RAID’de veri organizasyonu
Farklı RAID seviyeleri, farklı amaçlar için farklı veri organizasyon teknikleri uygular. Seviyelerin her birinin kendi avantajları ve dezavantajları vardır.
RAID seviye 0 (RAID 0, veri şeritleme)
RAID seviye 0, olduğu gibi veri şeritlemenin en iyi örneğidir. Yedekli Bağımsız Diskler Dizisi” terimi, artıklık anlamına gelmediği için aslında bu düzeyin işlevselliğini açıklamaz. Bu tür depolama iki veya daha fazla birimden oluşabilir. Şeritler, veri parçaları olarak tanımlanır ve her şerit, bir sonraki depolama biriminde bulunur.
Şekil 1. Bir şerit setinde veri organizasyonu (RAID 0)
Şekil 1, RAID düzey 0’da kullanılan veri şeritlemeyi göstermektedir. Böyle bir şema, G/Ç işlemlerinin U katına kadar hızlandırılmasına izin verir (burada U, RAID 0’daki birim sayısıdır). Bu, farklı birimlere (genellikle farklı sabit diskler) eşzamanlı veya ardışık G/Ç istekleri göndererek elde edilir. Örneğin, 0..3 şeritlerini (4 şerit boyutunda bir veri segmenti) okumak için, denetleyici 2 eşzamanlı okuma isteği gönderir: Birim 1’den iki ilk şeridi ve Birim 2’den iki ilk şeridi okumak için Birimler uygulaması aynı anda fiziksel okuma ve denetleyici sonucu iki kat daha hızlı alır.
Bu organizasyon yöntemi, veri alanında fazlalık bırakmadan veriler için neredeyse tüm depolama alanının kullanılmasına izin verir. Ancak, depolama kapasitesi bazen tek tek birimlerin boyutlarının toplamından daha azdır çünkü denetleyici kendi teknik ihtiyaçları için bir miktar depolama alanı ayırabilir.
RAID seviye 0’ın avantajları:
- Hem okuma hem de yazma işlemlerinde son derece yüksek performans;
- Basit uygulama (yerleşik SATA denetleyicilerinin çoğu RAID seviye 0’ı destekler);
- Veriler için %100’e kadar disk alanı mevcuttur;
- En uygun fiyatlı RAID çözümü.
RAID seviye 0’ın dezavantajları:
- Hata toleransı yok: Tek bir bileşenin arızalanması veri kaybına neden olur.
RAID 0’ın veri kurtarma perspektifleri
- Denetleyici arızası/demonte edilmiş dizi: Şerit boyutu ve bileşenlerin sırası hakkındaki bilgilerle, kaybolan bilgileri kolayca kurtarabilirsiniz.
- Hasarlı birim: Birimlerden herhangi biri okunamıyorsa, StripeSize dışındaki sonraki veri bölümlerinin kurtarılması imkansızdır.
RAID seviye 1 (RAID 1, veri yansıtma)
RAID seviye 1, veri yansıtma teknolojisini uygular. Yansıtma, bilgilerin tam kopyasını oluşturur ve ayrı bir sürücüde saklar. RAID 1’in kapasitesi, denetleyici tarafından ayrılabilecek alan olmaksızın en küçük depolama bileşeninin boyutuna eşittir. Denetleyici RAID 1’den veri okuduğunda, G/Ç işlemini hızlandırmak için herhangi bir sürücüye istek gönderebilir. Yazma işlemi ya paralel modda (her iki sürücüye aynı anda) ya da sonuç olarak (birbiri ardına, hataya dayanıklı olabilen bir sürücüde) çalışır. RAID 1, veri segmentasyonu kullanmaz.
RAID seviye 1’in avantajları:
- Hızlı okuma işlemleri;
- Artan hata toleransı;
- En az bir yansıtma sürücüsü sağlam olduğunda bile çalışmaya devam eder (“bozulmuş modda”);
- Çoğu yerleşik SATA denetleyicisi tarafından desteklenen en uygun çözümlerden biri.
RAID seviye 1’in dezavantajları:
- Disk alanının en verimsiz kullanımı;
- Yavaş yazma işlemleri.
RAID 1’in veri kurtarma perspektifleri
- Denetleyici arızası/demonte dizi: herhangi bir bileşenden tüm bilgileri kurtarmak kolaydır;
- Hasarlı birim: veriler herhangi bir okunabilir birimden kurtarılabilir.
RAID seviye 4 (RAID 4, özel eşlikli şerit seti)
RAID 4, hata toleransı, hız ve maliyet arasında uzlaşmaya yönelik ilk başarılı girişimdir. RAID 4’te uygulanan teknik, hata denetimi için eşlik bilgilerini depolamak üzere bir daha özel bileşenle genişletilen olağan Şerit Kümesine (RAID 0 düzeyinde olduğu gibi) dayanmaktadır. Bu dizi 3 veya daha fazla sürücüden oluşabilir. Bu şema ayrıca RAID 3 için bayt düzeyi ve RAID 4 için blok (sektör) düzeyi olan şeritleme yöntemindeki farkla RAID düzey 3’te uygulanır.
Şekil 2. Ayrılmış eşlikli (RAID 4) bir şerit kümesindeki veri organizasyonu
Şekil 2, eylemde hata toleransı yöntemini gösterir. Şerit seti, gerçek RAID verilerini depolar. Parite elde etmek için şeritlerin her bir “sütun” XOR ile toplanır.
RAID 4, hızlı okuma işlemleri ve geniş depolama kapasitesi gibi RAID 0 özelliklerine benzer özelliklere sahiptir, aynı zamanda bu seviye kendi genişletilmiş dahili hata düzeltme özelliğini içerir. Bazı şeritler okunamaz hale gelirse, denetleyici diğer şeritlerden ve pariteden gelen bilgilere dayanarak onu yeniden oluşturma yeteneğine sahiptir. Eşlik için belirlenen sürücü, veri depolamak için değil, bir yedekleme birimi olarak kullanılır.
RAID seviye 4’ün avantajları:
- Her zamankinden daha hızlı okuma işlemleri;
- Yüksek hata toleransı;
- Sürücülerden biri arızalandığında “düşük modda” çalışmaya devam eder;
- Hata toleransı açısından maliyet etkinliği.
RAID seviye 4’ün dezavantajları:
- Dikkat çekici derecede yavaş yazma işlemleri: herhangi bir yazma/güncelleme işlemi, tek bir özel sürücüde eşlik bilgilerinin güncellenmesini gerektirir;
- Parite birimindeki yüksek yük nedeniyle bozulmuş modda yavaş okuma işlemleri.
RAID 4’ün veri kurtarma perspektifleri
- Denetleyici hatası/demonte dizi: tüm verileri kurtarmak kolaydır. N-1 sürücüler gereklidir, veri sürücüleri tercih edilir (sanal RAID 0 oluşturmak için); sürücülerin sırası ve şerit boyutu hakkında bilgi gereklidir;
- Hasarlı birim: Yalnızca bir sürücü arızalanırsa, kurtarma şansı %100’e yakındır. İki veya daha fazla sürücü arızalanırsa, RAID düzey 0 ile aynı sorun oluşur.