Отказоустойчивост при хард дисковете. Нива RAID
Отказоустойчивостта означава възможността на дадена система да се възстановява след срив. Това включва комбиниране на множество физически твърди дискове в един отказоустойчив пакет, който може да бъде в една от няколко възможни конфигурации. Отказоустойчивостта при дисковете се нарича също редундантен масив от независими хард дискове (RAID).
RAID level 0 – лентов набор (Disk striprng). Лентовия набор разделя данните на блокове от 64K и ги разполага поравно и в еднаква последователност измежду всички дискове в масива. Лентовия набор не осигурява никаква отказоустойчивост, защото при него няма излишък на данните. Ако се повреди някой дял в набора, изгубват се всички данни. Лентовият набор обединява няколко области от неформатирано свободно дисково пространство в едно общо логическо устройство, като данните се разпределят едновременно върху всички физически устройства в масива. Лентовият набор може да обединява области от различни по вид устройства, например SCSI, ESDI и IDE устройства. Лентовият набор има две предимства. Преди всичко, той формира една голяма област от няколко малки, което означава по-добро използване на дисковото пространства. На второ място, използването на повече дискови контролери води до повишаване на производителността.
RAID level 1 – огледални дискове (Disk Mirroring) Огледалният образ всъщност дублира дяла и прехвърля дубликата на друг физически диск. На всеки дял може да се направи огледално копие. Тази стратегия е най-лесният начин за защита на отделен диск от повреда. Огледалният образ може да се разглежда като форма на непрекъснат архив, защото поддържа пълно копие от дяла на друг диск. Може да има дуплексиране. Дуплексирането представлява огледална двойка дискове с допълнителен дисков контролер на второто устройство. Така се намалява трафикът по шината и потенциално се увеличава производителността. Дуплексирането се прилага с цел подсигуряване срещу повреди в контролера или във физическия носител.
RAID level 2 – лентов набор с код на корекция на грешки (Disk Striping with ECC) Когато се записва блок от данни, той се разбива на по-малки части и се разпределя по всички устройства. Кодът за корекция на грешки (ECC – error correction code) зисква повече дисково пространство, отколкото методите за проверка по четност.
Макар този метод да предлага известно подобрение в използуването на диска, той не може да се сравни с ниво 5.
RAID level 3 – лентов набор с код за корекция на грешки, съхраняван като контрол по четност (ECC Stored as Parity) Лентовият набор с код за корекция на грешки, съхраняван като контрол по четност, е подобен на ниво 2. При тази стратегия методът ECC е заменен от схема за проверка по четност, която изисква само един диск за съхраняване на данните за проверката по четност. Това води до 85 % използваемо дисково пространство.
RAID level 4 – лентов набор с големи блокове (Disk Striping with Large Blocks) Тази се отклонява от разпределението на блоковете по отделни дискове, като записва цели блокове данни на всеки диск в масива. Методът пак се нарича лентов набор, но се прилага за големи блокове. И тук се използува отделен диск за проверка, на който се съхранява контролната информация от проверката по четност. При всяка операция за запис, съответната контролна информация трябва да бъде прочетена от този диск и променена. Поради този допълнителен товар, методът работи по-добри при операции с големи блокове, отколкото при малки транзакции.
RAID level 5 – лентов набор с контрол по четност (Striping with Parity) Лентовият набор с контрол по четност е най-популярният подход при проектиране на система за отказоустойчивост. Поддържат се минимум 3 до максимум 32 устройства, като контролната информация се записва на всички дискове от масива (целия лентов набор). Данните и контролната информация (от проверката по четност) се подреждат така, че винаги да са на различни дискове. За всяка лента (ред) от диска съществува блок с контролна информация. Тези блокове се използуват за възстановяване на данните при повреда на физически диск. Ако се повреди едно устройство, в останалите дискове има достатъчно информация, за да се възстановят успешно данните. Блокът с контролна информация се използува за възстановяване на данните от повредения физически диск. RAID 4 съхранява блоковете с контролна информация на отделен диск, докато RAID 5 ги разпределя равномерно между всички дискове.
RAID level 10 – огледални дискови масиви (Mirrored Drive Arrays) RAID ниво 10 дублира данните и създава два идентични RAID 0 дискови масива. За данните, намиращи се на дадено физическо устройство от единия дисков масив, се създава огледален образ върху друго физическо устройство от другия масив.