VelociRaptory a RAID - když jeden nestačí
Seznam kapitol
Přemýšlíte o vytvoření diskového pole RAID a nevíte jak na to? Mají smysl plnohodnotné SATA RAID za tisíce korun nebo vám službu odvede i dobrá základní deska? To vše jsou zajímavé otázky, na které se často ptáte i na fóru a když se nám v redakci sešly dva pevné disky VelociRaptor, nebylo co řešit.
Úvod
O diskových polích RAID (Redundant Array of Independent Disks - vícenásobné pole nezávislých disků) už asi více než slyšel nejeden z vás a zřejmě vás nebude málo, kdo jste vážně přemýšleli o jeho instalaci do domácího počítače nebo jste s ním dokonce experimentovali či jej doma opravdu máte. Přesto však mezi vámi budou i tací, kteří o RAIDu sice něco slyšeli, ale přesná značení jako RAID 0 nebo 1 jim už tolik neříkají. Nejprve si proto řekněme o polích RAID něco obecně.
Co to je RAID?
Co to vlastně RAID je? Jak už jsem psal v úvodu, je to pole několika pevných disků. Ty jsou řídící jednotkou různými způsoby propojeny tak, že se ve výsledku pro celý počítač chovají jako jediný pevný disk se všemi důsledky. Jako typický příklad si vezměme dva stejné (ono stejné je pro RAID velmi důležité) pevné disky. Každý má kapacitu 1 GB. Můžete je například v poli RAID spojit a disky se pak budou chovat ne jako dva 1TB, ale jako jeden 2TB. Můžete na ně proto uložit 1,5TB databázi, což předtím nešlo.
Disková pole RAID se díky svým vlastnostem (hlavně možnost zálohování) používá hlavně u serverů, kde jsou vysoké nároky jak na rychlost disků, tak na bezpečnost dat. I přesto se však najdou jedinci, kteří si RAID pole vytváří i doma. Nutno podotknout, že to není i u středně výkonných PC vůbec špatný nápad.
Pojďme se proto podívat na typy polí, která se v domácnostech běžně používají. Jsou to hlavně RAID 0, RAID 1 a RAID 5 a JBOD. Předem si ještě zaveďme, že data si představme jako jednotlivé balíčky A1, A2, A3 atd.
RAID 0
zdroj: wikipedia
Základním typem pole je RAID 0. Pro ten potřebujete nejméně dva disky a data se při zápisu střídavě zapisují na první a druhý disk. Díky tomu při zápisu využíváte obou disků a teoreticky máte dvojnásobnou rychlost zápisu (zároveň můžete zapisovat A1 a A2). To stejné při čtení. Data se střídavě čtou z každého disku a opět máte teoreticky až dvojnásobnou rychlost čtení. Další výhodou je, že využíváte plnou kapacitu všech disků.
Jsou tu však i nevýhody. První je, dvojnásobné riziko ztráty dat. Pokud se vám jeden z disků pokazí, o data jste přišli. Dalšími nevýhodami jsou vyšší spotřeba i hluk v porovnání s jedním diskem s dvojnásobnou kapacitou.
V poli RAID 0 lze mít i vyšší počet disků a všechny výhody a nevýhody se sčítají (ještě vyšší riziko ztráty dat a ještě vyšší přenosová rychlost).
| + (teoreticky) několikanásobná rychlost čtení | - vyšší spotřeba i hluk |
| + (teoreticky) několikanásobná rychlost zápisu | - podstatně větší riziko ztráty dat |
RAID 1
zdroj: wikipedia
Druhým základním typem pole RAID je RAID 1. Ten je de facto přesný opak RAID 0 a taktéž na něj potřebujete nejméně dva stejné pevné disky. Jednotlivá data se v tomto případě zapisují na oba disky (A1 se zapíše na disk 0 i 1, to stejné A2 atd.).
Výhodou je, že pokud se náhodou porouchá první disk, máte data automaticky na disku druhém a software vás pouze upozorní, že jeden disk nefunguje a můžete bez problémů fungovat dál. To zní dobře, že?
Jenže to má i své stinné stránky. Tou největší je, že dva 1TB disky mají v RAID 1 kapacitu stále jen 1 TB. Stejně tak při zápisu musí disky čekat na sebe navzájem, takže výkon je často horší než u jednoho jediného disku. Inu za bezpečnost se platí.
| + vysoká bezpečnost dat | - vyšší spotřeba i hluk |
| - pomalé a drahé |
RAID 5
zdroj: wikipedia
Třetím běžně používaným typem RAID pole je RAID 5. Ten je nejsložitější a na jeho vytvoření potřebujete nejméně tři pevné disky. My si jeho fungování předvedeme na čtveřici disků. První část dat se rozdělí na tři části a ty se zapíší na tři disky. Na čtvrtý disk se pak zapíše tzv. paritní informace. Je to jakási záloha všech tří datových sektorů. Stejně tak se zapíše další sektor dat s tím, že paritní informace se zapíše na jiný disk a takto se to střídá.
Pokud vám v praxi vypadne jeden disk, nic se neděje. Pokud na něm byla paritní informace, jsou data uložena v prvních třech sektorech. Pokud na něm byly data, lze je dopočítat z paritní informace a zbylých dvou datových sektorů. RAID 5 však počítá s tím, že vám vypadne jen jeden disk a ne hned několik.
Co se kapacity týče, tak přicházíte o celý jeden disk. V našem případě čtyř 1TB disků bude mít pole RAID 5 kapacitu 3 TB. S rychlostmi je to problematické. Čtení je stejné jako u RAID 0 (každá část dat se čte z nezávislého disku), ale zapisuje se stejná informace na víc disků (paritní info), takže zápis je pomalý.
| + slušná bezpečnost dat | - nízká rychlost zápisu |
| + vysoká rychlost čtení | - nejméně tři disky |
| + přicházíte jen o kapacitu jednoho disku |
JBOD
JBOS neboli Just a Bunch of Disks (jen hromada disků) je nejjednodušší forma RAIDu. Teoreticky se jedná o RAID 0 a dva či více disků se spojí v jeden velký, ale nefunguje tu nějaké střídavé zapisování na disk. Jednoduše to funguje tak, že až se zaplní první disk, začne se plynule zapisovat na disk druhý. Výhody oproti RAID 0 nejsou žádné, nevýhody jsou stejné.
| + | - vyšší spotřeba i hluk |
| - podstatně větší riziko ztráty dat |
Hardwarový nebo softwarový RAID?
Prošli jsme si běžně používané typy RAID polí v domácích počítačích, ale ještě jsme si nevysvětlili co to je hardwarový a softwarový RAID.
Jak už název napovídá, hardwarový RAID zajišťuje speciální řadič, v případě klasického počítače SATA RAID řadič (v případě serverů jsou to SAS RAID řadiče). Na ten přicházejí z počítače data a řadič už sám rozhoduje, kam který kousek dat pošle. Stejně tak při čtení musí řadič sám rozhodnout, ze kterého disku bude nejlepší číst. Samotný počítač (operační systém ani procesor) nemá žádné tušení o tom, že někde v počítači je víc disků. On vidí jeden jediný (řadič, který se tváří jako disk) a na ten sahá jako na jeden disk. Výhody jsou menší nároky na procesor a limitace jen schopnostmi řadiče. Nevýhody jsou nutnost koupě dalšího řadiče a často zbytečné prodlevy (cesta procesor - severní můstek - jižní můstek - PCI řadič - SATA RAID karta - disk a zpět chvíli trvá).
Naopak softwarový RAID plně kontroluje počítač. Celý počítač vidí všechny pevné disky a pouze někde v systémové tabulce disků je napsané, že se jedná o disk, který je součástí pole RAID. Vše tak řídí procesor, který určuje, kam půjdou jednotlivá data a podobně. Paradoxem je, že v praxi jsou díky rychlosti dnešních sběrnic i procesorů softwarové RAIDy často rychlejší než ty hardwarové. Výhodou také je, že nepotřebujete kupovat žádný další řadič. Nevýhodou jsou holt ony vyšší nároky na výkon systému, ale ten u dnešního hardwaru není až tak zásadní.
Nenechte se však zmást, že řadiče integrované v současných základních deskách umí vždy jen softwarový RAID. Například testovaná deska umí RAID běžný hardwarový.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
