Dysk twardy

45
Dysk twardy Dysk twardy Budowa i podstawowe Budowa i podstawowe działanie dysku działanie dysku Połączenia dysków w RAID Połączenia dysków w RAID

description

Dysk twardy. Budowa i podstawowe działanie dysku Połączenia dysków w RAID. „Twardziel" - hermetycznie zamknięty, składający się z od 2 do 8 wirujących talerzy pokrytych bardzo cienką warstwą magnetyczną, każdy posiada osobną głowicę odczytującą-zapisującą, - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of Dysk twardy

Page 1: Dysk twardy

Dysk twardyDysk twardyBudowa i podstawowe działanie dyskuBudowa i podstawowe działanie dysku

Połączenia dysków w RAIDPołączenia dysków w RAID

Page 2: Dysk twardy

„Twardziel" - hermetycznie zamknięty,

składający się z od 2 do 8 wirujących talerzy pokrytych bardzo cienką warstwą

magnetyczną, każdy posiada osobną głowicę odczytującą-zapisującą,

która unosi się nad nim na cienkiej poduszce powietrznej. Dysk twardy jest

zwykle na stałe włączony do komputera i przechowuje dane, które powinny

być zawsze dostępne, takie jak system operacyjny.

Nowoczesne dyski twarde posiadają bardzo dużą przepustowość danych,

niski czas dostępu do danych, obracają się z prędkością kilku, kilkunastu

tysięcy obrotów na minutę, a ich pojemność wynosi kilkaset gigabajtów.

Page 3: Dysk twardy

BUDOWA DYSKU BUDOWA DYSKU

Większość dysków twardych składa się następujących komponentów:

• obudowy,

• pozycjonera głowicy,

• ram głowic,

• głowic zapisu i odczytu,

• wirujących talerzy,

• układów sterowania.

Page 4: Dysk twardy
Page 5: Dysk twardy

Talerz (ang. plate) to magnetyczna powierzchnia obracająca się ze stałą

prędkością umożliwiająca odczyt danych przez głowicę odczytującą-zapisującą.

Talerzem może być zatem jedna z 2-8 wirujących z prędkością kilku tysięcy

obrotów na minutę części dysku twardego, pokryta materiałem magnetycznym,

który może zostać zapisany/odczytany przez, osobną dla każdego talerza,

głowicę odczytującą-zapisującą.

Page 6: Dysk twardy

Każdemu dyskowi pamięci przyporządkowane są dwie głowice (dla jego dolnej

i górnej powierzchni). Głowice utrzymywane są na sprężynujących ramionach,

przy czym wszystkie ramiona głowic są ze sobą połączone i poruszają się

synchronicznie, napędzane pozycjonerem. W stanie spoczynku głowice

znajdują się na ścieżce parkującej dysku. W momencie, gdy dysk zaczyna

wirować, poduszka powietrzna wytworzona przy powierzchni, unosi głowice

na wysokości około 1 mikrometra (jedna dwudziesta włosa ludzkiego).

Page 7: Dysk twardy

Zadaniem pozycjonera jest przemieszczenie głowic na wybrany cylinder. Pozycjonery zbudowane zostały w oparciu o silnik liniowy, same parkują

głowice po wyłączeniu zasilania, gdyż sprężyna samoczynnie odciąga je do położenia parkowania. Pozycjonery z silnikiem krokowym wymagają

zaparkowania głowic za pomocą specjalnego programu.

Praca z twardym dyskiem jest możliwa dopiero wtedy, gdy zostanie on

sformatowany przez producenta lub użytkownika.

Formatowanie polega na podziale dysku na ścieżki i sektory, jest to tzw. formatowanie niskiego poziomu lub formatowanie fizyczne.

Page 8: Dysk twardy

Fizyczna struktura dysku twardego

Na fizyczną strukturę twardego dysku składają się cylindry, głowice i sektory.

Cylindry i głowice ponumerowane są począwszy od zera zaś numeracja

sektorów zaczyna się od cyfry 1. Informacje (dane) zapisywane są na

okrągłych nośnikach (talerzach), które pokryte są magnetyczną warstwą

i zamocowane jeden nad drugim na obracającej się osi. Po obu stronach

talerza na specjalnym ramieniu zwanym grzebieniem zamocowane są głowice

zapisu/odczytu. Powierzchnia nośnika podzielona jest na idealnie okrągłe

pierścienie tzw. ścieżki, które swoją strukturą przypominają słoje drzewa.

Page 9: Dysk twardy

Z względu na to, iż ścieżka jest zbyt duża, aby zarządzać pojedynczym

kawałkiem informacji podzielona jest na sektory, które wynoszą 512 bajtów.

Zatem każda ścieżka podzielona jest na wiele sektorów. Liczba sektorów jest

różna dla różnych dysków twardych. Na ścieżkach dysków może być od 17

do 64 sektorów. Ścieżki i sektory tworzone są podczas formatowania dysku.

Gdy dysk nie pracuje lub gdy prędkość obrotowa jest zbyt mała, głowice

znajdują się w pozycji spoczynkowej, wycofane poza obręb pakietu.

Dopiero po osiągnięciu wymaganej prędkości obrotowej następuje ich

gwałtowne wysunięcie nad powierzchnie dysku i ustawienie nad cylindrem

zerowym. Podczas pracy głowice unoszą się na tzw. poduszce powietrznej

wytworzonej przez obracające się dyski.

Page 10: Dysk twardy

Zapis odczyt danychZapis odczyt danych

Standardowe głowice zapisująco-odczytujące (zwane też głowicami

cienkowarstwowymi) posiadają miniaturową cewkę, która umożliwia zapis

danych na płycie magnetycznej lub ich odczyt. Gdy na twardym dysku

zapisywane są dane, specjalny układ elektroniczny wysyła impulsy elektryczne

do cewki. W ten sposób powstaje pole magnetyczne, które porządkuje

poszczególne cząstki na powierzchni dysku. W przypadku odczytu danych

następuje procedura odwrotna. Namagnesowana powierzchnia dysku indukuje

prąd w cewce, który jest następnie przetwarzany przez układ elektroniczny

napędu.

Page 11: Dysk twardy

Coraz większe zapotrzebowanie na pojemniejsze dyski twarde a w

konsekwencji ich rozwój spowodowało zwiększenie gęstości zapisu, który nie

pozwala jednak na współpracę z tradycyjnymi głowicami z powodu zbyt

gęstego ułożenia sektorów.

Nowoczesne dyski twarde wyposażone są więc w dodatkową głowicę

magnetorezystywną (MR), umożliwiającą odczytywanie danych z powierzchni

nośnika. Głowica zawiera pewną domieszkę specjalnego stopu żelaza i niklu,

który pod wpływem pola magnetycznego zmienia swój opór elektryczny.

Do zapisu danych jest natomiast w dalszym ciągu wykorzystywana głowica

cienkowarstwowa. Zasadniczą zaletą takiego rozwiązania jest fakt, że głowica

MR potrafi prawidłowo rozpoznawać dane także wtedy, gdy dysk obraca się z dużą prędkością, a sektory ułożone są bardzo gęsto.

Page 12: Dysk twardy

Bardzo ważnym elementem w pracy dysku jest mechanizm pozycjonowania

głowicy tzn. aby głowica zapisu/odczytu znajdowała się zawsze dokładnie nad

środkiem ścieżki. Wystarczy mianowicie niewielkie przesunięcie, a zamiast

porządanych informacji, otrzymamy zwykłe "śmieci". Nie jest to wcale łatwe

zadanie, gdyż pod wpływem ciepła materiał, z którego wykonane są talerze

dysku, może ulegać zniekształceniom. Mechanizmem stosowanym

w nowoczesnych dyskach jest technika Embedded Servo. W odróżnieniu od

tradycyjnej techniki Servo, przy której głowica musiała regularnie korzystać ze

ścieżki sterującej, aby zoptymalizpwać swoją pozycję, mechanizm Embedded

Servo wykorzystuje informacje zapisane na każdej ścieżce.

Page 13: Dysk twardy

Głowice zapisująco-odczytujące mogą więc korzystać z nich przez cały czas,

co umożliwia dokładniejsze pozycjonowanie i szybszą pracę napędu. Technika

ta działa na podobnej zasadzie, jak automatyczny pilot, który nieprzerwanie

dba o utrzymywanie właściwego toru lotu. W poprzedniej technice tzw.

okresowej kalibracji głowicy dysku następowały dodatkowe przerwy

w transmisji danych.

Silnik krokowy: W stałym polu magnetycznym wytwarzanym przez nieruchomy magnes cylindryczny znajduje się rdzeń metalowy z nawiniętym uzwojeniem.W zależności od kierunku prądu płynącego przez uzwojenie powstająca siła elektrodynamiczna powoduje wciąganie rdzenia w głąb magnesu, bądż jego wypychanie. Tak odbywa się sterowanie ruchem głowic dysku.

Page 14: Dysk twardy

Słowniczek do dysku twardegoSłowniczek do dysku twardego

Partycja (partition)

obowiązkowy poziom organizacji przestrzeni dyskowej. Partycje dzielą dysk

twardy na rozłączne obszary, którym system operacyjny przypisuje litery

napędów. Rozróżniamy przy tym partycje pierwotne (primary) i rozszerzone

(extended). Pliki systemowe, uruchamiające system operacyjny muszą

znajdować się na jednej z partycji pierwotnych- tych ostatnich może być

maksymalnie cztery. Natomiast liczba partycji rozszerzonych jest praktycznie

nieograniczona. Aby z którejś z partycji pierwotnej można było załadować

system operacyjny trzeba ją uaktywnić.

Page 15: Dysk twardy

Klaster (cluster)

jednostka alokacji, najmniejsza logiczna jednostka zarządzana przez FAT i inne systemy plików. Fizycznie klaster składa się z jednego lub kilku sektorów.

FAT (File Allocation Table)

tabel alokacji plików, która powstaje przy formatowaniu partycji dosowym rozkazem "format". FAT przechowuje informacje o odwzorowaniu plików na numery klastrów.

Ścieżki (tracks)

koncentrycznie położone okręgi na każdym talerzu twardego dysku, które podzielone są z kolei na sektory.

Cylindry (cylindres)

zbiór wszystkich sektorów dysku twardego, osiągalnych bez przemieszczenia głowicy. Termin często lecz błędnie, stosowany jako zamiennik ścieżki- także w setupie BIOS'u.

Page 16: Dysk twardy

Sektory(sectors)

najmniejsze adresowalne jednostki na twardym dysku. Całkowitą liczbę sektorów otrzymujemy, mnożąc liczbę głowic przez liczbę ścieżek razy liczbę sektorów na ścieżce.

Geometria napędu

sposób podziału dysku na cylindry, sektory, ścieżki i głowice. Zwykle rzeczywista (fizyczna) geometria napędu przeliczana jest przez elektronikę napędu w łatwiejszą do zarządzania geometrię logiczną.

EIDE (Enhaced Integrated Device Equipment)

rozszerzenie standardu IDE o szybsze protokoły transmisyjne i obsługę dużych dysków (powyżej 512 MB). Określenia związane z interfejsem EIDE, zintegrowanego z każdą nowoczesną płytą główną, są nieco pogmatwane. Znani producenci dysków twardych tacy jak Western Digital (EIDE) czy Seagate lub Quantum (ATA2, ATAPI, Fast ATA) używają różnych nazw dla tych samych protokołów i funkcji. Te odmienne określenia dla interfejsów różnią się tylko trybem transmisji danych, z których jeden wyznaczany jest przez PIO-Mode, a drugi przez DMA-Mode. ATA-3 zaś oznacza najszybszy wariant omawianego interfejsu, obejmujący również funkcję dla SMART służące do wykrywania błędów w pracy napędu.

Page 17: Dysk twardy

IDE (Integrated Device Equipment)

przestarzały już dzisiaj standard interfejsu dla dysków twardych AT-Bus.

PIO-Mode

tryb programowo kontrolowanego wprowadzania i wyprowadzania danych (program I/O) w jakim napęd pracuje, decyduje o szybkości przesyłania danych między dyskiem a pamięcią. W standardzie ATA teoretyczna prędkość transmisji waha się pomiędzy 3,3 (Mode 0) a 8,3 (Mode 2) MB/s. ATA-2 osiąga w trybie Mode 3 11,1 MB/s, a w trybie Mode 4 nawet 16,6 MB/s.

DMA-Mode (Direct Memory Access)

bezpośredni dostęp do pamięci, oznacza, że dane między pamięcią operacyjną a dyskiem twardym są przesyłane bez udziału procesora. Elegancko i szybko działa to zresztą tylko z interfejsem PCI wbudowanym w nowoczesne płyty główne. Dotychczasowe chipsety osiągają przepustowość danych sięgającą 16,6 MB/s w przypadku ATA-2, zaś nowsze wspierają już Ultra DMA/33 i dochodzą do 33,3 MB/s.

Page 18: Dysk twardy

SMART (Self Monitoring Analysis And Reporting Technology) nowa technika diagnostyczna, pozwalająca na rozpoznanie błędów w napędach dyskowych powstających w trakcie ich pracy. Zadaniem jej i współpracujących z nią narzędzi jest ostrzeganie w porę o grożącej utracie danych.

ATAPI (At Attachment Packet Interface) protokół pomiędzy interfejsem EIDE i podłączonymi do niego urządzeniami peryferyjnymi.

ULTRA ATA najnowsza wersja specyfikacji ATA dopuszczająca transfer danych z prędkością 33,3 MB/s; wymaga by komputer był zgodny ze specyfikacją ULTRA DMA/33.

SCSI (Small Computer System Interface) standard dla interfejsów urządzeń i magistral systemowych o dużej prędkości transmisji. Systemy magistrali SCSI mają różne szerokości szyny.

Page 19: Dysk twardy

SCSI 2 ostatni oficjalnie ogłoszony przez ANSI standard; opisuje złącza z 8 bitową szyną danych, prędkość transferu 20 MB/s, definiuje komunikaty SCSI i strukturę komend.

Fast SCSI zgodny ze SCSI 2 tryb transmisji danych z prędkością 10Msłów/s. Oznacza to że informacje są wystawiane na szynę z częstotliwością 10 MHz. Jeśli szyna danych ma szerokość 8 bitów transfer wynosi 10 MB/s, dla szyny 16 bitowej jest to 20 MB/s.

Wide SCSI implementacja SCSI z szyną danych o szerokości 16 bitów; zastosowanie dwukrotnie większej szerokość magistrali danych oznacza automatycznie wyższą prędkość przesyłania danych.

Page 20: Dysk twardy

Macierze RAIDMacierze RAID

RAID (ang. Redundant Array of Independent Disks, Nadmiarowa macierz

niezależnych dysków) - polega na współpracy dwóch lub więcej dysków

twardych w taki sposób, aby zapewnić dodatkowe możliwości, nieosiągalne

przy użyciu jednego dysku. RAID używa się w następujących celach:

• zwiększenie niezawodności (odporność na awarie),

• przyspieszenie transmisji danych,

• powiększenie przestrzeni dostępnej jako jedna całość.

Page 21: Dysk twardy

Standardowe poziomy RAIDStandardowe poziomy RAID

RAID 0                          Polega na połączeniu ze sobą dwóch lub więcej dysków fizycznych tak,

aby były widziane jako jeden dysk logiczny. Powstała w ten sposób

przestrzeń ma rozmiar taki jak N*rozmiar najmniejszego z dysków.

Dane są przeplecione pomiędzy dyskami. Dzięki temu

uzyskujemy znaczne przyśpieszenie operacji zapisu

i odczytu ze względu na zrównoleglenie tych operacji

na wszystkie dyski w macierzy.

Page 22: Dysk twardy

Warunkiem uzyskania takiego przyśpieszenia jest operowanie na blokach

danych lub sekwencjach bloków danych większych niż pojedynczy blok

danych macierzy RAID 0 - ang. stripe unit size.

Korzyści:

• przestrzeń wszystkich dysków jest widziana jako całość

• przyspieszenie zapisu i odczytu w porównaniu do pojedynczego dysku

Wady:

• brak odporności na awarię dysków • N*rozmiar najmniejszego z dysków • zwiększenie awaryjności nie oznacza skrócenie żywotności dysków - zwiększa się teoretyczna możliwość awarii. O ile w przypadku RAID 0 mówimy o utracie danych w przypadku jednego z dysków, to jest to sytuacja tożsama z tą, gdy posiadamy jeden dysk - uszkodzenie jednego dysku również powoduje utratę danych.

Page 23: Dysk twardy

Przykłady

Trzy dyski po 10 GB zostały połączone w RAID 0. Powstała przestrzeń ma rozmiar 30 GB. Szybkość zapisu lub odczytu jest prawie trzykrotnie większa niż na pojedynczym dysku. Oczywiście sumaryczna szybkość jest 3-krotnością najwolniejszego z dysków, gdyż kontroler raid podczas zapisu/odczytu musi poczekać na najwolniejszy dysk. Stąd też sugeruje się dyski identyczne, o identycznej szybkości i pojemności.

Trzy dyski: 10 GB, 10 GB, 5 GB zostały połączone w RAID 0. Powstała w ten sposób przestrzeń ma rozmiar taki jak N*rozmiar najmniejszego z dysków, 3x5 GB = 15 GB. Szybkość zapisu lub odczytu jest prawie trzykrotnie większa niż na pojedynczym dysku. Oczywiście sumaryczna szybkość jest 3-krotnością najwolniejszego z dysków, gdyż kontroler raid podczas zapisu/odczytu musi poczekać na najwolniejszy dysk. Stąd też sugeruje się dyski identyczne, o identycznej wielkości.

1

2

Zastosowanie

Rozwiązanie do budowy tanich i wydajnych macierzy, służących do przechowywania dużych plików multimedialnych

Page 24: Dysk twardy

RAID 1                  Polega na replikacji pracy dwóch lub więcej dysków fizycznych. Powstała

przestrzeń ma rozmiar pojedynczego nośnika. RAID 1 jest zwany również

mirroringiem. Szybkość zapisu i odczytu zależy od zastosowanej strategii:

Zapis:

• zapis sekwencyjny na kolejne dyski macierzy - czas trwania operacji równy sumie czasów trwania wszystkich operacji

• zapis równoległy na wszystkie dyski macierzy –

czas trwania równy czasowi trwania operacji

na najwolniejszym dysku

Page 25: Dysk twardy

Odczyt:

• odczyt sekwencyjny z kolejnych dysków macierzy (ang. round-robin) –

przy pewnej charakterystyce odczytów możliwe osiągnięcie szybkości

takiej jak w RAID 0

• odczyt wyłącznie ze wskazanych dysków - stosowane w przypadku

znacznej różnicy w szybkościach odczytu z poszczególnych dysków

Korzyści:• odporność na awarię N - 1 dysków przy N-dyskowej macierzy

• możliwe zwiększenie szybkości odczytu

Wady:• zmniejszona szybkość zapisu

• utrata pojemności (dokładnie pojemności N - 1 dysków)

Page 26: Dysk twardy

Trzy dyski po 1GB zostały połączone w RAID 1. Powstała w ten sposób przestrzeń

ma rozmiar 1 GB (3 x 1 GB). Jeden lub dwa dyski w pewnym momencie ulegają

uszkodzeniu. Cała macierz nadal działa.

Przykład

Page 27: Dysk twardy

RAID 2

Dane na dyskach są paskowane. Zapis następuje po 1 bicie na pasek.

Potrzebujemy minimum 8 powierzchni do obsługi danych oraz dodatkowe dyski

do przechowywania informacji generowanych za pomocą kodu Hamminga

potrzebnych do korekcji błędów. Ilość dysków używanych do przechowywania

tych informacji jest proporcjonalna do logarytmu liczby dysków, które są przez

nie chronione. Połączone dyski zachowują się jak jeden duży dysk. Dostępna

pojemność to suma pojemności dysków przechowujących dane.

Page 28: Dysk twardy

Korzyści:

• każdy dowolny dysk (zarówno z danymi jak i z kodem Hamminga)

może w razie uszkodzenia zostać odbudowany przez pozostałe dyski

Wady:

•konieczność dokładnej synchronizacji wszystkich dysków zawierających

kod Hamminga (w przeciwnym wypadku dezorganizacja i całkowita

nieprzydatność tych dysków)

•długotrwałe generowanie kodu Hamminga przekładające się na wolną

pracę całego systemu

Page 29: Dysk twardy

RAID 3                                   Dane składowane są na N-1 dyskach. Ostatni dysk służy do przechowywania

sum kontrolnych. Działa jak striping (RAID 0), ale w macierzy jest dodatkowy

dysk, na którym zapisywane są kody parzystości obliczane przez specjalny

procesor, przez co kontrolery potrzebne do przekierowania.

Korzyści:

• odporność na awarię 1 dysku

• zwiększona szybkość odczytu

Page 30: Dysk twardy

Wady:

• zmniejszona szybkość zapisu z powodu konieczności kalkulowania sum

kontrolnych (eliminowana poprzez zastosowanie sprzętowych kontrolerów RAID)

• w przypadku awarii dysku dostęp do danych jest spowolniony z powodu

obliczeń sum kontrolnych

• odbudowa macierzy po wymianie dysku jest operacją kosztowną

obliczeniowo i powoduje spowolnienie operacji odczytu i zapisu

• pojedynczy, dedykowany dysk na sumy kontrolne zazwyczaj jest wąskim

gardłem w wydajności całej macierzy

Page 31: Dysk twardy

Pięć dysków po 1GB zostało połączonych w RAID 3. Powstała w ten sposób

przestrzeń ma rozmiar 4GB (1GB odpada na sumy kontrolne). Jeden dysk

w pewnym momencie ulega uszkodzeniu. Cała macierz nadal działa.

Po włożeniu nowego dysku na miejsce uszkodzonego jego zawartość odtwarza się.

Przykład

Page 32: Dysk twardy

RAID 4                                   RAID 4 jest bardzo zbliżony do RAID 3, z tą różnicą, że dane są dzielone

na większe bloki (16, 32, 64 lub 128 kB). Takie pakiety zapisywane są na

dyskach podobnie do rozwiązania RAID 0. Dla każdego rzędu zapisywanych

danych blok parzystości zapisywany jest na dysku parzystości.

Przy uszkodzeniu dysku dane mogą być odtworzone przez odpowiednie

operacje matematyczne. Parametry RAID 4

są bardzo dobre dla sekwencyjnego

zapisu i odczytu danych (operacje na

bardzo dużych plikach).

Page 33: Dysk twardy

Jednorazowy zapis małej porcji danych potrzebuje modyfikacji odpowiednich

bloków parzystości dla każdej operacji I/O. W efekcie, za każdym razem przy

zapisie danych system czekałby na modyfikacje bloków parzystości, co przy

częstych operacjach zapisu bardzo spowolniłoby pracę systemu.

Page 34: Dysk twardy

RAID 5                                              Macierz składa się z 3 lub więcej dysków. Przy macierzy liczącej N dysków

jej objętość wynosi N - 1 dysków. Przy łączeniu dysków o różnej pojemności

otrzymujemy objętość najmniejszego dysku razy N - 1. Sumy kontrolne

danych dzielone są na N części, przy czym każda część składowana jest

na innym dysku, a wyliczana jest z odpowiedniego fragmentu danych

składowanych na pozostałych N-1 dyskach.

Korzyści:

• odporność na awarię 1 dysku

• zwiększona szybkość odczytu – porównywalna do macierzy RAID 0 złożonej z N-1 dysków

Page 35: Dysk twardy

Wady:

• zmniejszona szybkość zapisu z powodu konieczności kalkulowania

sum kontrolnych (eliminowana poprzez zastosowanie sprzętowego

kontrolera RAID5)

• w przypadku awarii dysku dostęp do danych jest spowolniony z powodu

obliczeń sum kontrolnych

• odbudowa macierzy po wymianie dysku jest operacją kosztowną

obliczeniowo i powoduje spowolnienie operacji odczytu i zapisu

Page 36: Dysk twardy

Pięć dysków po 1GB zostaje połączonych w RAID 5. Powstała w ten sposób

przestrzeń ma rozmiar 4 GB. Jeden dysk w pewnym momencie ulega uszkodzeniu.

Cała macierz nadal działa. Po wymianie uszkodzonego dysku na nowy jego

zawartość zostaje odtworzona.

Przykład

Page 37: Dysk twardy

RAID 6                                              Rozbudowana macierz typu 5 (często pojawia się zapis RAID 5+1).

Zawiera dwie niezależne sumy kontrolne. Kosztowna w implementacji, ale dająca bardzo wysokie bezpieczeństwo.

Korzyści:

• odporność na awarię maximum 2 dysków

• szybkość pracy większa niż szybkość pojedynczego dysku

• ekstremalnie wysokie bezpieczeństwo.

Page 38: Dysk twardy

RAID 0+1

Macierz realizowana jako RAID 1, którego elementami są macierze RAID 0.

Macierz taka posiada zarówno zalety macierzy RAID 0 - szybkość w operacjach

zapisu i odczytu - jak i macierzy RAID 1 –

zabezpieczenie danych w przypadku

awarii pojedynczego dysku. Pojedyncza

awaria dysku powoduje, że całość staje

się w praktyce RAID 0. Potrzebne są

minimum 4 dyski o tej samej pojemności.

RAID 0+1RAID 1

RAID 0 RAID 0

Page 39: Dysk twardy

Korzyści:

• szybkość macierzy RAID 0

• bezpieczeństwo macierzy RAID 1

• znacznie prostsza w implementacji niż RAID 3, 5 i 6

Wady:

• wymagana odbudowa całej macierzy RAID 100 w przypadku awarii pojedynczego dysku

• awaria pojedynczego dysku powoduje utratę zabezpieczenia danych• • większy koszt przechowywania danych niż w przypadku RAID 0,2,3,4,5,6

Page 40: Dysk twardy

RAID 1+0                 Nazywana także RAID 10. Macierz realizowana jako RAID 0, którego

elementami są macierze RAID 1. W porównaniu do swojego poprzednika

(RAID 0+1) realizuje tę samą koncepcję połączenia zalet RAID 0 (szybkość)

i RAID 1 (bezpieczeństwo) lecz w odmienny sposób.

Tworzony jest duży stripe małych mirrorów,

dzięki czemu podczas wymiany uszkodzonego

dysku odbudowywany jest tylko fragment

całej macierzy.

RAID 1+0RAID 0

RAID 1 RAID 1

Page 41: Dysk twardy

Korzyści:

• szybkość macierzy RAID 0

• bezpieczeństwo macierzy RAID 1 - w szczególnym wypadku nawet

większa (awaria więcej niż jednego dysku różnych mirrorów)

•znacznie prostsza w implementacji niż RAID 3, 5 i 6

Wady:

• większy koszt przechowywania danych niż w przypadku RAID 0,2,3,4,5,6

Page 42: Dysk twardy

Matrix RAID

Polega na połączeniu ze sobą dwóch dysków fizycznych tak, aby część dysku

działała jak RAID 0 (stripping), a inna część jak RAID 1 (mirroring)

Jest to chyba najlepsza opcja w warunkach

"domowych", łącząca zalety obu trybów

I pozbawiona ich wad.

Matrix +RAID

RAID 1PArtition

RAID 0PArtition

Page 43: Dysk twardy

Korzyści:

• połączenie zalet poszczególnych trybów RAID - ważne informacje mogą

być bezpieczne (z duplikowane na obu dyskach), zaś operacje na często

używanych, ale mniej istotnych danych, mogą być wykonywane ze

zwiększoną szybkością.

Wady:

• częściowy spadek pojemności (część mirrorowana)

• część danych jest podatna na awarię (część w strippingu)

Page 44: Dysk twardy

Dwa dyski po 10 GB zostały połączone w Matrix RAID. Utworzono na nich dwie

partycje - każda zajmuje połowę każdego dysku. Pierwsze polega na dzieleniu

danych (stripping) więc ma pojemność 10 GB, druga polega na duplikowaniu

(mirroring) ma więc 5 GB. Pierwsza z nich charakteryzuje się teoretycznie dwukrotną

prędkością wykonywania na niej operacji, druga zaś gwarantuje bezpieczeństwo

danych w razie awarii jednego z dysków...

Przykład

Page 45: Dysk twardy

JBOD (ang. Just a Bunch Of Disks)

– połączenie dysków twardych bez wykorzystania technologii RAID.

Jest zwykłą półką na dyski (macierzą dyskową), które są bezpośrednio

widoczne przez systemy komputerowe. Zazwyczaj dyski przyłączane są za

pomocą osobnego lub osobnych kontrolerów SCSI

JBOD