Серия дисков, которые предназначены для использования в RAID-массиве.
В отчем отличие? Такие диски просто больше оптимизированы для совместной работы в массиве. В теории даже если не использовать массив, то такой диск тоже подходит в качестве обычного, чтобы например на него установить Windows.
Что за массив RAID? Диски можно обьединить вместе, то есть два, три, четыре — они могут работать как один. После обьединения вы получаете одно пространство, обьем которого — это сумма обьемов всех накопителей. RAID-массивы могут работать по-разному:
RAID массив можно создать функциями BIOS, но лучше всего для этого купить специальную плату с аппаратным RAID. Такая плата может подключаться в разьем PCI и уже к этой плате подключатся SATA-кабели дисков, после чего создается RAID-массив. Вот пример такой платы PCI:
Но это только пример. Плата может быть больше по размеру, продвинутая, с большим количеством портом. Дешевые и китайские не советую — скорость массива может быть не максимальной, да и такой массив спокойно может работать нестабильно. RAID массив на самом деле — не такая простая технология, нужно чтобы все работало четко, только тогда будет прирост производительности файловой системы.
А еще круче купить сетевое хранилище NAS — это специальное устройство с отсеками для жестких дисков. Вставляете диски, потом создаете из них одно файловое пространство (массив), настраиваете и это пространство будет доступно по локальной сети (LAN) или даже через интернет (зависит от модели). Некоторые устройства поддерживают подключение по Wi-Fi. Пример, как выглядит данное устройство:
Существует множество разных моделей с дополнительными функциями — например можно сразу фильмы смотреть, подключив монитор или ТВ по HDMI к NAS, даже пульт может присутствовать.
Совсем забыл сказать — для устройств NAS часто диски имеют маркировку NAS Hard Driver (у Western Digital это линейка WD Red).
Надеюсь информация помогла. Удачи и добра, до новых встреч друзья.
Обычный SATA диск, встречая сбойный кластер, пытается восстановить записанную на нем информацию. Вначале – читая его повторно, затем – пробуя прочесть данные с использованием встроенных алгоритмов восстановления. И в течении всего времени «восстановления» диск “не отзывается” на команды извне, сообщая, что «занят». Такое поведение вполне оправдано, если диск – единственный в системе, и приоритетом является восстановление нигде не продублированных данных.
Аппаратный RAID-контроллер, когда один из дисков длительное время не обрабатывает адресованные ему запросы, приходит к выводу, что диск – неисправен.
В лучшем случае «неисправность» приводит к признанию всей информации на данном HDD недействительной и ребилду массива с заполнением всего диска данными. Заново, за счет восстановления с других дисков в RAID-группе. И на период ребилда происходит деградация производительности всей дисковой подсистемы, вплоть до 50%.
В худшем случае – к примеру, на одном из дисков RAID-группы окажется еще одни десктоный диск SATA со сбойным кластером – весьма вероятно разрушение массива с риском потери всех данных. Со всеми вытекающими.
Основное отличие прошивки дисков «RAID Edition» в первую очередь заключается в реакции на сбойный кластер. Не сумев прочитать информацию, диск «RAID Edition» помечает блок данных как «сомнительный», сообщает о сбое RAID-контроллеру. RAID-контроллер восстанавливает данные сбойного кластера за счет информации на других дисках RAID-группы. И передает восстановленные данные в том числе диску со сбойным блоком, для записи в другом секторе на диске. В случае восстановления данных за счет RAID-контроллера диск просто помечает «сомнительный» блок как «сбойный». Если RAID-контроллер данные восстановить не смог – тогда диск пытается сам восстановить информацию за счет алгоритмов восстановления, в фоновом режиме. В обоих ситуациях диск с прошивкой «RAID Edition» продолжает обслуживание других запросов и сообщает RAID-контроллеру “я живой”.
Остальные отличия в прошивке, к примеру более агрессивные алгоритмы считывания и менее «экономичный» режим работы, повышают производительность при множественных запросах и снижают время доступа к данным. Они важны, но не критичны.
Таким образом, в серверах и рабочих станциях, в RAID-массивах с аппаратными RAID-контроллерами рекомендуется использовать именно версию «RAID Edition», коли уж делается выбор в пользу высокоёмких и относительно дешевых дисков SATA.
Время не стоит на месте, а вместе с ним меняется и все вокруг. В мире компьютеров изменения вообще происходят по ускоренному сценарию. Если еще десять лет назад винчестер на компьютере в несколько гигабайт считался огромным и с успехом выполнял свою функцию, то сейчас с увеличением объема информации властвуют новые диски с увеличенной емкостью и повышенной скоростью чтения SATA. Они все больше завоевывают рынок. SATA-диски все чаще и чаще используются для построения подсистем на базе RAID контроллеров и внешних дисковых массивов. Но при таком использовании современных дисков довольно часто возникают проблемы.
Все из-за того, что в RAID-массивы приходится ставить стандартные жесткие диски для обычных настольных компьютеров. Это приходится делать, потому что новых специальных SATA/IDE дисков просто нет. Кроме того, эти устройства обладают рядом преимуществ: имеют большую емкость, высокую надежность, и что более всего приятно — мало стоят.
Однако одно из преимуществ, а именно надежность, превращается в проблему при создании RAID-массивов. Все современные IDE/SATA жесткие диски, не зависимо от фирмы-производителя, имеют функцию автоматической коррекции ошибок, которую разработали для разгрузки операционной системы. Раньше диски при возникновении какой-нибудь ошибки чтения, отправляли сообщение о ней системе, тем самым загружая ее ненужной работой. Современные диски самостоятельно корректируют все возникшие ошибки, пытаясь прочитать блок информации, а потом, исключив его из использования, производят переназначение плохого сектора на хороший. Именно эта процедура «тормозит» работу диска.
Это хорошо, когда диск является самостоятельным устройством для хранения данных. Но, подобная схема обработки ошибок приводит к проблемам, когда диск часть сложной системы из объединенных дисков, управляемой RAID-контроллером.
Принцип работы контроллера заключается в том, что он постоянно анализирует поток данных и распределяет их между дисками на предмет возможного появления и немедленной коррекции ошибок. При чем контроллер ожидает ответа от всех дисков не дольше 8 секунд. Если диск не ответил за это время, то контроллер считает его неисправным, и принимает решение об его исключении из системы с последующим перераспределением данных между оставшимися дисками. Именно так уже много много лет в SCSI-RAID системах работает коррекция ошибок.
При возрастающей нагрузке на оставшиеся диски вполне вероятен выход из строя (задержка ответа контроллеру) еще одного диска. Зачастую даже не помогает и резервный диск, так как пересчет массива и включение в работу резервного диска может длится от нескольких часов до нескольких суток, а в это время уже может выйти из строя второй диск. Хотя в последующем может оказаться, что отключенные диски рабочие.
Конечно, такие ситуации возникают в большинстве случаев при пиковой загрузке дисков. Но, и единственной задержки в работе RAID массива (один из дисков начинает исправлять ошибку) достаточно, чтобы система дала сбой. Некоторые производители RAID контроллеров пытаются решить эту проблему, увеличив допустимое время отклика диска, но зачастую это только усугубляет ситуацию. И когда контроллер не своевременно вмешивается в работу массива, возможна также полная потеря данных. Возможно, нужно подойти к решению этой ситуации с другой стороны — должно существовать ограничение на максимально допустимую длительность обработки ошибок диском с непременным информированием RAID контроллера о наличии ошибки, чтобы контроллер понимал, что диск исправен, но существует ошибка. В этом случае RAID контроллер знает, что диск исправен, но у него возникла ошибка в конкретном месте, которую контроллер легко скорректирует.
Таким образом, ограничивая время, которое тратится на восстановление функционирования жесткого диска после обнаружения ошибки, минимизируется вероятность разрушения RAID массива и утери данных из-за временных проблем с одним из жестких дисков, собранных в массив.
Не смотря на всю полезность вышеприведенной технологии, производитель не рекомендует ставить диски серии Raid Edition в обычные персональные компьютеры без организации рэйд массивов. Ведь в данном случае функция TLER будет вмешиватся во вполне естественный процесс коррекции ошибок жестким диском.
В системах хранения данных критически важны сохранность и время восстановления в случае сбоя. Свою ценность, а в некоторых задачах и более высокую, имеет скорость работы накопителей. Использование RAID-массивов в различных конфигурациях — это поиск компромисса между перечисленными параметрами.
RAID — это технология объединения двух и более накопителей в единый логический элемент с целью повышения производительности и (или) отказоустойчивости отдельно взятого элемента массива.
RAID-массивы классифицируются по следующим параметрам:
RAID-контроллеры: аппаратные и не очень
По исполнению контроллеры делятся на программные и аппаратные. Программные реализуются непосредственно средствами операционной системы или на уровне материнской платы. Последние также известны как интегрированные, а также Fake-RAID. Они работают быстрее чисто софтверных решений за счет специального чипа для управления массивом. Недавно публиковался текст о развертывании таких технологий. Дополнительной железки при этом никакой нет и в любом случае будут использоваться ресурсы вычислительной машины.
Аппаратные RAID-контроллеры выполняются в форм-факторе платы PCIe либо в составе внешнего автономного устройства — дискового массива.
Они имеют на борту собственные процессор, память, BIOS и специальный интерфейс для конфигурации. Платы PCIe также комплектуются дополнительными модулями, сохраняющими данные, если произойдет сбой в электропитании: BBU с Li-Ion аккумулятором и ZMCP на базе суперконденсатора.
Оба модуля позволяют сделать сэйв содержимого кэша. После восстановления работы эти данные будут немедленно записаны на диск. Дисковый массив, будучи автономным, располагает собственными блоком питания и системой охлаждения.
Накопители подключаются к плате либо кабелями напрямую, либо через платы расширения. Автономные дисковые массивы содержат все накопители внутри себя, а наружу смотрит все тот же интерфейс PCIe (есть и другие варианты, например, USB 3.2 и Thunderbolt 3). Кстати, известный вид дисковых массивов — сетевое хранилище данных (NAS).
Что можно подключать к RAID-контроллеру
Следующий важный параметр, по которому различаются RAID-массивы, это поддержка интерфейсов накопителей. Не будем тревожить склеп с IDE-дисками, а констатируем, что по большому счету применяются три типа: SATA, SAS и NVMe. SAS — удел серверов, а вот остальные применяются повсеместно.
Есть программные и аппаратные RAID-контроллеры, которые умеют управлять массивом дисков с одним из интерфейсов. В формате PCIe есть и такие платы, которые реализуют режим Tri-Mode, позволяющий работать со смешанным составом накопителей.
Уровни RAID
Разобравшись с основными конструктивными особенностями RAID-контроллеров, перейдем к главной характеристике — поддержке уровней RAID. В подавляющим большинстве контроллеры работают с уровнями 0, 1, 1E, 10, 5, 5EE, 50, 6, 60. Другие занесены в красную книгу и на практике встречаются редко. Простейшие программные контроллеры позволяют создать RAID 0 и 1. Более продвинутые добавляют RAID 10 и 5. В аппаратных, как правило, такой перечень минимален, и многие платы поддерживают весь спектр уровней. Рассмотрим подробнее каждый из них.
Несколько важных нюансов для понимания эффективных объема и быстродействия, получаемых в результате объединения в массив:
RAID 0
Единственный массив, который не совсем оправдывает название, поскольку не обладает избыточностью. При этом скорость и эффективный объем максимальны. Данные разбиваются на одинаковые блоки, равномерно записываемые на все диски по очереди. Эти блоки называются страйпами, отсюда и сам RAID 0 часто именуют страйпом. Считывание данных также происходит параллельно. Здесь конечно же есть свое но.
Дело в том, что прирост производительности не прямо пропорционален количеству дисков (как хотелось бы). В силу специфики накопителей, особенно механических, выигрыш в конфигурации RAID 0 хорошо заметен только на операциях последовательного чтения. Другими словами, при работе с большими файлами. Типичная область применения — игры, видеомонтаж и рендеринг. При условии, что регулярно производится резервирование на сторонние накопители. Наряду с этим при случайном доступе к файлам разница с отдельно взятым диском уже не так ощутима. Более позитивная картина наблюдается в случае твердотельных накопителей, но они и так удовлетворяют большинству запросов по быстродействию.
В общем, в современных реалиях RAID 0 далеко не всегда оправдает свое применение, а основная задача RAID-массива все же в повышении надежности хранения данных.
Обратная сторона медали за скорость как раз в отсутствии избыточности, что означает нулевую отказоустойчивость. В случае сбоя хотя бы одного из элементов массива, восстановление всего содержимого практически невозможно.
RAID 1
RAID 1, известный как «зеркало», представляет собой другую крайность. Он максимально избыточен — в нем производится 100 % дублирование данных. Этот процесс «съедает» ровно половину объема массива. Число дисков в нем, соответственно, четное. Позволяет увеличить скорость чтения, но синхронная скорость записи в некоторых случаях падает. При отказе одного из дисков работа автоматически продолжается с дублером. Если доступна функция горячей замены дисков, то восстановление штатного режима происходит без остановки. RAID 1 идеален для чувствительных данных.
RAID 5
Состоит минимум из трех накопителей, при этом доступный объем уменьшается на один. Данные записываются в страйпы на все диски кроме одного, на котором размещается контрольная сумма этой части данных. Запись этого блока также чередуется между всеми накопителями, распределяя равномерную нагрузку. Если их больше четырех, то скорость чтения будет выше чем в RAID 1, но запись будет осуществляться медленнее. Контрольные суммы позволяют достать информацию в случае выхода из строя одного из элементов. Сама операция восстановления вызывает повышенную нагрузку на оставшиеся диски. Значительно падает производительность и риск утери всех данных в случае отказа еще одного диска. Желательно иметь опцию горячей замены для оперативного возвращения в нормальный режим работы.
Со всеми плюсами и минусами эти три уровня наиболее распространены и просты в развертывании.
RAID 6
Развитие RAID 5 по части надежности, позволяющее пережить потерю двух дисков. В данной конфигурации в каждом проходе пишется две независимые контрольные суммы на два накопителя. Требуется минимум четыре диска, из которых два уйдет на описанный алгоритм повышения отказоустойчивости. При этом скорость записи будет еще ниже, чем у RAID 5.
Следующие уровни — производные и комбинации перечисленных.
RAID 10
Неплохо было бы объединить достоинства RAID 0 (производительность) и RAID 1 (отказоустойчивость)? Встречайте RAID 10: страйп и зеркало, два в одном. Но и недостатки не забудьте — по-прежнему половина объема уходит на резерв. А что делать, за надежность приходится платить. В этом плане менее экономичен, чем RAID 5 И RAID 6, но более прост в восстановлении после сбоя.
RAID 50
По похожей схеме получаем RAID 50. Здесь уже страйпы не зеркалируются, а распределяются по двум и более массивам RAID 5. Требуется от шести дисков, скорость чтения значительно увеличивается. Кроме того, нивелируется и слабое место RAID 5 и RAID 6 — низкая скорость записи. Отрицательная сторона опять лежит в плоскости экономики. Из эффективного объема выпадают два диска, как и RAID 6, при этом массив выдержит потерю только одного.
RAID 60
Данный гибрид RAID 0 и RAID 6 призван решить проблему производительности последнего. Отказоустойчивость остается на том же уровне, как и часть объема накопителей, отводимая на реализацию алгоритмов контроля целостности данных. Дисков для такого удовольствия понадобится как минимум восемь.
RAID 1E
Еще одна вариация совмещения алгоритмов зеркалирования и чередования данных. Записанные на одной итерации страйпы повторно записываются на следующей, но в обратном порядке. Таким образом в RAID 1E можно использовать три диска. Массив останется тем же зеркалом с эффективным объемом, равным половине от исходного.
RAID 5EE
Один из вариантов использования RAID 5 с резервным диском. Отличается тем, что этот диск не простаивает до выхода из строя одного из элементов массива, а используется наряду с другими. На каждой итерации помимо страйпов данными и контрольной суммой записывается резервный блок. Сделано это для ускорения процесса сборки массива в случае нештатной ситуации. Платой за такую опцию становится второй диск, исключаемый из эффективного объема RAID 5EE.
В таблице ниже приведены сравнительные характеристики рассмотренных уровней RAID.
Не забудем и про массив с незатейливым названием JBOD (дословно переводится как «просто связка дисков»). Строго говоря, он не является RAID-массивом. Это объединенные в один несколько дисков без дополнительной функциональности. Позволяет развернуть логический диск с объемом, который недоступен в рамках одного накопителя. Такой диск полезен для перемещения файлов больших размеров в несколько терабайт.
Вместо заключения напомним самое главное правило для всех, кто хранит данные в RAID-массиве: RAID-массив ≠ бэкап! Регулярно делайте резервные копии данных на независимые носители и да пребудет с вами сила.
Дело в том, что точность оборудования измеряющего параметры пластин и прочего существенно превышает возможные допуски на производстве. Поэтому из самых удачных пластин собирают диски повышенной надёжности, из прочих обычные диски, совсем плохие отправляют в брак.
По слухам производители НЖМД даже по разным критериям сортируют пластины для разных производителей. Крупным сборщикам отправляют хорошие НЖМД, а мелким и в розничную продажу похуже. В том смысле, что Maxtor’ы приехавшие в составе какого-нибудь HP’шного или Dell’овского сервера будут не хуже WD в Sun’овском сервере, и точно лучше чем Maxtor с Савёловского рынка. Но это слухи, и, наверное, даже домыслы.
Re: Всё решают допуски.
Re: hdd raid edition
Re: hdd raid edition
Думаю, что по большей части отличаются прошивкой. Про отбор пластин и т.п. ниразу не слышал. Где-то слышал, что прошивка рейд-эдишн позволяет более плотное общение винчестера и рейд-контроллера. Имея софтовый рейд, думаю, не имеет большого смысла в спец-винчестерах.
Re: hdd raid edition
Бери обычные рапторы, они и служат довольно долго и работают довольно быстро.
Re: hdd raid edition
Re: hdd raid edition
Что-то я не вижу терабайтных рапторов.
Re: hdd raid edition
У raid edition самая большая разница в том что время бесперебойной работы (MBF – Mean Time Between Failures) намного выше, плюс все таки скорость работы немножко больше, некоторые простые полусофтварные контроллеры даже рекомендуют строить массивы только на таких иначе будут проблемы. А вобще маленькие SAS рулят 🙂
Re: hdd raid edition
Да и иначе невозоможно. Техпроцесс один и разброс качества имеется и немалый. Что делать производителю? Отбирать высокачественные экземпляры и все остальное сливать в брак? Нет. Выгоднее рассортировать по критериям качества, выставить соотв. цену и продать.
У меня scsi диски по 72Гб уже 6 лет в дом.компе работают 24x7x365 и ни одного релокейта нет. И цены на эти диски даже сейчас >200$ за штуку
Re: hdd raid edition
Re: hdd raid edition
> Что-то я не вижу терабайтных рапторов.
тогда Caviar, под такие объемы лучше 12-ти дисковые рейды на SAS
Re: hdd raid edition
Пример со scsi не показательный. Каждый второй здесь может найти у себя древнючий винт, который работает сейчас в файлопомойке круглосуточно без единого глюка. У меня, например, есть дятел на 20Гб такой. А по ценам, scsi всегда был дорог, а сейчас еще и раритет =)
Re: hdd raid edition
Re: hdd raid edition
Надо просто знать что тебе надо, если быструю поддисковую систему то это SAS (SCSI уже мертв и это надо признать) а если просто большой объём то это SATА. А если стоит вопрос про то чтобы строить масив на SATA дисках то в первую очереь надо позаботится об нормальном апаратном контроллере а не дисках
Re: hdd raid edition
>Да и иначе невозоможно. Техпроцесс один и разброс качества имеется и немалый. Что делать производителю? Отбирать высокачественные экземпляры и все остальное сливать в брак? Нет. Выгоднее рассортировать по критериям качества, выставить соотв. цену и продать.
Да ну, очень навряд ли. Немалый разброс качества имеелся/имеется только на советских заводах «рассортировывать по критериям качества» будет дороже, чем сразу в брак выкинуть неудачную партию.
Re: hdd raid edition
Это не просто разводка, за это нужно вешать. 🙁 Раид едитион отличает от обычных тем, что при работе в рэйде не ставит ему палки в колёса для снижения производительности.
Re: hdd raid edition
Про матрицы мониторов это факт. Разброс и оргвыводы из него.
Re: hdd raid edition
/me внезапно вспомнил про третью букву в слове raid. Задумался.
Re: hdd raid edition
Элемент маркетинга в этом есть, ибо RAID = Redundant Array of _Inexpensive_ Disks
Re: hdd raid edition
Википедия доставляет. Дескать, с недавних пор маркетологи говорят Independent 😉
Re: hdd raid edition
> SCSI уже мертв и это надо признать
Re: hdd raid edition
> «рассортировывать по критериям качества» будет дороже, чем сразу в брак выкинуть неудачную партию.
А знаете как из совершенно одинаковых кристаллов процессоров появляется целая линейка, маркированая под разные частоты + всякие обрезки и EE? И с винтами также.
Re: Всё решают допуски.
>По слухам производители НЖМД даже по разным критериям сортируют пластины для разных производителей. Крупным сборщикам отправляют хорошие НЖМД, а мелким и в розничную продажу похуже.
это почти правда, потому что плохие пластины стоят дешевле и их берут осознанно(асер какой-нибудь гы-гы)
Серия дисков, которые предназначены для использования в RAID-массиве.
Но это только пример. Плата может быть больше по размеру, продвинутая, с большим количеством портом. Дешевые и китайские не советую — скорость массива может быть не максимальной, да и такой массив спокойно может работать нестабильно. RAID массив на самом деле — не такая простая технология, нужно чтобы все работало четко, только тогда будет прирост производительности файловой системы.
Существует множество разных моделей с дополнительными функциями — например можно сразу фильмы смотреть, подключив монитор или ТВ по HDMI к NAS, даже пульт может присутствовать.
Напечатать 
Отправить другу
