RAID (англ. Redundant array of independent / inexpensive disks - надлишковий масив незалежних / недорогих жорстких дисків) - масив з декількох дисків, керованих контролером, взаємопов'язаних швидкісними каналами і сприймаються зовнішньою системою як єдине ціле. Залежно від типу використовуваного масиву може забезпечувати різні ступені відмовостійкості і швидкодії. Служить для підвищення надійності зберігання даних і / або для підвищення швидкості читання / запису інформації (RAID 0).

Моніторинг RAID звичайне завдання користувача. Чому користувача? В даний час RAID -массіви стоять на різних пристроях, починаючи від NAS для домашнього використання і закінчуючи промисловими серверами. Нерідко на звичайному комп'ютері стоїть RAID.

Види RAID -массівов

• апаратні (hardware): повністю апаратний RAID-контролер проводить всі операції самостійно (незалежно від процесора), і представляє весь RAID-масив у вигляді одного диска. Такі пристрої оснащуються складними обчислювальними процесорами і власною пам'яттю. Дуже часто апаратні контролери виконуються у вигляді плат розширення для PCIe × 4 або PCIe × 16. Ціна такого пристрою цілком порівнянна з вартістю непоганого системного блоку. Adaptec : Adaptec SATA RAID 2410SA; Adaptec ASR-6405; 3ware / LSI Logic: 3ware 9650SE-4LPML SATA , 3ware 3W-9690SA-4I Serial Attached SCSI .

• програмно-апаратний: частина функцій контролера покладається на плечі центрального процесора і оперативної пам'яті за допомогою драйверів. Як правило, за таким принципом працюють всі недорогі RAID-контролери, включаючи ті, що вбудовуються сьогодні в материнські плати. Управління даними відбувається не на рівні самого «заліза», а на рівні микрокода BIOS через драйвер ОС. Від сюди і такі поняття як «драйвера» на SATA-RAID (без яких RAID бачиться як окремі диски), від сюди і проблеми. По-перше це несумісність - згоріла материнська плата, і шукай таку ж плату цілком (чи не контролери), потрібна ідентична плата щоб добути свої цінні дані.

  • FakeRAID : dmraid - виявляє, активує, деактивує і показує властивості програмних RAID-масивів (інтегрованих в материнську плату).

• програмні (software):

• зовнішні:

  • Функції RAID виконує мікропроцесор зовнішнього, незалежного від хоста RAID-контролера. Зовнішні RAID-контролери розміщуються в окремому корпусі (зазвичай разом з самим RAID-масивом), що має свій незалежний блок живлення і управляються через зовнішній канал SCSI-контролера, підключеного до системної плати. Зовнішні RAID-контролери забезпечують найвищий рівень продуктивності і надійності з усіх типів RAID-контролерів і їх рекомендують для серверів середнього і верхнього рівнів. Наявність же каналів Fibre Channel дозволяє рознести сервер і raid масив на значну відстань для захисту даних. Єдиний недолік - відносно висока ціна.

На жаль, кожен різновид RAID (мається на увазі виробник рішення) контролюється різними програмами - немає однаковості рішень.

• при виході з ладу материнки можна використовувати будь-яку іншу в разі mdadm

• mdadm якісніше будь-якого Fakeraid-софта (!! ????)

• mdadm навантажує додатково ЦП

• в Fakeraid для операцій запису-читання на диски (розбивка на страйпи) використовується чіп з власною логікою, в Software ці операції вирішуються силами процесора. вбудований в мат. плату RAID краще взагалі не використовувати, тому що він представлений насправді у вигляді firmware і до нього потрібні драйвера, яких може і не бути під Linux.

• якщо для fakeraid треба використовувати лінуксовий драйвер dmraid, а для softraid юзается mdadm, то краще не забивати собі голову зайвими речами і юзати відразу mdadm, до того ж, під час принесення дисків на будь-який комп ви зможете зробити mdamd -asseble і заюзать raid

• У різних форумах активно не рекомендує користуватися вбудованою підтримкою fake-raid'а, приводячи купу аргументів, а тільки soft-raid'ом ... тому що fake-raid - це фактично Софтова raid, тільки у кожного виробника свій власний формат зберігання (а то і кілька). і потрібно, щоб або dm-raid його розумів, або вкорячівать в систему малооттестірованний блоб від виробника (найчастіше він жорстко прив'язаний до конкретної версії ядра, а якщо і не жорстко, то зовсім не факт, що збирати заново прошарок збереться під сучасними ядрами). не хочете - використовуйте вільну реалізацію soft-raid-а. набагато більш надійну через кращу оттестірованності.

• Швидкість читання записи raid1 буде однаково працювати на софтварном і апаратному рейді, ну дуже мінімальні відмінності, так як не треба обчислювати контрольні суми.

У реальному апаратному рейді контрольні суми обчислюються на контролері + там є перевірка на відкладений запис.

Повторюю для особливо обдарованих: справжній RAID абсолютно прозорий для операційних систем (будь-яких), не вимагає установки драйверів, не дає побачити окремих дисків замість масиву цілком. Все інше - software / fake raid.

Багато контролери RAID для своєї роботи вимагає драйвера на рівні ядра операційної системи. Для того щоб з'ясувати чи підтримує ядро ​​ваш пристрій потрібно встановити файли документації.

Для Debian:

# Aptitude install linux-doc-2.6.26 user-mode-linux-doc

Для Ubuntu:

# Aptitude install linux-doc user-mode-linux-doc

Після установки, наприклад підтримка RAID контролерів Adaptec буде описана в файлі aacraid.txt.gz

# Mcedit /usr/share/doc/linux-doc/scsi/aacraid.txt.gz

Каліфорнійський університет в Берклі представив наступні рівні специфікації RAID, які були прийняті як стандарт де-факто:

• RAID 0 представлений як неотказоустойчівий дисковий масив.

• RAID 1 визначений як дзеркальний дисковий масив.

• RAID 2 зарезервований для масивів, які застосовують код Хеммінга.

• RAID 3, 4, 5 використовують парність для захисту даних від одиночних несправностей.

• RAID 6 використовують парність для захисту даних від подвійних несправностей

• комбіновані рівні

• RAID 0 ( «Striping») - дисковий масив з двох або більше жорстких дисків з відсутністю надмірності. Інформація розбивається на блоки даних (Ai) і записується на обидва / декілька дисків одночасно.

(+): За рахунок цього істотно підвищується продуктивність (від кількості дисків залежить кратність збільшення продуктивності).

(+): RAID 0 може бути реалізований як програмно, так і апаратно.

(-): Страждає надійність всього масиву (при виході з ладу будь-якого з вхідних в RAID 0 вінчестерів повністю і безповоротно пропадає вся інформація). Надійність масиву RAID 0 свідомо нижче надійності кожного з дисків окремо.

(+): Забезпечує прийнятну швидкість запису і виграш по швидкості читання при розпаралелювання запитів.

(+): Має високу надійність - працює доти, поки функціонує хоча б один диск в масиві.

(-): Недолік полягає в тому, що доводиться виплачувати вартість двох жорстких дисків, отримуючи корисний об'єм одного жорсткого диска (класичний випадок, коли масив складається з двох дисків).

Спочатку передбачається, що жорсткий диск - річ надійна. Відповідно, ймовірність виходу з ладу відразу двох дисків дорівнює (за формулою) добутку ймовірностей відмови кожного диска, тобто нижче на порядок. На жаль, дана теоретична модель недостатньо повно відображає процеси, що протікають в реальному житті. Так, звичайно два вінчестери беруться з однієї партії і працюють в однакових умовах, а при виході з ладу одного з дисків навантаження на період до закінчення збільшується, тому на практиці при виході з ладу одного з дисків слід терміново вживати заходів - знову відновлювати надмірність. Для цього з будь-яким рівнем RAID (крім нульового) рекомендують використовувати диски гарячого резерву. Гідність такого підходу - підтримка постійної надійності. Недолік - ще більші витрати (тобто вартість трьох вінчестерів для зберігання обсягу одного диска).

Дзеркало на багатьох дисках - RAID 1 + 0. При використанні такого рівня дзеркальні пари дисків шикуються в «ланцюжок», тому обсяг отриманого томи може перевершувати ємність одного жорсткого диска. Переваги та недоліки такі ж, як і у рівня RAID 0. Як і в інших випадках, рекомендується включати в масив диски гарячого резерву з розрахунку один резервний на п'ять робочих.

Крім базових рівнів RAID 0 - RAID 5, описаних у стандарті, існують комбіновані рівні RAID 1 + 0, RAID 3 + 0, RAID 5 + 0, RAID 1 + 5, які різні виробники інтерпретують кожен по-своєму.

- RAID 1 + 0 - це поєднання зеркалирования і чергування.

Нинішні контролери використовують цей режим за замовчуванням для RAID 1. Тобто, 1 диск основний, 2-й диск - дзеркало, причому читання проводиться з них по черзі, як для RAID 0. Власне, зараз можна вважати що RAID 1 і RAID 1 + 0 - це просто різну назву одного і того ж методу апаратного зеркалирования дисків. Але не варто забувати, що повноцінний RAID 1 + 0 повинен містити як мінімум 4 диска.

- RAID 5 + 0 - це чергування томів 5-го рівня. RAID 1 + 5 - RAID 5 з віддзеркалювати пар. І так далі.

Комбіновані рівні успадковують як переваги, так і недоліки своїх «батьків»: поява чергування в рівні RAID 5 + 0 анітрохи не додає йому надійності, але зате позитивно відбивається на продуктивності. Рівень RAID 1 + 5, напевно, дуже надійний, але не найшвидший і, до того ж, вкрай неекономічний: корисна ємність томи менше половини сумарної ємності дисків ...

Варто зазначити, що кількість жорстких дисків в комбінованих масивах також зміниться. Наприклад для RAID 5 + 0 використовують 6 або 8 жорстких дисків, для RAID 1 + 0 - 4, 6 або 8.