Kapslade RAID-nivåer

Kapslade RAID-nivåer , även kända som hybrid-RAID , kombinerar två eller flera av standard-RAID-nivåerna (där " RAID " står för "redundant array of independent disks") för att få prestanda, ytterligare redundans eller båda, som ett resultat av att kombinera egenskaper hos olika standard RAID-layouter.

Kapslade RAID-nivåer numreras vanligtvis med en serie siffror, där de vanligaste nivåerna använder två siffror. Den första siffran i den numeriska beteckningen anger den lägsta RAID-nivån i "stacken", medan den längst till höger anger den högsta RAID-nivån; till exempel lägger RAID 50 datastripen för RAID 0 ovanpå den distribuerade pariteten för RAID 5 . Kapslade RAID-nivåer inkluderar RAID 01, RAID 10, RAID 100, RAID 50 och RAID 60, som alla kombinerar datastripning med andra RAID-tekniker; som ett resultat av skiktningsschemat representerar RAID 01 och RAID 10 signifikant olika kapslade RAID-nivåer.

RAID 01 (RAID 0+1)

En kapslad RAID 01-konfiguration

RAID 01 , även kallad RAID 0+1 , är en RAID- nivå som använder en spegel av ränder, vilket uppnår både replikering och delning av data mellan diskar. Den användbara kapaciteten för en RAID 01-array är densamma som i en RAID 1-array gjord av samma enheter, där ena halvan av enheterna används för att spegla den andra halvan. ${\displaystyle (N/2)\cdot S_{\mathrm {min} }} ,$ där $N$ är det totala antalet enheter och ${\ displaystyle S_{\mathrm {min} }}$ är kapaciteten för den minsta enheten i arrayen.

Minst fyra diskar krävs i en standard RAID 01-konfiguration, men större arrayer används också.

RAID 03 (RAID 0+3)

En typisk RAID 03-konfiguration

RAID 03 , även kallad RAID 0+3 och ibland RAID 53 , liknar RAID 01 med undantaget att byte-nivå striping med dedikerad paritet används istället för spegling.

RAID 10 (RAID 1+0)

En typisk RAID 10-konfiguration

RAID 10 , även kallad RAID 1+0 och ibland RAID 1&0 , liknar RAID 01 med undantaget att de två använda standard RAID-nivåerna är skiktade i motsatt ordning; alltså är RAID 10 en remsa av speglar.

RAID 10, som erkänts av lagringsbranschens organisation och som allmänt implementeras av RAID-kontroller, är en RAID 0-array av speglar, som kan vara två- eller trevägsspeglar, och kräver minst fyra enheter. En icke-standarddefinition av "RAID 10" skapades dock för Linux MD-drivrutinen ; Linux "RAID 10" kan implementeras med så få som två diskar. Implementeringar som stöder två diskar som Linux RAID 10 erbjuder ett urval av layouter. Arrayer med fler än fyra diskar är också möjliga.

Enligt tillverkarens specifikationer och officiella oberoende riktmärken ger RAID 10 i de flesta fall bättre genomströmning och latens än alla andra RAID-nivåer utom RAID 0 (som vinner i genomströmning). Det är alltså den föredragna RAID-nivån för I/O-intensiva applikationer som databas, e-post och webbservrar, såväl som för all annan användning som kräver hög diskprestanda.

RAID 50 (RAID 5+0)

En typisk RAID 50-konfiguration. Al, B1, etc. representerar var och en ett datablock; varje kolumn representerar en skiva; Ap, Bp, etc. representerar var och en paritetsinformation för varje distinkt RAID 5 och kan representera olika värden över RAID 5 (det vill säga Ap för A1 och A2 kan skilja sig från Ap för A3 och A4).

RAID 50 , även kallad RAID 5+0 , kombinerar den raka blocknivån för RAID 0 med den distribuerade pariteten för RAID 5. Som en RAID 0-array som är stripad över RAID 5-element, kräver minimal RAID 50-konfiguration sex enheter. Till höger är ett exempel där tre samlingar av 120 GB RAID 5s är randiga för att göra 720 GB totalt lagringsutrymme.

En enhet från var och en av RAID 5-uppsättningarna kan misslyckas utan dataförlust; till exempel kan en RAID 50-konfiguration med tre RAID 5-uppsättningar tolerera tre maximala potentiella samtidiga enhetsfel (men bara en per RAID 5-uppsättning). Eftersom systemets tillförlitlighet beror på ett snabbt utbyte av den dåliga enheten så att arrayen kan återuppbyggas, är det vanligt att inkludera heta reservdelar som omedelbart kan börja bygga om arrayen vid fel. Detta löser dock inte problemet att arrayen utsätts för maximal belastningsläsning varje bit för att återuppbygga arrayen vid den tidpunkt då den är som mest sårbar.

RAID 50 förbättrar prestandan hos RAID 5, särskilt under skrivningar, och ger bättre feltolerans än en enskild RAID-nivå gör. Denna nivå rekommenderas för applikationer som kräver hög feltolerans, kapacitet och direktåtkomstprestanda. När antalet enheter i en RAID-uppsättning ökar och hårddiskarnas kapacitet ökar, påverkar detta felåterställningstiden på motsvarande sätt när intervallet för återuppbyggnad av RAID-uppsättningen ökar.

RAID 60 (RAID 6+0)

En typisk RAID 60-konfiguration som består av två uppsättningar med fyra enheter vardera

RAID 60 , även kallad RAID 6+0 , kombinerar den raka blocknivå-stripen av RAID 0 med den distribuerade dubbla pariteten för RAID 6, vilket resulterar i en RAID 0-array stripad över RAID 6-element. Det kräver minst åtta diskar.

RAID 100 (RAID 10+0)

En typisk RAID 100-konfiguration

RAID 100 , ibland även kallad RAID 10+0 , är en remsa av RAID 10:or. Detta motsvarar logiskt sett en bredare RAID 10-array, men implementeras generellt med mjukvara RAID 0 över hårdvaru-RAID 10. Eftersom RAID 100 är "randig på två sätt" beskrivs den som en "pläd-RAID " .

Jämförelse

Följande tabell ger en översikt över några överväganden för kapslade RAID-nivåer. I varje fall:

Utrymmeseffektivitet ges som ett uttryck i termer av antalet drivenheter, $n$ ; detta uttryck anger ett bråktal mellan noll och ett, som representerar bråkdelen av summan av frekvensomriktarnas kapacitet som är tillgänglig för användning. Till exempel, om tre enheter är arrangerade i RAID 3, ger detta en arrayutrymmeseffektivitet på $1 - 1/ n = 1 - 1/3 = 2/3 \approx 67%$ ; alltså, om varje enhet i det här exemplet har en kapacitet på 250 GB, har arrayen en total kapacitet på 750 GB, men kapaciteten som är användbar för datalagring är bara 500 GB. Det är ibland nödvändigt att använda $m$ istället för $n$ på grund av konfigurationens inneboende natur (används i RAID 10). Feltolerans använder $m$ för representation, istället för ${\displaystyle n} ,$ i vissa kapslade RAID-nivåer (se nedan för feltoleransberäkning). $m$ är antalet diskar i varje spegel, snarare än det totala antalet diskar.
Feltolerans är antalet tillåtna enhetsfel, där min är det garanterade antalet fel som RAID kan hantera och max är maximalt möjligt utan garanterat fel.
Felfrekvens ges som ett uttryck i termer av antalet enheter, $n$ (eller antalet diskar $m$ i varje spegel, i vissa fall), och enhetsfelfrekvensen, $r$ (som antas vara identisk och oberoende för varje enhet) och kan ses som en Bernoulli-försök . ^{[ citat behövs ]} Till exempel, om var och en av tre enheter har en felfrekvens på 5 % under de kommande tre åren, och dessa enheter är ordnade i RAID 3, ger detta en arrayfelfrekvens under de kommande tre åren av:

{\begin{aligned}1-(1-r)^{n}-nr(1-r)^{n-1}&= 1-(1-5\%)^{3}-3\ gånger 5\%\ gånger (1-5\%)^{3-1}\\&=1-0,95^{3}-0,15\ gånger 0,95^{2}\\&=1-0,857375-0,135375\\&=0,00725\\&\ca 0,7\%\end{aligned}}

Nivå	Beskrivning	Minsta antal enheter	Utrymmeseffektivitet	Feltolerans
Nivå	Beskrivning	Minsta antal enheter	Utrymmeseffektivitet	Min	Max
RAID 01	Ränder på blocknivå och spegling utan paritet	4	$1 / remsor per rand$	$remsor per remsa - 1$	$n - n / remsor per remsa$
RAID 03	Striping på blocknivå och striping på bytenivå med dedikerad paritet	6	$1 - 1 / remsor per remsa$	$1$	$n / remsor per rand$
RAID 10	Spegling utan paritet och ränder på blocknivå	4	$1 / remsor per rand$	$remsor per remsa - 1$	$(remsor per remsa - 1) \times remsor per remsa$
RAID 1+6	Spegling utan paritet, och block-nivå striping med dubbel distribuerad paritet	8	$(1 - 2 / remsor per rand) / 2$	$2 \times remsor per remsa$	$2 x remsor per rand + (n / remsor per rand) - 2$
RAID 50	Block-nivå striping med distribuerad paritet och block-nivå striping	6	$1 - (1 / remsor per rand)$	$1$	$n / remsor per rand$
RAID 60	Block-nivå striping med dubbel distribuerad paritet och block-nivå striping	8	$1 - (2 / remsor per rand)$	$2$	$2 \times (n / remsor per remsa)$
RAID 100	Spegling utan paritet och två nivåer av ränder på blocknivå	8	$1 / remsor per rand$	$remsor per remsa - 1$	$(remsor per remsa - 1) \times (remsor per remsa)$

Se även

Förklarande anteckningar

Vidare läsning

"Lär dig om RAID" . Support.Dell.com. Dell . 2009. Arkiverad från originalet 2009-02-20 . Hämtad 2016-04-15 .

RAID
Redundant array av oberoende diskar
Diskarrayer	Dataskrubbning Data striping Disk array controller Diskspegling Paritetsdrift
RAID-nivåer	Standard Kapslad Icke-standard
Principer	Tillgänglighet Feltolerans Dataredundans Försämrat läge Failover Paritetsbit Replikering Skalbarhet Genomströmning
Gränssnitt	bioctl geom mdadm Oracle ZFS
Icke-RAID-enhetsarkitekturer