Basiskennis informatica/Secundair geheugen: verschil tussen versies
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Regel 35:
=== RAID ===
RAID is een afkorting van Redundant Arrays of Independent Disks, ook bekend als Redundant Array of Inexpensive Disks en is de benaming voor een set methodieken voor fysieke data-opslag op harde schijven waarbij de gegevens over meer schijven verdeeld worden, op meer dan 1 schijf worden opgeslagen, of beide, ten behoeve van snelheidswinst en/of beveiliging tegen gegevensverlies.
RAID is ontstaan door de behoefte aan meer opslag voor minder geld, en aangezien meerdere kleine harddisks goedkoper waren (anno 1987) dan 1 grote werd er gezocht naar een manier om van meerdere fysieke schijven 1 virtuele schijf te maken. Omdat dit nu niet meer aan de orde is wordt RAID vooral gebruikt voor veiligheid en snelheidswinst, daarom is de oorspronkelijke betekenis van de I (inexpensive) gewijzigd in independent. RAID vindt zijn oorsprong aan de Universiteit van Californië op Berkeley.
'''RAID-0'''
RAID-0 (ook bekend als striping); een aantal schijven wordt in een array geplaatst en benaderd als één grote schijf. De gegevens worden in kleine (enige tientallen kilobyte) blokken (ook wel 'stripes' genoemd) verdeeld en om en om op de verschillende schijven weggeschreven. Hiermee wordt een snelheidsverhoging bereikt omdat meerdere schijven tegelijkertijd gegevens kunnen ophalen of wegschrijven. Theoretisch zou de snelheidsverhoging recht evenredig kunnen zijn met het aantal schijven, In de praktijk wordt dit echter meestal niet bereikt.
RAID-0 biedt geen foutcorrectie. De term 'redundant' is hier dan eigenlijk ook niet van toepassing. Als één schijf uitvalt dan zijn alle gegevens van de hele array verloren!
De (qua capaciteit) kleinste schijf in de array bepaalt de omvang van alle RAID-systemen. Als bijvoorbeeld een 50 GB-, 100 GB- en een 250 GB-schijf in een RAID-0 array worden gezet, dan zal de controller aan de pc een schijf aanbieden van 150 GB (50 GB × 3). Hierbij gaat bij veel controllers dus effectief 250 GB verloren. Sommige controllers kunnen echter de overblijvende ruimte nog gebruiken voor een andere RAID-set.
Software RAID-0 wordt ook wel aangeduid als Volume Sets. Hierbij is echter niet altijd sprake van striping op blokniveau, maar worden directory's en de daarin aanwezige bestanden door het filesysteem op die schijf binnen de Volume Set geplaatst die op dat moment de meeste vrije ruimte heeft.
'''RAID-1'''
RAID-1 (ook bekend als mirroring) slaat de data twee (of meer) keren op op verschillende schijven.
Als een schijf uitvalt zal het computersysteem hier geen hinder van hebben en gewoon blijven werken. De controller zal dan alle I/O laten lopen over de andere schijf (of schijven). De controller zal de gebruiker natuurlijk wel een hint geven dat er iets fout is - maar het systeem werkt gewoon door. Als de defecte schijf wordt vervangen zal de inhoud van de goede schijf teruggeschreven worden op de nieuwe.
Hoewel RAID-1 de minst efficiënte manier van databeveiliging is en voor conventionele SCSI RAID-systemen een tamelijk dure oplossing is, biedt dit voor IDE-oplossingen een simpele maar erg betrouwbare oplossing als het om veiligheid van de data gaat. Als er 1-op-1 mirroring toegepast wordt met twee 160 GB-schijven, dan zal het systeem maar 1 schijf ter grootte van 160 GB zien.
Ook hier is de kleinste schijf bepalend voor de uiteindelijke opslagcapaciteit van het gehele RAID-systeem. Voor de pc is de logische schijf zo groot als de kleinste schijf uit de set.
NB: Bij gebruik van RAID-1 met twee schijven als Master en Slave op één enkele IDE poort kan het gebeuren dat de defecte schijf de hele IDE bus ophangt, en dat de andere schijf daardoor ook niet meer bruikbaar is. Hoewel het systeem wel weer zal werken zodra de defecte schijf verwijderd is biedt dit niet de betrouwbaarheid die van RAID-1 verwacht mag worden.
RAID-4
RAID-4 is identiek aan RAID-3 maar nu wordt de pariteit niet per byte maar per datablok (stripe) berekend. Een dergelijk datablok is bijvoorbeeld 32 of 64 kilobyte groot. Hierdoor kan gelijktijdig geschreven en gelezen worden mits er geen overlapping plaats vindt. Wel is het zo dat de schijf die voor de pariteit gebruikt wordt voor iedere schrijfactie aangesproken moet worden, en dus een snelheidsbeperkende factor is.
[bewerk] RAID-5
RAID 5 werkt identiek aan RAID-4, met het verschil dat de pariteitblokken niet op een enkele schijf opgeslagen worden maar verdeeld over de schijven in de array. Hierdoor geldt het nadeel van de pariteitsschijf die de snelheid beperkt dus niet meer. In de praktijk wordt RAID-5 dan ook vaak toegepast in tegenstelling tot de andere RAID-varianten met pariteit.
Voorbeeldje van RAID-5-opslag over 4 schijven:
schijf1 schijf2 schijf3 schijf4
stripe 1: Data01 Data02 Data03 Par010203
stripe 2: Data04 Data05 Par040506 Data06
stripe 3: Data07 Par070809 Data08 Data09
stripe 4: Par101112 Data10 Data11 Data12
stripe 5: Data13 Data14 Data15 Par131415
stripe n: ... ... ... ...
[bewerk] Voorbeeld pariteitsberekening RAID 5
De pariteitsberekening werkt vrij eenvoudig, alle te controleren bits van een set worden via een XOR-functie met elkaar gecombineerd. De XOR-functie kijkt in wezen alleen maar hoeveel bits er op 1 staan, en maakt zo van het totaal aantal bits dat op 1 staat een even getal. Voor het bovenstaande voorbeeld zou de berekening bijvoorbeeld als volgt kunnen gebeuren voor het allereerste byte (in iedere kolom staan dus 0, 2, of 4 enen):
blok byte
--------- --------
Data01 00101001
Data02 10010101
Data03 00101011
--------
Par010203 10010111
Bij wegvallen van een willekeurige schijf kan door nogmaals de XOR-functie toe te passen de verloren informatie gereconstrueerd worden. Zolang de schijf kapot is zal dit per opgevraagd blok gebeuren, dit zal de snelheid negatief beïnvloeden. Als de schijf vervangen is zal de nieuwe schijf eenmalig blok voor blok geheel gereconstrueerd worden, dit wordt rebuilden genoemd. Als dit eenmaal klaar is, is het array weer compleet functioneel.
def. SLED, weergave van RAID0, 1, 4 en 5 eventueel uitbreidingen.
| |||