24. Дисковые системы raid.

Создан чтоб догнать быстродействие процессоров, рассматривается операционкой как единое логическое ЗУ. в массиве есть избыточная информация - на случай исправления ошибок(дополнительное место для копирования информации).быстрее запись т.к. записывается параллельно на неск дисков.

Повышение отказоустойчивости: -дублирование(копии всех данных на разных дисках массива)-код Хэминга (корректирующие биты хранятся на отдельных дисках. коды - для каждых полос одинаково расположенных на всех дисках)-биты паритета.

SCSI - шина для подключения дисковых ЗУ

У любого физич-го устр-ва хран-ия данных есть пределы возможно­стей, обусловленные соврем-ым развитием технологий. В ряде случаев требуются устройства хранения данных с «запредельными» параметрами: ♦   емкостью хранилища, превышающей емкость физического устройства хра­нения; ♦   длительной скоростью передачи данных, превышающей внутреннюю скорость передачи устройства; ♦   надежностью, превышающей надежность физ устройства.

Такое выдающееся устройство получают за счет избыточности — парал­лельного использования множества обычных устройств. Применительно к дис­ковым устройствам применяют термин RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks — избыточный массив недорогих дисков). Идея: группу обычных однотипных дисков подключают к RAID-контроллеру —устр-ву, которое для хост-компьютера этот массив представляет как один виртуальный диск с улучшенными свойствами.

В зависимости от алгоритма представления диска различают следующие схемы (типы, уровни) RAID:

RAID 0 —без избыточности (пространство дисков используется полностью) и отказоустойчивости (при отказе одного из дисков массива отказывает весь диск), про­стейшее средство повышения производительности и увеличения объема. Виртуальный диск разбивается на зоны, или полосы (strips), которые равно­мерно распределяются по всем дискам массива (размер зон кратен размеру сек­тора диска). При обращениях хоста к большому блоку данных, RAID-контроллер посылает запросы одновременно к не­скольким дискам -> обращение параллельно -> рост производительности по чтению и по записи. Для коротких запросов выигрыша в скорости нет.

RAID 1 – Два (или более) диска дубли­руют друг друга.Запись инф-ии вып. одноврем. на все диски, чтение — с любого свободного ->

рост производительности чтения. Отказ одного диска приводит только к снижению скорости чтения. Чем больше дисков в массиве, тем выше надежность.

RAID 2 — избыточный массив, биты данных распределяются по нескольким дискам, остальные диски с проверочными кодами Хэм-минга (коды позволяют исправлять битовые ошибки при отказе одного из дисков). Отказ физического устройства не приводит к отказу виртуального диска. Эффективность кода Хэмминга (избыточность, обес­печивающая исправление) зависит от числа информационных битов: выгод­нее массивы с большим числом дисков.

RAID 3 — избыточный массив, нет ко­дов Хэмминга, использ лишь бит четности т.е занимает 1 диск. Ошибка чтения каждого диска определяется его встроенным контроллером, RAID-контрол­лер «видит» ошибочный диск и его бит вычисляет через бит четности.Это лучше кода Хэмминга, с помощью которого вычисл и позиция ошибоч-го бита, и его значение. Произв-ть, отка­зоустойчивость и эффект-ть использования пространства вы­сокие, но для достижения высокой скорости требуется синхронизация уст­ройств.

RAID 4 — избыточный массив, данные разбиты на зоны и доп выделен диск для размещения зоны четности для всех зон данных. В случае отказа любого из дисков его данные восстан-ся с помощью зон четности и соот-щих зон данных на «живых» дисках. Короткие запросы записи обслуж-ся медленно: изменение одного сектора (зоны) требует чтения соответ-щего сектора (зоны) на всех дисках данных с тем, чтобы вычислить и записать нов значение зоны четности. Возможна оптимизация записи, при которой выч-ся измене­ние значения четности на основе старых и новых данных изменяемого сек­тора данных.

RAID 5 — распред-ие и чередование данных и четности по дискам, но для битов четности не выделяется спец диск (биты четности рас­пределяются по всем дискам по кругу). Обеспечивает более высокую ско­рость записи, чем RAID 4. В случае отказа одного диска потерянные данные восст-мы, но не так быстро и просто, как в RAID 4.

RAID 6 — более сложная схема, устойчивая даже к двойным отказам (но низкая произв-ть).

Функции RAID могут быть реализованы и программно, средствами ОС компа. При этом в качестве интерфейсов дисков применяют интерфейсы существующих контроллеров (предпочтительно SCSI, но используют и АТА).