Часто возникает вопрос: как восстановить информацию, если жесткий диск физически запорчен? Как ускорить процесс ввода-вывода с жесткого диска свыше его максимальной физической скорости?
Эти проблемы помогает решить организация RAID- массивов из нескольких физических дисков.
Всего существует 7 вариантов RAID- массивов:
RAID-0 ( простое чередование блоков)
Этот массив состоит из любого числа физических дисков ( от 2 до 32). Он используется для ускорения операций ввода-вывода и не содержит избыточной информации для восстановления. Ускорение достигается за счет параллельного чтения(записи) с нескольких дисков нескольких блоков одного файла. Параллельное чтение возможно только при подключении дисков к разным контроллерам. Так для IDE –дисков это подключение к Secondary и Primary контроллерам, а SCSI –диски могут работать все параллельно. Для возможности одновременного чтения – записи нескольких блоков файла система делит файл на блоки ( по 64Кб) и пишет по 1 блоку поочередно ( параллельно) на все диски: Например, файл разбит на блоки:
| ... |
1 диск 2 диск 3 диск
| ... |
RAID-1 ( зеркализация)
Этот массив называют зеркальным. Он создается с помощью полного дублирования информации с одних дисков на другие. При этом дисковое пространство используется только на 50%. Организуется минимум из 2 дисков. В некоторых системах может дублироваться не весь диск целиком, а только его часть. Блоки файла распределяются при этом так:
| 1 диск | зеркало | |
| 1 блок | 1 блок | |
| 2 блок | 2 блок | |
| 3 блок | 3 блок | |
| ... | ... |
RAID-2 ( код Хэмминга)
Вместо полного дублирования информации, используется запись информации, преобразованной по коду Хэмминга. Она занимает меньше места, но требует дополнительное время для кодирования
основные диски диски с кодом
| 1' | 2' | |||||||
| 3' | 4' | |||||||
| ... | ... | ... | ||||||
| ... | ... |
RAID-3 ( бит четности)
Вместо кода Хэмминга используется бит четности. Бит четности – это добавление бита на дополнительном диске так, чтобы в сумме с другими битами( по одному с каждого диска) образовывалось четное количество единиц.
биты информации ( на 3 дисках) бит четности( на 1 диске)
| 1 0 0 + 1 -> | - 2 единицы | ||||||
| 0 0 0 + 0 -> | - 0 единиц | ||||||
| 1 1 0 + 0 -> | - 2 единицы | ||||||
| 1 1 1 + 1 -> | - 4 единицы |
RAID-4 ( большие блоки четности на 1 диске)
Он аналогичен RAID-3, но вместо записи отдельных битов выполняется запись на 1-ый диск больших блоков четности ( это ускоряет чтение-запись)
RAID-5 ( чередующиеся блоки четности)
Вместо записи четности на 1 диске, выполняется запись блоков четности поочередно на все диски ( это равномернее распределяет нагрузку при записи-чтении). В схеме заштрихованные блоки – это блоки четности.
RAID-6 ( двойные блоки четности)
Все предыдущие RAID позволяли восстанавливать информацию при выходе из строя 1 жесткого диска, но при одновременном выходе из строя 2 дисков – нет. Для восстановления информации сразу для 2 дисков используют двойные блоки четности ( каждый по-разному заштрихован)