RAID-системы и альтернативные варианты

RAID-системы и альтернативные варианты

Программные и аппаратные реализации зеркалирования

На сегодняшний день существует много способов организации дисковых систем помимо RAID-матриц. Наибольший интерес представляет организация RAID1 - зеркалирования. Этот способ может быть реализован как программно (в Novell NetWare, Windows NT), так и аппаратно (на SCSI контроллерах Adaptec, Tekram и т.д.). Хотя способы безусловно недорогие, они обладают рядом существенных недостатков. Программное зеркалирование сильно нагружает вычислительную мощность компьютера. Выполнение программ обслуживания дисков занимает какое-то время, что непосредственно сказывается на быстродействии дисковой системы. Кроме того, при программной реализации всегда существует вероятность потери данных при аварийном отказе операционной системы, случайной аппаратной перезагрузки или пропаже питания в компьютере. Такой вариант реализации зеркалирования, конечно, имеет место в современных решениях, но должен применяться только на надежных машинах и в условиях экономии финансовых средств.

Аппаратный RAID1 - более надежное решение. Возможно, это не плохой вариант реализации дисковой системы компьютера при небольших дисковых матрицах из 2 или 4 дисков. К тому же SCSI-контроллер, позволяющий сделать зеркалирование относительно недорогим. Основными недостатками этого решения является то, что при наращивании матрицы система становиться все дороже и дороже по сравнению с RAID5, а скорость общения с дисками остается низкой. При каком-то значении объема дисковой матрицы наступает переломный этап, когда RAID5 становиться выгодней. Таким образом, реализуя зеркалирование на одном из недорогих SCSI-контроллеров, вы лишаете себя возможности дополнительного недорогого расширения дисковой системы. К тому же опыт подсказывает, что, несмотря на аппаратное выполнение функций зеркалирования, возможна потеря производительности системы до 25% по сравнению с одиночным диском.

RAID 5-го уровня и зеркалирование, что выгоднее?

При проектировании дисковой системы немаловажным фактором является ее стоимость. Для того чтобы максимально эффективно использовать выделенные средства для реализации этой задачи, необходимо грамотно подойти к выбору типа дисковой матрицы. Приведем небольшой расчет для RAID5 и RAID1, помогающие это сделать. Оба алгоритма позволяют обеспечить работу со стопроцентной надежностью сохранения данных при сбое. Рассмотрим два альтернативных варианта. Первый - дисковая система на основе младшей модели RAID-контроллера, второй на одном из простых моделей SCSI-устройства. Для примера возьмем одни из самых популярных на нашем рынке контроллеров Adaptec 2940 для RAID1 (250 долл.) и Mylex DAC960PL-1 (1000 долл.) для RAID5. За основу матриц выберем некие условные диски (модель не имеет значения) емкостью 1 Гбайт (350 долл.). Для организации RAID5 необходимо минимум 3 диска, для зеркалирования - 2.

Как видно из графика зависимости стоимости от используемого дискового пространства, приведенного на рис. 2., при таких исходных данных реализация дисковой системы на RAID1 хороша при используемом дисковом пространстве 1 или 2 Гбайт. При большем объеме матрицы лучшим решением будет RAID5. Надо заметить, что всегда необходимо учитывать возможность расширения системы. Поэтому в случае объема 3 Гбайт в приведенном примере, лучше выбрать RAID5. В этих рассуждениях не учитывается еще тот факт, что при организации зеркалирования скорость доступа ко всем дискам меньше, чем к одному, а при организации RAID5 больше. К тому же следует принять во внимание тот факт, что функций у DAC960 значительно больше и среди них такие немаловажные, как горячая замена и возможность установки резервных дисков.

Исходя из этих рассуждений можно сделать общий вывод для данного примера. При организации дискового массива объемом 1-3 Гбайт можно использовать разные, включая программные, алгоритмы создания дисковых серверных систем. При создании же матрицы большего объема нужно серьезно задуматься о применении контроллеров с RAID 5. Приведенные рекомендации носят, естественно, условный характер. Каждый конструктор должен сам оценить необходимость применения той или иной технологии в зависимости от конкретных условий.