Đột kích là gì 1. Mảng đĩa RAID: nó là gì và tại sao bạn cần nó? Cách chọn phương pháp triển khai RAID - phần mềm hoặc phần cứng

Sự thay đổi trọng tâm từ các ứng dụng tập trung vào bộ xử lý sang tập trung vào dữ liệu đang thúc đẩy tầm quan trọng ngày càng tăng của các hệ thống lưu trữ. Đồng thời, vấn đề thông lượng thấp và đặc tính chịu lỗi của các hệ thống như vậy luôn khá quan trọng và cần phải có giải pháp.

Trong ngành công nghiệp máy tính hiện đại, đĩa từ được sử dụng rộng rãi như một hệ thống lưu trữ dữ liệu thứ cấp, bởi vì, mặc dù có tất cả những nhược điểm của chúng, nhưng chúng có những đặc điểm tốt nhất cho loại thiết bị tương ứng với giá cả phải chăng.

Đặc thù của công nghệ chế tạo đĩa từ đã dẫn đến sự khác biệt đáng kể giữa sự gia tăng hiệu suất của các mô-đun bộ xử lý và bản thân các đĩa từ. Nếu như vào năm 1990, tốt nhất trong số các loại nối tiếp là đĩa 5,25 ″ với thời gian truy cập trung bình 12 ms và thời gian trễ 5 ms (ở tốc độ trục chính khoảng 5000 vòng / phút 1) thì ngày nay lòng bàn tay thuộc về đĩa 3,5 ″ với một thời gian truy cập trung bình 5 ms và thời gian trễ 1 ms (ở tốc độ trục chính 10.000 vòng / phút). Ở đây, chúng tôi thấy sự cải thiện hiệu suất khoảng 100%. Đồng thời, tốc độ của bộ vi xử lý đã tăng hơn 2.000%. Điều này phần lớn có thể thực hiện được là do các bộ xử lý có những lợi ích trực tiếp của việc sử dụng VLSI (Tích hợp cực lớn). Việc sử dụng nó không chỉ giúp tăng tần số mà còn giúp tăng số lượng các thành phần có thể được tích hợp vào chip, giúp nó có thể thực hiện các ưu điểm về kiến ​​trúc cho phép tính toán song song.

1 - Dữ liệu trung bình.

Tình hình hiện tại có thể được mô tả như một cuộc khủng hoảng trong I / O của một hệ thống lưu trữ thứ cấp.

Tăng hiệu suất

Việc các thông số công nghệ của đĩa từ không thể gia tăng đáng kể kéo theo nhu cầu tìm kiếm các cách khác, một trong số đó là xử lý song song.

Nếu chúng ta sắp xếp một khối dữ liệu trên N đĩa của một mảng nào đó và tổ chức sắp xếp này sao cho có khả năng đọc thông tin đồng thời, thì khối này có thể được đọc nhanh hơn N lần (không tính đến thời gian hình thành khối). Vì tất cả dữ liệu được truyền song song, giải pháp kiến ​​trúc này được gọi là mảng truy cập song song(mảng truy cập song song).

Mảng đồng thời thường được sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu truyền dữ liệu lớn.

Mặt khác, một số tác vụ được đặc trưng bởi một số lượng lớn các truy vấn nhỏ. Các tác vụ này bao gồm, ví dụ, các tác vụ xử lý cơ sở dữ liệu. Bằng cách sắp xếp các bản ghi cơ sở dữ liệu trên các đĩa trong mảng, bạn có thể phân phối tải một cách độc lập bằng cách định vị các đĩa. Kiến trúc này thường được gọi là mảng truy cập độc lập(một mảng có quyền truy cập độc lập).

Chúng tôi tăng khả năng phục hồi

Thật không may, khi số lượng đĩa trong một mảng tăng lên, độ tin cậy của toàn bộ mảng sẽ giảm. Với các lỗi độc lập và luật phân phối MTTF theo hàm mũ, MTTF của toàn bộ mảng (thời gian trung bình để hỏng) được tính bằng công thức MTTF array = MMTF hdd / N hdd (MMTF hdd là thời gian trung bình để hỏng một đĩa; NHDD là số đĩa).

Do đó, cần phải cải thiện khả năng chịu lỗi của mảng đĩa. Để tăng khả năng chịu lỗi của các mảng, mã hóa dự phòng được sử dụng. Có hai kiểu mã hóa chính được sử dụng trong mảng đĩa dự phòng - trùng lặp và chẵn lẻ.

Nhân bản, hoặc phản chiếu, được sử dụng phổ biến nhất trong các mảng đĩa. Các hệ thống sao chép đơn giản sử dụng hai bản sao của dữ liệu, với mỗi bản sao trên các đĩa riêng biệt. Đề án này khá đơn giản và không yêu cầu thêm chi phí phần cứng, nhưng nó có một nhược điểm đáng kể - nó sử dụng 50% không gian đĩa để lưu trữ bản sao thông tin.

Cách thứ hai để triển khai mảng đĩa dự phòng là sử dụng mã hóa dự phòng bằng cách tính chẵn lẻ. Tính chẵn lẻ được tính như một phép toán XOR của tất cả các ký tự trong từ dữ liệu. Việc sử dụng tính chẵn lẻ trong mảng đĩa dự phòng làm giảm tổng chi phí xuống một giá trị được tính theo công thức: НР hdd = 1 / N hdd (НР hdd là chi phí chung; N hdd là số đĩa trong mảng).

Lịch sử và sự phát triển của RAID

Mặc dù các hệ thống lưu trữ đĩa từ đã được sản xuất trong 40 năm, nhưng việc sản xuất hàng loạt các hệ thống chịu lỗi chỉ mới bắt đầu gần đây. Mảng đĩa dự phòng, thường được gọi là RAID (mảng dự phòng của đĩa rẻ tiền), được giới thiệu bởi các nhà nghiên cứu (Petterson, Gibson và Katz) tại Đại học California, Berkeley vào năm 1987. Nhưng hệ thống RAID chỉ trở nên phổ biến khi các đĩa thích hợp để sử dụng trong các mảng dự phòng trở nên khả dụng và hoạt động tốt. Kể từ khi RAID chính thức được báo cáo vào năm 1988, nghiên cứu về các mảng đĩa dự phòng đã bùng nổ trong nỗ lực cung cấp một loạt các đánh đổi về chi phí-hiệu suất-độ tin cậy.

Có một lần đã xảy ra sự cố với chữ viết tắt RAID. Thực tế là tại thời điểm viết bài này, các đĩa giá rẻ được gọi là tất cả các đĩa được sử dụng trong PC, trái ngược với các loại đĩa đắt tiền dành cho máy tính lớn (mainframe). Nhưng để sử dụng trong mảng RAID, cần phải sử dụng phần cứng khá đắt tiền so với các cấu hình PC khác, vì vậy họ bắt đầu giải mã RAID như một mảng dự phòng của các đĩa độc lập 2 - một mảng dự phòng của các đĩa độc lập.

2 - Định nghĩa Ban cố vấn RAID

RAID 0 đã được giới thiệu trong ngành công nghiệp như là định nghĩa của một mảng đĩa không có khả năng chịu lỗi. Tại Berkeley, RAID 1 được định nghĩa là một mảng đĩa được nhân đôi. RAID 2 được dành riêng cho các mảng sử dụng mã Hamming. Các cấp độ RAID 3, 4, 5 sử dụng tính chẵn lẻ để bảo vệ dữ liệu khỏi các lỗi đơn lẻ. Chính những cấp độ này, lên đến và bao gồm cả 5, đã được trình bày tại Berkeley, và hệ thống RAID này đã được chấp nhận làm tiêu chuẩn trên thực tế.

RAID cấp 3,4,5 khá phổ biến và có khả năng sử dụng không gian đĩa tốt, nhưng chúng có một nhược điểm đáng kể - chúng chỉ có khả năng chống lại các lỗi đơn lẻ. Điều này đặc biệt đúng khi sử dụng một số lượng lớn đĩa, khi khả năng xảy ra thời gian chết đồng thời của nhiều thiết bị tăng lên. Ngoài ra, chúng có đặc điểm là thời gian phục hồi lâu, điều này cũng đặt ra một số hạn chế trong việc sử dụng chúng.

Cho đến nay, một số lượng lớn kiến ​​trúc đã được phát triển để đảm bảo khả năng hoạt động của mảng trong trường hợp xảy ra sự cố đồng thời của hai đĩa bất kỳ mà không bị mất dữ liệu. Trong số rất nhiều, chẵn lẻ hai chiều và EVENODD, sử dụng chẵn lẻ để mã hóa và RAID 6, sử dụng mã hóa Reed-Solomon, đáng chú ý.

Trong lược đồ chẵn lẻ hai không gian, mỗi khối dữ liệu tham gia vào việc xây dựng hai từ mã độc lập. Do đó, nếu một đĩa thứ hai bị lỗi trong cùng một từ mã, một từ mã khác sẽ được sử dụng để xây dựng lại dữ liệu.

Độ dư thừa tối thiểu trong một mảng như vậy đạt được với số lượng cột và hàng bằng nhau. Và bằng: 2 x Square (N Disk) (trong "hình vuông").

Nếu mảng hai chiều không được tổ chức thành một "hình vuông", thì khả năng dư thừa sẽ cao hơn khi thực hiện lược đồ trên.

Kiến trúc EVENODD có sơ đồ khả năng chịu lỗi tương tự như tính chẵn lẻ 2 không gian, nhưng cách bố trí các khối thông tin khác nhau, đảm bảo tối thiểu việc sử dụng công suất dư thừa. Cũng như trong tính chẵn lẻ hai chiều, mỗi khối dữ liệu tham gia vào việc xây dựng hai từ mã độc lập, nhưng các từ được sắp xếp theo cách sao cho hệ số dư thừa không đổi (không giống như sơ đồ trước) và bằng: 2 x Square (N Đĩa).

Sử dụng hai ký tự kiểm tra, mã chẵn lẻ và mã không nhị phân, từ dữ liệu có thể được thiết kế để cung cấp khả năng chịu lỗi trong trường hợp lỗi kép. Đây được gọi là RAID 6. Mã không nhị phân dựa trên mã hóa Reed-Solomon thường được tính bằng bảng hoặc quy trình lặp lại sử dụng thanh ghi vòng kín tuyến tính, tương đối phức tạp và yêu cầu phần cứng chuyên dụng.

Xét thấy việc sử dụng các tùy chọn RAID cổ điển, cung cấp đủ khả năng chịu lỗi cho nhiều ứng dụng, thường có hiệu suất thấp không thể chấp nhận được, các nhà nghiên cứu thỉnh thoảng thực hiện các động thái khác nhau để giúp tăng hiệu suất của hệ thống RAID.

Năm 1996, Savage và Wilks đề xuất AFRAID, Một Mảng Đĩa Độc lập Dự phòng Thường xuyên. Kiến trúc này hy sinh khả năng chịu lỗi ở một mức độ nào đó cho hiệu suất. Trong một nỗ lực để bù đắp cho vấn đề ghi nhỏ trong mảng RAID 5, nó được phép tách mà không có tính chẵn lẻ trong một khoảng thời gian. Nếu đĩa dùng để ghi chẵn lẻ đang bận, thì quá trình ghi của nó sẽ bị hoãn lại. Về mặt lý thuyết đã chứng minh rằng giảm 25% khả năng chịu lỗi có thể tăng hiệu suất lên 97%. AFRAID thực sự thay đổi mô hình chịu lỗi của các mảng vì một từ mã không có tính chẵn lẻ được cập nhật dễ bị lỗi đĩa.

Thay vì hy sinh khả năng chịu lỗi, bạn có thể sử dụng các phương pháp truyền thống để cải thiện hiệu suất như bộ nhớ đệm. Do lưu lượng đĩa đang hoạt động mạnh, bạn có thể sử dụng bộ đệm ghi lại để lưu trữ dữ liệu khi đĩa bận. Và nếu bộ nhớ đệm được làm dưới dạng bộ nhớ không bay hơi, thì trong trường hợp mất điện, dữ liệu sẽ được lưu lại. Ngoài ra, các thao tác trên đĩa lười giúp có thể kết hợp các khối nhỏ theo thứ tự tùy ý để thực hiện các hoạt động trên đĩa hiệu quả hơn.

Cũng có nhiều kiến ​​trúc cung cấp hiệu suất tăng bằng cách hy sinh khối lượng. Trong số đó có sửa đổi hoãn lại đối với đĩa nhật ký và các sơ đồ khác nhau để sửa đổi vị trí hợp lý của dữ liệu vào vật lý, giúp phân phối các hoạt động trong mảng một cách hiệu quả hơn.

Một trong những tùy chọn - ghi nhật ký chẵn lẻ(đăng ký chẵn lẻ), giải quyết vấn đề ghi nhỏ và sử dụng đĩa hiệu quả hơn. Ghi nhật ký chẵn lẻ liên quan đến việc hoãn sự thay đổi về tính chẵn lẻ trong RAID 5 bằng cách ghi nó vào nhật ký FIFO, một phần nằm trong bộ nhớ của bộ điều khiển và một phần trên đĩa. Do quyền truy cập vào một bản nhạc đầy đủ, trung bình hiệu quả hơn 10 lần so với quyền truy cập vào một khu vực, một lượng lớn dữ liệu chẵn lẻ đã sửa đổi được thu thập bằng cách sử dụng tính năng chẵn lẻ, sau đó được ghi chung vào một đĩa được thiết kế để lưu trữ tính chẵn lẻ trong suốt bản nhạc.

Ngành kiến ​​trúc dữ liệu nổi và tính chẵn lẻ(dữ liệu nổi và tính chẵn lẻ), cho phép phân bổ lại các khối đĩa vật lý. Các cung tự do được đặt trên mỗi hình trụ để giảm độ trễ quay(độ trễ quay vòng), dữ liệu và tính chẵn lẻ được phân bổ trên các không gian trống này. Để đảm bảo khả năng hoạt động trong trường hợp mất điện, thẻ dữ liệu và thẻ chẵn lẻ phải được lưu trữ trong bộ nhớ không thay đổi. Nếu bạn làm mất bản đồ vị trí, tất cả dữ liệu trong mảng sẽ bị mất.

Tước ảo- là một dữ liệu nổi và kiến ​​trúc chẵn lẻ sử dụng bộ nhớ đệm ghi lại. Tự nhiên nhận ra những mặt tích cực của cả hai.

Ngoài ra, có những cách khác để cải thiện hiệu suất, chẳng hạn như loại bỏ các hoạt động RAID. Có một thời, Seagate đã xây dựng hỗ trợ cho các hoạt động RAID trong các ổ Fiber Chanel và SCSI của mình. Điều này giúp giảm lưu lượng truy cập giữa bộ điều khiển trung tâm và các đĩa trong mảng cho RAID 5. Đây là một sự đổi mới căn bản trong lĩnh vực triển khai RAID, nhưng công nghệ này đã không thành công, vì một số tính năng của Fiber Chanel và các tiêu chuẩn SCSI làm suy yếu mô hình lỗi cho các mảng đĩa.

Đối với RAID 5 tương tự, kiến ​​trúc TickerTAIP đã được trình bày. Nó trông giống như thế này - nút khởi tạo cơ chế điều khiển trung tâm (nút khởi tạo) nhận các yêu cầu của người dùng, chọn một thuật toán xử lý và sau đó chuyển công việc với đĩa và tính chẵn lẻ đến nút công nhân (worker node). Mỗi nút công nhân xử lý một tập hợp con của các đĩa trong mảng. Như trong mô hình Seagate, các nút công nhân truyền dữ liệu giữa chúng mà không có sự tham gia của nút khởi tạo. Trong trường hợp lỗi nút công nhân, các đĩa mà nó đang phục vụ sẽ không khả dụng. Nhưng nếu từ mã được xây dựng theo cách mà mỗi ký tự của nó được xử lý bởi một nút công nhân riêng biệt, thì sơ đồ khả năng chịu lỗi sẽ lặp lại RAID 5. Để ngăn chặn sự cố của nút khởi tạo, nó được nhân bản, vì vậy chúng tôi nhận được một kiến ​​trúc có khả năng chống lại sự cố của bất kỳ nút nào của nó. Đối với tất cả các tính năng tích cực của nó, kiến ​​trúc này gặp phải vấn đề "lỗ ghi". Điều này ngụ ý sự xuất hiện của một lỗi khi một số người dùng thay đổi từ mã cùng một lúc và nút bị lỗi.

Tôi cũng nên đề cập đến một cách khá phổ biến để nhanh chóng khôi phục RAID - sử dụng đĩa dự phòng. Nếu một trong các đĩa trong mảng bị lỗi, RAID có thể được tạo lại bằng đĩa miễn phí thay vì đĩa bị lỗi. Đặc điểm chính của việc triển khai này là hệ thống sẽ chuyển về trạng thái trước đó (trạng thái an toàn không hoạt động mà không có sự can thiệp từ bên ngoài). Với kiến ​​trúc tiết kiệm phân tán, các khối logic dự phòng của đĩa được phân phối vật lý trên tất cả các đĩa trong một mảng, loại bỏ nhu cầu xây dựng lại mảng nếu đĩa bị lỗi.

Để tránh sự cố khôi phục với các mức RAID cổ điển, một kiến ​​trúc được gọi là sự phân rã chẵn lẻ(phân phối chẵn lẻ). Nó liên quan đến việc đặt ít ổ đĩa logic hơn với nhiều dung lượng hơn trên các ổ đĩa vật lý nhỏ hơn nhưng lớn hơn. Với công nghệ này, thời gian phản hồi của hệ thống đối với một yêu cầu trong quá trình xây dựng lại tăng hơn gấp đôi và thời gian xây dựng lại được giảm đáng kể.

Kiến trúc lớp RAID cơ bản

Bây giờ chúng ta hãy xem xét kiến ​​trúc của các mức cơ bản của RAID một cách chi tiết hơn. Trước khi xem xét, chúng ta hãy đưa ra một số giả định. Để chứng minh các nguyên tắc xây dựng hệ thống RAID, hãy xem xét một tập hợp N đĩa (để đơn giản, N sẽ được coi là một số chẵn), mỗi đĩa bao gồm M khối.

Dữ liệu sẽ được ký hiệu là D m, n, trong đó m là số khối dữ liệu, n là số khối con mà khối dữ liệu D được tách ra.

Đĩa có thể được kết nối với một hoặc một số kênh truyền dữ liệu. Sử dụng nhiều kênh hơn làm tăng thông lượng của hệ thống.

RAID 0. Mảng đĩa có sọc không có khả năng chịu lỗi

Nó là một mảng đĩa trong đó dữ liệu được chia thành các khối, và mỗi khối được ghi (hoặc đọc) vào một đĩa riêng biệt. Do đó, nhiều thao tác I / O có thể được thực hiện cùng một lúc.

Thuận lợi:

• Hiệu suất cao nhất cho các ứng dụng yêu cầu xử lý chuyên sâu các yêu cầu I / O và khối lượng dữ liệu lớn;
• dễ thực hiện;
• chi phí thấp trên một đơn vị khối lượng.

nhược điểm:

• không phải là một giải pháp chịu được lỗi;
• một lỗi đĩa duy nhất sẽ dẫn đến mất tất cả dữ liệu trong mảng.

RAID 1. Mảng đĩa có tính năng sao chép hoặc nhân bản

Sao chép là một phương pháp truyền thống để cải thiện độ tin cậy của một mảng đĩa nhỏ. Trong phiên bản đơn giản nhất, hai đĩa được sử dụng, trên đó cùng một thông tin được ghi, và trong trường hợp một trong hai đĩa bị lỗi, bản sao của nó vẫn còn, tiếp tục hoạt động ở chế độ tương tự.

Thuận lợi:

• dễ thực hiện;
• dễ dàng khôi phục mảng trong trường hợp bị lỗi (sao chép);
• hiệu suất cao hợp lý cho các ứng dụng yêu cầu cao.

nhược điểm:

• chi phí cao cho mỗi đơn vị khối lượng - dự phòng 100%;
• tốc độ truyền dữ liệu thấp.

RAID 2. Mảng đĩa có khả năng chịu lỗi sử dụng Hamming Code ECC.

Mã dự phòng được sử dụng trong RAID 2 được gọi là mã Hamming. Mã Hamming cho phép bạn sửa lỗi đơn và phát hiện lỗi kép. Ngày nay nó được sử dụng tích cực trong công nghệ mã hóa dữ liệu trong RAM như ECC. Và mã hóa dữ liệu trên đĩa từ.

Trong trường hợp này, một ví dụ được hiển thị với số lượng đĩa cố định do mô tả rườm rà (một từ dữ liệu bao gồm 4 bit tương ứng, một mã ECC là 3).

Thuận lợi:

• sửa lỗi nhanh chóng (trên bay);
• tốc độ truyền dữ liệu khối lượng lớn rất cao;
• với sự gia tăng số lượng đĩa, chi phí chung được giảm xuống;
• cách thực hiện khá đơn giản.

nhược điểm:

• chi phí cao với số lượng đĩa nhỏ;
• tốc độ xử lý yêu cầu thấp (không phù hợp với các hệ thống hướng về xử lý giao dịch).

RAID 3. Đĩa truyền song song với chẵn lẻ

Dữ liệu được chia thành các khối con ở cấp độ byte và được ghi đồng thời vào tất cả các đĩa trong mảng ngoại trừ một ổ đĩa, được sử dụng cho tính chẵn lẻ. Sử dụng RAID 3 giải quyết vấn đề dư thừa cao trong RAID 2. Hầu hết các đĩa điều khiển được sử dụng trong RAID cấp 2 đều cần thiết để định vị bit bị lỗi. Nhưng điều này là không cần thiết, vì hầu hết các bộ điều khiển có thể xác định thời điểm đĩa bị lỗi bằng cách sử dụng các tín hiệu đặc biệt hoặc mã hóa bổ sung thông tin được ghi vào đĩa và được sử dụng để sửa lỗi ngẫu nhiên.

Thuận lợi:

• tốc độ truyền dữ liệu rất cao;
• sự cố đĩa có ảnh hưởng rất ít đến tốc độ của mảng;

nhược điểm:

• khó thực hiện;
• hiệu suất thấp với cường độ yêu cầu cao đối với dữ liệu nhỏ.

RAID 4. Đĩa dữ liệu độc lập với đĩa chẵn lẻ dùng chung

Dữ liệu được chia nhỏ ở cấp độ khối. Mỗi khối dữ liệu được ghi vào một đĩa riêng biệt và có thể được đọc riêng. Tính chẵn lẻ cho một nhóm khối được tạo khi ghi và kiểm tra khi đọc. RAID cấp 4 cải thiện hiệu suất truyền dữ liệu nhỏ thông qua song song, cho phép bạn thực hiện nhiều hơn một I / O đồng thời. Sự khác biệt chính giữa RAID 3 và 4 là ở phần sau, việc phân dải dữ liệu được thực hiện ở cấp độ ngành, không phải ở cấp độ bit hoặc byte.

Thuận lợi:

• tốc độ đọc khối lượng dữ liệu lớn rất cao;
• hiệu suất cao với cường độ yêu cầu đọc dữ liệu cao;
• chi phí thấp để thực hiện dự phòng.

nhược điểm:

• hiệu suất rất thấp khi ghi dữ liệu;
• tốc độ đọc dữ liệu nhỏ với các yêu cầu đơn lẻ thấp;
• sự bất đối xứng của hiệu suất đối với đọc và viết.

RAID 5. Đĩa dữ liệu độc lập với các khối chẵn lẻ phân tán

Mức này tương tự như RAID 4, nhưng không giống như mức trước, tính chẵn lẻ được phân phối theo chu kỳ trên tất cả các đĩa trong mảng. Thay đổi này cải thiện hiệu suất ghi một lượng nhỏ dữ liệu trên các hệ thống đa nhiệm. Nếu các hoạt động ghi được lập kế hoạch hợp lý, có thể xử lý song song tới N / 2 khối, trong đó N là số đĩa trong nhóm.

Thuận lợi:

• tốc độ ghi dữ liệu cao;
• tốc độ đọc dữ liệu đủ cao;
• hiệu suất cao với cường độ yêu cầu đọc / ghi dữ liệu cao;
• chi phí thấp để thực hiện dự phòng.

nhược điểm:

• tốc độ đọc dữ liệu thấp hơn trong RAID 4;
• tốc độ đọc / ghi dữ liệu nhỏ với các yêu cầu đơn lẻ thấp;
• thực hiện khá phức tạp;
• phục hồi dữ liệu phức tạp.

RAID 6. Đĩa dữ liệu độc lập với hai lược đồ chẵn lẻ phân tán độc lập

Dữ liệu được phân vùng ở mức khối, tương tự như RAID 5, nhưng ngoài kiến ​​trúc trước đó, một sơ đồ thứ hai được sử dụng để cải thiện khả năng chịu lỗi. Kiến trúc này có khả năng chịu lỗi kép. Tuy nhiên, khi thực hiện ghi logic, thực tế có sáu lần truy cập đĩa, điều này làm tăng đáng kể thời gian xử lý của một yêu cầu.

Thuận lợi:

• khả năng phục hồi cao;
• tốc độ xử lý yêu cầu đủ cao;
• chi phí tương đối thấp để thực hiện dự phòng.

nhược điểm:

• thực hiện rất phức tạp;
• phục hồi dữ liệu phức tạp;
• tốc độ ghi dữ liệu rất thấp.

Bộ điều khiển RAID hiện đại cho phép bạn kết hợp các mức RAID khác nhau. Do đó, có thể thực hiện các hệ thống kết hợp giá trị của các mức độ khác nhau, cũng như các hệ thống có một số lượng lớn đĩa. Đây thường là sự kết hợp giữa tước và một số mức độ chịu lỗi.

RAID 10. Mảng song song và bản sao có khả năng chịu lỗi

Kiến trúc này là một mảng RAID 0 có các phân đoạn là các mảng RAID 1. Nó kết hợp khả năng chịu lỗi và hiệu suất rất cao.

Thuận lợi:

• khả năng phục hồi cao;
• hiệu suất cao.

nhược điểm:

• chi phí rất cao;
• mở rộng hạn chế.

RAID 30. Mảng chịu lỗi với khả năng truyền dữ liệu song song và tăng hiệu suất.

Đây là mảng RAID 0, các phân đoạn trong số đó là mảng RAID 3. Nó kết hợp khả năng chịu lỗi và hiệu suất cao. Thường được sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu truyền dữ liệu nối tiếp lớn.

Thuận lợi:

• khả năng phục hồi cao;
• hiệu suất cao.

nhược điểm:

• giá cao;
• mở rộng hạn chế.

RAID 50. Mảng chẵn lẻ được phân phối có khả năng chịu lỗi với hiệu suất tăng

Đây là mảng RAID 0 với các phân đoạn của RAID 5. Nó kết hợp khả năng chịu lỗi và hiệu suất cao cho các ứng dụng yêu cầu cao và tốc độ truyền dữ liệu cao.

Thuận lợi:

• khả năng phục hồi cao;
• tốc độ truyền dữ liệu cao;
• tốc độ xử lý yêu cầu cao.

nhược điểm:

• giá cao;
• mở rộng hạn chế.

RAID 7. Mảng đàn hồi được tối ưu hóa cho hiệu suất. (Tính không đồng bộ được tối ưu hóa cho Tốc độ I / O cao cũng như Tốc độ truyền dữ liệu cao). RAID 7® là nhãn hiệu đã đăng ký của Storage Computer Corporation (SCC)

Để hiểu kiến ​​trúc của RAID 7, hãy xem các tính năng của nó:

1. Tất cả các yêu cầu truyền dữ liệu được xử lý không đồng bộ và độc lập.
2. Tất cả các thao tác đọc / ghi đều được lưu vào bộ nhớ đệm trên x-bus tốc độ cao.
3. Đĩa chẵn lẻ có thể được đặt trên bất kỳ kênh nào.
4. Bộ vi xử lý điều khiển mảng sử dụng hệ điều hành thời gian thực, hướng quá trình.
5. Hệ thống có khả năng mở rộng tốt: lên đến 12 giao diện máy chủ và tối đa 48 đĩa.
6. Hệ điều hành kiểm soát các kênh liên lạc.
7. Đĩa SCSI tiêu chuẩn, bus, bo mạch chủ và mô-đun bộ nhớ được sử dụng.
8. X-bus tốc độ cao được sử dụng để hoạt động với bộ nhớ đệm bên trong.
9. Quy trình tạo chẵn lẻ được tích hợp vào bộ nhớ đệm.
10. Các đĩa được gắn vào hệ thống có thể được tuyên bố là ở trạng thái tự do.
11. Một tác nhân SNMP có thể được sử dụng để quản lý và giám sát hệ thống.

Thuận lợi:

• tốc độ truyền dữ liệu cao và tốc độ xử lý truy vấn cao (gấp 1,5 - 6 lần so với các mức RAID tiêu chuẩn khác);
• khả năng mở rộng cao của các giao diện máy chủ lưu trữ;
• tốc độ ghi dữ liệu tăng lên khi số lượng đĩa trong mảng tăng lên;
• không cần truyền dữ liệu bổ sung để tính chẵn lẻ.

nhược điểm:

• tài sản của một nhà sản xuất;
• chi phí rất cao trên một đơn vị khối lượng;
• thời gian bảo hành ngắn;
• không thể được bảo dưỡng bởi người dùng;
• bạn cần sử dụng nguồn điện liên tục để tránh mất dữ liệu từ bộ nhớ đệm.

Bây giờ chúng ta hãy cùng nhau xem xét các mức tiêu chuẩn để so sánh các đặc điểm của chúng. So sánh được thực hiện trong khuôn khổ của các kiến ​​trúc được đề cập trong bảng.

Làm rõ:

• * - tùy chọn thường được sử dụng được xem xét;
• k là số đoạn con;
• R - đọc;
• W - bản ghi.

Một số khía cạnh của việc triển khai hệ thống RAID

Hãy xem xét ba tùy chọn chính để triển khai hệ thống RAID:

• phần mềm (dựa trên phần mềm);
• phòng phần cứng - dựa trên xe buýt;
• phần cứng - một hệ thống con tự trị (dựa trên hệ thống con).

Không thể nói rõ ràng rằng một cách thực hiện tốt hơn một cách khác. Mỗi phương án tổ chức mảng đều thỏa mãn một nhu cầu của người dùng, tùy thuộc vào khả năng tài chính, số lượng người dùng và ứng dụng sử dụng.

Mỗi cách triển khai trên đều dựa trên việc thực thi mã. Chúng thực sự khác nhau về nơi mã này được thực thi: trong bộ xử lý trung tâm của máy tính (triển khai phần mềm) hoặc trong bộ xử lý chuyên dụng trên bộ điều khiển RAID (triển khai phần cứng).

Ưu điểm chính của việc triển khai phần mềm là chi phí thấp. Nhưng đồng thời, nó cũng có nhiều nhược điểm: hiệu suất thấp, tải với công việc bổ sung trên bộ xử lý trung tâm, tăng lưu lượng xe buýt. Các mức RAID đơn giản 0 và 1 thường được triển khai trong phần mềm, vì chúng không yêu cầu tính toán nhiều. Với những tính năng này, hệ thống RAID dựa trên phần mềm được sử dụng trong các máy chủ cấp đầu vào.

Việc triển khai RAID phần cứng tốn nhiều chi phí hơn RAID phần mềm, vì chúng sử dụng phần cứng bổ sung để thực hiện các hoạt động I / O. Đồng thời, chúng dỡ bỏ hoặc giải phóng bộ xử lý trung tâm và bus hệ thống, do đó, tăng hiệu suất.

Việc triển khai hướng bus là các bộ điều khiển RAID sử dụng bus tốc độ cao của máy tính mà chúng được cài đặt (gần đây, bus PCI thường được sử dụng). Đổi lại, các triển khai theo hướng bus có thể được chia thành cấp thấp và cấp cao. Trước đây thường không có chip SCSI và sử dụng cái gọi là cổng RAID trên bo mạch chủ có bộ điều khiển SCSI tích hợp. Trong trường hợp này, các chức năng xử lý mã RAID và hoạt động I / O được phân phối giữa bộ xử lý trên bộ điều khiển RAID và các chip SCSI trên bo mạch chủ. Do đó, bộ xử lý trung tâm được giải phóng khỏi việc xử lý mã bổ sung và lưu lượng bus giảm so với phiên bản phần mềm. Chi phí của những thẻ như vậy thường thấp, đặc biệt nếu chúng tập trung vào hệ thống RAID - 0 hoặc 1 (cũng có những triển khai RAID 3, 5, 10, 30, 50, nhưng chúng đắt hơn), do đó chúng dần dần thay thế việc triển khai phần mềm khỏi thị trường máy chủ cấp đầu vào. Bộ điều khiển xe buýt cấp cao có cấu trúc hơi khác so với những người anh em nhỏ của chúng. Chúng đảm nhận tất cả các chức năng liên quan đến I / O và thực thi mã RAID. Ngoài ra, chúng không quá phụ thuộc vào việc triển khai bo mạch chủ và theo quy luật, có nhiều khả năng hơn (ví dụ: khả năng kết nối mô-đun để lưu trữ thông tin trong bộ nhớ cache trong trường hợp bo mạch chủ bị hỏng hoặc mất điện) . Các bộ điều khiển này thường đắt hơn các bộ điều khiển cấp thấp và được sử dụng trong các máy chủ tầm trung và cao cấp. Theo quy luật, chúng triển khai các mức RAID 0,1, 3, 5, 10, 30, 50. Xét rằng các triển khai hướng bus được kết nối trực tiếp với bus PCI bên trong của máy tính, chúng hoạt động hiệu quả nhất trong số các hệ thống dưới cân nhắc (khi tổ chức một hệ thống máy chủ). Hiệu suất tối đa của các hệ thống này có thể đạt 132 MB / s (32bit PCI) hoặc 264 MB / s (64bit PCI) ở tần số bus 33MHz.

Cùng với những ưu điểm được liệt kê, kiến ​​trúc hướng bus có những nhược điểm sau:

• sự phụ thuộc vào hệ điều hành và nền tảng;
• khả năng mở rộng hạn chế;
• cơ hội hạn chế để tổ chức các hệ thống chịu lỗi.

Tất cả những nhược điểm này có thể tránh được bằng cách sử dụng các hệ thống con độc lập. Các hệ thống này có một tổ chức bên ngoài hoàn toàn tự trị và về nguyên tắc, là một máy tính riêng biệt được sử dụng để tổ chức các hệ thống lưu trữ thông tin. Ngoài ra, trong trường hợp phát triển thành công công nghệ cáp quang, hiệu suất của các hệ thống tự trị sẽ không thua kém các hệ thống hướng bus.

Thông thường, một bộ điều khiển bên ngoài được đặt trong một giá đỡ riêng biệt và, không giống như các hệ thống có tổ chức bus, nó có thể có một số lượng lớn các kênh I / O, bao gồm cả các kênh chủ, giúp có thể kết nối một số máy tính chủ với hệ thống và tổ chức hệ thống cụm. Trong các hệ thống có bộ điều khiển độc lập, bộ điều khiển dự phòng nóng có thể được triển khai.

Một trong những nhược điểm của hệ thống tự trị là giá thành cao.

Xem xét ở trên, chúng tôi lưu ý rằng các bộ điều khiển độc lập thường được sử dụng để triển khai các kho dữ liệu dung lượng cao và các hệ thống cụm.

Mảng RAID (Mảng dự phòng của các đĩa độc lập) - kết nối nhiều thiết bị để cải thiện hiệu suất và / hoặc độ tin cậy lưu trữ dữ liệu, trong bản dịch - một mảng dự phòng của các đĩa độc lập.

Theo Định luật Moore, hiệu suất hiện tại đang tăng lên hàng năm (cụ thể là số lượng bóng bán dẫn trên chip tăng gấp đôi sau mỗi 2 năm). Điều này có thể được nhìn thấy trong hầu hết mọi nhánh của ngành công nghiệp phần cứng máy tính. Bộ vi xử lý tăng số lượng lõi và bóng bán dẫn, trong khi giảm các quá trình đó, RAM tăng tần số và băng thông, còn bộ nhớ lưu trữ trạng thái rắn tăng khả năng chống mài mòn và tốc độ đọc.

Nhưng ổ đĩa cứng đơn giản (HDD) không có nhiều tiến bộ trong 10 năm qua. Tốc độ tiêu chuẩn là 7200 vòng / phút vẫn được duy trì (không tính đến ổ cứng máy chủ có tốc độ 10.000 trở lên). Tốc độ quay chậm 5400 RPM vẫn được tìm thấy trên máy tính xách tay. Đối với hầu hết người dùng, để cải thiện hiệu suất máy tính của họ, sẽ thuận tiện hơn khi mua một SDD, nhưng giá cho 1 gigabyte của phương tiện đó cao hơn nhiều so với một ổ cứng HDD thông thường. “Làm cách nào để tôi có thể cải thiện hiệu suất lưu trữ mà không mất quá nhiều tiền và dung lượng? Làm thế nào để lưu dữ liệu của bạn hoặc tăng độ an toàn cho dữ liệu của bạn? " Có một câu trả lời cho những câu hỏi này - một mảng RAID.

Các loại mảng RAID

Hiện tại, có các loại mảng RAID sau:

RAID 0 hoặc có sọc- một mảng gồm hai hoặc nhiều ổ đĩa để cải thiện hiệu suất tổng thể. Khối lượng của cuộc đột kích sẽ là tổng (HDD 1 + HDD 2 = Tổng khối lượng), tốc độ đọc / ghi cao hơn (do phân chia bản ghi thành 2 thiết bị) nhưng độ tin cậy về bảo mật thông tin lại bị ảnh hưởng. Nếu một trong các thiết bị bị lỗi, thì tất cả thông tin trong mảng sẽ bị mất.

RAID 1 hoặc "Gương"- một số đĩa sao chép lẫn nhau để cải thiện độ tin cậy. Tốc độ ghi vẫn như cũ, tốc độ đọc tăng lên, độ tin cậy tăng lên nhiều lần (ngay cả khi một thiết bị hỏng, thiết bị thứ hai sẽ hoạt động), nhưng chi phí cho 1 Gigabyte thông tin tăng gấp đôi (nếu bạn tạo một mảng hai hdd) .

RAID 2 là một mảng được xây dựng xoay quanh hoạt động của đĩa lưu trữ và đĩa sửa lỗi. Việc tính toán số lượng ổ cứng lưu trữ thông tin được thực hiện theo công thức "2 ^ n-n-1", trong đó n là số hiệu chỉnh ổ cứng. Loại này được sử dụng khi có một số lượng lớn các ổ cứng, số lượng tối thiểu có thể chấp nhận được là 7, trong đó 4 là để lưu trữ thông tin và 3 là để lưu trữ lỗi. Ưu điểm của loại này sẽ là hiệu suất tăng lên so với đĩa đơn.

RAID 3 - bao gồm các đĩa "n-1", trong đó n là đĩa để lưu trữ các khối chẵn lẻ, phần còn lại là các thiết bị để lưu trữ thông tin. Thông tin được chia thành các phần nhỏ hơn kích thước sector (chia thành từng byte), rất thích hợp để làm việc với các tệp lớn, tốc độ đọc các tệp nhỏ rất thấp. Nó được đặc trưng bởi hiệu suất cao, nhưng độ tin cậy thấp và chuyên môn hóa hẹp.

RAID 4 tương tự như kiểu 3, nhưng sự phân chia là theo khối chứ không phải byte. Giải pháp này đã khắc phục được tốc độ đọc thấp của các tệp nhỏ, nhưng tốc độ ghi vẫn thấp.

RAID 5 và 6 - thay vì một đĩa riêng biệt để tương quan lỗi, như trong các phiên bản trước, các khối được sử dụng phân bổ đồng đều trên tất cả các thiết bị. Trong trường hợp này, tốc độ đọc / ghi thông tin tăng lên do quá trình ghi song song. Nhược điểm của loại này là thời gian phục hồi dữ liệu lâu trong trường hợp hỏng một trong các đĩa. Trong quá trình khôi phục, có một tải rất cao trên các thiết bị khác, điều này làm giảm độ tin cậy và làm tăng sự cố của thiết bị khác và mất tất cả dữ liệu trong mảng. Loại 6 cải thiện độ tin cậy tổng thể nhưng giảm hiệu suất.

Các loại mảng RAID kết hợp:

RAID 01 (0 + 1) - Hai Raid 0 được kết hợp thành Raid 1.

RAID 10 (1 + 0) - Mảng đĩa RAID 1 được sử dụng trong kiến ​​trúc Loại 0. Nó được coi là tùy chọn lưu trữ đáng tin cậy nhất, kết hợp độ tin cậy và hiệu suất cao.

Bạn cũng có thể tạo một mảng từ ổ SSD... Theo thử nghiệm của 3DNews, sự kết hợp như vậy không cho mức tăng đáng kể. Tốt hơn nên mua ổ có giao diện PCI hoặc eSATA hiệu suất cao hơn

Raid mảng: cách tạo

Được tạo bằng cách kết nối thông qua bộ điều khiển RAID đặc biệt. Hiện tại có 3 loại bộ điều khiển:

1. Phần mềm - một mảng được mô phỏng bằng phần mềm, tất cả các phép tính được thực hiện với chi phí của CPU.
2. Tích hợp - hầu hết phổ biến trên bo mạch chủ (không phải trong phân khúc máy chủ). Một con chip nhỏ trên tấm thảm. bo mạch chịu trách nhiệm giả lập mảng, các phép tính được thực hiện thông qua CPU.
3. Phần cứng - thẻ mở rộng (dành cho máy tính cố định), thường có giao diện PCI, có bộ nhớ và bộ xử lý máy tính riêng.

RAID mảng hdd: Cách tạo 2 đĩa thông qua IRST

Phục hồi dữ liệu

Một số tùy chọn khôi phục dữ liệu:

1. Trong trường hợp lỗi Raid 0 hoặc 5, tiện ích RAID Reconstructor có thể trợ giúp, tiện ích này sẽ thu thập thông tin có sẵn từ các ổ đĩa và ghi đè lên thiết bị hoặc phương tiện khác dưới dạng hình ảnh của mảng trước đó. Tùy chọn này sẽ hữu ích nếu đĩa hoạt động bình thường và có lỗi phần mềm.
2. Đối với hệ thống Linux, phục hồi mdadm được sử dụng (tiện ích để quản lý mảng RAID của phần mềm).
3. Việc khôi phục phần cứng nên được thực hiện thông qua các dịch vụ chuyên biệt, vì nếu không có kiến ​​thức về kỹ thuật vận hành của bộ điều khiển, bạn có thể mất tất cả dữ liệu và sẽ rất khó hoặc không thể trả lại chúng.

Có nhiều sắc thái cần xem xét khi tạo Raid trên máy tính của bạn. Về cơ bản, hầu hết các tùy chọn được sử dụng trong phân khúc máy chủ, nơi mà sự ổn định và an toàn của dữ liệu là quan trọng và cần thiết. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi hoặc bổ sung, bạn có thể để lại trong phần bình luận.

Có một ngày tuyệt vời!

Hầu như ai cũng biết câu tục ngữ “Cho đến khi sấm sét nổ ra, đàn ông không qua khỏi mình”. Điều quan trọng là: cho đến khi vấn đề này hoặc vấn đề kia chạm đến người dùng, anh ta thậm chí sẽ không nghĩ về nó. Nguồn điện đã chết và mang theo một vài thiết bị - người dùng lao vào tìm kiếm các bài báo về chủ đề liên quan về ăn ngon và lành mạnh. Bộ xử lý bị cháy hoặc bắt đầu trục trặc do quá nóng - trong "Người được chọn" có một số liên kết đến các nhánh lan rộng của các diễn đàn nơi họ thảo luận về việc làm mát CPU.

Đó là câu chuyện tương tự với ổ đĩa cứng: ngay sau khi một con ốc vít khác, đang kêu tạm biệt với đầu của nó, rời khỏi thế giới phàm trần của chúng ta, chủ sở hữu của một chiếc PC bắt đầu bận rộn để đảm bảo rằng điều kiện sống của ổ đĩa được cải thiện. Nhưng ngay cả bộ làm mát phức tạp nhất cũng không thể đảm bảo tuổi thọ lâu dài và hạnh phúc cho đĩa. Tuổi thọ của ổ đĩa bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố: khiếm khuyết trong quá trình sản xuất, va đập vô tình của vỏ máy bằng chân (đặc biệt nếu cơ thể ở đâu đó trên sàn), và bụi đã đi qua các bộ lọc, và cao - nhiễu điện áp được gửi bởi nguồn điện ... Chỉ có một lối thoát - thông tin sao lưu, và nếu bạn cần sao lưu khi đang di chuyển, thì đã đến lúc xây dựng mảng RAID, vì ngày nay hầu hết mọi bo mạch chủ đều có một số loại RAID bộ điều khiển.

Tại thời điểm này, chúng ta sẽ dừng lại và tham gia một chuyến du ngoạn ngắn vào lịch sử và lý thuyết của mảng RAID. Bản thân chữ viết tắt RAID là viết tắt của Redundant Array of Independent Disks. Trước đây, thay vì độc lập, họ sử dụng loại rẻ tiền, nhưng theo thời gian, định nghĩa này đã mất đi tính liên quan: hầu như tất cả các ổ đĩa đều trở nên rẻ tiền.

Lịch sử của RAID bắt đầu vào năm 1987, khi bài báo "Mảng dự phòng bao gồm từ đĩa giá rẻ (RAID)" được xuất bản bởi các đồng chí Peterson, Gibson và Katz. Bài báo mô tả công nghệ kết hợp một số đĩa thông thường thành một mảng để có được một ổ đĩa nhanh hơn và đáng tin cậy hơn. Ngoài ra, các tác giả của tài liệu đã nói với độc giả về một số loại mảng - từ RAID-1 đến RAID-5. Sau đó, một mảng RAID cấp 0 đã được thêm vào các mảng được mô tả gần hai mươi năm trước, và nó đã trở nên phổ biến. Vậy tất cả những RAID-x này là gì? Thực chất của chúng là gì? Tại sao chúng được gọi là thừa? Đây là những gì chúng tôi sẽ cố gắng tìm ra.

Nói một cách dễ hiểu, RAID là một thứ cho phép hệ điều hành không biết có bao nhiêu đĩa được cài đặt trong máy tính. Việc kết hợp các ổ đĩa cứng thành một mảng RAID là một quá trình hoàn toàn ngược lại với việc chia nhỏ một không gian thành các đĩa logic: chúng tôi tạo thành một ổ đĩa logic dựa trên một số ổ đĩa vật lý. Để làm được điều này, chúng tôi cần phần mềm thích hợp (chúng tôi thậm chí sẽ không nói về tùy chọn này - đây là một điều không cần thiết) hoặc bộ điều khiển RAID được tích hợp trong bo mạch chủ, hoặc một bộ điều khiển riêng biệt được lắp vào khe PCI hoặc PCI Express . Nó là bộ điều khiển kết hợp các đĩa thành một mảng và hệ điều hành không còn hoạt động với HDD nữa, mà với bộ điều khiển, điều này không cho nó biết bất cứ điều gì không cần thiết. Nhưng có rất nhiều lựa chọn để kết hợp nhiều đĩa thành một, chính xác hơn là khoảng mười.

Các loại RAID là gì?

Đơn giản nhất là JBOD (Just a Bunch of Disks). Hai ổ cứng được dán vào một tuần tự, thông tin được ghi đầu tiên vào một, sau đó sang đĩa khác mà không làm vỡ nó thành nhiều mảnh và khối. Trong số hai ổ 200 GB, chúng tôi tạo ra một trong số 400 GB, hoạt động gần như giống nhau, nhưng trên thực tế, với tốc độ thấp hơn một chút so với mỗi ổ trong hai ổ.

JBOD là một trường hợp đặc biệt của mảng cấp 0, RAID-0. Ngoài ra còn có một biến thể khác của tên các mảng ở cấp độ này - sọc, tên đầy đủ là Striped Disk Array without Fault Tolerance. Tùy chọn này cũng giả sử kết hợp n đĩa thành một với khối lượng tăng lên n lần, nhưng các đĩa được kết hợp không tuần tự mà song song và thông tin về chúng được viết thành khối (kích thước khối do người dùng đặt khi tạo RAID mảng).

Nghĩa là, nếu chuỗi các chữ số 123456 cần được ghi vào hai ổ đĩa có trong mảng RAID-0, bộ điều khiển sẽ chia chuỗi này thành hai phần - 123 và 456 - và ghi chuỗi đầu tiên vào một đĩa và phần thứ hai vào cai khac. Mỗi đĩa có thể truyền dữ liệu ... tốt, hãy để nó ở tốc độ 50 MB / s, và tổng tốc độ của hai đĩa, dữ liệu được lấy song song từ đó, là 100 MB / s. Vì vậy, tốc độ làm việc với dữ liệu nên tăng lên n lần (trong thực tế, tất nhiên, tốc độ tăng ít hơn, vì không ai hủy bỏ mất mát cho việc tìm kiếm dữ liệu và chuyển chúng qua xe buýt). Nhưng sự gia tăng này được đưa ra vì một lý do: nếu ít nhất một đĩa bị hỏng, thông tin từ toàn bộ mảng sẽ bị mất.

RAID cấp 0. Dữ liệu được chia thành các khối và nằm rải rác trên các đĩa. Không có tính chẵn lẻ hoặc dư thừa.

Tức là không thừa và không thừa chút nào. Mảng này có thể được coi là một mảng RAID chỉ có điều kiện; tuy nhiên, nó rất phổ biến. Ít người nghĩ về độ tin cậy, bởi vì bạn không thể đo lường nó bằng điểm chuẩn, nhưng mọi người đều hiểu ngôn ngữ của megabyte mỗi giây. Điều này không xấu cũng không tốt, chỉ là hiện tượng như vậy tồn tại. Dưới đây chúng tôi sẽ nói về cách ăn cá và duy trì độ tin cậy. Khôi phục sau lỗi RAID-0

Nhân tiện, một điểm trừ bổ sung của mảng sọc là tính không di động của nó. Tôi không có ý nói rằng anh ta không chịu đựng một số loại thức ăn hoặc, ví dụ, ký chủ kém. Anh ấy không quan tâm đến điều đó, nhưng việc di chuyển bản thân mảng đi đâu đó là cả một vấn đề. Ngay cả khi bạn mang cả đĩa và trình điều khiển bộ điều khiển cho một người bạn để mặc cả, thực tế không phải là chúng sẽ được xác định là một mảng và dữ liệu sẽ được sử dụng. Hơn nữa, có những trường hợp khi một kết nối đơn giản (không ghi bất cứ thứ gì!) Của các đĩa sọc với bộ điều khiển "không phải bản địa" (khác với kết nối mà trên đó mảng được hình thành) đã dẫn đến hỏng dữ liệu trong mảng. Chúng tôi không biết vấn đề này cấp bách như thế nào hiện nay, với sự ra đời của các bộ điều khiển hiện đại, nhưng chúng tôi vẫn khuyên bạn nên cẩn thận.

Mảng RAID của mức đầu tiên của bốn đĩa. Các đĩa được chia thành các cặp; các ổ bên trong cặp lưu trữ cùng một dữ liệu.

Mảng thực sự "dư thừa" đầu tiên (và RAID đầu tiên xuất hiện) là RAID-1. Tên thứ hai của nó - máy nhân bản (mirror) - giải thích nguyên tắc hoạt động: tất cả các đĩa được phân bổ cho mảng được chia thành các cặp, và thông tin được đọc và ghi vào cả hai đĩa cùng một lúc. Nó chỉ ra rằng mỗi đĩa trong mảng có một bản sao chính xác. Trong một hệ thống như vậy, không chỉ độ tin cậy của việc lưu trữ dữ liệu tăng lên mà còn tăng tốc độ đọc của chúng (bạn có thể đọc từ hai ổ cứng cùng một lúc), mặc dù tốc độ ghi vẫn như tốc độ của một ổ.

Như bạn có thể đoán, khối lượng của một mảng như vậy sẽ bằng một nửa tổng khối lượng của tất cả các ổ cứng có trong nó. Nhược điểm của giải pháp này là bạn cần gấp đôi số ổ cứng. Nhưng mặt khác, độ tin cậy của mảng này thực tế thậm chí không bằng độ tin cậy gấp đôi của một đĩa đơn, nhưng cao hơn nhiều so với giá trị này. Việc hỏng hai ổ cứng trong vòng ... tốt, giả sử, một ngày là khó xảy ra, trừ khi, ví dụ, nguồn cung cấp điện đã can thiệp vào vấn đề này. Đồng thời, bất kỳ người nào lành mạnh, thấy một đĩa trong một cặp không còn thứ tự, sẽ lập tức thay thế nó, thậm chí nếu anh ta ngay lập tức bỏ hai đầu của đĩa thứ hai, thông tin sẽ không đi đến đâu.

Như bạn có thể thấy, cả RAID-0 và RAID-1 đều có nhược điểm của chúng. Làm thế nào để có được loại bỏ chúng? Nếu bạn có ít nhất bốn ổ cứng, bạn có thể tạo cấu hình RAID 0 + 1. Để làm điều này, các mảng RAID-1 được kết hợp thành một mảng RAID-0. Hoặc ngược lại, đôi khi mảng RAID-1 được tạo từ một số mảng RAID-0 (kết quả là RAID-10, ưu điểm duy nhất của nó là thời gian khôi phục dữ liệu ngắn hơn trong trường hợp đĩa đơn bị hỏng).

Độ tin cậy của cấu hình bốn ổ cứng như vậy bằng với độ tin cậy của mảng RAID-1 và tốc độ thực sự giống như của RAID-0 (trong thực tế, nó rất có thể sẽ thấp hơn một chút do sự hạn chế khả năng của bộ điều khiển). Đồng thời, sự cố đồng thời của hai đĩa không phải lúc nào cũng có nghĩa là mất hoàn toàn thông tin: điều này sẽ chỉ xảy ra nếu các đĩa chứa cùng một lỗi dữ liệu, điều này khó xảy ra. Có nghĩa là, nếu bốn đĩa được chia thành các cặp 1-2 và 3-4 và các cặp được kết hợp thành một mảng RAID-0, thì chỉ sự cố đồng thời của các đĩa 1 và 2 hoặc 3 và 4 sẽ dẫn đến mất dữ liệu, trong khi trong trường hợp ổ cứng thứ nhất và thứ ba, thứ hai và thứ tư, thứ nhất và thứ tư hoặc thứ hai và thứ ba bị chết kịp thời, dữ liệu sẽ vẫn còn nguyên vẹn.

Tuy nhiên, nhược điểm chính của RAID-10 là giá thành đĩa cao. Tuy nhiên, giá của bốn (ít nhất!) Ổ cứng không thể được gọi là nhỏ, đặc biệt là nếu dung lượng của chỉ hai trong số chúng thực sự có sẵn đối với chúng tôi (ít người nghĩ về độ tin cậy và chi phí của nó, như chúng tôi đã nói) . Khả năng dự phòng lưu trữ dữ liệu lớn (100%) tự cảm nhận được. Tất cả điều này đã dẫn đến thực tế là gần đây đã trở nên phổ biến một biến thể của mảng có tên RAID-5. Ba đĩa được yêu cầu để thực hiện nó. Ngoài thông tin chính nó, bộ điều khiển cũng lưu trữ các khối chẵn lẻ trên các ổ đĩa mảng.

Chúng ta sẽ không đi vào chi tiết hoạt động của thuật toán kiểm tra chẵn lẻ, chỉ nói rằng trong trường hợp mất thông tin trên một trong các đĩa, nó có thể được khôi phục bằng cách sử dụng dữ liệu chẵn lẻ và dữ liệu trực tiếp từ các đĩa khác. Khối chẵn lẻ có dung lượng bằng một đĩa vật lý và được phân bổ đồng đều trên tất cả các ổ cứng trong hệ thống để việc mất đĩa bất kỳ cho phép bạn khôi phục thông tin từ nó bằng cách sử dụng khối chẵn lẻ nằm trên một đĩa khác trong mảng. Thông tin được chia thành các khối lớn và được ghi vào từng đĩa một, tức là theo nguyên tắc 12-34-56 trong trường hợp mảng ba đĩa.

Theo đó, tổng khối lượng của một mảng như vậy là khối lượng của tất cả các đĩa trừ đi dung lượng của một trong số chúng. Tất nhiên, việc khôi phục dữ liệu không diễn ra ngay lập tức, nhưng một hệ thống như vậy có hiệu suất cao và mức độ an toàn với chi phí thấp nhất (đối với mảng 1000 GB, cần sáu đĩa 200 GB). Tuy nhiên, hiệu suất của một mảng như vậy vẫn sẽ thấp hơn tốc độ của hệ thống sọc: với mỗi thao tác ghi, bộ điều khiển cũng cần cập nhật chỉ số chẵn lẻ.

RAID-0, RAID-1 và RAID 0 + 1, đôi khi thậm chí là RAID-5 - những cấp độ này thường làm cạn kiệt khả năng của bộ điều khiển RAID trên máy tính để bàn. Các cấp độ cao hơn chỉ có sẵn cho các hệ thống phức tạp dựa trên ổ cứng SCSI. Tuy nhiên, những chủ sở hữu may mắn của bộ điều khiển SATA có hỗ trợ Matrix RAID (những bộ điều khiển như vậy được tích hợp vào cầu nam ICH6R và ICH7R từ Intel) có thể tận dụng các mảng RAID-0 và RAID-1 chỉ với hai đĩa và những người có bo mạch ICH7R có thể kết hợp RAID-5 và RAID-0 nếu chúng có bốn ổ giống nhau.

Điều này được thực hiện như thế nào trong thực tế? Hãy xem trường hợp đơn giản hơn của RAID-0 và RAID-1. Giả sử bạn đã mua hai ổ cứng 400 GB. Bạn phân chia từng ổ đĩa thành các ổ đĩa logic 100GB và 300GB. Sau đó, bằng cách sử dụng tiện ích ROM tùy chọn Intel Application Accelerator RAID nhúng BIOS, bạn kết hợp các phân vùng 100GB thành một mảng sọc (RAID-0) và các phân vùng 300GB thành một mảng Mirror (RAID-1). Giờ đây, trên một đĩa nhanh có dung lượng 200 GB, bạn có thể thêm, chẳng hạn như đồ chơi, tài liệu video và các dữ liệu khác yêu cầu tốc độ cao của hệ thống con đĩa và hơn nữa, không quan trọng lắm (tức là những dữ liệu mà bạn sẽ không hối tiếc nhiều về việc mất), và trên một đĩa 300 gigabyte được nhân bản, bạn di chuyển các tài liệu đang làm việc, kho lưu trữ thư, phần mềm dịch vụ và các tệp quan trọng khác. Nếu một đĩa bị lỗi, bạn sẽ mất những gì đã được đặt trên mảng sọc, nhưng dữ liệu bạn đã đặt trên đĩa logic thứ hai được sao chép trên đĩa còn lại.

Việc kết hợp các mức RAID-5 và RAID-0 ngụ ý rằng một phần dung lượng của bốn đĩa được phân bổ cho mảng sọc nhanh và phần khác (giả sử là 300 GB trên mỗi đĩa) dành cho các khối dữ liệu và khối chẵn lẻ, điều đó nghĩa là bạn nhận được một ổ 400GB siêu nhanh (4 x 100GB) và một mảng 900GB đáng tin cậy nhưng kém nhanh hơn là 4 x 300GB trừ đi 300GB cho mỗi chẵn lẻ.

Như bạn có thể thấy, công nghệ này cực kỳ hứa hẹn và sẽ rất tuyệt nếu các nhà sản xuất chipset và bộ điều khiển khác hỗ trợ nó. Rất hấp dẫn để có các mảng ở các mức độ khác nhau trên hai đĩa, nhanh chóng và đáng tin cậy.

Đây có lẽ là tất cả các loại mảng RAID được sử dụng trong các hệ thống gia đình. Tuy nhiên, trong cuộc sống thực, bạn có thể bắt gặp RAID-2, 3, 4, 6 và 7. Vì vậy, chúng ta hãy xem các cấp độ này là gì.

RAID-2... Trong một mảng kiểu này, các đĩa được chia thành hai nhóm - cho dữ liệu và cho các mã sửa lỗi, và nếu dữ liệu được lưu trữ trên n đĩa, thì n-1 đĩa là cần thiết để lưu các mã sửa. Dữ liệu được ghi vào các ổ cứng tương ứng giống như trong RAID-0, chúng được chia thành các khối nhỏ theo số lượng đĩa dự định để lưu trữ thông tin. Các đĩa còn lại lưu mã sửa lỗi, theo đó, trong trường hợp ổ cứng bị hỏng, có thể khôi phục thông tin. Phương pháp Hamming từ lâu đã được sử dụng trong bộ nhớ ECC và cho phép bạn sửa các lỗi một bit nhỏ một cách nhanh chóng nếu chúng đột ngột xảy ra và nếu hai bit bị truyền nhầm, điều này sẽ lại được phát hiện bằng cách sử dụng hệ thống điều khiển chẵn lẻ. Tuy nhiên, vì lý do này, không ai muốn giữ một cấu trúc cồng kềnh với số lượng đĩa gần như gấp đôi, và kiểu mảng này đã không trở nên phổ biến.

Cấu trúc mảng RAID-3 như sau: trong một mảng n đĩa, dữ liệu được chia thành các khối 1 byte và trải rộng trên n-1 đĩa, và một đĩa khác được sử dụng để lưu trữ các khối chẵn lẻ. Trong RAID-2, có n-1 đĩa cho mục đích này, nhưng hầu hết thông tin trên các đĩa này chỉ được sử dụng để sửa lỗi nhanh chóng và để khôi phục đơn giản trong trường hợp đĩa bị lỗi, một lượng nhỏ hơn. là đủ, và một ổ cứng chuyên dụng là đủ.

RAID mức 3 với một đĩa riêng để lưu trữ thông tin chẵn lẻ. Không có bản sao lưu, nhưng dữ liệu có thể được khôi phục.

Theo đó, sự khác biệt giữa RAID-3 và RAID-2 là rõ ràng: không có khả năng sửa lỗi nhanh chóng và ít dự phòng hơn. Ưu điểm như sau: tốc độ đọc ghi dữ liệu cao, để tạo mảng thì cần rất ít đĩa, chỉ cần 3 đĩa. Nhưng một mảng kiểu này chỉ tốt cho công việc đơn tác vụ với các tệp lớn, vì thường xuyên có các vấn đề về tốc độ với các yêu cầu dữ liệu nhỏ.

Mảng mức 5 khác với RAID-3 ở chỗ các khối chẵn lẻ được trải đều trên tất cả các đĩa trong mảng.

RAID-4 tương tự như RAID-3, nhưng khác ở chỗ dữ liệu được chia thành các khối chứ không phải byte. Do đó, nó đã có thể "đánh bại" vấn đề tốc độ truyền dữ liệu thấp với khối lượng nhỏ. Việc ghi chậm do thực tế là tính chẵn lẻ khối được tạo ra trong quá trình ghi và ghi vào một đĩa đơn. Mảng kiểu này hiếm khi được sử dụng.

RAID-6- đây là RAID-5 giống nhau, nhưng bây giờ hai khối chẵn lẻ được lưu trữ trên mỗi đĩa trong mảng. Vì vậy, nếu hai đĩa bị lỗi, thông tin vẫn có thể được phục hồi. Tất nhiên, sự gia tăng độ tin cậy đã dẫn đến việc giảm khối lượng có thể sử dụng của các đĩa và tăng số lượng đĩa tối thiểu: bây giờ, nếu có n đĩa trong mảng, thì tổng khối lượng có sẵn để ghi dữ liệu sẽ bằng nhau. thành thể tích của một đĩa nhân với n-2. Sự cần thiết phải tính toán hai tổng kiểm tra cùng một lúc xác định nhược điểm thứ hai được RAID-6 kế thừa từ RAID-5 - tốc độ ghi dữ liệu thấp.

RAID-7 là nhãn hiệu đã đăng ký của Storage Computer Corporation. Cấu trúc của mảng như sau: dữ liệu được lưu trên n-1 đĩa, một đĩa dùng để lưu các khối chẵn lẻ. Nhưng một số chi tiết quan trọng đã được thêm vào để loại bỏ nhược điểm chính của các mảng kiểu này: bộ đệm dữ liệu và bộ điều khiển nhanh quản lý việc xử lý các yêu cầu. Điều này làm giảm số lần truy cập đĩa để tính toán tổng kiểm tra dữ liệu. Kết quả là, có thể tăng đáng kể tốc độ xử lý dữ liệu (ở một số nơi, năm lần trở lên).

Mảng RAID 0 + 1 hoặc thiết kế của hai mảng RAID-1 được kết hợp thành RAID-0. Đáng tin cậy, nhanh chóng, đắt tiền.

Những nhược điểm mới cũng đã được thêm vào: chi phí rất cao để triển khai một mảng như vậy, sự phức tạp của việc bảo trì nó, nhu cầu về nguồn điện liên tục để ngăn chặn mất dữ liệu trong bộ nhớ đệm khi cúp điện. Bạn khó có thể tìm thấy một mảng kiểu này, và nếu bạn bất chợt nhìn thấy nó ở đâu đó, hãy viết thư cho chúng tôi, chúng tôi cũng sẽ nhìn nó một cách thích thú.

Tạo mảng

Hy vọng rằng bạn đã nắm vững việc lựa chọn kiểu mảng. Nếu bo mạch của bạn có bộ điều khiển RAID, bạn sẽ không cần bất kỳ thứ gì khác ngoài số lượng đĩa và trình điều khiển cần thiết cho chính bộ điều khiển này. Nhân tiện, hãy nhớ rằng: chỉ kết hợp các đĩa có cùng kích thước thành các mảng và tốt hơn là một mô hình. Bộ điều khiển có thể từ chối hoạt động với các đĩa có kích thước khác nhau, và rất có thể, bạn sẽ chỉ sử dụng được một phần của đĩa lớn có dung lượng bằng với đĩa nhỏ hơn. Ngoài ra, ngay cả tốc độ của mảng sọc sẽ được xác định bởi tốc độ của đĩa chậm nhất. Và lời khuyên của tôi dành cho bạn: đừng cố gắng làm cho mảng RAID có thể khởi động được. Điều đó hoàn toàn có thể xảy ra, nhưng trong trường hợp hệ thống bị lỗi, bạn sẽ gặp khó khăn vì việc khôi phục sẽ rất khó khăn. Ngoài ra, sẽ rất nguy hiểm khi đặt một số hệ thống trên một mảng như vậy: hầu như tất cả các chương trình chịu trách nhiệm lựa chọn hệ điều hành sẽ giết thông tin từ các vùng dịch vụ của ổ cứng và do đó, làm hỏng mảng. Tốt hơn là nên chọn một lược đồ khác: một đĩa có thể khởi động được và các đĩa còn lại được kết hợp thành một mảng.

Ma trận RAID đang hoạt động. Một phần của không gian đĩa được sử dụng bởi mảng RAID-0, phần còn lại của không gian được sử dụng bởi mảng RAID-1.

Mỗi mảng RAID bắt đầu với một bộ điều khiển RAID BIOS. Đôi khi (chỉ trong trường hợp bộ điều khiển tích hợp và thậm chí không phải lúc nào cũng vậy) nó được tích hợp vào BIOS chính của bo mạch chủ, đôi khi nó được đặt riêng biệt và được kích hoạt sau khi vượt qua quá trình tự kiểm tra, nhưng trong mọi trường hợp, bạn cần đến đó. Trong BIOS, các tham số mảng bắt buộc được thiết lập, cũng như kích thước của khối dữ liệu, ổ cứng đã sử dụng, v.v. Sau khi bạn xác định tất cả những điều này, chỉ cần lưu cài đặt, thoát BIOS và quay lại hệ điều hành là đủ.

Ở đó, cần phải cài đặt trình điều khiển bộ điều khiển (theo quy định, một đĩa mềm với chúng được gắn vào bo mạch chủ hoặc chính bộ điều khiển, nhưng chúng có thể được ghi vào đĩa với các trình điều khiển và phần mềm dịch vụ khác), khởi động lại, và đó là nó, mảng đã sẵn sàng hoạt động. Bạn có thể chia nó thành các ổ đĩa logic, định dạng và điền vào dữ liệu. Chỉ cần nhớ rằng RAID không phải là thuốc chữa bách bệnh. Nó sẽ giúp bạn không bị mất dữ liệu trong trường hợp ổ cứng bị chết và giảm thiểu hậu quả của kết quả như vậy, nhưng nó sẽ không giúp bạn tránh được tình trạng tăng điện và hỏng nguồn cung cấp điện chất lượng thấp làm chết cả hai đĩa cùng một lúc , bất kể độ "khủng" của chúng.

Thái độ coi thường đối với nguồn điện chất lượng cao và điều kiện nhiệt độ của ổ đĩa có thể làm giảm đáng kể tuổi thọ của ổ cứng, đôi khi tất cả các ổ đĩa trong một mảng đều bị lỗi và tất cả dữ liệu bị mất một cách đáng kể. Đặc biệt, các ổ cứng hiện đại (đặc biệt là IBM và Hitachi) rất nhạy cảm với kênh + 12V và không thích sự thay đổi điện áp dù chỉ là nhỏ nhất trên nó, vì vậy trước khi mua tất cả các thiết bị cần thiết để xây dựng một mảng, bạn nên kiểm tra điện áp tương ứng. và, nếu cần, hãy bật một cái mới BP ​​vào danh sách mua sắm.

Việc cấp nguồn cho ổ cứng, cũng như tất cả các thành phần khác, từ bộ cấp nguồn thứ hai, thoạt nhìn thì dễ thực hiện, nhưng một sơ đồ cấp nguồn như vậy có nhiều cạm bẫy và bạn cần phải suy nghĩ hàng trăm lần trước khi quyết định thực hiện bươc chân. Với việc làm mát, mọi thứ dễ dàng hơn: bạn chỉ cần cung cấp luồng không khí cho tất cả các ổ cứng, ngoài ra không đặt chúng gần nhau. Các quy tắc đơn giản, nhưng, thật không may, không phải tất cả đều tuân theo chúng. Và không có gì lạ khi cả hai đĩa trong một mảng chết cùng một lúc.

Ngoài ra, RAID không thay thế nhu cầu sao lưu dữ liệu thường xuyên. Mirroring là phản chiếu, nhưng nếu bạn vô tình làm lộn xộn hoặc xóa các tệp, đĩa thứ hai sẽ không giúp bạn theo bất kỳ cách nào. Vì vậy, hãy tạo một bản sao lưu bất cứ khi nào bạn có thể. Quy tắc này áp dụng bất kể sự hiện diện của mảng RAID bên trong PC.

Vậy, bạn có RAIDy không? Đúng? Tốt! Chỉ vì theo đuổi khối lượng và tốc độ, đừng quên một câu châm ngôn khác: “Làm kẻ ngu cầu trời, sứt đầu mẻ trán”. Ổ đĩa mạnh và bộ điều khiển đáng tin cậy!

Lợi ích chi phí của RAID ồn ào

RAID là tốt ngay cả khi không tính đến tiền. Nhưng hãy tính giá của mảng sọc 400 GB đơn giản nhất. Hai ổ Seagate Barracuda SATA 7200.8 200 GB, mỗi ổ có giá khoảng 230 USD. Bộ điều khiển RAID được tích hợp trong hầu hết các bo mạch chủ, vì vậy chúng tôi nhận được chúng miễn phí.

Đồng thời, ổ 400 GB của cùng một kiểu máy có giá 280 USD. Sự khác biệt là $ 50, và với số tiền đó, bạn có thể nhận được một PSU mạnh mẽ, chắc chắn bạn sẽ cần. Tôi thậm chí không nói về thực tế là hiệu suất của một "đĩa" tổng hợp ở mức giá thấp hơn sẽ gần như gấp đôi hiệu suất của một ổ cứng.

Bây giờ hãy tính toán, tập trung vào tổng khối lượng 250 GB. Không có ổ 125 GB, vì vậy chúng ta hãy lấy hai ổ cứng 120 GB. Giá mỗi đĩa là 90 USD, giá một ổ cứng 250 GB là 130 USD. Chà, với khối lượng như vậy, hiệu suất đi kèm với một cái giá. Và nếu bạn lấy một mảng 300 GB? Hai đĩa 160 GB - khoảng $ 200, một đĩa 300 GB - $ 170 ... Một lần nữa, không phải vậy. Nó chỉ ra rằng RAID chỉ có lợi khi sử dụng các đĩa rất lớn.

Ổ cứng đóng một vai trò quan trọng trong máy tính. Chúng lưu trữ nhiều thông tin người dùng khác nhau, chúng được sử dụng để khởi chạy hệ điều hành, v.v. Ổ cứng không tồn tại mãi mãi và có độ an toàn nhất định. Và mỗi ổ cứng cũng có những đặc điểm nổi bật riêng.

Rất có thể, một ngày nào đó bạn đã nghe nói rằng cái gọi là mảng đột kích có thể được tạo ra từ ổ cứng thông thường. Điều này là cần thiết để cải thiện hiệu suất của các thiết bị lưu trữ, cũng như đảm bảo độ tin cậy của việc lưu trữ thông tin. Ngoài ra, các mảng như vậy có thể có số riêng của chúng (0, 1, 2, 3, 4, v.v.). Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết về mảng RAID.

RAID là một tập hợp các ổ đĩa cứng hoặc một mảng đĩa. Như chúng ta đã nói, một mảng như vậy đảm bảo độ tin cậy của việc lưu trữ dữ liệu và cũng làm tăng tốc độ đọc hoặc ghi thông tin. Có nhiều cấu hình khác nhau của mảng RAID, được đánh dấu bằng số 1, 2, 3, 4, v.v. và khác nhau về chức năng mà chúng thực hiện. Bằng cách sử dụng các mảng như vậy với cấu hình 0, bạn sẽ cải thiện đáng kể hiệu suất. Một mảng RAID duy nhất đảm bảo sự an toàn hoàn toàn cho dữ liệu của bạn, vì nếu một trong các đĩa bị lỗi, thông tin sẽ nằm trên đĩa cứng thứ hai.

Trên thực tế, Mảng RAID Là số ổ cứng thứ 2 hoặc thứ n được kết nối với bo mạch chủ hỗ trợ khả năng tạo đột kích. Bạn có thể lập trình chọn cấu hình đột kích, nghĩa là chỉ định cách hoạt động của các đĩa tương tự này. Để làm điều này, bạn sẽ cần chỉ định các cài đặt trong BIOS.

Để cài đặt mảng này, chúng ta cần một bo mạch chủ hỗ trợ công nghệ đột kích, 2 ổ cứng giống nhau (về mọi thông số), chúng ta kết nối với bo mạch chủ. Trong BIOS, bạn cần thiết lập thông số Cấu hình SATA: RAID. Khi máy tính khởi động, nhấn tổ hợp phím CTR-I, và đã có chúng tôi thực hiện thiết lập RAID. Và sau đó, như thường lệ, chúng ta tiến hành cài đặt Windows.

Điều đáng chú ý là nếu bạn tạo hoặc xóa một cuộc đột kích, thì tất cả thông tin có trên ổ đĩa sẽ bị xóa. Do đó, trước tiên bạn phải tạo một bản sao của nó.

Chúng ta hãy xem xét các cấu hình RAID mà chúng ta đã nói đến. Có một số trong số chúng: RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID 6, v.v.

RAID-0 (dải), nó cũng là một mảng cấp 0 hoặc "mảng không". Mức này làm tăng tốc độ làm việc với đĩa theo một bậc lớn, nhưng không cung cấp khả năng chịu lỗi bổ sung. Trên thực tế, cấu hình này là một mảng đột kích hoàn toàn chính thức, bởi vì không có sự dư thừa nào với cấu hình này. Việc ghi trong một gói như vậy xảy ra trong các khối, được ghi luân phiên vào các đĩa khác nhau của mảng. Nhược điểm chính ở đây là không đáng tin cậy trong việc lưu trữ dữ liệu: nếu một trong các đĩa trong mảng bị lỗi, tất cả thông tin sẽ bị phá hủy. Lý do tại sao điều này xảy ra? Và điều này xảy ra bởi vì mỗi tệp có thể được ghi thành các khối vào nhiều ổ cứng cùng một lúc, và nếu bất kỳ ổ nào trong số chúng bị lỗi, tính toàn vẹn của tệp sẽ bị vi phạm và do đó, không thể khôi phục nó. Nếu bạn coi trọng hiệu suất và thường xuyên sao lưu, thì mức mảng này có thể được sử dụng trên PC gia đình, điều này sẽ làm tăng hiệu suất một cách rõ rệt.

RAID-1 (phản chiếu)- "chế độ gương". Bạn có thể gọi mức này của mảng RAID là mức dành cho hoang tưởng: chế độ này hầu như không làm tăng hiệu suất hệ thống, nhưng bảo vệ tuyệt đối dữ liệu của bạn khỏi bị hư hại. Ngay cả khi một trong các đĩa bị hỏng, một bản sao chính xác của đĩa bị mất sẽ được lưu trữ trên một đĩa khác. Chế độ này, giống như chế độ đầu tiên, cũng có thể được thực hiện trên PC gia đình cho những người cực kỳ coi trọng dữ liệu trên đĩa của họ.

Khi xây dựng các mảng này, một thuật toán khôi phục thông tin sử dụng mã Hamming được sử dụng (một kỹ sư người Mỹ đã phát triển thuật toán này vào năm 1950 để sửa lỗi trong hoạt động của máy tính cơ điện). Để đảm bảo hoạt động của RAID này, bộ điều khiển tạo ra hai nhóm đĩa - một để lưu trữ dữ liệu, nhóm thứ hai để lưu các mã sửa lỗi.

Loại RAID này không được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống gia đình do số lượng ổ cứng dự phòng quá nhiều - ví dụ, trong một dãy bảy ổ cứng, chỉ có bốn ổ sẽ được cấp phát cho dữ liệu. Với sự gia tăng số lượng đĩa, khả năng dư thừa sẽ giảm đi, điều này được phản ánh trong bảng dưới đây.

Ưu điểm chính của RAID 2 là khả năng sửa lỗi xảy ra “nhanh chóng” mà không làm giảm tốc độ trao đổi dữ liệu giữa mảng đĩa và bộ xử lý trung tâm.

RAID 3 và RAID 4

Hai loại mảng đĩa này có thiết kế rất giống nhau. Cả hai đều sử dụng nhiều ổ cứng để lưu trữ thông tin, một trong số đó chỉ được sử dụng để lưu trữ tổng kiểm tra. Ba ổ cứng là đủ để tạo RAID 3 và RAID 4. Không giống như RAID 2, việc khôi phục dữ liệu "nhanh chóng" là không thể - thông tin được khôi phục sau khi thay thế một đĩa cứng bị lỗi trong một thời gian.

Sự khác biệt giữa RAID 3 và RAID 4 là mức độ phân vùng dữ liệu. Trong RAID 3, thông tin được chia thành các byte riêng lẻ, điều này dẫn đến sự chậm lại nghiêm trọng khi ghi / đọc một số lượng lớn các tệp nhỏ. Trong RAID 4, dữ liệu được phân vùng thành các khối riêng biệt, kích thước của khối này không vượt quá kích thước của một sector trên đĩa. Do đó, tốc độ xử lý của các tệp nhỏ tăng lên, điều này rất quan trọng đối với máy tính cá nhân. Vì lý do này, RAID 4 đã trở nên phổ biến hơn.

Một nhược điểm đáng kể của các mảng đang được xem xét là tải tăng lên trên đĩa cứng dùng để lưu trữ tổng kiểm tra, điều này làm giảm đáng kể tài nguyên của nó.

RAID-5... Cái gọi là mảng có khả năng chịu lỗi của các đĩa độc lập có lưu trữ tổng kiểm tra phân tán. Điều này có nghĩa là trên một mảng n đĩa, n-1 đĩa sẽ được cấp phát để lưu trữ dữ liệu trực tiếp và đĩa thứ hai sẽ lưu trữ tổng kiểm tra của lần lặp n-1 sọc. Để giải thích rõ hơn, hãy tưởng tượng rằng chúng ta cần viết một số tệp. Nó sẽ được chia thành các phần có cùng độ dài và sẽ luân phiên bắt đầu ghi tuần hoàn vào tất cả n-1 đĩa. Tổng tổng các byte của các khối dữ liệu của mỗi lần lặp sẽ được ghi vào đĩa cuối cùng, nơi tổng kiểm tra sẽ được thực hiện bằng thao tác XOR bitwise.

Cần cảnh báo ngay rằng nếu bất kỳ đĩa nào bị lỗi, nó sẽ chuyển sang chế độ khẩn cấp, điều này sẽ làm giảm đáng kể hiệu suất, vì để tập hợp các tập tin lại với nhau, các thao tác không cần thiết sẽ được thực hiện để khôi phục các phần "bị thiếu" của nó. Nếu hai hoặc nhiều đĩa bị lỗi đồng thời, thông tin được lưu trữ trên chúng sẽ không thể khôi phục được. Nói chung, việc triển khai mảng đột kích cấp độ thứ năm cung cấp tốc độ truy cập đủ cao, truy cập song song vào các tệp khác nhau và khả năng chịu lỗi tốt.

Ở một mức độ lớn, vấn đề trên được giải quyết bằng cách xây dựng các mảng theo sơ đồ RAID 6. Trong các cấu trúc này, để lưu trữ các tổng kiểm tra, cũng được phân bổ theo chu kỳ và đồng đều cho các đĩa khác nhau, một dung lượng bộ nhớ bằng thể tích của hai đĩa cứng. được phân bổ. Thay vì một, hai tổng kiểm tra được tính toán, đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu nếu hai ổ cứng trong mảng bị lỗi đồng thời.

Ưu điểm của RAID 6 là mức độ bảo mật thông tin cao và ít suy giảm hiệu suất hơn RAID 5 trong quá trình khôi phục dữ liệu khi thay thế đĩa bị hỏng.

Nhược điểm của RAID 6 là tỷ lệ trao đổi dữ liệu tổng thể giảm khoảng 10% do sự gia tăng số lượng các phép tính tổng kiểm tra cần thiết, cũng như do sự gia tăng lượng thông tin được ghi / đọc.

Các loại RAID kết hợp

Ngoài các kiểu cơ bản được thảo luận ở trên, nhiều kiểu kết hợp khác nhau của chúng được sử dụng rộng rãi, bù đắp cho một số nhược điểm của RAID đơn giản. Đặc biệt, việc sử dụng các sơ đồ RAID 10 và RAID 0 + 1 là phổ biến. Trong trường hợp đầu tiên, một cặp mảng được nhân đôi được kết hợp thành RAID 0, trong trường hợp thứ hai, ngược lại, hai mảng RAID 0 được kết hợp thành một bản sao. Trong cả hai trường hợp, hiệu suất tăng lên của RAID 0 được thêm vào tính bảo mật của thông tin RAID 1.

Thông thường, để tăng mức độ bảo vệ thông tin quan trọng, RAID 51 hoặc RAID 61 được sử dụng - sao chép các mảng đã được bảo vệ cao đảm bảo an toàn dữ liệu đặc biệt trong trường hợp có bất kỳ lỗi nào. Tuy nhiên, việc triển khai các mảng như vậy ở nhà là không thực tế do dư thừa quá nhiều.

Xây dựng một mảng đĩa - từ lý thuyết đến thực hành

Mọi RAID đều được xây dựng và quản lý bởi bộ điều khiển RAID chuyên dụng. Đối với một người dùng máy tính cá nhân thông thường, trong hầu hết các bo mạch chủ hiện đại, các bộ điều khiển này đã được thực hiện ở mức cầu nam của chipset. Vì vậy, để xây dựng một dãy ổ cứng, bạn chỉ cần mua số lượng cần thiết và xác định loại RAID mong muốn trong phần thích hợp của thiết lập BIOS. Sau đó, thay vì một số đĩa cứng trong hệ thống, bạn sẽ chỉ thấy một đĩa, có thể được phân chia thành các phân vùng và đĩa logic theo ý muốn. Xin lưu ý rằng nếu bạn vẫn đang sử dụng Windows XP, bạn sẽ cần phải cài đặt thêm một trình điều khiển.

Và cuối cùng, một mẹo nữa - để tạo RAID, hãy mua các ổ cứng có cùng kích thước, cùng nhà sản xuất, cùng kiểu máy và tốt nhất là từ cùng một lô. Khi đó chúng sẽ được trang bị những bộ logic giống nhau và công việc của các dãy ổ cứng này sẽ diễn ra ổn định nhất.

Leonid Borislavsky /wp-content/uploads/2018/05/logo.svg?1Leonid Borislavsky 2017-01-16 08:57:09 2017-01-16 07:12:59 Mảng RAID là gì và tại sao chúng lại cần

Nếu bạn gặp phải hoặc dự kiến ​​gặp phải một trong các sự cố sau trên máy tính của mình:

• rõ ràng là không có đủ khối lượng vật lý của ổ cứng như một ổ logic duy nhất. Thông thường sự cố này xảy ra khi làm việc với các tệp lớn (video, đồ họa, cơ sở dữ liệu);
• rõ ràng là thiếu hiệu suất của ổ cứng. Thông thường, sự cố này xảy ra khi làm việc với các hệ thống chỉnh sửa video phi tuyến tính hoặc khi một số lượng lớn người dùng truy cập các tệp trên ổ cứng cùng một lúc;
• độ tin cậy của ổ cứng rõ ràng là không đủ. Thông thường, vấn đề này phát sinh khi bạn cần làm việc với dữ liệu không bao giờ có thể bị mất hoặc dữ liệu đó phải luôn có sẵn cho người dùng. Kinh nghiệm đáng buồn cho thấy rằng ngay cả những thiết bị đáng tin cậy nhất đôi khi cũng bị hỏng và theo quy luật, vào thời điểm không thích hợp nhất.

Tạo hệ thống RAID trên máy tính của bạn có thể giải quyết những vấn đề này và một số vấn đề khác.

"RAID" là gì?

Năm 1987 Patterson, Gibson và Katz của Đại học California, Berkeley đã xuất bản A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID). Bài viết này mô tả các loại mảng đĩa khác nhau, được gọi là RAID - Mảng dự phòng của đĩa độc lập (hoặc không đắt tiền). RAID dựa trên ý tưởng sau: bằng cách kết hợp một số ổ đĩa nhỏ và / hoặc rẻ tiền thành một mảng, bạn có thể có được một hệ thống vượt qua các ổ đĩa đắt tiền nhất về dung lượng, tốc độ và độ tin cậy. Trên hết, một hệ thống như vậy từ quan điểm của một máy tính trông giống như một ổ đĩa mềm duy nhất.

Thời gian trung bình giữa các lỗi của một mảng đĩa được gọi là thời gian trung bình giữa các lỗi của một ổ đĩa chia cho số ổ đĩa trong mảng. Do đó, MTBF của mảng quá ngắn đối với nhiều ứng dụng. Tuy nhiên, một mảng đĩa có thể phục hồi đối với một ổ đĩa bị lỗi theo một số cách.

Trong bài viết này, năm loại (cấp độ) của mảng đĩa đã được định nghĩa: RAID-1, RAID-2,…, RAID-5. Mỗi loại cung cấp khả năng chịu lỗi cũng như các ưu điểm khác nhau so với một ổ duy nhất. Cùng với năm loại này, mảng đĩa RAID-0, không có dự phòng, cũng trở nên phổ biến.

Các mức RAID là gì và tôi nên chọn mức nào?

RAID-0. Thường được định nghĩa là KHÔNG PHẢI là nhóm ổ đĩa chẵn lẻ dự phòng. RAID-0 đôi khi được gọi là "Striping" theo cách đặt thông tin giữa các ổ đĩa có trong mảng:

Vì RAID-0 không dự phòng nên việc hỏng một ổ sẽ dẫn đến hỏng toàn bộ mảng. Mặt khác, RAID-0 cung cấp tốc độ trao đổi và hiệu quả không gian đĩa tối đa. Bởi vì RAID-0 không yêu cầu các phép tính toán học hoặc logic phức tạp, chi phí thực hiện là tối thiểu.

Ứng dụng: Các ứng dụng âm thanh và video đòi hỏi tốc độ truyền dữ liệu liên tục cao mà một ổ duy nhất không thể cung cấp. Ví dụ, nghiên cứu được thực hiện bởi Mylex để xác định cấu hình hệ thống đĩa tối ưu cho một trạm chỉnh sửa video phi tuyến tính cho thấy rằng, so với một ổ duy nhất, mảng RAID-0 gồm hai ổ cho tốc độ ghi / đọc tăng 96% so với ba ổ. - tăng 143% (theo bài kiểm tra Miro VIDEO EXPERT Benchmark).

RAID-1. Còn được gọi là "Sao chép" hoặc một cặp ổ chứa cùng một thông tin và tạo nên một ổ logic:

Ổ đĩa 0	Ổ đĩa 1

Ghi được thực hiện trên cả hai ổ đĩa trong mỗi cặp. Tuy nhiên, các ổ đĩa được ghép nối có thể thực hiện các thao tác đọc đồng thời. Như vậy, "nhân bản" có thể tăng gấp đôi tốc độ đọc, nhưng tốc độ ghi vẫn không thay đổi. RAID-1 là 100% dự phòng và một lỗi ổ đĩa không dẫn đến hỏng toàn bộ mảng - bộ điều khiển chỉ cần chuyển các thao tác đọc / ghi sang ổ đĩa còn lại.

RAID-1 cung cấp hiệu suất nhanh nhất trong tất cả các loại mảng dự phòng, đặc biệt là trong môi trường nhiều người dùng, nhưng lại có khả năng sử dụng không gian đĩa kém nhất. Bởi vì RAID-1 không yêu cầu các phép tính toán học hoặc logic phức tạp, chi phí thực hiện là tối thiểu.

Số ổ đĩa tối thiểu trong một mảng là 2.

Đến lượt mình, nhiều mảng RAID-1 có thể được kết hợp thành RAID-0 để tăng tốc độ ghi và đảm bảo độ tin cậy của việc lưu trữ dữ liệu. Cấu hình này được gọi là RAID "hai cấp" hoặc RAID-10 (RAID 0 + 1)

Số ổ đĩa tối thiểu trong mảng là 4.

Phạm vi: mảng giá rẻ, trong đó cái chính là độ tin cậy về lưu trữ dữ liệu.

RAID-2. Phân phối dữ liệu trên các sọc có kích thước khu vực trên một nhóm ổ đĩa. Một số ổ đĩa dành riêng cho lưu trữ ECC (Mã sửa lỗi). Vì hầu hết các ổ đĩa lưu trữ mã ECC cho từng khu vực theo mặc định, RAID-2 không mang lại nhiều lợi thế hơn RAID-3 và do đó thực tế không được sử dụng.

RAID-3. Như trong trường hợp RAID-2, dữ liệu bị sọc ngang dọc của một khu vực và một trong các ổ đĩa trong mảng được dành riêng để lưu trữ thông tin chẵn lẻ:

RAID-3 dựa vào các mã ECC được lưu trữ trong mỗi lĩnh vực để phát hiện lỗi. Trong trường hợp một trong các ổ đĩa bị lỗi, có thể khôi phục thông tin được lưu trữ trên đó bằng cách tính OR (XOR) độc quyền dựa trên thông tin trên các ổ đĩa còn lại. Mỗi lần ghi thường được phân phối trên tất cả các ổ đĩa, và do đó loại mảng này rất tốt cho công việc trong các ứng dụng có lưu lượng lớn với hệ thống con đĩa. Vì mỗi hoạt động I / O đề cập đến tất cả các ổ đĩa trong mảng, RAID-3 không thể thực hiện nhiều hoạt động cùng một lúc. Do đó, RAID-3 phù hợp với môi trường một người dùng, một tác vụ đơn lẻ với thời gian ghi dài. Để làm việc với các bản ghi ngắn, cần phải đồng bộ hóa vòng quay của các ổ đĩa, vì nếu không thì việc giảm tỷ giá hối đoái là không thể tránh khỏi. Nó hiếm khi được sử dụng, bởi vì thua RAID-5 về mức sử dụng dung lượng ổ đĩa. Việc thực hiện rất tốn kém.

RAID-4. RAID-4 giống hệt RAID-3, ngoại trừ kích thước sọc lớn hơn nhiều so với một sector. Trong trường hợp này, việc đọc được thực hiện từ một ổ đĩa (không tính ổ đĩa lưu thông tin chẵn lẻ), do đó có thể thực hiện nhiều thao tác đọc cùng một lúc. Tuy nhiên, vì mỗi lần ghi phải cập nhật nội dung của ổ đĩa chẵn lẻ nên không thể thực hiện nhiều lần ghi cùng một lúc. Loại mảng này không có ưu điểm đáng chú ý nào so với mảng RAID-5.

RAID-5. Loại mảng này đôi khi được gọi là "mảng chẵn lẻ được xoay". Loại mảng này khắc phục thành công nhược điểm cố hữu của RAID-4 - không có khả năng thực hiện đồng thời nhiều lần ghi. Mảng này, giống như RAID-4, sử dụng các sọc lớn, nhưng, không giống như RAID-4, thông tin chẵn lẻ được lưu trữ không phải trên một ổ đĩa mà trên tất cả các ổ đĩa:

Các thao tác ghi tham chiếu đến một ổ dữ liệu và một ổ đĩa khác với thông tin chẵn lẻ. Vì thông tin chẵn lẻ cho các sọc khác nhau được lưu trữ trên các ổ đĩa khác nhau, nên việc thực hiện nhiều ghi đồng thời là không thể chỉ trong những trường hợp hiếm hoi khi các sọc dữ liệu hoặc sọc chẵn lẻ nằm trên cùng một ổ đĩa. Càng nhiều ổ đĩa trong mảng, vị trí thông tin và các sọc chẵn lẻ càng trùng khớp với nhau ít thường xuyên hơn.

Khu vực ứng dụng: mảng đáng tin cậy có khối lượng lớn. Việc thực hiện rất tốn kém.

Số ổ đĩa tối thiểu trong mảng là 3.

RAID-1 hay RAID-5?

So với RAID-1, RAID-5 sử dụng không gian đĩa tiết kiệm hơn, vì nó không phải lưu trữ "bản sao" của thông tin, mà là tổng kiểm tra dự phòng. Do đó, bất kỳ số lượng ổ đĩa nào cũng có thể được kết hợp trong RAID-5, trong đó chỉ một ổ chứa thông tin dư thừa.

Nhưng hiệu quả sử dụng không gian đĩa cao hơn đạt được với chi phí tốc độ trao đổi thông tin thấp hơn. Khi ghi thông tin vào RAID-5, bạn phải cập nhật thông tin chẵn lẻ mỗi lần. Để làm điều này, bạn cần xác định xem bit chẵn lẻ nào đã thay đổi. Đầu tiên, thông tin cũ được cập nhật sẽ được đọc. Thông tin này sau đó được XOR với thông tin mới. Kết quả của thao tác này là một mặt nạ bit, trong đó mỗi bit = 1 có nghĩa là giá trị trong thông tin chẵn lẻ ở vị trí tương ứng phải được thay thế. Thông tin chẵn lẻ được cập nhật sau đó được ghi vào vị trí thích hợp. Do đó, đối với mọi yêu cầu chương trình ghi thông tin, RAID-5 thực hiện hai lần đọc, hai lần ghi và hai lần XOR.

Bạn phải trả giá vì không gian đĩa được sử dụng hiệu quả hơn (thay vì một bản sao dữ liệu, một khối chẵn lẻ được lưu trữ): mất thêm thời gian để tạo và ghi thông tin chẵn lẻ. Điều này có nghĩa là tốc độ ghi của RAID-5 thấp hơn RAID-1 với tỷ lệ 3: 5 hoặc thậm chí 1: 3 (tức là tốc độ ghi của RAID-5 là 3/5 đến 1/3 tốc độ ghi tốc độ ghi RAID-1). Do đó, không có ý nghĩa gì khi tạo RAID-5 trong phần mềm. Chúng cũng không được khuyến nghị cho các ứng dụng có tốc độ ghi là rất quan trọng.

Bạn nên chọn phương pháp triển khai RAID - phần mềm hay phần cứng?

Sau khi đọc mô tả về các mức RAID khác nhau, bạn sẽ nhận thấy rằng không có bất kỳ yêu cầu phần cứng cụ thể nào được đề cập, yêu cầu bắt buộc để triển khai RAID. Từ đó chúng ta có thể kết luận rằng tất cả những gì cần thiết để thực hiện RAID là kết nối số lượng ổ đĩa cần thiết với bộ điều khiển có sẵn trong máy tính và cài đặt phần mềm đặc biệt trên máy tính. Điều này đúng, nhưng không hoàn toàn!

Thật vậy, có khả năng phần mềm triển khai RAID. Một ví dụ là Hệ điều hành Máy chủ Microsoft Windows NT 4.0, trong đó có thể triển khai phần mềm RAID-0, -1 và thậm chí RAID-5. Tuy nhiên, giải pháp này nên được coi là cực kỳ đơn giản, không cho phép phát huy hết khả năng của một mảng RAID. Cần lưu ý rằng với việc triển khai RAID bằng phần mềm, toàn bộ gánh nặng của việc đặt thông tin lên ổ đĩa, tính toán mã điều khiển, v.v. nằm trên bộ xử lý trung tâm, điều này đương nhiên không làm tăng hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống. Vì những lý do tương tự, trên thực tế không có chức năng dịch vụ nào ở đây và tất cả các hoạt động thay thế ổ đĩa bị lỗi, thêm ổ đĩa mới, thay đổi cấp độ RAID, v.v. được thực hiện khi mất hoàn toàn dữ liệu và bị cấm hoàn toàn bất kỳ thao tác nào khác . Ưu điểm duy nhất của việc triển khai RAID phần mềm là chi phí tối thiểu.

Nhiều khả năng hơn được cung cấp bằng cách triển khai RAID phần cứng bằng cách sử dụng bộ điều khiển RAID đặc biệt:

• một bộ điều khiển chuyên dụng giải phóng đáng kể CPU khỏi các hoạt động RAID và hiệu quả của bộ điều khiển càng đáng chú ý, mức độ phức tạp của RAID càng cao;
• bộ điều khiển, theo quy luật, được trang bị trình điều khiển cho phép bạn tạo RAID cho hầu hết mọi hệ điều hành phổ biến;
• BIOS tích hợp của bộ điều khiển và các chương trình quản lý được cung cấp cho phép người quản trị hệ thống dễ dàng kết nối, ngắt kết nối hoặc thay thế các ổ đĩa có trong RAID, tạo nhiều mảng RAID, thậm chí ở các cấp độ khác nhau, theo dõi trạng thái của mảng đĩa, v.v. Đối với bộ điều khiển "nâng cao", các thao tác này có thể được thực hiện "nhanh chóng"; mà không cần tắt thiết bị hệ thống. Nhiều hoạt động có thể được thực hiện trong "nền", i. E. mà không làm gián đoạn công việc hiện tại và thậm chí từ xa, tức là từ bất kỳ (tất nhiên, nếu bạn có quyền truy cập) nơi làm việc;
• bộ điều khiển có thể được trang bị một bộ nhớ đệm ("cache"), trong đó một số khối dữ liệu cuối cùng được lưu trữ, với việc truy cập thường xuyên vào các tệp giống nhau, có thể làm tăng đáng kể tốc độ của hệ thống đĩa.

Nhược điểm của việc triển khai RAID phần cứng là chi phí tương đối cao của bộ điều khiển RAID. Tuy nhiên, một mặt, bạn phải trả tiền cho mọi thứ (độ tin cậy, hiệu suất, dịch vụ). Mặt khác, gần đây, với sự phát triển của công nghệ vi xử lý, giá thành của bộ điều khiển RAID (đặc biệt là các mẫu cơ sở) bắt đầu giảm mạnh và tương đương với giá của bộ điều khiển đĩa thông thường, cho phép cài đặt hệ thống RAID không chỉ trong các máy tính lớn đắt tiền, mà còn trong các máy chủ cấp đầu vào. và ngay cả trong các máy trạm.