- penjualan sepatu bot ugg
- 16373
|
1. Gambaran Umum RAID
Pada tahun 1988, University of California, Berkeley mengusulkan konsep RAID (RedundantArrayofInexpensiveDisks Array Disk Redundan Murah), dengan pengurangan terus menerus dari biaya disk, RAID menjadi (Array Redundan Disk Independen Disk Independen), tetapi substansinya tidak berubah. SNIA, Berkeley dan organisasi lain telah menetapkan tujuh level RAID0 ~ RAID6 sebagai level RAID standar, dan RAID standar dapat digabungkan untuk membentuk level RAID lainnya, sedangkan level yang paling umum digunakan dalam praktiknya adalah RAID0, RAID1, RAID3, RAID5, RAID6, dan RAID10.RAID Setiap level mewakili metode implementasi dan teknologi, dan tidak ada perbedaan di antara level-level tersebut. Dalam aplikasi praktis, pengguna harus memilih tingkat RAID yang sesuai dan metode implementasi spesifik sesuai dengan karakteristik aplikasi data, dengan mempertimbangkan ketersediaan, kinerja, dan biaya.
Dari sudut pandang implementasi, RAID terutama dibagi menjadi RAID lunak, RAID keras, dan RAID hibrida lunak dan keras tiga. Soft RAID memiliki semua fungsi yang dilakukan oleh sistem operasi dan CPU, yang secara alami paling tidak efisien. Hard RAID dilengkapi dengan chip kontrol / pemrosesan RAID khusus dan chip pemrosesan I / O serta buffer array, tidak menghabiskan sumber daya CPU, tetapi biayanya sangat tinggi. RAID hibrida lunak dan keras dilengkapi dengan chip kontrol / pemrosesan RAID, tetapi tidak memiliki chip pemrosesan I / O, yang membutuhkan CPU dan driver untuk menyelesaikannya, kinerja dan biayanya berada di antara RAID lunak dan RAID keras.
2. Prinsip Dasar
RAID adalah subsistem disk yang terdiri dari beberapa drive disk berkinerja tinggi independen untuk memberikan kinerja penyimpanan yang lebih tinggi dan redundansi data daripada satu disk RAID adalah kelas teknologi manajemen multidisk yang menyediakan lingkungan host dengan penyimpanan berkinerja tinggi dengan biaya moderat dan keandalan data yang tinggi. dua tujuan utama RAID adalah meningkatkan keandalan data dan kinerja I / O. Dalam array disk, data tersebar di beberapa disk, namun bertindak seperti satu disk ke sistem komputer. Redundansi diperoleh dengan menulis data yang sama ke beberapa disk secara bersamaan (biasanya seperti mirroring), atau dengan menulis data checksum terkomputasi ke array, yang dapat dijamin tidak akan mengakibatkan hilangnya data ketika satu disk gagal.
Ada tiga konsep dan teknologi utama utama dalam RAID: pencerminan (Mirroring), pengupasan data (DataStripping), dan verifikasi data (Dataparity):
Pencerminan, menyalin data ke beberapa disk, di satu sisi, dapat meningkatkan keandalan, dan di sisi lain, dapat secara bersamaan membaca data dari dua salinan atau lebih untuk meningkatkan kinerja baca. Jelas, kinerja penulisan mirroring sedikit lebih rendah, dan memastikan bahwa data ditulis dengan benar ke beberapa disk membutuhkan lebih banyak konsumsi waktu.
Striping data, di mana irisan data disimpan di beberapa disk yang berbeda dan beberapa irisan data bersama-sama membentuk salinan data yang lengkap, berbeda dengan mirroring beberapa salinan dan sering digunakan untuk pertimbangan kinerja. Striping data memiliki granularitas konkurensi yang lebih tinggi dan memungkinkan peningkatan kinerja I / O yang sangat besar saat mengakses data dengan melakukan operasi baca dan tulis secara bersamaan pada data yang terletak di disk yang berbeda.
Validasi data, deteksi kesalahan data, dan perbaikan menggunakan data yang berlebihan, yang biasanya dihitung menggunakan algoritme seperti kode Hemming dan operasi heteroskedastik untuk mendapatkannya. Keandalan, ketahanan, dan toleransi kesalahan array disk dapat sangat ditingkatkan dengan menggunakan fungsi checksum. Namun, checksum data memerlukan pembacaan data dari beberapa lokasi dan melakukan penghitungan serta perbandingan, yang dapat memengaruhi kinerja sistem.
Tingkat RAID yang berbeda menggunakan satu atau lebih dari ketiga teknik tersebut untuk mendapatkan keandalan, ketersediaan, dan kinerja I/O yang berbeda. Mengenai jenis RAID apa yang akan dirancang (atau bahkan tingkat atau jenis baru) atau mode RAID apa yang akan digunakan, perlu untuk membuat pilihan yang masuk akal berdasarkan pemahaman yang mendalam tentang persyaratan sistem, dan untuk membuat pilihan kompromi dengan mengevaluasi keandalan, kinerja, dan biaya secara komprehensif.
Secara keseluruhan, keuntungan utama RAID adalah: kapasitas tinggi, kinerja tinggi, keandalan, pengelolaan.
3. Tingkat RAID
JBOD (JustaBunchOfDisks) bukanlah level RAID standar, biasanya digunakan untuk menunjukkan kumpulan disk tanpa perangkat lunak kontrol untuk memberikan kontrol terkoordinasi. JBOD akan menjadi sejumlah disk fisik secara seri untuk menyediakan disk logis yang sangat besar. Performa penyimpanan sama persis dengan performa disk tunggal, dan tidak ada perlindungan keamanan data yang disediakan. Kapasitas penyimpanan yang tersedia sama dengan jumlah ruang penyimpanan semua disk anggota.
RAID 0 disebut striping dan merupakan teknik striping data yang sederhana tanpa checksum data. Performanya adalah yang tertinggi dari semua tingkat RAID. Tidak menyediakan strategi redundansi apa pun. 100% ruang penyimpanan digunakan.
RAID 1 dikenal sebagai mirroring, yang menulis data ke disk yang berfungsi dan disk yang dicerminkan secara terpisah dengan cara yang sama. ini memiliki 50% pemanfaatan ruang disk. Ada dampak kinerja saat data ditulis, tetapi tidak ada dampak saat data dibaca. Memberikan perlindungan data terbaik, jika terjadi kegagalan pada disk kerja, sistem secara otomatis membaca data dari disk mirror tanpa mempengaruhi pekerjaan pengguna.
RAID2 disebut Hemming Code Array, dan ide desainnya adalah menggunakan Hemming Code untuk mencapai redundansi checksum data. Semakin besar lebar data, semakin tinggi tingkat pemanfaatan ruang penyimpanan, tetapi pada saat yang sama jumlah disk yang diperlukan juga lebih tinggi. Ini memiliki kemampuan koreksi kesalahannya sendiri, namun, overhead redundansi data dari kode Hemming terlalu besar dan rekonstruksi data sangat memakan waktu, sehingga RAID2 jarang digunakan dalam praktiknya.
RAID3 disebut garis paritas khusus, yang menggunakan disk khusus sebagai disk paritas dan disk lainnya sebagai disk data, dan data disimpan silang ke berbagai disk data dengan cara bit per bit.
RAID4 kurang lebih memiliki prinsip yang sama dengan RAID3. RAID4 memberikan kinerja baca yang sangat baik tetapi kinerja tulis yang lebih buruk. Dan seiring bertambahnya jumlah disk anggota, kemacetan sistem pada disk pemeriksaan akan lebih menonjol. Ini jarang terjadi dalam aplikasi praktis, dan produk penyimpanan utama jarang menggunakan perlindungan RAID4.
RAID5 disebut Distributed Parity Stripe, yang seharusnya merupakan level RAID yang paling umum saat ini. Prinsipnya mirip dengan RAID4, tetapi tidak ada masalah kemacetan kinerja disk checksum selama operasi penulisan bersamaan di RAID4.
RAID6 disebut garis paritas ganda, yang memperkenalkan konsep paritas ganda untuk memecahkan masalah integritas data dari dua disk yang gagal pada saat yang sama yang tidak dapat diselesaikan oleh level RAID lainnya. Namun, biayanya jauh lebih tinggi daripada RAID5, kinerja tulis juga lebih buruk, dan desain serta implementasinya sangat kompleks. Oleh karena itu, RAID6 jarang digunakan dalam praktiknya dan umumnya merupakan alternatif ekonomis untuk solusi RAID10.
Tingkat RAID standar memiliki kekuatan dan kelemahannya sendiri. Menggabungkan beberapa level RAID untuk mencapai keuntungan yang saling melengkapi dan menutupi kekurangan satu sama lain, sehingga mencapai kinerja yang lebih tinggi, keamanan data, dan indikator lain dari sistem RAID. Tentu saja, biaya untuk menggabungkan level RAID umumnya sangat mahal dan hanya digunakan pada beberapa aplikasi tertentu. Hanya RAID01 dan RAID10 yang digunakan secara luas.
RAID01 adalah striping dan kemudian mirroring, yang pada dasarnya mencerminkan disk fisik, sedangkan RAID10 adalah mirroring dan kemudian striping, yang mencerminkan disk virtual. Dengan konfigurasi yang sama, RAID01 biasanya memiliki toleransi kesalahan yang lebih baik daripada RAID10. RAID01 menggabungkan keunggulan RAID0 dan RAID1, dan tingkat pemanfaatan disk secara keseluruhan hanya 50%.
4. Perbandingan Tingkat RAID Utama
Konfigurasi RAID
Tingkat / Deskripsi | Toleransi Kesalahan | Kelebihan | Kekurangan |
RAID 0 Memetakan data di seluruh drive untuk membuat disk virtual yang besar. Karena setiap disk fisik hanya menangani sebagian dari permintaan, maka disk ini dapat memberikan kinerja yang lebih tinggi. Namun, kegagalan satu drive akan membuat disk virtual (VD) tidak dapat diakses dan data akan hilang secara permanen.
| Tidak | Kinerja yang lebih baik
Penyimpanan Tambahan | Tidak digunakan untuk data penting |
RAID 1 mencerminkan data, menyimpannya secara berlebihan pada dua drive. Jika salah satu disk gagal, disk lainnya akan mengambil alih dan berfungsi sebagai drive utama.
| Kesalahan Disk
Kegagalan satu disk | Performa baca yang tinggi
Pemulihan cepat setelah kegagalan drive
Redundansi data | Overhead disk yang tinggi
Kapasitas terbatas |
RAID 5 memetakan data di seluruh drive dan menyimpan bit paritas dari setiap strip data pada drive yang berbeda dalam VD. Bit paritas berisi informasi yang dapat digunakan untuk membangun kembali data dari disk yang gagal dari disk lain jika terjadi kegagalan pada satu disk.
| Kesalahan Disk
Kegagalan disk individu | Penggunaan kapasitas drive yang efisien
Performa baca tinggi
Performa tulis sedang-tinggi | Dampak kegagalan disk sedang
Waktu pembangunan ulang yang lebih lama karena paritas yang dihitung ulang |
RAID 6 memetakan data di seluruh drive dan menyimpan bit paritas untuk setiap strip data pada drive yang berbeda dalam VD. Tidak seperti RAID 5, RAID 6 melakukan dua penghitungan paritas (P dan Q), sehingga tahan terhadap kegagalan disk ganda.
| Redundansi Data
Performa baca yang tinggi | Kesalahan disk
Kegagalan Disk Ganda | Berkurangnya kinerja tulis karena dua perhitungan paritas
Biaya tambahan karena setara dengan 2 disk yang digunakan untuk paritas |
RAID 10 Striping pada set cermin. Overhead disk tinggi, tetapi merupakan solusi yang sangat baik untuk kebutuhan kinerja tinggi, redundansi, dan pemulihan cepat jika terjadi kegagalan drive.
| Kesalahan Disk
Satu kegagalan disk per set cermin | Performa baca yang tinggi
Mendukung set RAID dengan hingga 192 drive | Biaya tertinggi |
RAID 50
Striping pada set RAID 5. Performa RAID 5 dapat ditingkatkan, tergantung pada konfigurasi, dengan mengurangi jumlah pembacaan disk per penghitungan paritas.
| Kesalahan Disk
Satu kegagalan disk per rentang waktu | Performa baca yang tinggi
Performa tulis sedang hingga tinggi
Mendukung grup RAID hingga 192 drive | Dampak kegagalan disk sedang
Waktu pembangunan kembali yang lebih lama karena penghitungan ulang paritas |
RAID 60 Striping pada set RAID 6. Performa dapat ditingkatkan dengan RAID 6 dengan mengurangi jumlah pembacaan disk per penghitungan paritas, tergantung pada konfigurasi.
| Kesalahan Disk
Dua kegagalan disk per rentang waktu | Performa Baca Tinggi
Mendukung grup RAID hingga 192 drive | Mengurangi kinerja tulis karena perhitungan paritas ganda
Biaya tambahan karena setara dengan 2 disk yang digunakan untuk paritas |
5. Perbedaan Perangkat Keras dan Perangkat Lunak RAID
RAID lunak
Soft RAID tidak memiliki chip pengontrol atau chip I/O khusus, sepenuhnya tergantung pada sistem operasi dan CPU untuk mengimplementasikan fungsi RAID. Sistem operasi modern pada dasarnya menyediakan dukungan RAID lunak dengan menambahkan lapisan perangkat lunak ke driver perangkat disk untuk menyediakan lapisan abstraksi antara drive fisik dan logis. Saat ini, tingkat RAID yang paling umum didukung oleh sistem operasi adalah RAID0, RAID1, RAID10, RAID01, dan RAID5. Misalnya, Windows Server mendukung RAID0, RAID1, dan RAID5, Linux mendukung RAID0, RAID1, RAID4, RAID5, RAID6, dll., Dan sistem operasi seperti Mac OS X Server, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, Solaris, dll., juga mendukung level RAID yang sesuai. Sistem operasi seperti Mac OS X Server, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, Solaris, dll. juga mendukung level RAID yang sesuai.
Manajemen konfigurasi dan pemulihan data RAID lunak relatif sederhana, tetapi pemrosesan semua tugas RAID sepenuhnya dilakukan oleh CPU, seperti menghitung nilai paritas, sehingga efisiensi eksekusi relatif rendah, dan metode ini membutuhkan sumber daya komputasi dalam jumlah besar, dan sulit untuk digunakan secara luas karena lebih sedikit mode RAID yang didukung.
Soft RAID diimplementasikan oleh sistem operasi, sehingga partisi tempat sistem berada tidak dapat digunakan sebagai disk anggota logis RAID, dan soft RAID tidak dapat melindungi disk sistem D. Untuk beberapa sistem operasi, RAID bukanlah pilihan yang baik. Untuk beberapa sistem operasi, informasi konfigurasi RAID disimpan dalam informasi sistem, bukan dalam file terpisah pada disk. Dengan demikian, ketika sistem macet secara tidak terduga dan perlu diinstal ulang, informasi RAID akan hilang. Selain itu, teknologi toleran terhadap kesalahan untuk disk tidak sama dengan dukungan penuh untuk penggantian online, hot-swapping, atau hot-swapping; kemampuan untuk mendukung hot-swapping disk kesalahan terkait dengan implementasi sistem operasi, dan beberapa sistem operasi melakukan hot-swap.
Hard RAID
Hard RAID memiliki pemrosesan kontrol RAID dan chip pemrosesan I / O sendiri, dan bahkan buffer array, hunian CPU dan kinerja keseluruhan adalah yang terbaik di antara tiga jenis implementasi, tetapi biaya implementasi juga yang tertinggi. Hard RAID biasanya mendukung teknologi hot-swap untuk mengganti disk yang gagal saat sistem berjalan.
Hard RAID terdiri dari kartu RAID dan chip RAID yang terintegrasi pada motherboard, dan platform server sebagian besar menggunakan kartu RAID. Kartu RAID terdiri dari empat bagian: chip prosesor inti RAID (CPU pada kartu RAID), port, cache, dan baterai. Port mengacu pada jenis antarmuka disk yang didukung oleh kartu RAID, seperti IDE/ATA, SCSI, SATA, SAS, FC, dan antarmuka lainnya.
RAID Keras dan Lunak Campuran
Soft RAID memiliki kinerja yang buruk dan tidak melindungi partisi sistem, sehingga sulit untuk digunakan pada sistem desktop. Hard RAID sangat mahal dan RAID yang berbeda tidak bergantung satu sama lain dan tidak dapat dioperasikan. Akibatnya, kombinasi perangkat lunak dan perangkat keras telah digunakan untuk mengimplementasikan RAID untuk mencapai kompromi antara kinerja dan biaya, yaitu rasio harga/kinerja yang lebih baik.
Meskipun RAID semacam ini menggunakan chip kontrol pemrosesan, tetapi untuk menghemat biaya, chip tersebut sering kali relatif murah dan daya pemrosesan yang lemah, pemrosesan tugas RAID sebagian besar masih dilakukan oleh CPU melalui driver firmware.
6. Pemilihan Aplikasi RAID
Ada tiga faktor utama dalam memilih tingkat RAID: ketersediaan data, kinerja I/O, dan biaya. Jika ketersediaan tidak diperlukan, pilih RAID 0 untuk kinerja tinggi. Jika ketersediaan dan kinerja penting, dan biaya bukan merupakan faktor utama, maka menurut jumlah disk untuk memilih RAID1. Jika ketersediaan, biaya, dan kinerja sama pentingnya, maka menurut transfer data umum dan jumlah disk untuk memilih RAID3 atau RAID5. Dalam praktiknya, sesuai dengan karakteristik aplikasi data pengguna dan keadaan spesifik dari pertimbangan komprehensif ketersediaan, kinerja, dan biaya untuk memilih tingkat RAID yang sesuai. Tingkat serangan.
|
Sebelumnya: Pencadangan reguler lingkungan Linux untuk database MySQL jarak jauhBerikutnya 篇：Docker MySQL memecahkan masalah terlalu banyak koneksi
|
| ( 鲁ICP备14021824号-2)|Peta Situs
f 