Меню

Несколько жестких дисков подключаются к raid



Все про RAID массивы из жестких дисков (HDD)

Приветствую всех, уважаемые читатели блога Pc-information-guide.ru. Думаю, многие из вас хоть раз встречали на просторах интернета такое интересное выражение — «RAID массив». Что оно означает и для чего оно может понадобиться рядовому пользователю, вот об этом сегодня пойдет речь. Общеизвестный факт, что жесткий диск является самым медленным компонентом в ПК, и уступает видеокарте, процессору и оперативной памяти.

Чтобы компенсировать «врожденную» медлительность там, где она вообще не к месту (речь идет в первую очередь о серверах и высокопроизводительных ПК) придумали использовать так называемый дисковый массив RAID — некую «связку» из нескольких одинаковых винчестеров, работающих параллельно. Такое решение позволяет значительно поднять скорость работы вкупе с надежностью.

Что такое RAID массив и зачем он вам нужен

В первую очередь, RAID массив позволяет обеспечить высокую отказоустойчивость для жестких дисков (HDD) вашего компьютера, за счет объединения нескольких жестких дисков в один логический элемент. Соответственно, для реализации данной технологии вам понадобятся как минимум два жестких диска. Кроме того, RAID это просто удобно, ведь всю информацию, которую раньше приходилось копировать на резервные источники (флешки, внешние винчестеры), теперь можно оставить «как есть», ибо риск её полной потери минимален и стремится к нулю, но не всегда, об этом чуть ниже.

RAID переводится примерно так: защищенный набор недорогих дисков. Название пошло еще с тех времен, когда объемные винчестеры стоили сильно дорого и дешевле было собрать один общий массив из дисков, объемом поменьше. Суть с тех пор не поменялась, в общем-то как и название, только теперь можно сделать из нескольких HDD большого объема просто гигантское хранилище, либо сделать так, что один диск будет дублировать другой. А еще можно совместить обе функции, тем самым получить преимущества одной и второй.

Все эти массивы находятся под своими номерами, скорее всего вы о них слышали — рейд 0, 1. 10, то есть массивы разных уровней.

Разновидности RAID

Скоростной Рейд 0

Рейд 0 не имеет ничего схожего с надежностью, ведь он только повышает скорость. Вам необходимо как минимум 2 винчестера и в этом случае данные будут как бы «разрезаться» и записываться на оба диска одновременно. То есть вам будет доступен полностью объем этих дисков и теоретически это значит, что вы получаете в 2 раза более высокую скорость чтения/записи.

Но, давайте представим, что один из этих дисков сломался — в этом случае неизбежна потеря ВСЕХ ваших данных. Иначе говоря, вам все равно придется регулярно делать бекапы, чтобы иметь возможность потом восстановить информацию. Здесь обычно используется от 2 до 4 дисков.

Рейд 1 или «зеркало»

Тут надежность не снижается. Вы получаете дисковое пространство и производительность только одного винчестера, зато имеете удвоенную надежность. Один диск ломается — информация сохранится на другом.

Массив уровня RAID 1 не влияет на скорость, однако объем — тут в вашем распоряжении лишь половина от общего пространства дисков, которых, к слову, в рейд 1 может быть 2, 4 и т.д., то есть — четное количество. В общем, главной «фишкой» рейда первого уровня является надежность.

Рейд 10

Совмещает в себе все самое хорошее из предыдущих видов. Предлагаю разобрать — как это работает на примере четырех HDD. Итак, информация пишется параллельно на два диска, а еще на два других диска эти данные дублируются.

Как результат — увеличение скорости доступа в 2 раза, но и объем только лишь двух из четырех дисков массива. Но вот если любые два диска сломаются — потери данных не произойдет.

Рейд 5

Этот вид массива очень схож с RAID 1 по своему назначению, только теперь уже надо минимум 3 диска, один из них будет хранить информацию, необходимую для восстановления. К примеру, если в таком массиве находится 6 HDD, то для записи информации будут использованы всего 5 из них.

Из-за того, что данные пишутся сразу на несколько винчестеров — скорость чтения получается высокая, что отлично подойдет для того, чтобы хранить там большой объем данных. Но, без дорогущего рейд-контроллера скорость будет не сильно высокой. Не дай БОГ один из дисков поломается — восстановление информации займет кучу времени.

Читайте также:  Удалить системные папки с жесткого диска

Рейд 6

Этот массив может пережить поломку сразу двух винчестеров. А это значит, что для создания такого массива вам потребуется как минимум четыре диска, при всем при том, что скорость записи будет даже ниже, нежели у RAID 5.

Учтите, что без производительного рейд-контроллера такой массив (6) собрать вряд ли удастся. Если у вас в распоряжении всего 4 винчестера, лучше собрать RAID 1.

Как создать и настроить RAID массив

Рейд массив можно сделать путем подключения нескольких HDD к материнской плате компьютера, поддерживающей данную технологию. Это означает, что у такой материнской платы есть интегрированный контроллер, который, как правило, встраивается в южный мост чипсета. Но, контроллер может быть и внешний, который подключается через PCI или PCI-E разъем. Каждый контроллер, как правило, имеет свое ПО для настройки.

Рейд может быть организован как на аппаратном уровне, так и на программном, последний вариант — наиболее распространен среди домашних ПК. Встроенный в материнку контроллер пользователи не любят за плохую надежность. Кроме того в случае повреждения материнки восстановить данные будет очень проблематично. На программном уровне роль контроллера играет центральный процессор, в случае чего —можно будет преспокойно перенести ваш рейд массив на другой ПК.

Аппаратный

Как же сделать RAID массив? Для этого вам необходимо:

  1. Достать где-то материнскую плату с поддержкой рейда (в случае аппаратного RAID);
  2. Купить минимум два одинаковых винчестера. Лучше, чтобы они были идентичны не только по характеристикам, но и одного производителя и модели, и подключались к мат. плате при помощи одного интерфейса.
  3. Перенесите все данные с ваших HDD на другие носители, иначе в процессе создания рейда они уничтожатся.
  4. Далее, в биосе потребуется включить поддержку RAID, как это сделать в случае с вашим компьютером — подсказать не могу, по причине того, что биосы у всех разные. Обычно этот параметр называется примерно так: «SATA Configuration или Configure SATA as RAID».
  5. Затем перезагрузите ПК и должна будет появиться таблица с более тонкими настройками рейда. Возможно, придется нажать комбинацию клавиш «ctrl+i» во время процедуры «POST», чтобы появилась эта таблица. Для тех, у кого внешний контроллер скорее всего надо будет нажать «F2». В самой таблице жмем «Create Massive» и выбираем необходимый уровень массива.

После создания raid массива в BIOS, необходимо зайти в «управление дисками» в ОС Windows 7–10 и отформатировать не размеченную область — это и есть наш массив.

Программный

Для создания программного RAID ничего включать или отключать в BIOS не придется. Вам, по-сути, даже не нужна поддержка рейда материнской платой. Как уже было упомянуто выше, технология реализовывается за счет центрального процессора ПК и средств самой винды. Ага, вам даже не нужно ставить никакое стороннее ПО. Правда таким способом можно создать разве что RAID первого типа, который «зеркало».

Жмем правой кнопкой по «мой компьютер»—пункт «управление»—«управление дисками». Затем щелкаем по любому из жестких, предназначенных для рейда (диск1 или диск2) и выбираем «Создать зеркальный том». В следующем окне выбираем диск, который будет зеркалом другого винчестера, затем назначаем букву и форматируем итоговый раздел.

В данной утилите зеркальные тома подсвечиваются одним цветом (красным) и обозначены одной буквой. При этом, файлы копируются на оба тома, один раз на один том, и этот же файл копируется на второй том. Примечательно, что в окне «мой компьютер» наш массив будет отображаться как один раздел, второй раздел как бы скрыт, чтобы не «мозолить» глаза, ведь там находятся те же самые файлы-дубли.

Если какой то винчестер выйдет из строя, появится ошибка «Отказавшая избыточность», при этом на втором разделе все останется в сохранности.

Подытожим

RAID 5 нужен для ограниченного круга задач, когда гораздо большее (чем 4 диска) количество HDD собрано в огромные массивы. Для большинства юзеров рейд 1 — лучший вариант. К примеру, если есть четыре диска емкостью 3 терабайта каждый — в RAID 1 в таком случае доступно 6 терабайт объема. RAID 5 в этом случае даст больше пространства, однако, скорость доступа сильно упадет. RAID 6 даст все те же 6 терабайт, но еще меньшую скорость доступа, да еще и потребует от вас дорогого контроллера.

Читайте также:  Как восстановить работоспособность жесткого диска с помощью victoria

Добавим еще RAID дисков и вы увидите, как все поменяется. Например, возьмем восемь дисков все той же емкости (3 терабайта). В RAID 1 для записи будет доступно всего 12 терабайт пространства, половина объема будет закрыта! RAID 5 в этом примере даст 21 терабайт дискового пространства + можно будет достать данные из любого одного поврежденного винчестера. RAID 6 даст 18 терабайт и данные можно достать с любых двух дисков.

В общем, RAID — штука не дешевая, но лично я бы хотел иметь в своем распоряжении RAID первого уровня из 3х-терабайтных дисков. Есть еще более изощренные методы, вроде RAID 6 0, или «рейд из рейд массивов», но это имеет смысл при большом количестве HDD, минимум 8, 16 или 30 — согласитесь, это уже далеко выходит за рамки обычного «бытового» использования и пользуется спросом по большей части в серверах.

Вот как-то так, оставляйте комментарии, добавляйте сайт в закладки (для удобства), будет еще много интересного и полезного, и до скорых встреч на страницах блога!

Источник

Дисковые RAID-массивы — просто о сложном

03 октября 2019

Мало кто знает, но проверенные временем технологии могут помочь в прокачке домашнего и офисного компьютерного железа! Так, созданная уже более 30 лет назад технология RAID, способна значительно изменить работу дисковой подсистемы. “Как это может пригодиться?” — спросите вы.

Во-первых, несмотря на то, что оборудование для компьютеров с каждым годом становится лучше и мощнее, скорость работы HDD в по-прежнему ограничена скоростью вращения механики (шпинделя) в 7200 об/мин (существуют, конечно, и на 10-15тыс. оборотов, но это весьма шумные, горячие и дорогие модели). А во-вторых, достигнуть желанного быстродействия и обеспечить надёжность личных данных, можно попросту объединив работу нескольких жёстких дисков.

Заинтересовали? Тогда узнайте больше!

Что такое RAID-массив

RAID (от англ. Redundant Array of Independent Disks — избыточный массив независимых дисков) — технология объединения нескольких жёстких дисков для повышения их производительности. Файловая система компьютера при этом воспринимает каждый диск как сектор, а сам массив как один элемент.

Для создания RAID-массива понадобиться от двух и более дисков, в зависимости от типа создаваемого рейда и требуемых функций.

Виды RAID-массивов

Существуют так называемые уровни RAID-массивов. Они могут быть базовыми, комбинированными и нестандартными (усовершенствованными).

Среди базовых уровней выделяют:

  • RAID 0 — информация разбивается на блоки и записывается на все диски по очереди;
  • RAID 1 — диски дублируют друг друга, создавая резервные копии данных;
  • RAID 2 — диски разделяются на две группы: для записи данных и для коррекции ошибок;
  • RAID 3 — один из дисков используется для хранения копий данных, остальные разбиваются на блоки или байты для записи и чтения информации;
  • RAID 4 — аналогичен RAID 3, но диски разбиваются только на блоки. Используется для передачи данных небольшого объёма на высоких скоростях;
  • RAID 5 — данные симметрично записываются на все диски, при этом диски взаимозаменяют друг друга в случае отказа одного и них;
  • RAID 6 — три диска используются для записи и чтения информации и два для контроля чётности. Работоспособность массива продолжится даже после одновременного падения двух любых дисков.

Комбинированные типы RAID-массивов представляют собой создание одного вида массива из нескольких других. Например, RAID 10 — это RAID 0 составленный из нескольких RAID 1, а RAID 01 — это RAID 1 из двух объединённых RAID 0.

Проще говоря, такая архитектура — это массив массивов, так как сегменты созданного массива не отдельные диски, а массивы другого уровня.

Нестандартными рейдами являются различные модификации базовых и комбинированных уровней, некоторые из них даже зарегистрированные торговые марки крупных компаний.

Читайте также:  Как из двух жестких дисков сделать один раздел

В общем, конфигураций рейдов довольно много и для каждого найдется своя подробная и исчерпывающая литература. Большинство из них используются в серверах крупных организаций, но не исключено также и использование дисковых массивов на домашних компьютерах. Поэтому, подробнее хотелось бы остановиться на уровнях 0 и 1, как на самых распространённых комбинаций из всех. Они не используют сложной математики, просты и надёжны в реализации.

Дисковый массив RAID 0 — принцип чередования

Чтобы сделать и настроить нулевой рейд достаточно от двух и более жёстких дисков. RAID 0 используют исключительно для увеличения скорости чтения/записи, отказоустойчивостью такой массив не обладает. Тем не менее, система RAID 0 способна повысить производительность в несколько раз и позволяет использовать полный объём всех задействованных дисков. Это возможно благодаря принципу чередования (striping), при котором информация записывается на каждый блок диска по очереди, соответственно скорость считывания файлов увеличивается во столько раз, сколько дисков используются в массиве.

Зеркальный массив RAID 1

Рейд первого уровня, напротив, создаётся с целью более надёжного хранения информации, но использовать его для большого увеличения производительности не получится (разве что возрастёт скорость чтения), так как, задействуя несколько дисков в массиве, по факту, будет получен объём только одного из них. Поэтому, принцип работы RAID 1 называют зеркалированием (mirroring), ведь жёсткие диски копируют друг друга, обеспечивая бесперебойность работы, даже если выйдет из строя один из них. Стоит отметить, это самое дорого решение, так как половина дисков идет на резерв.

Как создать RAID-массив

Создание дискового массива RAID может выполняться несколькими способами, задействуя в свою структуру как HDD, так и SSD (желательно не одновременно). Тут сразу хотелось бы оговориться, что более целесообразное создание рейдов именно из жёстких дисков, а не твердотельных накопителей. Сам по себе SSD и так обеспечивает высокую производительность и не создаёт таких проблем, как в составе массива: сложности в обновлении прошивки, затруднённое отслеживание работоспособности, накопители изнашиваются равномерно, из-за чего есть вероятность их одновременного выхода из строя. Поэтому, в домашнем использовании с SSD лучше работать как с отдельным накопителем в режиме AHCI. RAID из SSD же может пригодиться в отдельных случаях, вероятнее, для корпоративных целей, где необходимо чтение большого объёма данных.

Теперь, рассмотрим, как объединить диски в RAID-массив. Для этого необходим специальный контроллер, который может быть как физическим адаптером, так и в виде утилиты. В соответствии с этим выделяют следующие способы создания рейдов:

  • Полностью аппаратный, где RAID-контроллер отдельное устройство со своим софтом.
  • Полуаппаратный, когда контроллер встроен в материнскую плату. В этом случае, настройка аппаратного RAID-массива происходит через BIOS.
  • Программный, когда создание массивов происходит через утилиты Linux mdadm или составные тома Windows.

О преимуществах и недостатках того и или иного способа можно говорить долго. К примеру, в сети можно встретить много критики в отношении создания рейдов программным способом, так как полагается, что система будет затрачивать большое количество ресурсов, для обеспечения работы утилиты. Судя по нашему опыту, это может быть справедливо только в отношении рейдов из SSD, а из обычных жёстких дисков более или менее современный компьютер вполне справится с задачей. Интегрирование RAID-контроллера в плату несёт бóльшие риски, на наш взгляд. Есть возможность выхода из строя материнки, затруднены настройка и управление массивом и тд. Полностью аппаратный способ — надёжен и широко применяем, но самый финансово затратный. Помимо покупки нескольких HDD, потратиться на адаптер придется в среднем от 25 до 60-ти тыс. рублей.

Дополнительно по теме, смотрите наше специальное видео, где в комментариях можно начать обсуждение и задать все интересующие вопросы:

Если вы дочитали статью до конца, то, вероятно, вас интересует создание RAID-массива на домашнем компьютере или в офисе. У нашей команды большой опыт в системном администрировании и обслуживании компьютеров. Мы с лёгкостью окажем подобные услуги в Санкт-Петербурге как физическим, так и юридическим лицам.

Источник