Raid контроллеры, их уровни, типы, недостатки

Надежное хранение данных на сервере, правильная работа дисковых массивов – это все забота RAID-контроллеров. Сегодня компьютеры выполняют настолько большой объем задач, что встроенные диски с ними просто не справляются. Вот тут и приходит на помощь raid controller.

Что такое RAID-контроллер

Что бы понять, что это, нужно рассмотреть систему накопителей. Если в компьютер встроить один диск, он будет обрабатывать очень малое количество информации, и уж точно не сможет практически ничего сохранить. Напичкать его большим количеством накопителей – не вариант, потому что они быстро начнут отказывать. Выход – создать дисковый массив, то есть объединить встроенные жесткие диски и SSD (внешний жесткий диск) в одну структуру. Для системы они будут единым пространством.

Raid контроллер – это и есть тот элемент, который объединяет накопители.

Уровни RAID контроллеров

В зависимости от требований к дисковым массивам выбирается контроллер нужного уровня.

Базовые уровни RAID

Все контроллеры этого уровня, от 0 до 6, имеют и плюсы, и минусы. Чем больше номер массива, тем сложнее система, выше производительность и риски.

• Уровень 0 подразумевает деление данных на равные блоки и записывание их на диски поочередно.

Плюс – высокая скорость считывания файлов больших размеров.

Минус – отсутствие резервирования.

• RAID Контроллеры с настройками этого уровня объединяют диски в пары, которые «зеркалят» инфу.

Плюсы: при выпадении одного диска, информация сохраняется на другом; высокая скорость.

Минус – несмотря на то, что придется покупать два диска, объем памяти будет доступен только как на одном.

• В массивах типа RAID 2 распределение информации по носителям происходит по коду Хемминга. Создается две дисковые группы: для самой информации и для кодов коррекции ошибок.

Плюсы: информацию с вышедшего диска можно восстановить, а спецкоды сходу находят и исправляют ошибки; высокая скорость производительности.

Минус – изначально большое количество дисков (не меньше 7), что обойдется достаточно дорого.

• При создании RAID 3 разработчики пожертвовали программами исправления ошибок и резервирования, поэтому потерянные данные восстановлению не подлежат. Количество контрольных дисков сокращено до одного.

Плюсы: высокая скорость; для создания такого массива достаточно трех носителей.

Минусы – система эффективна только при работе с файлами больших размеров.

• В RAID 4 добились увеличения скорости передачи данных файлов небольшого объема благодаря тому, что разбивка файлов происходит на байты. Однако запись информации производится довольно медленно.
• RAID 5. Основное преимущество этого уровня – запись можно производить параллельно. Отпала необходимость в выделении диска для хранения контрольных сумм.

Плюсы: экономичность (можно стартовать от трех дисков), высокая скорость считывания.

Минусы:

– снижение производительности при рандомном записывании на 10-25 %;

– если выпадает один диск, надежность системы падает до нулевого уровня.

– на восстановление требуется много времени.

• RAID 6. Использование трех информационных и двух контрольных носителей делает массив более надежным, но менее производительным, в сравнении с предыдущей версией.

Комбинированные уровни RAID

Эти уровни контроллеров сочетают в себе несколько базовых. Например: RAID 1+0 (другой вариант написания  RAID 10). Это значит, что контроллер уровня RAID 0 состоит из нескольких зеркалированых RAID -1 пар. Если используют RAID 51, это значит, что RAID 1 дублирует пару RAID 5.

Комбинированные уровни перенимают как достоинства составляющих, так и недостатки. А применяют их в зависимости от того, что приоритетней.  Так, RAID 5+0 снабжен малой надежностью нулевого уровня, зато высокопроизводителен, как пятый.

Нестандартные уровни RAID

К таким уровням относятся:

• RAID 1Е – усовершенствованное зеркало для работы на нечетном количестве устройств.
• RAID 7 – надежный и высокопроизводительный, но по методике работы и батарее не отличается от предшественников.
• RAID-DP – модификация шестой версии. Основное его достоинство в высокой производительности за счет последовательностиопераций записи.

 

Типы RAID контроллеров

Устройства бывают трех видов: программные, интегрированные и аппаратные. Использовать их можно как самостоятельно, так и в комплексе.

Программные

Наиболее простые и, соответственно, недорогие из них – программные. Они нагружают центральный процессор, имеют низкую производительность и чаще других выходят из строя.

Интегрированные

Они встраиваются в материнскую плату. Несмотря на то, что отдельный чип выполняет ряд задач, процессор все равно несет нагрузку. У них может быть своя FLASH-память, они более производительны и универсальны. Их еще называют полуаппаратными.

Аппаратные

Аппаратный raid контроллер размещают вне сервера. У него есть свой процессор, и, в основном, память. Он может быть оснащен портами для соединения с внутренними или внешними накопителями.

Развитие идеи RAID

Методика объединения дисков так, что бы система определяла их как один, была представлена еще в 1987 году. Но это было слишком дорогое удовольствие, поэтому в массы она вышла недавно.

Сейчас разработано много разных систем, обеспечивающих работоспособность дискового массива по такой схеме, но их надежность недостаточна. Если же драйвер файловой системы «поймет», что накопителей несколько, можно добиться сохранения части инфы при отказе одного из дисков. Для этого структура каталогов настраивается так, что бы при «вылете» одного из носителей исчезали только данные, хранящиеся именно на нем. Все остальные части файла, разбросанные по другим накопителям, оставались доступными. В такой способ дисковая система станет более надежной и производительной, например, как в массивах JBOD.

Рассматривается вариант записывания файлов на отдельные диски целиком. Однако это негативно скажется на производительности. И если к информации небольших объемов такой подход обеспечит более быстрый доступ, то к большим файлам, умещенным на один носитель, он будет затруднен.

Недостатки RAID

Системное объединение дисков для записи и хранения данных дает намного больше возможностей. Но не обошлось и без недостатков.

Коррелированные сбои

Учитывая тот факт, что все диски массива почти всегда одного возраста и работают в одинаковых условиях, увеличивается риск одновременного отказа сразу нескольких носителей.

Невосстановимые ошибки чтения при восстановлении

Создавая дисковый массив для увеличения объема памяти, мы приводим к росту вероятности возникновения ошибок на дисках, когда производится восстановление всего RAID.

Увеличение времени восстановления и вероятности отказа

Чем больше емкость накопителей, тем больше времени уходит на их восстановление – не только часы, но и дни. В это время могут произойти сбои на других накопителях. А если массив продолжает работать, время на восстановление ограничивается.

Атомность

Сбои системы во время записи чреваты тем, что четность станет несовместимой с записываемыми данными из-за неатоматичности самого процесса. Поэтому ее использовать для восстановления нельзя. Проблема решается записью на запись.

Надежность кэша записи

Cache используется для временного хранения данных при исчезновении питания техники. Однако информация может повредиться, особенно если используется кэш обратной записи, еще до того, как попадет в энергонезависимое хранилище. Что бы этого избежать применяют механизм избыточного питания от батареи или сброс кэша при перезапуске.

Как выбрать RAID контроллер

Покупая raid-controller нужно опираться на потребности.

Если ваша цель – быстрая и безотказная работа компьютера, при этом вас не волнует вопрос сохранения данных, берите простейший контроллер и создавайте массив RAID 0 или 1.

Если для вас в приоритете большая емкость, остановите выбор на RAID 5 или 5+0. Покупайте контроллер со средней FLASH-памятью.

Для создания надежных массивов с высокой скоростью или больших хранилищ подходят только высокопроизводительные контроллеры с объемной памятью. Это тот случай, когда, сэкономив, можно потерять значительно больше.

Последний шаг – настройка raid контроллера. При загрузке сервера система сама подскажет, что и как делать, просто следуйте подсказкам.

 

особенности использования / Selectel corporate blog / Habr

Организация единого дискового пространства — задача, легко решаемая с помощью аппаратного RAID-контроллера. Однако следует вначале ознакомиться с особенностями использования и управления таким контроллером. Об этом сегодня расскажем в нашей статье.

Надежность и скорость работы дисковых накопителей — вопрос, волнующий каждого системного администратора. Несмотря на заверения производителей о качестве собственных устройств — HDD и SSD продолжают выходить из строя в самое неподходящее время, теряя драгоценные данные. Технология S.M.A.R.T. в большинстве случаев дает возможность оценить «здоровье» накопителя, но это не гарантирует того, что диск будет продолжать беспроблемно работать.

Предсказать выход диска из строя со 100%-ой точностью невозможно, поэтому следует предусмотреть вариант, при котором это не станет проблемой или причиной остановки сервисов. Использование RAID-массивов решает эту задачу. Рассмотрим три основных подхода, применяющихся для этой задачи:

• Программный RAID — наименее затратный вариант, но и наименее производительный. Массив создается средствами операционной системы, вся нагрузка по обработке данных «ложится на плечи» центрального процессора.
• Интегрированный аппаратный RAID (еще его часто называют Fake-RAID) — микрочип, установленный на материнскую плату, который берет на себя часть функционала аппаратного RAID-контроллера, работая в паре с центральным процессором. Этот подход работает чуть быстрее, чем программный RAID, но надежность у такого массива оставляет желать лучшего.
• Аппаратный RAID — это отдельный контроллер с собственным процессором и кэширующей памятью, полностью забирающий на себя выполнение всех дисковых операций. Наиболее затратный, однако, самый производительный и надежный вариант для использования.

Давайте рассмотрим аппаратный RAID детально.

Внешний вид

Мы выбрали решения Adaptec от компании Microsemi. Это RAID-контроллеры, зарекомендовавшие себя удобством использования и высокой производительностью. Их мы устанавливаем, если наш клиент решил заказать сервер произвольной или фиксированной конфигурации.

Для подключения дисков используются специальные интерфейсные кабели. Со стороны контроллера используются разъемы SFF8643. Каждый кабель позволяет подключить до 4-х дисков SAS или SATA (в зависимости от модели). Помимо этого интерфейсный кабель еще имеет восьмипиновый разъем SFF-8485 для шины SGPIO, о назначении которой поговорим чуть позже.

Помимо самого RAID-контроллера существует еще два дополнительных устройства, позволяющих увеличить надежность:

• BBU (Battery Backup Unit) — модуль расширения с литий-ионной батареей, позволяющий поддерживать напряжение на энергозависимой микросхеме кэша. В случае внезапного обесточивания сервера его использование позволяет временно сохранить содержимое кэша, которое еще не было записано на диски.

  Как только электропитание сервера будет восстановлено — содержимое кэша будет записано на диски в штатном режиме. По заявлениям производителя полностью заряженная батарея способна хранить данные кэша в течение 72 часов.

• ZMCP (Zero-Maintenance Cache Protection) — специальный модуль расширения для RAID-контроллера, имеющий собственную энергонезависимую память и суперконденсатор. В случае возникновения сбоя сервера по электропитанию, суперконденсатор обеспечивает микросхемы электроэнергией, которой достаточно для записи содержимого энергозависимой памяти кэша в NAND-память ZMCP.

  После того, как электропитание сервера восстановлено, содержимое кэша автоматически будет записано на диски. Именно такие модули устанавливаются в наши серверы с аппаратным RAID-контроллером и Cache Protection.

Это особенно важно, когда включен режим отложенной записи кэша (Writeback). При пропадании электропитания содержимое кэша не будет сброшено на диски, что приведет к потере данных и, как следствие, штатная работа дискового массива будет нарушена.

Технические характеристики

Температура

Вначале хотелось бы затронуть такую важную вещь, как температурный режим аппаратных RAID-контроллеров Adaptec. Все они оснащены небольшими пассивными радиаторами, что может вызвать ложное представление о небольшом тепловыделении.

Производитель контроллера приводит в качестве рекомендуемого значения воздушного потока — 200 LFM (linear feet per minute), что соответствует показателю 8,24 литра в секунду (или 1,02 метра в секунду). Рассчитаны такие контроллеры исключительно на установку в rackmount-корпусы, где такой воздушный поток создается скоростными штатными кулерами.

От 0°C до 40-55°C — рабочая температура большинства RAID-контроллеров Adaptec (в зависимости от наличия установленных модулей), рекомендованная производителем. Максимальная рабочая температура чипа составляет 100°C. Функционирование контроллера при повышенной температуре (более 85°C) может вывести его из строя. Удобства ради приводим под спойлером табличку рекомендуемых температур для разных серий контроллеров Adaptec.

Рекомендуемые температуры
Нашим клиентам не приходится беспокоиться о перегреве контроллеров, поскольку в наших дата-центрах поддерживается постоянный температурный режим, а сборка серверов произвольной конфигурации происходит с учетом особенностей таких комплектующих (о чем мы упоминали в нашей предыдущей статье).

Скорость работы

Для того чтобы продемонстрировать, как наличие аппаратного RAID-контроллера способствует увеличению скорости работы сервера, мы решили собрать тестовый стенд со следующей конфигурацией:

• CPU Intel Xeon E3-1230v5;
• RAM 16 Gb DDR4 2133 ECC;
• 4 HDD емкостью по 1 ТБ.

В качестве операционной системы будет установлена CentOS 7. Роль серверного приложения возьмет на себя 1C Bitrix24. Вначале мы соберем программный RAID-массив с помощью mdadm и измерим производительность с помощью встроенного в Bitrix24 теста. Каких-либо изменений или дополнительных настроек в систему специально не вносим — устанавливается демо-конфигурация с настройками по-умолчанию.

Затем в этот же стенд поставим RAID-контроллер Adaptec ASR 7805 с модулем защиты кэша AFM-700, подключим к нему эти же жесткие диски и выполним точно такое же тестирование.

С программным RAID

Несомненное преимущество программного RAID — простота использования. Массив в ОС Linux создается с помощью штатной утилиты mdadm. При установке операционной системы чаще всего создание массива предусмотрено непосредственно из установщика. В случае, когда такой возможности установщик не предоставляет, достаточно всего лишь перейти в соседнюю консоль с помощью сочетания клавиш Ctrl+Alt+F2 (где номер функциональной клавиши — это номер вызываемой tty).

Создать массив очень просто. Командой fdisk -l смотрим, какие диски присутствуют в системе. В нашем случае это 4 диска:

/dev/sda
/dev/sdb
/dev/sdc
/dev/sdd

Проверяем, чтобы на дисках не было метаданных, например, от предыдущего массива:

mdadm --examine /dev/sda /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd

На всех 4-х дисках должно быть сообщение:

mdadm: No md superblock detected

В случае, если на одном или нескольких дисках будут метаданные, удалить их можно следующим образом (где sdX — требуемый диск):

mdadm --zero-superblock /dev/sdX

Создадим на каждом диске разделы для будущего массива c помощью fdisk. В качестве типа раздела следует указать fd (Linux RAID autodetect).

fdisk /dev/sdX

Собираем массив RAID 10 из созданных разделов с помощью команды:

mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=10 --raid-devices=4 /dev/sda1 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1

Сразу после этого будет создан массив /dev/md0 и будет запущен процесс перестроения данных на дисках. Для отслеживания текущего статуса процесса введите:

cat /proc/mdstat

Пока процесс перестроения данных не будет завершен, скорость работы дискового массива будет снижена.

После установки операционной системы и Bitrix24 на созданный массив мы запустили стандартный тест и получили следующие результаты:

С аппаратным RAID

Прежде чем сервер сможет использовать единое дисковое пространство RAID-массива, необходимо выполнить базовую настройку контроллера и логических дисков. Сделать это можно двумя способами:

• при помощи внутренней утилиты контроллера,
• утилитой из операционной системы.

Первый способ идеально подходит для первоначальной настройки. Вход в утилиту в режиме Legacy (режим для наших серверов по умолчанию) осуществляется с помощью сочетания клавиш CTRL + A при появлении уведомления в процессе инициализации POST.

Утилита позволяет не только управлять настройками контроллера, но и логическими устройствами. Инициализируем физические диски (вся информация на дисках при инициализации будет уничтожена) и создадим массив RAID-10 с помощью раздела Create Array. При создании система запросит желаемый размер страйпа, то есть размер блока данных за одну I/O-операцию:

• больший размер страйпа идеален для работы с файлами большого размера;
• меньший размер страйпа подойдет для обработки большого количества файлов небольшого размера.

Важно — размер страйпа задается только один раз (при создании массива) и это значение в дальнейшем изменить нельзя.

Сразу после того, как контроллеру отдана команда создания массива, также, как и с программным RAID, начинается процесс перестроения данных на дисках. Этот процесс работает в фоновом режиме, при этом логический диск становится сразу доступен для BIOS. Производительность дисковой подсистемы будет также снижена до завершения процесса. В случае, если было создано несколько массивов, то необходимо определить загрузочный массив с помощью сочетания клавиш Ctrl + B.

После того как статус массива изменился на Optimal, мы установили Bitrix24 и провели точно такой же тест. Результат теста:

Сразу становится понятно, что аппаратный RAID-контроллер ускоряет операции чтения и записи на дисковый носитель за счет использования кэша, что позволяет быстрее обрабатывать массовые обращения пользователей.

Управление контроллером

Непосредственно из операционной системы управление контроллером производится с помощью программного обеспечения, доступного для скачивания с сайта производителя. Доступны варианты для большинства операционных систем и гипервизоров:

• Debian,
• Ubuntu,
• Red Hat Linux,
• Fedora,
• SuSE Linux,
• FreeBSD,
• Solaris,
• Microsoft Windows,
• Citrix XenServer,
• VMware ESXi.

Пользователям других дистрибутивов Linux также доступны исходные коды драйверов. Помимо драйверов и консольной утилиты ARCCONF производитель также предлагает программу с графическим интерфейсом для удобного управления контроллером — maxView Storage Manager.

С помощью указанных утилит можно, не прерывая работу сервера, легко управлять логическими и физическими дисками. Также можно задействовать такой полезный функционал, как «подсветка диска». Мы уже упоминали про пятый кабель для подключения SGPIO — этот кабель подключается напрямую в бэкплейн (от англ. backplane — соединительная плата для накопителей сервера) и позволяет RAID-контроллеру полностью управлять световой индикацей каждого диска.

Следует помнить, что бэкплэйны поддерживают не только SGPIO, но и I2C. Переключение между этими режимами осуществляется чаще всего с помощью джамперов на самом бэкплэйне.

Каждому устройству, подключенному к аппаратному RAID-контроллеру Adaptec, присваивается идентификатор, состоящий из номера канала и номера физического диска. Номера каналов соответствуют номерам портов на контроллере.

Замена диска — штатная операция, впрочем, требующая однозначной идентификации. Если допустить ошибку при этой операции, можно потерять данные и прервать работу сервера. С аппаратным RAID-контроллером такая ошибка является редкостью.

Делается это очень просто:

1. Запрашивается список подключенных дисков к контроллеру:

   arcconf getconfig 1

2. Находится диск, требующий замены, и записываются его «координаты» (параметр Reported Channel,Device(T:L)).

   
   

3. Диск «подсвечивается» командой:

   arcconf identify 1 device 0 0

   
   

Контроллер даст соответствующую команду на бэкплэйн, и светодиод нужного диска начнет равномерно моргать цветом, отличающимся от стандартного рабочего.

Например, на платформах Supermicro штатная работа диска — зеленый или синий цвет, а «подсвеченный» диск будет моргать красным. Перепутать диски в этом случае невозможно, что позволит избежать ошибки из-за человеческого фактора.

Настройка кэширования

Теперь пару слов о вариантах работы кэша на запись. Вариант Write Through означает, что контроллер сообщает операционной системе об успешном выполнении операции записи только после того, как данные будут фактически записаны на диски. Это повышает надежность сохранности данных, но никак не увеличивает производительность.

Чтобы достичь максимальной скорости работы, необходимо использовать вариант Write Back. При такой схеме работы контроллер будет сообщать операционной системе об успешной IO-операции сразу после того, как данные поступят в кэш.

Важно — при использовании Write Back настоятельно рекомендуется использовать BBU или ZMCP-модуль, поскольку без него при внезапном отключении электричества часть данных может быть утеряна.

Настройка мониторинга

Вопрос мониторинга статуса работы оборудования и возможности оповещения стоит достаточно остро для любого системного администратора. Для того чтобы настроить «связку» из Zabbix и RAID-контроллера Adaptec рекомендуем воспользоваться перечисленными решениями.

Зачастую требуется отслеживать состояние контроллера напрямую из гипервизора, например, VMware ESXi. Задача решается с помощью установки CIM-провайдера с помощью инструкции Microsemi.

Прошивка

Необходимость прошивки RAID-контроллера возникает чаще всего для исправления выявленных производителем проблем с работой устройства. Несмотря на то, что прошивки доступны для самостоятельного обновления, к этой операции следует подойти очень ответственно, особенно если процедура выполняется на «боевой» системе.

Если нашему клиенту требуется сменить версию прошивки контроллера, то ему достаточно создать тикет в нашей панели управления. Системные инженеры выполнят перепрошивку RAID-контроллера до требуемой версии в указанное время и сделают это максимально корректно.

Важно — не следует выполнять перепрошивку самостоятельно, поскольку любая ошибка может привести к потере данных!

Заключение

Использование аппаратного RAID-контроллера оправдано в большинстве случаев, когда требуется высокая скорость и надежность работы дисковой подсистемы.

Системные инженеры Selectel бесплатно выполнят базовую настройку дискового массива на аппаратном RAID-контроллере при заказе сервера произвольной конфигурации. В случае, если потребуется дополнительная помощь с настройкой, мы будем рады помочь в рамках нашей услуги администрирования. Также мы подготовили для наших читателей небольшую памятку по командам утилиты arcconf.

Используете ли вы аппаратные RAID-контроллеры? Ждем вас в комментариях.

Нужно ли создавать RAID-массив из SSD и какие контроллеры для этого нужны

Привет Хабр! В этом материале мы расскажем, стоит ли организовывать RAID-массивы на базе твердотельных решений SATA SSD и NVMe SSD, и будет ли от этого серьезный профит? Мы решили разобраться в этом вопросе, рассмотрев виды и типы контроллеров, которые позволяют это сделать, а также сферы применения таких конфигураций.

Так или иначе, каждый из нас хоть раз в жизни слышал такие определения, как “RAID”, “RAID-массив”, “RAID-контроллер”, но вряд ли придавал этому серьезное значение, потому что рядовому ПК-боярину все это вряд ли интересно. А вот высоких скоростей от внутренних накопителей и безотказности их работы хочется всем и каждому. Ведь, какой бы мощной ни была начинка компьютера, скорость работы накопителя становится узким местом, если говорить о совокупном быстродействии ПК и сервера.

Так было ровно до того момента, пока на смену традиционным HDD не пришли современные NVMe SSD со сравнимой емкостью в 1 Тбайт и более. И если раньше в ПК чаще встречались связки SATA SSD + парочка емких HDD, то сегодня их начинает сменять другое решение — NVMe SSD + парочка емких SATA SSD. Если говорить о корпоративных серверах и “облаках”, многие уже успешно переехали на SATA SSD, просто потому что они быстрее обычных “жестянок” и способны обрабатывать большее количество операций ввода/вывода одновременно.

Однако отказоустойчивость системы все равно находится на достаточно низком уровне: мы не можем как в “Битве экстрасенсов” предугадать с точностью даже до недели, когда тот или иной твердотельный накопитель прикажет долго жить. И если HDD “умирают” постепенно, позволяя уловить симптомы и принять меры, то SSD “мрут” сразу и без предупреждений. И вот теперь самое время разобраться, зачем все это вообще нужно? Стоит ли организовывать RAID-массивы на базе твердотельных решений SATA SSD и NVMe SSD, и будет ли от этого серьезный профит?

Зачем нужен RAID-массив?

Само слово “массив” уже подразумевает то, что для его создания используется несколько накопителей (HDD и SSD), которые объединяются с помощью RAID-контроллера и распознаются ОС, как единое хранилище данных. Глобальная задача, которую позволяют решить RAID-массивы — минимизация времени доступа к данным, повышение скорости чтения/записи и надежности, которая достигается благодаря возможности быстрого восстановления в случае сбоя. К слову, для домашних бэкапов использовать RAID совсем не обязательно. А вот если у вас есть свой домашний сервер, к которому необходим постоянный доступ 24/7 — тут уже другое дело.

Существует свыше десятка уровней RAID-массивов, каждый из которых отличается количеством используемых в нем накопителей и имеет свои плюсы и минусы: например, RAID 0 позволяет получить высокую производительность без отказоустойчивости, RAID 1 — наладить автоматическое зеркалирование данных без прироста скорости, а RAID 10 объединяет в себе возможности вышеперечисленных. RAID 0 и 1 — самые простые (поскольку не требуют произведения программных вычислений) и, как следствие, — самые популярные. В конечном счете выбор в пользу того или иного уровня RAID зависит от возлагаемых на дисковый массив задач и возможностей RAID-контроллера.

Домашний и корпоративный RAID: в чем разница?

Основа любого современного бизнеса — большие объемы данных, которые должны надежно храниться на серверах компаний. А еще, как мы уже отмечали выше, к ним должен обеспечиваться постоянный доступ 24/7. Понятное дело, что наравне с “железом” важна и софтверная часть, но в данном случае мы говорим все-таки об оборудовании, которое обеспечивает надежное хранение и обработку информации. Никакой софт не спасет компанию от разорения, если “железное” оснащение не соответствует возложенным на него задачам.

Для этих задач любой производитель “железа” предлагает так называемые корпоративные устройства. У Kingston — это мощные твердотельные решения в лице SATA-моделей Kingston 450R (DC450R) и серии DC500, а также NVMe-моделей DC1000M U.2 NVMe, DCU1000 U.2 NVMe и DCP-1000 PCI-e, предназначенных для использования в ЦОД (центрах обработки данных) и суперкомпьютерах. Массивы из таких накопителей, как правило, используются в связке с аппаратными контроллерами.

Для потребительского же рынка (то есть для домашних ПК и NAS-серверов) доступны такие накопители как Kingston KC2000 NVMe PCIe, но в этом случае необязательно покупать аппаратный контроллер. Можно ограничиться встроенным в материнскую плату ПК или NAS-сервера, если вы конечно не планируете самостоятельно собрать домашний сервер для нетипичных задач (завести маленький домашний хостинг для друзей, к примеру). К тому же, домашние RAID-массивы, как правило, не предполагают наличие сотен и тысяч накопителей, ограничиваясь двумя, четырьмя и восемью устройствами (чаще SATA).

Виды и типы RAID-контроллеров

Существует три вида RAID-контроллеров, основанные на принципах реализации RAID-массивов:

1. Программные, в которых управление массивом ложится на CPU и DRAM (то есть исполнение программного кода происходит на процессоре).

2. Интегрированные, то бишь встроенные в материнские платы ПК или NAS-сервера.

3. Аппаратные (модульные), представляющие собой дискретные платы расширения для разъемов PCI/PCIe системных плат.

В чем их принципиальное отличие друг от друга? Программные RAID-контроллеры уступают интегрированным и аппаратным по производительности и отказоустойчивости, но при этом не требуют специального оборудования для работы. Однако важно убедиться, что процессор хост-системы является достаточно мощным для запуска программного обеспечения RAID, не оказывая негативного влияния на производительность приложений, которые также работают на хосте. Интегрированные контроллеры, как правило, оснащаются собственной кэш-памятью и задействуют некоторое кол-во ресурсов CPU.

А вот аппаратные обладают и собственной кэш-памятью, и встроенным процессором для выполнения программных алгоритмов. Обычно они позволяют реализовать все виды уровней RAID-массивов и поддерживают сразу несколько видов накопителей. Например, к современным аппаратным контроллерам компании Broadcom можно одновременно подключать SATA-, SAS- и NVMe-устройства, что позволяет не менять контроллер при апгрейде серверов: в частности, при переезде с SATA SSD на NVMe SSD контроллеры менять не придется.

Собственно, на этой ноте мы подошли к типологизации самих контроллеров. Если есть трехрежимные, должны быть и какие-то еще? В данном случае ответ на этот вопрос будет утвердительным. В зависимости от функций и возможностей RAID-контроллеры можно поделить на несколько типов:

1. Обыкновенные контроллеры с функцией RAID
Во всей иерархии это самый просто контроллер, который позволяет объединять HDD и SSD в RAID-массивы уровней “0”, “1” или “0+1”. Программно это реализовано на уровне прошивки. Однако, такие устройства вряд ли можно рекомендовать для использования в корпоративном сегменте, ведь у них отсутствует кэш и не поддерживаются массивы уровней “5”, “3” и т.п. А вот для домашнего сервера начального уровня они вполне подойдут.

2. Контроллеры, работающие в паре с другими RAID-контроллерами
Этот тип контроллеров может работать в паре с интегрированными контроллерами материнских плат. Реализовано это по следующему принципу: дискретный RAID-контроллер берет на себя решение “логических” задач, а встроенный — функции обмена данными между накопителями. Но есть нюанс: параллельная работа таких контроллеров возможна только на совместимых системных платах, а значит область их применения серьезно сужается.

3. Самостоятельные RAID-контроллеры
Эти дискретные решения содержат на борту все необходимые чипы для работы с серверами корпоративного класса, обладая собственным BIOS’ом, кэш-памятью и процессором для быстрой коррекции ошибок и вычисления контрольных сумм. К тому же они отвечают высоким стандартам надежности в плане изготовления и обладают высококачественными модулями памяти.

4. Внешние RAID-контроллеры
Нетрудно догадаться, что все перечисленные выше контроллеры являются внутренними и получают питание через разъем PCIe материнской платы. О чем это говорит? А о том, что выход из строя системной платы может привести к ошибкам в работе RAID-массива и потере данных. Внешние же контроллеры избавлены от этого недоразумения, так как размещаются в отдельном корпусе с независимым блоком питания. В плане надежности такие контроллеры обеспечивают самый высокий уровень хранения данных.

Broadcom, Microsemi Adaptec, Intel, IBM, Dell и Cisco — это лишь некоторые из компаний, которые предлагают аппаратные RAID-контроллеры в настоящее время.

Режимы работы RAID контроллеров SAS/SATA/NVMe

Основной задачей трехрежимных HBA- и RAID-контроллеров (или контроллеров с функцией Tri-Mode) является создание аппаратного RAID на базе NVMe. У компании Broadcom это умеют делать контроллеры 9400 серии: например, MegaRAID 9460-16i. Он относится к самостоятельному типу RAID-контроллеров, оснащен четырьмя разъемами SFF-8643 и, благодаря поддержке Tri-Mode, позволяет коннектить к себе SATA/SAS- и NVMe-накопители одновременно. К тому же это еще и один из самых энергоэффективных контроллеров на рынке (потребляет всего 17 Ватт энергии, при этом менее 1,1 Ватт на каждый из 16 портов).

Интерфейсом подключения служит PCI Express x8 версии 3.1, что позволяет реализовать пропускную способность на уровне 64 Гбит/с (в 2020 году ожидается появление контроллеров для PCI Express 4.0). В основе 16-портового контроллера лежит 2-ядерный чип SAS3516 и 72-битная DDR4-2133 SDRAM (4 Гбайт), а также реализована возможность подключения до 240 накопителей SATA/SAS-, либо до 24 NVMe-устройств. По части организации RAID-массивов поддерживаются уровни “0”, “1”, “5” и “6”, а также “10”, “50” и “60”. К слову, кэш-память MegaRAID 9460-16i и других контроллеров в серии 9400 защищена от сбоев напряжения дополнительным модулем CacheVault CVPM05.

В основе трехрежимной технологии лежит функция преобразования данных SerDes: преобразование последовательного представления данных в интерфейсах SAS/SATA в параллельную форму в PCIe NVMe и наоборот. То есть контроллер согласовывает скорости и протоколы, чтобы беспрепятственно работать с любым из трех типов устройств хранения. Это обеспечивает бесперебойный способ масштабирования инфраструктур центров обработки данных: пользователи могут использовать NVMe без существенных изменений в других конфигурациях системы.

Однако при планировании конфигураций с NVMe-накопителями, стоит учитывать, что NVMe-решения используют для подключения 4 линии PCIe, а значит каждый накопитель задействует все линии портов SFF-8643. Выходит, что напрямую к контроллеру MegaRAID 9460-16i можно подключить только четыре накопителя NVMe. Либо ограничиться двумя NVMe-решениями при одновременном подключении восьми SAS-накопителей (см. схему подключения ниже).

На рисунке показано использование разъема «0» (С0 / Connector 0) и разъема «1» для подключений NVMe, а также разъемов «2» и «3» для подключений SAS. Это расположение может быть изменено на обратное, но каждый накопитель x4 NVMe должен быть подключен с использованием соседних линий. Режимы работы контроллера устанавливается через конфигурационные утилиты StorCLI или Human Interface Infrastructure (HII), которая работает в среде UEFI.

Режим по умолчанию — профиль «PD64» (поддержка только SAS / SATA). Как мы уже говорили выше, всего профилей три: режим «SAS/SATA only mode» (PD240 / PD64 / PD 16), режим «NVMe only mode» (PCIe4) и смешанный режим, в котором могут работать все типы накопителей: «PD64-PCIe4» (поддержка 64 физических и виртуальных дисков с 4 NVMe-накопителями). В смешанном режиме значение задаваемого профиля должно быть таким – «ProfileID=13». К слову, выбранный профиль сохраняется в качестве ведущего и не сбрасывается даже при откате к заводским настройкам через команду Set Factory Defaults. Сменить его можно будет только вручную.

Стоит ли создавать RAID-массив на SSD?

Итак, мы уже поняли, что RAID-массивы – это залог высокого быстродействия. Но стоит ли собирать RAID из твердотельных накопителей для домашнего и корпоративного использования? Многие скептики говорят о том, что прирост в скорости получается не столь существенным, чтобы разоряться на NVMe-накопители. Но так ли это на самом деле? Вряд ли. Самым большим ограничением для использования SSD в RAID (как в домашних условиях, так и на корпоративном уровне) может стать только цена. Как ни крути, а стоимость гигабайта пространства у HDD значительно дешевле.

Подключение нескольких твердотельных “дисков” к контроллеру RAID для создания массива из SSD в определенных конфигурациях может оказать огромное влияние на производительность. Не стоит, однако, забывать, что максимальная производительность ограничена пропускной способностью самого контроллера RAID. Уровнем RAID, который предлагает лучшую скорость работы, является RAID 0.

Организация обычного RAID 0 с двумя SSD-накопителями, в которой используется метод разбиения данных на фиксированные блоки и их чередования между твердотельными хранилищами, приведет к удвоению производительности (если сравнивать со скоростями, которые выдает один SSD). При этом массив RAID 0 с четырьмя твердотельными накопителями будет уже в четыре раза быстрее, чем самый медленный SSD в массиве (в зависимости от ограничения пропускной способности на уровне контроллера RAID SSD).

Если исходить из простой арифметики, SATA SSD примерно в 3 раза быстрее традиционного SATA HDD. NVMe-решения еще эффективнее — в 10 раз и более. При условии, что два жестких диска в RAID’е нулевого уровня покажут удвоенную производительность, увеличив ее на 50%, два SATA SSD окажутся в 6 раз быстрее, а два NVMe SSD — в 20 раз быстрее. В частности, один накопитель Kingston KC2000 NVMe PCIe может достигать скорости последовательного чтения и записи до 3200 Мбайт/с, что в формате RAID 0 достигнет внушительных 6 Гбайт/с. А скорость чтения/записи случайных блоков размером 4 Кбайт превратится из 350 000 IOPS в 700 000 IOPS. Но… в то же время “нулевой” RAID не обеспечивает нам избыточности.

Можно сказать, что в домашних условиях избыточность хранилища обычно и не требуется, поэтому самой подходящей конфигурацией RAID для SSD действительно становится RAID 0. Это надежный способ получить значительное повышение производительности в качестве альтернативы использованию таких технологий, как твердотельные накопители на базе Intel Optane. А вот как поведут себя SSD-решения в самых популярных типах RAID (“1”, “5”, “10”, “50”) — мы поговорим в нашем следующем материале.

Данная статья подготовлена при поддержке наших коллег из Broadcom, которые предоставляют свои контроллеры инженерам Kingston для тестирования с накопителями SATA/SAS/NVMe корпоративного класса. Благодаря этому дружескому симбиозу, клиентам не приходится сомневаться в надежности и стабильности работы накопителей Kingston c HBA- и RAID-контроллерами производства Broadcom.

Дополнительную информацию о продуктах Kingston можно найти на официальном сайте компании.

Аппаратные RAID контроллеры. Выбери свой RAID контроллер.

После перехода SCSI на последовательные «рельсы» профессиональные и полупрофессиональные RAID-контроллеры заметно изменились. Параллельный интерфейс SCSI обеспечивает пропускную способность до 320 Мбайт/с, которая разделяется между всеми устройствами, подключёнными к шине с помощью дорогого и капризного кабеля. Интерфейс Serial Attached SCSI (SAS), напротив, поддерживает скорость 300 Мбайт/с на порт, многоканальные или одноканальные кабели, избыточные каналы, внешние и внутренние устройства. Контроллеры совместимы и с интерфейсом SATA, то есть вы можете использовать как ёмкие накопители SATA, так и высокопроизводительные винчестеры SAS. Наконец, переход с PCI-X на PCI Express идёт полным ходом. Как мы считаем, настало время рассмотреть четыре RAID-контроллера для серверов начального уровня.

Многие пользователи до сих пор интересуются, стоит ли покупать раздельный RAID-контроллер, учитывая наличие таких мощных интегрированных SATA-решений, как Intel ICH9R, которые можно обнаружить во многих топовых материнских платах, например, Asus P5K-WS (чипсет P35 с интерфейсом PCI-X) или P5K64-WS (четыре слота PCI Express). Поскольку производители оснащают свои топовые модели высококачественными стабилизаторами напряжения и лучшими компонентами, то разница в качестве между high-end настольной материнской платой и low-end серверным продуктом заключается только в наборе функций. При наличии шести портов SATA/300 на такой материнской плате, расширенных функций управления RAID и дву- или четырёхядерного процессора, который займётся и расчётом информации избыточности RAID 5, зачем покупать внешний дорогой RAID-контроллер?

Подобные интегрированные решения, вероятно, хорошо подойдут для небольшого сервера для рабочих групп, когда от массива требуется хранить данные проекта, пользовательскую информацию и приложения, но при росте нагрузки ограничения проявятся весьма быстро. Если вам требуются более сложные уровни RAID, такие, как RAID 50 или 60, то встроенные решения будут мало полезны. Или, скажем, если вам вдруг потребуется подключить больше шести винчестеров, придётся переходить на другой контроллер. А если вам нужно запустить массив во внешней оснастке, либо вы хотите получить весь набор функций управления жёсткими дисками, тогда SAS, устаревшие решения SCSI или другие собственные технологии производителей остаются единственно возможным выбором.

Мы определённо не рекомендуем собственные технологии производителей, которые ограничивают в выборе контроллера и оснастки. Вся необходимая информация о Serial Attached SCSI приведена в статье Тесты жёстких дисков и контроллеров SAS: дни SCSI сочтены , включая детали интерфейса, кабели, возможности расширения, оснастки, жёсткие диски, host-адаптеры и т.д. Винчестеры SAS последнего поколения обеспечат намного более высокую производительность, чем модели SATA, однако совместимость с SATA и гибкость использования является неплохой причиной, чтобы использовать унифицированный RAID-контроллер в вашей системе.

Сможете различить? Верхний разъём — SATA, а нижний принадлежит накопителю Seagate Savvio SAS.

Соединения SAS и SATA являются полнодуплексными коммутируемыми типа «точка-точка», то есть здесь уже нет необходимости присваивать каждому устройству свой ID или терминировать шину. Данные по соединению могут передаваться и приниматься одновременно. SAS и SATA поддерживают «горячее подключение». Для ускорения таких параллельных протоколов, как Ultra320 SCSI, требовалось либо расширить шину, что приводило к большему числу проводов, либо увеличить тактовые частоты, но при этом возникали проблемы с задержками сигнала. А последовательные соединения «точка-точка» могут просто использоваться совместно. Собственно, у SAS данный принцип как раз и используется, когда несколько соединений SAS комбинируются вместе для подключения внешних оснасток.

Существует только одно механическое различие между SAS и SATA: оба интерфейса используют одинаковую раскладку для данных и питания, но у SATA два разъёма физически разделены. У SAS оба разъёма соединены, то есть вы сможете подключать SATA-винчестер к SAS-контроллеру, но у вас не получится подключить SAS-накопитель к SATA-контроллеру через разъём SATA (SFF 8482). Работа винчестеров SATA на SAS-контроллере возможна по той причине, что протокол Serial ATA менее сложный и попросту туннелируется в SAS при передаче. Благодаря широким унифицированным разъёмам SAS физическое подключение выполняется весьма надёжно, разъёмы не могут случайно выпасть. Основная причина небольшой разницы в двух разъёмах заключается в расширенном наборе функций SAS, который вы не обнаружите у SATA-контроллеров: SAS поддерживает двухпортовые соединения, обеспечивая избыточное подключение

Зачем нужен raid-контроллер

30.07.2013 23:02
Зачем нужен raid-контроллер

RAID контроллер — это чип на материнской плате, выполняющий функции по ускорению работы жестких дисков и повышающий надежность при хранении данных. Вряд ли кому-то надо объяснять насколько это важно, однако в этой статье мы коснемся этих вопросов подробнее.

Параметр MTBF у современных HDD хай-энд сегмента превышает 100 лет. Но это не значит, что диск будет работать столько времени со 100% вероятностью. На практике определенный процент выходит из строя раньше времени. Период бесперебойной эксплуатации диска зависит от многих факторов. Сюда относятся стабильность напряжения в электросети, количество циклов включения-выключения, соблюдение подходящего температурного режима, вибрация. Иногда встречается и просто заводской брак. Поэтому для исключения возможной потери информации не обойтись без RAID массива.

Скорость чтения данных с жестких дисков оставляет желать лучшего. На данный момент она сильно отстает от оперативной памяти. Таким образом, быстродействие дисковой системы является узким местом при работе с большим объемом данных. Технологии, по которым производятся магнитные носители информации, не позволяют ощутимо улучшить параметры скорости чтения-записи. Для повышения быстродействия дисковой системы необходимо искать другие пути, как, например, параллельная обработка, за которую отвечает RAID контроллер. Во многих случаях, скажем, при видеомонтаже, высокая скорость работы с данными даже важнее надежности их хранения.  

RAID системы классифицируются по трем основным группам:

software-based или программная;

bus-based или аппаратная — шинно-ориентированная;

subsystem-based или аппаратная — автономная подсистема.

Каждый из перечисленных вариантов предполагает исполнение некой программы. Разница только в том, где это происходит. При программной реализации алгоритмы обработки информации исполняются в компьютерном процессоре, при аппаратной реализации внутри RAID контроллера.

Как правило, программная реализация применяется при отсутствии значительных вычислений, т. е. RAID с уровнем 0 и 1, но иногда бывает и RAID 5. Программную организацию RAID можно встретить на серверах начального уровня. Однако современные программные реализации могут использовать весьма сложные алгоритмы, в частности Adaptive RAID, когда способ обработки информации на диске зависит от ее типа и динамики использования.

При помощи RAID-контроллеров аппаратной реализации можно обеспечить работу всех стандартных уровней и, в ряде случаев, некоторые дополнительные возможности. Самые лучшие высокоуровневые системы обладают возможностью автоконфигурации, автоматически выбирают RAID-уровни и обрабатывают информацию в режиме реального времени.

на основе материалов — http://www.raidshop.ru

Что делать, если вышел из строя RAID-контроллер? / ADVANSERV corporate blog / Habr

Говоря о резервном копировании, мы всегда подразумеваем, что у нас в любой момент может выйти из строя жёсткий диск, и это вполне оправдано. К сожалению, надёжность современных HDD оставляет желать лучшего, но не только они могут стать виновниками потери данных.

Естественно, я говорю о RAID массивах и конкретно о выходе из строя самого RAID-контроллера. Что же делать в данной ситуации?

На самом деле всё не так страшно, как может показаться на первый взгляд. Информация о конфигурации RAID-массива хранится на самих HDD, входящих в массив. Обычно она расположена в первых или последних секторах каждого диска, а записывает ее туда микропрограмма RAID контроллера при формировании массива. Блок конфигурации практически обязательно продублирован на каждом диске массива. За исключением номера диска, служебные данные на всех дисках должны быть идентичны, и этим можно воспользоваться при восстановлении массива. Соответственно всё что нам нужно — взять новый контроллер и подключить диски в том же порядке, в котором они были подключены к умершему контроллеру.

Но это всё теория, давайте же проверим — так ли это на самом деле.
У меня есть 2 сервера с интегрированными RAID контроллерами:

HP ProLiant DL380 G7 с контроллером P410i


IBM x3650 M4 с контроллером ServeRAID M5110e

И так же у меня есть 2 контроллера:
Adaptec 6405

LSI Logic 9260-8i

Итоги проверки в общем то лично меня не удивили:
При замене на DL380 контроллера на Adaptec — контроллер увидел массив и даже попытался запустить с него систему (правда здесь мы получили kernel panic ввиду отсутствия драйвера для контроллера в уже установленной системе), но в любом случае — целостность данных не была нарушена и данные подлежат восстановлению. Испытание было проведено как на RAID1, так и на RAID0. С LSI всё оказалось более просто и печально — контроллер увидел диски, но не увидел массива, ребилд и прочие ухищрения не дали положительных результатов.
С x3650 картина получилась обратная. Так как M5110e построен на чипе производства LSI Logic, при замене контроллера на 9260-8i массив увиделся и точно так же, как и в первом случае — нам удалось получить наши данные в целости и сохранности, а вот с Adaptec массив отказался распознаваться и так же никакие уловки нам не помогли.
Отсюда можно сделать вывод — служебная информация массива «привязана» к определённой марке производителей RAID контроллеров. Лично мои рекомендации следующие — стараться избегать использования встроенных RAID контроллеров, ввиду того, что подбор контроллера, в случае выхода из строя имеющегося, будет достаточно проблематичной задачей, которая может не увенчаться успехом. Другое дело, если вы используете внешний контроллер определённого производителя. Производители дорогих контроллеров (LSI Logic, Adaptec, Intel, Promise) довольно консервативны — одни и те же модели выпускаются достаточно долго, плюс существует практически 100% вероятность того, что на обновлённой версии имеющегося у вас контроллера ваш массив прекрасно увидится и будет полностью работоспособен (в общем то практически таким образом и работают компании, которые предоставляют услуги по восстановлению данных, либо используют сходный контроллер, либо используют его в качестве «донора», чтобы восстановить работоспособность старого контроллера, и как третий вариант — перенос энергонезависимой памяти (CMOS) вышедшего из строя контроллера на новый, дабы сохранить данные о RAID массиве).

Автор KorP

RAID что и как?

Рисунок 1 RAID 0
Особенности RAID 0:
1.Высокая скорость чтения записи данных
2.Общая емкость массива равна сумме емкостей всех жестких дисков
3.Очень низкая надежность хранения данных.
Область приминения: быстрая обработка больших объемов информации.

RAID 1 – другая простая архитектура построения массивов. Производиться полностью идентичная запись данных на все жесткие диски. Скорость работы массива немного выше чем у отдельно взятых винчестеров
Рисунок 2 RAID 1
Особенности RAID 1
1. Высокая степень надежности
2. Высокая стоимость 1 мб информации.
Область приминения: Хранение и невозможность утери ценной информации.

RAID 2 – этот уровень на практике не используется, так как его описание гласит о массивах, состоящих из 14 или 39 винчестерах. На нем заострять ваше внимание мы не будем.

RAID 3 – массив состоящий минимум из трех дисков. Первые два диска это не что иное как массив RAID 0, в которых запись информации происходит поочередно, а на третий диск записывается код четности. Он нужен для того чтобы контролировать и в случае необходимости восстановить данные с поврежденного жесткого диска.
Представим абстракцию, что:
 х- первый жесткий диск 
 y – второй жесткий диск
 z – контрольная сумма х и у 
Получаем уравнение: 
z=x+y;
При поломке жесткого диска х, у нас получается уравнение, которое легко решить:
x=z-y, где z контрольная сумма записывающаяся на третий жесткий диск.

Рисунок 3. RAID3
При поломке третьего жесткого диска на котором храниться контрольные суммы, система пересчитывает контрольные суммы по данным из первых двух дисков.
Особенности RAID 3:
1. Высокая скорость чтения записи данных
2. Высокая степень надежности
3. стоимость сборки дороже, чем у RAID 0 и RAID 1
RAID 4 – практически точная копия массива RAID 3, разница заключается в размерах блоков которые записываются на винчестеры. Такое устройство массива немного увеличивает скорость чтения данных при обращении к массиву, но RAID 4 использует большой объем оперативной памяти, что не хорошо сказывается на общей производительности системы. Соотнося все «за» и «против» компании производители не стали делать ставку на этот уровень RAID массива.
RAID 5 – архитектура построения RAID – массива схожая с RAID 3. В данном случае контрольная сумма данных попарно записываются в каждый из жестких дисков.

Рисунок 4. RAID5

Как будут чередоваться блоки данных и четности зависит от RAID контроллера. Именно этот массив из-за его универсальности получил широкое применение в высокопроизводительных и надежных системах.
Несколько слов о RAID 6 в данном массиве контрольная сумма вычисляется дважды и копируется сразу на два жестких диска, что дает возможность восстановить информацию при одновременном уничтожении двух жестких дисков из трёх.
Особенности RAID 6:
1. Самая высокая надежность
2. Дороговизна данной архитектуры построения RAID массива.
Наконец мы добрались до чень распространенных в домашних компьютерах составных массивов. MULTI-RAID.
Главная их особенность в совмещении двух уровней.
RAID 0+1 – чередование нескольких двухдисковых массивов RAID 1.
RAID 1+0 – копирование массива RAID 0 на другой такой же.
В данных видах мульти массивов идет распределение потоков данных
RAID 5+0 (RAID50) – чередование массивов 5 уровня
RAID 6+0 (RAID60) – чередование массивов 6 уровня.

Поговорим о Raid контроллерах.

Современные RAID контроллеры поддерживают сразу несколько уровней RAID массивов (0,1,10,5,6,50,60) и несут на своем борту до 8 портов SATA или SCSI. Встроенные в материнские платы контроллеры обычно являются частью чипсета, но могут быть и самостоятельными чипами. В контроллер вшита микропрограмма, которая и осуществляет создание массива.
Рассмотрим типичную процедуру создания RAID массива:
1. При первоначальной загрузке компьютера нажимаем сочетание клавиш вызывающее программу настройки RAID. Обычно это ctrl+1. 
2. В появившемся меню выбираем пункт «Создать массив» (create array) .
3. Выбираем физические жесткие диски, которые будут являться составными частями RAID массива.
4. Выбираем тип массива из предложенных вариантов.
5. Указываем размер блока чередования (Block size) 
Иногда контроллер предлагает выбрать из пунктов:
— Оптимальный массив для лучшей производительности (создается RAID 0)
Optimize array for performance
— Оптимальный массив для лучшей безопасности (создается RAID 1) 
Optimize array for security
— Оптимальный массив для составного массива (создается JBOD)
Optimize array for capacity.
При выборе любого из вышеуказанных пунктов в массиве используется все найденные винчестеры и устанавливаются все настройки по умолчанию.

 RAID массив с программной реализацией

 Как мы говорили ранее RAID это программно-аппаратная технология. Давайте остановимся на программной реализации и узнаем подробности. В программной реализации RAID формируется из дисков, которые подключаются к контроллеру SATA или IDE (Под SATA и IDE здесь понимается интерфейс взаимосвязи). Данный вид массивов с программным RAID сейчас поддерживается во всех операционных системах от windows XP до Windows 7.

 Для того чтобы создать программный массив нам необходимы вспомогательные утилиты (программы):
 -консоль «управления дисками»
 -«управление компьютером»
— discpart
Для преобразования нескольких дисков в RAID массив делаем следующее:
1. Правой кнопкой мыши щелкаем по папке «Мой компьютер» по нужному физическому диску и в контекстном меню выбираем пункт «Преобразовать в динамический диск». После выполнения всех операций операционная система начнет рассматривать диски как обычные динамические тома.
2. Не менее чем из двух динамических томов, на разных жестких дисках можно создать составной том, который в свою очередь включает в себя до 32 динамических дисков. То что у нас получиться будет называться программным RAID 1
3. Чтобы получить программный аналог RAID 0 после преобразования дисков в динамические, выбираем команду «создание чередующихся томов» всё в том же контекстном меню. Все сведения о созданном массиве будут храниться в реестре Windows.
Особенности программного RAID:
+ Возможное создание массива без RAID-контроллера.
— Уменьшение быстродействия работы компьютера за счет увидичения потребления ресурсов.
Почему теряются данные? Или чем отличается повреждение от разрушения массива.
Повреждение данных – как правило возникает при выявленных логических ошибок на составных дисках массива. В этом случае сам RAID контроллер работает стабильно, хотя и может выдавать какие-либо ошибки. О повреждении массива также можно судить, когда RAID говорит Вам о его неформатированности. Физические или логические ошибки это совсем не страшное событие от которых стоит рвать волосы на голове, ведь сам RAID – массив для того и создавался, чтобы сохранить данные в таких ситуациях. Порядок действия здесь прост?
— контроллер выдает информацию, о том какой винчестер следует заменить.
-мы меняем испорченный винчестер на новый
-контроллер после замены диска предлагает включить в массив и воссоздать данные с оставшихся работающих дисков.(команда REBUILD ARRAY)
Разрушение массива – почти всегда потеря конфигурационных данных о массиве контроллером. Это более опасная ситуация. Жесткие диски, находившиеся в массиве, обнаруживаются просто как отдельные диски. В утилите «управление дисками» винчестеры показываются с неизвестной файловой системой или неформатированными.
Неработающий контроллер ведет к разрушению массива, для RAID 0 это критическая ситуация, здесь есть два пути решения проблемы:
1.Найти полностью аналогичный контроллер.
2. Прибегнуть к помощи программных методов извлечения данных.
Первый способ довольно проблематичен, так как найти контроллер выпущенный несколько лет назад в магазине практически невозможно.
Итак, если при запуске компьютера, винчестеры из RAID массива отказываются работать, делаем следующее:
1. Читаем что пишет нам контроллер при запуске операционной системы.
2. Читаем что выдает консоль «Управление дисками»
3. Выключаем машину, снимаем жесткие диски из RAID –массива, при этом не забываем пронумеровать или пометить диски, для дальнейшего восстановления массива.
4. Проводим диагностику винчестеров и восстанавливаем доступ к диску.
5. С помощью программ восстанавливаем данные с жестких дисков.(таких как R-studio и File scavenger)