4.2.3. डिस्क सरणियों का संगठन (छापे)

डिस्क मेमोरी प्रदर्शन को बेहतर बनाने का एक अन्य तरीका डिस्क सरणियों का निर्माण करना है, हालांकि इसका उद्देश्य न केवल उच्च प्रदर्शन प्राप्त करना है, बल्कि डिस्क स्टोरेज डिवाइस की अधिक विश्वसनीयता भी है।

RAID प्रौद्योगिकी ( स्वतंत्र डिस्क की अनावश्यक सारणी- स्वतंत्र डिस्क की अनावश्यक सरणी) की कल्पना एक डिस्क की तुलना में प्रदर्शन, क्षमता और विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए कई सस्ती हार्ड ड्राइव को एक डिस्क सरणी में संयोजित करने के रूप में की गई थी। इस स्थिति में, कंप्यूटर को ऐसी सरणी को एक लॉजिकल डिस्क के रूप में देखना होगा।

यदि आप बस एकाधिक ड्राइव को एक (गैर-अनावश्यक) सरणी में जोड़ते हैं, तो विफलताओं (एमटीबीएफ) के बीच का औसत समय ड्राइव की संख्या से विभाजित एक ड्राइव के एमटीटीएफ के बराबर होता है। यह आंकड़ा उन अनुप्रयोगों के लिए बहुत कम है जो हार्डवेयर विफलताओं के लिए महत्वपूर्ण हैं। जानकारी संग्रहीत करते समय विभिन्न तरीकों से लागू अतिरेक का उपयोग करके इसे बेहतर बनाया जा सकता है।

RAID सिस्टम में, विश्वसनीयता और प्रदर्शन बढ़ाने के लिए, तीन मुख्य तंत्रों के संयोजन का उपयोग किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक व्यक्तिगत रूप से अच्छी तरह से जाना जाता है: - "मिरर" डिस्क का संगठन, अर्थात। संग्रहीत जानकारी का पूर्ण दोहराव; - चेक कोड (समता, हैमिंग कोड) की गिनती, आपको विफलता की स्थिति में जानकारी पुनर्स्थापित करने की अनुमति देती है; - सरणी के विभिन्न डिस्क में सूचना का वितरण उसी तरह से किया जाता है जैसे मेमोरी ब्लॉक में वैकल्पिक पहुंच के दौरान किया जाता है (इंटरलीव देखें), जिससे संग्रहीत जानकारी पर संचालन के दौरान डिस्क के समानांतर संचालन की संभावना बढ़ जाती है। RAID का वर्णन करते समय, इस तकनीक को "स्ट्रिप्ड डिस्क" कहा जाता है, जिसका शाब्दिक अर्थ है "स्ट्रिप्स में विभाजित डिस्क," या बस "स्ट्रिप्ड डिस्क"।

चावल। 43. डिस्क को वैकल्पिक ब्लॉकों में विभाजित करना - "स्ट्रिप्स"।

प्रारंभ में, पांच प्रकार की डिस्क सरणियों को परिभाषित किया गया था, जिन्हें RAID 1 - RAID 5 नामित किया गया था, जो उनकी विशेषताओं और प्रदर्शन में भिन्न थीं। इनमें से प्रत्येक प्रकार, दर्ज की गई जानकारी की एक निश्चित अतिरेक के कारण, एकल ड्राइव की तुलना में बढ़ी हुई दोष सहनशीलता प्रदान करता है। इसके अलावा, डिस्क की एक सरणी जिसमें अतिरेक नहीं है, लेकिन बढ़े हुए प्रदर्शन (एक्सेस के स्तरीकरण के कारण) की अनुमति देता है, अक्सर RAID 0 कहा जाता है।

RAID सरणियों के मुख्य प्रकारों को संक्षेप में निम्नानुसार वर्णित किया जा सकता है।

छापा 0. आमतौर पर इस प्रकार की सरणी को धारीदार डिस्क के समूह के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसमें कोई समता नहीं होती है और कोई डेटा अतिरेक नहीं होता है। जब लंबे रिकॉर्ड को क्रमिक रूप से एक्सेस किया जाता है तो धारियों का आकार बहु-उपयोगकर्ता वातावरण में बड़ा या एकल-उपयोगकर्ता सिस्टम में छोटा हो सकता है।

RAID 0 संगठन बिल्कुल चित्र में दिखाए गए संगठन से मेल खाता है। 43. प्रत्येक ड्राइव पर लिखने और पढ़ने का कार्य एक साथ किया जा सकता है। RAID 0 के लिए ड्राइव की न्यूनतम संख्या दो है।

इस प्रकार को उच्च प्रदर्शन और डिस्क स्थान के सबसे कुशल उपयोग की विशेषता है, हालांकि, डिस्क में से एक की विफलता पूरे सरणी के साथ काम करना असंभव बना देती है।

छापा 1. इस प्रकार की डिस्क सरणी (चित्र 44, ए) को मिरर ड्राइव के रूप में भी जाना जाता है और ये केवल ड्राइव के जोड़े हैं जो उनके द्वारा संग्रहीत डेटा की नकल करते हैं, लेकिन कंप्यूटर पर एकल ड्राइव के रूप में दिखाई देते हैं। और यद्यपि मिरर किए गए डिस्क की एक जोड़ी के भीतर स्ट्रिपिंग नहीं की जाती है, ब्लॉक स्ट्रिपिंग को कई RAID 1 सरणियों के लिए व्यवस्थित किया जा सकता है, साथ में डिस्क के कई मिरर जोड़े की एक बड़ी सरणी बनाई जा सकती है। इस प्रकार के संगठन को RAID 1 + 0 कहा जाता है। इसका एक विपरीत विकल्प भी है।

सभी लेखन कार्य दर्पण जोड़ी के दोनों डिस्क पर एक साथ किए जाते हैं ताकि उनमें जानकारी समान हो। लेकिन पढ़ते समय, जोड़ी की प्रत्येक ड्राइव स्वतंत्र रूप से काम कर सकती है, जिससे दो रीडिंग एक साथ की जा सकती हैं, जिससे पढ़ने का प्रदर्शन दोगुना हो जाता है। इस अर्थ में, RAID 1 सभी डिस्क सरणी विकल्पों में सर्वोत्तम प्रदर्शन प्रदान करता है।

छापेमारी 2. इन डिस्क सरणियों में, ब्लॉक - डेटा सेक्टर - को डिस्क के एक समूह में इंटरलीव किया जाता है, जिनमें से कुछ का उपयोग केवल नियंत्रण जानकारी - ईसीसी (त्रुटि सुधार कोड) कोड संग्रहीत करने के लिए किया जाता है। लेकिन चूंकि सभी आधुनिक ड्राइव में ईसीसी कोड का उपयोग करके अंतर्निहित नियंत्रण होता है, RAID 2 अन्य प्रकार के RAID की तुलना में बहुत कुछ प्रदान नहीं करता है, और अब इसका उपयोग शायद ही कभी किया जाता है।

छापा 3. इस प्रकार की डिस्क सारणी में RAID 2 की तरह (चित्र 44, बी) सेक्टर ब्लॉक डिस्क के समूह में इंटरलीव किए गए हैं, लेकिन समूह में डिस्क में से एक समता जानकारी संग्रहीत करने के लिए समर्पित है। यदि कोई डिस्क ड्राइव विफल हो जाती है, तो शेष डिस्क पर रिकॉर्ड किए गए डेटा से एक्सक्लूसिव-या (XOR) फ़ंक्शन के मानों की गणना करके डेटा रिकवरी की जाती है। रिकॉर्ड आमतौर पर सभी डिस्क पर कब्जा कर लेते हैं (क्योंकि स्ट्रिप्स छोटी होती हैं), जिससे समग्र डेटा स्थानांतरण गति बढ़ जाती है। क्योंकि प्रत्येक I/O ऑपरेशन के लिए प्रत्येक डिस्क तक पहुंच की आवश्यकता होती है, एक RAID 3 सरणी एक समय में केवल एक अनुरोध को पूरा कर सकती है। इसलिए, यह प्रकार लंबे रिकॉर्ड वाले एकल-कार्य वातावरण में एकल उपयोगकर्ता के लिए सर्वोत्तम प्रदर्शन प्रदान करता है। छोटे रिकॉर्ड के साथ काम करते समय, प्रदर्शन में गिरावट से बचने के लिए ड्राइव स्पिंडल के सिंक्रनाइज़ेशन की आवश्यकता होती है। अपनी विशेषताओं के संदर्भ में, RAID 3, RAID 5 के करीब है (नीचे देखें)।

छापा 4. यह संगठन, चित्र में दिखाया गया है। 35, वी), RAID 3 के समान है, एकमात्र अंतर यह है कि यह बड़े ब्लॉक (धारियों) का उपयोग करता है ताकि रिकॉर्ड को सरणी में किसी भी डिस्क से पढ़ा जा सके (उस डिस्क को छोड़कर जो समता कोड संग्रहीत करता है)। यह आपको विभिन्न डिस्क पर रीड ऑपरेशन को संयोजित करने की अनुमति देता है। राइट ऑपरेशंस हमेशा पैरिटी डिस्क को अपडेट करते हैं, इसलिए उन्हें संयोजित नहीं किया जा सकता है। कुल मिलाकर, यह आर्किटेक्चर अन्य RAID विकल्पों की तुलना में कोई विशेष लाभ प्रदान नहीं करता है।

RAID 5. इस प्रकार की डिस्क सरणी RAID 4 के समान है, लेकिन यह समता कोड को विशेष रूप से समर्पित डिस्क पर नहीं, बल्कि सभी डिस्क पर वैकल्पिक रूप से स्थित ब्लॉक में संग्रहीत करती है। इस संगठन को कभी-कभी "घूर्णन समता" के साथ एक सरणी भी कहा जाता है (कोई पीसीआई बस स्लॉट के लिए इंटरप्ट लाइनों के असाइनमेंट के साथ या x86 लाइन प्रोसेसर में इंटरप्ट कंट्रोलर की चक्रीय प्राथमिकता के साथ एक निश्चित सादृश्य को नोट कर सकता है)। यह वितरण केवल एक डिस्क पर समता कोड संग्रहीत करने के कारण एक साथ लिखने की सीमा से बचाता है, जो कि RAID 4 की विशेषता है। चित्र में। 44, जी) चार डिस्क ड्राइव से युक्त एक सरणी दिखाता है, और प्रत्येक तीन डेटा ब्लॉक के लिए एक समता ब्लॉक होता है (ये ब्लॉक छायांकित होते हैं), जिसका स्थान डेटा ब्लॉक के प्रत्येक ट्रिपल के लिए बदलता है, सभी चार डिस्क ड्राइव में चक्रीय रूप से चलता है।

रीड ऑपरेशन सभी डिस्क के लिए समानांतर में किया जा सकता है। ऐसे ऑपरेशन लिखें जिनके लिए दो ड्राइव की आवश्यकता होती है (डेटा के लिए और समता के लिए) आमतौर पर संयुक्त भी किया जा सकता है, क्योंकि समता कोड सभी ड्राइव पर वितरित होते हैं।

डिस्क सरणियों को व्यवस्थित करने के लिए विभिन्न विकल्पों की तुलना निम्नलिखित दर्शाती है।

RAID 0 सबसे तेज़ और सबसे कुशल विकल्प है, लेकिन दोष सहनशीलता प्रदान नहीं करता है। इसके लिए कम से कम 2 डिस्क ड्राइव की आवश्यकता होती है। लिखने और पढ़ने का कार्य प्रत्येक ड्राइव पर एक साथ किया जा सकता है।

RAID 1 आर्किटेक्चर उच्च-प्रदर्शन, उच्च-विश्वसनीयता अनुप्रयोगों के लिए सबसे उपयुक्त है, लेकिन यह सबसे महंगा भी है। यह एकमात्र विकल्प भी है जो केवल दो ड्राइव का उपयोग किए जाने पर दोष-सहिष्णु है। प्रत्येक ड्राइव के लिए रीड ऑपरेशन एक साथ किया जा सकता है; ड्राइव की मिरर जोड़ी के लिए राइट ऑपरेशन हमेशा डुप्लिकेट किए जाते हैं।

RAID 2 आर्किटेक्चर का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है।

एक RAID 3 डिस्क सरणी का उपयोग डेटा ट्रांसफर को तेज करने और क्रमिक रूप से लंबे रिकॉर्ड तक पहुंचने पर एकल-उपयोगकर्ता वातावरण में गलती सहनशीलता में सुधार करने के लिए किया जा सकता है। लेकिन यह संचालन के संयोजन की अनुमति नहीं देता है और ड्राइव स्पिंडल के सिंक्रनाइज़ रोटेशन की आवश्यकता होती है। इसके लिए कम से कम तीन ड्राइव की आवश्यकता होती है: 2 डेटा के लिए और एक पैरिटी कोड के लिए।

RAID 4 आर्किटेक्चर एक साथ संचालन का समर्थन नहीं करता है और RAID 5 की तुलना में इसका कोई लाभ नहीं है।

RAID 5 कुशल, लचीला और अच्छा प्रदर्शन करता है। लेकिन लेखन प्रदर्शन और ड्राइव विफलता प्रदर्शन RAID 1 से भी बदतर है। विशेष रूप से, चूंकि समता कोड का एक ब्लॉक लिखे जा रहे पूरे ब्लॉक पर लागू होता है, यदि इसका केवल एक हिस्सा लिखा गया है, तो पहले पहले लिखे गए डेटा को पढ़ना आवश्यक है, फिर नए समता कोड मानों की गणना करें और उसके बाद ही नया डेटा (और समता) लिखें। समता कोड उत्पन्न करने की आवश्यकता के कारण पुनर्व्यवस्थित संचालन में भी अधिक समय लगता है। इस प्रकार की RAID के लिए कम से कम तीन डिस्क ड्राइव की आवश्यकता होती है।

इसके अलावा, सबसे आम RAID विकल्पों के आधार पर: 0, 1 और 5, तथाकथित दो-स्तरीय आर्किटेक्चर बनाए जा सकते हैं, जो विभिन्न प्रकार के सरणियों के आयोजन के सिद्धांतों को जोड़ते हैं। उदाहरण के लिए, एक ही प्रकार के कई RAID सरणियों को एक डेटा सरणी समूह या समता सरणी में जोड़ा जा सकता है।

इस दो-स्तरीय संगठन के कारण, RAID 1 और RAID 5 सरणियों की बढ़ी हुई डेटा भंडारण विश्वसनीयता विशेषता और RAID 0 सरणी में डिस्क पर स्ट्रिपिंग ब्लॉक में निहित उच्च पढ़ने की गति के बीच आवश्यक संतुलन प्राप्त करना संभव है। ऐसे दो- स्तरीय योजनाओं को कभी-कभी RAID 0+1 या 10 और 0+5 या 50 कहा जाता है।

RAID सरणियों के संचालन को न केवल हार्डवेयर में, बल्कि सॉफ़्टवेयर में भी नियंत्रित किया जा सकता है, जिसकी संभावना ऑपरेटिंग सिस्टम के कुछ सर्वर संस्करणों में प्रदान की जाती है। यद्यपि यह स्पष्ट है कि इस तरह के कार्यान्वयन से काफी खराब प्रदर्शन विशेषताएँ होंगी।

RAID सरणी. यह क्या है? किस लिए? और कैसे बनाएं?

कंप्यूटर उद्योग के विकास के लंबे दशकों में, कंप्यूटर के लिए सूचना भंडारण के साधन विकास के एक गंभीर विकासवादी मार्ग से गुजरे हैं। छिद्रित टेप और छिद्रित कार्ड, चुंबकीय टेप और ड्रम, चुंबकीय, ऑप्टिकल और मैग्नेटो-ऑप्टिकल डिस्क, सेमीकंडक्टर ड्राइव - यह पहले से ही परीक्षण की गई प्रौद्योगिकियों की एक छोटी सूची है। वर्तमान में, दुनिया भर की प्रयोगशालाएँ होलोग्राफिक और क्वांटम भंडारण उपकरण बनाने का प्रयास कर रही हैं जो रिकॉर्डिंग घनत्व और इसके भंडारण की विश्वसनीयता को काफी बढ़ा देंगे।

इस बीच, हार्ड ड्राइव लंबे समय तक व्यक्तिगत कंप्यूटर पर जानकारी संग्रहीत करने का सबसे आम साधन बना हुआ है। अन्यथा, उन्हें एचडीडी (हार्ड मैग्नेटिक डिस्क ड्राइव), हार्ड ड्राइव, हार्ड डिस्क कहा जा सकता है, लेकिन नाम बदलने से सार नहीं बदलता है - ये एक ही आवास में चुंबकीय डिस्क के पैकेज के साथ ड्राइव हैं।

पहली हार्ड ड्राइव, जिसे IBM 350 कहा जाता है, 10 जनवरी 1955 को अमेरिकी कंपनी IBM की प्रयोगशाला में असेंबल की गई थी। एक अच्छे कैबिनेट के आकार और एक टन वजन के साथ, यह हार्ड ड्राइव पांच मेगाबाइट जानकारी रख सकती है। आधुनिक दृष्टिकोण से, इस तरह की मात्रा को हास्यास्पद भी नहीं कहा जा सकता है, लेकिन सीरियल एक्सेस के साथ छिद्रित कार्ड और चुंबकीय टेप के बड़े पैमाने पर उपयोग के दौरान, यह एक बड़ी तकनीकी सफलता थी।

पहली IBM 350 हार्ड ड्राइव को हवाई जहाज से उतारना

उस दिन को छह दशक से भी कम समय बीत चुका है, लेकिन अब आप दो सौ ग्राम से कम वजन वाली, दस सेंटीमीटर लंबी और कुछ टेराबाइट्स की जानकारी वाली हार्ड ड्राइव से किसी को आश्चर्यचकित नहीं करेंगे। साथ ही, डेटा रिकॉर्ड करने, संग्रहीत करने और पढ़ने की तकनीक आईबीएम 350 में उपयोग की जाने वाली तकनीक से अलग नहीं है - वही चुंबकीय प्लेटें और उनके ऊपर फिसलने वाले रीड/राइट हेड।

एक इंच रूलर की पृष्ठभूमि के विरुद्ध हार्ड ड्राइव का विकास (फोटो से)। " विकिपीडिया " )

दुर्भाग्य से, यह इस तकनीक की विशेषताएं ही हैं जो हार्ड ड्राइव के उपयोग से जुड़ी दो मुख्य समस्याओं का कारण बनती हैं। उनमें से पहला डिस्क से प्रोसेसर तक जानकारी लिखने, पढ़ने और स्थानांतरित करने की बहुत कम गति है। आधुनिक कंप्यूटर में, यह हार्ड ड्राइव है जो सबसे धीमी डिवाइस है, जो अक्सर संपूर्ण सिस्टम के प्रदर्शन को निर्धारित करती है।

दूसरी समस्या हार्ड ड्राइव पर संग्रहीत जानकारी की अपर्याप्त सुरक्षा है। यदि आपकी हार्ड ड्राइव टूट जाती है, तो आप उस पर संग्रहीत सभी डेटा को अपरिवर्तनीय रूप से खो सकते हैं। और यह अच्छा है अगर नुकसान एक पारिवारिक फोटो एलबम के नुकसान तक सीमित हो (हालाँकि इसमें वास्तव में बहुत कम अच्छाई है)। महत्वपूर्ण वित्तीय और विपणन जानकारी का नष्ट होना किसी व्यवसाय के पतन का कारण बन सकता है।

हार्ड ड्राइव पर सभी या केवल महत्वपूर्ण डेटा का नियमित बैकअप संग्रहित जानकारी की सुरक्षा में आंशिक रूप से मदद करता है। लेकिन इस मामले में भी, अगर यह टूट जाता है, तो डेटा का वह हिस्सा जो पिछले बैकअप के बाद से अपडेट किया गया है, खो जाएगा।

सौभाग्य से, ऐसे तरीके हैं जो पारंपरिक हार्ड ड्राइव के उपरोक्त नुकसानों को दूर करने में मदद कर सकते हैं। ऐसी ही एक विधि कई हार्ड ड्राइव की RAID सारणी बनाना है।

RAID क्या है?

इंटरनेट और यहां तक ​​कि आधुनिक कंप्यूटर साहित्य में, आप अक्सर "RAID सरणी" शब्द देख सकते हैं, जो वास्तव में एक टॉटोलॉजी है, क्योंकि संक्षिप्त नाम RAID (स्वतंत्र डिस्क की अनावश्यक सरणी) पहले से ही "स्वतंत्र डिस्क की अनावश्यक सरणी" के लिए है।

नाम पूरी तरह से ऐसे सरणियों के भौतिक अर्थ को प्रकट करता है - यह दो या दो से अधिक हार्ड ड्राइव का एक सेट है। इन डिस्क का संयुक्त संचालन एक विशेष नियंत्रक द्वारा नियंत्रित किया जाता है। नियंत्रक के संचालन के परिणामस्वरूप, ऐसे सरणियों को ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा एक हार्ड ड्राइव के रूप में माना जाता है और उपयोगकर्ता प्रत्येक हार्ड ड्राइव के संचालन को अलग से प्रबंधित करने की बारीकियों के बारे में नहीं सोच सकता है।

RAID के कई मुख्य प्रकार हैं, जिनमें से प्रत्येक का एकल डिस्क की तुलना में सरणी की समग्र विश्वसनीयता और गति पर अलग प्रभाव पड़ता है। उन्हें 0 से 6 तक एक पारंपरिक संख्या द्वारा नामित किया गया है। सरणियों की वास्तुकला और संचालन सिद्धांत के विस्तृत विवरण के साथ एक समान पदनाम बर्कले में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के विशेषज्ञों द्वारा प्रस्तावित किया गया था। RAID के मुख्य सात प्रकारों के अतिरिक्त इनके विभिन्न संयोजन भी संभव हैं। आइए उन पर आगे विचार करें।

यह हार्ड ड्राइव ऐरे का सबसे सरल प्रकार है, जिसका मुख्य उद्देश्य कंप्यूटर के डिस्क सबसिस्टम के प्रदर्शन को बढ़ाना है। यह लिखित (पढ़ी गई) जानकारी की धाराओं को कई उपधाराओं में विभाजित करके प्राप्त किया जाता है, जो एक साथ कई हार्ड ड्राइव पर लिखी (पढ़ी) जाती हैं। परिणामस्वरूप, सूचना विनिमय की कुल गति, उदाहरण के लिए, दो-डिस्क सरणियों के लिए एक ही प्रकार की एक हार्ड ड्राइव की तुलना में 30-50% बढ़ जाती है।

RAID 0 का कुल आयतन इसमें शामिल हार्ड ड्राइव के आयतन के योग के बराबर है। रिकॉर्ड की गई फ़ाइलों की लंबाई की परवाह किए बिना, जानकारी को एक निश्चित लंबाई के डेटा ब्लॉक में विभाजित किया गया है।

RAID 0 का मुख्य लाभ हार्ड ड्राइव की उपयोगी क्षमता खोए बिना डिस्क सिस्टम के बीच सूचना विनिमय की गति में उल्लेखनीय वृद्धि है। नुकसान भंडारण प्रणाली की समग्र विश्वसनीयता में कमी है। यदि RAID 0 डिस्क में से कोई भी विफल हो जाता है, तो सरणी में दर्ज की गई सभी जानकारी हमेशा के लिए खो जाती है।

ऊपर चर्चा की गई के समान, इस प्रकार की सरणी भी व्यवस्थित करने में सबसे सरल है। यह दो हार्ड ड्राइव के आधार पर बनाया गया है, जिनमें से प्रत्येक दूसरे का सटीक (दर्पण) प्रतिबिंब है। जानकारी सारणी में दोनों डिस्क के समानांतर लिखी जाती है। डेटा को दोनों डिस्क से अनुक्रमिक ब्लॉक (अनुरोधों के समानांतरकरण) में एक साथ पढ़ा जाता है, जिसके कारण एकल हार्ड ड्राइव की तुलना में पढ़ने की गति में थोड़ी वृद्धि हासिल की जाती है।

RAID 1 की कुल क्षमता सरणी में छोटी हार्ड ड्राइव की क्षमता के बराबर है।

RAID 1 के लाभ: सूचना भंडारण की उच्च विश्वसनीयता (जब तक सरणी में शामिल कम से कम एक डिस्क बरकरार रहती है तब तक डेटा क्षतिग्रस्त नहीं होता है) और पढ़ने की गति में कुछ वृद्धि होती है। नुकसान यह है कि जब आप दो हार्ड ड्राइव खरीदते हैं, तो आपको केवल एक की उपयोग करने योग्य क्षमता मिलती है। आधी उपयोगी मात्रा के नुकसान के बावजूद, "मिरर" ऐरे अपनी उच्च विश्वसनीयता और अपेक्षाकृत कम लागत के कारण काफी लोकप्रिय हैं - डिस्क की एक जोड़ी अभी भी चार या आठ से सस्ती है।

इन सरणियों का निर्माण करते समय, हैमिंग कोड (एक अमेरिकी इंजीनियर जिसने इलेक्ट्रोमैकेनिकल कंप्यूटर के संचालन में त्रुटियों को ठीक करने के लिए 1950 में इस एल्गोरिदम को विकसित किया था) का उपयोग करके एक सूचना पुनर्प्राप्ति एल्गोरिदम का उपयोग किया जाता है। इस RAID नियंत्रक के संचालन को सुनिश्चित करने के लिए, डिस्क के दो समूह बनाए जाते हैं - एक डेटा संग्रहीत करने के लिए, दूसरा समूह त्रुटि सुधार कोड संग्रहीत करने के लिए।

हार्ड ड्राइव की संख्या के अत्यधिक अतिरेक के कारण इस प्रकार की RAID घरेलू प्रणालियों में कम व्यापक हो गई है - उदाहरण के लिए, सात हार्ड ड्राइव की एक सरणी में, केवल चार को डेटा के लिए आवंटित किया जाएगा। जैसे-जैसे डिस्क की संख्या बढ़ती है, अतिरेक कम होता जाता है, जो नीचे दी गई तालिका में परिलक्षित होता है।

RAID 2 का मुख्य लाभ डिस्क सरणी और केंद्रीय प्रोसेसर के बीच डेटा विनिमय की गति को कम किए बिना त्रुटियों को ठीक करने की क्षमता है।

RAID 3 और RAID 4

ये दो प्रकार के डिस्क ऐरे डिज़ाइन में बहुत समान हैं। दोनों जानकारी संग्रहीत करने के लिए कई हार्ड ड्राइव का उपयोग करते हैं, जिनमें से एक का उपयोग विशेष रूप से चेकसम संग्रहीत करने के लिए किया जाता है। RAID 3 और RAID 4 बनाने के लिए तीन हार्ड ड्राइव पर्याप्त हैं। RAID 2 के विपरीत, तुरंत डेटा पुनर्प्राप्ति संभव नहीं है - समय की अवधि में विफल हार्ड ड्राइव को बदलने के बाद जानकारी बहाल की जाती है।

RAID 3 और RAID 4 के बीच अंतर डेटा विभाजन के स्तर का है। RAID 3 में, जानकारी को अलग-अलग बाइट्स में तोड़ दिया जाता है, जिससे बड़ी संख्या में छोटी फ़ाइलों को लिखते/पढ़ते समय गंभीर मंदी आ जाती है। RAID 4 डेटा को अलग-अलग ब्लॉक में विभाजित करता है, जिसका आकार डिस्क पर एक सेक्टर के आकार से अधिक नहीं होता है। परिणामस्वरूप, छोटी फ़ाइलों की प्रोसेसिंग गति बढ़ जाती है, जो पर्सनल कंप्यूटर के लिए महत्वपूर्ण है। इस कारण से, RAID 4 अधिक व्यापक हो गया है।

विचाराधीन सरणियों का एक महत्वपूर्ण नुकसान चेकसम को संग्रहीत करने के उद्देश्य से हार्ड ड्राइव पर बढ़ा हुआ भार है, जो इसके संसाधन को काफी कम कर देता है।

इस प्रकार की डिस्क सरणियाँ वास्तव में RAID 3/RAID 4 योजना का विकास हैं। एक विशिष्ट विशेषता यह है कि चेकसम को संग्रहीत करने के लिए एक अलग डिस्क का उपयोग नहीं किया जाता है - वे सरणी के सभी हार्ड ड्राइव पर समान रूप से वितरित होते हैं। वितरण का परिणाम एक साथ कई डिस्क पर समानांतर रिकॉर्डिंग की संभावना है, जो RAID 3 या RAID 4 की तुलना में डेटा विनिमय की गति को थोड़ा बढ़ा देता है। हालाँकि, यह वृद्धि इतनी महत्वपूर्ण नहीं है, क्योंकि गणना पर अतिरिक्त सिस्टम संसाधन खर्च किए जाते हैं "एक्सक्लूसिव या" ऑपरेशन का उपयोग करके चेकसम। साथ ही, पढ़ने की गति काफी बढ़ जाती है, क्योंकि प्रक्रिया का सरल समानांतरकरण संभव है।

RAID 5 बनाने के लिए हार्ड ड्राइव की न्यूनतम संख्या तीन है।

RAID 5 योजना का उपयोग करके निर्मित सारणियों में एक बहुत ही महत्वपूर्ण खामी है। यदि कोई डिस्क बदलने के बाद विफल हो जाती है, तो जानकारी को पूरी तरह से पुनर्स्थापित करने में कई घंटे लग जाते हैं। इस समय, सरणी की अक्षुण्ण हार्ड ड्राइव सुपर-इंटेंसिव मोड में काम करती है, जिससे दूसरी ड्राइव की विफलता और जानकारी के पूर्ण नुकसान की संभावना काफी बढ़ जाती है। हालाँकि यह दुर्लभ है, ऐसा होता है। इसके अलावा, RAID 5 बहाली के दौरान, सरणी लगभग पूरी तरह से इस प्रक्रिया द्वारा कब्जा कर ली जाती है और चल रहे लिखने/पढ़ने के संचालन को बड़ी देरी के साथ किया जाता है। हालांकि अधिकांश सामान्य उपयोगकर्ताओं के लिए यह महत्वपूर्ण नहीं है, कॉर्पोरेट क्षेत्र में ऐसी देरी से कुछ वित्तीय नुकसान हो सकते हैं।

काफी हद तक, उपरोक्त समस्या को RAID 6 योजना का उपयोग करके सरणियों का निर्माण करके हल किया जाता है। इन संरचनाओं में, चेकसम को संग्रहीत करने के लिए दो हार्ड ड्राइव की मात्रा के बराबर मेमोरी वॉल्यूम आवंटित किया जाता है, जो चक्रीय रूप से और समान रूप से विभिन्न डिस्क पर वितरित होते हैं . एक के बजाय, दो चेकसम की गणना की जाती है, जो सरणी में दो हार्ड ड्राइव की एक साथ विफलता की स्थिति में डेटा अखंडता की गारंटी देता है।

RAID 6 के फायदे उच्च स्तर की सूचना सुरक्षा और क्षतिग्रस्त डिस्क को प्रतिस्थापित करते समय डेटा रिकवरी के दौरान RAID 5 की तुलना में कम प्रदर्शन हानि हैं।

RAID 6 का नुकसान यह है कि आवश्यक चेकसम गणनाओं की मात्रा में वृद्धि के साथ-साथ लिखित/पढ़ी गई जानकारी की मात्रा में वृद्धि के कारण समग्र डेटा विनिमय गति लगभग 10% कम हो जाती है।

संयुक्त RAID प्रकार

ऊपर चर्चा किए गए मुख्य प्रकारों के अलावा, उनके विभिन्न संयोजनों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो साधारण RAID के कुछ नुकसानों की भरपाई करते हैं। विशेष रूप से, RAID 10 और RAID 0+1 योजनाओं का उपयोग व्यापक है। पहले मामले में, प्रतिबिंबित सरणियों की एक जोड़ी को RAID 0 में संयोजित किया जाता है, दूसरे में, इसके विपरीत, दो RAID 0 को एक दर्पण में संयोजित किया जाता है। दोनों ही मामलों में, RAID 0 का बढ़ा हुआ प्रदर्शन RAID 1 की सूचना सुरक्षा में जोड़ा जाता है।

अक्सर, महत्वपूर्ण जानकारी की सुरक्षा के स्तर को बढ़ाने के लिए, RAID 51 या RAID 61 निर्माण योजनाओं का उपयोग किया जाता है - पहले से ही अत्यधिक संरक्षित सरणियों का मिररिंग किसी भी विफलता की स्थिति में असाधारण डेटा सुरक्षा सुनिश्चित करता है। हालाँकि, अत्यधिक अतिरेक के कारण ऐसी सरणियों को घर पर लागू करना अव्यावहारिक है।

एक डिस्क सरणी का निर्माण - सिद्धांत से अभ्यास तक

एक विशेष RAID नियंत्रक किसी भी RAID के संचालन के निर्माण और प्रबंधन के लिए जिम्मेदार होता है। औसत व्यक्तिगत कंप्यूटर उपयोगकर्ता के लिए बड़ी राहत के लिए, अधिकांश आधुनिक मदरबोर्ड में ये नियंत्रक पहले से ही चिपसेट साउथब्रिज स्तर पर लागू किए गए हैं। इसलिए, हार्ड ड्राइव की एक श्रृंखला बनाने के लिए, आपको बस उनकी आवश्यक संख्या खरीदनी है और BIOS सेटिंग्स के उपयुक्त अनुभाग में वांछित RAID प्रकार निर्धारित करना है। इसके बाद सिस्टम में कई हार्ड ड्राइव की जगह आपको एक ही हार्ड ड्राइव दिखेगी, जिसे आप चाहें तो पार्टीशन और लॉजिकल ड्राइव में बांट सकते हैं। कृपया ध्यान दें कि जो लोग अभी भी Windows XP का उपयोग कर रहे हैं उन्हें एक अतिरिक्त ड्राइवर स्थापित करने की आवश्यकता होगी।

चार SATA पोर्ट के साथ बाहरी RAID नियंत्रक

ध्यान दें कि एकीकृत नियंत्रक, एक नियम के रूप में, RAID 0, RAID 1 और उनके संयोजन बनाने में सक्षम हैं। अधिक जटिल सरणियाँ बनाने के लिए अभी भी एक अलग नियंत्रक खरीदने की आवश्यकता होगी।

और अंत में, एक और सलाह - RAID बनाने के लिए, समान क्षमता, समान निर्माता, समान मॉडल और अधिमानतः उसी बैच की हार्ड ड्राइव खरीदें। फिर वे समान लॉजिक सेट से लैस होंगे और इन हार्ड ड्राइव की सरणी का संचालन सबसे स्थिर होगा।

© एंड्री ईगोरोव, 2005, 2006। टीआईएम ग्रुप ऑफ कंपनीज।

फ़ोरम के आगंतुक हमसे प्रश्न पूछते हैं: "कौन सा RAID स्तर सबसे विश्वसनीय है?" हर कोई जानता है कि सबसे आम स्तर RAID5 है, लेकिन यह गंभीर कमियों के बिना नहीं है जो गैर-विशेषज्ञों के लिए स्पष्ट नहीं हैं।

RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID6, RAID 10 या RAID स्तर क्या हैं?

इस लेख में, मैं सबसे लोकप्रिय RAID स्तरों को चिह्नित करने का प्रयास करूंगा, और फिर इन स्तरों का उपयोग करने के लिए सिफारिशें तैयार करूंगा। लेख को स्पष्ट करने के लिए, मैंने एक आरेख बनाया जिसमें मैंने इन स्तरों को विश्वसनीयता, प्रदर्शन और लागत दक्षता के त्रि-आयामी स्थान में रखा।

जेबीओडी(जस्ट ए बंच ऑफ डिस्क) हार्ड ड्राइव की एक सरल स्पैनिंग है, जो औपचारिक रूप से RAID स्तर नहीं है। एक जेबीओडी वॉल्यूम एकल डिस्क की एक सरणी या एकाधिक डिस्क का एकत्रीकरण हो सकता है। RAID नियंत्रक को ऐसे वॉल्यूम को संचालित करने के लिए कोई गणना करने की आवश्यकता नहीं है। हमारे आरेख में, जेबीओडी ड्राइव एक "एकल" या शुरुआती बिंदु के रूप में कार्य करती है - इसकी विश्वसनीयता, प्रदर्शन और लागत मूल्य एकल हार्ड ड्राइव के समान हैं।

छापा 0("स्ट्रिपिंग") में कोई अतिरेक नहीं है, और छोटे ब्लॉक ("स्ट्राइप्स") के रूप में सरणी में शामिल सभी डिस्क पर जानकारी तुरंत वितरित करता है। इससे प्रदर्शन तो काफी बढ़ जाता है, लेकिन विश्वसनीयता प्रभावित होती है। जेबीओडी की तरह, हमें अपने पैसे के बदले 100% डिस्क क्षमता मिलती है।

मैं समझाता हूं कि किसी भी समग्र वॉल्यूम पर डेटा भंडारण की विश्वसनीयता क्यों कम हो जाती है - क्योंकि यदि इसमें शामिल कोई भी हार्ड ड्राइव विफल हो जाती है, तो सभी जानकारी पूरी तरह से और अपरिवर्तनीय रूप से खो जाती है। संभाव्यता सिद्धांत के अनुसार, गणितीय रूप से, RAID0 वॉल्यूम की विश्वसनीयता उसके घटक डिस्क की विश्वसनीयता के उत्पाद के बराबर होती है, जिनमें से प्रत्येक एक से कम है, इसलिए कुल विश्वसनीयता स्पष्ट रूप से किसी भी डिस्क की विश्वसनीयता से कम है।

अच्छा स्तर - छापा 1("मिररिंग", "मिरर")। इसमें उपलब्ध हार्डवेयर के आधे हिस्से की विफलता से सुरक्षा है (सामान्य मामले में, दो हार्ड ड्राइव में से एक), स्वीकार्य लिखने की गति प्रदान करता है और अनुरोधों के समानांतर होने के कारण पढ़ने की गति में वृद्धि होती है। नुकसान यह है कि आपको एक हार्ड ड्राइव की उपयोग योग्य क्षमता प्राप्त करने के लिए दो हार्ड ड्राइव की लागत का भुगतान करना होगा।

प्रारंभ में, यह माना जाता है कि हार्ड ड्राइव एक विश्वसनीय चीज़ है। तदनुसार, एक साथ दो डिस्क की विफलता की संभावना संभावनाओं के उत्पाद के बराबर (सूत्र के अनुसार) है, यानी। परिमाण के आदेश कम! दुर्भाग्य से, वास्तविक जीवन कोई सिद्धांत नहीं है! दो हार्ड ड्राइव एक ही बैच से ली जाती हैं और समान परिस्थितियों में संचालित होती हैं, और यदि एक डिस्क विफल हो जाती है, तो शेष पर लोड बढ़ जाता है, इसलिए व्यवहार में, यदि एक डिस्क विफल हो जाती है, तो उसे पुनर्स्थापित करने के लिए तत्काल उपाय किए जाने चाहिए अतिरेक. ऐसा करने के लिए, किसी भी RAID स्तर (शून्य को छोड़कर) के साथ हॉट स्पेयर डिस्क का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है। आपातोपयोगिक उपकरण. इस दृष्टिकोण का लाभ निरंतर विश्वसनीयता बनाए रखना है। नुकसान और भी अधिक लागत है (यानी एक डिस्क की मात्रा को स्टोर करने के लिए 3 हार्ड ड्राइव की लागत)।

कई डिस्क पर दर्पण एक स्तर है छापेमारी 10. इस स्तर का उपयोग करते समय, डिस्क के प्रतिबिंबित जोड़े को एक "श्रृंखला" में व्यवस्थित किया जाता है, इसलिए परिणामी मात्रा एकल हार्ड ड्राइव की क्षमता से अधिक हो सकती है। फायदे और नुकसान RAID1 स्तर के समान ही हैं। अन्य मामलों की तरह, प्रत्येक पांच श्रमिकों के लिए एक अतिरिक्त की दर से हॉटस्पेयर हॉट स्पेयर डिस्क को सरणी में शामिल करने की अनुशंसा की जाती है।

छापा 5, वास्तव में, सबसे लोकप्रिय स्तर - मुख्य रूप से इसकी दक्षता के कारण। अतिरेक के लिए सरणी से केवल एक डिस्क की क्षमता का त्याग करके, हम किसी भी वॉल्यूम की हार्ड ड्राइव की विफलता के खिलाफ सुरक्षा प्राप्त करते हैं। RAID5 वॉल्यूम में जानकारी लिखने के लिए अतिरिक्त संसाधनों की आवश्यकता होती है, क्योंकि अतिरिक्त गणना की आवश्यकता होती है, लेकिन पढ़ते समय (एक अलग हार्ड ड्राइव की तुलना में), लाभ होता है, क्योंकि कई सरणी ड्राइव से डेटा स्ट्रीम समानांतर होती हैं।

RAID5 के नुकसान तब प्रकट होते हैं जब डिस्क में से एक विफल हो जाता है - संपूर्ण वॉल्यूम महत्वपूर्ण मोड में चला जाता है, सभी लिखने और पढ़ने के संचालन अतिरिक्त जोड़तोड़ के साथ होते हैं, प्रदर्शन तेजी से गिरता है, और डिस्क गर्म होने लगती है। यदि तत्काल कार्रवाई नहीं की गई, तो आप पूरी मात्रा खो सकते हैं। इसलिए, (ऊपर देखें) आपको निश्चित रूप से RAID5 वॉल्यूम वाली हॉट स्पेयर डिस्क का उपयोग करना चाहिए।

मानक में वर्णित बुनियादी स्तर RAID0 - RAID5 के अलावा, संयुक्त स्तर RAID10, RAID30, RAID50, RAID15 हैं, जिनकी अलग-अलग निर्माताओं द्वारा अलग-अलग व्याख्या की जाती है।

ऐसे संयोजनों का सार संक्षेप में इस प्रकार है। RAID10 एक और शून्य का संयोजन है (ऊपर देखें)। RAID50 "0" लेवल 5 वॉल्यूम का संयोजन है। RAID15 "फाइव्स" का "दर्पण" है। और इसी तरह।

इस प्रकार, संयुक्त स्तर अपने "माता-पिता" के फायदे (और नुकसान) प्राप्त करते हैं। तो, स्तर में "शून्य" की उपस्थिति छापेमारी 50इसमें कोई विश्वसनीयता नहीं जुड़ती, लेकिन प्रदर्शन पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है। स्तर छापा 15, शायद बहुत विश्वसनीय है, लेकिन यह सबसे तेज़ नहीं है और, इसके अलावा, बेहद अलाभकारी (वॉल्यूम की उपयोगी क्षमता मूल डिस्क सरणी के आकार के आधे से भी कम है)।

छापेमारी 6डेटा की प्रत्येक पंक्ति में RAID 5 से भिन्न होता है (अंग्रेजी में)। धारी) के पास एक भी नहीं है, लेकिन दोचेकसम ब्लॉक. चेकसम "बहुआयामी" हैं, अर्थात। एक दूसरे से स्वतंत्र, इसलिए सरणी में दो डिस्क की विफलता भी आपको मूल डेटा को सहेजने की अनुमति देती है। रीड-सोलोमन पद्धति का उपयोग करके चेकसम की गणना करने के लिए RAID5 की तुलना में अधिक गहन गणना की आवश्यकता होती है, इसलिए पहले छठे स्तर का व्यावहारिक रूप से उपयोग नहीं किया जाता था। अब यह कई उत्पादों द्वारा समर्थित है, क्योंकि उन्होंने विशेष माइक्रो-सर्किट स्थापित करना शुरू कर दिया है जो सभी आवश्यक गणितीय संचालन करते हैं।

कुछ अध्ययनों के अनुसार, बड़े SATA डिस्क (400 और 500 गीगाबाइट) से बने RAID5 वॉल्यूम पर एकल डिस्क विफलता के बाद अखंडता बहाल करने से 5% मामलों में डेटा हानि होती है। दूसरे शब्दों में, बीस में से एक मामले में, हॉट स्पेयर डिस्क में RAID5 सरणी के पुनर्जनन के दौरान, दूसरी डिस्क विफल हो सकती है... इसलिए सर्वोत्तम RAID ड्राइव की सिफारिशें: 1) हमेशाबैकअप बनाएं; 2) उपयोग RAID6!

हाल ही में नए स्तर RAID1E, RAID5E, RAID5EE सामने आए हैं। नाम में “E” अक्षर का मतलब होता है बढ़ी.

RAID स्तर-1 उन्नत (RAID स्तर-1E)मिररिंग और डेटा स्ट्रिपिंग को जोड़ती है। स्तर 0 और 1 के इस मिश्रण को निम्नानुसार व्यवस्थित किया गया है। एक पंक्ति में डेटा बिल्कुल RAID 0 की तरह वितरित किया जाता है। यानी, डेटा पंक्ति में कोई अतिरेक नहीं है। डेटा ब्लॉक की अगली पंक्ति एक ब्लॉक की शिफ्ट के साथ पिछले को कॉपी करती है। इस प्रकार, मानक RAID 1 मोड में, प्रत्येक डेटा ब्लॉक में डिस्क में से एक पर एक दर्पण प्रतिलिपि होती है, इसलिए सरणी की उपयोगी मात्रा सरणी में शामिल हार्ड ड्राइव की कुल मात्रा के आधे के बराबर होती है। RAID 1E को संचालित करने के लिए तीन या अधिक ड्राइव के संयोजन की आवश्यकता होती है।

मुझे वास्तव में RAID1E स्तर पसंद है। एक शक्तिशाली ग्राफिक्स वर्कस्टेशन के लिए या यहां तक ​​कि घरेलू कंप्यूटर के लिए - सबसे अच्छा विकल्प! इसमें शून्य और प्रथम स्तर के सभी फायदे हैं - उत्कृष्ट गति और उच्च विश्वसनीयता।

आइए अब स्तर पर आगे बढ़ें RAID स्तर-5 उन्नत (RAID स्तर-5E). यह RAID5 के समान है, केवल सरणी में निर्मित बैकअप डिस्क के साथ अतिरिक्त ड्राइव. यह एकीकरण निम्नानुसार किया जाता है: सरणी के सभी डिस्क पर, स्थान का 1/N भाग खाली छोड़ दिया जाता है, जिसे डिस्क में से एक के विफल होने पर हॉट स्पेयर के रूप में उपयोग किया जाता है। इसके कारण, RAID5E विश्वसनीयता के साथ-साथ बेहतर प्रदर्शन प्रदर्शित करता है, क्योंकि पढ़ना/लिखना एक ही समय में बड़ी संख्या में ड्राइव से समानांतर में किया जाता है और अतिरिक्त ड्राइव निष्क्रिय नहीं होती है, जैसा कि RAID5 में होता है। जाहिर है, वॉल्यूम में शामिल बैकअप डिस्क को अन्य वॉल्यूम (समर्पित बनाम साझा) के साथ साझा नहीं किया जा सकता है। एक RAID 5E वॉल्यूम न्यूनतम चार भौतिक डिस्क पर बनाया गया है। तार्किक आयतन के उपयोगी आयतन की गणना सूत्र N-2 का उपयोग करके की जाती है।

RAID स्तर-5ई उन्नत (RAID स्तर-5EE) RAID लेवल-5ई के समान, लेकिन इसमें अधिक कुशल स्पेयर ड्राइव आवंटन है और, परिणामस्वरूप, तेजी से पुनर्प्राप्ति समय होता है। RAID5E स्तर की तरह, यह RAID स्तर डेटा के ब्लॉक और चेकसम को पंक्तियों में वितरित करता है। लेकिन यह अतिरिक्त ड्राइव के मुफ्त ब्लॉक भी वितरित करता है, और केवल इन उद्देश्यों के लिए डिस्क स्थान का हिस्सा आरक्षित नहीं करता है। इससे RAID5EE वॉल्यूम की अखंडता को फिर से बनाने में लगने वाला समय कम हो जाता है। वॉल्यूम में शामिल बैकअप डिस्क को अन्य वॉल्यूम के साथ साझा नहीं किया जा सकता - जैसा कि पिछले मामले में था। एक RAID 5EE वॉल्यूम न्यूनतम चार भौतिक डिस्क पर बनाया गया है। तार्किक आयतन के उपयोगी आयतन की गणना सूत्र N-2 का उपयोग करके की जाती है।

अजीब बात है, स्तर का कोई उल्लेख नहीं है छापा 6ईमैं इसे इंटरनेट पर नहीं ढूंढ सका - अभी तक किसी भी निर्माता द्वारा इस स्तर की पेशकश या घोषणा भी नहीं की गई है। लेकिन RAID6E (या RAID6EE?) स्तर पिछले वाले के समान सिद्धांत के अनुसार पेश किया जा सकता है। डिस्क आपातोपयोगिक उपकरण अनिवार्य रूप से RAID 6 सहित किसी भी RAID वॉल्यूम के साथ होना चाहिए। बेशक, एक या दो डिस्क विफल होने पर हम जानकारी नहीं खोएंगे, लेकिन सिस्टम को जल्दी से बाहर लाने के लिए जितनी जल्दी हो सके सरणी की अखंडता को पुनर्जीवित करना शुरू करना बेहद महत्वपूर्ण है। "महत्वपूर्ण" मोड का। चूंकि हॉट स्पेयर डिस्क की आवश्यकता हमारे लिए संदेह से परे है, इसलिए बड़ी संख्या में डिस्क (बेहतर) का उपयोग करने के लाभ प्राप्त करने के लिए आगे बढ़ना और इसे वॉल्यूम पर "फैलाना" तर्कसंगत होगा जैसा कि RAID 5EE में किया गया है। पढ़ने-लिखने की गति और अखंडता की तेज़ बहाली)।

"संख्याओं" में RAID स्तर।

मैंने लगभग सभी RAID स्तरों के कुछ महत्वपूर्ण मापदंडों को एक तालिका में एकत्र किया है ताकि आप उनकी एक दूसरे से तुलना कर सकें और उनके सार को बेहतर ढंग से समझ सकें।

सभी "मिरर" स्तर RAID 1, 1+0, 10, 1E, 1E0 हैं।

आइए फिर से पूरी तरह से समझने की कोशिश करें कि ये स्तर कैसे भिन्न हैं?

छापा 1.
यह एक क्लासिक "दर्पण" है. दो (और केवल दो!) हार्ड ड्राइव एक दूसरे की पूरी प्रतिलिपि होने के कारण एक के रूप में काम करते हैं। इन दोनों ड्राइवों में से किसी के भी विफल होने पर आपके डेटा की हानि नहीं होगी, क्योंकि नियंत्रक शेष ड्राइव पर काम करना जारी रखता है। RAID1 संख्या में: 2x अतिरेक, 2x विश्वसनीयता, 2x लागत। लिखने का प्रदर्शन एकल हार्ड ड्राइव के बराबर है। पढ़ने का प्रदर्शन अधिक है क्योंकि नियंत्रक दो डिस्क के बीच पढ़ने के संचालन को वितरित कर सकता है।

छापेमारी 10.
इस स्तर का सार यह है कि सरणी की डिस्क को जोड़े में "दर्पण" (RAID 1) में जोड़ा जाता है, और फिर ये सभी दर्पण जोड़े, बदले में, एक सामान्य धारीदार सरणी (RAID 0) में संयुक्त होते हैं। इसीलिए इसे कभी-कभी कहा जाता है RAID 1+0. एक महत्वपूर्ण बात यह है कि RAID 10 में आप केवल सम संख्या में डिस्क (न्यूनतम 4, अधिकतम 16) जोड़ सकते हैं। लाभ: विश्वसनीयता "दर्पण" से विरासत में मिलती है, पढ़ने और लिखने दोनों के लिए प्रदर्शन "शून्य" से विरासत में मिलता है।

छापा 1ई.
नाम में "ई" अक्षर का अर्थ "उन्नत" है, अर्थात। "सुधरा हुआ"। इस सुधार का सिद्धांत इस प्रकार है: डेटा को सरणी के सभी डिस्क में ब्लॉक में "स्ट्रिप्ड" किया जाता है, और फिर एक डिस्क पर शिफ्ट के साथ फिर से "स्ट्रिप्ड" किया जाता है। RAID 1E तीन से 16 डिस्क तक संयोजित हो सकता है। विश्वसनीयता "दस" संकेतकों से मेल खाती है, और अधिक "विकल्प" के कारण प्रदर्शन थोड़ा बेहतर हो जाता है।

छापा 1ई0.
यह स्तर इस प्रकार कार्यान्वित किया जाता है: हम RAID1E सरणियों से एक "शून्य" सरणी बनाते हैं। इसलिए, डिस्क की कुल संख्या तीन का गुणज होनी चाहिए: न्यूनतम तीन और अधिकतम साठ! इस मामले में, हमें गति का लाभ मिलने की संभावना नहीं है, और कार्यान्वयन की जटिलता विश्वसनीयता पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकती है। मुख्य लाभ बहुत बड़ी (60 तक) डिस्क को एक सरणी में संयोजित करने की क्षमता है।

सभी RAID 1X स्तरों की समानता उनके अतिरेक संकेतकों में निहित है: विश्वसनीयता के लिए, सरणी डिस्क की कुल क्षमता का ठीक 50% त्याग किया जाता है।

आइए छोटी शुरुआत करें: "RAID ऐरे" या आम बोलचाल की भाषा में "RAID", यह क्या है?

छापाएक संक्षिप्त नाम है जिसका अर्थ है (अंग्रेजी: "रिडंडेंट एरे ऑफ इंडिपेंडेंट डिस्क"), जिसका रूसी में अनुवाद "स्वतंत्र डिस्क का अनावश्यक (बैकअप) एरे" है।
सीधे शब्दों में कहें तो, एक "RAID सारणी" भौतिक HDD ड्राइव का एक तार्किक संयोजन है।
तार्किक ड्राइव- यह एक नियमित HDD डिस्क है जो कई तार्किक डिस्क में विभाजित है। इसका उपयोग आमतौर पर डेस्कटॉप कंप्यूटर में किया जाता है; एक से कई कंप्यूटर बनाए जाते हैं।
जैसा कि ऊपर बताया गया है, एक नियमित भौतिक डिस्क को कई तार्किक डिस्क में विभाजित किया जा सकता है। "RAID" में सब कुछ दूसरे तरीके से होता है - कनेक्टिंग तत्व (जहां उन्हें संग्रहीत किया जाएगा) में कई HDD ड्राइव स्थापित किए जाते हैं, और फिर ऑपरेटिंग सिस्टम सभी HDD ड्राइव को एक के रूप में मानता है। यानी, ऑपरेटिंग सिस्टम 100% सुनिश्चित है कि केवल एक भौतिक डिस्क उससे जुड़ी है।

RAID सारणियाँ किस प्रकार की होती हैं? केवल 2 प्रकार की होती हैं, हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर:

1) हार्डवेयर RAID सरणियाँ- आमतौर पर ऑपरेटिंग सिस्टम को "RAID नियंत्रक" में स्थापित (हार्डवायर्ड) विशेष उपयोगिताओं का उपयोग करके लोड करने से पहले बनाया जाता है - "BIOS" जैसा कुछ। इस प्रसंस्करण के बाद, जब आप "RAID ऐरे" कनेक्ट करते हैं, तो इंस्टॉलेशन चरण में ऑपरेटिंग सिस्टम आपके HDD ड्राइव को एक के रूप में देखता है।

2) सॉफ्टवेयर RAID सरणियाँ- HDD ड्राइव को किसी भी ऑपरेटिंग सिस्टम से जोड़कर बनाया जाता है। यानी, जब आप HDD ड्राइव कनेक्ट करते हैं, तो यह कई भौतिक डिस्क का पता लगाता है और केवल ऑपरेटिंग सिस्टम की मदद से, सॉफ़्टवेयर की मदद से, HDD ड्राइव को एक ऐरे में संयोजित किया जाता है। ओएस स्वयं "RAID सरणी" पर स्थित नहीं होगा, क्योंकि यह सरणी बनने से पहले स्थापित किया गया है।

"यह किस लिए है?"- आपका एक प्रश्न है! उत्तर सरल है: डेटा पढ़ने और लिखने की गति बढ़ाने के लिए या सुरक्षा और दोष सहनशीलता में सुधार करने के लिए।
आइए देखें कि "RAID सारणी" आपके डेटा के प्रदर्शन और सुरक्षा को कैसे बढ़ाती है?" - इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, हम विभिन्न प्रकार के "RAID सारणी" को देखेंगे, वे कैसे बनते हैं और इससे क्या निकलता है।

"RAID-0" पर विचार करें:

एक से अधिक HDD डिस्क को एक सीरियल कनेक्शन के माध्यम से एक में संयोजित किया जाता है, जिसके बाद वॉल्यूम को सारांशित किया जाता है, अर्थात। - यदि हम कई HDD ड्राइव लेते हैं, जिनमें से प्रत्येक की क्षमता "500GB" है और उनसे "RAID-0" बनाते हैं, तो ऑपरेटिंग सिस्टम स्थापित HDD ड्राइव को एक के रूप में देखेगा, उन्हें संक्षेप में प्रस्तुत करेगा, जिससे हमें मिलेगा 1000Gb (1Tb) की क्षमता वाला एक HDD ड्राइव। डिस्क को एक ऐरे में मर्ज करने के बाद, ड्राइव की पढ़ने और लिखने की गति अलग-अलग डिस्क की तुलना में दोगुनी तेज़ होगी।

उदाहरण- दो भौतिक HDD डिस्क पर स्थित एक डेटाबेस, जिनमें से एक उपयोगकर्ता केवल डेटा पढ़ेगा, जबकि दूसरा उपयोगकर्ता किसी अन्य HDD डिस्क पर डेटा लिखेगा, और वे यह सब एक साथ करेंगे। लेकिन यदि डेटाबेस केवल एक डिस्क पर स्थित है, तो एचडीडी डिस्क स्वयं अपने सॉफ़्टवेयर द्वारा क्रमिक रूप से पूरी तरह से अलग-अलग उपयोगकर्ताओं के लिए पढ़ने या लिखने का कार्य करेगी। एक RAID-0 सरणी समानांतर में पढ़ने और लिखने की क्षमता प्रदान करेगी। गति के आधार पर, आप यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं - आपके RAID-0 सरणी में कितने HDD डिस्क हैं, ITO संख्या को मौजूदा गति से गुणा करें (उस गति पर आपका RAID-0 तेजी से काम करेगा) - सरणी की संपूर्ण निर्भरता आनुपातिक है - एचडीडी दावों की गति एन गुना बढ़ जाती है, जहां एन = सरणी में स्थापित एचडीडी की संख्या।

RAID-0 सारणी में केवल एक खामी है, यह कमी हर चीज पर भारी पड़ती है, यहां तक ​​कि इसके उपयोग के फायदों पर भी - RAID-0 सारणी में दोष सहनशीलता का अभाव है। समस्या यह है: यदि सरणी में स्थापित भौतिक HDD में से एक विफल हो जाता है, तो संपूर्ण सरणी समाप्त हो जाती है।
इसके बारे में एक पुराना चुटकुला है: "RAID-0 में "0" का क्या मतलब है? - सरणी की मृत्यु के बाद बहाल की गई जानकारी की मात्रा!" (हालाँकि अगर वहाँ कुछ बहुत महत्वपूर्ण है तो यह बिल्कुल भी मज़ेदार नहीं है)।

अगला, "RAID-1" सरणी पर विचार करें:

कई या अधिक HDD डिस्क को एक विशेष सरणी में स्थापित करके एक में जोड़ दिया जाता है, अर्थात। यदि आप 500GB की क्षमता वाली कई HDD ड्राइव लेते हैं और उनसे "RAID-1" सरणी बनाते हैं, ऑपरेटिंग सिस्टम इसे एक 500GB ऐरे के रूप में देखेगा।
"RAID-1" सरणी की पढ़ने और लिखने की गति बिल्कुल एक HDD डिस्क के समान होगी, क्योंकि पढ़ना और लिखना दोनों HDD डिस्क पर एक साथ किया जाएगा।
RAID-1 सरणी उत्पादन गति में वृद्धि नहीं करेगी, लेकिन आपको दोष सहनशीलता प्रदान की जाती है; यदि HDD ड्राइव में से एक विफल हो जाती है, तो दूसरी HDD ड्राइव में जानकारी का पूरा बैकअप होगा। यदि जानबूझकर सरणी से डेटा हटा दिया जाता है, तो विलोपन दोनों डिस्क से एक साथ होता है!

आगे हम "RAID-5" सरणी पर विचार करते हैं:

सबसे सुरक्षित विकल्प RAID-5 है. जानकारी के साथ सरणी भरना गणना के साथ किया जाता है, सूत्र "(एन - 1) * डिस्कसाइज़" का पालन करते हुए, जहां एन संख्या सरणी में स्थित एचडीडी डिस्क की संख्या है, और संक्षिप्त नाम "डिस्कसाइज़" प्रत्येक का आयतन है स्थापित HDD डिस्क, अर्थात 3 HDD ड्राइव के "RAID-5" संस्करण की एक सरणी बनाते समय, प्रत्येक 500GB की क्षमता के साथ, हमें 1000GB 1 टेराबाइट की मेमोरी क्षमता वाली एक सरणी मिलेगी।

RAID-5 सरणी का सार इस प्रकार है - कई HDD डिस्क को "RAID-0" में संयोजित किया जाता है, और तीसरे HDD डिस्क पर (जिसे ध्यान में नहीं रखा जाता है) संग्रहीत किया जाएगा, आइए इसे "चेकसम" कहें - यह जानकारी उसकी मृत्यु की स्थिति में, सरणी के किसी एक डिस्क को पुनर्स्थापित करने के लिए है। RAID-5 सरणी में लिखने की गति थोड़ी कम है, क्योंकि परिणामी राशि की गणना करने और उसे अतिरिक्त डिस्क पर लिखने में बहुत कम समय लगता है, जबकि पढ़ने की गति RAID-0 सरणी के समान ही रहती है।
यदि ऐसा होता है कि आपके RAID-5 सरणी में HDD डिस्क में से एक विफल हो जाती है, तो पढ़ने और लिखने की गति तुरंत तेजी से कम हो जाएगी, क्योंकि होने वाले सभी ऑपरेशन अतिरिक्त जोड़-तोड़ क्रियाओं के साथ होते हैं।

वास्तव में, RAID-5 RAID-0 में बदल जाता है, और यदि आप समय पर RAID सरणी को पुनर्स्थापित करने का ध्यान नहीं रखते हैं, तो डेटा पूरी तरह से खोने का एक महत्वपूर्ण जोखिम है।
RAID-5 सरणी के समानांतर, "स्पेयर डिस्क" - एक अतिरिक्त का उपयोग करना संभव है। RAID सरणी के स्थिर संचालन के दौरान, स्पेयर डिस्क का उपयोग नहीं किया जाता है और यह निष्क्रिय मोड में है। लेकिन किसी भी गंभीर स्थिति की स्थिति में, "RAID सरणी" की बैकअप पुनर्प्राप्ति स्वचालित मोड में शुरू हो जाएगी - क्षतिग्रस्त HDD से जानकारी चेकसम का उपयोग करके अतिरिक्त HDD डिस्क पर पुनर्स्थापित की जाएगी, जो एक अलग HDD डिस्क पर स्थित हैं।
एक "RAID-5" सरणी आमतौर पर कम से कम तीन HDD ड्राइव से बनाई जाती है और यह आपके डेटा को केवल होने वाली एकल त्रुटियों से बचाने में मदद करेगी। यदि विभिन्न एचडीडी पर विभिन्न त्रुटियां एक साथ दिखाई देती हैं, तो RAID-5 सरणी मदद नहीं करेगी।

अगला "RAID-6" सरणी है:

इसमें "RAID-5" सरणी की तुलना में क्षमताओं में सुधार हुआ है। सामान्य तौर पर, काम का सार RAID-5 सरणी के समान है, केवल चेकसम की गणना एक HDD डिस्क पर नहीं, बल्कि दो HDD डिस्क पर होगी, और चेकसम की पूरी गणना पूरी तरह से अलग का उपयोग करके की जाती है एल्गोरिदम, जो समग्र रूप से संपूर्ण "RAID सरणी" में दोष सहनशीलता में उल्लेखनीय वृद्धि में योगदान देता है। एक RAID-6 सरणी मुख्य रूप से 4 HDD ड्राइव से असेंबल की जाती है। सरणी मेमोरी आकार की गणना करने के लिए उपयोग किया जाने वाला सूत्र इस प्रकार है - (एन - 2) * डिस्क आकार, जहां एन सरणी में स्थापित एचडीडी ड्राइव की संख्या है, और "डिस्क साइज" प्रत्येक एचडीडी ड्राइव का मेमोरी आकार है, यानी। 500GB के नाममात्र मूल्य के साथ पांच HDD डिस्क की "RAID-6" सरणी बनाते समय, कुल राशि 1500Gb (1.5Tb-टेराबाइट्स) आकार की एक सरणी होगी।
लिखते समय RAID-6 सरणी की गति RAID-5 सरणी की तुलना में लगभग 10-15% कम होगी, गति में कमी चेकसम की गणना और लेखन पर खर्च किए गए अतिरिक्त समय के कारण होती है।

सरणी "RAID-10":

इसे कभी-कभी "RAID 0+1" या "RAID 1+0" कहा जाता है, जो "RAID-0 और RAID-1" का सहजीवन है। यह सरणी आमतौर पर कम से कम चार HDD डिस्क से बनाई जाती है: पहले विभाजन पर "RAID-0" और दूसरे पर "RAID-0", पढ़ने और लिखने की गति बढ़ाने के लिए, वे एक दूसरे के बीच स्थित होंगे। "RAID-1" सरणी का दर्पण - दोष सहनशीलता बढ़ाने के लिए यह आवश्यक है। RAID-10 सरणी पहले दो विकल्पों के फायदों को संयोजित करने में सक्षम थी - जिसके परिणामस्वरूप इसका प्रदर्शन और दोष सहनशीलता प्राप्त हुई।

"RAID-50" सरणी "RAID-10" का एक एनालॉग है, जो "RAID-0 और RAID-5" का सहजीवन है - वास्तव में, इसे "RAID-5" सरणी के रूप में इकट्ठा किया जाता है, केवल घटक इसमें शामिल तत्व भौतिक HDD ड्राइव नहीं होंगे, और इसमें "RAID-0" योजना की सरणियाँ शामिल होंगी। इस प्रकार, RAID-50 सरणी आपको ऑपरेशन के दौरान उल्लेखनीय पढ़ने और लिखने की गति प्रदान करेगी और RAID-5 की स्थिरता और विश्वसनीयता में योगदान करेगी।

अगला "RAID-60" सरणी है:

वही सिद्धांत: वास्तव में, यह "RAID-6" है, जिसे कई "RAID-0" सरणियों से इकट्ठा किया गया है।
सरणियों के अन्य संयोजन भी हैं, जैसे "RAID 5+1 / RAID 6+1" - वास्तव में, वे "RAID-50 / RAID-60" के समान हैं, इस अंतर के साथ कि उनके सरणी तत्वों का आधार "नहीं है" RAID- 0" दूसरों की तरह, और सरणी दर्पण "RAID-1" हैं।

संयुक्त "RAID" सरणियों के बारे में अवधारणाएँ:

मूलतः "RAID-10" / "RAID-50" / "RAID-60" और "RAID X+1" जैसे सरणियाँ- ये "RAID-0" / RAID-1 / RAID-5 और RAID-6 जैसे बुनियादी सरणियों के प्रत्यक्ष वंशज हैं - इनका उपयोग मुख्य रूप से मानक कार्यक्षमता का उपयोग करके पढ़ने या लिखने की गति को बढ़ाने या गलती सहनशीलता को बढ़ाने के लिए किया जाता है। RAID सरणियों के बुनियादी, मानक प्रकार।

यदि हम इसे व्यावहारिक दृष्टिकोण से देखें और जीवन में किसी भी "RAID सरणियों" के अनुप्रयोगों पर चर्चा करें, तो तार्किक रूप से सब कुछ काफी सरल है:

1) RAID-0 सरणीअपने शुद्ध रूप में उपयोग नहीं किया जाता (बिल्कुल नहीं!);
2) "RAID-1"सरणी का उपयोग मुख्य रूप से किया जाता है जहां पढ़ने या लिखने की गति विशेष रूप से बड़ी भूमिका नहीं निभाती है, और दोष सहिष्णुता की अधिक हद तक आवश्यकता होती है - उदाहरण के लिए: "RAID-1" सरणी पर विभिन्न ऑपरेटिंग सिस्टम स्थापित करना बहुत अच्छा है। इस मामले में, ओएस के अलावा कोई भी एचडीडी डिस्क तक नहीं पहुंचता है, एचडीडी डिस्क की गति स्वयं संचालन के लिए पर्याप्त है, और दोष सहिष्णुता सुनिश्चित की जाती है;
3)छापा-5हम इसे वहां स्थापित करते हैं जहां गलती सहनशीलता के साथ गति की आवश्यकता होती है, लेकिन अधिक एचडीडी ड्राइव खरीदने का कोई तरीका नहीं है या यदि क्षति होती है तो सरणी को पुनर्स्थापित करने की आवश्यकता होती है, और साथ ही, सरणी का संचालन स्वयं बंद नहीं होता है - इस मामले में, स्पेयर ड्राइव मदद करेगी।
4) RAID-5 सरणी का मानक उपयोग:
डेटा स्टोरेज में या जैसा कि इन्हें NAS सर्वर भी कहा जाता है;
5) "RAID-6" सरणी:
इसका उपयोग वहां किया जाता है जहां यह खतरा होता है कि एक सरणी में कई एचडीडी ड्राइव एक साथ विफल हो सकते हैं। व्यवहार में, यह व्यावहारिक रूप से मामला नहीं है, जब तक कि यह पागल लोगों के लिए न हो;
6) "RAID-10" सरणी:
इनका उपयोग वहां किया जाता है जहां गति की आवश्यकता होती है, तेज काम के लिए और विश्वसनीयता के लिए। साथ ही, RAID-10 सरणी का उपयोग करने की मुख्य दिशा डेटाबेस सर्वर और फ़ाइल सर्वर है।

मैं मूलतः यही जानना चाहता था कि क्या है और क्यों है!

सूचना भंडारण की विश्वसनीयता बढ़ाने और साथ ही डेटा भंडारण प्रणाली के प्रदर्शन को बढ़ाने की समस्या कंप्यूटर परिधीय डेवलपर्स के दिमाग में लंबे समय से रही है। भंडारण की विश्वसनीयता बढ़ाने के संबंध में, सब कुछ स्पष्ट है: जानकारी एक वस्तु है, और अक्सर बहुत मूल्यवान होती है। डेटा हानि से बचाने के लिए, कई तरीकों का आविष्कार किया गया है, जिनमें से सबसे प्रसिद्ध और विश्वसनीय है सूचना बैकअप।

डिस्क सबसिस्टम के प्रदर्शन को बढ़ाने का मुद्दा बहुत जटिल है। आधुनिक प्रोसेसर की कंप्यूटिंग शक्ति में वृद्धि के कारण हार्ड ड्राइव की क्षमताओं और प्रोसेसर की जरूरतों के बीच स्पष्ट असंतुलन पैदा हो गया है। साथ ही, न तो महँगी SCSI ड्राइव, और न ही उससे भी अधिक IDE ड्राइव, आपको बचा सकती हैं। हालाँकि, यदि एक डिस्क की क्षमताएँ पर्याप्त नहीं हैं, तो शायद कई डिस्क होने से यह समस्या आंशिक रूप से हल हो जाएगी? बेशक, कंप्यूटर या सर्वर पर दो या दो से अधिक हार्ड ड्राइव की उपस्थिति से मामला नहीं बदलता है - आपको इन ड्राइव को एक-दूसरे के साथ (समानांतर में) काम करने की आवश्यकता है ताकि इससे डिस्क सबसिस्टम के प्रदर्शन में सुधार हो सके लिखने/पढ़ने का कार्य। इसके अलावा, क्या कई हार्ड ड्राइव का उपयोग करके न केवल प्रदर्शन, बल्कि डेटा भंडारण की विश्वसनीयता में भी सुधार करना संभव है, ताकि किसी एक ड्राइव की विफलता से जानकारी की हानि न हो? यह बिल्कुल वही दृष्टिकोण है जो 1987 में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले के अमेरिकी शोधकर्ताओं पैटरसन, गिब्सन और काट्ज़ द्वारा प्रस्तावित किया गया था। अपने पेपर, "ए केस फॉर रिडंडेंट एरेज़ ऑफ़ इनएक्सपेंसिव डिस्क्स, RAID" में, उन्होंने बताया कि कैसे कई कम लागत वाली हार्ड ड्राइव को एक ही लॉजिकल डिवाइस में जोड़ा जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप सिस्टम क्षमता और प्रदर्शन में वृद्धि होती है, और व्यक्तिगत डिस्क की विफलता नहीं होती है। संपूर्ण सिस्टम की विफलता का कारण बनता है।

लेख प्रकाशित हुए 15 साल बीत चुके हैं, लेकिन RAID सरणियों के निर्माण की तकनीक ने आज भी अपनी प्रासंगिकता नहीं खोई है। तब से केवल एक चीज जो बदल गई है वह है RAID संक्षिप्त नाम का डिकोडिंग। तथ्य यह है कि शुरू में RAID ऐरे सस्ते डिस्क पर बिल्कुल भी नहीं बनाए गए थे, इसलिए इनएक्सपेंसिव (सस्ता) शब्द को इंडिपेंडेंट (स्वतंत्र) में बदल दिया गया था, जो अधिक सच था।

इसके अलावा, अब RAID तकनीक व्यापक हो गई है। इसलिए, यदि कुछ साल पहले RAID सरणियों का उपयोग SCSI डिस्क का उपयोग करने वाले महंगे एंटरप्राइज़-स्केल सर्वर में किया जाता था, तो आज वे एंट्री-लेवल सर्वर के लिए भी एक प्रकार का वास्तविक मानक बन गए हैं। इसके अलावा, IDE RAID नियंत्रकों का बाज़ार धीरे-धीरे बढ़ रहा है, यानी सस्ते IDE डिस्क का उपयोग करके कार्यस्थानों पर RAID सरणियाँ बनाने का कार्य अत्यावश्यक होता जा रहा है। इस प्रकार, कुछ मदरबोर्ड निर्माताओं (एबिट, गीगाबाइट) ने पहले ही आईडीई RAID नियंत्रकों को स्वयं बोर्ड पर एकीकृत करना शुरू कर दिया है।

तो, RAID स्वतंत्र डिस्क की एक निरर्थक सारणी (स्वतंत्र डिस्क की निरर्थक सारणी) है, जिसका काम दोष सहनशीलता सुनिश्चित करना और प्रदर्शन बढ़ाना है। दोष सहनशीलता अतिरेक के माध्यम से प्राप्त की जाती है। अर्थात्, डिस्क स्थान क्षमता का कुछ हिस्सा आधिकारिक उद्देश्यों के लिए आवंटित किया जाता है, जो उपयोगकर्ता के लिए दुर्गम हो जाता है।

डिस्क सबसिस्टम का बढ़ा हुआ प्रदर्शन कई डिस्क के एक साथ संचालन से सुनिश्चित होता है, और इस अर्थ में, सरणी में (एक निश्चित सीमा तक) जितनी अधिक डिस्क होंगी, उतना बेहतर होगा।

किसी सरणी में डिस्क के संयुक्त संचालन को समानांतर या स्वतंत्र पहुंच का उपयोग करके व्यवस्थित किया जा सकता है।

समानांतर पहुंच के साथ, डेटा रिकॉर्ड करने के लिए डिस्क स्थान को ब्लॉक (स्ट्रिप्स) में विभाजित किया जाता है। इसी प्रकार, डिस्क पर लिखी जाने वाली जानकारी को समान ब्लॉकों में विभाजित किया गया है। लिखते समय, अलग-अलग ब्लॉक अलग-अलग डिस्क पर लिखे जाते हैं (चित्र 1), और कई ब्लॉक एक साथ अलग-अलग डिस्क पर लिखे जाते हैं, जिससे लिखने के संचालन में प्रदर्शन बढ़ जाता है। आवश्यक जानकारी को कई डिस्क से एक साथ अलग-अलग ब्लॉक में भी पढ़ा जाता है (चित्र 2), जो सरणी में डिस्क की संख्या के अनुपात में प्रदर्शन को भी बढ़ाता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि समानांतर एक्सेस मॉडल केवल तभी लागू किया जाता है जब डेटा लिखने के अनुरोध का आकार ब्लॉक के आकार से बड़ा हो। अन्यथा, कई ब्लॉकों की समानांतर रिकॉर्डिंग लागू करना असंभव है। आइए ऐसी स्थिति की कल्पना करें जहां एक व्यक्तिगत ब्लॉक का आकार 8 KB है, और डेटा लिखने के अनुरोध का आकार 64 KB है। इस मामले में, स्रोत जानकारी को 8 KB के आठ ब्लॉकों में काटा जाता है। यदि आपके पास चार-डिस्क सरणी है, तो आप एक समय में चार ब्लॉक या 32 केबी लिख सकते हैं। जाहिर है, विचार किए गए उदाहरण में, लिखने और पढ़ने की गति एक डिस्क का उपयोग करने की तुलना में चार गुना अधिक होगी। हालाँकि, यह स्थिति आदर्श है, क्योंकि अनुरोध का आकार हमेशा ब्लॉक आकार और सरणी में डिस्क की संख्या का गुणक नहीं होता है।

यदि रिकॉर्ड किए गए डेटा का आकार ब्लॉक आकार से कम है, तो एक मौलिक रूप से भिन्न एक्सेस मॉडल लागू किया जाता है - स्वतंत्र एक्सेस। इसके अलावा, इस मॉडल को उस स्थिति में भी लागू किया जा सकता है जब लिखित डेटा का आकार एक ब्लॉक के आकार से बड़ा हो। स्वतंत्र पहुंच के साथ, एक अनुरोध से सभी डेटा को एक अलग डिस्क पर लिखा जाता है, यानी, स्थिति एक डिस्क के साथ काम करने के समान है। समानांतर एक्सेस मॉडल का लाभ यह है कि यदि कई लिखने (पढ़ने) अनुरोध एक साथ आते हैं, तो वे सभी अलग-अलग डिस्क पर स्वतंत्र रूप से निष्पादित होंगे (चित्र 3)। ऐसी ही स्थिति विशिष्ट है, उदाहरण के लिए, सर्वर में।

विभिन्न प्रकार की पहुंच के अनुसार, विभिन्न प्रकार के RAID सरणियाँ होती हैं, जिन्हें आमतौर पर RAID स्तरों द्वारा चित्रित किया जाता है। पहुंच के प्रकार के अलावा, RAID स्तर अनावश्यक जानकारी को समायोजित करने और उत्पन्न करने के तरीके में भिन्न होते हैं। अनावश्यक जानकारी को या तो विशेष रूप से आवंटित डिस्क पर रखा जा सकता है, या सभी डिस्क के बीच फेरबदल किया जा सकता है। इस जानकारी को उत्पन्न करने के कई और तरीके हैं। उनमें से सबसे सरल है पूर्ण दोहराव (100 प्रतिशत अतिरेक), या मिररिंग। इसके अलावा, त्रुटि सुधार कोड का उपयोग किया जाता है, साथ ही समता गणना भी की जाती है।

RAID स्तर

वर्तमान में, कई मानकीकृत RAID स्तर हैं: RAID 0 से RAID 5 तक। इसके अलावा, इन स्तरों के संयोजन का उपयोग किया जाता है, साथ ही मालिकाना स्तर (उदाहरण के लिए, RAID 6, RAID 7)। सबसे सामान्य स्तर 0, 1, 3 और 5 हैं।

छापा 0

RAID स्तर 0, सख्ती से कहें तो, एक अनावश्यक सरणी नहीं है और, तदनुसार, विश्वसनीय डेटा भंडारण प्रदान नहीं करता है। फिर भी, इस स्तर का व्यापक रूप से उन मामलों में उपयोग किया जाता है जहां डिस्क सबसिस्टम के उच्च प्रदर्शन को सुनिश्चित करना आवश्यक होता है। यह स्तर कार्यस्थलों में विशेष रूप से लोकप्रिय है। RAID स्तर 0 सरणी बनाते समय, जानकारी को ब्लॉकों में विभाजित किया जाता है, जो अलग-अलग डिस्क (चित्र 4) पर लिखे जाते हैं, अर्थात, समानांतर पहुंच वाला एक सिस्टम बनाया जाता है (यदि, निश्चित रूप से, ब्लॉक आकार इसकी अनुमति देता है)। एकाधिक डिस्क से एक साथ I/O की अनुमति देकर, RAID 0 सबसे तेज़ डेटा स्थानांतरण गति और अधिकतम डिस्क स्थान दक्षता प्रदान करता है क्योंकि चेकसम के लिए किसी संग्रहण स्थान की आवश्यकता नहीं होती है। इस स्तर का कार्यान्वयन बहुत सरल है. RAID 0 का उपयोग मुख्य रूप से उन क्षेत्रों में किया जाता है जहां बड़ी मात्रा में डेटा के तेजी से स्थानांतरण की आवश्यकता होती है।

RAID 1 (प्रतिबिंबित डिस्क)

RAID स्तर 1 100 प्रतिशत अतिरेक के साथ डिस्क की एक श्रृंखला है। अर्थात्, डेटा को पूरी तरह से डुप्लिकेट (प्रतिबिंबित) किया जाता है, जिसके कारण बहुत उच्च स्तर की विश्वसनीयता (साथ ही लागत) प्राप्त होती है। ध्यान दें कि लेवल 1 को लागू करने के लिए, पहले डिस्क और डेटा को ब्लॉक में विभाजित करना आवश्यक नहीं है। सरलतम मामले में, दो डिस्क में समान जानकारी होती है और वे एक तार्किक डिस्क होती हैं (चित्र 5)। यदि एक डिस्क विफल हो जाती है, तो उसके कार्य दूसरे द्वारा किए जाते हैं (जो उपयोगकर्ता के लिए बिल्कुल पारदर्शी है)। इसके अलावा, यह स्तर सूचना पढ़ने की गति को दोगुना कर देता है, क्योंकि यह ऑपरेशन दो डिस्क से एक साथ किया जा सकता है। इस सूचना भंडारण योजना का उपयोग मुख्य रूप से उन मामलों में किया जाता है जहां डेटा सुरक्षा की लागत भंडारण प्रणाली को लागू करने की लागत से बहुत अधिक है।

छापेमारी 2

RAID लेवल 2 एक डेटा रिडंडेंसी योजना है जो त्रुटि सुधार के लिए हैमिंग कोड (नीचे देखें) का उपयोग करती है। लिखित डेटा ब्लॉक संरचना के आधार पर नहीं बनता है, जैसा कि RAID 0 में होता है, बल्कि शब्दों के आधार पर होता है, और शब्द का आकार सरणी में डेटा रिकॉर्ड करने के लिए डिस्क की संख्या के बराबर होता है। यदि, उदाहरण के लिए, सरणी में डेटा लिखने के लिए चार डिस्क हैं, तो शब्द का आकार चार डिस्क के बराबर है। किसी शब्द का प्रत्येक व्यक्तिगत बिट सरणी में एक अलग डिस्क पर लिखा जाता है। उदाहरण के लिए, यदि किसी ऐरे में डेटा रिकॉर्ड करने के लिए चार डिस्क हैं, तो चार बिट्स का एक क्रम, यानी एक शब्द, डिस्क के ऐरे पर इस तरह लिखा जाएगा कि पहला बिट पहली डिस्क पर होगा, दूसरे पर दूसरा बिट, आदि।

इसके अलावा, प्रत्येक शब्द के लिए एक त्रुटि सुधार कोड (ईसीसी) की गणना की जाती है, जो नियंत्रण जानकारी संग्रहीत करने के लिए समर्पित डिस्क पर लिखा जाता है (चित्र 6)। उनकी संख्या नियंत्रण शब्द में बिट्स की संख्या के बराबर है, और नियंत्रण शब्द का प्रत्येक बिट एक अलग डिस्क पर लिखा गया है। नियंत्रण शब्द में बिट्स की संख्या और, तदनुसार, नियंत्रण जानकारी संग्रहीत करने के लिए डिस्क की आवश्यक संख्या की गणना निम्न सूत्र के आधार पर की जाती है: जहां K डेटा शब्द की बिट गहराई है।

स्वाभाविक रूप से, निर्दिष्ट सूत्र का उपयोग करके गणना करते समय, एल को निकटतम पूर्णांक तक पूर्णांकित किया जाता है। हालाँकि, सूत्रों के साथ खिलवाड़ न करने के लिए, आप एक अन्य स्मरणीय नियम का उपयोग कर सकते हैं: नियंत्रण शब्द की बिट गहराई शब्द आकार के द्विआधारी प्रतिनिधित्व के लिए आवश्यक बिट्स की संख्या से निर्धारित होती है। उदाहरण के लिए, यदि शब्द का आकार चार है (बाइनरी नोटेशन में 100), तो इस संख्या को बाइनरी रूप में लिखने के लिए तीन अंकों की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि नियंत्रण शब्द का आकार तीन है। इसलिए, यदि डेटा संग्रहीत करने के लिए चार डिस्क हैं, तो नियंत्रण डेटा संग्रहीत करने के लिए तीन और डिस्क की आवश्यकता होगी। इसी प्रकार, यदि आपके पास डेटा के लिए सात डिस्क हैं (बाइनरी नोटेशन 111 में), तो आपको नियंत्रण शब्दों को संग्रहीत करने के लिए तीन डिस्क की आवश्यकता होगी। यदि डेटा के लिए आठ डिस्क आवंटित की जाती हैं (बाइनरी नोटेशन 1000 में), तो नियंत्रण जानकारी के लिए चार डिस्क की आवश्यकता होती है।

हैमिंग कोड जो नियंत्रण शब्द बनाता है वह बिटवाइज़ "एक्सक्लूसिव OR" (XOR) ऑपरेशन (जिसे "असमानता" भी कहा जाता है) के उपयोग पर आधारित है। याद रखें कि यदि ऑपरेंड (0 और 1) से मेल नहीं खाते हैं तो तार्किक ऑपरेशन XOR एक देता है और यदि वे (0 और 0 या 1 और 1) से मेल खाते हैं तो शून्य देता है।

हैमिंग एल्गोरिदम का उपयोग करके प्राप्त नियंत्रण शब्द स्वयं, शब्द के उन सूचना बिट्स की संख्याओं के बिटवाइज़ एक्सक्लूसिव या ऑपरेशन के परिणाम का व्युत्क्रम है, जिनके मान 1 के बराबर हैं। उदाहरण के लिए, मूल शब्द 1101 पर विचार करें .पहले (001), तीसरे (011) और चौथे (100) में इस शब्द के अंकों का मान एक है। इसलिए, इन बिट संख्याओं के लिए बिटवाइज़ एक्सक्लूसिव OR ऑपरेशन करना आवश्यक है:

नियंत्रण शब्द स्वयं (हैमिंग कोड) परिणामी परिणाम के बिटवाइज़ व्युत्क्रम द्वारा प्राप्त किया जाता है, अर्थात यह 001 के बराबर है।

डेटा पढ़ते समय, हैमिंग कोड की फिर से गणना की जाती है और स्रोत कोड के साथ तुलना की जाती है। दो कोडों की तुलना करने के लिए, बिटवाइज़ "एक्सक्लूसिव OR" ऑपरेशन का उपयोग किया जाता है। यदि सभी बिट्स में तुलना परिणाम शून्य है, तो रीडिंग सही है, अन्यथा इसका मान मुख्य कोड के गलती से प्राप्त बिट की संख्या है। उदाहरण के लिए, मान लें कि स्रोत शब्द 1100000 के बराबर है। चूँकि वे छठे (110) और सातवें (111) पदों पर हैं, नियंत्रण शब्द इसके बराबर है:

यदि पढ़ने के दौरान शब्द 1100100 दर्ज किया गया है, तो इसके लिए नियंत्रण शब्द 101 के बराबर है। मूल नियंत्रण शब्द की तुलना प्राप्त नियंत्रण शब्द (बिटवाइज़ एक्सक्लूसिव या ऑपरेशन) से करने पर, हमारे पास है:

अर्थात्, तीसरी स्थिति में पढ़ने में त्रुटि।

तदनुसार, यह जानकर कि कौन सा बिट ग़लत है, इसे तुरंत ही आसानी से ठीक किया जा सकता है।

RAID 2 उन कुछ स्तरों में से एक है जो आपको न केवल एकल त्रुटियों को ठीक करने की अनुमति देता है, बल्कि दोहरी त्रुटियों का भी पता लगाने की अनुमति देता है। इसके अलावा, यह सुधार कोड वाले सभी स्तरों में सबसे अनावश्यक है। इस डेटा भंडारण योजना का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है क्योंकि यह बड़ी संख्या में अनुरोधों को अच्छी तरह से संभाल नहीं पाता है, इसे व्यवस्थित करना जटिल है, और RAID 3 की तुलना में इसके कुछ फायदे हैं।

छापा 3

RAID स्तर 3 समानांतर I/O और एक अतिरिक्त डिस्क के साथ एक दोष-सहिष्णु सरणी है जिस पर नियंत्रण जानकारी लिखी जाती है (चित्र 7)। रिकॉर्डिंग करते समय, डेटा स्ट्रीम को बाइट स्तर पर (हालांकि संभवतः बिट स्तर पर) ब्लॉक में विभाजित किया जाता है और नियंत्रण जानकारी संग्रहीत करने के लिए आवंटित डिस्क को छोड़कर, सरणी के सभी डिस्क पर एक साथ लिखा जाता है। नियंत्रण जानकारी (जिसे चेकसम भी कहा जाता है) की गणना करने के लिए, लिखे जा रहे डेटा ब्लॉक पर एक एक्सक्लूसिव-या ऑपरेशन (XOR) लागू किया जाता है। यदि कोई डिस्क विफल हो जाती है, तो उस पर मौजूद डेटा को नियंत्रण डेटा और स्वस्थ डिस्क पर शेष डेटा का उपयोग करके पुनर्स्थापित किया जा सकता है।

उदाहरण के तौर पर, चार बिट्स के ब्लॉक पर विचार करें। मान लीजिए कि डेटा संग्रहीत करने के लिए चार डिस्क और चेकसम रिकॉर्ड करने के लिए एक डिस्क है। यदि बिट्स का अनुक्रम 1101 0011 1100 1011 है, जो चार बिट्स के ब्लॉक में विभाजित है, तो चेकसम की गणना करने के लिए ऑपरेशन करना आवश्यक है:

इस प्रकार, पाँचवीं डिस्क पर लिखा गया चेकसम 1001 है।

यदि डिस्क में से एक, उदाहरण के लिए तीसरा, विफल हो जाता है, तो ब्लॉक 1100 पढ़ने के लिए अनुपलब्ध होगा। हालाँकि, चेकसम और शेष ब्लॉकों के मूल्यों का उपयोग करके, उसी "एक्सक्लूसिव OR" ऑपरेशन का उपयोग करके इसका मूल्य आसानी से बहाल किया जा सकता है:

ब्लॉक 3=ब्लॉक 1ब्लॉक 2ब्लॉक 4

योग की जाँच करें.

हमारे उदाहरण में हमें मिलता है:

ब्लॉक 3=1101001110111001=1100।

RAID स्तर 3 में RAID 2 की तुलना में बहुत कम अतिरेक है। डेटा को ब्लॉकों में विभाजित करके, RAID 3 का प्रदर्शन उच्च है। जानकारी पढ़ते समय, डिस्क को चेकसम के साथ एक्सेस नहीं किया जाता है (जब तक कि कोई विफलता न हो), जो हर बार लिखने का ऑपरेशन होने पर होता है। चूँकि प्रत्येक I/O ऑपरेशन सरणी में लगभग सभी डिस्क तक पहुँचता है, एक साथ कई अनुरोधों को संसाधित करना संभव नहीं है। यह स्तर बड़ी फ़ाइलों और कम एक्सेस आवृत्ति वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। इसके अलावा, RAID 3 के फायदों में विफलता की स्थिति में प्रदर्शन में थोड़ी कमी और जानकारी की त्वरित पुनर्प्राप्ति शामिल है।

छापा 4

RAID स्तर 4 चेकसम संग्रहीत करने के लिए एक ड्राइव के साथ स्वतंत्र डिस्क की एक दोष-सहिष्णु सरणी है (चित्र 8)। RAID 4 कई मायनों में RAID 3 के समान है, लेकिन मुख्य रूप से लिखे जा रहे डेटा के काफी बड़े ब्लॉक आकार (लिखे जा रहे डेटा के आकार से बड़ा) में बाद वाले से भिन्न है। यह RAID 3 और RAID 4 के बीच मुख्य अंतर है। ब्लॉकों का एक समूह लिखने के बाद, एक चेकसम की गणना की जाती है (उसी तरह जैसे RAID 3 के मामले में), जो इस उद्देश्य के लिए आवंटित डिस्क पर लिखा जाता है। RAID 3 से बड़े ब्लॉक आकार के साथ, कई रीड ऑपरेशन एक साथ किए जा सकते हैं (स्वतंत्र एक्सेस डिज़ाइन)।

RAID 4 छोटी फ़ाइल स्थानांतरण के प्रदर्शन में सुधार करता है (रीड ऑपरेशन को समानांतर करके)। लेकिन चूंकि रिकॉर्डिंग को आवंटित डिस्क पर चेकसम की गणना करनी चाहिए, यहां एक साथ संचालन असंभव है (इनपुट और आउटपुट संचालन की एक विषमता है)। बड़ी मात्रा में डेटा संचारित करते समय विचाराधीन स्तर गति लाभ प्रदान नहीं करता है। यह भंडारण योजना उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन की गई थी जिनमें डेटा को शुरू में छोटे ब्लॉकों में विभाजित किया जाता है, इसलिए इसे आगे विभाजित करने की कोई आवश्यकता नहीं है। RAID 4 फ़ाइल सर्वर के लिए एक अच्छा समाधान है जहां जानकारी मुख्य रूप से पढ़ी जाती है और शायद ही कभी लिखी जाती है। इस डेटा भंडारण योजना की लागत कम है, लेकिन इसका कार्यान्वयन काफी जटिल है, साथ ही विफलता की स्थिति में डेटा पुनर्प्राप्ति भी काफी जटिल है।

छापा 5

RAID स्तर 5 चेकसम के वितरित भंडारण के साथ स्वतंत्र डिस्क की एक दोष-सहिष्णु सरणी है (चित्र 9)। डेटा ब्लॉक और चेकसम, जिनकी गणना RAID 3 की तरह ही की जाती है, सरणी के सभी डिस्क पर चक्रीय रूप से लिखे जाते हैं, यानी, चेकसम जानकारी संग्रहीत करने के लिए कोई समर्पित डिस्क नहीं है।

RAID 5 के मामले में, सरणी में सभी डिस्क समान आकार की होती हैं, लेकिन लिखने के लिए उपलब्ध डिस्क सबसिस्टम की कुल क्षमता बिल्कुल एक डिस्क छोटी हो जाती है। उदाहरण के लिए, यदि पांच डिस्क का आकार 10 जीबी है, तो सरणी का वास्तविक आकार 40 जीबी है क्योंकि नियंत्रण जानकारी के लिए 10 जीबी आवंटित किया गया है।

RAID 5, RAID 4 की तरह, एक स्वतंत्र एक्सेस आर्किटेक्चर है, अर्थात, RAID 3 के विपरीत, यह जानकारी संग्रहीत करने के लिए बड़े आकार के तार्किक ब्लॉक प्रदान करता है। इसलिए, जैसा कि RAID 4 के मामले में होता है, ऐसी सरणी एक साथ कई अनुरोधों को संसाधित करते समय मुख्य लाभ प्रदान करती है।

RAID 5 और RAID 4 के बीच मुख्य अंतर चेकसम को रखने का तरीका है।

चेकसम के बारे में जानकारी संग्रहीत करने वाली एक अलग (भौतिक) डिस्क की उपस्थिति, यहां, पिछले तीन स्तरों की तरह, इस तथ्य की ओर ले जाती है कि जिन रीड ऑपरेशनों को इस डिस्क तक पहुंच की आवश्यकता नहीं होती है, वे उच्च गति पर किए जाते हैं। हालाँकि, प्रत्येक लेखन ऑपरेशन नियंत्रण डिस्क पर जानकारी को बदल देता है, इसलिए RAID 2, RAID 3 और RAID 4 समानांतर लेखन की अनुमति नहीं देते हैं। RAID 5 में यह नुकसान नहीं है क्योंकि चेकसम को सरणी में सभी डिस्क पर लिखा जाता है, जिससे एक साथ कई पढ़ने या लिखने की अनुमति मिलती है।

व्यावहारिक कार्यान्वयन

RAID सरणियों के व्यावहारिक कार्यान्वयन के लिए, दो घटकों की आवश्यकता होती है: हार्ड ड्राइव सरणी और RAID नियंत्रक। नियंत्रक सर्वर (वर्कस्टेशन) के साथ संचार करने, लिखते समय अनावश्यक जानकारी उत्पन्न करने और पढ़ते समय जांच करने, ऑपरेटिंग एल्गोरिदम के अनुसार डिस्क पर जानकारी वितरित करने का कार्य करता है।

संरचनात्मक रूप से, नियंत्रक या तो बाहरी या आंतरिक हो सकते हैं। मदरबोर्ड पर RAID नियंत्रक भी एकीकृत हैं। इसके अलावा, नियंत्रक समर्थित डिस्क इंटरफ़ेस में भिन्न होते हैं। इस प्रकार, SCSI RAID नियंत्रक सर्वर में उपयोग के लिए हैं, और IDE RAID नियंत्रक प्रवेश स्तर के सर्वर और वर्कस्टेशन दोनों के लिए उपयुक्त हैं।

RAID नियंत्रकों की एक विशिष्ट विशेषता हार्ड ड्राइव को जोड़ने के लिए समर्थित चैनलों की संख्या है। हालाँकि कई SCSI ड्राइव को एक नियंत्रक चैनल से जोड़ा जा सकता है, RAID सरणी का कुल थ्रूपुट एक चैनल के थ्रूपुट द्वारा सीमित होगा, जो SCSI इंटरफ़ेस के थ्रूपुट से मेल खाता है। इस प्रकार, कई चैनलों के उपयोग से डिस्क सबसिस्टम के प्रदर्शन में काफी सुधार हो सकता है।

आईडीई RAID नियंत्रकों का उपयोग करते समय, मल्टीचैनल समस्या और भी गंभीर हो जाती है, क्योंकि एक चैनल से जुड़े दो हार्ड ड्राइव (अधिक ड्राइव स्वयं इंटरफ़ेस द्वारा समर्थित नहीं हैं) समानांतर संचालन प्रदान नहीं कर सकते हैं - आईडीई इंटरफ़ेस आपको केवल एक ड्राइव तक पहुंचने की अनुमति देता है समय. इसलिए, IDE RAID नियंत्रक कम से कम दोहरे चैनल वाले होने चाहिए। चार- और यहां तक ​​कि आठ-चैनल नियंत्रक भी हैं।

IDE RAID और SCSI RAID नियंत्रकों के बीच एक और अंतर उनके द्वारा समर्थित स्तरों की संख्या है। SCSI RAID नियंत्रक सभी मुख्य स्तरों और, एक नियम के रूप में, कई और संयुक्त और मालिकाना स्तरों का समर्थन करते हैं। IDE RAID नियंत्रकों द्वारा समर्थित स्तरों का सेट बहुत अधिक मामूली है। आमतौर पर ये शून्य और प्रथम स्तर होते हैं। इसके अलावा, ऐसे नियंत्रक भी हैं जो पांचवें स्तर और पहले और शून्य के संयोजन का समर्थन करते हैं: 0+1। यह दृष्टिकोण काफी तार्किक है, क्योंकि IDE RAID नियंत्रक मुख्य रूप से वर्कस्टेशन के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, इसलिए मुख्य जोर समानांतर I/O (स्तर 0) के दौरान डेटा अखंडता (स्तर 1) या प्रदर्शन को बढ़ाने पर है। इस मामले में, एक स्वतंत्र डिस्क योजना की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि वर्कस्टेशन में लिखने/पढ़ने के अनुरोधों का प्रवाह सर्वर की तुलना में बहुत कम है।

RAID सारणी का मुख्य कार्य डिस्क सबसिस्टम की क्षमता को बढ़ाना नहीं है (जैसा कि इसके डिज़ाइन से देखा जा सकता है, वही क्षमता कम पैसे में प्राप्त की जा सकती है), बल्कि विश्वसनीय डेटा भंडारण सुनिश्चित करना और प्रदर्शन बढ़ाना है। इसके अलावा, सर्वरों के लिए, निर्बाध संचालन की आवश्यकता होती है, भले ही कोई एक ड्राइव विफल हो जाए। हॉट स्वैपिंग द्वारा निर्बाध संचालन सुनिश्चित किया जाता है, अर्थात, एक दोषपूर्ण एससीएसआई डिस्क को हटाकर और बिजली बंद किए बिना एक नया स्थापित करना। क्योंकि एक ड्राइव विफल होने पर डिस्क सबसिस्टम चालू रहता है (स्तर 0 को छोड़कर), हॉट स्वैपिंग उपयोगकर्ताओं के लिए पारदर्शी पुनर्प्राप्ति प्रदान करता है। हालाँकि, एक गैर-कार्यशील डिस्क के साथ स्थानांतरण गति और पहुंच गति इस तथ्य के कारण काफी कम हो जाती है कि नियंत्रक को अनावश्यक जानकारी से डेटा पुनर्प्राप्त करना होगा। सच है, इस नियम का एक अपवाद है - स्तर 2, 3, 4 के RAID सिस्टम, जब अनावश्यक जानकारी वाली ड्राइव विफल हो जाती है, तो वे तेजी से काम करना शुरू कर देते हैं! यह स्वाभाविक है, क्योंकि इस मामले में "मक्खी पर" स्तर शून्य में बदल जाता है, जिसमें उत्कृष्ट गति विशेषताएँ होती हैं।

अब तक, यह लेख हार्डवेयर समाधानों के बारे में रहा है। लेकिन उदाहरण के लिए, विंडोज़ 2000 सर्वर के लिए माइक्रोसॉफ्ट द्वारा सॉफ्टवेयर भी पेश किया जाता है। हालाँकि, इस मामले में, कुछ प्रारंभिक बचत केंद्रीय प्रोसेसर पर अतिरिक्त भार से पूरी तरह से बेअसर हो जाती है, जो अपने मुख्य कार्य के अलावा, डिस्क पर डेटा वितरित करने और चेकसम की गणना करने के लिए मजबूर होता है। इस तरह के समाधान को केवल कंप्यूटिंग शक्ति की अत्यधिक अधिकता और कम सर्वर लोड के मामले में ही स्वीकार्य माना जा सकता है।

सर्गेई पखोमोव