Instruktor: W tej lekcji
omówimy wykorzystanie macierzy RAID
w celu zapewnienia redundancji danych.
RAID to nadmiarowa macierz niezależnych dysków,
która zasadniczo umożliwia
połączenie wielu fizycznych dysków
twardych w jeden logiczny dysk twardy
w systemie operacyjnym.
Istnieje wiele różnych typów macierzy RAID,
ale na potrzeby egzaminu zostanie
wymienionych tylko kilka z nich.
Zobaczysz takie rzeczy jak RAID 0, RAID 1,
RAID 5, czasami RAID 6 i RAID 10.
Każdy inny RAID, a jest ich
wiele, można zignorować,
ale są to te, które
są objęte konkretnymi celami
egzaminacyjnymi i zobaczysz je podczas
wielokrotnego wyboru, a także w symulacjach.
Po pierwsze, mamy RAID 0.
W przypadku macierzy
RAID 0 mamy tutaj słowo kluczowe o nazwie striping.
Chcę, abyś zapamiętał "striping" za każdym razem, gdy usłyszysz RAID 0.
W przypadku RAID 0 mamy dwa dyski, które współpracują ze sobą, a każdy
z nich przechowuje połowę danych.
Jak widać na ekranie, część
pliku, A1, i część pliku, A2, jest umieszczana
na każdym z dysków.
Załóżmy więc, że mam RAID 0 w systemie operacyjnym, zainstalowałem
go i skonfigurowałem.
Co widzi system operacyjny?
Czy widzą dysk 1 i dysk 0?
Nie. Widzą tylko jeden RAID.
Widzą to jako dysk D, dysk M lub jakąkolwiek
inną literę, którą
mu nadałem.
I tak, jeśli mój komputer z systemem Windows widzi to,
na przykład, jako dysk D, może to być miejsce,
w którym przechowuję wszystkie moje pliki do edycji wideo.
Teraz, gdy to robię
i kopiuję ten film na dysk D, co tak naprawdę
się dzieje?
Umieszcza pierwszy element na dysku
0, drugi element na dysku 1,
trzeci element na dysku 0, a następnie
czwarty element na dysku 1 i tak dalej,
gdzie części parzyste
i nieparzyste są rozdzielone
na dwa różne dyski.
Jest to tak zwany striping, ponieważ
kładę kawałek na każdym z nich.
A jeśli się temu przyjrzeć, wygląda to trochę jak pasek
cukierka, jak miętowa
laska, gdy wiruje wokół tych dwóch RAID-ów
z parzystymi po jednej stronie i szansami po drugiej.
W przypadku macierzy RAID 0 jest to
świetne rozwiązanie pod względem szybkości.
Nie daje to jednak żadnej nadmiarowości.
Jeśli jeden z tych dwóch dysków ulegnie awarii, stracę połowę pliku, a jeśli
stracę połowę pliku, zgadnij co?
Komputer nie może w ogóle odczytać
pliku, więc to tak, jakbym stracił cały plik.
Zaletą korzystania z dysku typu stripe
lub macierzy RAID 0 jest fakt, że
uzyskuję wzrost prędkości, prawda?
Jeśli więc robię rzeczy takie jak szybkie gry lub
szybka edycja wideo, jest to dobra
konfiguracja, ponieważ mogę
uzyskać dostęp do dwóch dysków znacznie szybciej
niż do jednego, ponieważ każdy z nich może
dostarczyć mi połowę informacji w tym samym czasie.
Kolejną zaletą korzystania z macierzy
RAID 0 jest brak utraty miejsca na dyskach.
Co mam przez to na myśli?
Cóż, jak zobaczysz w demo, zamierzam
użyć 800-megabajtowych dysków twardych, a każdy z tych 800-megabajtowych
dysków twardych zostanie zainstalowany w
tym komputerze i użyjemy ich jako części
naszych macierzy RAID.
Jeśli wezmę dwa 800-megabajtowe dyski twarde
i połączę je ze sobą jako RAID 0, w rzeczywistości
otrzymam 1. 5 gigabajtów, czyli około
1600 megabajtów przestrzeni jako pojedynczy dysk do wykorzystania
przez system operacyjny.
Mogę więc wziąć dwa mniejsze dyski, połączyć
je razem i będą wyglądać jak jeden duży dysk, jeśli użyję RAID 0.
Kolejnym rozwiązaniem, o którym chcemy tutaj porozmawiać, jest RAID 1.
Za każdym razem, gdy słyszysz
RAID 1, chcę, abyś pomyślał o dwóch słowach:
"mirror" i "redundancja". W przypadku macierzy RAID 1
mamy do czynienia z macierzą lustrzaną.
Oznacza to, że każda pojedyncza rzecz
umieszczona na dysku 0 jest również umieszczana na dysku
1, jak widać tutaj.
Na przykład,
jeśli wezmę plik o nazwie
A i podzielę go na cztery części,
zarówno dysk 0, jak i dysk 1 będą
miały wszystkie te części pliku A.
Jak widać, 1, 2, 3 i 4 znajdują
się na dysku 0,
a 1, 2, 3 i 4 na dysku 1.
Więc jeśli usunę wszystko z dysku 1, zgadnij co?
Nadal mogę uzyskać do niego dostęp na dysku
0, a więc to jest to, o czym
mówię tutaj, będąc lustrzaną macierzą
dyskową, fakt, że oba dyski mają dokładnie identyczną kopię.
Daje nam to dużą redundancję, w rzeczywistości jest to pełna
redundancja, ponieważ
cały dysk może przestać działać, a
ja nadal mogę działać bez żadnych problemów.
Jest jednak jeden minus, a mianowicie
utrata miejsca na jednym z tych dysków, ponieważ jeśli
zabiorę te dwa 800-megabajtowe dyski, nie
otrzymam już 1. 5 gigabajtów lub 1600 megabajtów,
dostaję 800 megabajtów.
Dlaczego?
Ponieważ mam kopię lustrzaną każdego pojedynczego fragmentu
danych, więc muszę wykonać dwie pełne kopie, a to
zajmuje dwa razy więcej miejsca, aby uzyskać to, co chcesz.
Połowa całkowitej pamięci masowej jest więc
wykorzystywana po prostu do redundancji,
a to oznacza, że koszty pamięci masowej są znacznie wyższe
niż w przypadku korzystania z czegoś takiego jak RAID 0.
Przyjrzyjmy się więc opcji, której możemy użyć, aby uzyskać
to, co najlepsze z obu światów.
W tym miejscu pojawia się RAID 5.
RAID 5 zapewnia nadmiarowość dzięki parzystości.
Kiedy więc słyszysz RAID 5,
chcę, abyś pomyślał o "redundancji", "parzystości". Oznacza to, że nie będę
miał pełnej
kopii wszystkiego.
Kiedy korzystałem z RAID 1,
miałem pełne lustro, więc zajmowałem całą przestrzeń na obu dyskach,
ale w przypadku RAID 5 zamierzam użyć trzech dysków.
Możesz użyć trzech lub więcej dysków,
ale w przypadku RAID 5 musisz użyć co najmniej trzech dysków.
Tak więc na ekranie mam trzy dyski,
dysk 0, dysk 1 i dysk 2, i mam cztery różne
pliki, które są tam umieszczane, mam fragmenty
A, B, C i D umieszczane we wszystkich
tych plikach.
Zauważ, że B, C i D mają coś, co nazywa się
Bp, Cp lub Dp, a to oznacza
parzystość.
Tak więc mam ten plik, B, biorę połowę
i umieszczam go na dysku 0, biorę połowę
i umieszczam na dysku 1.
Następnie wykonuję obliczenia
i umieszczam wyniki tych obliczeń na Dysku 2.
Tak więc, jeśli stracę jeden z dysków,
używając części, którą mam i parzystości dla dwóch części, mogę ponownie
obliczyć parzystość i mogę
utworzyć ten plik.
Wiem, że brzmi to trochę
skomplikowanie, ale pomyśl
o tym w ten sposób, jeśli podam ci
dwie liczby i podam ci odpowiedź, dwa plus trzy równa się pięć.
Teraz, jeśli zabiorę którąkolwiek z tych trzech
liczb i dam ci pozostałe dwie, czy
nadal możesz dowiedzieć się, jaka była druga?
Oczywiście.
Jeśli podam ci dwa i trzy, możesz
dojść do wniosku, że dwa plus trzy równa się pięć.
Gdybym dał ci dwa plus co równa się pięć, mógłbyś powiedzieć,
że pięć minus dwa to trzy, więc odpowiedzią
jest trzy.
Albo jeśli podam, że puste plus trzy to pięć, można powiedzieć,
że pięć minus trzy to dwa.
Jak widać, możemy
obliczyć wynik.
To właśnie robimy wewnątrz macierzy RAID 5, dzięki
czemu uzyskujemy nadmiarowość poprzez parzystość.
Dobrą rzeczą jest to, że nawet
jeśli dodam kilka dodatkowych dysków,
powiedzmy, że mam tutaj pięć dysków i tylko jeden
z nich jest używany do parzystości, oznacza
to, że jeśli stracę jedną piątą miejsca na ten bit parzystości,
zużywam znacznie mniej
niż w przypadku pełnego lustra.
W przypadku tutaj na ekranie mam trzy dyski, z których
jedna trzecia jest używana do parzystości.
Wykorzystując jedną trzecią z nich
na parzystość, tracę 33% przestrzeni dyskowej zamiast
50%, które straciłem w RAID 1, a więc RAID 5 jest w rzeczywistości jednym z
najczęściej spotykanych RAID-ów, który jest intensywnie
wykorzystywany w większości
środowisk serwerowych i intensywnie wykorzystywany
przez większość małych firm, więc dlatego naprawdę
musisz czuć się komfortowo.
W porządku, porozmawiajmy o RAID 6.
Czym jest RAID 6?
Jest o jeden lepszy niż RAID 5.
Za każdym razem, gdy słyszysz
RAID 6, pomyśl o pięciu plus jeden.
Tak więc wszystko, co było prawdą w przypadku RAID
5, jest prawdą w przypadku RAID 6, z wyjątkiem
tego, że będziemy mieli podwójną parzystość,
więc teraz potrzebuję czterech dysków zamiast trzech.
Dlaczego to robię?
Cóż, w RAID 5 mogę stracić
tylko jeden dysk i nadal działać.
W RAID 6 mogę stracić dwa dyski i nadal działać.
Tak więc, jeśli mam może 5 lub 10 dysków, użycie dwóch
z nich do parzystości daje mi znacznie
lepszą wartość nadmiarowości niż gdybym miał tylko
RAID 5 z pojedynczą nadmiarowością,
z pojedynczą parzystością.
I to tak naprawdę jedyna różnica między 5 a 6.
RAID 5 ma jedną parzystość, RAID
6 ma podwójną parzystość,
jak widać na ekranie.
Następną rzeczą, o której chcemy porozmawiać, jest RAID 10.
RAID 10 to tak naprawdę macierz macierzy RAID, a chcę przez
to powiedzieć, że w rzeczywistości
mam dwie macierze RAID 1, które są umieszczone
wewnątrz konfiguracji RAID 0.
Jeśli wrócimy do RAID
0, pamiętamy, że chodziło o szybkość i striping,
a więc, gdy plik wchodzi, zamierzam
rozłożyć go w połowie na lewą stronę i połowę na
prawą stronę.
Ale ponieważ każda z tych lewych i prawych stron
jest w rzeczywistości macierzą RAID z lustrem, mam wszystkie
nieparzyste rzeczy po lewej stronie i wszystkie
parzyste rzeczy po prawej stronie, i mam
dwie pełne kopie.
Tak więc zajmie to cztery dyski,
ale nadal używam konfiguracji RAID 1 wewnątrz niego.
Prawda?
I tak stracę połowę przestrzeni
dyskowej, ponieważ mam dwa w pełni redundantne serwery lustrzane RAID 0.
Jest to naprawdę dobre rozwiązanie z punktu widzenia
redundancji i zapewnia dobrą
prędkość, ponieważ wykonujesz
striping, więc uzyskujesz korzyści
z RAID 1 i RAID 0, ale musisz użyć
czterech dysków, aby to zrobić, więc jest to jedna z rzeczy,
o których musisz pomyśleć, czy
wolałbym to zrobić z RAID 6 czy RAID 10?
Dokonujesz tych wyborów w zależności od sytuacji.
Na egzaminie nie będą prosić o dokonanie wyboru,
który RAID jest najlepszy w oparciu
o naprawdę dogłębne okoliczności.
Ogólnie rzecz biorąc, powiedzą:
"Szukam szybkości, który RAID jest najlepszy? Odpowiedź?
RAID 0.
"Szukam zwolnienia, które jest najlepsze? Cóż, technicznie rzecz biorąc, dla redundancji
najlepszy byłby RAID 1, prawda?
Lub RAID 10, jeśli mają taką opcję.
Jeśli pytają o coś w stylu:
"Szukam nadmiarowości przy użyciu parzystości",
w takim przypadku należy
rozważyć coś w rodzaju RAID 5.
Zazwyczaj odpowiedzi na te pytania
brzmią: RAID 0, RAID 1 lub RAID 5.
Tak więc, gdy myślimy o macierzach
RAID, można je podzielić na odporne na awarie, odporne
na błędy i odporne
na awarie.
Oto nasze trzy kategorie dla macierzy RAID.
Jeśli masz macierz RAID odporną na awarie,
będzie to coś w rodzaju RAID 1 lub RAID 5, ponieważ będzie
ona chronić przed utratą danych macierzy w przypadku awarii
pojedynczego dysku.
Mówiąc o systemach dyskowych odpornych
na awarie, należy wspomnieć o macierzach RAID 1
lub RAID 5, a nawet RAID 6, ponieważ
nawet w przypadku awarii pojedynczego komponentu,
jednego z dysków lub nawet jednej z kart, macierz RAID
może nadal działać prawidłowo.
Ostatnią kategorią jest odporność na awarie, a więc
jeśli nazwiemy RAID odpornym na awarie,
oznacza to, że RAID ma dwie niezależne strefy
z pełnym dostępem do danych przez cały czas.
RAID 10 jest dobrym przykładem macierzy RAID odpornej na awarie.
W ten sposób mogę utracić połowę macierzy, a jeden
z tych RAID 1 będzie nadal działał, co oznacza,
że system będzie nadal działał i będzie
odporny na awarie, ponieważ
mam pełną kopię tych danych gotową
do pracy przez cały czas.
Macierze RAID są świetnym rozwiązaniem,
gdy próbujemy zapewnić
dobrą redundancję danych online i dostępność
przez cały czas, a także pomagają nam w projektowaniu
systemu wysokiej dostępności.