Для початку трохи теорії і історії одночасно. Ідея RAID була вперше публічно викладена в 1987 році в що стала з тих пір класичної статті вчених з Каліфорнійського університету Берклі під назвою "A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)" ( «Масиви з надмірністю з недорогих дисків»). ця стаття і зараз доступна на сайті університету. Але до середини 2000 років під RAID завжди розумілося щось дороге і складне, що застосовується тільки в небідних організаціях і ніяк не вдома. Проблема полягала в тому, що для забезпечення дійсно надійної, швидкої і ефективної роботи RAID-систем, що відповідають пропонованим до них вимогам, доводилося використовувати не дешеві, а навпаки, дуже дорогі SCSI диски (саме тому згодом термін RAID стали "розшифровувати" як Redundant Arrays of Independent Discs - Надлишкові масиви з незалежних дисків). Але часи змінюються, і зараз, мабуть, уже варто повернутися до класичної розшифровці RAID як Надлишкового масиву з недорогих дисків.

Увірвавшись на ринок RAID систем SATA диски радикальним чином змінили ситуацію в свою користь. SATA інтерфейс спочатку замислювався як інтерфейс з можливістю «гарячої» заміни дисків. Крім цього, кожен SATA диск підключається до свого персонального порту (каналу) SATA контролера. Все це зробило створення RAID на SATA дисках заняттям нескладним і недорогим. Тому в рази дорожчі SCSI / SAS диски спочатку практично повністю покинули ринок аудіо і відео додатків, а тепер потихеньку здають позиції і на ринку бізнес застосувань. Першою ще кілька років тому оцінила ситуацію компанія Western Digital, назавжди припинила випуск і розробку SCSI / SAS дисків.

Дані як би «розмазуються» послідовно по всіх дисках, що входять в RAID 0, забезпечуючи тим самим високу швидкість запису

Для будинку застосування SCSI або SAS дисків необгрунтовано в усіх відношеннях, навіть при безрозмірному гаманці власника комп'ютера, тому далі ми будемо мати на увазі тільки RAID'и на SATA дисках.

RAID масиви розрізняються в першу чергу за рівнями (level). Розповімо коротко, що є що:

RAID 0 Цей рівень часто називається страйп (stripe). Ідея його в тому, що під час запису дані як би «розмазуються» послідовно по всіх дисках, що входять в RAID 0, забезпечуючи тим самим високу швидкість запису. Контролер «кидає» порцію даних на один диск і, не чекаючи закінчення запису на нього, «кидає» наступну частину блоку даних на наступний диск і т.д. Точно також, порціями, відбувається і читання даних. Саме RAID 0 дає максимально можливу швидкість запису / читання. Теоретично ця швидкість дорівнює сумарній швидкості всіх вхідних в RAID дисків. Іншими словами, якщо в RAID 0 два диска і кожен має швидкість запису 50 мегабайт / сек, то швидкість запису на такий RAID може досягати 80 мегабайт в секунду. На практиці, зрозуміло, швидкість трохи нижче теоретичної, але, тим не менш, близька до неї. Строго кажучи, в RAID 0 може брати участь як завгодно багато дисків, але в домашній практиці використовують зазвичай пару жорстких дисків. Переваги RAID 0 - висока швидкість роботи, нульова надмірність, тому що ємність RAID дорівнює сумарній місткості входять до нього дисків, а недолік всього один, але він дуже істотний. У разі виходу з ладу хоча б одного диска втрачається ВСЯ інформація на масиві.

RAID0 зводить до нуля ризик втратити дані. Інформація паралельно (дзеркально) записується на 2 диска, але на відміну від RAID 0, на кожен диск записується одна і та ж інформація

RAID 1. Найчастіше цей рівень RAID називають «дзеркалом». Таку назву досить точно відбиває суть - інформація паралельно (дзеркально) записується на 2 диска, але на відміну від RAID 0, на кожен диск записується одна і та ж інформація. Відповідно, якщо один диск вийшов з ладу, то вся інформація береться з залишився в живих диска. Переваги RAID 1 очевидні - висока надійність зберігання даних, легкість створення контролера масиву. Недоліки - висока, точніше 100% надмірність, оскільки RAID 1 це завжди пара дисків, і один з дисків витрачається на надмірність. Іншими словами, RAID 1 річ недешева.

RAID 5. Є якийсь компроміс між RAID 0 і RAID 1. Дані також «розмазуються» по декількох дисках, але з надмірністю (перебільшено - додається контрольна сума) і при виході кожного з дисків в масиві дані не втрачаються. RAID 5 вимагає мінімально 3 диска в масиві. Чим більше дисків в масиві, тим швидше він буде працювати, але тільки в тому випадку якщо процесор RAID контролера буде також встигати обробляти дані. Оскільки в RAID 5 потрібно обчислювати кожну «смужку» (stripe) даних, цей рівень RAID вимагає спеціального апаратного контролера. Зрозуміло, можна реалізувати його і програмно, але тоді про високу швидкість запису треба буде забути.

RAID як усвідомлена необхідність

В яких випадках застосування RAID виправдано? Спробуємо розповісти про це. RAID системи, взагалі кажучи, застосовують в домашніх умовах для вирішення двох основних завдань: прискорення роботи з дисковою підсистемою і / або для безпечного зберігання даних.

Зовнішній накопичувач бажано вибирати з підтримкою RAID

Швидкість і тільки швидкість

Вирішення першого завдання потрібно у справі досить рідко. У домашніх умовах необхідність в істотному прискоренні роботи дискової підсистеми або, іншими словами, застосування RAID 0 може виникнути в тому випадку, наприклад, якщо ви захопилися зйомками і монтажем відео високої роздільної здатності (HDV). Причому тільки в тому випадку, якщо ви як істинний перфекціоніст хочете весь монтаж виконати з стислому вигляді відео або з відео, обробленим кодеком класу Canopus HQ, що, по суті, те ж саме. В цьому випадку вам буде не вистачати швидкості одного диска і RAID 0 стане єдиним виходом із ситуації. Для роботи з відео надійність масиву не відіграє суттєвої ролі - якщо дані пропадуть, вам всього лише треба буде повторити захоплення відео.

Найпоширеніший (і недорогий) варіант - купити окремо бокс на два диска з підтримкою RAID і окремо диски. Зібрати таку систему самостійно не складно

Побудова RAID 0 не зажадає від вас додаткових витрат. На більшості материнських плат, що випускаються в останні роки 3-4, є можливість створити як RAID 0, так і RAID 1. Для цього досить зайти в Setup BIOS материнської плати, а потім «підсунути» операційній системі правильний драйвер з додається до материнської плати диска .

Звичайно, можна використовувати і зовнішні RAID 0, але такий варіант змушені використовувати тільки власники комп'ютерів iMAC від Apple, що володіють інтерфейсом IEEE-1394b і не мають можливості встановити всередину комп'ютера навіть один жорсткий диск.

Для офісних же цілей (або офісної роботи вдома, що те ж саме), RAID 0 не підходить в принципі, оскільки не забезпечує навіть видимості надійного зберігання даних. Навіть школяру зрозуміло, що ймовірність виходу одного диска з ладу в масиві з 2-х вище, ніж вірогідність виходу з ладу одиночного диска.

Недовіра може вбити ...

Сфера застосування RAID 1 зрозуміла і очевидна. Скрізь, де потрібне надійне зберігання до терабайта даних і немає необхідності у високій швидкості роботи, використання RAID 1 буде найкращим рішенням. Чому до терабайта? Просто тому, що зараз це максимальна ємність одного жорсткого диска, а для RAID 1 потрібно кілька однакових дисків. Імовірність одночасного виходу двох дисків з ладу близька до нуля, тому RAID 1 можна довірити багато - свої безцінні фотографії, фільми і багато іншого. У малих і домашніх офісах RAID 1 допоможе зберегти всі необхідні для функціонування офісу дані. Але вдень і вночі пам'ятайте улюблену приказку розумних (на жаль, тільки розумних) системних адміністраторів: «Ніякої RAID не скасовує резервного копіювання даних». Якщо ваші дані дійсно безцінні для вас, дотримуйтесь цієї приказці завжди і життя ваше буде безхмарна.

Швидкість плюс довіра. Таке можливо?

Так, звичайно, застосування RAID 5 дає і швидкість, і надійність плюс практично обмежену тільки доступним кількістю дисків ємність. Але, вартість реалізації RAID 5 в порівнянні з фактично безкоштовними RAID 0 і 1 висока. Апаратні контролери стоять цілком відчутні гроші (дешеві від $ 200, хороші і надійні від $ 350). Програмна ж реалізація, яка пропонується тим же Intel для своїх наборів системної логіки в деяких материнських платах не дає ні швидкості, що не надійності, а лише ілюзію того і іншого. Крім цього, просто розмістити 3 диска і більш, забезпечивши їм гідне охолодження, в звичайному комп'ютерному корпусі найчастіше неможливо. Тому практично єдиний варіант використання переваг RAID 5 в умовах квартири або аналогічного квартирі офісу - зовнішній масив.

Практика

Про те, як створити внутрішні масиви RAID 0 або RAID 1 розповідати, строго кажучи, нічого - встановіть в системний блок два однакових диска, дозвольте в Setup BIOS RAID бажаного рівня і все. Зрозуміло, перш ніж купувати диски, треба впевнитися, що ваша материнська плата підтримує створення RAID.

Далі ми розповімо про зовнішні недорогих RAID, хоча пропозиції по ним не блищать різноманітністю. У Росії не проблема купити зовнішні RAID системи корпоративного рівня, причому вибрати можна з пари десятків виробників. На жаль, такі системи ніяк не підійдуть для будинку або невеликого офісу. По-перше, їх вартість в кращому випадку починається від $ 1800 (без дисків) і закінчується сотнями тисяч хоч і подешевшали, але все ще досить дорогих порівняно з рублями доларів. По-друге, всі вони досить помітно шумлять, оскільки жорсткі диски треба охолоджувати і чим більше дисків, тим потужніше повинні бути системи охолодження.

Для дому та сім'ї вибрати зовнішній RAID ви можете з продукції всього декількох виробників. В першу чергу розповімо про зовнішні RAID 0 і 1.

Western Digital My Book Premium Edition II. Готовий накопичувач на два жорсткі диски із загальною ємністю до 1.5 терабайт. Накопичувач виконаний в звичному для WD приємному дизайні, зручний у використанні і спеціально для шанувальників комп'ютерів від Apple підтримує не тільки USB 2.0 і IEEE-1394a, але і IEEE-1394b (Firewire 800). Підтримує програмний RAID рівнів 0 і 1. Під програмним розуміється неможливість створення RAID засобами самого накопичувача, потрібне підключення до комп'ютера з встановленим спеціалізованим програмним забезпеченням для створення RAID. Зрозуміло, що максимальна ємність 1.5 TB виходить тільки при використанні RAID 0 і двох жорстких дисків по 750 GB кожен. У RAID 1 ємність накопичувача буде 750 GB.

LaCie 2big Triple має апаратну установку рівнів RAID, можливість «гарячої» заміни дисків і вельми привабливий дизайн

LaCie 2big Triple (2-disk RAID). Також готовий накопичувач на два жорсткі диски і з тими ж зовнішніми інтерфейсами. Але, на відміну від моделі WD, властивий, втім, всіх пристроїв від LaCie.

Тут треба зробити невеличкий відступ і пояснити переваги і недоліки готових накопичувачів і боксів для жорстких дисків. На стороні готових накопичувачів безтурботність в установці - купив, приніс, підключив і користуйся. Але і проти них є дуже серйозні аргументи, особливо в світлі російської специфіки. По-перше, ємність, яка є, така залишиться назавжди або, принаймні, до закінчення гарантії. По-друге, якщо вийде з ладу всього один диск з двох, вам доведеться нести в сервіс сам накопичувач і на час ремонту / заміни диска залишитися без накопичувача. Крім цього, якщо дані мають конфіденційний характер, доведеться їх куди-небудь перенести, перш ніж віддавати накопичувач в чужі руки співробітників сервіс-центру. Просто бокси з підтримкою RAID, звичайно, вимагають більше клопоту в порівнянні з готовими накопичувачами - треба самому купити диски і встановити їх в накопичувач. Але за винятком старту застосування і дизайну накопичувачів, бокси краще, особливо якщо ви вмієте володіти хоча б викруткою. Основний плюс, звичайно це те, що в разі виходу з ладу диска вам доведеться віднести продавцю тільки що вийшов з ладу диск, продовжуючи користуватися накопичувачем.

MirrorDrive і MirrorDriveB від IOI Technologies. Зовнішні бокси під два жорсткі диски. Моделі відрізняються інтерфейсами FireWire. MirrorDrive має IEEE-1394a, а MirrorDriveB IEEE-1394b, але обидві модифікації мають USB 2.0. Зрозуміло, що модель з індексом B призначена в першу чергу для власників комп'ютерів Apple. MirrorDrive тільки бокс, тому користувач може встановити в нього будь-які диски на свій розсуд. Будь-який з дисків може бути замінений в «гарячому» режимі, тобто без зупинки роботи накопичувача. Підтримка RAID апаратна, рівні RAID встановлюються перемикачами на корпусі, як і у LaCie.

Raidsonic SR3620-2S-SB2 від RAIDON TECHNOLOGY INC. Досить рідкісний в Росії вид дводискового боксу. Практично аналогічний MirrorDrive, відрізняється більш привабливим дизайном, особливо для власників Mac. Ціна теж вище, зрозуміло.

MDrive від IOI Technologies. Мабуть, це Hi-End модель для домашнього користувача. Накопичувач підтримує 5 дисків з «гарячої» заміною, 0, 1, 5 і 6 рівні RAID, настроюється через Ethernet за допомогою вбудованого web сервера, має три інтерфейсу назовні - IEEE-1394b, USB 2.0 і eSATA. На такому пристрої легко зберегти пару терабайт інформації, захищеної від втрати за допомогою RAID 5. На жаль, ціну MDrive ніяк не можна назвати доступною - від $ 1200 без дисків.

Якщо подумати

А дійсно, якщо подумати, то світ не зійшовся клином на зовнішніх RAID, підключених через стандартні інтерфейси. Є ще один інтерфейс, який присутній на всіх комп'ютерах, випущених в останні 3-4 роки. Це Ethernet і / або Wi-Fi. 100 мегабіт Ethernet в якості вбудованої опції застосовується дуже давно на всіх материнських платах, багато моделей сучасних материнських плат підтримують і гігабітний Ethernet. Зовнішні накопичувачі, що підключаються по Ethernet, називаються NAS (Network Attached Storage - Мережеве пристрій зберігання). Фактично NAS являють собою готові файлові сервери, що працюють під управлінням власної операційної системи, в якості якої зазвичай використовується клон Linux. NAS бувають як з вбудованими RAID, так і без оних, на одному диску.

Звичайно, NAS і зовнішні бокси відрізняються один від одного досить істотно. Найсуттєвіше відмінність - швидкість доступу. На мережі в 100 мегабіт можна отримати максимально 8-9 мегабайт в секунду, що в 4 (!) Рази менше швидкості USB 2.0, самого повільного зі стандартних інтерфейсів. На мережі в 1 гігабіт, зрозуміло, швидкість буде не нижче швидкості обміну по звичайних зовнішніх інтерфейсів (за винятком eSATA), але все-таки гігабітний Ethernet поки ще мало застосовується як вдома, так і виробниками NAS. Крім цього, диск в мережі розуміється саме як мережевий і не всі програми погоджуються працювати з таким диском.

Зрозуміло, не можна говорити тільки про мінуси NAS - якщо у вашому будинку не один комп'ютер, то безцінним плюсом NAS стане можливість доступу до нього будь-якого користувача. У цьому варіанті NAS може служити загальним надійним сховищем даних.

Мережеві накопичувачі (NAS) з підтримкою RAID п'ятого рівня - це найдосконаліше на сьогодні рішення для домашнього користувача. Такі накопичувачі випускає, наприклад, QNAP. Зберігати тут можна величезну медіабіобліотеку або бази даних без ризику втратити інформацію

У цій замітці ми розповімо тільки про тих NAS, в яких є RAID 1 для SATA дисків, що забезпечує надійне зберігання даних. RAID 0 зазвичай не застосовується в NAS, оскільки немає сенсу прискорювати роботу з жорсткими дисками - мережа все одно не встигне за ними. У недорогих NAS швидкість доступу взагалі питання хворий, оскільки у багатьох моделей навіть при використанні гигабитной мережі швидкість не перевищує 7-10 МБ / с.

D-Link DNS-323. Мабуть, один з найбільш недорогих NAS з вбудованим RAID, але, тим не менше з гигабитной мережею і можливістю використання NAS і як принт-сервера. При вартості від $ 220 (без дисків) DNS-323 є хорошим вибором. Використовувати з DNS-323 ви можете диски будь-якої ємності. Оскільки DNS-323 вийшов спочатку вдалим з апаратної точки зору, під нього існує ряд програмних додатків, що поліпшують його роботу. Вони створюються просунутими власниками DNS-323 в співтоваристві навколо незалежного сайту пристрої . До речі, вихідний текст операційної системи цього NAS викладений на сайті виробника.

My Book ™ World Edition ™ II від Western Digital. Відмінне пристрій від вельми відомого виробника. Самий істотний недолік, як уже згадувалося вище - проблеми, які можуть виникнути в разі виходу одного диска з ладу. У США заміна одного диска можлива, але там покупець має справу з виробником, а у нас - з продавцем. В іншому пристрій цілком функціонально і, до речі, недороге. У варіанті з двома дисками по 500 GB коштує близько $ 500.

Сергій Блохнін