Предимства и недостатъци на RAID 6, списание Networking Solutions
За да избегнете загуба на достъп до данни, когато компонентите се повредят, различни инструменти и технологии са предназначени да помогнат. Много от тях обаче предлагат ниска производителност за много пари, така че трябва да разберете техните предимства и недостатъци.
Излишният масив от независими дискове (RAID) съхранява идентични данни на различни места на множество твърди дискове. Най-простият модел, striping или RAID 0, не предлага излишък. Той осигурява подобрена производителност, но не и толерантност към грешки. Ако поне един диск в групата се повреди, всички данни се губят.
RAID 5, за разлика от тях, предлага комбинация от ивици и паритет. Данните и информацията за паритет се разпределят между твърдите дискове, така че ако едно устройство се повреди, данните на това устройство могат да бъдат възстановени с помощта на математическата операция XOR въз основа на допълнителната информация за паритет, съхранена на другите дискове. Следователно RAID 5 осигурява непрекъснато архивиране на всички данни.
RAID 6 е разширение на RAID 5. Използвайки тази технология, дори ако два твърди диска в една и съща група се повредят едновременно, няма да бъдат загубени данни. В случай на RAID 6 са необходими две математически операции за възстановяване на информация. Първата е същата като при технологията RAID 5 („изключително или“), втората изисква допълнителен твърд диск Q, поради което самата технология се нарича P+Q parity. Някои доставчици твърдят, че с въвеждането на технологията RAID 6, особено когато използват собствената си реализация на RAID 6, всички проблеми с наличността са елиминирани. Наистина RAID 6 предлага високо нивозащита в случай на повреда на два твърди диска наведнъж, но в много възможни сценарии на приложение, например в случай на потребителски грешки, тази технология не е оптималното решение за осигуряване на максимална наличност на данни.
В среди, където се изисква висока наличност, RAID 6 може да се разглежда - независимо от цената и въздействието върху производителността - като опция за решение за съхранение с висока наличност. Въпреки това е необходимо да се вземат предвид недостатъците на RAID 6:
БРОЙ ПОДДЪРЖАНИ УСТРОЙСТВА
Изпълнението на двоен паритет на RAID 6 понякога ограничава броя на дисковете в RAID система до просто число. RAID 5, от друга страна, поддържа от три до 30 диска в една система в популярни продукти на пазара и не налага изискване за ограничаване на броя на твърдите дискове според предвиденото приложение. RAID 6 устройствата все още не могат да предложат тази възможност.
RAID 6 СРЕЩУ ДРУГИ НИВА НА RAID
В сравнение с RAID 10 и RAID 5, RAID 6 е най-ниското ниво на RAID. Въпреки че при нормални условия скоростта на четене за всички тези нива е приблизително еднаква, продължителността на запис варира значително. А при възстановяване, когато системата никога не е на пълен капацитет, разликите са още по-забележими:
RAID 6 предлага повече използваем капацитет от RAID 1, където половината от наличните ресурси се използват за паритет, но използваемият капацитет на RAID 6 все още е по-малък от този на RAID 5. Конфигурация с пет твърди диска, предназначени за данни, в случай на RAID 5 (5+1) използва 16% от общото дисково пространство за съхраняване на данни за паритет, докато в случай на RAID 6 товастойността достига 29%. В допълнение, добавянето на само един допълнителен диск към RAID система в конфигурация RAID 6 увеличава шанса за повреда на диска със 17%, което изисква по-чести реконструкции, по-дълги времена за обработка и по-бавна производителност. Доставчиците на RAID 6 твърдят, че изграждането на големи RAID системи може да намали разходите за паритет на протокола. Въпреки това, има клопки в този подход, тъй като големите RAID системи са по-склонни към откази на диска и отнемат повече време за възстановяване, което означава дълги периоди на лоша производителност.
ИЗПЪЛНЕНИЕ НА RAID 6
И така, как се реализира RAID 6? Тази технология е система от две независими линейни уравнения. По принцип има две възможности за изграждане на RAID 6:
Повечето класически P+Q реализации използват първия метод (поле на Галоа) (вижте Фигура 1). Проблемът е "простият и бърз" избор на подходящи фактори (полином). Първият полином е много прост: 0x1. По този начин първото уравнение изглежда същото като в случая на RAID 5: данните за паритет се съхраняват на твърд диск P. Всички налични хардуерни ускорители за RAID 5 ще работят и в този случай. Вторият полином обаче е по-сложен и изисква значителни изчислителни разходи. Във всеки случай говорим за операцията XOR с множител, който не се използва в RAID 5, но може да се получи чрез малка модификация на хардуера за функцията XOR.
Вторият метод е Dual Parity, Double Parity (вижте Фигура 2), където конвенционалните "хоризонтални" ивици се комбинират с "вертикални" редове. Всяка вертикална лента използва неповече от една хоризонтална лента от всеки твърд диск. С два различни набора от данни за паритет, RAID система може да бъде възстановена, ако един или два твърди диска се повредят. Данните за паритет за хоризонтални и вертикални ивици се обработват по същия начин, както в съвременните системи RAID 5 (използвайки операция XOR). Но сложните алгоритми за изчисляване на вертикалния паритет, както и нетривиалните механизми за обработка на грешки и изключения водят до факта, че такива реализации на RAID 6 работят значително по-бавно от P+Q RAID 6.
В зависимост от това къде се съхраняват данните, възстановяването им може да отнеме няколко итерации, най-малко три, но по-често техният брой е равен на квадрата на броя на твърдите дискове. По принцип системата RAID 6 с двоен паритет винаги предлага задоволителна производителност, но възстановяването на данни от два повредени твърди диска води до неприемливо намаляване на производителността. Като страничен ефект е възможно дори претоварване на RAM поради адаптера, което допълнително намалява производителността. Въпреки че подходите на отделните доставчици варират, внедряването на P+Q се счита за индустриален стандарт, тъй като гарантира целостта на данните и висока производителност при всякакви условия (вижте Фигура 3). LSI и Intel си сътрудничат по стандартизацията на MDS полинома за спецификацията на Disk Data Format (DDF) от Storage Networking Industry Association (SNIA). Тази спецификация вече е регистрирана в Международния комитет за стандарти за информационни технологии (INCITS). Няма стандарти за прилагане на DP, така че системитеразличните производители са много различни един от друг.
КАК СЕ ИЗПОЛЗВА RAID ДНЕС?
RAID 1 и RAID 5 са доказани технологии и всички доставчици ги прилагат по един и същи начин. Те се използват в производствени складови системи повече от 15 години. Експертите знаят как се изпълняват тези RAID нива и как тези конфигурации и решения постигат оптимална производителност, капацитет и наличност. Що се отнася до RAID 6, това е сравнително млада технология и подходите към нея са много различни.
Наличието на данни по всяко време е от решаващо значение за успеха на едно предприятие. Следователно системите за съхранение трябва да имат голям брой функции, за да предложат високо ниво на достъпност. Само с помощта на един инструмент тази цел не може да бъде постигната. Изграждането на система за съхранение с висока наличност е възможно само със стратегическата комбинация от набор от инструменти, функции и опции за конфигурация.
Гюнтер Стегнер е директор на Engenio Storage Group на LSI Logic за Централна EMEA.
Споделяйте материал с колеги и приятели