Что такое рейд jbod

Обновлено: 21.11.2024

RAID и JBOD: в чем разница?

JBOD — это последовательная комбинация дисков. Его легко реализовать программно, и он используется во многих операционных системах, таких как Windows.

JBOD не дает преимуществ в скорости или надежности, но его очень легко внедрить, и он эффективно использует дисковое пространство.

Вы можете сразу забыть о каких-либо гарантиях информационной безопасности, так как нормальный режим работы прекращается при выходе из строя любого количества дисков. Используется 100% емкости всех дисков и равна сумме емкостей этих дисков. Это действительно самый экономичный способ увеличить пространство. Дисковое пространство образуется последовательным объединением дисков; повороты блоков или контрольные суммы не используются.

Следует отметить, что при выходе из строя какого-либо диска могут быть потеряны не все данные, но это сомнительное преимущество.

Что такое RAID?

Это технология виртуализации данных, которая также объединяет несколько дисков в логический элемент.

Однако это происходит не просто для увеличения пространства, а для создания избыточности и повышения производительности, повышения отказоустойчивости и многого другого. Соответственно, требуется минимум дисков: 2 и более, в зависимости от типа массива. RAID имеет достаточно широкое применение как в домашних условиях, так и в крупных офисах, все это благодаря разнообразию его видов.

Что такое комбинация JBOD/RAID?

RAID/JBOD на самом деле не является уровнем RAID, но из-за использования JBOD в качестве дополнительной функции RAID-контроллеров или программного обеспечения его стали называть RAID-массивами.

JBOD и RAID: доступность

Отсутствие отказоустойчивости или избыточности в JBOD приводит к тому, что работа останавливается при выходе из строя хотя бы одного диска. Поэтому при использовании этой технологии резервные копии важных данных следует делать с определенной периодичностью. Однако это не всегда делают все пользователи. Однако данные, которых не было на сломанных дисках, останутся нетронутыми и доступными.

Что касается RAID, все, кроме RAID 0, имеет достаточную избыточность и защищает массив от внезапных сбоев.

RAID и JBOD: использование дисков

JBOD используется на 100 % емкости всех дисков и равен сумме емкостей этих дисков. Да, это самый экономичный массив; с ним может сравниться только RAID 0, при условии, что используются все диски одинаковой емкости. В JBOD диски могут быть совершенно разными как по производителю, так и по объему и количеству.

Почти все RAID-массивы выделяют половину пространства для восстановления при сбое диска.

JBOD и RAID: скорость и производительность

По сути, RAID-массивы предназначены для одновременного повышения производительности нескольких дисков.

Следовательно, в этом отношении RAID значительно превосходит JBOD. Последнее, в свою очередь, на практике также может снижать скорость чтения из-за последовательной обработки дисков. В общем, все зависит от того, к какому именно диску в данный момент осуществляется обращение: если диск быстрый, то и скорость будет такая же. Но теоретически скорость чтения и записи может увеличиться, если эти действия будут происходить с разными потоками информации на разных дисках.

RAID и JBOD: расширение

Увеличение емкости JBOD-массива при необходимости можно увеличить за счет добавления дополнительных дисков любого размера и количества. С увеличением RAID дела обстоят немного иначе: здесь надо учитывать марку диска (все они должны быть одинаковыми), количество дисков (чаще всего это четное число), размер диски (тоже все должны быть одинаковыми).

Конечно, при необходимости все эти требования можно выполнить, но это потребует больше времени и денег, чем для JBOD.

RAID против JBOD: все дело в деньгах

Конечно, исходя из всех вышеперечисленных утверждений, JBOD будет значительно дешевле. Помимо того, что вы можете использовать самые простые и дешевые жесткие диски, выбор контроллеров также значительно больше.

RAID может быть дорогим или очень дорогим, но его преимущества с точки зрения производительности, избыточности и многого другого того стоят.

Различия в восстановлении данных RAID и JBOD

Если возникает вопрос о восстановлении RAID или JBOD, то разницы нет вообще: в обоих случаях восстановление лучше всего выполнять с помощью DiskInternals RAID Recovery.

Приложение отлично справляется с восстановлением любых данных, автоматически определяя нужный тип и размер или массив, а также порядок дисков. Вы можете хранить файлы на другом жестком диске или разделе, использовать виртуальные диски или даже загружать файлы через FTP. Возможность создать образ диска может стать для вас приятным сюрпризом, тем более, что делается это бесплатно. Кроме того, есть бесплатная предварительная версия и мастер восстановления для новичков и любителей.

Лицензионная версия приложения всегда доступна. Поэтому вы можете экспортировать данные в любое удобное для вас время.

Первым уровнем RAID является RAID 0, обычно называемый чередующимся RAID. Этот уровень RAID предназначен только для пользователей, которым нужна скорость. Для RAID 0 требуется как минимум два диска. RAID 0 очень опасен для пользователей, которым нужна надежность. Если один диск в массиве RAID умирает, весь массив уничтожается. Как правило, чем больше дисков в массиве, тем быстрее будет время чтения и записи, но тем выше вероятность отказа массива. Размер массива RAID 0 – это размер всех дисков в массиве вместе взятых.

RAID 1 (Зеркальный RAID)

RAID 1, также известный как зеркальный RAID, повышает целостность данных, но требует наличия двух дисков одинакового размера. RAID 1 создает точную копию жесткого диска, поэтому использует 50% общего объема хранилища для резервирования. Например, если у пользователя есть два жестких диска по 500 ГБ, что делает их массив размером 1 ТБ, у него будет 500 ГБ фактического хранилища. В большинстве конфигураций RAID RAID 1 увеличивает скорость чтения, но немного снижает скорость записи.

RAID 5

RAID 5 — мой любимый уровень RAID для безопасного хранения файлов. Для работы RAID 5 требуется как минимум 3 диска, и он будет продолжать работать даже в случае отказа диска. RAID 5 более эффективен, чем RAID 1, когда речь идет о хранении данных. RAID 5 использует только ^один диск в массиве для резервирования. Таким образом, чем больше дисков в массиве, тем эффективнее становится массив. Например, если у пользователя есть три жестких диска по 500 ГБ общим объемом 1,5 ТБ, и он использует RAID 5, у него будет около 1 ТБ фактического хранилища. Это делает RAID 5 гораздо более эффективным, чем RAID 1. RAID 5 имеет более низкую скорость записи, чем RAID 1 или отдельный диск, но скорость чтения часто увеличивается.

^ Примечание: это неточно. RAID5 использует все диски в массиве для резервирования, но делает это более эффективно, чем зеркальное отображение RAID, так что с помощью RAID5 можно освободить около (n-1) дискового пространства. фактические данные. Если вам нужна система RAID, которая действительно использует один реальный диск для хранения резервных данных, вам нужен RAID 4.

RAID 6

RAID 6 почти такой же, как RAID 5, но он может выдержать потерю 2 дисков вместо 1. Для работы RAID 6 требуется как минимум 4 диска, и он будет продолжать работать, даже если два диска отсутствуют. RAID 6 лучше всего использовать для критически важных приложений. Чем больше общее количество дисков, тем эффективнее становится массив. Хранилище можно рассчитать, сложив общее количество дисков в массиве и вычтя два диска. Например, если в массиве четыре диска по 500 ГБ, будет доступно 1 ТБ свободного места.

JBOD (просто набор дисков)

JBOD не является официальной настройкой RAID (поскольку это не какой-либо избыточный массив), но большинство установок RAID предлагают его в качестве опции. Массив JBOD в основном берет кучу дисков и превращает их в один большой раздел. JBOD не предлагает избыточности, и при некоторых конфигурациях RAID отказ одного диска в массиве приведет к отказу всего массива JBOD. В отличие от RAID 0, массив JBOD читает и записывает с той же скоростью, что и обычный диск.

Проще говоря, архитектура JBOD позволяет вам взять группу разношерстных жестких дисков разного размера и объединить их в единый логический том или в группу отдельных жестких дисков.

Основы JBOD

На древнем (в терминах Интернета) веб-сайте PC Guide говорится, что JBOD — это противоположность разбиения:

В то время как при разбиении на разделы отдельные диски разбиваются на более мелкие логические тома, JBOD объединяет диски в более крупные логические тома.

Поскольку JBOD не обеспечивает отказоустойчивости или повышения производительности, этот автор эры 2001 года заключает: «JBOD не так уж много, чтобы рекомендовать его» по сравнению с RAID 0 (конфигурация, которая также не обладает отказоустойчивостью, но, по крайней мере, обеспечивает производительность). улучшения по сравнению с отдельными жесткими дисками или JBOD).

Предотвращение ненужного использования дисков.Если у вас есть несколько дисков нечетного размера, JBOD позволит вам объединить их в один блок без потери емкости; накопитель на 10 ГБ и 30 ГБ объединяются для создания тома JBOD на 40 ГБ, но только массива RAID 0 на 20 ГБ. Это может быть проблемой для тех, кто расширяет существующую систему, хотя в наши дни с такими дешевыми дисками это относительно небольшое преимущество.
Упрощенное аварийное восстановление.Если диск в томе RAID 0 выходит из строя, данные на каждом диске в массиве практически уничтожаются, поскольку все файлы чередуются; если диск в наборе JBOD выходит из строя, то может быть проще восстановить файлы на других дисках (но опять же, это может быть не так, в зависимости от того, как операционная система управляет дисками). Учитывая, что вы должны делать регулярные резервные копии независимо от , и то, что даже при JBOD восстановление может быть затруднено, это тоже небольшое преимущество.

Учитывая эту слабую похвалу, почему вы решили использовать архитектуру JBOD? И действительно, почему я вообще обсуждаю архитектуру, которая казалась устаревшей еще в эпоху Y2K?

Возрождение JBOD

Ну, кажется, архитектура JBOD со временем стала более полезной.

По словам Грогана, Microsoft добавила две функции, которые делают JBOD жизнеспособным решением для хранения данных в средах Microsoft Exchange 2010 (и более поздних версиях):

Первым из них стал ряд прорывов в контексте производительности операций ввода-вывода в секунду для базы данных Exchange, в том числе увеличение производительности на 50–70% по сравнению с Exchange 2007, а также новые алгоритмы в основном коде, оптимизированные для Диски SATA (код был изменен, чтобы запись на диск не происходила вспышками, что не могло обработать обычный диск SATAe, отличный от Enterprise).

В механизме хранения также внесен ряд изменений (например, Большой и последовательный ввод-вывод), что означает, что количество случайных операций чтения и записи в базу данных значительно сокращается, так как большая часть данных хранится последовательно (это уменьшает количество операций чтения/записи).

Все это в контексте – один диск SATA 7200 об/мин с хранилищем 1 ТБ потенциально может обеспечить около 75–80 операций ввода-вывода в секунду – это в сочетании с приведенными выше оптимизациями делает JBOD альтернативным вариантом хранения, если ваш бюджет ограничен.

Гроган рекомендует использовать JBOD и DAG, если вы используете Exchange 2010 для среднего и крупного предприятия, использующего многоуровневую архитектуру хранения. Я рекомендую прочитать статью полностью, если вам нужны подробности.

Современное использование

Я также хотел бы сделать более важное замечание. Еще в 2001 году JBOD считался RAID-массивом для бедняков. Его использовали, если у вас была разношерстная группа жестких дисков и не хватало ресурсов или технологий для развертывания архитектуры RAID.

Однако сегодня JBOD становится все более популярным, поскольку хранилище становится все больше и сложнее. Несколько дистрибутивов Hadoop, в том числе популярный CDH Cloudera, рекомендуют использовать конфигурации JBOD при создании кластеров Hadoop.

Тревор Потт из The Register отмечает это, обсуждая преимущества использования системы JBOD:

Конечно, вам понадобится операционная система, которая это понимает, но это не выглядит большой проблемой. Диспетчер отказоустойчивого кластера Windows делает эту кнопку простой в Server 2012, и, безусловно, доступны [другие варианты].

Теперь, когда системы могут использовать другие технологии для решения таких проблем, как производительность и аварийное восстановление, JBOD важен так, как мир PC Guide не мог себе представить раньше. Остается открытым вопрос, окажут ли актеры сериала «Джерси Шор» такое же влияние через несколько лет…

JBOD, RAID и Erasure Coding: объяснение различий

Профессионалы в области хранения данных сталкиваются со сложными решениями, когда им нужно оптимизировать архитектуру хранилища, чтобы максимально эффективно выполнить требования отказоустойчивости, производительности и масштабируемости. На базовом уровне эти решения во многом сводятся к использованию одной из двух конфигураций: «просто куча дисков» (JBOD, все чаще становится JBOF — «просто куча флеш») или «избыточный массив недорогих (или « независимые») диски» (RAID). Новинкой в этом уравнении является Erasure Coding, метод контроля четности защиты данных, связанный с хранением объектов. В этом блоге будет рассказано о различиях между этими двумя конфигурациями и преимуществах JBOD, RAID и Erasure Coding, которые можно использовать в современных рабочих нагрузках.

«Просто куча/коробка дисков» — что такое конфигурация JBOD?

В конфигурации JBOD центральный процессор получает доступ к дискам хранения по отдельности или к логическим томам дисков, которые были объединены линейным образом с помощью процесса, называемого переформатируется). Поскольку каждый накопитель или логический том рассматриваются как независимый ресурс, конфигурации JBOD обычно легко масштабируются. Этот характер также добавляет гибкости, позволяя смешивать различные типы дисков и емкости. Поскольку диски не зарезервированы для резервирования, вся полезная емкость диска может использоваться центральным процессором для обработки приложений. Кроме того, поскольку данные ограничены конкретным диском, а не чередуются или распределяются по нескольким дискам, влияние восстановления с точки зрения производительности и потенциальной потери данных ограничивается этим конкретным диском.

Принимая во внимание эти ценностные предложения, конфигурации JBOD несут в себе определенные риски и ограничения. Они не являются отказоустойчивыми; если данные стираются с диска или происходит сбой диска, данные теряются навсегда, если для них не создается резервная копия или если не существует дублирующей копии данных. Кроме того, производительность чтения и записи ограничена, поскольку хост-процессор должен последовательно обращаться к каждому диску или логическому тому.

Что происходит с моими данными при сбое диска?

«Избыточный массив независимых дисков» — объяснение RAID

История[1]. Термин «RAID» был изобретен Дэвидом Паттерсоном и его коллегами из Калифорнийского университета в Беркли в 1987 году. представленные на конференции SIGMOD, они утверждали, что самые производительные диски для мейнфреймов того времени могут быть превзойдены по производительности набором недорогих дисков, разработанных для растущего рынка персональных компьютеров. Хотя сбои будут возрастать пропорционально количеству дисков, при настройке избыточности надежность массива может намного превышать надежность любого большого одиночного диска.

Конфигурации RAID появились для устранения ограничений отказоустойчивости и производительности, присущих конфигурациям JBOD. RAID — это технология виртуализации хранения данных, которая объединяет несколько физических дисков в один или несколько логических блоков для обеспечения избыточности данных. RAID распределяет данные по дискам различными способами, называемыми уровнями RAID. Уровни RAID зависят от требуемого уровня производительности и резервирования. В конфигурациях RAID применяется чередование данных (метод логического сегментирования последовательных данных, при котором последовательные сегменты хранятся на разных физических устройствах хранения) и зеркалирование дисков (процесс точного дублирования данных между двумя дисками). Затем контроллер представляет массив RAID как единую логическую единицу хост-процессору. Такой подход обеспечивает избыточность данных и, позволяя запросам операций ввода-вывода (I/O) от хост-процессора для одновременного доступа к нескольким дискам, производительность приложений повышается.

Компромиссы конфигурации RAID

Существует несколько конфигураций RAID, от RAID 0 (который не обеспечивает избыточности, но обеспечивает самый высокий уровень производительности) до RAID 6 и выше, для различных уровней избыточности данных и повышения производительности. Вы можете увидеть более подробное объяснение здесь, но вкратце:

Чем выше уровень RAID, тем больше сбоев диска можно допустить и тем больше данных можно восстановить. Например, RAID 6 допускает сбой двух дисков из группы из 4 дисков, а данные можно восстановить
Чем выше уровень RAID, тем менее эффективно использование емкости диска для хранения данных по сравнению с хранением информации для восстановления данных. В RAID 0 практически 100% отформатированной емкости диска доступно для хранения данных. В RAID 6 для хранения данных доступно только ~60–70 % отформатированного объема диска.
Время восстановления. Когда был изобретен RAID, типичная емкость дисков составляла ~100 МБ (помните, что это 1987 год…). Неисправный диск легко можно восстановить менее чем за час. В современных условиях на восстановление неисправного диска емкостью 14 ТБ может уйти несколько дней, что отрицательно скажется на производительности системы и может поставить данные под угрозу в этот период времени.

Отказоустойчивость и более высокая производительность, обеспечиваемые RAID, достигаются за счет большей сложности управления. Кроме того, в случае сбоя диска многие конфигурации RAID ограничивают производительность приложений производительностью одного резервного диска с «горячей» заменой.

JBOD в RAID?

JBOD — с добавлением специализированного оборудования (карты RAID-контроллера) или программного обеспечения (RAID, реализованный в программном обеспечении) — можно использовать в архитектуре RAID. Нет технических ограничений, препятствующих настройке, управлению и форматированию группы дисков для поддержки различных моделей RAID.

Что такое Erasure Coding и как оно работает?

Еще один подход, часто используемый в многопетабайтных облачных средах хранения объектов, — это кодирование стирания. Как недавно объяснил мой коллега Майк МакВортер: Кодирование Erasure — это метод защиты четности. В томе с кодированием затирания файлы делятся на осколки, причем каждый осколок размещается на отдельном диске. Чтобы защитить вас от сбоев диска, добавляются дополнительные осколки, которые содержат информацию об исправлении ошибок. Для извлечения файла требуется только подмножество фрагментов и информации, что означает, что он может пережить несколько сбоев диска без риска потери данных.

Erasure Coding и RAID

Основное преимущество этого метода заключается в том, что он требует гораздо меньшего дискового пространства для защиты данных, чем методы репликации, и не требует времени на перестроение. Недостатком кодирования с затиранием является то, что вычисление четности может сильно нагружать ЦП, поэтому оно может повлиять на производительность и задержку и не подходит для операций ввода-вывода с небольшими блоками и рабочих нагрузок, чувствительных к производительности.

Программное обеспечение для хранения объектов можно найти в виде открытого исходного кода и разместить на JBOD/JBOF для решения для программно-определяемого хранилища или в качестве интегрированной системы хранения объектов.

JBOD, RAID и Erasure Coding — заключение

Конфигурации RAID — это зрелая и хорошо изученная технология, обеспечивающая высокую доступность данных с предсказуемой производительностью. Однако по мере того, как центры обработки данных масштабируются до петабайтов, эксабайтов и выше, в RAID возникают проблемы с масштабированием для удовлетворения потребностей в больших данных.

По этой причине конфигурации JBOD и объектное хранилище становятся ключевыми компонентами центров обработки данных по мере роста объема данных и их глобального распределения. JBOD также становятся все более популярными, поскольку современные файловые системы и программно-определяемые решения для хранения данных становятся все более зрелыми и способны обеспечивать возможности защиты данных. Вспомогательные технологии для обеспечения доступности данных в случае сбоя отдельного диска, такие как кодирование стирания и другие технологии резервного копирования, становятся все более изощренными и устраняют некоторые болевые точки, обычно связанные с конфигурациями JBOD.

Будь то JBOD, RAID и/или Erasure Coding, правильное решение для вашего центра обработки данных будет зависеть от ваших требований к рабочей нагрузке и ваших возможностей управления ИТ.

Читайте также: