'te Adaptec SATA RAID 21610SA - http://www.ixbt.com/storage/adaptec21610raid5.shtml.

RAID 5 neden kötü - https://geektimes.ru/post/78311/

Dikkat! RAID5 için disk satın alırken, genellikle en az 3 disk alırlar (fiyatı nedeniyle). Bir süre sonra aniden disklerden biri arızalanırsa, o zaman kullanılanlara benzer bir disk satın almanın mümkün olmadığı bir durum ortaya çıkabilir (artık üretilmiyor, geçici olarak stokta yok vb.). Bu nedenle, 4 disk satın almak, üçlü bir RAID5 düzenlemek ve 4. diski yedek olarak bağlamak (yedeklemeler, diğer dosyalar ve diğer ihtiyaçlar için) daha ilginç bir fikir gibi görünüyor.

Bir RAID5 disk dizisinin boyutu, (n-1)*hddsize formülü kullanılarak hesaplanır; burada n, dizideki disk sayısıdır ve hddsize bir diskin boyutudur. Örneğin, 80 gigabaytlık 4 disk dizisi için toplam hacim 240 gigabayt olacaktır.

Veritabanları için RAID5'in "uygun olmaması" ile ilgilidir. En azından, iyi bir RAID5 performansı elde etmek için, varsayılan olarak anakartta olanı değil, özel bir denetleyici kullanmanız gerektiği açısından görülebilir.

Makale RAID-5 ölmeli. Ve RAID5'te veri kaybı hakkında daha fazlası.

Not. 05 Eylül 2005 itibariyle bir Hitachi 80Gb SATA sürücüsünün maliyeti 60$'dır.

RAID 10, 50

Ayrıca, listelenen seçeneklerin zaten kombinasyonları var. Örneğin, RAID 10, RAID 0 + RAID 1'dir. RAID 50, RAID 5 + RAID 0'dır.

İlginç bir şekilde, güvenilirlik açısından RAID 0 + 1 kombinasyonu RAID5'ten daha kötü. Veritabanı onarım hizmetinde, RAID0 (3 disk) + RAID1 (bu tür 3 disk daha) sisteminde bir disk arızası durumu vardır. Aynı zamanda, RAID1 yedek sürücüyü "yükseltemedi". Üs tamir edilemeyecek şekilde hasar gördü.

RAID 0+1, 4 disk gerektirir ve RAID 5, 3 disk gerektirir. Bir düşünün.

RAID 6

Verileri tek hatalardan korumak için eşlik kullanan RAID 5'in aksine, RAID 6 çift hataya karşı korumak için aynı eşliği kullanır. Buna göre, işlemci RAID 5'ten daha güçlüdür ve 3 değil, en az 5 disk gereklidir (üç veri diski ve 2 eşlik diski). Ayrıca raid6'daki disk sayısı raid 5'tekiyle aynı esnekliğe sahip değildir ve bir asal sayıya (5, 7, 11, 13, vb.) eşit olmalıdır.

Diyelim ki bu durum çok nadir olmasına rağmen iki disk aynı anda arızalandı.

RAID 6 performansıyla ilgili verileri görmedim (bakmadım), ancak aşırı kontrol nedeniyle performans RAID 5 seviyesinde olabilir.

Yeniden oluşturma süresi

Bir sürücü arızalandığında sağlıklı kalan herhangi bir RAID dizisi için şöyle bir şey vardır: zamanı yeniden inşa et. Elbette, ölü bir diski yenisiyle değiştirdiğinizde, denetleyicinin dizideki yeni diskin işleyişini düzenlemesi gerekir ve bu biraz zaman alacaktır.

Örneğin, RAID 5 için yeni bir diskin "bağlanması" sırasında, denetleyici dizi ile çalışmaya izin verebilir. Ancak bu durumda dizinin hızı çok düşük olacaktır, çünkü en azından yeni bir diskin bilgilerle "doğrusal" doldurulmasıyla bile, ona yazmak denetleyicinin ve disk kafalarının geri kalanıyla senkronizasyon işlemleri için "dikkatini dağıtacaktır". dizideki diskler.

Normal modda çalışan dizinin kurtarma süresi doğrudan disklerin hacmine bağlıdır. Örneğin, içinde 2 terabaytlık bir diziye sahip bir Sun StorEdge 3510 FC Dizisi özel mod 4,5 saat içinde (yaklaşık 40.000$'lık bir donanım fiyatıyla) yeniden yapılandırma yapar. Bu nedenle, bir dizi düzenlerken ve yerine çalışma için plan yaparken, her şeyden önce yeniden oluşturma süresini düşünmelisiniz. Veritabanınız ve yedekleriniz 50 gigabayttan fazla yer kaplamıyorsa ve yıllık büyüme 1-2 gigabayt ise, o zaman 500 gigabaytlık bir disk dizisi oluşturmak pek mantıklı değil. 250 gigabayt yeterli olacak ve raid5 için bile, yalnızca veritabanını değil, filmleri de barındırmak için en az 500 gigabayt alan olacaktır. Ancak 250 GB disklerin yeniden oluşturma süresi, 500 GB disklere göre yaklaşık 2 kat daha kısa olacaktır.

Özet

En anlamlısının RAID 1 veya RAID 5 kullanmak olduğu ortaya çıktı. Ancak, hemen hemen herkesin yaptığı en yaygın hata, RAID'in "her şey için" kullanılmasıdır. Yani, RAID kurarlar, üzerine her şeyi yığarlar ve ... en iyi ihtimalle güvenilirlik elde ederler, ancak performans artışı olmaz.

Yazma önbelleği de genellikle etkinleştirilmez, bunun sonucunda baskına yazma normal tek diske göre daha yavaştır. Gerçek şu ki, çoğu denetleyici için bu seçenek varsayılan olarak devre dışıdır, çünkü. Bunu etkinleştirmek için, bir UPS'nin varlığının yanı sıra baskın denetleyicide en azından bir bataryaya sahip olmanın istendiğine inanılmaktadır.

Metin
Eski makale hddspeed.htmLINK (ve doc_calford_1.htmLINK), bir IDE için bile birden çok fiziksel disk kullanarak nasıl önemli bir performans artışı elde edebileceğinizi gösterir. Buna göre, bir RAID düzenlerseniz, üzerine bir temel koyun ve gerisini (geçici, işletim sistemi, sanal makine) diğer sabit sürücülerde yapın. Sonuçta, daha güvenilir ve daha hızlı olsa bile RAID'in kendisi tek bir "disktir".
modası geçmiş ilan edildi. Yukarıdakilerin hepsinin RAID 5'te var olma hakkı vardır. Ancak, böyle bir yerleştirmeden önce, işletim sistemini nasıl yedekleyebileceğinizi / geri yükleyebileceğinizi ve bunun ne kadar süreceğini, bir "geri yüklemenin ne kadar süreceğini" öğrenmeniz gerekir. ölü" disk, elinizde "ölü" diskin yerini alacak bir disk var mı (olacak mı), yani, bir sistem söz konusu olduğunda en temel soruların cevaplarını önceden bilmek gerekli olacaktır. arıza.

Yine de işletim sistemini ayrı bir SATA sürücüde veya tercih ederseniz RAID 1'e bağlı iki SATA sürücüde tutmanızı tavsiye ederim. Her durumda, işletim sistemini RAID'e yerleştirirken, anakart aniden çıkarsa eylemlerinizi planlamalısınız. anakart çalışmayı durdurur - varsayılan raid parametrelerinin uyumsuzluğu nedeniyle bazen bir raid dizisinin disklerini başka bir ana karta (yonga seti, raid denetleyici) aktarmak mümkün olmaz.

Taban yerleşimi, gölge ve yedekleme

RAID'in tüm avantajlarına rağmen, örneğin aynı mantıksal sürücüye yedekleme yapılması kategorik olarak önerilmez. Bunun performans üzerinde kötü bir etkisi olmakla kalmaz, aynı zamanda (büyük veritabanlarında) boş alan eksikliği ile ilgili sorunlara da yol açabilir - sonuçta, verilere bağlı olarak, yedekleme dosyası veritabanının boyutuna eşdeğer olabilir. ve hatta daha fazlası. En iyi seçenek ayrı bir sabit sürücüye yedekleme yapmak olsa da, aynı fiziksel diske yedekleme yapmak yine de sorun değil.

Açıklama çok basit. Yedekleme, bir veritabanı dosyasından veri okumak ve bir yedekleme dosyasına yazmaktır. Tüm bunlar fiziksel olarak aynı diskte gerçekleşiyorsa (RAID 0 veya RAID 1 bile olsa), performans bir diskten okuma ve diğerine yazma işlemine göre daha kötü olacaktır. Kullanıcılar veri tabanıyla çalışırken yedekleme yapıldığında, bu tür bir ayırmadan daha fazla fayda sağlanır.

Aynısı gölge için de geçerlidir - örneğin RAID 1'de, farklı mantıksal sürücülerde bile tabanla aynı yere gölge koymanın bir anlamı yoktur. Gölge varlığında, sunucu veri sayfalarını hem veritabanı dosyasına hem de gölge dosyasına yazar. Yani bir yazma işlemi yerine iki yazma işlemi gerçekleştirilir. Temel ve gölgeyi farklı fiziksel sürücüler arasında ayırarak, yazma performansı en yavaş sürücü tarafından belirlenir.

Bilgi depolamanın güvenilirliğini artırma ve aynı zamanda depolama sisteminin performansını artırma sorunu, bilgisayar çevre birimleri geliştiricilerinin kafasını uzun süredir meşgul etmektedir. Depolamanın güvenilirliğini artırma konusunda her şey açıktır: bilgi bir metadır ve genellikle çok değerlidir. Veri kaybına karşı korunmak için, en ünlüsü ve güveniliri bilgilerin yedeklenmesi olan birçok yöntem icat edilmiştir.

Disk alt sisteminin performansını artırma konusu çok karmaşıktır. Bilgi işlem gücünün büyümesi modern işlemciler olasılıklar arasında açık bir dengesizlik olduğu gerçeğine yol açtı. sabit diskler ve işlemci ihtiyaçları. Aynı zamanda, pahalı SCSI diskleri, bırakın IDE diskleri, sizi kurtaramaz. Bununla birlikte, bir diskin yetenekleri yeterli değilse, o zaman belki kısmen çözmek için bu sorun Birden fazla disk izin verecek mi? Tabii ki, bir bilgisayarda veya bir sunucuda iki veya daha fazla sabit diskin bulunması kendi başına bir şeyi değiştirmez - bu sürücülerin birlikte (paralel olarak) çalışmasını sağlamanız gerekir, böylece bu, performansını artırmanıza izin verir. yazma / okuma işlemleri üzerinde disk alt sistemi. Ek olarak, birkaç sabit sürücü kullanarak, sürücülerden birinin arızalanması bilgi kaybına yol açmayacak şekilde yalnızca performansta değil, aynı zamanda veri depolamanın güvenilirliğinde de bir artış elde etmek mümkün müdür? 1987'de Berkeley'deki California Üniversitesi'nden Amerikalı araştırmacılar Patterson, Gibson ve Katz tarafından önerilen bu yaklaşımdı. "A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Discs, RAID" adlı makalelerinde, birkaç ucuz sabit diski tek bir mantıksal aygıtta nasıl birleştirebileceğinizi, sonuç olarak sistem kapasitesinin ve hızının artması ve tek tek disklerin arızalanması olduğunu açıkladılar. tüm sistemin arızalanmasına yol açmadı.

Makalenin yayınlanmasının üzerinden 15 yıl geçti, ancak RAID dizileri oluşturma teknolojisi bugün alaka düzeyini kaybetmedi. O zamandan beri değişen tek şey, RAID kısaltmasının kodunun çözülmesidir. Gerçek şu ki, başlangıçta RAID dizileri hiç de ucuz diskler üzerine inşa edilmedi, bu nedenle Ucuz (ucuz) kelimesi, daha doğru olan Bağımsız (bağımsız) olarak değiştirildi.

Üstelik artık RAID teknolojisi yaygınlaştı. Bu nedenle, birkaç yıl önce RAID dizileri, SCSI diskleri kullanan pahalı kurumsal ölçekli sunucularda kullanılıyordu, bugün giriş seviyesi sunucular için bile bir tür fiili standart haline geldiler. Ek olarak, IDE RAID denetleyicileri pazarı da giderek genişliyor, yani ucuz IDE sürücüleri kullanarak iş istasyonlarında RAID dizileri oluşturma görevi önem kazanıyor. Örneğin, bazı anakart üreticileri (Abit, Gigabyte) IDE RAID denetleyicilerini anakartların kendilerine entegre etmeye başladılar bile.

Bu nedenle RAID, hata toleransı sağlama ve performansı artırma görevi verilen yedekli bir bağımsız diskler dizisidir (Yedekli Bağımsız Disk Dizileri). Hata toleransı artıklık yoluyla elde edilir. Yani, disk alanı kapasitesinin bir kısmı hizmet amaçları için tahsis edilir ve kullanıcı tarafından erişilemez hale gelir.

Disk alt sisteminin performansındaki artış, birkaç diskin aynı anda çalışmasıyla sağlanır ve bu anlamda dizide ne kadar çok disk varsa (belirli bir sınıra kadar), o kadar iyidir.

İşbirliği bir dizideki diskler, paralel veya bağımsız erişim kullanılarak düzenlenebilir.

Paralel erişimde, veri kaydı için disk alanı bloklara (şeritler) bölünür. Aynı şekilde diske yazılacak bilgiler de aynı bloklara bölünür. Yazarken, ayrı bloklar farklı disklere yazılır (Şekil 1) ve birkaç blok aynı anda farklı disklere yazılır, bu da yazma işlemlerinde performansın artmasına neden olur. Gerekli bilgiler ayrıca birkaç diskten aynı anda ayrı bloklar halinde okunur (Şekil 2), bu da dizideki disk sayısıyla orantılı olarak performans artışına katkıda bulunur.

Paralel erişim modelinin, yalnızca veri yazma talebinin boyutunun bloğun boyutundan daha büyük olması koşuluyla uygulandığına dikkat edilmelidir. Aksi takdirde, birkaç bloğun paralel kaydını uygulamak imkansızdır. Tek bir bloğun boyutunun 8 KB ve bir veri yazma isteğinin boyutunun 64 KB olduğu bir durum düşünün. Bu durumda, kaynak bilgisi her biri 8 KB olan sekiz blok halinde kesilir. Dört disklik bir dizi varsa, aynı anda dört blok veya 32 KB yazılabilir. Açıkçası, ele alınan örnekte, yazma ve okuma hızları, tek bir disk kullanmaya göre dört kat daha yüksek olacaktır. Ancak istek boyutu her zaman blok boyutunun ve dizideki disk sayısının katı olmadığı için bu durum idealdir.

Yazılmakta olan verilerin boyutu blok boyutundan küçükse, temelde farklı bir erişim modeli uygulanır - bağımsız erişim. Ayrıca bu model, yazılacak verinin boyutu bir bloğun boyutundan büyük olduğunda da uygulanabilir. Bağımsız erişimle, belirli bir isteğin tüm verileri ayrı bir diske yazılır, yani durum tek bir diskle çalışmakla aynıdır. Paralel erişim modelinin avantajı, birkaç yazma (okuma) talebinin aynı anda gelmesi durumunda, hepsinin ayrı disklerde bağımsız olarak yürütülecek olmasıdır (Şekil 3). Bu durum, örneğin sunucularda tipiktir.

Uyarınca çeşitli tipler erişim, genellikle RAID seviyeleri ile karakterize edilen çeşitli RAID dizileri türleri vardır. Erişim türüne ek olarak, RAID seviyeleri, gereksiz bilgilerin yerleştirilme ve oluşturulma biçimine göre farklılık gösterir. Gereksiz bilgiler ayrılmış bir diske yerleştirilebilir veya tüm diskler arasında karıştırılabilir. Bu bilgiyi oluşturmanın birkaç yolu vardır. Bunların en basiti tam çoğaltma (yüzde 100 artıklık) veya yansıtmadır. Ayrıca parite hesaplamasının yanı sıra hata düzeltme kodları da kullanılmaktadır.

RAID seviyeleri

Şu anda, birkaç standartlaştırılmış RAID seviyesi vardır: RAID 0'dan RAID 5'e. Ek olarak, bu seviyelerin kombinasyonları ve özel seviyeler (örneğin, RAID 6, RAID 7) kullanılır. En yaygın olanları 0, 1, 3 ve 5 seviyeleridir.

RAID 0

RAID seviye 0, kesinlikle yedekli bir dizi değildir ve buna göre veri depolama güvenilirliği sağlamaz. Ancak bu seviye, geniş uygulama disk alt sisteminin yüksek performansının sağlanmasının gerekli olduğu durumlarda. Bu seviye özellikle iş istasyonlarında popülerdir. Seviye 0'da bir RAID dizisi oluştururken, bilgiler ayrı disklere yazılan bloklara bölünür (Şekil 4), yani paralel erişime sahip bir sistem oluşturulur (tabii ki blok boyutu izin veriyorsa). Birden çok sürücüden eşzamanlı G/Ç ile RAID 0, maksimum veri aktarım hızları sağlar ve maksimum verimlilik sağlama toplamlarını depolamak için alan gerekmediğinden disk alanı kullanımı. Bu seviyenin uygulanması çok basittir. RAID 0, esas olarak büyük miktarda verinin hızlı aktarımının gerekli olduğu alanlarda kullanılır.

RAID 1 (Yansıtılmış disk)

RAID seviye 1, yüzde 100 yedekli bir disk dizisidir. Yani, veriler tamamen çoğaltılır (yansıtılır), bu nedenle çok yüksek bir güvenilirlik (ve maliyet) elde edilir. Katman 1 uygulamasının, disklerin ve verilerin önceden bloklara ayrılmasını gerektirmediğini unutmayın. En basit durumda, iki disk aynı bilgiyi içerir ve bir mantıksal disktir (Şekil 5). Bir disk arızalandığında, diğeri (kullanıcı için tamamen şeffaf olan) işlevlerini yerine getirir. Ek olarak, bu işlem aynı anda iki diskten gerçekleştirilebildiğinden, bu seviye bilgi okuma hızını iki katına çıkarır. Bu bilgi depolama şeması, esas olarak veri güvenliği maliyetinin bir depolama sistemi uygulama maliyetinden çok daha yüksek olduğu durumlarda kullanılır.

RAID 2

RAID seviye 2, hata düzeltme için Hamming kodunu (aşağıya bakın) kullanan bir veri yedekleme şemasıdır. Yazılmakta olan veriler, RAID 0'daki gibi bir blok yapısı bazında değil, kelime bazında oluşturulur ve kelime boyutu, dizide veri yazmak için disk sayısına eşittir. Örneğin, dizinin veri yazmak için dört diski varsa, kelime boyutu dört disktir. Bir kelimenin her bir biti, ayrı bir dizi diske yazılır. Örneğin, dizinin veri yazmak için dört diski varsa, o zaman dört bitlik bir dizi, yani bir kelime, disk dizisine öyle bir şekilde yazılacaktır ki, ilk bit ilk diskte, yani ilk diskte olacaktır. ikincideki ikinci bit vb.

Ek olarak, her kelime için, kontrol bilgilerini depolamak için ayrılmış disklere yazılan bir hata düzeltme kodu (ECC) hesaplanır (Şekil 6). Sayıları, kontrol word'ündeki bit sayısına eşittir ve kontrol word'ünün her biti ayrı bir diske yazılır. Kontrol kelimesindeki bit sayısı ve buna bağlı olarak kontrol bilgisini depolamak için gereken disk sayısı aşağıdaki formüle göre hesaplanır: burada K, veri kelimesinin kelime genişliğidir.

Doğal olarak L, belirtilen formüle göre hesaplandığında en yakın tam sayıya yuvarlanır. Bununla birlikte, formüllerle uğraşmamak için başka bir anımsatıcı kural kullanabilirsiniz: kontrol kelimesinin bit genişliği, kelime boyutunun ikili temsili için gereken bit sayısıyla belirlenir. Örneğin, kelime boyutu dört ise (ikili gösterimde, 100), bu durumda bu sayıyı ikili biçimde yazmak için üç bit gerekir, bu da kontrol kelimesi boyutunun üç olduğu anlamına gelir. Bu nedenle, veri depolama için dört disk varsa, kontrol verilerinin depolanması için üç disk daha gerekli olacaktır. Benzer şekilde, veriler için yedi disk varsa (ikili gösterimde 111), kontrol sözcüklerini saklamak için üç diske ihtiyaç olacaktır. Veriler için sekiz disk tahsis edilmişse (ikili gösterim 1000'de), kontrol bilgileri için dört disk gerekir.

Kontrol sözcüğünü oluşturan Hamming kodu, bit düzeyinde XOR işleminin (eşitsizlik olarak da bilinir) kullanımına dayalıdır. Hatırlamak mantıksal işlem XOR, işlenenler eşleşmezse (0 ve 1) bir, eşleşirse (0 ve 0 veya 1 ve 1) sıfır verir.

Hamming algoritması tarafından elde edilen kontrol kelimesinin kendisi, kelimenin değerleri 1'e eşit olan bu bilgi bitlerinin sayılarının bitsel XOR işleminin sonucunun ters çevrilmesidir. Örnek olarak, orijinal kelime 1101'i düşünün. Birincide (001), üçüncüde (011) ve dördüncüde (100) bu kelimenin rakamları birdir. Bu nedenle, bu bit sayıları için bitsel bir XOR işlemi gerçekleştirmek gereklidir:

Kontrol kelimesinin kendisi (Hamming kodu), sonucun bit düzeyinde ters çevrilmesiyle elde edilir, yani 001'e eşittir.

Veriler okunduğunda Hamming kodu tekrar hesaplanır ve orijinal kod ile karşılaştırılır. Bitsel XOR işlemi, iki kodu karşılaştırmak için kullanılır. Tüm basamaklardaki karşılaştırma sonucu sıfıra eşitse, okuma doğrudur, aksi takdirde değeri ana kodun yanlışlıkla alınan basamağının sayısıdır. Örneğin, orijinal kelime 1100000'e eşit olsun. Birimler altıncı (110) ve yedinci (111) konumlarda olduğundan, kontrol kelimesi şöyledir:

Okuma sırasında 1100100 kelimesi sabitlenirse, bunun için kontrol kelimesi 101'dir. Orijinal kontrol kelimesini alınan kontrol kelimesiyle karşılaştırdığımızda (bitsel XOR işlemi), elimizde:

yani üçüncü pozisyonda okurken bir hata.

Buna göre, hangi bitin hatalı olduğunu bilerek anında düzeltmek kolaydır.

RAID 2, yalnızca anında tek hataları düzeltmeye değil, aynı zamanda çift hataları da tespit etmeye izin veren birkaç seviyeden biridir. Aynı zamanda, düzeltme kodları ile tüm seviyelerin en gereksizidir. Bu veri depolama düzeni, veri işleme ile iyi başa çıkmadığı için nadiren kullanılır. çok sayıda m istekleri, organize edilmesi zordur ve RAID 3'e göre küçük avantajları vardır.

RAID 3

RAID düzey 3, eşlik bilgilerini yazan ek bir sürücüye sahip hataya dayanıklı bir paralel G/Ç dizisidir (Şekil 7). Yazarken, veri akışı bayt düzeyinde bloklara bölünür (bit düzeyinde mümkün olsa da) ve depolama için ayrılan kontrol bilgileri dışında dizinin tüm disklerine aynı anda yazılır. Kontrol bilgilerini (sağlama toplamı olarak da adlandırılır) hesaplamak için, yazılan veri bloklarında bir XOR işlemi kullanılır. Herhangi bir disk arızalanırsa, üzerindeki veriler kontrol verilerinden ve sağlıklı disklerde kalan verilerden kurtarılabilir.

Örnek olarak dört bitlik blokları düşünün. Veri depolamak için dört disk ve sağlama toplamı yazmak için bir disk olduğunu varsayalım. Dört bitlik bloklara bölünmüş bir 1101 0011 1100 1011 bit dizisi varsa, sağlama toplamını hesaplamak için işlemi gerçekleştirmelisiniz:

Böylece, disk 5'e yazılan sağlama toplamı 1001'dir.

Üçüncüsü gibi disklerden biri arızalanırsa, blok 1100 okunamaz hale gelir. Bununla birlikte, aynı XOR işlemi kullanılarak değeri, sağlama toplamından ve kalan blokların değerlerinden kolayca geri yüklenebilir:

Blok 3= Blok 1 Blok 2 Blok 4

Kontrol toplamı.

Örneğimizde şunu elde ederiz:

Blok 3=1101001110111001= 1100.

RAID seviye 3, RAID 2'den çok daha az yedekliliğe sahiptir. Verileri bloklara bölen RAID 3, yüksek performansa sahiptir. Bilgileri okurken, diske, her yazma işlemi gerçekleştirildiğinde meydana gelen sağlama toplamlarıyla (bir arıza olmadığında) erişilmez. Her G/Ç işleminde dizideki hemen hemen her diske erişildiğinden, aynı anda birden çok isteğin işlenmesi mümkün değildir. Bu seviye, büyük dosyalara ve düşük erişim sıklığına sahip uygulamalar için uygundur. Ek olarak, RAID 3'ün avantajları arasında arıza durumunda performansta hafif bir düşüş ve bilgilerin hızlı bir şekilde kurtarılması yer alır.

RAID 4

RAID düzey 4, tek bir sağlama toplamı diskine sahip hataya dayanıklı bağımsız diskler dizisidir (Şekil 8). RAID 4, birçok yönden RAID 3'e benzer, ancak RAID 3'ten birincil olarak, yazılan verilerin önemli ölçüde daha büyük blok boyutunda (yazılan verilerin boyutundan daha büyük) farklılık gösterir. RAID 3 ve RAID 4 arasındaki temel fark budur. Bir grup blok yazıldıktan sonra, ayrılmış bir diske yazılan bir sağlama toplamı hesaplanır (tıpkı RAID 3'te olduğu gibi). RAID 3'ten daha büyük blok boyutu nedeniyle, aynı anda birden fazla okuma gerçekleştirilebilir (bağımsız erişim şeması).

RAID 4, küçük dosya aktarımlarının performansını artırır (okuma işlemini paralelleştirerek). Ancak yazma, tahsis edilen diskteki sağlama toplamını hesaplamak zorunda olduğundan, burada işlemlerin aynı anda yürütülmesi imkansızdır (giriş ve çıkış işlemlerinde bir asimetri vardır). Ele alınan katman, büyük miktarda veri aktarılırken hız avantajı sağlamaz. Bu depolama şeması, verilerin başlangıçta küçük bloklara bölündüğü uygulamalar için tasarlanmıştır, bu nedenle onları daha fazla parçalamaya gerek yoktur. RAID 4, çoğunlukla okunan ve nadiren yazılan dosya sunucuları için iyi bir çözümdür. Bu depolama planının maliyeti düşüktür, ancak uygulaması, başarısızlık durumunda veri kurtarma gibi oldukça karmaşıktır.

RAID 5

RAID seviye 5, dağıtılmış sağlama toplamı depolamasına sahip hataya dayanıklı bağımsız disk dizisidir (Şekil 9). RAID 3'teki ile tamamen aynı şekilde hesaplanan veri blokları ve sağlama toplamları, dizideki tüm disklere döngüsel olarak yazılır, yani sağlama toplamı bilgilerini depolamak için ayrılmış bir disk yoktur.

RAID 5 durumunda, dizideki tüm diskler aynı boyuttadır, ancak yazma için mevcut disk alt sisteminin toplam kapasitesi tam olarak bir disk azaltılır. Örneğin, beş disk 10 GB ise, eşlik bilgileri için 10 GB ayrıldığından dizinin gerçek boyutu 40 GB'dir.

RAID 5, RAID 4 gibi bağımsız bir erişim mimarisine sahiptir, yani RAID 3'ün aksine, büyük beden bilgi depolamak için mantıksal bloklar. Bu nedenle, RAID 4 durumunda olduğu gibi, böyle bir dizi, aynı anda birden fazla isteği işlerken ana avantajı sağlar.

RAID 5 ve RAID 4 arasındaki temel fark, sağlama toplamlarının nasıl yerleştirildiğidir.

Önceki üç seviyede olduğu gibi burada da sağlama toplamları hakkında bilgi depolayan ayrı (fiziksel) bir diskin varlığı, bu diske erişim gerektirmeyen okuma işlemlerinin yüksek hızda gerçekleştirilmesine yol açar. Ancak, her yazma işlemi üzerindeki bilgileri değiştirir. kontrol diski, yani RAID 2, RAID 3 ve RAID 4 paralel yazmaya izin vermez. RAID 5, sağlama toplamları dizideki tüm disklere yazıldığından ve bu da aynı anda birden çok okuma veya yazmanın gerçekleştirilmesine olanak sağladığından bu eksikliğin üstesinden gelir.

Pratik uygulama

RAID dizilerinin pratik uygulaması için iki bileşen gereklidir: gerçek sabit sürücü dizisi ve RAID denetleyicisi. Denetleyici, sunucu (iş istasyonu) ile iletişim kurma, yazarken gereksiz bilgi üretme ve okuma sırasında kontrol etme, işlem algoritmasına göre bilgileri diskler arasında dağıtma işlevlerini yerine getirir.

Yapısal olarak, denetleyiciler hem harici hem de dahilidir. Anakarta entegre edilmiş RAID denetleyicileri de vardır. Ek olarak, denetleyiciler desteklenen disk arayüzünde farklılık gösterir. Bu nedenle, SCSI RAID denetleyicileri sunucularda kullanılmak üzere tasarlanırken, IDE RAID denetleyicileri hem giriş seviyesi sunucular hem de sunucular için uygundur. iş istasyonları.

RAID denetleyicilerinin ayırt edici bir özelliği, sabit sürücüleri bağlamak için desteklenen kanalların sayısıdır. Aynı denetleyici kanalına birden fazla SCSI sürücüsü bağlanabilse de, RAID dizisinin toplam bant genişliği, SCSI arabiriminin bant genişliğine karşılık gelen bir kanalın bant genişliği ile sınırlandırılacaktır. Bu nedenle, birden çok kanalın kullanılması, disk alt sisteminin performansını önemli ölçüde artırabilir.

IDE RAID denetleyicilerini kullanırken, bir kanala bağlı iki sabit sürücü (arayüzün kendisi tarafından daha fazla sürücü desteklenmez) paralel çalışma sağlayamadığı için çok kanallı sorun daha da şiddetli hale gelir - IDE arabirimi erişmenize izin verir belli bir an sadece bir diske zaman. Bu nedenle, IDE RAID denetleyicileri en az çift kanallı olmalıdır. Ayrıca dört ve hatta sekiz kanallı denetleyiciler de vardır.

IDE RAID ve SCSI RAID denetleyicileri arasındaki diğer bir fark, destekledikleri düzey sayısıdır. SCSI RAID denetleyicileri, tüm ana düzeyleri ve genellikle birkaç birleşik ve tescilli düzeyi destekler. IDE RAID denetleyicileri tarafından desteklenen düzey kümesi çok daha mütevazıdır. Genellikle bunlar sıfır ve birinci seviyelerdir. Ek olarak, beşinci seviyeyi ve birinci ile sıfırın bir kombinasyonunu destekleyen kontrolörler vardır: 0 + 1. IDE RAID denetleyicileri öncelikle iş istasyonları için tasarlandığından, bu yaklaşım oldukça doğaldır, bu nedenle asıl odak noktası veri güvenliğini (seviye 1) veya paralel G/Ç ile performansı (seviye 0) iyileştirmektir. Bu durumda, iş istasyonlarındaki yazma / okuma isteklerinin akışı, örneğin sunuculardakinden çok daha düşük olduğundan, bağımsız disklerin şemasına gerek yoktur.

Bir RAID dizisinin ana işlevi, disk alt sisteminin kapasitesini artırmak değil (tasarımından da anlaşılacağı gibi, aynı kapasite daha az paraya elde edilebilir), veri depolamanın güvenilirliğini sağlamak ve performansı artırmaktır. Sunucular için ayrıca sürücülerden birinin arızalanması durumunda bile kesintisiz çalışma şartı vardır. Çalışırken süreklilik, çalışırken değiştirilebilir, yani arızalı bir SCSI sürücüsünün gücü kapatmadan çıkarılması ve yenisinin takılmasıyla sağlanır. Disk alt sistemi, arızalı bir sürücüyle çalışmaya devam ettiğinden (düzey 0 hariç), çalışırken değiştirme, kullanıcılar için şeffaf bir kurtarma sağlar. Bununla birlikte, kontrolörün verileri gereksiz bilgilerden kurtarması gerektiğinden, boş bir diskle aktarım hızı ve erişim hızı önemli ölçüde azalır. Doğru, bu kuralın bir istisnası var - 2., 3., 4. düzey RAID sistemleri, yedekli bilgilere sahip bir sürücü arızalandığında daha hızlı çalışmaya başlar! Bu doğaldır, çünkü bu durumda mükemmel hız özelliklerine sahip olan "anında" seviye sıfıra değişir.

Şimdiye kadar, bu makale donanım çözümleri hakkındaydı. Ancak, örneğin Microsoft tarafından Windows 2000 Server için sunulan yazılımlar da vardır. Bununla birlikte, bu durumda, başlangıçtaki tasarrufların bir kısmı, ana çalışmasına ek olarak verileri diskler arasında dağıtmaya ve sağlama toplamlarını hesaplamaya zorlanan merkezi işlemci üzerindeki ek yük nedeniyle tamamen etkisiz hale getirilir. Böyle bir çözüm, yalnızca önemli ölçüde fazla bilgi işlem gücü ve düşük sunucu yükü olması durumunda kabul edilebilir olarak kabul edilebilir.

Sergey Pahomov

BilgisayarBasın 3 "2002

Tüm modern anakartlar tümleşik bir RAID denetleyicisi ile donatılmıştır ve en iyi modellerde bile birkaç tümleşik RAID denetleyicisi bulunur. Ev kullanıcıları tarafından ne kadar entegre RAID denetleyici talep edildiği ayrı bir sorudur. Her durumda, modern bir anakart, kullanıcıya birkaç diskten bir RAID dizisi oluşturma yeteneği sağlar. Bununla birlikte, her ev kullanıcısı bir RAID dizisinin nasıl oluşturulacağını, hangi dizi seviyesinin seçileceğini bilmez ve genellikle RAID dizilerini kullanmanın artıları ve eksileri hakkında zayıf bir fikre sahiptir.
Bu makalede, ev bilgisayarlarında RAID dizileri oluşturmak için hızlı bir kılavuz sağlayacağız ve özel örnek Bir RAID dizisinin performansını bağımsız olarak nasıl test edebileceğinizi gösterelim.

yaratılış tarihi

"RAID dizisi" terimi ilk olarak 1987'de Berkeley'deki California Üniversitesi'nden Amerikalı araştırmacılar Patterson, Gibson ve Katz'ın "A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Discs, RAID" başlıklı makalelerinde ortaya çıktı. birkaç ucuz sabit diski tek bir mantıksal cihazda birleştirebilir, böylece sistem kapasitesi ve hızı artar ve tek tek sürücülerin arızalanması tüm sistemin arızalanmasına yol açmaz.

Bu makalenin yayınlanmasının üzerinden 20 yıldan fazla zaman geçti, ancak RAID dizileri oluşturma teknolojisi bugün önemini kaybetmedi. O zamandan beri değişen tek şey, RAID kısaltmasının kodunun çözülmesidir. Gerçek şu ki, başlangıçta RAID dizileri hiç de ucuz diskler üzerine inşa edilmedi, bu nedenle Ucuz (ucuz) kelimesi, daha doğru olan Bağımsız (bağımsız) olarak değiştirildi.

çalışma prensibi

Bu nedenle RAID, hata toleransı sağlama ve performansı artırma görevi verilen yedekli bir bağımsız diskler dizisidir (Yedekli Bağımsız Disk Dizileri). Hata toleransı artıklık yoluyla elde edilir. Yani, disk alanı kapasitesinin bir kısmı hizmet amaçları için tahsis edilir ve kullanıcı tarafından erişilemez hale gelir.

Disk alt sisteminin performansındaki artış, birkaç diskin aynı anda çalışmasıyla sağlanır ve bu anlamda dizide ne kadar çok disk varsa (belirli bir sınıra kadar), o kadar iyidir.

Bir dizideki sürücüler, paralel veya bağımsız erişim kullanılarak paylaşılabilir. Paralel erişimde, veri kaydı için disk alanı bloklara (şeritler) bölünür. Aynı şekilde diske yazılacak bilgiler de aynı bloklara bölünür. Yazarken, bireysel bloklar farklı disklere yazılır ve birkaç blok aynı anda farklı disklere yazılır, bu da yazma işlemlerinde performansın artmasına neden olur. Gerekli bilgiler ayrıca birkaç diskten aynı anda ayrı bloklar halinde okunur, bu da dizideki disk sayısıyla orantılı olarak performans artışına katkıda bulunur.

Paralel erişim modelinin, yalnızca veri yazma talebinin boyutunun bloğun boyutundan daha büyük olması koşuluyla uygulandığına dikkat edilmelidir. Aksi takdirde, birkaç bloğu paralel olarak yazmak neredeyse imkansızdır. Tek bir bloğun boyutunun 8 KB ve bir veri yazma isteğinin boyutunun 64 KB olduğu bir durum düşünün. Bu durumda, kaynak bilgisi her biri 8 KB olan sekiz blok halinde kesilir. Dört disklik bir dizi varsa, aynı anda dört blok veya 32 KB yazılabilir. Açıkçası, bu örnekte, yazma hızı ve okuma hızı, tek bir disk kullanıldığında olduğundan dört kat daha yüksek olacaktır. Bu yalnızca ideal bir durum için geçerlidir, ancak istek boyutu her zaman blok boyutunun ve dizideki disk sayısının katı değildir.

Kaydedilen verilerin boyutu blok boyutundan küçükse, temelde farklı bir model uygulanır - bağımsız erişim. Ayrıca bu model yazılacak verinin boyutu bir bloğun boyutundan büyük olduğunda da kullanılabilir. Bağımsız erişimle, belirli bir isteğin tüm verileri ayrı bir diske yazılır, yani durum tek bir diskle çalışmakla aynıdır. Bağımsız erişim modelinin avantajı, aynı anda birden fazla yazma (okuma) isteği gelirse, hepsinin birbirinden bağımsız olarak ayrı disklerde yürütülecek olmasıdır. Bu durum, örneğin sunucular için tipiktir.

Farklı erişim türlerine göre, farklı şekiller Yaygın olarak RAID seviyeleri olarak adlandırılan RAID dizileri. Erişim türüne ek olarak, RAID seviyeleri, gereksiz bilgilerin yerleştirilme ve oluşturulma biçimine göre farklılık gösterir. Fazlalık bilgiler, ayrılmış bir diske yerleştirilebilir veya tüm disklere dağıtılabilir. Bu bilgiyi oluşturmanın birçok yolu vardır. Bunların en basiti tam çoğaltma (yüzde 100 artıklık) veya yansıtmadır. Ayrıca parite hesaplamasının yanı sıra hata düzeltme kodları da kullanılmaktadır.

RAID seviyeleri

Şu anda, standart olarak kabul edilebilecek birkaç RAID seviyesi vardır, bunlar RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5 ve RAID 6'dır.

Avantajlarını birleştirmenize izin veren çeşitli RAID seviyeleri kombinasyonları da kullanılır. Bu genellikle bir tür hataya dayanıklı katman ile performansı artırmak için kullanılan sıfır düzeyin birleşimidir (RAID 1+0, RAID 0+1, RAID 50).

Tüm modern RAID denetleyicilerinin, dizi oluşturmaya yönelik olmayan JBOD (Sadece Disklerin Bir Bench'i) işlevini desteklediğini unutmayın - bu, ayrı diskleri RAID denetleyicisine bağlama yeteneği sağlar.

Ev bilgisayarları için ana kartlara entegre edilmiş RAID denetleyicilerinin tüm RAID düzeylerini desteklemediğine dikkat edilmelidir. Çift bağlantı noktalı RAID denetleyicileri yalnızca 0 ve 1. seviyeleri desteklerken, çok sayıda bağlantı noktasına sahip RAID denetleyicileri (örneğin, ICH9R/ICH10R yonga setinin güney köprüsüne entegre edilmiş 6 bağlantı noktalı RAID denetleyici) ayrıca 10. ve 5. seviyeleri destekler.

Ek olarak, Intel yonga setlerine dayalı anakartlardan bahsedersek, aynı anda birkaç sabit sürücüde birkaç düzeyde RAID matrisleri oluşturmanıza ve her biri için disk alanının bir bölümünü ayırmanıza olanak tanıyan Intel Matrix RAID işlevini de uygularlar. onlardan.

RAID 0

RAID seviye 0, kesinlikle yedekli bir dizi değildir ve buna göre veri depolama güvenilirliği sağlamaz. Yine de bu seviye, disk alt sisteminin yüksek performansının sağlanmasının gerekli olduğu durumlarda aktif olarak kullanılır. Bir RAID seviye 0 dizisi oluştururken, bilgi bloklara bölünür (bazen bu bloklara şeritler denir), bunlar ayrı disklere yazılır, yani paralel erişime sahip bir sistem oluşturulur (tabii ki blok boyutu izin veriyorsa) ). Birden çok sürücüden eş zamanlı G/Ç yapma özelliğiyle RAID 0, en yüksek veri aktarım hızlarını ve sağlama toplamlarını depolamak için alan gerekmediğinden en verimli disk alanı kullanımını sağlar. Bu seviyenin uygulanması çok basittir. RAID 0, esas olarak büyük miktarda verinin hızlı aktarımının gerekli olduğu alanlarda kullanılır.

RAID 1 (Yansıtılmış disk)

RAID seviye 1, yüzde 100 yedekli iki diskli bir dizidir. Yani, veriler tamamen çoğaltılır (yansıtılır), bu nedenle çok yüksek bir güvenilirlik (ve maliyet) elde edilir. Katman 1 uygulamasının, disklerin ve verilerin önceden bloklara ayrılmasını gerektirmediğini unutmayın. En basit durumda, iki sürücü aynı bilgiyi içerir ve bir mantıksal sürücüdür. Bir disk arızalandığında, diğeri (kullanıcı için tamamen şeffaf olan) işlevlerini yerine getirir. Dizi kurtarma işlemi devam ediyor basit kopyalama. Ek olarak, bu işlem aynı anda iki diskten gerçekleştirilebildiğinden, bu seviye bilgi okuma hızını iki katına çıkarır. Bilgi depolamak için böyle bir şema, esas olarak veri güvenliği fiyatının bir depolama sistemi uygulama maliyetinden çok daha yüksek olduğu durumlarda kullanılır.

RAID 5

RAID 5, dağıtılmış sağlama toplamı depolamasına sahip hataya dayanıklı bir disk dizisidir. Yazarken, veri akışı bayt düzeyinde bloklara (şeritler) bölünür ve aynı anda dizideki tüm disklere döngüsel bir sırayla yazılır.

Dizinin içerdiğini varsayalım N diskler ve şerit boyutu D. her bir bölümü için n–1şerit sağlama toplamı hesaplanır P.

Şerit d1 ilk diske kaydedilmiş, şerit d2- ikincide vb. şeride kadar d n–1, yazılan ( N–1)inci disk. Sıradaki N disk yazma sağlama toplamı p n ve işlem, şeridin yazıldığı ilk diskten itibaren döngüsel olarak tekrarlanır. d n.

kayıt süreci (n–1)şeritler ve bunların sağlama toplamı, tümü için aynı anda üretilir N diskler.

Sağlama toplamını hesaplamak için, yazılan veri bloklarında bit düzeyinde bir XOR işlemi kullanılır. evet varsa N sabit diskler, D- veri bloğu (şerit), ardından sağlama toplamı aşağıdaki formülle hesaplanır:

p n = d 1 d2 ... d 1–1 .

Herhangi bir diskin arızalanması durumunda, üzerindeki veriler kontrol verilerinden ve sağlıklı disklerde kalan verilerden kurtarılabilir.

Örnek olarak, dört bitlik blokları düşünün. Veri depolamak ve sağlama toplamları yazmak için yalnızca beş disk olduğunu varsayalım. Dört bitlik bloklara bölünmüş bir 1101 0011 1100 1011 bit dizisi varsa, sağlama toplamını hesaplamak için aşağıdaki bitsel işlem gerçekleştirilmelidir:

1101 0011 1100 1011 = 1001.

Böylece, disk 5'e yazılan sağlama toplamı 1001'dir.

Disklerden biri, örneğin dördüncüsü arızalanırsa, blok d4= 1100 okunamaz olacaktır. Ancak değeri, aynı XOR işlemi kullanılarak sağlama toplamından ve kalan blokların değerlerinden kolayca geri yüklenebilir:

d4 = d1 d2d4sayfa 5 .

Örneğimizde şunu elde ederiz:

d4 = (1101) (0011) (1100) (1011) = 1001.

RAID 5 durumunda, dizideki tüm diskler aynı boyuttadır, ancak yazma için mevcut disk alt sisteminin toplam kapasitesi tam olarak bir disk azaltılır. Örneğin, beş disk 100 GB ise, dizinin gerçek boyutu 400 GB'dir çünkü eşlik bilgileri için 100 GB ayrılmıştır.

RAID 5, üç veya daha fazla sabit sürücü üzerine kurulabilir. Bir dizideki sabit sürücü sayısı arttıkça artıklık azalır.

RAID 5, birden fazla okuma veya yazmanın aynı anda gerçekleştirilmesine izin veren bağımsız bir erişim mimarisine sahiptir.

RAID 10

RAID 10, 0 ve 1 düzeylerinin birleşimidir. Bu düzey için minimum gereksinim dört sürücüdür. Dört sürücüden oluşan bir RAID 10 dizisinde, bunlar çiftler halinde seviye 0 dizilerinde birleştirilir ve bu dizilerin her ikisi de mantıksal sürücüler olarak bir seviye 1 dizisinde birleştirilir.Başka bir yaklaşım da mümkündür: başlangıçta, diskler ikizlenmiş seviyede birleştirilir 1 dizi ve ardından bu dizileri temel alan mantıksal sürücüler - seviye 0 dizisine.

Intel Matrix RAID

Değerlendirilen 5. ve 1. düzey RAID dizileri evde nadiren kullanılır, bunun başlıca nedeni bu tür çözümlerin yüksek maliyetidir. Çoğu zaman ev bilgisayarları için kullanılan, iki disk üzerinde bir seviye 0 dizisidir. Daha önce belirttiğimiz gibi, RAID seviye 0 depolama güvenliği sağlamaz ve bu nedenle son kullanıcılar bir seçenekle karşı karşıyadır: hızlı ancak güvenilir olmayan bir RAID seviye 0 dizisi oluşturmak veya disk alanı maliyetini iki katına çıkarmak, - RAID- a veri depolama güvenilirliği sağlayan ancak önemli bir performans kazancı sağlamayan seviye 1 dizisi.

Bu zor sorunu çözmek için Intel, Katman 0 ve Katman 1 dizilerinin avantajlarını yalnızca iki fiziksel sürücüde birleştiren Intel Matrix Depolama Teknolojisini geliştirdi. Ve bu durumda sadece bir RAID dizisinden değil, hem fiziksel hem de mantıksal diskleri birleştiren bir diziden bahsettiğimizi vurgulamak için, teknoloji adına “dizi” kelimesi yerine “matriks” kelimesi kullanılmaktadır. ”.

Peki, Intel Matrix Depolama Teknolojisine dayalı iki diskli RAID matrisi nedir? Temel fikir, bir sistemde birden fazla sabit sürücü ve Intel Matrix Depolama Teknolojisini destekleyen bir Intel yonga setine sahip bir anakart varsa, disk alanını her biri ayrı bir RAID dizisi olarak işlev görecek birkaç parçaya bölmenin mümkün olmasıdır.

İki adet 120 GB diskten oluşan basit bir RAID dizisi örneğini ele alalım. Disklerden herhangi biri, örneğin her biri 40 ve 80 GB olmak üzere iki mantıksal diske bölünebilir. Daha sonra, aynı boyuttaki (örneğin, her biri 40 GB) iki mantıksal sürücü bir RAID düzey 1 matrisinde ve geri kalan mantıksal sürücüler bir RAID düzey 0 matrisinde birleştirilebilir.

Prensip olarak, iki fiziksel disk kullanarak yalnızca bir veya iki seviye 0 RAID matrisi oluşturmak da mümkündür, ancak yalnızca seviye 1 matrisleri elde etmek imkansızdır. Yani, sistemde yalnızca iki disk varsa, o zaman Intel teknolojisi Matris Depolama, aşağıdaki RAID matrisi türlerini oluşturmanıza olanak sağlar:

• bir seviye 0 matrisi;
• 0 düzeyinde iki matris;
• seviye 0 matrisi ve seviye 1 matrisi.

Sistemde üç sabit sürücü takılıysa, aşağıdaki türde RAID matrisleri oluşturulabilir:

• bir seviye 0 matrisi;
• bir seviye 5 matris;
• 0 düzeyinde iki matris;
• iki seviye 5 matris;
• seviye 0 matrisi ve seviye 5 matrisi.

Sistemde dört sabit sürücü takılıysa, ek olarak 10. seviye RAID matrisinin yanı sıra 10. seviye ve 0 veya 5. seviye kombinasyonları oluşturmak mümkündür.

Teoriden pratiğe

Ev bilgisayarlarından bahsedersek, en popüler ve popüler olanlar 0 ve 1. düzey RAID dizileridir. Ev bilgisayarlarında üç veya daha fazla diskten oluşan RAID dizilerinin kullanılması, kuralın bir istisnasıdır. Bunun nedeni, bir yandan RAID dizilerinin maliyetinin, içerdiği disk sayısıyla orantılı olarak artması, diğer yandan ev bilgisayarları için disk dizisinin kapasitesinin büyük önem taşımasıdır. ve performansı ve güvenilirliği değil.

Bu nedenle, aşağıda yalnızca iki diske dayalı 0 ve 1 düzeyindeki RAID dizilerini ele alacağız. Çalışmamızın amacı, birkaç tümleşik RAID denetleyicisine dayalı RAID 0 ve 1 dizilerinin performansını ve işlevselliğini karşılaştırmak ve ayrıca bir RAID dizisinin hız özelliklerinin şerit boyutuna bağımlılığını incelemek olacaktır.

Gerçek şu ki, teorik olarak bir RAID 0 dizisi kullanıldığında okuma ve yazma hızı iki katına çıkmalıdır, ancak pratikte hız özelliklerindeki artış çok daha az mütevazıdır ve farklı RAID denetleyicileri için farklıdır. Aynısı RAID seviye 1 dizisi için de geçerlidir: teoride okuma hızının ikiye katlanması gerekmesine rağmen, pratikte her şey o kadar düzgün değildir.

RAID denetleyicileri karşılaştırmalı testimiz için bir Gigabyte GA-EX58A-UD7 anakart kullandık. Bu kart, Intel Matrix RAID işleviyle RAID 0, 1, 10 ve 5'i destekleyen entegre altı bağlantı noktalı SATA II RAID denetleyicisine sahip ICH10R güney köprüsüne sahip Intel X58 Express yonga setini temel alır. Ek olarak, GIGABYTE SATA2 RAID denetleyicisi, 0, 1 ve JBOD düzeylerinde RAID dizilerini düzenleme yeteneği ile iki SATA II bağlantı noktasının uygulandığı Gigabyte GA-EX58A-UD7 kartına entegre edilmiştir.

GA-EX58A-UD7 kartı ayrıca Marvell 9128 SATA III denetleyicisini de entegre eder; buna göre, 0, 1 ve JBOD düzeylerinde RAID dizilerini düzenleme becerisiyle uygulanan iki SATA III bağlantı noktası vardır.

Bu nedenle, Gigabyte GA-EX58A-UD7 kartı, 0 ve 1 seviyelerinde RAID dizileri oluşturabileceğiniz ve bunları birbiriyle karşılaştırabileceğiniz üç ayrı RAID denetleyicisine sahiptir. SATA III standardının SATA II standardı ile geriye dönük uyumlu olduğunu hatırlayın, bu nedenle SATA III sürücülerini destekleyen Marvell 9128 denetleyicisine dayalı olarak SATA II sürücülerini kullanarak RAID dizileri de oluşturabilirsiniz.

Test standı aşağıdaki konfigürasyona sahipti:

• işlemci - Intel Core i7-965 Extreme Sürümü;
• anakart - Gigabyte GA-EX58A-UD7;
• BIOS sürümü - F2a;
• sabit sürücüler - iki Western Digital WD1002FBYS sürücü, bir Western Digital WD3200AAKS sürücü;
• entegre RAID denetleyicileri:
• ICH10R,
• GIGABYTE SATA2,
• Marvell 9128;
• bellek - DDR3-1066;
• bellek boyutu - 3 GB (her biri 1024 MB olan üç modül);
• bellek çalışma modu - DDR3-1333, üç kanallı çalışma modu;
• Video kartı - Gigabayt GeForce GTS295;
• güç kaynağı - Tagan 1300W.

Ameliyathane kontrolünde testler yapıldı Microsoft sistemleri Windows 7 Ultimate (32-bit). İşletim sistemi, ICH10R güney köprüsüne tümleşik SATA II denetleyici bağlantı noktasına bağlı bir Western Digital WD3200AAKS diskine kuruldu. RAID dizisi, SATA II arayüzüne sahip iki WD1002FBYS disk üzerinde toplandı.

Oluşturulan RAID dizilerinin hız özelliklerini ölçmek için, disk sistemlerinin performansını ölçmek için bir endüstri standardı olan IOmeter yardımcı programını kullandık.

IOmeter yardımcı programı

Bu makaleyi RAID dizileri oluşturmak ve test etmek için bir tür kullanıcı kılavuzu olarak tasarladığımız için, daha önce de belirttiğimiz gibi bir tür olan IOmeter (Giriş / Çıkış ölçer) yardımcı programının bir açıklamasıyla başlamak mantıklı olacaktır. disk sistemlerinin performansını ölçmek için endüstri standardı. Bu yardımcı program ücretsizdir ve http://www.iometer.org adresinden indirilebilir.

IOmeter yardımcı programı sentetik bir testtir ve mantıksal olarak bölümlenmemiş sabit diskler, böylece diskleri ne olursa olsun test edebilirsiniz dosya yapısı ve işletim sisteminin etkisini sıfıra indirin.

Test ederken, yürütmeyi belirtmenize izin veren belirli bir erişim modeli veya "kalıp" oluşturmak mümkündür. sabit disközel işlemler. Belirli bir erişim modeli oluşturulması durumunda, aşağıdaki parametrelerin değiştirilmesine izin verilir:

• veri aktarım talebinin boyutu;
• rastgele/sıralı dağılım (% olarak);
• okuma/yazma işlemlerinin dağılımı (% olarak);
• paralel olarak çalışan bağımsız G/Ç işlemlerinin sayısı.

IOmeter yardımcı programı bir bilgisayara kurulum gerektirmez ve iki bölümden oluşur: IOmeter'ın kendisi ve Dynamo.

IOmeter, programın gerekli tüm ayarları yapmanızı sağlayan grafik kullanıcı arayüzüne sahip bir kontrol parçasıdır. Dynamo, arayüzü olmayan bir yük oluşturucudur. IOmeter.exe'yi her çalıştırdığınızda, Dynamo.exe yük oluşturucu da otomatik olarak başlatılır.

IOmeter programıyla çalışmaya başlamak için IOmeter.exe dosyasını çalıştırmanız yeterlidir. Bu, IOmeter programının ana penceresini açar (Şekil 1).

Pirinç. 1. IOmeter programının ana penceresi

IOmeter yardımcı programının yalnızca yerel disk sistemlerini (DAS) değil, aynı zamanda ağ sürücülerini (NAS) de test etmenize izin verdiğine dikkat edilmelidir. Örneğin, birkaç ağ istemcisi kullanarak sunucunun disk alt sisteminin (dosya sunucusu) performansını test etmek için kullanılabilir. Bu nedenle, IOmeter yardımcı programı penceresindeki bazı sekmeler ve araçlar özellikle ağ ayarları programlar. Açıktır ki, diskleri ve RAID dizilerini test ederken programın bu özelliklerine ihtiyacımız olmayacak ve bu nedenle tüm sekmelerin ve araçların amacını açıklamayacağız.

Böylece, IOmeter programını başlattığınızda, çalışan tüm yük oluşturucuların (Dinamo örnekleri) ağaç yapısı ana pencerenin (Topoloji penceresinde) sol tarafında görüntülenecektir. Çalışan her Dynamo load generator örneğine yönetici adı verilir. Ek olarak, IOmeter programı çok iş parçacıklıdır ve bir Dynamo yük oluşturucu örneğinin her bir ayrı iş parçacığına Çalışan adı verilir. Çalışan Çalışan sayısı her zaman mantıksal işlemci çekirdeklerinin sayısına karşılık gelir.

Örneğimizde, Hyper-Threading teknolojisini destekleyen dört çekirdekli işlemciye sahip yalnızca bir bilgisayar vardır, dolayısıyla yalnızca bir yönetici (bir Dynamo örneği) ve sekiz (mantıksal işlemci çekirdeği sayısına göre) Çalışan başlatılır.

Aslında bu pencerede diskleri test etmek için herhangi bir değişiklik veya ekleme yapmanıza gerek yoktur.

Fare ile çalışan Dynamo örneklerinin ağaç yapısında bilgisayar adını vurgularsanız, ardından pencerede hedef sekme disk hedefi bilgisayarda yüklü olan tüm diskler, disk dizileri ve diğer sürücüler (ağ sürücüleri dahil) görüntülenecektir. Bunlar, IOmeter programının birlikte çalışabileceği sürücülerdir. Ortam sarı veya Mavi renk. Sarı, mantıksal ortam bölümlerini, mavi ise üzerlerinde mantıksal bölümlerin oluşturulmadığı fiziksel aygıtları gösterir. Mantıksal bölümün üzeri çizilebilir veya çizilmeyebilir. Gerçek şu ki, programın mantıksal bir bölümle çalışabilmesi için önce üzerinde tüm mantıksal bölümün kapasitesine eşit boyutta özel bir dosya oluşturularak hazırlanması gerekir. Mantıksal bölümün üstü çizilmişse, bu, bölümün henüz test için hazırlanmadığı anlamına gelir (testin ilk aşamasında otomatik olarak hazırlanacaktır), ancak bölümün üstü çizilmemişse, bu, bir dosyanın olduğu anlamına gelir. mantıksal bölümde zaten oluşturulmuş, test için tamamen hazır .

Mantıksal bölümlerle çalışmak için desteklenen yeteneğe rağmen, mantıksal bölümlere ayrılmamış diskleri test etmenin en uygun olduğunu unutmayın. Ek bileşen aracılığıyla bir diskin mantıksal bir bölümünü çok basit bir şekilde silebilirsiniz. Disk Yönetimi . Erişmek için tıklamanız yeterli. sağ tık simge üzerinde fare bilgisayar masaüstünde ve açılan menüde öğeyi seçin Üstesinden gelmek. Açılan pencerede bilgisayar yönetimi sol tarafta, seçin Depolamak ve içinde - Disk Yönetimi. Bundan sonra, pencerenin sağ tarafında bilgisayar yönetimi tüm bağlı sürücüler görüntülenecektir. İstenen diske sağ tıklayarak ve açılan menüden öğeyi seçerek Birimi Sil..., bir fiziksel diskteki mantıksal bölümü silebilirsiniz. Bir diskten mantıksal bir bölümü sildiğinizde, üzerindeki tüm bilgilerin kurtarma olasılığı olmaksızın silindiğini hatırlayın.

Genel olarak, IOmeter yardımcı programını kullanarak yalnızca boş diskleri veya disk dizilerini test edebilirsiniz. Yani işletim sisteminin kurulu olduğu diski veya disk dizisini test edemezsiniz.

Bu nedenle, IOmeter yardımcı programının açıklamasına geri dönelim. Pencerede hedef sekme disk hedefi test edilecek diski (veya disk dizisini) seçmelisiniz. Ardından, sekmeyi açmanız gerekir Erişim Özellikleri(Şekil 2), üzerinde test senaryosunu belirlemenin mümkün olacağı.

Pirinç. 2. IOmeter yardımcı programının Spesifikasyonlar sekmesine erişin

Pencerede Küresel Erişim Özellikleri indirme yöneticisine atanabilecek önceden tanımlanmış test komut dosyalarının bir listesi vardır. Ancak, bu komut dosyalarına ihtiyacımız olmayacak, bu yüzden hepsi seçilebilir ve silinebilir (bunun için bir düğme var). Silmek). Bundan sonra, düğmesine tıklayın Yeni Yeni bir test komut dosyası oluşturmak için. Açılan pencerede Erişim Spesifikasyonunu Düzenle bir disk veya RAID önyükleme senaryosu tanımlayabilirsiniz.

Sıralı (doğrusal) okuma ve yazma hızının veri aktarım istek bloğunun boyutuna bağımlılığını bulmak istediğimizi varsayalım. Bunu yapmak için, çeşitli blok boyutlarında sıralı okuma modunda bir dizi kod dosyası ve ardından çeşitli blok boyutlarında sıralı yazma modunda bir dizi kod dosyası oluşturmamız gerekir. Tipik olarak, blok boyutları, her üyesi bir öncekinin iki katı olan ve bu dizinin ilk üyesi 512 bayt olan bir dizi olarak seçilir. Yani blok boyutları şu şekildedir: 512 byte, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 KB, 1 MB. Sıralı işlemler için blok boyutunu 1 MB'tan büyük yapmanın bir anlamı yoktur, çünkü bu kadar büyük veri blok boyutlarında sıralı işlemlerin hızı değişmez.

Öyleyse, 512 baytlık bir blok için sıralı bir okuma yükleme komut dosyası oluşturalım.

sahada İsim pencere Erişim Spesifikasyonunu Düzenle indirme komut dosyasının adını girin. Örneğin, Sequential_Read_512. Alanın daha da içine Aktarım İsteği Boyutu veri bloğu boyutunu 512 bayta ayarlayın. kaydırıcı Yüzde Rastgele/Sıralı Dağılım(sıralı ve seçici işlemler arasındaki yüzde oranı), tüm işlemlerimizin yalnızca sıralı olması için tamamen sola kaydırıyoruz. Kaydırıcı Okuma ve yazma işlemleri arasındaki yüzdeyi belirten , tüm işlemlerimizin salt okunur olması için sonuna kadar sağa kaydırıyoruz. Penceredeki diğer seçenekler Erişim Spesifikasyonunu Düzenle değiştirmeye gerek yok (Şek. 3).

Pirinç. 3. Sıralı bir okuma yükleme betiği oluşturmak için Erişim Spesifikasyonunu Düzenle penceresi
512 bayt veri bloğu boyutuna sahip

butona tıklayın Tamam, ve oluşturduğumuz ilk komut dosyası pencerede görüntülenecek Küresel Erişim Özellikleri sekme Erişim Özellikleri IOmeter yardımcı programları.

Benzer şekilde, geri kalan veri blokları için komut dosyaları oluşturmanız gerekir, ancak işinizi kolaylaştırmak için, düğmeyi tıklayarak her seferinde bir komut dosyası oluşturmamak daha kolaydır. Yeni ve son oluşturulan komut dosyasını seçtikten sonra düğmesine basın Düzenle Kopyala(kopyayı düzenle). Bundan sonra, pencere tekrar açılacaktır. Erişim Spesifikasyonunu Düzenle son oluşturulan betiğimizin ayarlarıyla. İçinde sadece bloğun adını ve boyutunu değiştirmek yeterli olacaktır. Diğer tüm blok boyutları için benzer bir prosedür gerçekleştirdikten sonra, kaydırıcı dışında tamamen aynı şekilde yapılan sıralı kayıt için komut dosyaları oluşturmaya başlayabilirsiniz. Yüzde Okuma/Yazma Dağılımı okuma ve yazma işlemleri arasındaki yüzde oranını belirten , tamamen sola kaydırılmalıdır.

Benzer şekilde, seçici yazma ve okuma için komut dosyaları oluşturabilirsiniz.

Tüm komut dosyaları hazır olduktan sonra, önyükleme yöneticisine atanmaları, yani hangi komut dosyalarıyla çalışacağını belirtmeleri gerekir. dinamo.

Bunu yapmak için, pencerede bir kez daha kontrol ediyoruz. topoloji bilgisayar adı vurgulanır (yani, yerel PC'deki yük yöneticisi) ve ayrı bir Çalışan değil. Bu, yük senaryolarının tüm Çalışanlara aynı anda atanmasını sağlar. pencerede sonraki Küresel Erişim Özellikleri oluşturduğumuz tüm yük senaryolarını seçin ve düğmesine basın Eklemek. Seçilen tüm yük senaryoları pencereye eklenecektir (Şek. 4).

Pirinç. 4. Oluşturulan yük senaryolarının yük yöneticisine atanması

Bundan sonra, sekmeye gitmeniz gerekir. Test kurulumu(Şekil 5), oluşturduğumuz her komut dosyası için yürütme süresini ayarlayabileceğiniz yer. Bunun için grup Çalışma süresi yükleme senaryosunun yürütme süresini ayarlayın. Süreyi 3 dakikaya eşitlemeniz yeterli olacaktır.

Pirinç. 5. Yükleme senaryosunun yürütme süresinin ayarlanması

Ayrıca sahada test açıklaması tüm testin adını belirtmelisiniz. Prensip olarak, bu sekmede birçok başka ayar vardır, ancak görevlerimiz için bunlara gerek yoktur.

Gerekli tüm ayarlar yapıldıktan sonra, araç çubuğunda bir disket görüntüsü bulunan düğmeye tıklayarak oluşturulan testi kaydetmeniz önerilir. Test *.icf uzantısı ile kaydedilir. Akabinde, oluşturulan kod dosyasını IOmeter.exe dosyasını değil, *.icf uzantılı kaydedilen dosyayı çalıştırarak kullanabilirsiniz.

Artık bayrağın resminin bulunduğu düğmeye tıklayarak doğrudan teste geçebilirsiniz. Test sonuçları dosyasını adlandırmanız ve konumunu seçmeniz istenecektir. Test sonuçları, daha sonra kolayca Excel'e aktarılabilen bir CSV dosyasına kaydedilir ve ilk sütunda bir filtre ayarlayarak, test sonuçlarıyla birlikte istenen verileri seçin.

Test sırasında, sekmede ara sonuçlar gözlemlenebilir sonuç ekranı sekmesinde hangi yük senaryosuna ait olduklarını belirleyebilirsiniz. Erişim Özellikleri. Pencerede Atanan Erişim Spesifikasyonuçalışan betik yeşil, tamamlanmış betikler kırmızı ve henüz yürütülmemiş betikler mavi ile gösterilir.

Bu nedenle, bireysel diskleri veya RAID dizilerini test etmek için gerekli olacak olan IOmeter yardımcı programıyla çalışmanın temel tekniklerini ele aldık. IOmeter yardımcı programının tüm özelliklerinden bahsetmediğimizi unutmayın, ancak tüm özelliklerinin açıklaması bu makalenin kapsamı dışındadır.

GIGABYTE SATA2 denetleyicisine dayalı bir RAID dizisi oluşturma

Böylece, karta entegre edilmiş GIGABYTE SATA2 RAID denetleyicisini kullanarak iki diskli bir RAID dizisi oluşturmaya başlıyoruz. Tabii ki, Gigabyte'ın kendisi çip üretmez ve bu nedenle başka bir şirketten yeniden etiketlenmiş bir çip, GIGABYTE SATA2 çipinin altına gizlenmiştir. Sürücünün INF dosyasından da görebileceğiniz gibi, bu bir JMicron JMB36x serisi denetleyicidir.

Kontrolör ayarları menüsüne erişim, ekranda ilgili yazı göründüğünde Ctrl + G tuş bileşimine basmanız gereken sistem önyükleme aşamasında mümkündür. Doğal olarak daha önce BIOS ayarları GIGABYTE SATA2 denetleyicisi ile ilgili iki SATA bağlantı noktasını RAID modu olarak ayarlamanız gerekir (aksi takdirde RAID konfigüratör menüsüne erişemezsiniz).

GIGABYTE SATA2 RAID Denetleyici kurulum menüsü oldukça basittir. Daha önce belirttiğimiz gibi, denetleyici çift bağlantı noktalıdır ve seviye 0 veya 1'de RAID dizileri oluşturmanıza izin verir. Denetleyici ayarları menüsü aracılığıyla bir RAID dizisini kaldırabilir veya oluşturabilirsiniz. Bir RAID dizisi oluştururken adını belirlemek, dizi seviyesini (0 veya 1) seçmek, RAID 0 (128, 84, 32, 16, 8 veya 4K) için şerit boyutunu ayarlamak ve ayrıca boyutu belirlemek mümkündür. dizinin.

Bir dizi oluşturulduktan sonra üzerinde herhangi bir değişiklik yapılması mümkün değildir. Yani, oluşturulan dizi için, örneğin düzeyini veya şerit boyutunu sonradan değiştiremezsiniz. Bunu yapmak için önce diziyi silmeniz (veri kaybıyla) ve ardından yeniden oluşturmanız gerekir. Aslında bu, GIGABYTE SATA2 denetleyicisine özgü değildir. Oluşturulan RAID dizilerinin parametrelerini değiştirmenin imkansızlığı, bir RAID dizisi uygulama ilkesinden kaynaklanan tüm denetleyicilerin bir özelliğidir.

Bir GIGABYTE SATA2 denetleyici tabanlı dizi oluşturulduktan sonra, sürücüyle birlikte otomatik olarak kurulan GIGABYTE RAID Configurer yardımcı programı kullanılarak bununla ilgili mevcut bilgiler görüntülenebilir.

Marvell 9128 denetleyicisine dayalı bir RAID dizisi oluşturma

Marvell 9128 RAID denetleyicisinin yapılandırılması yalnızca Gigabyte GA-EX58A-UD7 kartının BIOS ayarları aracılığıyla mümkündür. Genel olarak, Marvell 9128 denetleyici yapılandırıcısının menüsünün biraz ham olduğu ve deneyimsiz kullanıcıları yanıltabileceği söylenmelidir. Ancak bu küçük kusurlardan biraz sonra bahsedeceğiz ama şimdilik ana kusurları ele alacağız. işlevsellik Marvell 9128 denetleyici.

Dolayısıyla, bu denetleyici SATA III sürücülerini desteklese de, SATA II sürücüleriyle de tamamen uyumludur.

Marvell 9128 denetleyici, iki diske dayalı olarak 0 ve 1 düzeylerinde bir RAID dizisi oluşturmanıza olanak tanır. Düzey 0 dizisi için, 32 veya 64 KB'lik bir şerit boyutu belirtebilirsiniz ve ayrıca dizinin adını da belirtebilirsiniz. Ayrıca Gigabyte Rounding gibi bir açıklamaya ihtiyaç duyan bir seçenek var. Üreticinin adıyla uyumlu olan isme rağmen, Gigabyte Yuvarlama işlevinin bununla hiçbir ilgisi yoktur. Ayrıca, özellikle bu seviyedeki bir dizi için denetleyici ayarlarında tanımlanabilmesine rağmen, RAID seviye 0 dizisiyle hiçbir ilgisi yoktur. Aslında bu, bahsettiğimiz Marvell 9128 denetleyici yapılandırıcısının eksikliklerinden ilki. Gigabyte Yuvarlama özelliği yalnızca RAID seviye 1 için tanımlanmıştır. Bir RAID seviye 1 dizisi oluşturmak için biraz farklı kapasitelere sahip iki sürücü (örneğin, farklı üreticiler veya farklı modeller) kullanmanıza olanak tanır. Gigabyte Yuvarlama işlevi, RAID seviye 1 dizisi oluşturmak için kullanılan iki diskin boyut farkını ayarlar.Marvell 9128 denetleyicide, Gigabyte Yuvarlama işlevi, disk boyutlarındaki farkı 1 veya 10 GB olarak ayarlamanıza olanak tanır.

Marvell 9128 denetleyici yapılandırıcısının diğer bir dezavantajı, bir RAID seviye 1 dizisi oluştururken, kullanıcının şerit boyutunu (32 veya 64 KB) seçme seçeneğine sahip olmasıdır. Ancak şerit kavramı RAID seviye 1 dizisi için hiç tanımlanmamıştır.

ICH10R'ye entegre denetleyiciye dayalı bir RAID dizisi oluşturma

ICH10R güney köprüsüne entegre RAID denetleyicisi en yaygın olanıdır. Daha önce belirtildiği gibi, bu RAID denetleyicisi 6 bağlantı noktalıdır ve yalnızca RAID 0 ve RAID 1 dizilerinin oluşturulmasını değil, aynı zamanda RAID 5 ve RAID 10'u da destekler.

Kontrolör ayarları menüsüne erişim, ekranda ilgili yazı göründüğünde Ctrl + I tuş bileşimine basmanız gereken sistem önyükleme aşamasında mümkündür. Doğal olarak, öncelikle BIOS ayarlarında bu denetleyicinin çalışma modunu RAID olarak tanımlamanız gerekir (aksi takdirde, RAID dizisi yapılandırıcısının menüsüne erişim imkansız olacaktır).

RAID denetleyici kurulum menüsü oldukça basittir. Denetleyici ayarları menüsünden bir RAID dizisini silebilir veya oluşturabilirsiniz. Bir RAID dizisi oluştururken adını belirtebilir, dizi düzeyini (0, 1, 5 veya 10) seçebilir, RAID 0 (128, 84, 32, 16, 8 veya 4K) için şerit boyutunu ayarlayabilir ve dizinin boyutunu tanımlayın.

RAID Performans Karşılaştırması

IOmeter yardımcı programını kullanarak RAID dizilerini test etmek için sıralı okuma, sıralı yazma, seçici okuma ve seçici yazma yükü senaryoları oluşturduk. Her yükleme senaryosundaki veri bloklarının boyutları şu sıraydı: 512 bayt, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 KB, 1 MB.

RAID denetleyicilerin her birinde, izin verilen tüm şerit boyutlarına sahip bir RAID 0 dizisi ve bir RAID 1 dizisi oluşturuldu.Ayrıca, bir RAID dizisi kullanılarak elde edilen performans kazancını değerlendirebilmek için tek bir diski de test ettik. RAID denetleyicilerinin her birinde.

Öyleyse, testimizin sonuçlarına dönelim.

GIGABYTE SATA2 Denetleyici

Her şeyden önce, GIGABYTE SATA2 denetleyicisine dayalı RAID dizilerini test etmenin sonuçlarına bakalım (Şekil 6-13). Genel olarak, kontrolörün tam anlamıyla gizemli olduğu ortaya çıktı ve performansı tek kelimeyle hayal kırıklığı yarattı.

Pirinç. 6.Hız tutarlı ve seçici disk işlemleri Western Digital WD1002FBYS	Pirinç. 7.Hız tutarlı 128 KB şerit boyutunda (GIGABYTE SATA2 denetleyicisi)
Pirinç. 12. Sıralı hız ve RAID 0 için seçici işlemler 4 KB şerit boyutunda (GIGABYTE SATA2 denetleyicisi)	Pirinç. 13.Hız sıralı ve seçici işlemler RAID 1 için (GIGABYTE SATA2 denetleyicisi)

Tek bir sürücünün performansına bakıldığında (RAID yok), maksimum sıralı okuma hızı 102 MB/s ve maksimum sıralı yazma hızı 107 MB/s'dir.

Şerit boyutu 128 KB olan bir RAID 0 dizisi oluştururken, maksimum sıralı okuma ve yazma hızı 125 MB/sn'ye yani yaklaşık %22'lik bir artışa çıkar.

64, 32 veya 16 KB şerit boyutunda, maksimum sıralı okuma hızı 130 MB/sn ve maksimum sıralı yazma hızı 141 MB/sn'dir. Yani, belirtilen şerit boyutlarıyla, maksimum sıralı okuma hızı %27 ve maksimum sıralı yazma hızı - %31 artar.

Aslında bu seviye 0 bir dizi için yeterli değil ve sıralı işlemlerin maksimum hızının daha yüksek olmasını isterim.

8 KB şerit boyutunda, sıralı işlemlerin (okuma ve yazma) maksimum hızı yaklaşık olarak 64, 32 veya 16 KB şerit boyutuyla aynı kalır, ancak seçici okumada bariz sorunlar vardır. Veri bloğu boyutu 128 KB'a kadar arttıkça, seçici okuma hızı (olması gerektiği gibi) veri bloğu boyutuyla orantılı olarak artar. Bununla birlikte, 128 KB'den büyük bir veri bloğu boyutuyla, seçici okuma hızı neredeyse sıfıra (yaklaşık 0,1 MB / s'ye) düşer.

4 KB şerit boyutunda, yalnızca 128 KB'den büyük blok boyutuyla seçici okuma hızı düşmekle kalmaz, aynı zamanda 16 KB'den büyük blok boyutuyla sıralı okuma hızı da düşer.

Bir GIGABYTE SATA2 denetleyicisinde bir RAID 1 dizisinin kullanılması, sıralı okuma hızında çok az fark yaratır (tek bir sürücüye kıyasla), ancak maksimum sıralı yazma hızı 75 MB/sn'ye düşer. Bir RAID 1 dizisi için, tek bir diskin okuma ve yazma hızına kıyasla okuma hızının artması ve yazma hızının düşmemesi gerektiğini hatırlayın.

GIGABYTE SATA2 kontrol cihazının test sonuçlarına göre sadece bir sonuç çıkarılabilir. Kullanmak verilen denetleyici RAID 0 ve RAID 1 dizileri oluşturmak, yalnızca diğer tüm RAID denetleyicileri (Marvell 9128, ICH10R) etkinleştirilmişse mantıklıdır. Böyle bir durumu hayal etmek oldukça zor olsa da.

Denetleyici Marvell 9128

Marvell 9128 kontrol cihazı, GIGABYTE SATA2 kontrol cihazına kıyasla çok daha hızlı performans gösterdi (Şekil 14-17). Aslında, denetleyici bir diskle çalışırken bile farklılıklar ortaya çıkıyor. GIGABYTE SATA2 kontrol cihazının maksimum sıralı okuma hızı 102 MB/sn'dir ve 128 KB'lik bir veri bloğu boyutuyla elde edilirken, Marvell 9128 kontrol cihazı için maksimum sıralı okuma hızı 107 MB/sn'dir ve bir veri bloğu ile elde edilir. 16 KB boyutunda.

Şerit boyutu 64 ve 32 KB olan bir RAID 0 dizisi oluşturduğunuzda, maksimum sıralı okuma hızı 211 MB/sn'ye ve sıralı yazma - 185 MB/sn'ye çıkar. Yani, belirtilen şerit boyutlarıyla, maksimum sıralı okuma hızı %97 ve maksimum sıralı yazma hızı - %73 artar.

Şerit boyutu 32 ve 64 KB olan RAID 0 dizileri arasında hız açısından önemli bir fark yoktur, ancak 32 KB şerit kullanmak daha çok tercih edilir, çünkü bu durumda blok boyutu 128'den küçük olan sıralı işlemlerin hızı KB biraz daha yüksek olacaktır.

Marvell 9128 denetleyicide bir RAID 1 dizisi oluştururken, maksimum sıralı işlem hızı, tek bir sürücüye kıyasla neredeyse değişmez. Dolayısıyla, tek bir disk için maksimum sıralı işlem hızı 107 MB / s ise, RAID 1 için bu 105 MB / s'dir. Ayrıca, RAID 1 için seçici okuma hızının biraz düştüğünü unutmayın.

Genel olarak, Marvell 9128 denetleyicisinin iyi hız özelliklerine sahip olduğu ve hem RAID dizileri oluşturmak hem de ona tekli diskler bağlamak için kullanılabileceği belirtilmelidir.

Denetleyici ICH10R

ICH10R'de yerleşik olarak bulunan RAID denetleyicisinin şimdiye kadar test ettiğimiz en yüksek performansa sahip olduğunu kanıtladı (Şekil 18-25). Tek bir sürücü ile kullanıldığında (bir RAID dizisi oluşturmadan), performansı aslında Marvell 9128 denetleyici ile aynıdır.Maksimum sıralı okuma ve yazma hızı 107 MB'dir ve 16 KB'lik bir veri bloğu boyutuyla elde edilir.

Pirinç. 18. Sıralı hız ve seçici işlemler Western Digital WD1002FBYS sürücüsü için (ICH10R denetleyici) ICH10R denetleyicisindeki RAID 0 dizisi hakkında konuşursak, maksimum sıralı okuma ve yazma hızı, şeridin boyutuna bağlı değildir ve 212 MB / s'dir. Yalnızca veri bloğunun boyutu, sıralı okuma ve yazma hızının maksimum değerine ulaşıldığı şerit boyutuna bağlıdır. Test sonuçlarının gösterdiği gibi, ICH10R denetleyici tabanlı RAID 0 için 64 KB şerit kullanmak en uygunudur. Bu durumda, yalnızca 16 KB'lik bir veri bloğu boyutuyla maksimum sıralı okuma ve yazma hızına ulaşılır. Özetle, ICH10R'de yerleşik olarak bulunan RAID denetleyicisinin performans açısından diğer tüm entegre RAID denetleyicilerinden önemli ölçüde daha iyi performans gösterdiğini bir kez daha vurguluyoruz. Ve daha fazla işlevselliğe sahip olduğu göz önüne alındığında, bu belirli denetleyiciyi kullanmak ve diğerlerinin varlığını unutmak en uygunudur (tabii ki sistemde SATA III sürücüleri kullanılmıyorsa).