Как сделать raid 1 Windows 10?

Изучаем теорию

RAID (Redundant Array of Independent Disks) — это виртуальный массив из нескольких физических дисков, который операционная система видит как единый дисковый раздел. Данная технология чаще всего применяется в NAS-серверах — готовых хранилищах данных для быстрого доступа к ним разными пользователями в рамках локальной сети или через интернет. Впрочем, ничто не мешает превратить в NAS обычный ПК.

Существует добрый десяток разновидностей RAID-массивов, но мы рассмотрим только самые распространенные и подходящие среднестатистическому пользователю:

• RAID 0 — повышение скорости путем параллельной записи разбитой на блоки информации. Может состоять из двух и более дисков, соответственно скорость повышается кратно количеству дисков. Вместе с этим повышается риск потери всех данных в случае поломки хотя бы одного диска.
• RAID 1 — так называемый «зеркальный» массив из двух и более дисков. Данные дублируются на каждый диск, благодаря чему в случае поломки одного из них всегда остается хотя бы одна полная резервная копия. Чем больше дисков, тем надежнее хранение. Впрочем, даже двух дисков уже достаточно, чтобы минимизировать риск потери данных.
• RAID 2, 3, 4 и 5 — частичное резервирование данных на основе нескольких отличающихся алгоритмов работы. Например, два диска доступны для записи данных, а третий хранит резервную копию самых свежих файлов.
• RAID 10 и RAID 01 — быстрый массив из зеркальных массивов и наоборот зеркальный массив из быстрых массивов.

Лучше всего создавать RAID-массив из специализированных жестких дисков, разработанных для NAS-хранилищ. Они тихие, довольно-таки быстрые, рассчитанные на круглосуточную работу и имеют продленную гарантию. В этой статье мы будем создавать RAID на примере двух именно таких 4-терабайтных HDD Seagate IronWolf. Прежде чем перейти от теории к практике, расскажем кратенько об IronWolf.

+4 фото Seagate IronWolf ST4000VN008 4 ТБ Высокая скорость последовательного чтения и записи, тихий, хорошо подходит для создания RAID-массивов, гарантия 3 года. На роль основного системного диска лучше выбрать Barracuda или FireCuda. Цена от 7 934 до 10 880 р.

Andpro.ru	9016 р.	В магазин
Citilink.ru	8890 р.	В магазин
Impulsteh.ru	7934 р.	В магазин
Sbermegamarket.ru	8420 р.	В магазин
Onlinetrade.ru	9800 р.	В магазин

Cравнить цены ₄₆→

Seagate IronWolf — серия жестких дисков де-юре для NAS-хранилищ. Но де-факто отлично подходит на роль второго тихого и вместительного диска, дополняющего быстрый, но мелкий SSD. В отличие от серии Seagate BarraCuda Compute ST2000DM008 2 ТБ 256/7200 Цена от 3 560 до 5 345 р. , существует только в декстопном 3.5-дюймовом форм-факторе.

При низкой скорости вращения 5900 об/мин, 4-терабайтный IronWolf, благодаря высокой плотности магнитных пластин (в простонародье называемых «блинами»), демонстрирует скорость последовательного чтения и записи 180 МБ/с. А это уже уровень 1 или 2-терабайтных дисков на 7200 об/мин, которые шумнее и горячее, из-за чего хуже подходят для круглосуточной работы и долгосрочного хранения важных данных.

Объем ОЗУ-кеша 4-ТБ версии IronWolf равняется 64 МБ. Используется он для ускоренной обработки мелких файлов (хотя 64 МБ — это не такие уж и мелкие файлы, например типичная MP3-песня весит до 10 МБ). Самый же большой буфер среди дисков Seagate у модели Seagate FireCuda ST2000DX002 2 ТБ — целых 8 ГБ SSD-кеша, причем на основе износоустойчивой MLC-памяти (два бита на ячейку).

В итоге, Seagate IronWolf — тихий и при этом на удивление быстрый жесткий диск, который подходит практически для любых задач (NAS-сервер, второй диск рабочего или игрового ПК), кроме разве что установки операционной системы (для этой цели лучше выбрать Barracuda или FireCuda). Объем IronWolf может варьировать от 1 до 14 ТБ, гарантия же — строго 3 года. Также существует подсерия Seagate IronWolf Pro ST4000NE0025 4 ТБ Up to 24-bay c расширенной до 5 лет гарантией.

Другие популярные жесткие диски Seagate Seagate BarraCuda Compute[ST2000DM008] от 3 560 р. Seagate BarraCuda Compute[ST1000DM010] от 2 740 р. Seagate IronWolf[ST4000VN008] от 7 934 р. Seagate Exos X18[ST18000NM000J] от 28 554 р. Seagate SkyHawk[ST4000VX007] от 7 650 р. Seagate BarraCuda Pro Compute 2.5″[ST1000LM049] от 3 542 р. Seagate BarraCuda Compute 2.5″[ST1000LM048] от 2 750 р. Seagate SkyHawk[ST2000VX008] от 4 640 р. Seagate BarraCuda Compute[ST8000DM004] от 13 840 р. Seagate IronWolf[ST8000VN004] от 15 400 р. Seagate IronWolf[ST2000VN004] от 4 850 р. Seagate BarraCuda Compute[ST4000DM004] от 6 180 р. Seagate Expansion STKM[5000400] от 7 730 р. Seagate One Touch HDD[STKC5000400] от 7 400 р. Seagate BarraCuda Compute[ST500DM009] от 1 999 р. Seagate SkyHawk[ST1000VX005] от 2 990 р. Seagate Exos X16[ST16000NM001G] от 26 382 р. Seagate BarraCuda Compute 2.5″[ST2000LM015] от 5 050 р. Seagate Backup Plus Hub[STEL10000400] от 15 600 р. Seagate Expansion STKM[2000400] от 4 280 р.

Приступаем к практике

Создать RAID можно как программно (средствами операционной системы), так и аппаратно (с помощью драйверов чипсета материнский платы). Первый вариант проще и быстрее в настройке, но только второй позволяет установить на массив операционную систему.

Начнем с программного RAID в среде Windows 10. Для него даже не обязательна материнка с поддерживающим RAID чипсетом. Достаточно из меню «Пуск» запустить конфигурационное приложение «Управление дисками». Затем нажмите правую кнопку мыши на одном из дисков, из которых будет создаваться массив, и выберите «Создать чередующийся том» (что подразумевает быстрый RAID 0) или «Создать зеркальный том» (надежный RAID 1). Если данные пункты меню не активны, то примените действие «Преобразовать в GPT-диск» к каждому из накопителей (обязательно для HDD объемом больше 2 ТБ).

Затем приложение «Управление дисками» попросит выбрать другие диски, которые будут входить в состав RAID, после чего автоматически создаст массив, который сразу же будет готов к работе.

Измерить прирост скорости до и после создания RAID 0 можно, например, с помощью приложения Crystal Disk Mark. Двукратного повышения быстродействия в случае программного массива, к сожалению, не будет — прибавка составит порядка 60 – 80 процентов.

Получить 100-процентную прибавку скорости, а также установить операционную систему на массив, можно лишь с помощью аппаратной версии RAID. Кроме того, только так можно создать массивы RAID 2, 3, 4 и 5. Поддерживают данную технологию материнки на всех более-менее современных чипсетах AMD, а также старших чипсетах Intel (Z-серия).

Для начала нужно в меню BIOS (вызывается при включении ПК нажатием клавиши Delete) сменить режим работы SATA-контроллера с AHCI или Native/Legacy на RAID, и нажать F10, чтобы сохранить изменения. Теперь при включении ПК первым делом будет несколько секунд предлагаться зайти в настройки RAID-контроллера по нажатию Ctrl+R (комбинация клавиш может отличаться, но она будет обязательно указана).

В появившемся меню необходимо сперва удалить существующие разделы на дисках, и только затем из полностью пустых создать желаемый тип RAID. Теперь на аппаратный массив можно установить операционную систему. В случае Windows может потребоваться предварительно записать на установочную USB-флешку помимо образа ОС еще и драйвера RAID-контроллера для вашего чипсета (доступны на официальном сайте производителя материнской платы).

Выводы

Создать RAID-массив сложно в теории, но относительно легко на практике. Надеемся наша статья-инструкция поможет вам в этом. Само собой разумеется, технология RAID полезна сравнительно узкому кругу пользователей ПК. По достоинству оценят ее прежде всего профессиональные фотографы и видеомонтажеры, которым нужно сохранить в целостность терабайты рабочих материалов (зеркальный RAID 1). Тогда как быстрый RAID 0 понравится заядлым геймерам и компьютерным энтузиастам, которые хотят выжать из своего ПК максимум производительности (удвоить скорость HDD — это действительно круто).

Материнские платы с RAID контроллером ASRock B460M Pro4 от 7 590 р. Asus TUF GAMING B450-PLUS II от 6 121 р. Gigabyte B550 AORUS ELITE V2 от 11 399 р. ASRock B450M Pro4-F от 4 920 р. MSI MPG Z490 GAMING PLUS от 12 590 р. ASRock B450 Pro4 от 12 999 р. Gigabyte B450 AORUS Elite V2 от 7 199 р. Gigabyte Z690 AORUS MASTER от 36 820 р. Gigabyte B550 AORUS PRO V2 от 12 000 р. Asus PRIME B460M-A от 8 781 р. ASRock H470M-HDV от 4 870 р. Gigabyte B550 AORUS PRO AC от 12 178 р. Asus ROG STRIX Z690-A GAMING WIFI D4 от 30 258 р. MSI Z490-A PRO от 11 800 р. Asus TUF Gaming Z590-PLUS WIFI от 18 059 р. Asus ROG CROSSHAIR VIII Dark Hero от 36 799 р. Gigabyte B550 AORUS PRO AX от 14 254 р. Asus ROG Strix X570-E Gaming от 24 990 р. Gigabyte Z690 GAMING X DDR4 от 18 670 р. Gigabyte Z590 GAMING X от 11 973 р.

Что такое RAID?

RAID (redundant array of independent disks) — это технология, состоящий из нескольких дисков для хранения данных. Накопители связаны друг с другом, чтобы повысить надежность и производительность. В основном используются жесткие диски, но существует тенденция также использовать SSD накопители.

В этой статье вы узнаете о уровнях RAID массивов, плюсах и минусах каждого уровня, а также о различиях между аппаратным RAID массивом и программным.

Уровни RAID

В зависимости от конкретной ситуации существует пять распространенных RAID массива:

RAID 0

RAID 0 также называется чередованием дисков. Этот метод включает равномерное разделение данных между двумя или более устройствами хранения (HDD или SSD). Цель состоит в том, чтобы повысить производительность, так как такая организация данных позволяет быстрее читать и записывать файлы.

RAID 0 является наиболее доступным типом и его довольно легко настроить. Однако такой массив не является отказоустойчивым, и его не следует использовать для критически важных данных. Проблемы на любом из дисков могут привести к полной потере данных в массиве.

Преимущества RAID 0:

• Повышенная производительность чтения и записи
• Использование полной мощности накопителей
• Легко реализуется

Недостатки RAID 0:

• Нет отказоустойчивости

RAID 1

RAID 1 (зеркальное отображение диска) является отказоустойчивым, поскольку он дублирует данные путем одновременной записи на два устройства хранения. Следовательно, каждый диск имеет точную копию на другом диске.

Наличие конфигурации RAID 1 обеспечивает защиту от потери данных. Если проблема возникает с одним диском, контроллер использует зеркальный диск для восстановления данных и непрерывной работы. Также увеличивает производительность, поскольку позволяет системам одновременно читать с обоих дисков. Тем не менее, запись занимает больше времени, поскольку данные дублируются на несколько дисков.

Преимущества RAID 1:

• Повышенная скорость чтения
• Отказоустойчивость
• Легко реализовать

Недостатки RAID 1:

• Используется только половина емкости хранилища

RAID 5

RAID 5 использует чередование дисков и четность, что делает его наиболее популярным вариантом.

Raid 5 требует как минимум трех (3) дисков, на которых данные чередуются, но не дублируются. В качестве защиты от выхода из строя одного из диска он использует четность, распределенную по всем дискам, для восстановления данных при необходимости.

RAID 5 обеспечивает высокую производительность и надежность. Является наиболее распространенным и безопасным RAID массивом, чтения данных выполняются очень быстро, но запись данных несколько медленнее.

Преимущества RAID 5:

• Быстрое чтения
• Единый доступ ко всем данным
• Отказоустойчивость

Недостатки RAID 5:

• Требуется больше времени для восстановления данных
• Сложнее реализовать

RAID 10

RAID 10 сочетает в себе RAID 0 и RAID 1 как минимум с четырьмя дисками.

В RAID 10 два диска чередуются и зеркально отражаются на двух других дисках, создавая единый массив. Такая конфигурация выигрывает высокой производительностью (RAID 0) и отказоустойчивостью (RAID 1).

В случае отказа диска RAID 10 обеспечивает быстрое восстановление благодаря избыточности данных. Однако это имеет свою цену. Этот метод более дорогой и сложный в настройке по сравнению с другими RAID. Кроме того, он фактически использует половину своей емкости хранения.

Преимущества RAID 10:

• Высокая производительность
• Отказоустойчивость
• Быстрое время восстановления

Недостатки RAID 10:

• Дорого (требуется больше места для хранения)
• Ограниченная масштабируемость

Разница между аппаратным RAID-ом и программным

Есть два способа использования RAID: аппаратный и программный. Если обработка RAID происходит на внешнем ЦП, это аппаратная настройка RAID массива с использованием RAID контроллера. Если обработка происходит в центральном процессоре хост-сервера, это программный RAID.

Например:

• При настройке аппаратного RAID-массива вы вставляете карту RAID-контроллера в быстрый слот PCI-Express на материнской плате и подключаете ее к дискам.
• Для настройки программного RAID-массива без использования RAID-контроллера. В этом случае вы управляете дисками с помощью служебной программы в операционной системе.

Все уровни RAID, кроме RAID 0, обеспечивают защиту от сбоя одного диска. Для надежности все равно необходимо создавать резервные копии данных, хранящихся в массиве RAID.

В высоконагруженных производственных серверах жесткие диски и SSD подключены не по отдельности, а объединены в специальные массивы, внутри которых данные физически хранятся на нескольких дисках одновременно, что обеспечивает лучшую сохранность данных при выходе дисков из строя, а также увеличивает скорость записи, так как данные можно записывать не на один диск, а сразу на несколько обходя ограничение скорости каждого диска. Такие массивы называются RAID.

Аббревиатура RAID расшифровывается как Redundant Array of Inexpensive Disks. С помощью этой технологии вы можете превратить несколько реальных жестких дисков в один виртуальный диск с увеличенным объемом и скоростью передачи данных. Но объем полученного диска и параметры его работы уже зависят от выбранного режима работы RAID. Доступны такие режимы:

• RAID 0 – позволяет увеличить скорость записи. Все диски массива будут использоваться для записи данных, поэтому их скорости будут складываться. Например, если у вас есть три диска объемом 512 Гб и скоростью записи 200 Мб в секунду, то объединив их в RAID 0 вы получите виртуальный диск объемом 1,5 Тб и максимальной скоростью записи 600 Мб в секунду.
• RAID 1 – этот режим увеличивает сохранность данных. Во время записи одни и те же данные пишутся параллельно на подключённые диски. В результате у вас будет несколько копий одних и тех же данных. Если один из дисков массива выйдет из строя, система продолжит работать, так как данные есть ещё и на другом диске. Например, если вы объедините два диска по 1 Тб в RAID 1, то получите один виртуальный диск с объемом 1 Тб.
• RAID 10 – объединяет в себе два предыдущих варианта. Он может состоять как минимум из четырех дисков. В таком случае сначала создаются два массива RAID 1, а поверх них создается массив RAID 0 для увеличения производительности.

Конечно, существуют и другие режимы работы, но эти самые популярные. В сегодняшней статье мы рассмотрим как создать программный RAID уровней 0 и 1.

Для управления программными RAID массивами в Linux используется утилита mdadm. Для того чтобы установить её в Ubuntu или Debian выполните такую команду:

Для установки утилиты в CentOS/Fedora/RedHat необходимо выполнить:

Посмотреть список дисков, подключённых к системе можно с помощью команды lsblk:

В этой статье я покажу как объединить три диска в RAID на примере дисков /dev/sda, /dev/sdb и /dev/sdc. Сначала необходимо определиться стоит ли размещать RAID непосредственно на диски или на разделы. Лучше выбрать разделы, так как это дает больше гибкости и безопасности. Во первых, операционная система может перезаписать суперблок RAID если он размещён прямо на диске. Во вторых, если вы выделяете весь диск под RAID, то у вас могут возникнуть проблемы при замене диска. Диски одинакового объема, обычно, немного отличаются у разных производителей. Поэтому для замены вам придется искать точно такой же диск с точно таким же реальным объемом. Если же у вас будет раздел, вы просто сможете создать раздел нужного объема.

Сначала нужно создать таблицу разделов на всех выбранных дисках:

Если на диске уже существует таблица разделов программа предупредит о том, что создание новой сотрёт все данные с диска. После создания таблицы разделов следует создать по разделу на каждом диске. Например, создадим разделы размером 460 гигабайт. Для этого можно воспользоваться той же командой parted:

Теперь диски готовы к размещению на них RAID:

Для создания RAID массива надо выполнить команду mdadm с опцией –create, указать режим работы массива, количество дисков и сами диски. Синтаксис команды такой:

$ sudo mdadm –create /dev/имя_массива –level=режим_работы –raid-devices=количество_устройств список устройств

Например:

После выполнения этой команды вы увидите раздел raid в lsblk. С этим разделом можно работать как с любым обычным разделом в вашей системе.

Давайте для примера отформатируем полученный раздел в файловую систему Ext4, смонтируем и попробуем записывать туда файлы:

Затем можно тестировать скорость с помощью dd:

Как видите, при записи 5 Гб данных мы получаем скорость 400 Мб/сек, это уже на уровне обычного SSD.

Найти информацию обо всех созданных в системе RAID массивах вы можете в файле /proc/mdstat:

Именно так можно посмотреть RAID Linux. Посмотреть более детальную информацию о массиве /dev/md0 можно с помощью самой утилиты mdadm:

Здесь в том числе отображается состояние RAID Linux. Посмотреть детальную информацию о каждом устройстве, которое входит в RAID можно с помощью опции –examine:

В принципе, уже сейчас RAID массив работает и продолжит работать после перезагрузки, потому что mdadm просканирует все диски, найдёт метаданные массива и построит его. Но неизвестно какое имя программа присвоит полученному массиву и неизвестно все ли параметры будут восстановлены верно. Поэтому конфигурацию массива лучше сохранить. Для этого используйте такую команду:

Затем нужно пересоздать initramfs с поддержкой этого массива:

С полученным массивом можно обращаться как с обычным разделом диска. Например, для того чтобы автоматически монтировать его в систему добавьте такую строчку в /etc/fstab:

/dev/md0 /mnt/ ext4 defaults 0 0

На этом создание raid массива linux завершено.

Если вы не выполните предыдущий пункт и перезагрузите компьютер, то можете получить RAID массив с именем md127 вместо md0, такое имя также может быть присвоено второму RAID массиву. Для того чтобы переименовать массив, его придется пересобрать. Для этого сначала остановите существующий массив:

Затем выполните команду переименования. Синтаксис у неё такой:

$ sudo mdadm –assemble –update=name –name=номер /dev/md_номер список устройств

Например:

После этого следует повторить предыдущий шаг для уже правильного сохранения RAID устройства.

Если вы не хотите чтобы ваши диски и дальше были объединены в RAID, его можно удалить. Для этого выполните такую команду:

Она удалит все метаданные с дисков /dev/md0. Дальше останется только удалить или закомментировать секцию данного RAID массива в /etc/mdadm/mdadm.conf

Теперь вы знаете как создать raid linux на примере RAID 0. Давайте ещё разберемся с RAID 1. Для создания RAID 1 используется такая же команда как и для RAID 0, но указывается другой уровень работы массива:

Затем вы можете убедится что RAID создан посмотрев информацию о нём:

Ну и с помощью lsblk можно оценить размер устройства:

Как и ожидалось, размер не увеличился, поскольку копии данных будут записываться на все три диска. Теперь давайте посмотрим на скорость:

Скорость записи данных такая же как и у одного диска. Это цена сохранности данных. Если вы отключите один из дисков, то все данные всё равно будут вам доступны.

–>

В новой статье я опишу как можно создать массив RAID0 из дисков в Windows. Я буду делать на примере Hyper-V Server 2019. В ней крайне урезанный GUI поэтому делать будем все в консоли. Рассмотрим как происходит настройка RAID0 в Windows.

RAID0 — это дисковый массив с чередованием и без отказоустойчивости. Поэтому если данные для вас критичны, лучше использовать другой тип RAID массива.

Состав дисков

У меня в системе 4 HDD. Один диск размером 111 Гб используется под систему. Остальные 3 диска по 232 Гб каждый объединим в массив RAID0. Работать с дисками будем с помощью встроенное утилиты diskpart. Запустим cmd или powershell и введем команду diskpart.

Увидеть все подключенные диски можно командой

 list disk 

В приведенной выше таблице можно увидеть номер диска, статус подключения, размер и тип диска. Столбец Dyn указывает является ли диск динамическим.

Динамические диски

Подключив диск к компьютеру он получает статус Базовый. Для создания массива нам необходимо его конвертировать в Динамический. Не ошибитесь в выборе дисков, иначе потеряете информацию. И для информации если кто-то не знает, данные на дисках при создании массива не сохранятся.

Выберем первый диск

 select disk 1 

Конвертируем выбранный диск в динамический

 convert dynamic 

Выведем список дисков

 list disk 

Конвертация прошла успешно и Disk 1 стал динамическим, о чем говорит * в столбце Dyn

Операцию конвертации необходимо провести с каждым диском используемым для создания массива.

После всех операций снова выполним list disk и убедимся что все диски из массива динамические.

Создание массива RAID0

Перейдем к созданию массива RAID0 из динамических дисков.

 create volume stripe disk=1,2,3 

Разберем возможные параметры:

• stripe — тип массива. Это тот же RAID0
• disk — перечисляем диски добавляемые в массив
• size — размер массива. Я не указывал, потому что буду использовать весь доступный размер.

Проверим созданный массив

 list volume 

Volume 3 и есть наш массив из трех дисков общим объёмом 698 Гб

Однако, процесс еще не завершен. Для работы с диском необходимо создать файловую систему. Я выбрал классическую для Windows это NTFS.

Выберем нужный массив

 select volume 3 

Запустим процесс создания файловой системы

 Format FS=NTFS Label=RAID0 

После окончания форматирования присвоим новому диску букву

 Assign Letter=E 

Процесс создания массива RAID0 завершен. Давайте выведем список разделов и убедимся в этом

 list volume 

На картинке видно что создан дисковый массив Volume 0 с меткой RAID0. Файловая система NTFS и тип массива Stripe. Все как нам нужно. Можно заходить на диск E и использовать его под свои задачи.

Настройка RAID0 в Windows возможна также через консоль Disk Management. Но в моем случае на Hyper-V сервере использовать ее нет возможности.

Предлагаю к просмотру видео по настройке. Вживую оно всегда нагляднее 🙂

Хотите отблагодарить автора статьи? Это даст ему дополнительный стимул к написанию новых статей.

Поделиться: 28 января 2021 3 804 Время чтения ≈ 12 минут

Содержание:

RAID (Redundant Array of Independent Disks или «избыточный массив независимых дисков») —  метод виртуализации, позволяющий объединять несколько дисков в единый логический том, имеющий лучшие характеристики.  Чтобы описать, чем RAID может быть полезен на практике, рассмотрим теоретические основы, классификацию и особенности использования данной технологии.

Для чего применяется RAID

RAID позволяет превратить несколько дисковых накопителей в один большой и быстрый диск. Его можно использовать в качестве хранилища данных с функцией автоматического резервного копирования или настроить как системный диск повышенной отказоустойчивости.

У технологии RAID-массивов существуют и минусы. Платой за быстродействие и надежность становится усложнение системы, а также необходимость закупать дополнительное оборудование. Однако эта цена невелика по сравнению с потенциальными убытками, которые может понести пользователь при потере информации или внезапной поломке накопителя.

Преимущества технологии

1. Увеличенный объем. Первоначальное назначение RAID — получение диска большей емкости.
2. Повышение быстродействия системы через параллельное подключение в массив нескольких физических дисков.
3. Отказоустойчивость и надежность хранения данных обеспечиваются выделением на цели резервирования отдельного устройства. При повреждении одного из дисков RAID-массива информация не будет утеряна.

Условие применения

Технологию можно использовать не во всех случаях. Для этого требуется ее аппаратная и программная поддержка. BIOS должен содержать настройку вида «SATA Configuration: RAID». Если же ее по каким-либо причинам нет, то необходимо «перепрошить» базовую систему ввода-вывода.

В случае, когда поддержка RAID программным методом невозможна, нужно подключить дополнительное устройство — RAID-контроллер и установить соответствующий драйвер. В последних версиях ОС Linux (Ubuntu 20.04, POP-OS 20.04 и т. д.) драйвер для включения режима RAID инсталлируется автоматически.

Основные понятия

В основе функционирования RAID-массивов лежит несколько базовых терминов, без которых нельзя понять принципы работы этой технологии.

1. Массив — объединение нескольких физических или виртуальных накопителей в один большой диск с возможностью единой настройки, форматирования и управления.
2. Метод зеркалирования — способ повысить надежность хранения информации через создание копии исходного диска на другом носителе, входящем в массив.
3. Дуплекс — один из методов зеркалирования, в котором используется вдвое большее количество накопителей для создания копий.
4. Чередование — увеличение производительности диска, благодаря блочной разбивке данных при записи.
5. Четность — технология, сочетающая в себе чередование и зеркалирование.

Типы RAID-массивов

1. Программный (software RAID) — самый бюджетный и распространенный вариант. Дисковые массивы создаются в самой операционной системе посредством специальных утилит. Обработкой данных занимается центральный процессор.  Основной недостаток — зависимость от предустановленной системы, которая приводит к существенному понижению быстродействия и безопасности хранения информации.
2. Аппаратный (hardware RAID) — создается на основе отдельного устройства (RAID-контроллера), которое имеет собственные специализированный микропроцессор и кеш-память. При этом нагрузка на микропроцессор практически отсутствует. Это наиболее затратный метод реализации, характеризующийся надежностью, высокой скоростью записи и чтения.
3. Интегрированный аппаратный (fake RAID, RAID-on-Chip) — комбинация программного и аппаратного способов. Реализована в виде дополнительного микрочипа, который встраивается в материнскую плату и работает совместно с центральным процессором. Эта технология быстрее программной, но не отличается надежностью хранения информации.

Классификация RAID по уровням

Основные отличия между конфигурациями или уровнями RAID заключаются в методах формирования и размещения данных, а также в алгоритмах распределения информации на носителях. Базовые типы RAID-массивов — RAID 0 и RAID 1. Остальные уровни считаются их производными, сочетающими в себе достоинства той или иной базовой модели.

RAID 0

Технология виртуализации RAID 0 называется striping («чередование»). Для ее реализации применяется от 2 до 4 накопителей, которые совместно выполняют процедуру «чтения/записи».

При записи информация разделяется на блоки, которые одновременно сохраняются на накопители. Первый блок — на один, второй — на другой жесткий диск и так далее. Производительность массива возрастает прямо пропорционально количеству накопителей в системе. То есть, 4 диска будут работать в 2 раза быстрее, чем два.

Однако, такая конфигурация RAID-массива чревата потерей данных, что уменьшает безопасность хранения информации. Это объясняется структурой каждого файла. Последний состоит из определенной последовательности блоков (байт), поскольку каждый из них записывается на разные диски и происходит «нарушение» его целостности. Если один накопитель выходит из строя, то блок «теряется». При этом получается «битый» файл, который практически невозможно восстановить.

Достоинства

• Дисковый RAID-массив уровня 0 обеспечивает ощутимый прирост скорости, который прямо пропорционально зависит от кратности количества накопителей.
• Использование всего дискового объема, т. е. при установке четырех дисков по 2 ТБ общий объем RAID-массива будет равен 2*4=8 ТБ.

Недостатки

• Нарушение отказоустойчивости. Иногда возможен отказ в операциях чтения или записи.
• При выходе из строя одного накопителя информация полностью теряется.

Использование

Применяется в приложениях для скоростного обмена информацией, в хранилищах временных файлов. Также RAID 0 нужен для систем, использующих некритичные по важности массивы данных.

RAID 1

Технология RAID 1 называется мirroring («зеркалирование»). Она подразумевает использование от 2 до 4 накопителей. Однако при этом теряется половина объема дисков, поскольку это пространство используется резервированием данных.

Простыми словами, если RAID-система состоит из 2 жестких дисков, то при выходе одного из них информация не потеряется полностью, поскольку один накопитель является точной копией другого.

Достоинства

• Надежность хранения информации.
• Простота реализации.
• Высокая производительность при выполнении операции чтения.
• Минимальная комплектация составляет всего 2 жестких диска.

Недостатки

• Низкая производительность.
• Емкость RAID-массива делится на 2, что обусловлено резервированием информации.
• Замена неисправного накопителя требует полное отключение системы.

Использование

Уровень RAID 1 необходимо применять для увеличения надежности хранения информации на серверах.

RAID 5

Технология RAID 5 («чередование с чётностью») считается наиболее распространенной и безопасной. Для подобной конфигурации необходимо минимум 3 диска, а максимальное допустимое количество — 16.

При записи информации происходит разделение на блоки данных, но с одним условием — на один из дисков, называемый блок «чётность данных» (Parity Drive, PD), происходит запись информации для восстановления. Этот подход позволяет спасти данные при повреждении одного из накопителей.

RAID 5 может реализовываться программным методом при помощи специальных утилит, но IT-специалисты рекомендуют все же отдать предпочтение аппаратному способу.

Достоинства

• Увеличена скорость чтения за счет одновременной обработки данных с нескольких независимых потоков от дисков массива.
• Информация не «потеряется» при повреждении одного накопителя.
• При замене неисправного диска происходит автоматическое восстановление информации.

Недостатки

1. Иногда происходят отказы дисков.
2. Если объем поврежденного накопителя 4 ТБ и более, при замене его на идентичный диск, восстановление может занять более одного дня.
3. Если диск «чётности» вышел из строя при выполнении процедуры восстановления, то информация будет окончательно утеряна.
4. Минимальное количество накопителей — 3.

Использование

Технология виртуализации 5 уровня (RAID 5) прекрасно подойдет для безопасного хранения данных, но при этом не будет утрачена производительность. Очень часто ее используют файловые серверы.

RAID 6

Технология виртуализации 6 уровня («чередование с двойной чётностью») похожа на RAID 5. Отличие состоит в записи информации для восстановления на два диска. Первый — блок «чётность данных» (PD) используются в архитектуре RAID 5 для резервного хранения данных. Второй диск «чётности» дублирует работу первого. Его работа основана на коде Рида-Соломона (Reed-Solomon), поэтому диск часто имеет краткое обозначение — RS или Q.

Благодаря использованию принципа двойной чётности, система может перенести без потерь информации отказ сразу двух жестких дисков. Однако для создания RAID 6 потребуется минимум четыре накопителя.

Достоинства

• Высокая скорость считывания и записи данных.
• Поддержка двух, одновременно вышедших из строя накопителей.

Недостатки

• Время на операцию записи на 20% больше, чем для RAID 5.
• Минимальная вероятность отказа дисков.
• Восстановление после сбоя занимает много времени.
• Для реализации необходимо 4 накопителя.

Использование

RAID 6 является более надежной конфигурацией, чем RAID пятого уровня. Она часто применяется на файловых серверах, где используются большие объемы данных.

RAID 10

Технология виртуализации 10 — «гибрид» RAID нулевого и первого уровней, сочетающая в себе все их преимущества.

Достоинства

• Высокая скорость восстановления данных.
• Высокая надежность.
• Быстродействие.

Недостатки

• Дороговизна реализации.
• Емкость, уходящая на зеркалирование, эквивалентна 50 % от всего объема дисков.

Использование

Гибридная технология RAID 10 используется в тех же случаях, что и RAID 0 и RAID 1.

Утилиты для создания

В операционной системе Windows есть встроенная утилита для создания RAID. Однако она поддерживает только RAID-массивы первого. Поэтому для более сложных операций, а также для платформ на базе Unix/Linux требуется установка стороннего ПО.

Перед выбором соответствующей конфигурации RAID-массива, специалисты рекомендуют сохранить информацию на отдельный носитель. При создании или удалении RAID-системы данные на дисках уничтожаются.

Mdadm

Для операционных систем на основе Linux рекомендуется использовать штатную утилиту «mdadm», которую необходимо предварительно установить через терминал.

Основные возможности

• Создание и сброс RAID-массивов.
• Монтирование файловых систем.
• Сохранение топологии массива.
• Удаление отдельных элементов из RAID.

Установка

Для инсталляции утилиты требуется ввести в терминале следующие команды:

• СentOS и Red Hat:

  yum install mdadm

• Ubuntu и Debian:

  apt-get install mdadm

При этом в систему будет инсталлирована утилита, а также необходимый набор библиотек.

MegaRAID Storage Manager (MSM)

Бесплатное приложение от Microsoft, разработанное с целью обеспечения гибкого управления RAID-системами в ОС Windows.

Основные возможности

• Просмотр состояния RAID-контроллера.
• Создание RAID-массивов различных уровней.
• Удаление элементов из массива.
• Графический интерфейс.
• Монтирование файловых систем.

Установка

1. Скачать по ссылке  MegaRAID Storage Manager.
2. Распаковать скачанный архив.
3. Запустить установщик «setup.exe».
4. Нажать кнопку инсталляции «Install».
5. Принять условия лицензионного соглашения и нажать «Next».
6. Выбрать пункт «All users» («Для всех пользователей») и нажать «Next».
7. Указать путь для установки и нажать «Next».
8. Выбрать тип инсталляции — «Полный» («Complete») или «Выборочный» («Custom») и нажать «Next».
9. Запустить процесс установки с учетом введенных параметров, нажав «Install».
10. Завершить инсталляцию — кнопка «Finish».

Заключение

Использование RAID-массивов позволяет реализовать повышенние потенциала нескольких дисковых накопителей за счет их объединения. В частности, растет производительность и надежность хранения информации. Однако эффективность работы массива будет сильно зависеть от того, каким способом он создан. Оптимальным является аппаратный метод на базе отдельного RAID-контроллера, но его организация потребует больших финансовых вложений.

Помимо способа реализации для работы RAID важна конфигурация массивов, которая делится на несколько базовых уровней. Оптимальным уровнем считается RAID-10, поскольку он обеспечивает не только высокую скорость обработки данных, но и их сохранность.

Виртуальный сервер от Eternalhost — надежная площадка для современного веб-ресурса! Быстрые NVMe диски, реальная защита от DDoS, техподдержка 24/7.

Оцените материал: [Всего голосов: 0    Средний: 0/5]

Читайте также:

Чек-листы проверки работы сайта: на неделю, месяц, квартал, год

Причины и способы борьбы с чрезмерной нагрузкой на сервер

Зачем нужен VPN — 10 причин использовать виртуальную частную сеть

Цифровые технологии в бизнесе — что использовать для борьбы с кризисом

Настройка 301 редиректа в файле .htaccess и другими способами

Что такое удаленный рабочий стол

Сейчас читают:

• Технология VPN — определение, принципы использования и способы организации
• Отличие DOS-атаки от DDOS-атаки
• Полезные советы по выбору хостинга для сайта