Muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkеnt axborot tеxnologiyalari univеrsitеti

O'ZBЕKISTON RESPUBLIKASI RAQAMLI TEXNOLOGIYALAR VAZIRLIGI

MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKЕNT AXBOROT TЕXNOLOGIYALARI UNIVЕRSITЕTI

Kampyuter tashkillashtirish fanidan

Mustaqil ish
Bajardi: Ibragimov Isfandiyor

Toshkent-2023
Reja:

1. 
   Kirish
   
2. 
   Ma'lumotlar yaxlitligi uchun RAID darajalari
   
3. 
   Kengaytirish uchun RAID darajalari
   
4. 
   Kengaytirilgan nosozliklarga chidamlilik
   
5. 
   Maxsus ehtiyojlar uchun noyob RAID konfiguratsiyalari
   
6. 
   Xulosa
   

Kirish
Ma'lumotlarga asoslangan bugungi dunyoda ma'lumotlarni saqlash va ma'lumotlarni himoya qilish katta ahamiyatga ega. RAID (Redundant Array of Independent Disk) massivlari bir nechta jismoniy disk drayverlarini bitta mantiqiy birlikka birlashtirib, ma'lumotlarni saqlash unumdorligini, ishonchliligini va mavjudligini oshirish vositalarini taqdim etadi. Ushbu hisobot RAID massivlarining har xil turlarini o'rganadi, ularning har biri o'z xususiyatlari va afzalliklari bilan yaratilgan.
Disk xotirasining ishlashini yaxshilashning yana bir usuli - bu disk massivlarini qurish, lekin bu nafaqat yuqori ishlashga (balki unchalik emas), balki disklardagi saqlash moslamalarining ishonchliligiga ham qaratilgan.
RAID texnologiyasi ( Mustaqil disklarning ortiqcha to'plami- mustaqil disklarning ortiqcha to'plami) bir nechta arzon kombinatsiyalar sifatida yaratilgan qattiq disklar bitta haydovchining ishlashi, sig'imi va ishonchliligini oshirish uchun bitta haydovchi qatoriga. Bunday holda, kompyuter bunday qatorni bitta mantiqiy disk sifatida ko'rishi kerak.
Agar biz shunchaki bir nechta disklarni (ortiqcha bo'lmagan) massivga birlashtirsak, u holda nosozliklar orasidagi o'rtacha vaqt (MVTF) bitta diskning MVMO ga teng bo'ladi. Uskunaning ishlamay qolishi uchun muhim bo'lgan ilovalar uchun bu ko'rsatkich juda past. Ma'lumotni saqlashda ko'paytirishni qo'llash orqali yaxshilash mumkin, bu turli yo'llar bilan amalga oshiriladi.
RAID tizimlarida ishonchlilik va ish faoliyatini oshirish uchun uchta asosiy mexanizmning kombinatsiyasi qo'llaniladi, ularning har biri alohida ma'lum: - "ko'zgu" disklarni tashkil qilish, ya'ni. saqlangan ma'lumotlarning to'liq takrorlanishi; - nazorat kodlarini hisoblash (paritet, Hamming kodlari), ishlamay qolganda ma'lumotni tiklashga imkon beradi; - ma'lumot tarqatish har xil disklar xotira bloklari orqali kirishni bir -biriga ulashda bo'lgani kabi, massiv ham xuddi shu tarzda saqlanadi (interleave -ga qarang), bu saqlangan ma'lumotlarga operatsiyalar paytida disklarning parallel ishlashi imkoniyatini oshiradi. RAIDni ta'riflashda, bu usul "olib tashlangan disklar" deb nomlanadi, bu so'zma -so'z "olib tashlangan disklar" yoki oddiygina "chiziqli disklar" degan ma'noni anglatadi.
Dastlab, RAID 1 - RAID 5 deb nomlangan beshta turdagi disk massivlari aniqlandi, ular xususiyatlari va ishlash ko'rsatkichlari bilan farq qiladi. Bu turlarning har biri, yozilgan ma'lumotlarning ma'lum darajada ko'payishi tufayli, bitta haydovchiga nisbatan xatolarga chidamliligini oshirdi. Qolaversa, ortiqcha bo'lmagan, lekin ishlashni oshirishga imkon beradigan (kirish qatlamlari hisobiga) bir qator disklar ko'pincha RAID 0 deb ataladi.
C qisqacha quyidagicha ta'riflash mumkin. RAID 0... Odatda, bu turdagi massivlar pariteti bo'lmagan va ma'lumotlar zaxiralanmagan disklar guruhi sifatida belgilanadi. Uzoq yozuvlarga ketma-ket kirishda chiziqlar (yoki bloklar) ko'p foydalanuvchilar muhitida katta bo'lishi mumkin yoki bitta foydalanuvchi tizimida kichik bo'lishi mumkin.
RAID 0 -ni tashkil qilish rasmda ko'rsatilganidek bir xil. 43. Yozish va o'qish operatsiyalari har bir diskda bir vaqtning o'zida bajarilishi mumkin. RAID 0 uchun minimal disklar soni ikkitadir. Bu tur yuqori mahsuldorlik va eng samarali foydalanish bilan ajralib turadi. disk maydoni ammo, disklardan birining ishdan chiqishi butun massiv bilan ishlashni imkonsiz qiladi. RAID 1... Ushbu turdagi disklar massivi (44 -rasm, a), shuningdek, oynali disklar sifatida ham tanilgan va bu faqat saqlangan ma'lumotlarni takrorlaydigan, lekin kompyuterga bitta disk sifatida ko'rinadigan disklar juftligi. Bir juft oynali diskda chiziq yo'q bo'lsa -da, chiziqlar bir nechta RAID 1 massivlarida bajarilishi mumkin, ular birgalikda bir nechta oynali disklardan iborat katta qatorni tashkil qiladi. Tashkilotning bu varianti RAID 1 + 0 deb nomlanadi. Qarama -qarshi variant ham mavjud. Barcha yozish operatsiyalari bir vaqtning o'zida oynali juftlikning ikkala diskida bajariladi, shuning uchun ulardagi ma'lumotlar bir xil bo'ladi. Ammo o'qiyotganda, juftlikdagi drayvlarning har biri mustaqil ishlashi mumkin, bu bir vaqtning o'zida ikkita o'qishni bajarishga imkon beradi va shu bilan o'qish ko'rsatkichini ikki baravar oshiradi. Shu ma'noda, RAID 1 har qanday disk massivining eng yaxshi ishlashini ta'minlaydi. RAID 2... Ushbu disk massivlarida ma'lumotlar sektori bir guruh disklar bo'ylab joylashtirilgan bo'lib, ularning ba'zilari faqat boshqaruv ma'lumotlarini saqlash uchun ishlatiladi - ECC (xato tuzatish kodlari) kodlari. Ammo barcha zamonaviy disklar o'rnatilgan ECC boshqaruviga ega bo'lgani uchun, RAID 2 boshqa RAID turlariga nisbatan kam ishlaydi va hozir kamdan-kam ishlatiladi. RAID 3... RAID 2 -dagi kabi, bu turdagi disklar massivi rasm, b) bloklar - bo'limlar disklar guruhi bo'ylab bir -biriga bog'langan, lekin guruhdagi disklardan biri parite ma'lumotlarini saqlash uchun ajratilgan. Drayv ishlamay qolganda, ma'lumotni tiklash qolgan disklarga yozilgan ma'lumotlardan XOR qiymatlarini hisoblash yo'li bilan amalga oshiriladi. Yozuvlar odatda barcha disklarni oladi (chiziqlar qisqa bo'lgani uchun), bu umumiy ma'lumotlarni uzatish tezligini oshiradi. Har bir kirish / chiqish har bir diskka kirishni talab qilganligi uchun, RAID 3 massivi bir vaqtning o'zida faqat bitta so'rovni bajarishi mumkin. Shuning uchun, bu turdagi bitta yozuvli muhitda bitta foydalanuvchi uchun uzoq yozuvlar bilan eng yaxshi ishlashni ta'minlaydi. Qisqa yozish bilan ishlashda ishlash buzilishining oldini olish uchun qo'zg'aysan millarini sinxronlashtirish talab qilinadi. Xususiyatlari bo'yicha RAID 3 RAID 5 ga yaqin (pastga qarang). RAID 4. Bu tashkilot, rasmda ko'rsatilgan. 35, v) RAID 3 -ga o'xshaydi, u faqat katta bloklar (chiziqlar) dan foydalanadi, shuning uchun yozuvlar massivdagi istalgan diskdan o'qilishi mumkin (paritet kodlarini saqlaydigan diskdan tashqari). Bu turli xil disklardagi o'qish operatsiyalarini birlashtirishga imkon beradi. Yozish operatsiyalari har doim parite diskini yangilaydi, shuning uchun ularni birlashtirish mumkin emas. Umuman olganda, bu arxitekturaning boshqa RAID variantlaridan ustunligi yo'q. RAID 5. Disk massivining bu turi RAID 4 ga o'xshaydi, lekin parite kodlari ajratilgan diskda saqlanmaydi, balki navbatma -navbat barcha disklarda joylashgan bloklarda saqlanadi. Bu tashkilotni ba'zan "aylanuvchi paritetli" massiv deb ham atashadi (PCI shinalari uchun uzilish liniyalarining belgilanishi yoki x86 protsessorlaridagi uzilishlar boshqaruvchisining davriy ustuvorligi bilan o'xshashlik bo'lishi mumkin). Bu taqsimot RAID 4 uchun xos bo'lgan faqat bitta diskda parite kodlarining saqlanishi tufayli bir vaqtda yozish cheklanishini oldini oladi. 44, G) to'rtta diskdan tashkil topgan massivni ko'rsatadi, har uchtasi ma'lumotlar bloklari uchun bitta paritetli blok (bu bloklar soyali), ularning joylashuvi har uchtasi bloklari uchun o'zgarib, to'rtta drayvlar bo'ylab davriy ravishda harakatlanadi. O'qish operatsiyalari barcha disklarda parallel ravishda bajarilishi mumkin. Ikkita drayverni talab qiladigan yozuvlar (ma'lumotlar uchun va tenglik uchun) odatda birlashtirilishi mumkin, chunki parite kodlari barcha drayvlarga taqsimlanadi. Disk massivlarini tashkil qilishning turli variantlarini solishtirish quyidagilarni ko'rsatadi. RAID 0 - bu eng tezkor va eng samarali variant, lekin u xatolarga chidamliligini ta'minlamaydi. Buning uchun kamida 2 ta disket kerak. Yozish va o'qish operatsiyalari har bir diskda bir vaqtning o'zida bajarilishi mumkin. RAID 1 arxitekturasi yuqori mahsuldorlikka, yuqori darajadagi ilovalarga eng mos keladi, lekin ayni paytda eng qimmat. Agar faqat ikkita haydovchi ishlatilsa, bu xatolarga chidamli yagona variant. O'qish operatsiyalari har bir haydovchi uchun bir vaqtning o'zida bajarilishi mumkin, va yozish har doim oynali disklar uchun takrorlanadi. RAID 2 arxitekturasi kamdan -kam ishlatiladi. RAID 3 disklar majmuasi uzoq yozuvlarga ketma-ket kirish imkoni bo'lgan bitta foydalanuvchi muhitida ma'lumotlarni uzatishni tezlashtirish va xatolarga bardoshlikni yaxshilash uchun ishlatilishi mumkin. Ammo bu operatsiyalarni birlashtirishga ruxsat bermaydi va qo'zg'aysan millarining aylanishini sinxronlashtirishni talab qiladi. Bu kamida uchta drayverni talab qiladi: ma'lumotlar uchun 2 va paritet kodlari uchun bitta. RAID 4 arxitekturasi bir vaqtning o'zida bajariladigan operatsiyalarni qo'llab -quvvatlamaydi va RAID 5dan ustun emas. RAID 5 samaradorligi, xatolarga chidamliligi va yaxshi ishlashi bilan ajralib turadi. Ammo yozish va haydovchi ishlamay qolganda, RAID 1 -dan ham yomonroq bo'ladi. Xususan, parite bloki yozilayotgan butun blokni nazarda tutadi, agar uning faqat bir qismi yozilgan bo'lsa, avval o'qish kerak. oldin yozilgan ma'lumotlar, so'ngra paritet kodlarining yangi qiymatlarini hisoblang va shundan keyingina yangi ma'lumotlarni (va paritetni) yozing. Paritet kodlarini yaratish zarurati tufayli qayta tiklash ishlari ham uzoq davom etadi. Bu turdagi RAID uchun kamida uchta disk kerak. Bundan tashqari, RAIDning eng keng tarqalgan variantlari asosida: 0, 1 va 5, har xil turdagi massivlarni tashkil etish tamoyillarini birlashtirgan ikki darajali arxitektura tuzilishi mumkin. Masalan, bir xil turdagi bir nechta RAID massivlari bitta ma'lumotlar massivi guruhiga yoki paritet qatoriga birlashtirilishi mumkin. Bu ikki bosqichli tashkilot RAID 1 va RAID 5 ning saqlash ishonchliligi va RAID 0 massividagi disklarni blokirovkalashga xos bo'lgan tez o'qish tezligi o'rtasidagi kerakli muvozanatni qo'lga kiritishi mumkin. + 1 yoki 10. va 0 + 5 yoki 50. RAID massivlarining ishlashini nafaqat apparatda, balki dasturiy ta'minotda ham nazorat qilish mumkin, bu operatsion tizimlarning ba'zi server versiyalarida mumkin. Biroq, bunday amalga oshirish ancha yomon ishlash xususiyatlariga ega bo'lishi aniq. Hammaga salom, blog saytining aziz o'quvchilari. O'ylaymanki, ko'pchiligingiz Internetda hech bo'lmaganda bir marta shunday qiziqarli iborani uchratgansiz - "RAID massivi". Bu nimani anglatadi va nima uchun oddiy foydalanuvchiga kerak bo'lishi mumkin, biz bugun shu haqida gaplashamiz. Ma'lumki, bu kompyuterning eng sekin komponenti bo'lib, protsessor va. "Tug'ma" sekinlik o'rnini bosish uchun, umuman joyida emas ( keladi birinchi navbatda serverlar va yuqori mahsuldor shaxsiy kompyuterlar haqida) deb nomlangan dasturlardan foydalanildi disklar qatori RAID - bu parallel ishlaydigan bir nechta bir xil qattiq disklarning "to'plami". Bu yechim ishonchliligi bilan birgalikda ish tezligini sezilarli darajada oshirishga imkon beradi. Birinchidan, RAID massivi bir nechta qattiq disklarni bittasiga birlashtirib, kompyuteringizning qattiq disklari (HDD) uchun yuqori xatolarga bardoshli bo'lish imkonini beradi. mantiqiy element. Shunga ko'ra, ushbu texnologiyani amalga oshirish uchun sizga kamida ikkitasi kerak bo'ladi qattiq disk ... Bundan tashqari, RAID juda qulay, chunki ilgari zaxira manbalariga (tashqi qattiq disklarga) ko'chirilishi kerak bo'lgan barcha ma'lumotlar endi "xuddi shunday" qoldirilishi mumkin, chunki uning to'liq yo'qolish xavfi minimal va nolga teng, lekin har doim emas, bu haqda faqat pastda. RAID shunga o'xshash narsani tarjima qiladi: qimmat bo'lmagan disklarning xavfsiz to'plami. Bu nom katta qattiq disklar juda qimmat bo'lgan paytlarga borib taqaladi va bitta oddiy diskni yig'ish arzonroq edi. O'shandan beri mohiyat o'zgarmadi, umuman olganda, ism kabi, faqat hozir siz katta hajmdagi bir nechta qattiq disklardan ulkan xotirani yasashingiz yoki bitta disk boshqasini takrorlashi uchun qilishingiz mumkin. Siz ikkala funktsiyani ham birlashtira olasiz va shu bilan birining foydasini olasiz.
RAID navlari Tezkor reyd 0 Raid 0 ishonchliligi bilan hech qanday aloqasi yo'q, chunki u faqat tezlikni oshiradi. Sizga kamida 2 ta qattiq disk kerak va bu holda ma'lumotlar "kesiladi" va bir vaqtning o'zida ikkala diskka ham yoziladi. Ya'ni, siz ushbu disklarning to'liq hajmiga kira olasiz va nazariy jihatdan bu o'qish / yozish tezligidan 2 baravar yuqori bo'ladi.


Ammo tasavvur qilaylik, bu drayverlardan biri buzilgan - bu holda sizning barcha ma'lumotlaringiz yo'qolishi muqarrar. Boshqacha qilib aytganda, keyinchalik ma'lumotni tiklash uchun siz muntazam ravishda zaxira nusxalarini yaratishingiz kerak. Odatda 2 dan 4 tagacha disk ishlatiladi.
Raid 1 yoki "oyna" Bu erda ishonchlilik pasaymaydi. Agar diskda bo'sh joy va faqat bitta qattiq diskning ishlashiga ega bo'lsa, lekin ishonchliligi ikki baravar ko'p. Bir disk uzilib qoladi - ikkinchisida ma'lumotlar saqlanadi

RAID 1 to'plami tezlikka ta'sir qilmaydi, lekin ovoz balandligi - bu erda sizda diskdagi bo'sh joyning atigi yarmi bor, aytmoqchi, 1 -reydda 2, 4 va boshqalar bo'lishi mumkin, ya'ni juft son . Umuman olganda, birinchi darajali reydning asosiy xususiyati ishonchlilikdir.
Reyd 10 oldingi turlarning eng yaxshilarini birlashtiradi. Men qanday ishlashini to'rtta HDD misolida tahlil qilishni taklif qilaman. Shunday qilib, ma'lumotlar parallel ravishda ikkita diskda yoziladi va bu ma'lumotlar boshqa ikkita diskda takrorlanadi.

Natijada, kirish tezligi ikki barobarga oshadi, lekin qatordagi to'rtta diskdan faqat ikkitasining hajmi. Ammo agar ikkita disk buzilsa, hech qanday ma'lumot yo'qolmaydi.

Reyd 5, bu turdagi massiv o'z maqsadiga ko'ra RAID 1 -ga juda o'xshaydi, faqat hozir sizga kamida 3 ta disk kerak bo'ladi, ulardan bittasi tiklash uchun kerakli ma'lumotlarni saqlaydi. Masalan, agar bunday massivda 6 ta HDD mavjud bo'lsa, u holda ulardan faqat 5 tasi ma'lumot yozish uchun ishlatiladi.

Ma'lumotlar bir vaqtning o'zida bir nechta qattiq disklarga yozilganligi sababli, o'qish tezligi yuqori bo'lib, u erda katta hajmdagi ma'lumotlarni saqlash uchun juda mos keladi. Ammo, qimmatbaho reyd boshqaruvchisiz, tezlik unchalik yuqori bo'lmaydi. Xudo disklardan birining uzilishidan saqlasin - ma'lumotni tiklash ko'p vaqtni oladi.

Reyd 6 bu qator bir vaqtning o'zida ikkita qattiq disk ishlamay qolishi mumkin. Bu shuni anglatadiki, bunday massivni yaratish uchun sizga yozish tezligi RAID 5 -dan ham past bo'lishiga qaramay, kamida to'rtta disk kerak bo'ladi.

E'tibor bering, samarali reyd boshqaruvchisi bo'lmasa, bunday massiv (6) yig'ilishi dargumon. Agar sizning ixtiyoringizda faqat 4 ta qattiq disk bo'lsa, RAID 1 -ni yaratish yaxshiroqdir.