Organizace RAID polí různých úrovní

Diskový systém záznamových serverů SIGMA je řízen vysokorychlostním řadičem RAID, který umožňuje vytváření polí různých úrovní pro zajištění vysoké odolnosti proti chybám systému.

RAID je zkratka pro Redundant Arrays of Independent Discs. Při vytváření pole RAID se fyzicky různé serverové disky pod kontrolou vysokorychlostního řadiče spojí do jednoho logického – systém se začne chovat jako jeden velký disk.

Když video informace dorazí na server, řadič RAID je rozdělí do bloků a distribuuje mezi disky podle určitého algoritmu. Ukazuje se, že data jsou uložena na jednom logickém disku, ale fyzicky umístěna na různých médiích.

Proč je potřeba pole RAID?

Za prvé, práce s polem RAID umožňuje zvýšit výkon systému. K tomu dochází v důsledku společného (paralelního) provozu několika pevných disků.

Za druhé, pole RAID je odolné proti chybám. Pokud je poškozen jeden pevný disk (nebo několik), nebudou ztraceny všechny informace uložené na serveru. Po instalaci nového disku místo toho vadného budou data kompletně obnovena. Je však nutné počítat s tím, že pro zajištění odolnosti proti chybám je část diskového prostoru pole alokována pro servisní informace a není k dispozici pro zápis.

Pro nalezení kompromisu mezi efektivitou pole (užitečný objem, rychlost) a spolehlivostí ukládání informací (počet vadných disků) existuje několik konfigurací RAID. Konfigurace, nebo jinými slovy úrovně RAID, se liší v algoritmech distribuce dat a také ve způsobech generování a umísťování informací o službách.

• Zvyšte výkon systému spoluprací s více pevnými disky
• Vysoká odolnost proti chybám – pokud selže jeden nebo více disků, nebudou ztraceny všechny informace na serveru
• Hardware serverů SIGMA podporuje RAID úrovně 0, 1, 5 a 6, stejně jako kombinace RAID 10, 50 a 60

Pro stabilní provoz záznamového systému se doporučuje používat testované serverové disky

Maximální výkon s nízkou spolehlivostí

V poli RAID Level 0 se bloky dat zapisují paralelně a zápisy se provádějí na různé disky.

Konfigurace RAID 0 poskytuje maximální rychlost čtení/zápisu dat a přístup ke 100 % místa na disku, ale nemá žádnou ochranu proti selhání. Pokud dojde k poruše některého z disků, všechny informace o videu budou nenávratně ztraceny.

Funkce konfigurace RAID 0

• Vysoká rychlost čtení a zápisu dat
• 100% využití místa na disku
• Úroveň odolnosti proti chybám – 0,
  Pokud některý z disků selže, nelze informace obnovit

• Minimální počet disků – 2
• RAID 0 v záznamových serverech EVIDENCE se používá pouze v kombinaci s jinými konfiguracemi pro zlepšení výkonu (RAID 10, RAID 50)

Maximální spolehlivost za dvojnásobné náklady na disky

V RAID Level 1 jsou všechna příchozí data zapsána na jeden disk (nebo skupinu disků) a paralelně duplikována na druhý. Pokud tedy systém používá dva disky, oba obsahují stejné informace.

RAID 1 zaručuje vysoký stupeň ochrany dat, protože pokud jeden disk selže, jeho funkce jsou zcela nahrazeny jiným. Data se navíc čtou paralelně ze dvou disků, tedy dvojnásobnou rychlostí.

Funkce konfigurace RAID 1

• Vysoká úroveň odolnosti proti chybám – vše
  informace jsou zcela duplicitní
• Vysoká rychlost čtení
• Pouze polovina celkového místa na disku je využita pro ukládání dat

• Minimální počet disků je 2, počet disků musí být sudý
• Pole RAID 1 se vytváří v případech, kdy jsou náklady na ztrátu informací extrémně vysoké. Náklady na systém se zdvojnásobí, protože pro záznam je k dispozici pouze polovina diskového prostoru serveru

Vysoký výkon a odolnost proti poruchám

V poli RAID úrovně 5 řadič kromě zápisu dat vypočítává a distribuuje speciální informace (kontrolní součty) mezi disky.

Pokud jeden z disků selže, data na něm lze obnovit pomocí bloků a kontrolních součtů, které zůstávají na ostatních discích. Stačí pouze vyměnit vadný disk a všechny informace budou obnoveny na pozadí.

Pokud se ale současně pokazí dva disky z pole, zaznamenané informace nelze obnovit.

Funkce konfigurace RAID 5

• Vysoká úroveň spolehlivosti – obnova všech dat v případě selhání jednoho z disků pole
• Poměrně vysoká rychlost čtení a zápisu
• Pro servisní informace je přidělen objem pouze jednoho disku (například pro pole čtyř 1TB disků bude objem dostupný pro záznam 3 TB)

• Minimální počet disků – 3
• RAID 5 je nejběžnější konfigurace na záznamových serverech díky své vysoké spolehlivosti a výkonu s nízkou ztrátou místa na disku pro servisní informace.

Obnova dat při současné ztrátě dvou disků

Pole RAID úrovně 6 je podobné poli úrovně 5, ale řadič pro něj nevypočítá jeden, ale dva kontrolní součty. Toto uspořádání pole umožňuje obnovit data, pokud selžou dva disky současně. Zároveň se objem dvou pevných disků vynakládá na řídicí informace.

Funkce konfigurace RAID 6

• Vyšší úroveň odolnosti proti chybám – obnova všech dat, pokud selžou dva disky současně
• Rychlosti čtení a zápisu jsou nižší než u RAID 5
• Servisní informace zabírají 2 disky

• Minimální počet disků – 4

Úroveň výkonu 1 a odolnost proti chybám úrovně 5, 6 nebo XNUMX

Při vytváření kombinovaných polí se disky nejprve spojí do polí RAID 1, 5 nebo 6 a poté se tyto segmenty sloučí do pole RAID 0.

Vlastnosti

• Vysoký výkon RAID 0 a spolehlivost RAID 1, RAID 5, RAID 6

• Zapisovatelná kapacita: – RAID 10 – 50 % celkové kapacity disku – RAID 50 – mínus 1 disk na segment RAID 5 – ​​RAID 60 – mínus 2 disky na segment RAID 6
• Minimální počet disků: – RAID 10 – 4 (dvě pole RAID 1) – RAID 50 – 6 (dvě pole RAID 5) – RAID 60 – 8 (dvě pole RAID 6)

Hot Spare je záložní disk, který je většinu času nečinný, ale automaticky se připojí, když některý z disků pole selže a zahájí jeho obnovu. Systém se tedy okamžitě vrátí do svého původního stavu odolného vůči poruchám.

Po obnovení informací se disk, který měl stav Hot Spare, stane běžným diskem pole a nový disk nainstalovaný jako náhrada za vadný se změní na záložní náhradní disk.

• V poli RAID libovolné konfigurace, s výjimkou RAID 0, lze jeden ze systémových disků vybrat jako Hot Spare disk

Níže uvedená tabulka ukazuje počet pevných disků na serverech SIGMA, na které lze skutečně zapisovat, když na nich organizujete nejběžnější pole RAID a zaplňujete všechny serverové koše.