RAID с функцией четности

RAID 5

RAID 5 использует комбинацию методов чередования и четности. В случае с RAID 5 поток данных разделен на блоки определенного размера, которые потом поочередно записываются на диски-члены массива. В каждой строке одному из дисков назначается хранение определенной контрольной суммы – так называемой функции четности, которая высчитывается на основе данных блоков, находящихся на других дисках в строке. В случае поломки одного диска утерянные данные можно восстановить с помощью этой самой функции четности. Таким образом обеспечивается отказоустойчивость массива.

Минимум три диска требуется для создания RAID 5. Теоретически, максимальное число дисков не ограничено, но на практике максимальное число дисков в RAID5 ограничивается возможностями конкретного контроллера в случае аппаратного массива RAID. Емкость массива RAID5 в (N-1) раз больше размера самого маленького диска для массива из N дисков.

Объем одного диска используется для хранения данных функции четности, чтобы обеспечить отказоустойчивость.

Типы RAID 5

Существует четыре разных вида RAID 5, в зависимости от того, как расположены блоки четности, и в каком порядке записаны блоки данных (обратите внимание, что в схемах первый блок в каждой строке отмечен красным):

Левые и правые массивы определеяются по тому, как блоки четности распределяются по дискам. Синхронность и асинхронность определяет порядок расположения блоков c данными.

Для восстановления RAID 5 все эти параметры должны быть определены в дополнение к размеру блока, начальному смещению и порядку дисков.

Запись в массиве RAID5

Для записи данных меньшего размера, чем требует размер блока, необходимо выполнить следующие действия:

1. Прочитать старый блок данных.
2. Прочитать старый блок четности.
3. Сравнить данные в старом блоке с новыми. Для каждого измененного бита изменить соответствующий бит в четности.
4. Записать блок новых данных.
5. Записать блок новой четности.

Очевидно, что обновления четности снижают общую производительность.

Для записей, которые равны либо превышают размер строки, состоящей из N блоков данных, скорость записи немного быстрее, поскольку не требуется считывать старые блоки и искать изменения.

RAID 6

RAID 6 использует методы чередования и четности, но, в отличие от RAID 5, имеет две независимые функции четности, которые затем записываются на два диска-члена массива в каждом ряду. Обычно одна из этих функций четности такая же, как и в RAID 5 (XOR-функция), в то время как вторая более сложная. Данные четности помогают восстанавливать файлы в случае одновременного отказа двух дисков.

Минимум четыре диска требуется, чтобы создать RAID 6. Емкость массива в (N-2) раз больше размера наименьшего диска для массива из N дисков.

Скорость чтения в (N-2) раз быстрее, чем в случае с одним диском - два диска в ряду содержат четность, которую бесполезно считывать. Такие значения скорости чтения, грубо говоря, идентичны RAID 5.

Нет увеличения производительности в отношении скорости записи в RAID 6, потому что каждая новая запись требует пересчета и обновления двух разных блоков четности.

RAID 6 – довольно дорогой вариант хранения данных. Однако, когда нужно большое и надежное хранилище, RAID 6 - один из лучших выборов, поскольку он защитит данные, если сломаются два диска. Это может случиться:

• во время перестроения массива;
• из-за ошибки оператора, например, когда происходит неправильная горячая замена диска.

Особенности восстановления данных в массивах с четностью

• Когда в RAID 5 отсутствует один диск, есть определенный "штраф" на скорость, потому что данные, хранящиеся на утраченном диске, должны быть пересчитаны. Однако произвести пересчет все-таки значительно быстрее, чем попытаться прочитать физически поврежденный диск. Следовательно, для восстановления данных вам следует избегать использования дисков, которые физически повреждены.
• Хотя RAID 6 можно перестроить с помощью контроллера c доступными N-2 дисками, Волга RAID требуется N-1 дисков для восстановления RAID6.