Raid 1 (Mirrored disk)

RAID уровня 1 — это массив дисков со 100% избыточностью, то есть данные при этом просто полностью дублируются (зеркалируются), за счет чего достигается очень высокий уровень надежности (как, впрочем, и стоимости решения). Отметим, что для реализации уровня 1 не требуется предварительно разбивать диски и данные на блоки. В простейшем случае два диска содержат одинаковую информацию и являются одним логическим диском. При выходе из строя одного диска его функции выполняет другой (что абсолютно незаметно для пользователя). Кроме того, этот уровень удваивает скорость считывания информации, поскольку данная операция может выполняться одновременно с двух дисков. Такая схема хранения информации используется в основном в тех случаях, когда цена безопасности данных намного выше стоимости реализации системы хранения.

Raid 10

Уровень RAID 10 представляет собой некое сочетание уровней 0 и 1. Минимально для этого уровня требуется четыре диска. В массиве RAID 10 из четырех дисков они попарно объ-

единяются в массивы уровня 0, а оба этих массива как логические диски объединяются в массив уровня 1. Возможен и другой подход: первоначально диски объединяются в зеркальные массивы уровня 1, а затем логические диски на основе этих массивов объединяются в массив уровня 0.

RAID 5

RAID уровня 5 — это отказоустойчивый массив независимых дисков с распределенным хранением контрольных сумм. При записи поток данных разбивается на блоки (страйпы) на уровне байтов (хотя возможно разбиение и на уровне битов) и записывается одновременно на все диски массива. Для вычисления контрольной суммы используется поразрядная операция «исключающего ИЛИ» (XOR), применяемая к записываемым блокам данных. Так, если имеется n жестких дисков, а d — блок данных (страйп), то контрольная сумма рассчитывается по следующей формуле:

В случае выхода из строя любого диска данные на нем можно восстановить по контрольным данным и по данным, оставшимся на исправных дисках.

Блоки данных и контрольные суммы циклически записываются на все диски массива, то есть здесь отсутствует выделенный диск для хранения информации о контрольных суммах.

Рассмотрим в качестве иллюстрации блоки размером по четыре бита. Пусть имеются всего пять дисков для хранения данных и записи контрольных сумм. Если есть последовательность битов 1101 0011 1100 1011, разбитая на блоки по четыре бита, то для расчета контрольной суммы необходимо выполнить следующую поразрядную операцию:

Таким образом, контрольная сумма, записываемая на первый диск (Диск 0), равна 1001.

 

Если один из дисков, например третий, вышел из строя, то блок 1100 окажется недоступным при считывании. Однако его значение легко восстановить по контрольной сумме и по значениям остальных блоков с помощью все той же операции «исключающего ИЛИ»:

В нашем примере получим:

В случае RAID 5 все диски массива имеют одинаковый размер, однако общая емкость дисковой подсистемы, доступной для записи, становится меньше ровно на один диск. Например, если пять дисков имеют размер

100 Гбайт, то фактический размер массива составляет 400 Гбайт, поскольку 100 Гбайт отводится на контрольную информацию.

 

Создание RAID-матриц уровней 0 и 1 на двух дисках