​Что такое зеркалирование дисков (RAID 1)?

​Что такое зеркалирование дисков (RAID 1)?
Хостинг
24 Nov 2020

Зеркалирование дисков (или по-другому RAID 1) – это копирование данных на два, три или более дисков. Зеркалирование очень удобно для программ, нуждающихся в высокой производительности и высокой доступности (транзакционные приложения, электронная почта, операционные системы). Зеркалирование дисков также работает с различными твердотельными запоминающими устройствами, поэтому для современных систем хранения данных лучше использовать термин «мониторинг дисков».

Когда оба диска функционируют одновременно, данные с этих дисков могут считываться синхронно, таким образом, увеличивая скорость операций чтения. Однако же операции записи в этом случае будут осуществляться медленнее, поскольку каждая такая операция дублируется дважды.

Зеркалирование крайне выгодно в ситуациях аварийного восстановления данных, поскольку оно гарантирует моментальное переключение на резервные копии, необходимые для функционирования критически важных программ. Когда первичные диски в массиве выходят из строя или не работают по каким-либо другим причинам, трафик переключается на другие зеркалированные или вторичные резервные копии. Данные диски при аварийных случаях работают, поскольку операционная система и прикладное программное обеспечение копируется на зеркало вместе с данными, используемыми этими приложениями.

RAID и его уровни

RAID, известный как «избыточный массив независимых дисков» – это метод группирования отдельных физических дисков вместе для формирования одного большего диска, называемого набором RAID. Поскольку сервер может одновременно получать доступ к большему количеству шпинделей (дисков) для чтения и записи, производительность повышается, когда доступ к данным осуществляется с диска с помощью RAID.

Различные способы группировки данных по дискам называются уровнями RAID. Каждый его уровень обозначается числом после слова RAID. Наиболее распространенными уровнями являются RAID 0, RAID 1, RAID 5 и RAID 6. Уровень RAID обычно определяется требованиями приложений, работающих на сервере. RAID 0 – самый быстрый, RAID 1 – самый надёжный, а RAID 5 считается хорошей комбинацией обоих.

Комбинации уровней RAID могут использоваться вместе для дополнительной защиты данных. Например, юзер может создать два набора RAID 0, а затем объединить наборы RAID 0 в один набор RAID 1. По сути, это обеспечивает преимущества производительности RAID 0 с преимуществами доступности RAID 1.

Важно отметить, что не все поставщики дисковых массивов или RAID-контроллеров поддерживают все различные уровни RAID. Перед покупкой системы хранения или RAID-контроллера необходимо определить конкретные потребности вашей организации в отношении защиты и восстановления данных, а также производительности приложений.

Сравнение RAID 1 с другими уровнями RAID

Для RAID 1 требуется как минимум два физических диска, поскольку данные записываются одновременно в два места. По сути, диски являются зеркальным отображением друг друга, поэтому если один диск перестаёт работать, другой может взять на себя управление и предоставить доступ к данным, хранящимся на этом диске. Зеркальное отображение дисков подходит для очень быстрых операций чтения, но в то же время оно медленнее при записи, поскольку данные дублируются в два места.

Хотя зеркалирование дисков RAID 1 обеспечивает всестороннюю защиту данных, которая может стать спасательных кругом в случае аварии основного диска, такой уровень защиты достигается за счёт необходимости использования 100% ёмкости диска. Это означает, что если вы используете зеркалирование дисков RAID 1 в массиве, вам необходимо удвоить объём установленной памяти: 50% – для размещения активного хранилища, 50% – для зеркальной копии. Поскольку такой объём расхода памяти может быть достаточно дорогим, очень немногие системы хранения корпоративного класса используют RAID 1, отдавая предпочтение более компактным и экономным уровням RAID 5 или RAID 6.

Уровни RAID 1 и RAID 10 – это зеркалированные массивы, которые используют половину имеющихся дисков для данных, но главное различие между ними – количество доступных дисков. В то время как RAID 1 использует два диска, RAID 10 включает как минимум четыре, и сочетает зеркальное отображение RAID 1 с чередованием RAID 0.

Сравнение уровня RAID 1 с уровнем RAID 5 сводится к тому, что более важно с точки зрения производительности и стоимости. Пара дисков RAID 1 может обрабатывать вдвое больше операций чтения, чем автономный диск. Главный недостаток RAID 1 заключается в том, что для требуемого дискового пространства необходимо удвоить объём ёмкости (например, для хранения 100 Тб данных требуется 200 Тб ёмкости). При использовании RAID 5, если пользователь покупает пять дисков, можно использовать четыре пятых ёмкости, поэтому требуется гораздо меньше дополнительной памяти. Тем не менее RAID 5, как и RAID 6, не могут восстанавливаться так же быстро, как RAID 1. В то время как RAID 1 может обеспечивать практически мгновенное время восстановления данных (RTO), в ситуациях с RAID 5 и RAID 6 нужно время, а для больших ёмкостей – значительное время.