LaCie Biggest F800: rejdy s RAIDy - MujMAC.cz - Apple, Mac OS X, Apple iPod

21. prosince 2005, 00.00 | Na to, jaké režimy RAID zařízení LaCie podporuje a jaké jsou jejich výhody a nevýhody, se podíváme právě dnes.

V předcházejícím článku, věnovaném čtyřdiskové sestavě LaCie Biggest F800 RAID o nominální kapacitě 1.6 TB, již k testům laskavě zapůjčila firma Cables & Simms (www.cables.cz), jsme se se zařízením seznámili a ukázali jsme si, o co vlastně jde a co to umí.

Řekli jsme si také, že diskové pole lze nastavit pro práci v několika různých režimech RAID; můžeme tak volit podle potřeby vhodný kompromis mezi kapacitou, rychlostí a spolehlivostí. Na to, jaké režimy RAID zařízení LaCie podporuje a jaké jsou jejich výhody a nevýhody, se podíváme právě dnes.

Volba režimu

Na zadní stěně diskového pole jsou vedle řady konektorů, jimiž jsme se zabývali minule, také dva přepínače; ty umožňují nastavit jednu ze čtyř možností: RAID 0, RAID 0+1, RAID 5 a RAID 5 se záložním diskem.

Volba požadovaného režimu je jednoduchá: vypneme zařízení, nastavíme požadovaný režim, vytáhneme diskové šuplíky (to proto, aby diskové pole "vědělo", že se s konkrétními disky něco měnilo – jinak by řídící software jen detektoval nesprávný formát disků a ohlásil by jej jako chybu), zapneme přístroj a šuplíky zase zastrčíme.

Pokud byly předtím disky naformátovány pro jiný režim RAID, diskové pole se pro jistotu ještě zeptá, zda chceme skutečně režim změnit (neboť důsledkem změny samozřejmě je ztráta uložených dat), a počká na potvrzení – to je právě jeden z mála případů, kdy skutečně užíváme tlačítek; jelikož jsou tlačítka dvě, jedno z nich znamená "ano" a druhé "ne", není zde žádný problém ani risiko s tím, že tlačítka chodí – jak jsme psali v minulém článku – poněkud nespolehlivě.

Sestavování diskového pole trvá poměrně dlouhou dobu – řádově desítky minut; není samozřejmě divu, protože systém musí sestavit do patřičné struktury více než 1.5 terabytu diskového prostoru. Displej zařízení průběžně informuje o postupu sestavování a neustále vidíme, z kolika procent je operace hotová.

Jakmile je diskové pole sestaveno, zařízení se ohlásí počítači jako nenaformátovaný disk; použijeme standardně Disk Utility pro jeho inicializaci (nevyžádáme-li si přepisování obsahu kvůli bezpečnosti, je inicializace blesková). Já pro testování používal asi nejuniversálnější formát HFS+ Extended Journaled; nezkoušel jsem ani UFS, ani variantu HFS+ rozlišující malá a velká písmena.

Poznámka: možná by někoho napadlo, že vzhledem k vysoké bezpečnosti samotného diskového pole je nadbytečné žurnálování Mac OS X. Není tomu tak – zatímco zabezpečení diskového pole chrání před ztrátou dat zaviněnou technickou chybou některého z disků, žurnálování HFS+ (někdy také nazývané "transakční systém souborů") zabezpečuje před ztrátou dat, zaviněnou "pádem" operačního systému (zaviněného kupříkladu výpadkem elektřiny, ne každý používá UPS) ve chvíli, kdy na disk nejsou korektně uloženy obsahy vyrovnávacích pamětí.

Jak jsme se již zmínili, zařízení LaCie podporuje čtyři různé varianty práce – režimy RAID 0, RAID 0+1, RAID 5 (do něj je zařízení po koupi přednastaveno a v něm je můžeme začít ihned používat bez dlouhotrvajícího přestavování diskového pole) a RAID 5 se záložním diskem. Pojďme si vysvětlit, co tyto pojmy přesně znamenají.

RAID 0

Nejjednodušší variantou je RAID 0; při něm se v podstatě disky používají "vedle sebe", a jediný efekt režimu RAID spočívá v tom, že namísto čtyř čtyřsetgigabytových jednotek máme k dispozici jednu jednotku o kapacitě 1.6 terabytu. Jedná se tedy také o variantu, která nabízí největší kapacitu, a zároveň nejmenší spolehlivost – ani byte není "vyplýtván" na zabezpečení dat, takže dojde-li k výpadku některého z disků, jsou data ve vadné části definitivně a nevratně ztracena. (V tomto režimu vnitřně fungují neřiditelná disková pole typu LaCie Biggest, testovaného před časem.)

RAID 0 má kromě největší dosahované kapacity ještě jednu potenciální výhodu, a tou je velmi vysoká rychlost: vzhledem k tomu, že sektory nejsou zapisovány postupně na jeden disk a po jeho zaplnění na další, ale že se postupně střídají, disky mají daleko více času na vystavování hlaviček a přenosová rychlost se může výrazně zvednout oproti případu, že máme disk pouze jeden. V praxi ovšem záleží daleko víc na vyrovnávací paměti a také na rychlosti řadiče, který se o rozdělování práce mezi disky stará; řadič LaCie F800 je optimalizován pro práci ve spolehlivém režimu RAID 5, a proto je rychlost v režimu RAID 0 sice dosti vysoká, ale nikterak extrémní – "obyčejný" disk LaCie Big Extreme, popsaný ve zmíněném článku, je o poznání rychlejší.

Suma sumárum, režim RAID 0 příliš velký smysl nemá: chceme-li používat diskové pole jako zálohovací jednotku pro důležitá data – což je jeho primární účel – zvolíme z pochopitelných důvodů některý ze spolehlivějších režimů RAID, popsaných níže. Pokud bychom naproti tomu chtěli jen co nejrychlejší paměťovou jednotku pro dočasná data – dejme tomu pro odkládání dočasných souborů při střihu digitálního videa v některém z formátů HD – vyplatí se spíše jiné zařízení, levnější, méně spolehlivé, a rychlejší. Význam by mohla mít leda v poměrně výjimečných případech, kdy bychom krátkodobě pro dočasné soubory chtěli využít plnou kapacitu zařízení LaCie (s dodanými disky tedy celých 1.6 terabytu, respektive, vzhledem k formátování, malinko méně).

RAID 0+1

Nejprve si řekneme, co je to RAID 1: jedná se o docela prosté a jednoduché zrcadlení dat na více disků. Cokoli, co se do diskového pole zapisuje, se zapíše zároveň stejným způsobem na všechny zrcadlené disky; je tedy zřejmé, že se jedná o velmi bezpečný způsob – kterýkoli z disků může mít defekt bez ztráty dat, pokud zůstane v pořádku aspoň jeden jediný – ovšem za cenu značné ztráty kapacity: i při tom nejjednodušším dvojitém zrcadlení je celková kapacita diskového pole pouhou polovinou kapacity disků v něm použitých.

Rychlost je při použití RAID 1 jen o málo menší, nežli rychlost režimu RAID 0 nad týmiž disky: zápis na více disků samozřejmě probíhá paralelně, zde tedy k žádnému zdržení nedochází; určitá ztráta rychlosti však je daná tím, že nelze využít výhody střídavého použití disků, popsané v minulém odstavci.

Diskové pole LaCie Biggest F800 "čistý" RAID 1, při němž by se data zrcadlila čtyřikrát a kapacita zařízení by tedy byla pouhých 400 gigabytů (respektive, vzhledem k formátování, malinko méně) – takový režim by při nemalé ceně celého zařízení asi opravdu neměl žádný smysl a nikdo by jej nevyužil. Namísto toho je k dispozici kombinovaný režim RAID 0+1; to prostě a jednoduše znamená, že čtyři disky jsou rozděleny na dvojice; každá z dvojic pracuje v režimu RAID 0, a nad oběma dvojicemi je použit režim RAID 1.

Jinými slovy, disk číslo 1 spolu s diskem číslo 2 formují malé diskové pole typu RAID 0 o kapacitě odpovídající součtu jejich velikostí; nejinak tomu je s dvojicí disků 3 a 4. Jakákoli data, jež jsou na zařízení uložena, se zrcadlí do obou těchto dvoudiskových polí zároveň. S dodanými disky v konkrétním testovaném zařízení LaCie je tedy nakonec kapacita poloviční – malinko méně, než 800 gigabytů. Data jsou přitom spolehlivě chráněna proti výpadku libovolného disku; dokonce může bez nebezpečí ztráty dat dojít k současnému výpadku dvou disků, pokud ovšem jde o disky vhodně kombinované – současný výpadek disků 1 a 3 nebo 2 a 4 by již ke ztrátě dat vedl (ostatní kombinace nikoli).

Režim RAID 0+1 je vhodný pro ty, kdo požadují vysoké zabezpečení dat spojené s vysokou přenosovou rychlostí: byť o něco málo nižší než v čistém režimu RAID 0, kde jsou vedle sebe disky čtyři, pořád je rychlost díky práci s dvojicemi disků v režimu RAID 0 vysoká.

RAID 5

Zrcadlení v systému konfigurovaném do režimu RAID 1, přináší vysokou bezpečnost dat proti výpadku disku; ti, kdo vědí více o teorii informací, ovšem správně tuší, že zrcadlení všech dat je zbytečným plýtváním: je možné užít vhodně sestavených paritních kódů tak, aby bylo možné vždy zrekonstruovat data po výpadku libovolného disku, přičemž "cenou" je jen zhruba čtvrtina kapacity celého pole, nikoli polovina (další cenou pak samozřejmě je určité zpomalení, neboť pak již nelze využít výše popsaných výhod RAID 0 vůbec).

Tomuto režimu práce se říká RAID 5: při něm se vždy zároveň zapisuje na více disků podobně jako při zrcadlení v režimu RAID 1; tentokrát ale vždy několik disků slouží pro vlastní data, a pouze na jediný se zapisují kontrolní paritní údaje. Samozřejmě, v tomto postavení se jednotlivé disky postupně střídají – to ilustruje následující obrázek, v němž P representuje právě paritní zabezpečovací blok:

Z hlediska kompromisu mezi kapacitou celého zařízení a bezpečností dat je režim RAID 5 asi optimální – ostatně právě proto je přednastaven při prodeji, takže v něm můžeme diskové pole hned používat: celková kapacita odpovídá tří čtvrtinám kapacitu použitých disků (s dodanými disky tedy 1.2 terabytu, respektive, vzhledem k formátování, malinko méně).

Bezpečnost je dosti vysoká, pokud zařízení sledujeme a máme k dispozici reservní diskový šuplík na výměnu: diskové pole samozřejmě neustále sleduje, zda jsou všechny disky v poli v pořádku, a výpadek disku ihned ohlásí; disk můžeme ihned vyměnit (samozřejmě za běhu zařízení a bez jakéhokoli výpadku možnosti pracovat s uloženými daty), a diskové pole LaCie automaticky zrekonstruuje uložená data na nový disk tak, aby se obnovila potřebná redundance. Jediné skutečné risiko ztráty dat tedy spočívá v možnosti výpadku dvou disků zároveň, případně v možnosti defektu druhého disku dříve, než jsou data zrekonstruována.

RAID 5 se záložním diskem

Poslední režim, v němž dokáže zařízení LaCie Biggest F800 pracovat, se od minulého případu nijak principiálně neliší; jde jen o to, že místo toho, abychom využívali čtyřdiskové pole v režimu RAID 5 a měli hned vedle připravený záložní diskový šuplík, můžeme pracovat s polem třídiskovým, a zbývající disk v zařízení se nepoužívá a slouží jako záloha pro případ defektu některého ze tří disků ostatních. Pokud k takovému výpadku dojde, diskové pole LaCie ihned automaticky použije záložní disk pro rekonstrukci diskového pole; za cenu dalšího snížení celkové kapacity zařízení tedy můžeme takto ještě dále snížit risiko ztráty dat. Obzvláště výhodný je tento režim v případě, kdy zařízení pracuje bez stálého dozoru někde v "serverovně".

Samozřejmě, oba režimy RAID 5, ať již se záložním diskem nebo bez něj, jsou nejpomalejší: za spolehlivost danou možností bezproblémového výpadku kteréhokoli z disků při minimální možné ztrátě kapacity platíme omezenou rychlostí přístupu. Konkrétní měření rychlosti diskového pole v různých režimech si již ale necháme do příštího, závěrečného článku.