Мал.4.5.2.1.1. Схема реалізації зеркалювання.
Дуплекс – розвиток ідеї зеркалювання. В цьому випадку так само високий рівень надійності і потрібно вдвічі більше жорстких дисків. Але з'являються додаткові витрати: для підвищення надійності в систему встановлюються два незалежні RAID контролери, як показано на мал. 4.5.2.1.2. Вихід з ладу одного диска або контролера не позначається на працездатності системи вцілому.
Мал. 4.5.1.1.2. Схема реалізації механізму дуплексування.
Почерговий запис–можливість підвищити швидкодію системи. Очевидно, якщо читання і запис проводити паралельно на декількох жорстких дисках, можна отримати виграш в швидкості. Схему реалізації почергового запису зображено на мал. 4.5.1.1.3. Файл, призначений для запису розбивається на частини певного розміру і посилається одночасно на всі наявні накопичувачі. В такому фрагментованому вигляді файл і зберігається. Зчитування проводиться тими ж таки фрагментами.
Парність є альтернативним рішенням, що поєднує в собі достоїнства зеркалювання (висока надійність) і почерговий запис (висока швидкість роботи). Використовується той же принцип, що і в контролі парності оперативної пам'яті.
Якщо є N блоків даних і на їх основі обчислюється ще один додатковий екстраблок, з отриманих (N+1) блоків, завжди можна відновити інформацію при пошкодженні одного з блоків. Відповідно, для створення RAID-масиву в цьому випадку потрібен (N+1) жорсткий диск. Розподіл блоків по дисках точно такий же, як при почерговому записі. Екстраблок може записуватися на окремий накопичувач, або записуватись на всі диски за певним правилом. Кожен біт екстраблока складається з суми біт всіх N блоків, точніше з результату виконання логічної операції XOR. Оператор XOR при повторному накладанні повертає початковий аргумент. Тобто (А XOR B) XOR B = А. Це правило розповсюджується на будь-яку кількість операндів.
Плюси парності очевидні. За рахунок використання почергового запису підвищується швидкість роботи. При зеркалюванні надійність зберігається, але при цьому «неробочий об'єм» масиву помітно зменшується, він однаковий при будь-якій кількості дисків і складає обсяг одного диска, тобто при 5 дисках в масиві «пропадає» всього 20% ємності.
Разом з тим у парності є суттєвий недолік. Для формування екстраблоків потрібні обчислення! Їх треба робити на льоту, причому з мільйонами, мільярдами біт! Якщо цю функцію виконуватиме центральний процесор, ми отримаємо суттєве зниження швидкодії. Виникає необхідність використання достатньо недешевої апаратної компоненти з RAID-контролерами, які і виконують всі обчислення. У разі виходу з ладу одного з дисків, процес відновлення буде не таким швидким, як при зеркалюванні.
Мал. 4.5.1.1.3. Схема реалізації почергового запису.
Принцип функціонування RAID-систем полягає в наступному: з набору дискових накопичувачів створюється масив, який керується спеціальним контролером і визначається комп'ютером як єдиний логічний диск великої ємності. За рахунок паралельного виконання операцій введення-виведення забезпечується висока швидкодія системи, а підвищена надійність зберігання інформації досягається дублюванням даних або обчисленням контрольних сум. Слід зазначити, що застосування RAID-масивів гарантує захист від втрат даних тільки у разі фізичної відмови жорстких дисків.
Розрізняють декілька базових рівнів RAID-масивів (single RAID): RAID 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Іноді на практиці використовуються комбіновані (multiple RAID) рівні, такі як RAID 1+0, RAID 3+0, RAID 5+0, RAID 1+5 і т.п. Комбіновані є поєднанням кількох (здебільшого 2-х) базових рівнів RAID, тож почнемо розгляд саме з них. Розглянемо коротко їх принципи функціонування, достоїнства та недоліки.