Создание массивов независимых дисковых накопителей

Очевидно, что к аппаратному обеспечению, на котором эксп­луатируется СУБД, предъявляются высокие требования по отка­зоустойчивости, т. е. СУБД должна продолжать работать даже при отказе отдельных аппаратных компонентов. Для этого необходимо иметь избыточные компоненты, которые могут быть объединены в систему, сохраняющую работоспособность при отказе одного или нескольких устройств. К числу аппаратных средств, к кото­рым предъявляются высокие требования по отказоустойчивости, относятся дисковые накопители, дисковые контроллеры, процес­соры, источники питания и вентиляторы охлаждения. Дисковые накопители являются наиболее уязвимыми среди всех аппаратных компонентов и характеризуются самыми низкими показателями непрерывной работы между отказами.

Одним из методов повышения отказоустойчивости дисковых накопителей является применение RAID-технологии. Первоначаль­но аббревиатура RAID расшифровывалась как Redundant Array of Inexpensive Disks (массив недорогих дисковых накопителей с из­быточностью), но в дальнейшем слово «Inexpensive» в этой аббре­виатуре заменили на Independent (независимый).

RAID-массив представляет собой массив дисковых накопите­лей большого объема, состоящий из нескольких независимых дис­ков. Совместное функционирование таких дисков обеспечивает повышение их надежности и производительности.

Повышение производительности осуществляется вследствие полосового распределения данных на дисках, т. е. распределения дан­ных по сегментам, представляющим собой области дискового про­странства одного размера, называемого единицей полосового рас­пределения. Сегменты распределяются по нескольким дискам и обеспечивают прозрачный доступ к данным. В результате такой массив данных становится аналогичным одному крупному быст­родействующему диску. Полосовое распределение соответствует размещению информации как бы по нескольким дискам меньше­го объема, в результате чего обеспечивается повышение произво­дительности ввода-вывода, поскольку операция выполняется на разных дисках одновременно.

Полосовое распределение данных позволяет равномерно рас­пределять нагрузку между дисками.

Повышенная надежность RAID-массива обеспечивается также благодаря дублированию данных в виде зеркальных копий, которые и создают как бы избыточную информацию.

В RAID-массивах используются различные методы повышения производительности и надежности, получившие название уров­ней RAID.

• RAID 0 — неизбыточный массив. На этом уровне не применя­ется дублирование данных и поэтому обеспечивается наивысшая производительность, поскольку не приходится копировать по дис­кам обновляемые записи. Полосовое распределение данных осу­ществляется на уровне дисковых блоков.

• RAID 1 — массив с зеркальным отображением. На этом уров­не создаются две идентичные (зеркальные) копии данных на раз­ных дисках. Этот вариант организации хранения данных является наиболее дорогостоящим.

• RAID 0+1 — неизбыточный массив с зеркальным отображе­нием. В данном варианте применяется сочетание методов полосо­вого распределения и зеркального отображения данных.

• RAID 2 — массив с применением кодов корректировки оши­бок, хранящихся во внешней памяти. На этом уровне единицей полосового распределения является 1 бит.

• RAID 3 — массив, обеспечивающий контроль четности с чере­дованием битов. На этом уровне предусматривается хранение избы­точных данных, представляющих собой информацию контроля чет­ности, на отдельном диске массива. Данная информация может применяться для восстановления данных, хранящихся на других дисках, в случае их отказа. На этом уровне используется меньший объем пространства внешней памяти по сравнению с уровнем RAID 1.

• RAID 4 — массив, обеспечивающий контроль четности с че­редованием блоков. На этом уровне единицей полосового распре­деления является блок диска, а блоки с информацией контроля четности хранятся на отдельном диске. В этом случае при отказе отдельных дисков с данными блок контроля четности может при­меняться в сочетании с соответствующими блоками других дис­ков для восстановления потерянных данных.

• RAID 5 — массив, обеспечивающий контроль четности с че­редованием блоков и распределением информации контроля чет­ности. На этом уровне информация контроля четности применя­ется в качестве избыточной и обеспечивающей восстановление первоначальных данных по такому же принципу, как в массиве RAID 3. При этом данные контроля четности распределяются с помощью метода полосового распределения по всем дискам так же, как происходит распределение исходных данных, что позво­ляет устранить узкое место, возникающее при хранении всей ин­формации контроля четности на одном диске.

• RAID 6 — массив с избыточностью P+Q. Этот уровень анало­гичен уровню RAID 5, но предусматривает хранение дополни­тельных избыточных данных для защиты от отказа сразу несколь­ких дисков. При этом вместо информации контроля четности ис­пользуются коды исправления ошибок.

Корпорация Oracle рекомендует использовать для файлов журна­ла восстановления уровень RAID 1, а для файлов базы данных — уровень RAID 5.

Дата добавления: 2014-01-07