Для начала немного теории и истории одновременно. Идея RAID была впервые публично изложена в 1987 году в ставшей с тех пор классической статье ученых из калифорнийского университета Беркли под названием "A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)" («Массивы с избыточностью из недорогих дисков»). Эта статья и сейчас доступна на сайте университета. Но до середины 2000 годов под RAID всегда понималось нечто дорогое и сложное, применяемое только в небедных организациях и никак не дома. Проблема состояла в том, что для обеспечения действительно надежной, быстрой и эффективной работы RAID-систем, отвечающих предъявляемым к ним требованиям, приходилось использовать не дешевые, а напротив, весьма дорогие SCSI диски (именно поэтому впоследствии термин RAID стали "расшифровывать" как Redundant Arrays of Independent Discs – Избыточные массивы из независимых дисков). Но времена меняются, и сейчас, пожалуй, уже стоит вернуться к классической расшифровке RAID как Избыточного массива из недорогих дисков.
Ворвавшиеся на рынок RAID систем SATA диски радикальным образом изменили ситуацию в свою пользу. SATA интерфейс изначально задумывался как интерфейс с возможностью «горячей» замены дисков. Кроме этого, каждый SATA диск подключается к своему персональному порту (каналу) SATA контроллера. Все это сделало создание RAID на SATA дисках занятием несложным и недорогим. Поэтому в разы более дорогие SCSI/SAS диски сначала практически полностью покинули рынок аудио и видео приложений, а теперь потихоньку сдают позиции и на рынке бизнес применений. Первой еще несколько лет тому назад оценила ситуацию компания Western Digital, навсегда прекратившая выпуск и разработку SCSI/SAS дисков.
Данные как бы «размазываются» последовательно по всем дискам, входящим в RAID 0, обеспечивая тем самым высокую скорость записи
Для дома применение SCSI или SAS дисков необоснованно во всех отношениях, даже при безразмерном кошельке владельца компьютера, поэтому далее мы будем иметь в виду только RAID'ы на SATA дисках.
RAID массивы различаются в первую очередь по уровням (level). Расскажем кратко, что есть что:
RAID 0 Этот уровень часто называется страйп (stripe). Идея его в том, что при записи данные как бы «размазываются» последовательно по всем дискам, входящим в RAID 0, обеспечивая тем самым высокую скорость записи. Контроллер «бросает» порцию данных на один диск и, не дожидаясь окончания записи на него, «бросает» следующую часть блока данных на следующий диск и т.д. Точно также, порциями, происходит и чтение данных. Именно RAID 0 дает максимально возможную скорость записи/чтения. Теоретически эта скорость равна суммарной скорости всех входящих в RAID дисков. Иными словами, если в RAID 0 два диска и каждый имеет скорость записи 50 мегабайт/сек, то скорость записи на такой RAID может достигать 80 мегабайт в секунду. На практике, разумеется, скорость немного ниже теоретической, но, тем не менее, близка к ней. Строго говоря, в RAID 0 может участвовать сколь угодно много дисков, но в домашней практике используют обычно пару жестких дисков. Достоинства RAID 0 – высокая скорость работы, нулевая избыточность, т.к. емкость RAID равна суммарной емкости входящих в него дисков, а недостаток всего один, но он весьма существенен. В случае выхода из строя хотя бы одного диска теряется ВСЯ информация на массиве.
RAID0 сводит к нулю риск потерять данные. Информация параллельно (зеркально) записывается на 2 диска, но в отличие от RAID 0, на каждый диск записывается одна и та же информация
RAID 1. Чаще всего этот уровень RAID называют «зеркалом». Такое название довольно точно отражает суть – информация параллельно (зеркально) записывается на 2 диска, но в отличие от RAID 0, на каждый диск записывается одна и та же информация. Соответственно, если один диск вышел из строя, то вся информация берется с оставшегося в живых диска. Достоинства RAID 1 очевидны – высокая надежность хранения данных, легкость создания контроллера массива. Недостатки – высокая, точнее 100% избыточность, поскольку RAID 1 это всегда пара дисков, и один из дисков тратится на избыточность. Иными словами, RAID 1 вещь недешевая.
RAID 5. Представляет собой некий компромисс между RAID 0 и RAID 1. Данные также «размазываются» по нескольким дискам, но с избыточностью (утрированно - добавляется контрольная сумма) и при выходе любого из дисков в массиве данные не теряются. RAID 5 требует минимально 3 диска в массиве. Чем больше дисков в массиве, тем быстрее он будет работать, но только в том случае если процессор RAID контроллера будет также успевать обрабатывать данные. Поскольку в RAID 5 требуется вычислять каждую «полоску» (stripe) данных, этот уровень RAID требует специального аппаратного контроллера. Разумеется, можно реализовать его и программно, но тогда о высокой скорости записи надо будет забыть.
RAID как осознанная необходимость
В каких случаях применение RAID оправданно? Попробуем рассказать об этом. RAID системы, вообще говоря, применяют в домашних условиях для решения двух основных задач: ускорения работы с дисковой подсистемой и/или для безопасного хранения данных.
Внешний накопитель желательно выбирать с поддержкой RAID
Скорость и только скорость
Решение первой задачи требуется по делу довольно редко. В домашних условиях необходимость в существенном ускорении работы дисковой подсистемы или, иными словами, применении RAID 0 может возникнуть в том случае, например, если вы увлеклись съемками и монтажом видео высокого разрешения (HDV). Причем только в том случае, если вы как истинный перфекционист хотите весь монтаж выполнить с несжатым видео или с видео, обработанным кодеком класса Canopus HQ, что, по сути, то же самое. В этом случае вам будет не хватать скорости одного диска и RAID 0 станет единственным выходом из ситуации. Для работы с видео надежность массива не играет существенной роли - если данные пропадут, вам всего лишь надо будет повторить захват видео.
Самый распространенный (и недорогой) вариант — купить отдельно бокс на два диска с поддержкой RAID и отдельно диски. Собрать такую систему самостоятельно не сложно
Построение RAID 0 не потребует от вас дополнительных затрат. На большинстве материнских плат, выпускаемых в последние года 3-4, есть возможность создать как RAID 0, так и RAID 1. Для этого достаточно зайти в Setup BIOS материнской платы, а затем «подсунуть» операционной системе правильный драйвер с прилагаемого к материнской плате диска.
Конечно, можно использовать и внешние RAID 0, но такой вариант вынуждены использовать только владельцы компьютеров iMAC от Apple, обладающих интерфейсом IEEE-1394b и не имеющих возможности установить внутрь компьютера даже один жесткий диск.
Для офисных же целей (или офисной работы дома, что тоже самое), RAID 0 не подходит в принципе, поскольку не обеспечивает даже видимости надежного хранения данных. Даже школьнику понятно, что вероятность выхода одного диска из строя в массиве из 2-х выше, чем вероятность выхода из строя одиночного диска.
Недоверие может убить…
Сфера применения RAID 1 понятна и очевидна. Везде, где требуется надежное хранение до терабайта данных и нет необходимости в высокой скорости работы, использование RAID 1 будет наилучшим решением. Почему до терабайта? Просто потому, что сейчас это максимальная емкость одного жесткого диска, а для RAID 1 требуется пара одинаковых дисков. Вероятность одновременного выхода двух дисков из строя близка к нулю, поэтому RAID 1 можно доверить многое – свои бесценные фотографии, фильмы и многое другое. В малых и домашних офисах RAID 1 поможет сохранить все необходимые для функционирования офиса данные. Но днем и ночью помните любимую поговорку умных (увы, только умных) системных администраторов: «Никакой RAID не отменяет резервного копирования данных». Если ваши данные действительно бесценны для вас, следуйте этой поговорке всегда и жизнь ваша будет безоблачна.
Скорость плюс доверие. Такое возможно?
Да, конечно, применение RAID 5 дает и скорость, и надежность плюс практически ограниченную только доступным количеством дисков емкость. Но, стоимость реализации RAID 5 по сравнению с фактически бесплатными RAID 0 и 1 высока. Аппаратные контроллеры стоят вполне осязаемые деньги (дешевые от $200, хорошие и надежные от $350). Программная же реализация, которая предлагается тем же Intel для своих наборов системной логики в некоторых материнских платах не дает ни скорости, не надежности, а лишь иллюзию того и другого. Кроме этого, просто разместить 3 диска и более, обеспечив им достойное охлаждение, в обычном компьютерном корпусе зачастую невозможно. Поэтому практически единственный вариант использования преимуществ RAID 5 в условиях квартиры или аналогичного квартире офиса – внешний массив.
Практика
О том, как создать внутренние массивы RAID 0 или RAID 1 рассказывать, строго говоря, нечего – установите в системный блок два одинаковых диска, разрешите в Setup BIOS RAID желаемого уровня и все. Разумеется, прежде чем покупать диски, надо удостовериться, что ваша материнская плата поддерживает создание RAID.
Далее мы расскажем о внешних недорогих RAID, хотя предложения по ним не блещут разнообразием. В России не проблема купить внешние RAID системы корпоративного уровня, причем выбрать можно из пары десятков производителей. К сожалению, такие системы никак не подойдут для дома или небольшого офиса. Во-первых, их стоимость в лучшем случае начинается от $1800 (без дисков) и заканчивается сотнями тысяч хоть и подешевевших, но все еще довольно дорогих по сравнению с рублями долларов. Во-вторых, все они довольно заметно шумят, поскольку жесткие диски надо охлаждать и чем больше дисков, тем мощнее должны быть системы охлаждения.
Для дома и семьи выбрать внешний RAID вы можете из продукции всего нескольких производителей. В первую очередь расскажем о внешних RAID 0 и 1.
Western Digital My Book Premium Edition II. Готовый накопитель на два жестких диска с общей емкостью до 1.5 терабайт. Накопитель выполнен в привычном для WD приятном дизайне, удобен в использовании и специально для поклонников компьютеров от Apple поддерживает не только USB 2.0 и IEEE-1394a, но и IEEE-1394b (Firewire 800). Поддерживает программный RAID уровней 0 и 1. Под программным понимается невозможность создания RAID средствами самого накопителя, требуется подключение к компьютеру с установленным специализированным программным обеспечением для создания RAID. Понятно, что максимальная емкость 1.5 TB получается только при использовании RAID 0 и двух жестких дисков по 750 GB каждый. В RAID 1 емкость накопителя будет 750 GB.
LaCie 2big Triple имеет аппаратную установку уровней RAID, возможность «горячей» замены дисков и весьма привлекательный дизайн
LaCie 2big Triple (2-disk RAID). Также готовый накопитель на два жестких диска и с теми же внешними интерфейсами. Но, в отличие от модели WD, свойственный, впрочем, всем устройствам от LaCie.
Здесь надо сделать небольшое отступление и пояснить преимущества и недостатки готовых накопителей и боксов для жестких дисков. На стороне готовых накопителей беззаботность в установке – купил, принес, подключил и пользуйся. Но и против них есть весьма серьезные аргументы, особенно в свете российской специфики. Во-первых, емкость, какая есть, такая останется навсегда или, по крайней мере, до окончания гарантии. Во-вторых, если выйдет из строя всего один диск из двух, вам придется нести в сервис сам накопитель и на время ремонта/замены диска остаться без накопителя. Кроме этого, если данные имеют конфиденциальный характер, придется их куда-либо перенести, прежде чем отдавать накопитель в чужие руки сотрудников сервис-центра. Просто боксы с поддержкой RAID, конечно, требуют больше хлопот по сравнению с готовыми накопителями – надо самому купить диски и установить их в накопитель. Но за исключением старта применения и дизайна накопителей, боксы предпочтительнее, особенно если вы умеете владеть хотя бы отверткой. Основной плюс, конечно это то, что в случае выхода из строя диска вам придется отнести продавцу только вышедший из строя диск, продолжая пользоваться накопителем.
MirrorDrive и MirrorDriveB от IOI Technologies. Внешние боксы под два жестких диска. Модели отличаются интерфейсами FireWire. MirrorDrive имеет IEEE-1394a, а MirrorDriveB IEEE-1394b, но обе модификации имеют USB 2.0. Понятно, что модель с индексом B предназначена в первую очередь для владельцев компьютеров Apple. MirrorDrive только бокс, поэтому пользователь может установить в него любые диски по своему усмотрению. Любой из дисков может быть заменен в «горячем» режиме, т.е. без остановки работы накопителя. Поддержка RAID аппаратная, уровни RAID устанавливаются переключателями на корпусе, как и у LaCie.
Raidsonic SR3620-2S-SB2 от RAIDON TECHNOLOGY INC. Довольно редкий в России вид двухдискового бокса. Практически аналогичен MirrorDrive, отличается более привлекательным дизайном, особенно для владельцев Mac. Цена тоже выше, разумеется.
MDrive от IOI Technologies. Пожалуй, это Hi-End модель для домашнего пользователя. Накопитель поддерживает 5 дисков с «горячей» заменой, 0, 1, 5 и 6 уровни RAID, настраивается через Ethernet с помощью встроенного web сервера, имеет три интерфейса наружу – IEEE-1394b, USB 2.0 и eSATA. На таком устройстве легко хранить пару терабайт информации, защищенной от потери с помощью RAID 5. К сожалению, цену MDrive никак нельзя назвать доступной – от $1200 без дисков.
Если подумать
А действительно, если подумать, то свет не сошелся клином на внешних RAID, подключенных через стандартные интерфейсы. Есть еще один интерфейс, который присутствует на всех компьютерах, выпущенных в последние 3-4 года. Это Ethernet и/или Wi-Fi. 100 мегабит Ethernet в качестве встроенной опции применяется очень давно на всех материнских платах, многие модели современных материнских плат поддерживают и гигабитный Ethernet. Внешние накопители, подключаемые по Ethernet, называются NAS (Network Attached Storage – Сетевое устройство хранения). Фактически NAS представляют собой готовые файловые серверы, работающие под управлением собственной операционной системы, в качестве которой обычно используется клон Linux. NAS бывают как с встроенными RAID, так и без оных, на одном диске.
Конечно, NAS и внешние боксы отличаются друг от друга весьма существенно. Самое существенное отличие – скорость доступа. На сети в 100 мегабит можно получить максимально 8–9 мегабайт в секунду, что в 4 (!) раза меньше скорости USB 2.0, самого медленного из стандартных интерфейсов. На сети в 1 гигабит, разумеется, скорость будет не ниже скорости обмена по обычным внешним интерфейсам (за исключением eSATA), но все-таки гигабитный Ethernet пока еще мало применяется как дома, так и производителями NAS. Кроме этого, диск в сети понимается именно как сетевой и не все программы соглашаются работать с таким диском.
Разумеется, нельзя говорить только о минусах NAS – если в вашем доме не один компьютер, то бесценным плюсом NAS станет возможность доступа к нему любого пользователя. В этом варианте NAS может служить общим надежным хранилищем данных.
Сетевые накопители (NAS) с поддержкой RAID пятого уровня — это самое совершенное на сегодня решение для домашнего пользователя. Такие накопители выпускает, например, QNAP. Хранить здесь можно огромную медиабиоблиотеку или базы данных без риска потерять информацию
В настоящей заметке мы расскажем только о тех NAS, в которых есть RAID 1 для SATA дисков, обеспечивающий надежное хранение данных. RAID 0 обычно не применяется в NAS, поскольку нет смысла ускорять работу с жесткими дисками – сеть все равно не успеет за ними. У недорогих NAS скорость доступа вообще вопрос больной, поскольку у многих моделей даже при использовании гигабитной сети скорость не превышает 7-10 МБ/с.
D-Link DNS-323. Пожалуй, один из самых недорогих NAS с встроенным RAID, но, тем не менее с гигабитной сетью и возможностью использования NAS и как принт-сервера. При стоимости от $220 (без дисков) DNS-323 является хорошим выбором. Использовать с DNS-323 вы можете диски любой емкости. Поскольку DNS-323 получился изначально удачным с аппаратной точки зрения, под него существует ряд программных дополнений, улучшающих его работу. Они создаются продвинутыми владельцами DNS-323 в сообществе вокруг независимого сайта устройства . Кстати, исходный текст операционной системы этого NAS выложен на сайте производителя.
My Book™ World Edition™ II от Western Digital. Отличное устройство от весьма известного производителя. Самый существенный недостаток, как уже упоминалось выше – проблемы, которые могут возникнуть в случае выхода одного диска из строя. В США замена одного диска возможна, но там покупатель имеет дело с производителем, а у нас – с продавцом. В остальном устройство вполне функционально и, кстати, недорогое. В варианте с двумя дисками по 500 GB стоит около $500.
Поделиться
