Jak to działa
Macierz RAID łączy kilka dysków w jeden w celu zwiększenia pojemności, szybkości lub odporności na awarie, ale prawie nigdy nie wszystkie trzy jednocześnie. Każdy poziom rozwiązuje to zobowiązanie w inny sposób: istnieją poziomy, które rozpowszechniają dane bez zapisywania czegokolwiek innego, inne, które zapisują pełne kopie i inne, które obliczają parytety, aby móc zrekonstruować to, co utracone.
Kalkulator uwzględnia liczbę dysków, ich pojemność oraz wybrany poziom i zwraca, ile faktycznie zostało miejsca na dane, ile potrzeba redundancji, ile dysków może ulec awarii bez utraty informacji i jaka jest przybliżona wydajność. Pojemność jest wyrażana w jednostkach dziesiętnych stosowanych przez producentów oraz w jednostkach binarnych podawanych przez system operacyjny, stąd bierze się wieczne poczucie, że na dysku znajduje się mniej niż to, co jest napisane na pudełku.
Oszacowuje także, ile czasu zajmuje przebudowa i jakie jest prawdopodobieństwo wystąpienia w trakcie jej trwania nieodwracalnego błędu odczytu, co jest momentem, w którym wiele tablic o pojedynczej parzystości ostatecznie ulega awarii. Ostateczne porównanie oblicza wszystkie poziomy przy użyciu tego samego sprzętu, aby na pierwszy rzut oka zobaczyć, co zyskujesz, a co tracisz na każdym z nich.
Przykłady
8 × 4 TB · RAID 624 TBDwa z ośmiu dysków przechodzą w podwójną parzystość, więc zostaje sześć na dane: 24 TB w systemie dziesiętnym, które system operacyjny pokaże jako 21,8 TiB. Sprawność wynosi 75%, a macierz toleruje awarię dowolnych dwóch dysków.8 × 4 TB · RAID 1016 TBPrzy tych samych dyskach lustro pozostawia tylko połowę pojemności. W zamian zapisuje z dwukrotnie większą szybkością niż RAID 6 i odbudowuje, kopiując pojedynczy dysk zamiast czytać pozostałych siedem.5 × 4 TB · RAID 572 %Jest to prawdopodobieństwo napotkania nieodwracalnego błędu odczytu podczas odbudowy uszkodzonego dysku, przy czym na dyskach stacjonarnych występuje 1 błąd co 10^14 bitów. Trzeba odczytać całe 16 TB, a w przypadku RAID 5 jakikolwiek błąd powstały podczas tego odczytu nie będzie już możliwy do odzyskania.12 × 8 TB · RAID 6064 TBDwanaście dysków podzielonych na dwie grupy po sześć: każda grupa traci dwa dyski w wyniku podwójnej parzystości, więc pozostaje osiem na dane. Poświęcono większą pojemność niż w przypadku macierzy RAID 6, ale podczas odbudowy odczytywane jest tylko pięć dysków w grupie, której dotyczy problem, a nie jedenaście w macierzy.Przypadki użycia
- Zdecyduj, ile dysków kupić i jaki rozmiar, aby osiągnąć pojemność potrzebną dla serwera NAS lub serwera plików.
- Porównaj poziomy przed utworzeniem aranżacji, kiedy nadal możesz dokonać wyboru, ponieważ późniejsza zmiana poziomów prawie zawsze oznacza przeróbkę od zera.
- Wyjaśnij klientowi lub szefowi, dlaczego osiem dysków 4 TB nie daje 32 TB przestrzeni użytkowej.
- Oszacuj, ile godzin macierz jest narażona podczas odbudowy dysku, aby zaplanować zmianę w okresie niskiego użycia.
- Uzasadnij przejście z RAID 5 na RAID 6 w dużej macierzy dyskowej, pokazując ryzyko odbudowy.
- Przed podpisaniem zakupu oblicz rzeczywisty koszt użytecznego terabajta różnych kombinacji dysków i poziomów.
Najczęstsze pytania
Dlaczego system operacyjny pokazuje mniejszą pojemność, niż szacuję?
Ponieważ nie mówią tym samym językiem. Producenci sprzedają w jednostkach dziesiętnych, gdzie TB to jeden bilion bajtów, a większość systemów operacyjnych podaje w jednostkach binarnych, gdzie TiB to 2^40 bajtów – czyli około 9% więcej. Dysk o pojemności 4 TB ma pojemność 3,64 TiB i nie brakuje ani jednego bajtu. Kalkulator pokazuje te dwie liczby dokładnie, więc różnica nie jest zaskakująca. Do tego dochodzi to, co rezerwuje system plików, co zależy od tego, którego używasz.
RAID 5 czy RAID 6?
Zależy to od rozmiaru dysków i ich liczby. RAID 5 poświęca pojedynczy dysk i toleruje pojedynczą awarię; Problem polega na tym, że podczas odbudowy macierz pozostaje bez żadnej ochrony i wszystkie pozostałe dyski muszą zostać odczytane od końca do końca, co w przypadku dysków wieloterabajtowych może zająć kilka dni. RAID 6 poświęca jeszcze jeden dysk, ale w krytycznym momencie doświadcza drugiej awarii. W przypadku dysków o pojemności 4 TB lub większej lub macierzy składających się z ośmiu lub więcej dysków, RAID 6 jest rozsądnym wyborem.
Co to jest kara za zapis?
Jest to liczba operacji na dysku fizycznym, jakie kosztuje każdy zapis logiczny. W RAID 0 jest to 1, bo tak jest zapisane i tyle. W lustrzankach jest to warte 2, bo te same dane trafiają na dwa dyski. W RAID 5 jest to 4: musisz odczytać stare dane, przeczytać starą parzystość, zapisać nowe dane i zapisać nową parzystość. W RAID 6 jest to 6, ponieważ istnieją dwie parzystości. Właśnie dlatego tablica z parzystością może mieć doskonałe odczyty i bardzo słabe losowe zapisy, i dlatego bazy danych z dużą ilością zapisu zwykle korzystają z RAID 10.
Ile dysków faktycznie obsługuje RAID 10?
Jedna gwarantowana i do połowy odszkodowania, jeśli masz szczęście. RAID 10 tworzy pary lustrzane i rozdziela dane między nimi: dopóki awarie spadają na różne lustrzane kopie, macierz nadal żyje, ale jeśli dwa uszkodzone dyski to ta sama para, wszystko jest stracone. Mając osiem dysków, możesz stracić cztery i iść dalej, albo stracić dwa i zostać z niczym. Dlatego kalkulator pokazuje obie liczby i nigdy nie warto planować optymistycznie.
Kiedy RAID 50 lub RAID 60 jest odpowiedni?
Kiedy jest tak wiele dysków, że pojedyncza grupa parzystości staje się uciążliwa. Podział dwunastu lub dwudziestu czterech dysków na wiele grup skraca odbudowę, ponieważ odczytywana jest tylko grupa, w której dysk uległ awarii, a nie cała macierz, a także pozwala tolerować jedną awarię na grupę zamiast tylko jednej w całej macierzy. Ceną jest to, że każda grupa ma swój własny parytet: im więcej grup, tym mniejsza użyteczna pojemność. Są to poziomy kontrolerów serwerów lub obudów dysków, a nie czterokieszeniowy serwer NAS.
Co się stanie, jeśli dyski będą miały różne rozmiary?
W klasycznej macierzy RAID wszystkie dyski zachowują się tak, jakby były wielkości najmniejszego, a to, co zostaje na dużych, pozostaje niewykorzystane. Dlatego kalkulator działa z jednym rozmiarem: jeśli masz dyski mieszane, załaduj najmniejszy, a otrzymasz rzeczywistą pojemność macierzy. Niektóre systemy pamięci masowej, takie jak kilka domowych serwerów NAS lub systemy plików z własną redundancją, wiedzą, jak wykorzystać nadmiar miejsca, ale nie przestrzegają już zasad tradycyjnej macierzy RAID.
Czy dysk Hot Spare zwiększa odporność na awarie?
Nie dodaje tolerowanych awarii, dodaje szybkość reakcji. Urządzenie zapasowe jest podłączone i obraca się bez danych, czekając, aż dysk spadnie, aby odbudowa mogła zostać uruchomiona samodzielnie, w ciągu kilku minut, a nie wtedy, gdy ktoś przejdzie obok stojaka. Ponieważ najniebezpieczniejszy moment naprawy to właśnie ten od awarii do końca rekonstrukcji, skrócenie tego okna jest dużo warte. Zajmuje on oczywiście miejsce i jest płatny jak każdy inny dysk, dlatego kalkulator odejmuje to od wydajności.
Co to jest nienaprawialny błąd odczytu i dlaczego psuje przebudowę?
Jest to sektor, którego dysk nie jest w stanie odczytać nawet przy użyciu własnych kodów korekcyjnych. Arkusze danych podają to jako współczynnik: dyski do komputerów stacjonarnych zwykle wskazują mniej niż 1 na 10^14 odczytanych bitów, dyski NAS 1 na 10^15, a dyski biznesowe SAS 1 na 10^16. W codziennym użyciu jest to prawie niezauważalne, ale przebudowa zmusza do pełnego odczytania wszystkich pozostałych dysków i wtedy liczenie staje się niezręczne: w tablicy z pojedynczą parzystością pojedynczy błąd przy tak dużym odczycie oznacza utratę danych. Natomiast przy podwójnej parzystości sektor jest odbudowywany drugim i nic się nie dzieje.
Czy RAID zastępuje kopie zapasowe?
Nie i jest to najkosztowniejsze nieporozumienie dotyczące przechowywania. RAID chroni przed fizyczną awarią dysku i niczym więcej: przypadkowym usunięciem, uszkodzeniem pliku przez aplikację, oprogramowaniem ransomware, kradzieżą, pożarem lub źródłem, które zajmuje wszystkie dyski na raz, są replikowane lub tracone równomiernie w całej macierzy. RAID to wysoka dostępność, to znaczy kontynuacja pracy po zmianie dysku; kopia zapasowa jest w stanie wrócić. Obydwa są potrzebne.
Czy wartości IOPS i prędkości są tym, co zamierzam zmierzyć?
Stanowią pułap teoretyczny, przydatny do porównywania poziomów między sobą. Zakładają, że obciążenie jest równomiernie rozłożone na wszystkie dyski i że ani kontroler, ani jego pamięć podręczna, ani magistrala, ani system plików nie znajdą się w kolejce. W praktyce kontroler z pamięcią podręczną chronioną baterią może ukryć większość kosztów zapisu, a ciągła przebudowa może obniżyć wydajność o połowę. Użyj liczb, aby określić poziom, a nie obiecywać liczb.