RAID ( излишни низ независних дискова) је технологија складиштења која комбинује више компоненти дискова у логичку јединицу ради редудантности података и побољшања перформанси. Подаци се дистрибуирају преко дискова на један од неколико начина, који се односе на RAID нивое, у зависности од специфичног нивоа редудантности и жељених перформанси.
Термин "RAID" је први пут коришћен 1987. године од стране David Patterson, Garth A. Gibson и Randy Katz са Универзитета Калифорније (Беркли), који је значио редундантни низ јефтиних дискова.David A. Patterson, Garth Gibson, and Randy H. Katz: A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID). University of California Berkeley. 1988. Индустрија RAID произвођача касније је имала тенденцију да интерпретира то као акроним који стоји за редундантни низ независних дискова."Originally referred to as Redundant Array of Inexpensive Disks, the concept of RAID was first developed in the late 1980s by Patterson, Gibson, and Katz of the University of California at Berkeley. (The RAID Advisory Board has since substituted the term Inexpensive with Independent.)" Storagecc Area Network Fundamentals; Meeta Gupta; Cisco Press. .; Appendix A.
RAID се данас користи као општи израз за шеме рачунара који складиште податке који могу бити подељени и поновљени између више физичких дискова. RAID је пример виртуализације складишта и низу се може приступити помоћу оперативног система као да је један диск. Различите шеме или архитектуре се називају помоћу речи RAID за којом следе бројеви (нпр. RAID 0, RAID 1). Свака шема обезбеђује различити баланс између кључних делова: поузданост и расположивост, перформансе и капацитет. RAID нивои изнад RAID 0 обезбеђују заштиту од непоправљиве (сектор) грешке у читању, као и од квара целог диска.
Историја Norman Ken Ouchi из IBM-а је награђен 1978. године U.S. patent 4,092,732 са називом "System for recovering data stored in failed memory unit." Закључак овог патента описује шта ће се касније назвати RAID 5 са пуном траком уписа. Овај патент из 1978. године такође помиње пресликавање или дуплирање дискова (касније ће бити назван RAID 1) и заштиту са посебном парношћу (касније ће бити назван RAID 4) био је пре уметнички у то време.
Термин RAID су први пут дефинисали David A. Patterson, Garth A. Gibson и Randy Katz са University of California, Berkeley, 1987. године. Они су проучавали могућност коришћења два или више диска који изгледају као један уређај за хост систем и објавили су рад "A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)", јуна 1988 година на SIGMOD конференцији.
Стандардни нивои Број стандардних шема је еволуирао. Оне се зову нивои. Првобитно, постојало је пет RAID нивоа, али многе варијације се еволуирале – нарочито неколико угњеждених нивоа и многи нестандардни нивои (углавном власнички). RAID нивои и асоцирани формати података су стандардизовани од Storage Networking Industry Association (SNIA) у Common RAID Disk Drive Format (DDF) стандард:
RAID 0 RAID 0 обухвата стрипинг (али не паритет или пресликавање). Он побољшава перформансе али не доприноси редундантности и не побољшава толеранцију на грешке. Сваки квар диска уништава низ, и вероватноћа расте са повећањем броја дискова у низу.
RAID 1 RAID 1 обухвата пресликавање (без парности и стрипинга). Подаци су идентично написани у два (или више) дискова, продукујући на тај начин „пресликани скуп“. Захтев читања се сервисира помоћу један од два диска који садрже тражене податке. Ово може да побољша перформансе ако се подаци читају са диска са најмање тражене латенције и ротационе латенције. Насупрот томе, перформансе писања могу бити деградиране, јер оба диска мора да се ажурирају; тако перформансе писања је одређена споријим од два диска. Низ наставља да ради све, док бар један диск функционише.
RAID 2 RAID 2 обухвата стрипинг на битовском нивоу са посвећеним Хаминговим-кодом парности. Све ротације осовина диска су синхронизоване и подаци су тракасти тако да је сваки секвенцијални бит на другом диску. Хамингов-код парности се израчунава преко одговарајућих битова и складишти се на бар једном паритетном диску.
RAID 3 RAID 3 обухвата стрипинг на бајтовском нивоу са посвећеном парношћу. Све ротације осовина дискова су синхронизоване и подаци су пругасти тако да је сваки секвенцијални бајт на другом диску. Парност се рачуна преко одговарајућих бајтова и складишти се на посвећеном диску парности. Иако имплементација постоји, RAID 3 се ретко користи у пракси.
RAID 4 RAID 4 обухвата стрипинг на нивоу блока са посвећеном парношћу. Парност података се складишти на једном посвећеном диску. RAID 4 је био превасходно коришћен од NetApp, али је сада углавном замењен имплементацијом RAID 6 (RAID-DP).
RAID 5 RAID 5 обухвата стрипинг на нивоу блока са дистрибуираном парношћу. Супротно од RAID 4, парност информација је дистрибуирана између дискова. Он захтева да сви дискови сем једног буду оперативни. На квар једног диска, следеће се читање може израчунати из дистрибуиране парности тако да ниједан податак не буде изгубљен. RAID 5 захтева најмање три диска.
RAID 6 RAID 6 обухвата стрипинг на нивоу блока са дупло дистрибуираном парношћу. Дупла парност обезбеђује толеранцију на квар од највише два диска. Ово омогућава да веће RAID групе буду практичније, посебно за високо-доступне системе, како дискови високог-капацитета траже више времена да се обнове. Као и код RAID 5, квар једног диска резултује смањењем перформанси целог низа све док се диск не замени.
Угнеждени RAID нивои (RAID 10, 0+1, 100, 30, 50, и 60) RAID нивои могу бити угнеждени. Види Угнеждени RAID нивои.
Поређење Следећа табела омогућава поглед на нека разматрања стандардних RAID нивоа. У сваком случају: Низ ефикасности простора је дат као израз у смислу броја дискова, ; овај израз означава фракциону вредност између нуле и јединице, што представља део збира капацитета дискова који је нама доступан. На пример, ако су три диска повезана у RAID 3, ово даје низ ефикасности простора од тако, ако сваки диск има капацитет од 250 GB, онда низ има укупни капацитет od 750 GB, али капацитет који је тако доступан за складиштење података је само 500 GB. Вредност грешке низа је дата као израз по броју дискова, ; а вредност квара диска, (за који се претпоставља да је исти и независтан за сваки диск) и може се видети као Bernoulli trial. На пример, ако сваки од три диска има вредност квара од 5% током следеће три године, а три диска су повезана у RAID 3, онда ово даје вредност квара низа током следеће 3 године од:
Ниво Опис Мини-мални # дискова Ефикасност простора Толеранција на грешке Вредност квара низа Перформансе читања Перфор-мансе писања Слика RAID 0 Стрипинг на нивоублока без парности и пресликавања 2 1 0 (ниједна) nX nX 100п|RAID Level 0 RAID 1 Пресликавања без парности и стрипинга 2 1/n n−1 диска nXTheoretical maximum, as low as 1X in practice 1X 100п|RAID Level 1 RAID 2 Стрипинг на нивоубита са посвећеним Хаминговим кодом парности31 − 1/n ⋅ log2(n-1) RAID 2 може да се опорави од квара једног диска или корумпирани подаци или парност када је добар корумпирани бит који одговара подацима и парности (Променљиво) (Променљиво) (Променљиво) 150п|RAID Level 2 RAID 3 Стрипинг на нивоубајта са посвећеном парношћу 3 1 − 1/n 1 диск (n−1)X (n−1)X 150п|RAID Level 3 RAID 4 Стрипинг на нивоублока са посвећеном парношћу 3 1 − 1/n 1 диск (n−1)X (n−1)X 150п|RAID Level 4 RAID 5 Стрипинг на нивоублока са дистрибуираномпарношћу 3 1 − 1/n 1 диск (n−1)X (n−1)X 150п|RAID Level 5 RAID 6 Стрипинг на нивоублока са дупло дистрибуираномпарношћу 4 1 − 2/n 2 диска (n−2)X (n−2)X 175п|RAID Level 6 RAID 10 Пресликавање без парности и стрипинг блок-нивоа 4 2/n 1 диск/спен nX (n/2)X 150п|RAID Level 10 Ниво Опис Минимални # дискова Ефикасност простора Толеранција на грешке Вредност квара низа Перформансе читања Перформансе писања Слика
Угнежден (хибридни) RAID У почетку је првобитно назван хибридни RAID, па су многи контролери за складиштење дозвољавали угнеждене RAID нивое. Елементи RAID-а могу бити или индивидуални дискови или сам RAID. Међутим, ако је RAID елемент неког другог RAID-а, то је необично да његови елементи сами себи буду RAID.
Крајњи RAID је познат као највиши низ. Када је највиши низ RAID 0 (као код RAID 1+0 и RAID 5+0) већина продаваца изоставља "+" (чиме се добија RAID 10 и RAID 50). RAID 0+1: тракасти скуп у пресликаном скупу (минимално 4 диска; паран број дискова) обезбеђује телеранцију квара и побољшава перформансе али повећава комплексност. Главни разлика од RAID 1+0 је та да RAID 0+1 формира секундарни тракасти скуп да би пресликао примарни тракасти скуп. Низ наставља да ради, ако један или више дискова откажу, у истом пресликаном скупу, али ако дискови откажу у оба скупа подаци на RAID су изгубљени. RAID 1+0: (а.к.а RAID 10) пресликани скуп у тракастом скупу (минимално 4 диска; паран број дискова) обезбеђује телеранцију на квар и побољшава перформансе али повећава комплексност. Главана разлика од RAID 0+1 је та да RAID 1+0 прави тракасти скуп из серија пресликаних дискова. Низ може да издржи вишеструки отказ дискова све док не постоји пресликавање које ће да изгуби све дискове.Jeffrey B. Layton: "Intro to Nested-RAID: RAID-01 and RAID-10", Linux Magazine, January 6, 2011
RAID парност Многи RAID нивои укључују заштиту шеме од грашке која се зове „парност“, широко коришћен метод у информационим технологијама да пружи заштиту од отказа у датом скупу података. Већина користи једноставну НИЛИ парност описану у овом одељку, али RAID 6 користи две одвојене парности базиране респективно на сабирању и множењу у посебном Galois Field или Reed–Solomon error correction. [Storage Networking Industry Association] Colorado Springs, 28 July 2006. Приступљено 22 February 2011.
Не-стандардни нивои Многе конфигурације су другачије од стандардних бројева RAID нивоа, и многе компаније, организације и групе су направиле су своју не-стандардну конфигурацију, у многим случајевима дизајнирану за специјалне потребе мале ниша групе. Већина нестандардних RAID нивоа је у власништву: Linux MD RAID10 (RAID 10) имплементира општи RAID управљач који подразумева стандардни RAID 1 са два диска, и стандардни RAID 1+0 са четири диска, али може имати било који број дискова, укључујући и непарни број. MD RAID 10 може да ради као тракасто и пресликано, чак и са само два диска са f2 распоредом (пресликан са тракастим читањем, дајући перформанс читања као RAID 0; стандардно Linux софтвер RAID 1 не чита тракасто, али може да чита паралелно), question 4 Hadoop има RAID систем који генерише парност фајлова помоћу НИЛИовањем трака блока у једном HDFS фајлу. RAID-F, као имплементација у FlexRAID, обезбеђује RAID преко File System. RAID машине у том систему су не-стандардни и имају своју номенклатуру у облику Tx, где је Т стоји за Толеранцију и х репрезентује ниво толеранције. Најпознатија од свих је Tx машина која обезбеђује RAID∞ (бесконачно) заштиту података и опоравака.
Резервна копија података RAID систем који се користи као секундарно складиште није алтернатива за прављење резервних копија података. У RAID нивоима већим од 0, RAID штити од катастрофалног губитка података узрокованим физичким оштећењем или грешком на једном диску у оквиру низа (или два диска у, код RAID 6). Међутим, прави систем за резервне копије има друге важне карактеристике као што су могућност обнове старије верзије података, која је потребна за заштиту против софтверских грешака које пишу нежељене податке на секундарно складиште, и такође да се обнове од корисничких грешака и малициозних брисања података. RAID може бити поражен од катастрофалног отказа који превазилази његову способност опоравка, и наравно, цео низ је у ризику од физичког оштећења ватром, природних катастрофа и људске силе, док се резервне копије могу чувати ван локације. RAID је такође рањив на отказ контролера зато што није увек могуће да РАИД мигрира на нови, други контролер без губитка података.
Имплементација