Raid

RAID (англ. redundant array of independent disks — избыточный массив независимых дисков) — технология виртуализации данных, которая объединяет несколько дисков в логический элемент для избыточности и повышения производительности.

Аббревиатура «RAID» изначально расшифровывалась как «redundant array of inexpensive disks» («избыточный (резервный) массив недорогих дисков», так как они были гораздо дешевле дисков SLED (Single Large Expensive Drive)). Именно так был представлен RAID его создателями Петтерсоном (David A. Patterson), Гибсоном (Garth A. Gibson) и Катцом (Randy H. Katz) в 1987 году. Со временем «RAID» стали расшифровывать как «redundant array of independent disks» («избыточный (резервный) массив независимых дисков»), потому что для массивов приходилось использовать и дорогое оборудование (под недорогими дисками подразумевались диски для ПЭВМ).

Калифорнийский университет в Беркли представил следующие уровни спецификации RAID, которые были приняты как стандарт де-факто:

RAID 0 — дисковый массив повышенной производительности с чередованием, без отказоустойчивости;
RAID 1 — зеркальный дисковый массив;
RAID 2 — зарезервирован для массивов, которые применяют код Хемминга;
RAID 3 и 4 — дисковые массивы с чередованием и выделенным диском чётности;
RAID 5 — дисковый массив с чередованием и «невыделенным диском чётности»;
RAID 6 — дисковый массив с чередованием, использующий две контрольные суммы, вычисляемые двумя независимыми способами;
RAID 10 — массив RAID 0, построенный из массивов RAID 1;
RAID 01 — массив RAID 1, построенный из массивов RAID 0 (имеет низкую отказоустойчивость);
RAID 50 — массив RAID 0, построенный из массивов RAID 5;
RAID 05 — массив RAID 5, построенный из массивов RAID 0;
RAID 60 — массив RAID 0, построенный из массивов RAID 6;
RAID 06 — массив RAID 6, построенный из массивов RAID 0.

Нестандартные уровни спецификации RAID

RAID-Z — массив RAID 5, имеющий ряд модификаций, включая ZFS, динамический размер страйпа и 256 битную хеш-сумму.

Аппаратный RAID-контроллер может поддерживать несколько разных RAID-массивов одновременно, суммарное количество жёстких дисков которых не превышает количество разъёмов для них. При этом контроллер, встроенный в материнскую плату, в настройках BIOS имеет всего два состояния (включён или отключён), поэтому новый жёсткий диск, подключённый в незадействованный разъём контроллера при активированном режиме RAID, может игнорироваться системой, пока он не будет ассоциирован как ещё один RAID-массив типа JBOD (spanned), состоящий из одного диска.

RAID 0 (striping — «чередование») — дисковый массив из двух или более жёстких дисков без резервирования. Информация разбивается на блоки данных ( $A_i$ ) фиксированной длины и записывается на оба/несколько дисков поочередно, то есть один блок на первый диск, а второй блок на второй диск соответственно.

(+): Скорость считывания файлов увеличивается вдвое.

(-): Увеличивается вероятность потери данных: если вероятность отказа 1 диска равна p, то вероятность выхода из строя массива RAID 0 из двух дисков равна 2p-p*p. Таким образом, если вероятность отказа одного диска за год равна 1%, то вероятность отказа массива RAID0 из двух дисков составляет 1,99%, то есть практически в два раза.

220px RAID 0.svg

RAID 1 (mirroring — «зеркалирование») — массив из двух (или более) дисков, являющихся полными копиями друг друга. Не следует путать с массивами RAID 1+0, RAID 0+1 и RAID 10, в которых используется более двух дисков и более сложные механизмы зеркалирования.

(+): Обеспечивает приемлемую скорость записи и выигрыш по скорости чтения при распараллеливании запросов.

(+): Имеет высокую надёжность — работает до тех пор, пока функционирует хотя бы один диск в массиве. Вероятность выхода из строя сразу двух дисков равна произведению вероятностей отказа каждого диска, то есть значительно ниже вероятности выхода из строя отдельного диска. На практике при выходе из строя одного из дисков следует срочно принимать меры — вновь восстанавливать избыточность. Для этого с любым уровнем RAID (кроме нулевого) рекомендуют использовать диски горячего резерва.

(-): Недостаток RAID 1 в том, что по цене двух жестких дисков пользователь фактически получает объём лишь одного.

Какой RAID все же выбрать?

Если вы играете в игры, часто копируете музыку, фильмы, устанавливаете ёмкие ресурсопотребляющие программы, то Вам безусловно пригодиться RAID 0. Но будьте внимательны при выборе жестких дисков, — в этом случае их качество особенно важно, — или же обязательно делайте бэкапы на внешний носитель.

Если же вы работаете с ценной информацией, которую потерять равносильно смерти, то Вам безусловно нужен RAID 1 — с ним потерять информацию крайне сложно.

Повторюсь, что очень желательно, чтобы диски устанавливаемые в RAID-массив были пол идентичны. Размер, фирма, серия, объём кэша — всё, желательно, должно быть одинаковым.