Что такое RAID-массив, и зачем он нужен?

В кругах программистов и компьютерщиков хорошо известно такое понятие, как «рейд». Пришло это слово в русский язык из английского и представляет собой аббревиатуру redundant Array of Independent Disks. Переводится текст так: массив независимых дисков с дублированием.

Что такое рейд?

Рейд – это технология объединения двух накопителей данных в единый одновременно используемый массив. Это значит, что с ее помощью осуществляется увеличение пространства для хранения данных, обеспечивается возможность одновременного использования нескольких дисков, повышается уровень их защиты и сохранности. Это весьма важно в современных условиях, когда на серверах хранится огромное количество данных, они постоянно обновляются, ведь ими пользуется большое количество людей, если это популярный сайт или востребованный у пользователей интернет-ресурс. Все это также очень важно для предоставления услуг качественного хостинга. Ведь если клиент потеряет информацию в силу тех или иных причин, то отвечать за это будет владелец сервера.

Важно отметить! Технология предусматривает возможность объединения не только однотипных хранилищ информации, но и разных видов. Так, в один массив могут входить как HDD-, так SSD-носители данных. Системы могут насчитывать от 2 до 5 и больше дисков.

К числу преимуществ и выгод, которые обеспечивает пользователю эта технология, относится:

• расширение объемов данных, которые можно разместить в одном хранилище;
• повышение быстродействия системы, что позволяет обеспечить обработку большего числа запросов пользователей, например, их обращений к сайту;
• существенное повышение уровня безопасности, защиты данных. Их одновременное копирование и перезапись изменений на 2 носителя делает возможным при повреждении одного диска получить информацию со второго;
• уменьшение стоимости при повышении вместительности хранилища информации. Пара дешевых накопителей даже с учетом стоимости встроенного чипа будет стоить дешевле, чем производство одного такого же объема.

В целом технология обеспечивает повышение производительности системы, надежность и стабильность ее функционирования.

Виды рейдов

Понятно, что объединение хранилищ информации производится с использованием какого-то промежуточного элемента, обеспечивающего управление и контроль над работой дисков. Такой элемент может быть выполнен в физической (аппаратной) и программной форме.

Аппаратный вариант представляет собой чип со встроенным алгоритмом или программой, его еще называют рейд-контроллером. Название само за себя говорит. Он устанавливается между массивом HDD и/или SSD и системой.

Программный вариант представляет собой ПО, которое интегрировано непосредственно в сам процессор, то есть использует его как физический носитель, а также его функциональные возможности, необходимые для обеспечения работы RAID. Это такая своеобразная виртуальная панель управления, которая:

• обеспечивает формирование массива данных из нескольких их носителей;
• контролирует его работу;
• обеспечивает взаимодействие с прочими элементами или узлами устройства.

При этом чип, или физический рейд может использоваться с разными ОС, а вот программный должен соответствовать хосту операционной системы.

Что такое рейд 0, рейд 1, рейд 5, рейд 10, рейд 50

Рейд – это общее название разных технологий создания массивов данных.  Объединение накопителей может быть выполнено разными способами. Каждый из них имеет свое обозначение, указывающее на те улучшения, которые произойдут при применении того или иного способа соединения дисковых пространств.

RAID 0

В основе этого способа создания RAID-массива лежит принцип чередования. Это делает возможным выполнять запись информации на каждый из дисков. Их количество не ограничено. Это значит, что объединить можно 2, 5, 10  и большее число накопителей информации. В этом варианте конфигурации RAID все диски объединяются в единый большой массив, обеспечивая при этом максимальную скорость работы дисковой системы.

RAID 1

Этот способ основан на одновременном копировании, записи данных только на 2 дисковых пространствах. Храниться на них одна и та же информация. В этом случае скорость считывания данных будет немного ниже, если бы работал один диск.

RAID 5

Данный рейд беспечивает повышенную надежность работы хранилищ. Для записи будет доступно 2/3 всего объема.
Эта технология позволяет объединить как минимум 3 диска, но наибольшей производительности и надежности можно достигнуть, если их будет 5. Скорость средняя.

RAID 10

Эта архитектура основана на объединении двух технологий: 1 и 0. Это и зашифровано в ее обозначении, которое нужно рассматривать именно таким образом, а не как цифру 10. Она не является чем-то новым, а представляет собой более сложное построение. Это 2-уровневая система. Она позволяет использовать достоинства и преимущества более простых систем «1» и «0». Доступная половина от общего объема дискового пространства. Скорость на этом рейде будет выше среднего.

RAID 50

Так же, как и предыдущий, этот вариант представляет собой 2-уровневую систему. Но, в отличие от него, она объединяет в себе такие более простые технологии создания массива, как «5» и «0» и обладает всеми их преимуществами. А это, в частности, существенное увеличение производительности, повышение ее надежности в работе и уровня защиты, сохранности информации. Количество памяти к использованию 2/3. Синхронизация занимает много времени.

Преимущества и недостатки разных рейдов

• 0 – увеличивает объем и скорость, но при выходе из строя одного из дисков вся информация будет потеряна.
• 1 – обеспечивает обычный уровень сохранности, зеркалирования 2 дисков между собой. 

• 5 – обеспечивает повышенную надежность работы хранилищ, можно использовать от трех дисков. Для записи будет доступно 2/3 всего объема.
• 10 – позволяет расширить объем и повысить сохранность, при этом быстродействие остается на высоком уровне. Для записи будет доступно половина от объема всех дисков.
• 50 – отличное быстродействие и надежность. Для хранения информации будет доступно 2/3 от всего объема.