Definieren von RAID-Volumes für die Intel® Rapid Storage-Technologie

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02.10.2017

RAID 0 (Striping)
RAID 0 verwendet die Lese-/Schreibzugriff-Funktion von zwei oder mehr Festplatten, die zusammenarbeiten, um die Speicherleistung zu maximieren. Daten in einem RAID 0-Volume werden in Blöcke angeordnet, die über die Datenträger verteilt sind, sodass Lese-und Schreibvorgänge parallel ausgeführt werden können. Diese Strip Ing-Technik ist die schnellste aller RAID-Ebenen, insbesondere zum Lesen und Schreiben großer Dateien. Reale Aufgaben, bei denen RAID 0 von Vorteil sein kann, sind das Laden großer Dateien in die Bildbearbeitungssoftware, das Speichern großer Filmdateien in der Videobearbeitungssoftware oder das Erstellen von CD-oder DVD-Images mit einem CD/DVD-Erstellungspaket.

Die Festplatten in einem RAID 0-Volume werden zu einem Volume zusammengefasst, das als einzelnes virtuelles Laufwerk für das Betriebssystem angezeigt wird. Beispielsweise werden 4 120-GB-Festplatten in einem RAID 0-Array als einzelne 480-GB-Festplatte für das Betriebssystem angezeigt.

RAID 0 (striping)

Es werden keine Redundanzinformationen in einem RAID 0-Volume gespeichert. Wenn also eine Festplatte ausfällt, gehen alle Daten auf beiden Laufwerken verloren. Die RAID-Ebene 0 (die keine Redundanz anzeigt) spiegelt diesen Mangel an Redundanz wider. RAID 0 wird nicht für die Verwendung in Servern oder anderen Umgebungen empfohlen, in denen Datenredundanz ein primäres Ziel ist.

RAID 1 (Spiegelung)
Ein RAID-1-Array enthält zwei Festplatten, auf denen die Daten zwischen den beiden in Echtzeit gespiegelt werden. Da alle Daten dupliziert werden, behandelt das Betriebssystem den nutzbaren Speicherplatz eines RAID 1-Arrays als maximale Größe einer Festplatte im Array. Beispielsweise werden 2 120-GB-Festplatten in einem RAID 1-Array als einzelne 120-GB-Festplatte für das Betriebssystem angezeigt.

RAID 1 (mirroring)

Der Hauptvorteil der RAID 1-Spiegelung besteht darin, dass die Datenzuverlässigkeit im Fall eines einzelnen Festplattenfehlers gewährleistet ist. Wenn ein Laufwerk ausfällt, sind alle Daten sofort verfügbar, ohne dass die Datenintegrität beeinträchtigt wird. Im Falle eines Festplattenfehlers bleibt das Computersystem voll funktionsfähig, um maximale Produktivität zu gewährleisten.

Die Leistung eines RAID 1-Arrays ist größer als die Leistung eines einzelnen Laufwerks, da Daten von mehreren Festplatten-dem Original und dem Mirror-gleichzeitig gelesen werden können. Festplatten-Schreibvorgänge erkennen nicht den gleichen Vorteil, da die Daten zuerst auf ein Laufwerk geschrieben und dann auf das andere fest gespiegelt werden müssen.

RAID 5 (Striping mit Parität)
Ein RAID 5-Array besteht aus drei oder mehr Festplatten mit Daten, die in verwaltbare Blöcke mit der Bezeichnung Strips aufgeteilt sind. Die Hauptvorteile von RAID 5 sind die Speicherkapazität und der Datenschutz.

Parität ist eine mathematische Methode zum erneuten Erstellen von Daten, die von einem einzelnen Laufwerk verloren gegangen sind, wodurch die Fehlertoleranz erhöht wird. Die Daten und die Parität werden über alle Festplatten im Array gestreift. Die Parität wird in einer rotierenden Reihenfolge gestreift, um die mit den Paritätsberechnungen verbundenen Engpässe zu verringern.

Die Kapazität eines RAID 5-Arrays ist die Größe des kleinsten Laufwerks multipliziert mit einem kleiner als die Anzahl der Laufwerke im Array. Das Äquivalent einer Festplatte wird verwendet, um die Paritätsinformationen zu speichern, wodurch Fehlertoleranz mit weniger als 50 Prozent Kapazitätsreduzierung von RAID 1 ermöglicht wird. Beispielsweise sehen 4 120-GB-Festplatten in einem RAID 5-Array wie 1 360-GB-Festplatte für das Betriebssystem aus.

RAID 5 (striping with parity)

Da die Parität für den Datenschutz verwendet wird, sind bis zu 75 Prozent der gesamten Laufwerkskapazität nutzbar. Ein Laufwerk kann ausfallen, und es ist möglich, die Daten nach dem Ersetzen der ausgefallenen Festplatte durch ein neues Laufwerk neu zu erstellen. Die zusätzliche Arbeit bei der Berechnung der fehlenden Daten beeinträchtigt die Schreibleistung auf das RAID 5-Volume, während das Volume neu erstellt wird.

Die Leseleistung eines RAID 5-Arrays ist größer als die Leseleistung eines einzelnen Laufwerks, da Daten gleichzeitig von mehreren Festplatten gelesen werden können. Datenträgerschreibvorgänge erkennen nicht den gleichen Vorteil, da Parität berechnet und auf alle Laufwerke geschrieben werden muss.

Um die Schreibleistung von RAID 5 zu verbessern, verwendet die Intel® Rapid Storage-Technologie (Intel® RST) einen RAID 5-Volume-Write-Back-Cache und Coalescer. Mit dem Volume Write-Back-Cache können Schreibvorgänge gepuffert und die zusammeneinander-Funktion verbessert werden. Der Cache ist standardmäßig deaktiviert, der Benutzer kann ihn jedoch über die Benutzeroberfläche aktivieren. Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) wird für die Verwendung empfohlen, wenn der Cache aktiviert ist.

Mit dem Coalescer können Schreibanforderungen in größere Anforderungen kombiniert werden, um die Anzahl der e/a-Vorgänge pro Schreibvorgang für Paritätsberechnungen zu reduzieren. Der Coalescer ist standardmäßig aktiviert, und der Benutzer verfügt nicht über die Option, ihn zu deaktivieren.

RAID 10
Ein RAID 10-Array verwendet vier Festplatten, um eine Kombination von RAID-Ebenen 0 und 1 zu erstellen, indem ein RAID 0-Array aus zwei RAID-1-Arrays gebildet wird.

Da alle Daten im RAID 0-Array dupliziert werden, ist die Kapazität eines RAID-10-Arrays die Größe des RAID 0-Arrays. Beispielsweise werden 4 120-GB-Festplatten in einem RAID 10-Array als einzelne 240-GB-Festplatte für das Betriebssystem angezeigt.

RAID 10
 

Der Hauptvorteil von RAID 10 besteht darin, dass die Vorteile von RAID 0-Leistung und RAID 1-Fehlertoleranz kombiniert werden. Es bietet eine gute Datenzuverlässigkeit im Falle eines einzelnen Laufwerksausfalls. Wenn eine Festplatte ausfällt, sind alle Daten sofort von der anderen Hälfte des Spiegels verfügbar, ohne dass die Datenintegrität beeinträchtigt wird. Im Falle eines Festplattenfehlers bleibt das Computersystem voll funktionsfähig, um maximale Produktivität zu gewährleisten. Die Datenfehler Toleranz kann durch Ersetzen des ausgefallenen Laufwerks wiederhergestellt werden.

Die Leistung eines RAID 10-Arrays ist größer als die Leistung eines einzelnen Laufwerks, da Daten gleichzeitig von mehreren Festplatten gelesen werden können. Im Vergleich zu einem RAID 0 mit zwei Festplatten ist die Leseleistung von RAID 10 höher, da Daten von der Hälfte des Spiegels gelesen werden können, die Schreibleistung ist jedoch geringfügig geringer, da sichergestellt ist, dass Daten vollständig in das Array geschrieben werden.

RAID-Übersicht

 RAID 0RAID 1RAID 5RAID 10
Minimale Anzahl von Laufwerken2234
VorteilHöchste Übertragungsraten100% Redundanz der Daten. Ein Datenträger kann fehlschlagen, aber die Daten werden weiterhin verfügbar sein. Eine Neuerstellung auf einen neuen Datenträger wird empfohlen, um Datenredundanz zu gewährleisten.Höherer Prozentsatz der nutzbaren Kapazität, hohe Leseleistung und Fehlertoleranz.Kombiniert die Leseleistung von RAID 0 mit der Fehlertoleranz von RAID 1.
FehlertoleranzNone-wenn ein Datenträger ausfällt, werden alle Daten verlorenHervorragende Datenträgerspiegelung bedeutet, dass alle Daten auf einer Festplatte auf einem anderen Datenträger dupliziert werden.Hervorragende Paritätsinformationen ermöglichen das Neuaufbauen von Daten, nachdem eine ausgefallene Festplatte durch ein neues Laufwerk ersetzt wurde.Hervorragende Datenträgerspiegelung bedeutet, dass alle Daten auf einer Festplatte auf einem anderen Datenträger dupliziert werden.
AnwendungVerwendung in Desktops und Workstations für maximale Leistung für temporäre Daten und hohe I/O-RateWird für kleinere Systeme verwendet, bei denen die Kapazität einer Festplatte ausreicht, und für jede Anwendung (en), die eine sehr hohe Verfügbarkeit erfordert.Große Mengen kritischer Datenspeicherung.Leistungsstarke Anwendungen, die Datenschutz erfordern, z. b. Videobearbeitung.

Matrix-RAID
Mit Matrix RAID können Sie zwei RAID-Volumes auf einem einzigen RAID-Array erstellen. Die beiden Volumes können vom gleichen Typ sein, oder Sie können unterschiedlich sein.

Zum Beispiel, auf Systemen mit Intel® I/O-Controller-Hub 10R (Intel® ICH10R) ermöglicht Intel RST die Erstellung einer Matrix-RAID-Konfiguration, die RAID 0, RAID 5 oder RAID 10 verwendet, sowie die Weiterentwicklung der Vorteile von RAID 0-Performance und RAID 1-Schutz auf zwei ha RD-Laufwerken.

Eine Matrix-RAID-Konfiguration mit RAID 0 und RAID 5 auf vier Festplatten bietet einen besseren Datenschutz als RAID 0, indem ein RAID 5-Speichervolume bereitgestellt wird, bei dem Daten vor einem Ausfall einer einzelnen Festplatte geschützt werden können. Außerdem kann Matrix-RAID eine größere Gesamtspeicherkapazität und eine verbesserte Leistung als RAID 5 allein bieten.

RAID-ready
Ein RAID-Ready-System ist eine Konfiguration, die eine nahtlose Migration von einem nicht-RAID-SATA-Laufwerk zu einer SATA-RAID-Konfiguration ermöglicht. Eine Neuinstallation des Betriebssystems ist nicht erforderlich.

Ein RAID-Ready-System muss die folgenden Anforderungen erfüllen:

  • Unterstützte Intel® Chipsätze
  • Eine Serial ATA (SATA) Festplatte
  • RAID-Controller im BIOS aktiviert
  • Motherboard-BIOS mit dem Intel RST-Option-ROM
  • Intel RST-Software
  • Festplattenpartition mit mindestens 5 MB freiem Speicherplatz
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