ti5316800 lähiverkot -erikoistyökurssi

Ti5316800 Lähiverkot -

erikoistyökurssi

RAID

Timo Rauta

2007

RAIDTimo Rauta

Ti5316800 Lähiverkot -erikoistyökurssi

Sisällys (1 / 2)

• Yleistä– Mikä RAID on?– Hyötyjä– Haittoja

• Toiminta– Peilaus, raidoitus, pariteetti– Käsitteitä

• RAID-tasot– RAID 0, RAID 1, RAID 4, RAID 5

RAIDTimo Rauta


Sisällys (2 / 2)

• Suorituskyky• Yhteenveto• Esimerkkiasennus

RAIDTimo Rauta


Yleistä

• Redundant Array of Inexpensive Disks• Esitelty 1988 Kalifornian yliopiston tutkijoiden

toimesta• Redundanssiin pohjautuva suorituskykyinen ja/tai

vikasietoinen levyjärjestelmä• Ideana niputtaa yksittäisiä kiintolevyjä yhteen

RAIDTimo Rauta


Yleistä

• Hyötyjä:– Yksittäisen tai joissain tapauksissa useamman

levyn rikkoutuminen ei aiheuta datahävikkiä– Suorituskyvyn kasvaminen rinnakkaisuuden

johdosta– Hallittavuus

• Käyttöjärjestelmä näkee useat levyt yhtenä kokonaisuutena

RAIDTimo Rauta


Yleistä

• Haittoja:– Osa järjestelmään liitettävien levyjen

kapasiteetista menee vikasietoisuuden toteuttamiseen

– Levyjen sijoittaminen

RAIDTimo Rauta


Toiminta

• Voidaan toteuttaa laitteisto- tai ohjelmistopohjaisesti– Ohjelmistopohjainen toteutus sidottu

käyttöjärjestelmään– Laitteistopohjainen ratkaisu tehokkaampi, ei

syö järjestelmän resursseja yhtä paljon

RAIDTimo Rauta


Peilaus (Mirroring)

• Varmennustekniikka, jossa tieto kopioidaan (peilataan) toiselle levylle

• Yhden levyn hajotessa data voidaan lukea toiselta

• 50% kiintolevyjen kapasiteetista hyötykäyttöön• Heikentää aavistuksen suorituskykyä levylle

kirjoittaessa, parantaa sitä levyltä luettaessa

RAIDTimo Rauta


Raidoitus (Striping)

• Data jaetaan osiin (raitoihin) ja raidat kirjoitetaan levyille

• Luku/kirjoitusnopeus kasvaa rinnakkaisuuden ansiosta

• Ei sisällä minkäänlaista vikasietoisuutta

RAIDTimo Rauta


Pariteetti (Parity)

• Pariteetin laskeminen lisää striping-tekniikkaan vikasietoisuuden

• Jokaisesta raidasta lasketaan pariteetti joka tallennetaan eri levylle

• Toteutetaan XOR-operaattoria käyttäen

RAIDTimo Rauta


XOR - totuustaulu

A B A XOR B

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Taulukko 1 -- XOR-totuustaulu

RAIDTimo Rauta


Pariteettiesimerkki

• Olkoon kirjoitettava data 110100101010, raidan koko 4 bittiä, ja käytössä 4 kovalevyä, jolloin levyille kirjoitettavat palaset ovat:

D1 = 1101, D2 = 0010, D3 = 1010

Lasketaan näistä pariteetti XOR-operaattorin avulla:

DP = D1 XOR D2 XOR D3

DP = 1101 XOR 0010 XOR 1010

DP = 0101

RAIDTimo Rauta


Pariteettiesimerkki

• Oletetaan nyt, että D2 hajoaa ja rekonstruktoidaan sillä oleva data pariteettia hyödyntäen:

D2 = D1 XOR D3 XOR DP

D2 = 1101 XOR 1010 XOR 0101

D2 = 0010

RAIDTimo Rauta


Käsitteitä

• Hot Swapping• Hot Spares• Raidan koko (Stripe Size)

RAIDTimo Rauta


RAID 0

RAIDTimo Rauta


RAID 0

• Striping• Rinnakkaiset kirjoitus- ja lukuoperaatiot• Ei vikasietoisuutta

=> Ei varsinainen RAID

RAIDTimo Rauta


RAID 1

RAIDTimo Rauta


RAID 1

• Mirroring• Levyn data peilataan toiselle• Sietää yhden levyn hajoamisen• 50% levykapasiteetista redundanssiin• Rinnakkainen lukuoperaatio

RAIDTimo Rauta


RAID 4

RAIDTimo Rauta


RAID 4

• Yksittäinen levy pariteeteille• Sietää yhden levyn hajoamisen• Rinnakkaiset luku- ja kirjoitusoperaatiot• Yksittäinen pariteettilevy hidastaa kuitenkin

kirjoitusoperaatioita

RAIDTimo Rauta


RAID 5

RAIDTimo Rauta


RAID 5

• Hajautettu pariteetti• Sietää yhden levyn hajoamisen• Rinnakkaiset luku- ja kirjoitusoperaatiot• Poistaa RAID 4 –tason yksittäisen pariteettilevyn

muodostaman pullonkaulun

RAIDTimo Rauta


Suorituskyky

• Mittaukset tehty laboratorioluokan RAID-koneella• 3 x Seagate 7200.9 80 GB –levyt• Bonnie++ -testausohjelmisto• Testit ajettu 5 kertaa per konfiguraatio ja

tuloksista otettu keskiarvo

RAIDTimo Rauta


Kirjoitussuorituskyky

Block Write

0

50000

100000

150000

200000

250000

Pro

cess

ed k

b/s Yksittäinen levy

RAID 0 (2 levyä)

RAID 0 (3 levyä)

RAID 1

RAID 5

RAIDTimo Rauta


Lukusuorituskyky

Block Read

0

50000

100000

150000

200000

250000

Pro

cess

ed k

b/s Yksittäinen levy

RAID 0 (2 levyä)

RAID 0 (3 levyä)

RAID 1

RAID 5

RAIDTimo Rauta


Yhteenveto

• RAID lisää suorituskykyä / vikasietoisuutta• Voidaan toteuttaa ohjelmisto- tai rautapohjaisesti• Ei korvaa varmuuskopioita• Kiintolevyjen kapasiteetin kasvun ja hinnan

pudotuksien myötä vaihtoehto myös kotikäyttäjälle?

ti5316800 lähiverkot -erikoistyökurssi

Documents