Bài tập lớn: Hệ thống lưu trữ (Raid)

Lời mở đầu Máy tính điện tử (MTĐT) đời đời vào năm 40 kỷ 20 phát triển nh vũ bÃo, làm nên cách mạng lĩnh vực tính toán xử lý thông tin, mở kỷ nguyên lịch sử nhân loại Kỷ nguyên MTĐT Kiến trúc MTĐT ngày tinh vi phức tạp, bao gồm nhiều thành phần khác Kiến trúc máy tính (KTMT) nghành khoa học nghiên cứu việc thiết kế thành phần cấu thành nên MTĐT mà ngời lập trình nhận thấy đợc MTĐT thành phần vật lý, thờng gọi phần cứng (hardware) mà có chơng trình để điều khiển hoạt động thành phần phần cứng, chúng đợc gọi phần mềm (software) Ngoài MTĐT cần có hệ thống lu trữ để lu trữ chơng trình, liệu ngời sử dụng hệ thống lu trữ thiếu MTĐT Vì chúng em chọn đề tài Hệ thống lu trữ (Raid) làm tập lớn môn Kiến trúc máy tính để hiểu rõ công nghệ lu trữ hƯ thèng m¸y tÝnh hiƯn Néi dung cđa viết đựơc chia làm chơng nội dung chơng nh sau: - Chơng 1: Lịch sử phát triển khái niệm - Chơng 2: Hiệu Raid vấn đề liên quan - Chơng 3: Các loại Raid phổ biến - Chơng 4: Lựa chọn thiết bị, thiết lập thử nghiệm thực tế Mặc dù đà cố gắng nhiều nhng thời gian trình độ, lực hạn chế nên nội dung tập lớn tránh khỏi nhiều thiếu sót Vì chúng em mong thầy, cô giáo khoa giúp ®ì, gãp ý cho chóng em ®Ĩ bµi viÕt cđa chúng em đợc hoàn thiện Chơng I Lịch sử phát triển khái niệm 1.1 Lịch sử phát triển Vào cuối năm 1980 đầu 1990, nhà cung cấp dịch vụ công nghệ thông tin phải đối mặt với việc tăng nhanh khối lợng khổng lồ liệu cần đợc lu trữ Các công nghệ lu trữ trở nên đắt để đặt số lợng lớn ổ cứng có khả cao máy chủ Raid đời để giải vấn đề Raid từ viết tắt cđa Redundant Array of Inexpensive Disks (HƯ thèng ®Üa dù phòng) hình thức ghép nhiều ổ đĩa cứng vật lý thành hệ thống ổ đĩa cứng có chức gia tăng tốc độ đọc/ghi liệu tăng thêm an toàn liệu chứa hệ thống đĩa kết hợp hai yếu tố Lần Raid đợc phát triển năm 1987 trờng Đại học California Berkely (Hoa Kỳ) với đặc điểm ghép thành phần đĩa cứng nhỏ thông qua phần mềm để tạo hệ thống đĩa dung lợng lớn thay cho ổ cứng dung lợng lớn giá đắt thời Trong vài năm trở lại từ chỗ có hệ thống máy tính lớn, máy trạm, máy chủ Raid đà đợc đa vào máy tính để bàn dới dạng tích hợp đơn giản 1.2 Các khái niệm Trớc sâu vào vấn đề nội dung viết em xin trình bày khái niệm đợc dùng kỹ thuật Raid 1.2.1 DÃy đĩa vật lý, luận lý ®iỊu khiĨn Raid a) ỉ ®Üa vËt lý (Physical Drive): ổ đĩa cứng thực đợc sử dụng ®Ó thiÕt lËp Raid b) D·y ®Üa vËt lý (Physical Array) : Một nhiều ổ đĩa vật lý hợp lại với tạo thành dÃy đĩa vật lý Đa số chuẩn Raid đơn giản cần thiết lập dÃy đĩa vật lý để hoạt động, nhiên chuẩn Raid cao cấp thờng sử dụng từ hai dÃy đĩa vật lý trở lên c) DÃy ®Üa ln lý (Logical Array): D·y ®Üa ln lý ®ỵc thiết lập cách tách tổng hợp dÃy ®Üa vËt lý Mét d·y ®Üa ln lý cịng t¬ng tự nh dÃy đĩa vật lý Chúng ta hoàn toàn tổng hợp dÃy đĩa luận lý từ nhiều đĩa vật lý khác để chạy chuẩn Raid phức tạp d) ổ đĩa luận lý (Logical Drive): Một nhiều ổ đĩa phân chia dÃy ®Üa ln lý Nã ®ỵc hiĨu nh mét ỉ cøng thông thờng hệ điều hành e) Bộ điều khiển Raid (Raid Controller): Bộ điều khiển chịu trách nhiệm quản lý, tổ chức chế độ Raid dÃy đĩa (vật lý luận lý) hệ thống Các điều khiển thờng dới dạng tích hợp vào bo mạch chủ, card gắn hay thiết bị phần cong độc lập 1.2.2 ánh xạ (Mirroring) Mirroring hai công nghệ cao cấp đợc sử dụng Raid (ngoài có công nghệ Parity Raid) Trªn mét hƯ thèng Raid sư dơng Mirroring, tÊt liệu đợc ghi cách giả lập hai đĩa cứng nh đĩa Chính lẽ đó, Mirroring yêu cầu số chẵn ổ ®Üa d·y ®Üa vËt lý còng nh luËn lý Sơ đồ hoạt động Mirroring Bộ điều khiển Raid chép liệu từ đĩa cứng tới đĩa cứng lại dÃy đĩa Lợi ích Mirroring toàn liệu đợc đặt tình trang an toàn nhất, bảo đảm cho hệ thống tiếp tục hoạt động hai đĩa cứng gặp lỗi vật lý, đồng thời đem lại khả phục hồi liệu cực nhanh Công việc cần làm thay đĩa cứng bị hang đĩa cứng Từ sơ đồ hoạt động trên, ta thấy Mirroring cải thiện tốc độ đọc liệu - tốc độ ghi có phần giảm sút, nhng không nhiều Tuy nhiên, Mirroring có nhợc điểm lÃng phí phải bỏ chi phí tiền cho ổ cứng có dung lợng lớn mà hiệu sử dụng có phân nửa Công nghệ Mirrorong đợc sử dụng Raid 1, nh loại Raid tổng hợp có bao gồm Raid (nh Raid 10) Mirroring cịng lµ nỊn mãng cho kü tht Raid ghép đôi (Duplexing Raid) đời sau 1.2.3 Ghép đôi (Duplexing) Là chuẩn mở rộng Mirroring, Duplexing có nét tơng tự mặt công nghệ nh chuẩn Mirroring Dữ liệu đợc ghi nh hai ổ đĩa Tuy nhiên có điểm khác biệt ỏ Duplexing không nhân đôi liệu mà chí nhân đôi yêu cầu vỊ phÇn cøng Cơ thĨ chóng ta cÇn tíi hai bé ®iỊu khiĨn Raid ®Ĩ kÕt nèi hai ỉ cứng dùng Dulepxing (mỗi ổ đĩa đợc kết nối tới điều khiển) Sơ đồ hoạt động Duplexing Duplexing mang tính bảo mật cao Mirroring bậc, có khả hạn chế h hang từ phận điều khiển Duplexing lựa chọn đáng giá bạn muốn sử dụng Raid cho hệ thống lu trữ mình, có giá thành cao Mirroring 1.2.4 Song hành (Strinping) Là chuẩn Raid đem lại hiệu cao Trong dÃy gồm nhiều ổ đĩa, tăng tốc độ truy cập lên mức tối đa ghi song song liệu ổ đĩa Theo dung lợng ổ đĩa đợc chia thành nhiều phần nhỏ giống nh sọc kẻ(stripe) Dữ liệu đợc ghi säc cđa tõng ỉ ®Üa Trong trêng chóng ta mn ghi tập tin lên đĩa cứng, kỹ thuật Strinping chia nhỏ tệp ghi phần tệp lên ổ cứng dÃy cách đồng thời Theo cách cần đọc liệu điều khiển đọc lúc tất ổ đĩa, hệ hiệu hệ thống lu trữ đợc nâng lên nhiều tuỳ thuộc vào số ổ đĩa dÃy Striping thực cấp độ byte, cấp độ block liệu cấp độ byte đợc sử dụng Raid 3, tập tin đợc chia thµnh tõng gãi nhá cã kÝch thíc byte, vµ điều khiển ghi byte lên ổ đĩa Trái lại cấp độ block, tuỳ theo kích thớc block mà phần tập tin đợc chia nhỏ đợc lu phân bố block Hình vẽ dới thể cách ghi liệu Striping Sơ đồ hoạt động Striping Bộ điều khiển Raid chia nhỏ liệu vào block thành bit phân bố chúng vào ổ đĩa cứng Kích thớc block xác định kích thớc phần liệu bị chia nhỏ Trong hình vẽ block liệu đợc ghi lên đĩa 1, block thứ đợc ghi lên đĩa 2.cho tới block thứ lại đợc ghi lên đĩa 1, cø tiÕp tơc nh vËy cho tíi ghi hết liệu 1.2.5 Parity Raid Mirroring công nghệ đợc sử dụng số cấp độ Raid phổ biến (điển hình Raid 1), cung cấp bảo vệ liệu dÃy đĩa Mặc dù vậy, Mirroring gặp số hạn chế nh: - Thứ nhất: gây lÃng phí dung lợng đĩa cho ngời dùng - Thứ hai: khả tăng tốc cho việc lu trữ sử dụng liệu Chính nguyên nhân đà thúc đẩy công nghệ Raid phát triển không ngừng để cải tiến hạn chế mà công nghệ Raid gặp phải.Các nhà sản xuất lĩnh vực lu trữ đà đa phơng pháp khác để bảo vệ an toàn cho liệu sử dụng thông tin mang tính chẵn lẻ đặc biệt gọi Parity Information đợc tính toán thực tế từ liệu Khái niệm chẵn lẻ đợc sử dụng chế chống lỗi nhớ truy xuất ngẫu nhiên (Ram) máy tính: trớc hết nhớ kiểm tra chẵn lẻ cách lu giữ số nhị phân (0 1) cho biết tổng số bit gói liệu chẵn lẻ Khi gói liệu đợc đọc từ nhớ ra, nhận đợc từ máy tính khác truyền tới, trình kiểm tra chẵn lẻ xảy Nếu việc kiểm tra chẵn lẻ khẳng định bit bậc không đúng, máy tính hiển thị thông báo lỗi Nguyên tắc hoạt động cđa Parity: Tríc hÕt bé ®iỊu khiĨn sÏ lÊy gãi liệu X làm mẫu, từ tính toán gói liệu khác Ví dụ: lấy gói liệu X + ghi chúng lên ổ đĩa thứ X + 1, cữ nh tiếp tục đến gói X + 2, X + 3,… NÕu mÊt bÊt kú gói liệu từ gói sau này, điều khiển khôi phục lại dựa tính toán từ gói X, bất chấp gói bị lý Parity Raid đợc ứng dụng công nghệ Striping đà nói phần trên, gói liệu X tợng trng cho byte hay block liệu đợc phân bố cho ổ đĩa dÃy Việc tính toán chẵn lẻ đợc thực hàm luận lý OR XOR đợc thể bảng dới đây: Toán 0 Input tư To¸n tư Output “OR” “XOR” 1 1 1 1 Tính toán với hàm OR XOR Trong Input liệu đợc đa vào, Output kết phép tính Lơi ích lớn Parity Raid không yêu cầu hệ thống Raid phải bớt phân nửa dung lợng lu trữ để đổi lấy độ an toàn liệu Mà dung lợng ổ đĩa X + dành cho việc khôi phục liệu mà Tuy nhiên, hạn chế công nghệ yêu cầu tảng phần cứng thật mạnh, đặc biệt vi xử lý, để vừa làm việc, vừa tính toán giá trị chẵn lẻ cho công việc lu trữ Parity Raid đợc sử dụng cho tất cấp độ Raid từ đến 7, Raid phổ biến Cấp độ Raid đợc sử dụng chế gần giống nh Parity Raid, nhiên chúng có nhiều điểm khác biệt Chơng Hiệu Raid vấn đề liên quan Raid đợc phát triển dành cho nhu bảo vệ an toàn liệu cung cấp chế sửa lỗi đĩa cứng Hiện độ tin cậy phơng tiện lu trữ ngày đựơc nâng cao nhờ hàng loạt công nghệ đợc hàng loạt hÃng đĩa cứng đa vấn đề cải thiện hiệu đợc ý nhiều Đối với ngời dùng thiết lập cho hệ thống Raid điều quan tâm đến tốc độ độ an toàn liệu Nh đà biết Raid làm tăng tốc độ liệu, chuẩn Raid nh cấp độ Raid khác có phơng pháp nh độ hiệu tăng tốc khác Dới trình bày hiệu công nghệ Raid 2.1 Hiệu đọc ghi liệu Đĩa cứng thờng thực hai hoạt động: ghi liệu lên bề mặt đĩa đọc lại có yêu cầu Trong đa số trờng hợp, trình biến đổi mang tính điện tử vật lý hai hoạt động giống hệ thống đĩa cứng đơn Mặc dù vậy, chúng có số khác biệt nhỏ Khi đợc chuyển sang hệ thống Raid, khác biệt lớn nhiều Bởi tuỳ theo xếp ổ đĩa dÃy mà xếp liệu lên đĩa cứng khác Hệ chuẩn Raid khác cho ta tăng tốc độ đọc ghi liệu lên hệ thống khác 2.1.1 Mirroring Hiệu đọc chuẩn Mirroring cao nhiều so với hiệu ghi liệu Nếu nh thực công việc ánh xạ với đĩa cứng chuẩn Raid Lúc tất liệu đợc chép chứa vào ổ đĩa Điều có nghĩa tất byte liệu phải đợc ghi lúc lên ổ đĩa, làm cho tốc độ ghi trở lên chậm so với việc ghi lên ổ đĩa đơn Nguyên nhân điều khiển Raid phải thêm thời gian để đồng liệu đĩa cứng Tuy nhiên hiệu đọc liệu chuẩn Mirroring lại tăng lên ®iỊu khiĨn lóc nµy chØ viƯc truy xt vµo mét ổ đĩa để đọc liệu Dữ liệu đợc đọc tõ mét ỉ ®Üa nhÊt, ®Üa cøng lại nhận trách nhiệm phục vụ cho yêu cầu phát sinh trình truy cập liệu 2.1.2 Striing Mét hƯ thèng Raid sư dơng c«ng nghƯ Striping mang lại độ tăng hiệu đọc ghi gần nh Chính xác tỉ lệ tốc độ đọc/ghi sử dụng Raid so với tốc độ đọc/ghi tơng ứng đĩa đơn nh Thông thờng tỉ lệ đạt từ 1,4 1,8 lần 2.1.3 Striping kết hợp với Parity Raid Giống nh Mirroring, hiệu ghi tăng so với sử dụng đĩa đơn nhng kết hợp Striping với kỹ thuật Parity, hiệu ghi thấp so với hiệu đọc Nhng bù lại có đợc độ an toàn cần thiết cho liệu quan trọng Nh hiệu đọc ghi liệu phụ thuộc nhiều vào công nghệ đợc sử dụng chuẩn Raid Hơn nữa, cấp độ Raid có khác định, cho dù công nghệ đợc sử dụng có giống Đặc biệt chuẩn Raid Striping kết hợp với kỹ thuật Parity khắc phục đợc khiếm khuyết liên quan đến an toàn liệu, cho dù hiệu ghi liệu có Vì chuẩn Raid thích hợp cho số ứng dụng sử dụng tác vụ ghi liệu lên đĩa Mà điển hình ứng dụng liên quan đến lĩnh vực mạng truyền thông hƯ thèng m¸y chđ nh: øng dơng m¸y chđ web, máy chủ mail, Trái lại, ứng dụng cao tác vụ ghi đĩa nh truy nhập sở liệu, thiết kế đồ hoạ, phát triển phần mềm, loại Raid mang tính kết hợp tuý chuẩn Raid khác (tiêu biểu nh Raid 10) thích hợp 2.2 Hiệu định vị dịch chuyển liệu Ngoài hiệu đọc ghi liệu có yếu tố quan trọng không ảnh hởng tới hiệu tổng thể hệ thống Raid trình định vị (positioning) dịch chuyển (transfer) liệu Việc truy xuất liệu đĩa đơn trải qua bớc: xác định vị trí liệu cần truy cập, sau dịch chuyển liệu từ/tới rÃnh đĩa Cả trình có tác dụng không nhỏ tới hiệu hệ thống lu trữ Việc sử dụng nhiều đĩa cong môi trờng Raid có tác dụng tăng tốc trình định vị, trình dịch - Mirroring: đợc sử dụng Rai1, Raid +1 vµ Raid + (Raid 10) Mét biÕn thể Raid bao gồm ánh xạ điều khiển Raid dựa kỹ thuật Duplexign mét chn Mirroring më réng - Striping kÕt hỵp víi Parity: chế độ Raid đơn giản bao gồm Raid 2, Raid 3, Raid 4, Raid 5, Raid 6, Raid Raid dùng phổ biến Ngoài có loại Raid kết hợp nh Raid + 0, Raid + vµ Raid + - Không sử dụng Mirroring Parity: Raid loại Raid không cung cấp khả bảo vệ liệu Raid - Sử dụng Mirroring lẫn Parity: chuẩn Raid kết hợp có ®é an toµn cùc cao nh Raid + Raid + Lựa chọn loại Raid cho hệ thống lu trữ phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh: hiệu năng, khả chống lỗi, dung lợng lu trữ hiệu dụng, giá Các loại Raid phức tạp thờng dành cho hệ thống máy chủ cao cấp siêu cao cấp cần tốc độ nh độ bảo mật cao mà đa phần nhu cầu làm việc phổ thông gia đình nh văn phòng tận dụng hết 3.2 Các loại Raid phổ biến 3.2.1 Raid - Tên thêng dïng: Raid - C«ng nghƯ sư dơng: Striping (không kết hợp Parity) - Bộ điều khiển yêu cầu: đợc hỗ trợ hầu hết điều khiển Raid, bao gồm giao tiếp SCSI, IDE/ATA, SATA, nh giải pháp điều khiển phần mềm - Số đĩa cứng yêu cầu: từ trở lên (một điều khiển Raid cao cấp cần đĩa cứng để chạy Raid 0, lúc đĩa cứng vật lý đợc tách thành đĩa cứng luận lý) - Tổng dung lợng hiệu dụng = Dung lợng đĩa cứng có kích thớc nhỏ nhân số đĩa cứng dÃy - Bảo vệ liệu: Chỉ cần đĩa cứng h hỏng toàn liệu bị - Giá cả: thấp loại Raid - Đặc trng: Dữ liệu Raid đợc tách thành phần nhỏ có kích thứơc ngời dùng quy định (stripe size) đợc ghi lên đĩa cứng dÃy Là loại Raid đợc a chuộng hệ thống máy tính cá nhân giá thành rẻ tốc độ nhanh cho ứng dụng Raid thích hợp với hoạt động không yêu cầu tính an toàn cao liệu - Khuyến cáo: biên tập hình ảnh, âm thanh, máy chủ web, hệ thống chơi game, máy tính gia đình liệu tạm (swap data) hệ thống máy tính lớn 3.2.2 Rai - Tªn gäi thêng dïng: Raid 1, Raid Duplexing - Công nghệ sử dụng: Mirroring Duplexing - Bộ điều khiển yêu cầu: hỗ trợ hầu hết điều khiển Raid - Số đĩa cứng yêu cầu: - Tỉng dung lỵng hiƯu dơng = dung lỵng đĩa cứng nhỏ - Bảo vệ liệu: tốt Đặc biệt bạn tăng thêm xác xt an toµn sư dơng kü tht Duplexing Raid - TÝnh linh ho¹t: rÊt tèt Cã thĨ thay đĩa cứng hệ thống lúc cần thiết - Giá cả: không cao nhiều so với Raid 0, nhiên không gian lu trữ nửa so với tổng dung lợng đĩa cứng nên gây lÃng phí dung lợng - Đặc trng: Raid thêng sư dơng kü tht Mirroring D÷ liệu đợc ghi nh tất đĩa cứng hệ thống Khi đĩa cứng gặp cố, đĩa cứng lại tiếp tục làm việc nh hệ thống đĩa đơn độc lập đĩa bị lỗi đợc thay Raid phù hợp cho ngời cần độ tin cậy cao liệu mà không trọng đến tốc độ - Khuyến cáo: hệ thống sở liệu vừa nhá, c¸c hƯ thèng m¸y chđ cđa doanh nghiƯp, c¸c nhu cầu bảo vệ liệu với giá thành thấp nhÊt 3.2.3 Raid - Tªn thêng dïng: Raid - Công nghệ sử dụng: Striping tốc độ bit - Bộ điều khiển yêu cầu: đợc hỗ trợ điều khiển Raid đặc biệt - Số đĩa cứng yêu cầu: 14 đĩa cứng với 10 đĩa dùng cho lu trữ đĩa cứng dùng cho việc chống lỗi (ECC Error Correction Code) - Tỉng dung lỵng hiƯu dơng = Tỉng dung lỵng đĩa lu trữ - Bảo vệ liệu: khôi phục liệu có đĩa cứng hệ thống gặp lỗi - Giá cả: cao - Đặc trng: Raid không sử dụng công nghệ số chuẩn Raid mang tính thức nh Mirroring, Striping hay Parity Cơ chế hoạt ®éng cđa Raid cã nhiỊu ®Ỉc ®iĨm gièng víi loại Raid kết hợp Striping Parity (bao gồm từ Raid đến Raid 7) Điểm khác biệt đĩa cứng dùng việc lu trữ, đĩa cứng lại nhận nhiệm vụ tính toán sửa lỗi trình đọc ghi đĩa Raid đợc đa lý thuyết không sử dụng thực tế giá thành cao phải dùng tới nhiều đĩa cứng (14 đĩa) điều khiển Raid đắt tiền - Khuyến cáo: Không đợc sử dụng thực tế 3.2.4 Raid Trong loại Raid lại (từ Raid ®Õn Raid 7) ®Ịu sư dơng kü tht Striping kết hợp với Parity, có đặc điểm công nghệ tơng tự Raid Vì ta xét đến Raid loại Raid phổ biến số - Tên gọi thờng dùng: Raid - Công nghệ sử dụng: Striping cấp độ block kết hợp Parity - Bộ điều khiển yêu cầu: yêu cầu điều khiển Raid cao cấp - Số đĩa cứng yêu cầu: tối thiểu 3, tối đa quy định điều khiển - Tổng dung lợng hiệu dụng = dung lợng đĩa cứng nhỏ * (số đĩa cứng 1) - Bảo vệ liệu: tốt - Tính linh hoạt: tốt Hầu hết điều khiển Raid hỗ trợ chức gắn nóng (Hot plugged-in) mà không ảnh hởng tới hoạt động hệ thống Ngoài công việc phục hồi cố đơn giản - Đặc trng: Một loại Raid cao cấp dành cho máy tính để bàn Sử dụng kỹ thuật Striping kết hợp với Parity, Raid ®em ®Õn cho ngêi dïng tèc ®é cao khả linh hoạt cần thiết Trớc Raid đợc dùng cho hệ thống máy chủ hay máy trạm làm việc cao cấp Hiện Raid dùng cho máy tính để bàn có bớc đột phá công nghệ chế tạo bo mạch chủ nhà sản xuất.Tuy nhiên Raid lại bị hạn chế hiệu ghi liệu - Khuyến cáo: dùng cho hệ thống chơi game cao cấp, hệ thống cần tác vụ ghi đĩa nh máy chđ web, m¸y chđ mail, m¸y chđ game,… 3.2.5 Raid + Loại Raid kết hợp loại Raid Raid Khi có hệ thống lu trữ nhanh nh Raid an toàn nh Raid Raid + yêu cầu tối thiểu phải có ổ cứng, liệu đợc ghi đồng thời lên đĩa cứng, với ổ dạng Striping tăng tốc ổ dạng Mirroring lu Dung lợng lu trữ hệ thống = 1/2 tỉng dung lỵng ỉ cøng, vÝ dơ chóng ta có ổ cứng dung lợng 80GB dung lợng lu trữ hệ thống (4*80)/2 = 160GB 3.2.6 JBOD JBOD (Just a Bunch of Disk) thùc tÕ dạng Raid thống, nhng lại có số đặc điểm liên quan tới Raid đợc đa số thiết bị điều khiển Raid hỗ trợ JBOD cho phép gắn ổ đĩa tùy chọn vào điều khiển Raid (trong giới hạn cho phép) Sau đĩa cứng đợc kết hợp lại thành đĩa cứng lớn cho hệ thống sử dụng Ví dụ: gắn vào điều khiển Raid ổ cứng 10GB, 20 GB, 30GB thông qua điều khiển Raid có hỗ trợ JBOD máy tính nhận ổ đĩa 60GB JBOD không cải thiện hiệu năng, không mang lại giải pháp an toàn liệu, kết nối tổng hợp dung lợng mà 3.2.7 Một số loại Raid khác Ngoài loại Raid đợc đề cập trên, chúng tao gặp số loại Raid khác nhng không đợc sử dụng rộng rÃi mà giới hạn hệ thống máy tính phục vụ mục đích riªng nh: Level (Bit – Inter Leavel Parity), Level (Dedicated Drive), Level (In dependent Data Diks with Double Parity), Level 10 (Stripe of Mirrors, ngợc lại với Raid + 1), Level ( th¬ng hiƯu cđa tập đoàn Storage Computer cho phép thêm đệm Raid Raid 4), Raid S (phát minh tập đoàn EMC đợc sử dụng hệ thống lu trữ họ) Bên cạnh số biÕn thĨ kh¸c, vÝ dơ nh Intel Matrix Storage cho phÐp ch¹y Raid + víi chØ ỉ cong Raid 1.5 DFI hệ máy BMC 865, 875 Chúng có nhiều điểm khác biệt nhng đa phần cải tiến phơng thức Raid truyền thống Chơng Lựa chọn thiết bị, thiết lập thử nghiệm 4.1 Lựa chọn thiết bị Để xây dựng hệ thống Raid, điều cần lu ý lựa chọn điều khiển thích hợp Các điều khiển Raid thờng dới dạng Card đợc giao tiếp với máy tính qua khe cắm mở rộng (ví dụ khe cắm PCI) đợc tích hợp bo mạch chủ duới hai dạng: tích hợp chipset hay sư dơng chip ®iỊu khiĨn Raid cđa h·ng thø nh: Promise, Technology, Silicon Image,… HiƯn ®a sè dòng chipset nh: Intel 915/925/945/955/965/975 với điều khiển cầu nam tơng ứng ICH6R/ICH7R dòng chipset NVIDIA nForce, ATI Xpress, hỗ trợ cho Raid Công việc cần làm mua số lợng đĩa cứng theo yêu cầu loại Raid thiết lập trình điều khiển Raid bo mạch chủ Hiện hầu hết bo mạch chủ hỗ trợ hai chn Raid vµ Raid NÕu mn sư dơng Raid 5, hay loại Raid mang tính kết hợp khác nh Raid + hay Raid 10 phải sử dụng bo mạch chủ tơng ứng đợc hỗ trợ chuẩn Raid Đối với ổ cứng nên chọn loại có giao tiếp tiên tiến nh SATA/SATA II trở lên để phát huy tối đa hiệu Raid, tốt sử dụng ổ cứng chuẩn SCSI Tốt đĩa cứng dÃy nên thuộc chủng loại nh đặc điểm kỹ thuật nh: dung lợng, tốc độ vòng quay, chuẩn giao tiếp để hiệu hệ thống cao nhÊt VÝ dơ ch¹y Raid víi mét æ cøng 80GB SATA 7200rpm vµ mét æ cøng 120GB SATA II 10000rpm hiệu tổng thể 160 GB SATA 7200rpm mà Ngoài hệ thống Raid Raid 5, việc lựa chän kÝch thíc block (hay stripe size) cã ý nghÜa quan trọng hiệu hoạt động, thờng chọn stripe size từ 32 đến 128KB Dới bảng so sánh đánh giá hiệu loại Raid phổ biến Raid Đọc ngẫu nhiªn RÊt tèt Tèt Raid +1/1 +0 RÊt tèt Ghi ngẫu nhiên Đọc liệu định Ghi liệu định Độ tin cậy liệu Rất tốt Xuất sắc Xuất sắc Kém Khá Rất tốt Tốt Tốt Xuất sắc Khá Rất tốt Khá Tốt Khá Xuất sắc 50% RÊt tèt Tèt (n-1)/n (n-1)/n Dung lỵng hiƯu dơng 100% (%) Raid Rai 4.2 ThiÕt lËp Raid Để sử dụng chức Raid cho máy tính, cần phải cài phần mềm hệ điều hành , thông qua phần cứng chuyên dụng để điều khiển dòng liệu di chuyển từ máy tính tới ổ cứng Việc thiết lập thông số cho hƯ thèng Raid t theo tõng bé ®iỊu khiĨn hay bo mạch chủ có đặc điểm khác nhau, nhng bao gåm c¸c bíc sau: a) KÕt nèi c¸c ổ đĩa vào bo mạch chủ card Raid (nếu sử dụng điều khiển dới dạng card rời) b) Kích hoạt chức hỗ trợ Raid kết nèi bo m¹ch chđ (thêng n»m Menu Intergrated Peripherals) c) Lu thiết lập khởi động lại máy Lúc trình khởi động (boot up) máy bao gồm thêm bớc đồng đĩa cứng dÃy Raid, nhấn tổ hợp phím đợc yêu cầu hình (tuỳ loại bo mạch chủ, thông thờng Ctrl + F10 F4) để vào hình cài đặt Raid Sau đà đăng nhập vào hình cài đặt, tuỳ điều khiển Raid khác nhau, song công việc cần làm chủ yếu bao gồm: - Chọn loại Raid sử dụng - Thêm vào (add) đĩa cứng vào dÃy đĩa Raid - Thiết lập block size (stripe size) - Lu lại thông số khởi động lại máy Bớc cuối tiến hành định dạng (format) cho ổ đĩa Raid cài hệ điều hành 4.3 Cách Setup Raid cho máy tính để bàn Bc 1: Chuẩn bị công cụ thiết bị Để xây dựng RAID bạn cần hai ổ cứng giống hệt model, thương hiệu, dung lượng điều khiển RAID Hầu hết máy tính tích hợp sẵn RAID bo mạch chủ, khơng có bạn mua điều khiển RAID cắm thông qua khe PCI PCI Express Trong hướng dẫn này, ta sử dụng thành phần sau : • Ổ cứng : Hai ổ Samsung HD160GB • Cáp : hai cáp SATA • Bộ điều khiển RAID: card Adaptec 1220SA hai cổng SATA RAID PCI Bước : Gắn tất ổ cứng Một vài PC không cần công cụ trợ giúp cho việc gắn ổ cứng Bạn việc đặt khớp lên gờ đẩy vào Nếu máy tính bạn cịn trống đặt cách xa để bảo đảm yêu cầu tản nhiệt Bước : Kết nối ổ cứng với cổng SATA Kết nối ổ cứng với cổng SATA 1, trừ tài liệu kèm với điều khiển RAID yêu cầu bạn gắn vị trí khác.Nếu bạn có thiết bị SATA khác, ví dụ ổ đĩa DVD bạn cần gán cho chúng cổng SATA có số cao Sau cắm dây nguồn cho ổ cứng Bước : Kiểm thiết lập BIOS Vào hình BIOS - thơng thường cách nhấn phím Del, F2 tùy loại BIOS bạn Sau kiểm tra để bảo đảm tất cổng SATA mà bạn cần sử dụng bật (enabled) Kế tiếp, vơ hiệu hóa (disable) cổng SATA khơng sử dụng (Một vài card điều khiển RAID gặp lỗi cổng khơng có ổ cứng) bật chức RAID Lưu lại thiết lập khởi động lại hệ thống Bước : Mở tiện ích cấu hình RAID Sau khởi động, quan sát thông tin xuất trước tải Windows lên Tìm thông điệp phát từ điều khiển RAID bạn phép truy cập vào tiện ích cấu hình RAID Trong trường hợp này, ta nhấn Ctrl-I để mở tiện ích bạn phải sử dụng tổ hợp phím khác Bước : Gán ổ cứng vào dãy RAID Sử dụng tiện tích RAID Configuration Utility để chọn ổ cứng tham gia gia vào dãy chọn cấp độ RAID Thao tác xóa tồn liệu ổ cứng bạn, bạn cần lưu tồn hệ thống trước thực Sau tạo xong dãy RAID, bạn cài đặt Windows khơi phục lại gói lưu Bước : Sử dụng phần mềm RAID để quản lý dãy Phần mềm Matrix Storage Console Intel (đi kèm với card điều khiển RAID) cho phép bạn quản lý ổ cứng dãy, kiểm tra tình trạng chúng, chí thêm ổ cứng vào dãy tất thực Windows Nếu bạn không thấy hết tất ổ cứng cửa sổ này, mở Device Manager (gõ devmgmt.msc vào hộp thoại Run) từ trình đơn Action, chọn "Scan for hardware changes" Lưu ý, dãy hoạt động, Device Manager Disk Manager thấy cng 4.4 Thử nghiệm thực tế Thử nghiệm đợc tiến hành máy tính cá nhân (PC) có cấu hình nh nhau: - Bo mạch chủ DFI NF4 SLI – DR Expert sư dơng chipset NVIDIA nForce SLI - Bé vi xö lý AMD Athlon 64 3700 + San Diegeo @ 2.8 GHz - Bé nhí chÝnh x 512 MB Corsair XLPT DDR 400 @ DDR 600 CL 2.5-3-3-7 - Card đồ hoạ Leadtek 7800GT - Bộ nguồn Cooler RealPower 550W - Hệ điều hành Microsoft Windows XP Media Center Edition 2005 Kh¸c biƯt hệ thống cấu hình Raid: hai thƯ thèng Raid vµ Raid sư dơng hai ỉ cøng Maxtor Diamond Plus 120GB SATA 150, hƯ thèng Raid sư dơng ®Üa cứng loại Dới kết thử nghiệm hiệu chế độ Raid Raid víi ®Üa cøng, cïng víi Raid víi đĩa cứng Maxtor SATA 150 chơng trình Benchmark PCMark05 với thử nghiệm điểm số tống thể (HDD Sorce) thông số cụ thể nh XP Starup, Applicatin Loading, General Usage, Virus Scan vµ File Write - Điểm số HDD (càng cao tốt): HDD XP Startup (cµng cao cµng tèt): - HDD – Application Loading (cµng cao cµng tèt): - HDD – General Usage (cµng cao cµng tèt): - HDD – Virus Scan (cµng cao cµng tèt): - HDD – File Write (cµng cao tốt): Kết luận Raid nh công nghệ phần cứng khác bắt nguồn từ nhu cầu ngày cao từ phía ngời tiêu dùng, mà cụ thể nhu cầu có hệ thống lu trữ có dung lợng lớn bảo vệ an toàn cho liệu đợc lu trữ Từ công nghệ Raid đà đời để đáp ứng nhu cầu hệ thống lu trữ hệ thống máy tính Raid hỗ trợ hệ thống lu trữ với nhiều tiện ích khác tuỳ vào phiên đợc áp dụng Giá trị mà Raid mang lại cho hệ thống lu trữ an toàn, tăng hiệu ghi đọc liệu Với Raid cho ta hiệu ghi đọc liệu nhanh nhiên hệ thống lu trữ không an toàn cần ổ đĩa cứng bị hỏng toàn liệu biến Đối với Raid Raid đem lại cho hệ thống an toàn cho liệu lu trữ ỉ cøng hƯ thèng gỈp trơc trỈc, ta chØ cần thay ổ cứng khác xong Đối với loại Raid có u khuyết điểm riêng tuỳ vào mục đích sử dụng mà ta chọn loại Raid phù hợp cho hệ thống lu trữ ... để đáp ứng nhu cầu hệ thống lu trữ hệ thống máy tính Raid hỗ trợ hệ thống lu trữ với nhiều tiện ích khác tuỳ vào phiên đợc áp dụng Giá trị mà Raid mang lại cho hệ thống lu trữ an toàn, tăng hiệu... ghi đọc liệu nhanh nhiên hệ thống lu trữ không an toàn cần ổ đĩa cứng bị hỏng toàn liệu biến Đối với Raid Raid đem lại cho hệ thống an toàn cho liệu lu trữ ổ cứng hệ thống gặp trục trặc, ta cần... nh công nghệ phần cứng khác bắt nguồn từ nhu cầu ngày cao từ phía ngời tiêu dùng, mà cụ thể nhu cầu có hệ thống lu trữ có dung lợng lớn bảo vệ an toàn cho liệu đợc lu trữ Từ công nghệ Raid đÃ