RAID Teknolojileri ve Aralarındaki Farklar

Merhaba,
Bu yazımızda Raid teknolojileri ve aralarında farkları genel olarak sizlere aktaracağım.

RAID TEKNOLOJİLERİ

Özet

1. RAID Nedir?

1.1. Şeritleme


2. RAID Kontrolcüleri ve Performans Avantajları

2.1. Donanım – Yazılım RAID

2.1.1. Donanım (akıllı) RAID

2.1.2. Yazılım RAID

2.2. Tampon Bellek

3. RAID Konfigurasyon Dizinleri

3.1. RAID 0

3.1.1. Karakteristik Özellikler

3.1.2. Avantajları

3.1.3. Dezavantajları

3.1.4. Kullanım Alanları

3.2. RAID 1

3.2.1. Karakteristik Özellikler

3.2.2. Avantajları

3.2.3. Dezavantajları

3.2.4. Kullanım Alanları

3.3. RAID 0+1

3.3.1. Karakteristik Özellikler

3.3.2. Avantajları

3.3.3. Dezavantajları

3.3.4. Kullanım Alanları

3.4. RAID 2

3.4.1. Karakteristik Özellikler

3.4.2. Avantajları

3.4.3. Dezavantajları

3.5. RAID 3

3.5.1. Karakteristik Özellikler

3.5.2. Avantajları

3.5.3. Dezavantajları

3.5.4. Kullanım Alanları

3.6. RAID 4

3.6.1. Karakteristik Özellikler

3.6.2. Avantajları

3.6.3. Dezavantajları

3.7. RAID 5

3.7.1. Karakteristik Özellikler

3.7.2. Avantajları

3.7.3. Dezavantajları

3.7.4. Kullanım Alanları

3.8. RAID 53

3.8.1. Karakteristik Özellikler

3.8.2. Avantajları

3.8.3. Dezavantajları

3.9. RAID 6

3.9.1. Karakteristik Özellikler

3.9.2. Avantajları

3.9.3. Dezavantajları

3.10. RAID 7

3.10.1. Karakteristik Özellikler

3.10.2. Avantajları

3.10.3. Dezavantajları

3.11. RAID 10

3.11.1. Karakteristik Özellikler

3.11.2. Avantajları

3.11.3. Dezavantajları

3.11.4. Kullanım Alanları

3.12. Bazı RAID Konfigurasyonlarının Temel Özellikleri


4. RAID Kullanımının Yararları

4.1. Bilginin Korunması ve Ulaşılabilirliği

4.2. Performans

4.3. Veri Saklama Kapasitesi

5. RAID Teknolojisi ve Pazar Durumu


6. Piyasada Bulunan Farklı RAID Ürünleri

6.1. Iomega StorCenter px6-300d / HP 3PAR StoreServ 7200 2-node Storage Base

6.2. HP Smart Array P812/1G FBWC 2-ports Int/4-ports Ext PCIe x8 SAS Controller

ÖZET

“RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) Teknolojileri” isimli raporun ilk kısmında RAID kavramı açıklanmıştır. RAID sisteminin temel çalışma prensibi ana hatlarıyla belirtilmiş, gerekli olan donanım veya yazılım ile ilgili bilgiler verilmiştir.Bu bilgiler içerisinde grafiklerle bazı karşılaştırmalarda yapılmıştır.Ayrıca bahsi geçen donanım parçalarının bazı şekilleride raporun bu kısmına eklenmiştir. Ayrıca RAID tanımı yapılırken çeşitli konfigurasyonlara sahip olduğuda belirtilmiştir.

Raporun ikinci kısmında ise farklı RAID konfigurasyonları ayrıntılı bir şekilde açıklanmıştır. Açıklama yapılırken her bir seviye için karakteristik özellikleri, avantajları, dezavantajları ve kullanım alanları ayrı konu başlıkları ile açıklanmıştır.Her bir konfigurasyonun şekli rapora eklenmiş ve şekil hakkında bazı açıklamalarda yapılmıştır. Bu bölümün sonunda ise tanıtılan RAID konfigurasyonlarından bazılarının temel özellikleri tablo haline getirilmiştir.

RAID konfigurasyonları anlatıldıktan sonra, RAID sistemleri ile çalışmanın kullanıcıya getirdiği yararlar yeni bir konu başlığı ile belirtilmiştir. İlerleyen bölümlerde ise RAID Teknolojisinin şu anki pazar durumu rakamlar verilerek anlatılmıştır.

Raporun son kısmında, şuan piyasada bulunan bazı RAID sistemlerinin ve RAID kontrolcülerinin resimleri ile beraber kısa bir tanıtımı yapılmış, bazı ürünlerin fiyat listesi verilmiştir.Listedeki fiyatlar, raporun yazıldığı gün itibarı ile rapora aktarılmıştır.Son olarakta raporun hazırlanılması esnasında kullanılan kitap, dergi isimleri verilmiş ve yararlanılan internet sitelerinin adresleri kaynakçaya eklenmiştir.


1. RAID NEDİR?

Günümüzde sıklıkla kullanılan IDE diskleri yüksek çözünürlüklü grafiksel, video ve resim işleme uygulamalarını gerçekleştirmede istenilen performansı sağlayamamaktadır. Bu sorunu gidermek yani sistemin performansını arttırmak için değişik yöntemler kullanılabilir. Akla ilk gelen çözümlerden biri IDE diskleri yerine SCSI disklerini kullanmaktır. AncakSCSI diskiyle birlikte SCSI kontrol kartıda alınmalıdır ki bu bize performansın ve esnekliğin yanında yüksek maliyetide beraberinde getirmektedir. Bu durumda yüksek maliyetli SCSI disklerini yerine RAID disklerini kullanmak daha avantajlı hale gelmektedir.

RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks- Pahalı Olmayan Fazlalık Disk Dizinleri) diskleri 1987 yılında California Berkeley Üniversitesi profesörlerinden Garth Gibson, Randy Katz ve David Petterson tarafından tanıtılmıştır. RAID sisteminin temel mantığı birden fazla sabit diskten bir dizin oluşturarak bu dizinin bilgisayar tarafından tek bir mantıksal sürücü olarak algılanmasını sağlamaktır. Bu sayede disklerin tek başlarına gerçekleştiremedikleri işlemler yerine getirilmekte ve uygulanan RAID konfigürasyonunun çeşidine göre daha fazla performans, daha fazla veri güvenliği veya her ikisi de elde edilebilmektedir.



Şuanda piyasada bulunan çeşitli RAID konfigürasyonları hata toleransı ve yüksek performans için farklı nitelikler sunmaktadır. Veriyi disk dizinleri üzerinde farklı yollardan dağıtmak, hata kontrol bilgilerini yine bu disk dizinlerine farklı yöntemler kullanarak yerleştirmek tüm bu niteliklerin oluşmasını sağlar.Çeşitli karakteristik özellikler taşıyan değişik dizin mimarileri vardır.

RAID sistemleri için farklı konfigürasyon seçenekleri bulunduğundan yukarıdaki paragraflarda bahsedilmişti. Bu konfigürasyonlar RAID Level X (X yerine rakam gelmektedir) şeklinde ifade edilmektedir.

Genel kanı her zaman için yüksek numaraların daha iyi bir performans sağlayacağı şeklindedir. Fakat, farklı RAID seviyeleri performansı değil, farklı farklı RAID sistemi karakteristik özelliklerini simgelemektedir.En uygun RAID seviyesi uygulamaların niteliğine göre belirlenmelidir. Ayrıca performansın kullanılan RAID yazılımı ve donanımına da büyük ölçüde bağlı olduğu unutulmamalıdır.

Yazılım RAID veya donanım RAID disk dizinlerini yöneterek herhangi bir anda sürücü hatasında oluşabilecek veri kayıplarını engellemektedir.Herhangi bir disk hatası durumunda RAID konfigürasyonlarının sağladığı olanaklar ile en son parite bilgilerinin kayıt edildiği diskten parite bilgileri okunarak kayıp verielr tekrar inşa edilebilir. Verinin dizin mantığı ile disklere yerleştirilmesi de yüksek performans sağlamaktadır.

1.1 ŞERİTLEME

Bir RAID grubunun üyesi olan disk sürücüleri şerit denilen ve boyutları en az bir sektör uzunluğunda olan parçalara ayrılmıştır.

Disk alanı her sürücünün şeritlerinden oluşturulur. Bu sayede veri tek bir diske yazılacağına her bir diskin şeritlerine yazılır. Şerit büyüklüğü uygulamaya bağlıdır. I/O ağırlıklı uygulamalar geniş şerit büyüklüğü isterken, veri ağırlıklı uygulamalar küçük şerit büyüklüğü istemektedir. I/O ağırlıklı uygulamalarda geniş şerit büyüklüğü kullanılarak her diskte farklı bir I/O işlemi gerçekleştirilebilir ve böylece aynı anda yapılan I/O işlem sayısı maksimum boyutlara çıkartılabilir. Veri ağırlıklı uygulamalarda ise küçük şerit büyüklüğü kullanılarak büyük kayıtlara erişim daha hızlı bir şekilde yapılır. Bunun sebebi verilerin disklerin şeritlerine dağıtılmış olması ve paralel olarak transfer edilebilmesidir.

2. RAID KONTROLCÜLERİ VE PERFORMANS AVANTAJLARI

RAID kontrolcüleri bir çok değişik özelliğe sahip olup IDE veya SCSI hard disk arayüzlerini de beraberinde getirmektedir.Bu iki protokol arasında başta kullanım alanları olmak üzere çok büyük farklılıklar bulunmaktadır. IDE, sürücü ve kontrolcülerinin uygun fiyatlı olmasından dolayı ev kullanımı için tercih edilmekte, RAID 1 veya aynalama metodunu kullanarak alternatif bir backup ünitesi olmaktadır. Bir diğer taraftan SCSI ise her seviyedeki sunucular ve iş istasyonları kullanımı için ideal sayılmaktadır. Bunun sebebi sahip olduğu özelliklerin sağladığı teknolojik avantajlardır. Bu özellikler arasında 160MB/saniye aktarım oranı, 4’ten fazla sürücünün konfigurasyonunun yapılabilmesi, komut kuyruğu, I/O adresleme, ve çoklu üstüste bindirilmiş komutlar sayılabilir. RAID teknolojisinin SCSI kartları üzerinde kullanılabilmesiyle, SCSI’de kullanılan kurallar SCSI RAID kontrolcüsü için de geçerli hale gelmektedir. SCSI RAID kartları UW, U2W, Ultra160, bir, iki veya üç kanal, ISA, 32 veya 64 bit PCI ve sayısı 15’e kadar çıkabilen ön kanal sürücülerini desteklemektedir. SCSI RAID kartları disk dizinlerinin performanslarını yükseltmek için dizayn edilmişler ve sahip oldukları kendilerine has özelliklerle performans yükselişine yardımcı olmuşlardır. Performansı yükseltmek için kullandıkları en önemli özellikler donanım(akıllı) RAID ve tampon bellek(cache) kullanımıdır.

Aşağıdaki resimde harici RAID kart görmekteyiz.


2.1 DONANIM - YAZILIM RAID

2.1.1 Donanım (akıllı) RAID:

Tüm RAID fonksiyonları, üzerinde kendi işlemcisini bulunduran RAID kontrolcüsü tarafından gerçekleştirilmektedir. En sık kullanılan RAID kontrolcü işlemcisi Intel i960 çip’idir. Intel i960 çipi 33, 41, 80 MIPS gibi değişik hızlara sahip olabilir. Bu kontrolcü sayesinde, RAID sisteminin bilgisayarın işlemcisine, ana belleke ve işletim sistemine bağımlılığı ortadan kalkar, aynı zamanda etkin bir kullanım gerçekleşmiş olur.

2.1.2 Yazılım RAID:

RAID kontrolcü kartında, donanım RAID kontrolcü kartında olduğu gibi bir işlemci bulunmaz. Tüm RAID fonksiyonları bilgisayarın kendi işlemcisi tarafından gerçekleştirilir. İşlemciye, ana belleke ve işletim sistemine bağımlı bir RAID sistemidir. İşlemci kullanıcı isteklerini karşılayacağına RAID fonksiyonlarıyla ilgilendiği için sistemin toplam performansını olumsuz yönde etkilemektedir. Donanım RAID’e göre maliyeti daha düşüktür.



Yukarıda akıllı RAID ile yazılım RAID grafikleri verilmiştir. Ilk grafikte bir yazılım RAID kartının ancak değişen dosya büyüklükleri için aktarım oranı ölçümlerinde iyi sonuçlar verdiği görülmektedir. İkinci grafikte ise yükleme işleminin ne kadarının sistemin işlemcisi (CPU) tarafından yapıldığı görülmektedir. Dosya büyüklüğü arttıkça sistemin işlemcisine yapılan istek artmaktadır. Bu durum gerçek sunucu sistemlerinde kötü sonuçlar doğurmaktadır. CPU ana fonksiyonlarını yerine getireceğine başka işlerle ilgilendiği için sistem olumsuz yönde etkilenmekte, toplam performans düşmektedir. DPT gibi akıllı RAID kartlarında ise Intel i960 çipi sayesinde sistemin işlemcisi RAID I/O işlemleriyle ilgilenmek zorunda olmadığı için oldukça rahatlamakta, system performansı yükselmektedir.

2.2 TAMPON BELLEK

Bir çok RAID kontrolcüsü karta birleştirilmiş olan bir tampon bellek sahasına sahiptir.Bu bellek alanı disk dizinlerinin performansını önemli ölçüde etkilemektedir. Aynı sistemin tampon bellek sahasında olduğu gibi verilere bu bellek sahasından ulaşılabilir. Bu özellik diskimizdeki verilere en hızlı şekilde ulaşılabilinmesini sağlamaktadır. Bütün DPT kontrolcüleri büyüklüklükleri karta göre 4 ile 16MB arasında değişen ve 64 ile 256MB’a kadar yenilenebilinen tampon bellek bölgelerine sahiptir.

3. RAID KONFİGURASYON DİZİNLERİ

Farklı RAID konfigurasyonları kullanıcılara farklı kullanım özellikleri sunmaktadır. Her bir konfigurasyon, performans, veri ulaşılabilirliği, hata toleransı ve kapasite gibi önemli alanlarda kullanıcıya avantajlar sağlamaktadır.

3.1 RAID 0

3.1.1 Karakteristik özellikler:

RAID 0 konfigurasyonunda RAID kontrolcüsüne en az iki disk bağlanarak bir disk dizini oluşturulur. Bu dizindeki diskler “şerit” adı verilen bloklara ayrılmışlardır. Bu sayede veri aynı anda tek bir disk yerine birden fazla diske yazılmaktadır. Disk sayısı, disklerdeki şerit sayısı ve her bir şeritin boyutu kullanıcıya bağlıdır. Genelde RAID sistemlerinde şerit sayısı 3 ile 10 arasında değişmektedir.



Şekilde disk dizininin şeritlere ayrılışı gösterilmiştir. Elimizde yazılması gereken 8 harfli bir kelime olduğunu düşünelim. “ABCDEFGH” kelimesi bu disk dizinlerine sırasıyla her bir disk şeritine bir harf gelecek şekilde yerleştirilir. Örneğin “A” harfi disk1’in ilk şeritine,“B” harfi disk2’nin ilk şeritine yerleştirilmektedir.

3.1.2 Avantajları:

· RAID 0 konfigurasyonunun kullanılmasıyla sistemin veri yazma ve okuma performansı ciddi bir şekilde artmaktadır çünkü yazdırılan veri kaç tane disk bağlıysa o kadar diske paylaştırılarak aynı anda yazılmaktadır. Okuma işleminde de paylaştırılmış veri her bir diskten aynı anda okunmaktadır.

· Oldukça basit bir dizayna sahiptir.

· Parite işlemleri içermemektedir.

· Kullanımı kolaydır.


3.1.3 Dezavantajları:

· RAID 0 konfigurasyonunda hata toleransı diye bir şey söz konusu değildir. Disklerden bir tanesi kullanılmaz hale geldiğinde saklanan tüm veri kaybedilir. Bu yüzden saklanılan verinin önemli olduğu kritik uygulamalarda kullanılmamalıdır.

· Tüm bu sebeplerden dolayı RAID 0 konfigurasyonu tam bir RAID uygulaması olarak kabul edilmemektedir.

3.1.4 Kullanım Alanları

· Video üretimi ve yayımlanması

· Grafiksel uygulamalar

· Ön baskı uygulamaları

· Yüksek band genişliği isteyen uygulamalar

3.2 RAID 1

3.2.1 Karakteristik Özellikler:

RAID 1 konfigurasyonu “disk aynalama” (mirroring) denilen bir metot kullanmaktadır. Disk aynalama metotunda iki veya daha fazla disk kullanılmaktadır. Bu disklerin birisindeki bilgiler diğer diske eşzamanlı olarak kayıt edilmektedir.



Şekilde görüldüğü gibi disk1’de saklanan “ABCD” bilgisi aynalama metotu ile disk2’ye kopyalanmıştır.

3.2.2 Avantajları:

· %100 veri güvenliği amaç edinilmiştir. Disklerden birine zarar gelse bile aynı bilgi diğer bir diskte de bulunacağından verinin kaybolması söz konusu değildir. Bu sebepten dolayı verilerin kritik önem taşıdığı durumlarda RAID 1 konfigurasyonu kullanılmalıdır.

· RAID 1 konfigurasyonu bazı durumlarda performansın arttırılmasına da yardımcı olabilir.Örneğin aynı bilgi için birden fazla kullanıcıdan istek olursa bu bilgi iki ayrı diskten paralel olarak kullanıcılara dağıtılabilir.

3.2.3 Dezavantajları:

· Aynı bilgiye aynı anda iki ayrı istek yapılmadığı sürece diskten veri okuma performansına çok fazla katkısı yoktur.

· Aynalama metotunun kullanılmasından dolayı yazma işlemi, yalnız başına kullanılan tek diskli bir sisteme göre daha yavaş yapılmaktadır.

· Aynı büyüklükte veriyi bir yerine iki diskte depoladığımız için maliyeti yüksektir.

3.2.4 Kullanım Alanları

· Muhasebe uygulamaları

· Ücret bordrosu uygulamaları

· Mali uygulamalar

3.3. RAID 0+1

3.3.1 Karakteristik Özellikler:

RAID 0 ve RAID 1 konfigurasyonları bu system çatısı altında toplanmıştır. Bu RAID konfigurasyonunu oluşturabilmemiz için en az 4 diske ihtiyaç duyulmaktadır. İki disk bir dizi oluştururken diğer iki disk te bunların kopyası (aynalanmış hali) olmaktadır. Yani eşzamanlı olarak yedeğini almaktadır.



Şekilde görüldüğü gibi “ABCDEFGH” bilgisi disk1 ve disk2 ’ye RAID 0 konfigurasyonu mantığı ile yazılmıştır. Disk3 ve disk4 ise RAID 1 konfigurasyonundaki aynalama metotu kullanılarak disk1 ve disk2 ‘nin eşzamanlı olarak kopyalanmasıyla oluşmuşlardır.

3.3.2. Avantajları:

· Veri güvenliği ön planda tutulurken, performans artışı da ihmal edilmemiştir. Hata toleransı üst seviyelerdedir, disklerden birine zarar gelmesi durumunda veri kaybı söz konusu değildir. Disklerden okuma ve yazma işlemleri hızlı bir şekilde gerçekleştirilebilmektedir.

3.3.3. Dezavantajları:

· Tüm sürücüler parallel olarak çalışmak zorunda olduğu için yazma işlemi sistemin performansını düşürmektedir. Sebep aynı bilginin eşzamanlı olarak bir değil iki diske birden yazılıyor olmasıdır.

· Fiyat açısından bakıldığında minimum 4 diske ihtiyaç duyulması yüksek bir maliyet getirmektedir.

3.3.4. Kullanım Alanları

· Grafiksel uygulamalarda

· Genel dosya sunucularında



3.4. RAID 2

3.4.1. Karakteristik Özellikler:

Saklanacak bilgiler bir disk dizininde; bu bilgilere ait hata düzeltme kodları ise ayrı bir disk dizininde bulunacak şekilde yerleştirilir. RAID 2 konfigurasyonunda hata toleransı için “Hamming Code” hata düzeltme kodu kullanılmaktadır. Hata düzeltme kodu (ECC) bellek hatalarını tarama ve düzeltme amacıyla kullanılmaktadır.



Disk dizininden bir okuma işlemi yapıldığında ECC degerleri yeniden hesaplanır ve bu hesaplanan değer diskte tutulan değerlerle karşılaştırılır. Böylece bir hata oluşup oluşmadığı ve bir düzeltmeye ihtiyac olup olmadığı görülebilir. Hata bulunursa disklerdeki değerler kullanılarak veri düzeltilebilir.

3.4.2. Avantajları:

· Hamming hata düzeltme kodu sayesinde herhangi bir diskte hata oluştuğunda bu hata düzeltilebilir.Yüksek seviyede hata toleransına sahiptir. (Birden fazla hatalı disk olsa bile)

· Hata düzeltme işlemleri donanım tarafından yapılırsa oldukça yüksek hızlarda veri aktarımı gerçekleştirilebilir.

· RAID 3,4,5 konfigurasyonlarıyla karşılaştırıldığında RAID 2 oldukça basit yapıda bir kontrolcüye sahiptir.

3.4.3. Dezavantajları:

· Günümüz disk sürücüleri zaten hata düzeltme kod bilgilerini içermektedir. Bu yüzden RAID 2 konfigurasyonu çok kullanılan ve tercih edilen bir konfigurasyon değildir.

· Kontrolcüye çok yük getirmektedir.

· Hata düzeltme kodlarının tutulduğu disk sayısının fazla olması nedeniyle maliyeti oldukça yüksektir.



3.5. RAID 3

3.5.1. Karakteristik Özellikler:

RAID2 konfiurasyonunun basitleştirilmiş halidir. RAID 3 konfigurasyonunda saklanacak olan bilgi şeritlenmiş disk dizinine yerleştirilir. Ayrıca bir diskte de parite bilgilerinin saklanması için sisteme dahil edilir. Parite bilgilerinin saklandığı disk te şeritlere ayrılmıştır. Parite diskindeki her bir şerit aynı dizide bulunan veri şeritlerine ait parite bilgisini bulundurur. Bu parite bilgisi “EXCLUSIVE OR” fonksiyonu kullanılarak bulunmaktadır.

Herhangi bir disk hatası durumunda; kontrolcü hatalı diskin tüm şerit bilgilerini ‘0’ (sıfır) kabul eder. Yeni bir parite biti hesaplanır ve bu bitin parite diskindeki parite bilgisiyle uyuşup uyuşmadığı kontrol edilir. Eğer bu iki bit uyuşmazsa hatalı diskteki bilginin ‘0’ degil ‘1’ olduğu anlaşılır.



Şekilde de görüldüğü gibi A0, A1, A2, A3 sırasıyla disk1, disk2, disk3, ve disk4’e yerleştirilmişlerdir. A0, A1, A2, A3 bitlerinin EXCLUSIVE OR kapısından geçirilmesiyle parite biti elde edilmiş ve bu parite biti disk5’e yerleştirilmiştir.

3.5.2. Avantajları:

· Verileri içeren disk dizinlerine parallel ve eşzamanlı olarak ulaşılması system performansını arttırmakta ve okuma / yazma işlemlerinde yüksek hızda veri transferi sağlamaktadır.

· Herhangi bir diske zarar gelmesi durumunda parite bilgisi kullanılarak veri kaybı önlenmektedir. Hata toleransı bu şekilde sağlanmaktadır.

3.5.3. Dezavantajları:

· Parite diskine bir zarar gelmesi durumunda sistemin hata toleransı ortadan kaybolur.

· Disk dizinlerine çoklu yazma işlemi yapılması gerektiğinde parite diskine her yazma işlemi için erişilmesi gerektiğinden performans düşüşü gözlenebilir.

· Kontrolcüsünün dizaynı oldukça karmaşıktır.

3.5.4. Kullanım Alanları

· Gerçek zamanlı uygulamalarda

· Grafiksel uygulamalarda

· Video üretim ve yayımlanması

· Ön baskı uygulamaları

· Birim zamanda gerçekleştirilen işlem sayısı önemli olan uygulamalarda



3.6. RAID 4

3.6.1. Karakteristik Özellikler:

RAID 4 konfigurasyonu RAID 3 konfigurasyonuna benzer. RAID 3’ten farklı olarak geniş boyutta şeritler kullanılmaktadır ve bu sayede kayıtlar dizideki herhangi bir diskte bulunabilir (parite diski hariç). Örneğin, her bir şeritte k byte uzunluğunda bilgi depolandığında tüm şeritler EXCLUSIVE OR işleminden geçirilir ve yine k byte uzunluğunda bir parite şeriti elde edilir ve bu bilgi parite diskine yazılır. Herhangi bir disk hatası durumunda kaybedilen bilgiler parite diskindeki bilginin yardımıyla tekrar oluşturulur.



3.6.2. Avantajlar:

· Eğer bir disk kullanılamaz hale gelirse parite bilgisi sayesinde bilginin kaybolması engellenebilir. Hata toleransı tek disk hatası durumunda bu şekilde sağlanmaktadır.

· Yüksek performansta okuma işlemi gerçekleştirilebilir.

3.6.3. Dezavantajları:

· Parite diskine zarar gelmesi durumunda sistemin hata kontrol etkinliği kaybolmaktadır.

· Herhangi bir yazma işlemi yapılmak istendiğinde kontrolcü öncelikle parite bilgisini okumalı ve tekrar hesaplamalıdır. Ancak bu işlemlerden sonra bilgi diske yazılabilir. Bu yüzden yazma işlemlerinde ciddi bir performans düşüklüğü söz konusudur.

· Disk hatası durumunda kaybedilen bilginin tekrar oluşturulması diğer RAID konfigurasyonlarına göre daha zordur.



3.7. RAID 5

3.7.1. Karakteristik Özellikler:

RAID 4 konfigurasyonunda parite bilgilerinin tek bir diskte toplanması sisteme bir yük getirmekteydi. Bu olumsuzluk RAID 5 konfigurasyonu ile ortadan kaldırılmıştır. Parite bilgileri tek bir diskte tutulacağına tüm disklere dağıtılmıştır.

RAID 5 konfigurasyonu RAID 0 konfigurasyonundaki şeritleme metotunun performans katkısının yanı sıra parite hesaplamasındaki güvenlik özelliklerini de beraberinde getirmektedir. Bu sistem için en az 3 diske ihtiyaç duyulmakta ve tüm disklere hem veri hem de parite bilgileri yazılmaktadır.



Şekilde RAID 5 konfigurasyonundaki parite bitlerinin ve verilerin disklere nasıl yazıldığı görülmektedir. Bu şekilde yerleştirme tek bir parite diskine yüklenmeyi engellemektedir.

3.7.2. Avantajları:

· Herhangi bir disk hatası durumunda kaybedilen bilgiler diğer disklerdeki parite bilgilerinden yararlanılarak tekrar oluşturulabilir. Hata toleransı tek bir disk hatası durumunda bu şekilde sağlanmaktadır.

· Parite bilgilerinin tek bir diskte toplanmamış olması sistem etkinliğini arttırır.

· Tek bir disk ile karşılaştırıldığında daha yüksek bir okuma performansı sağlamaktadır.

3.7.3. Dezavantajları:

· Bir yazma işlemi yapılmak istendiğinde kontrolcü öncelikle parite bilgisini okumalı ve tekrar hesaplamalıdır. Ancak bu işlemlerden sonra bilgi diske yazılabilir. Bu yüzden yazma işlemlerinde ciddi bir performans düşüklüğü görülür.

· Kontrolcü dizaynı oldukça karmaşıktır.

· Disk hatalarında kaybolan bilgiyi yeniden oluşturmak zordur.

3.7.4. Kullanım Alanları

· Dosya ve uygulama sunucularında

· Veri tabanı sunucularında

· WWW, elektronik posta ve haber sunucularında

· Intranet sunucularında

3.8. RAID 53

3.8.1. Karakteristik özellikler:

RAID 3 konfigurasyonu aslında RAID 03 olarak adlandırılmalıdır. Çünkü RAID 0 konfigurasyonunda görülen şeritleme mantığı ile oluşturulan diziler RAID 3 konfigurasyonundaki gibi parçalara ayrılmışlardır.



Şekilde de görüldüğü gibi kullanılan ilk 3 diskte veri RAID 3 konfigurasyonundaki gibi disklere yerleştirilmiştir. İki disk veri için bir disk te o verilere ait parite bilgisini tutmak için görevlendirilmiştir. RAID 3 konfigurasyonuna ek olarak veri şeritleme mantığı ile iki diskte daha saklanmaktadır.


3.8.2. Avantajları:

· RAID 3 konfigurasyonu ile aynı hata toleransına sahiptir. Parite bilgisinin tutlması sayesinde disklerden birine zarar gelse bile bu diskte kaybedilen bilgi parite bilgisi ile yeniden oluşturulabilir.

· RAID 3’ten gelen dizi segmentleme metodu ile yüksek oranda veri aktarımı yapılabilir.

· RAID 0’dan gelen şeritleme metodu ile küçük istekler için yüksek oranda I/O işlemi gerçekleştirilebilir.


3.8.3. Dezavantajları:

· Maliyeti çok yüksektir.

3.9. RAID 6:

3.9.1. Karakteristik Özellikler:

RAID 6 konfigurasyonu RAID 5 konfigurasyonunun genişletilmesiyle oluşturulmaktadır. RAID 5 konfigurasyonuna ek olarak parite bilgilerinin saklandığı ikinci bir yapı karşımıza çıkmaktadır. İki boyutlu parite ile hata toleransı sağlanmaktadır.



Şekilde de görüldüğü gibi RAID 5 ‘teki disk dizinlerinin parite bilgilerine ek olarak her bir disk için o diske ait parite bilgisi de ayrı bir diskte tutulmaktadır. Örneğin her diskin ilk dizisindeki A0, B0 ve C0 bilgilerinin parite bilgisi disk4’te ilk şeritte tutulmaktadır. A diskine yani A0, A1, A2 bilgisine ait parite bilgisi ise disk4’te tutulmaktadır.

3.9.2. Avantajları:

· Parite bilgilerinin iki ayrı boyutta tutlmasıyla hata toleransı oldukça yükseltilmiştir. Kritik önem taşıyan verilerin saklanmasında güvenilirdir. Birden çok diske zarar gelse bile parite bilgileri sayesinde saklanan bilgi kurtarılabilir.

· Tek bir disk ile karşılaştırıldığında daha yüksek bir okuma performansı sağlamaktadır.

3.9.3. Dezavantajları:

· Kontrolcüsünün dizaynı oldukça karmaşıktır.

· Parite bilgisinin hesaplanması iki boyutta gerçekleştiği için kontrolcünün bu hesaplamayı yapması oldukça zor ve zaman alıcıdır.

· Yazma işlemlerinde performans oldukça düşüktür.

· İki boyutlu parite işlemi gerçekleştirildiği için N+2 tane diske ihtiyaç duyulur.

3.10. RAID 7:

3.10.1. Karakteristik Özellikler:

Gerçek zamanlı işletim sistemlerinde verinin çok hızlı bir şekilde işlenmesi önemlidir. Bu sebepten dolayı gerçek zamanlı işletim sistemleriyle kullanılmak üzere RAID 7 konfigurasyonu dizayn edilmiştir.

RAID 7 konfigurasyonu dizaynında veriler için ayrı diskler, bu verilerin parite bilgileri için farklı bir disk kullanılmaktadır. Ayrıca aşağıdaki şekilde de görüldüğü gibi, farklı bir bus yapısı kullanılmaktadır. X-bus diye adlandırılan bu yapı sayesinde tüm okuma ve yazma işlemleri tampon bellek merkezli olarak yüksek hızlarda gerçekleştirilebilir.



3.10.2. Avantajları:

· Parite hesaplamaları için extra veri transferine ihtiyaç duyulmamaktadır.

· Dizideki sürücü sayısının artışına bağlı olarak yazma performansı yükselir.

· Diğer dizi konfigurasyonlarına göre yazma performansı 1,5 - 6 kat daha iyidir.

· Çok kullanıcılı sistemlerde, tampon bellek sayesinde ufak çaplı okuma işlemlerinde veriye ulaşım süresi neredeyse sıfırdır.

3.10.3. Dezavantajları:

· MB başına yüksek maliyet

· Çok kısa süreli garanti

· Tampon bellekteki verinin kaybolmasını engellemek için güç kaynağı (UPS) kullanılmalıdır

· Servis desteği yoktur

3.11. RAID 10:

3.11.1. Karakteristik Özellikler:

RAID 10 veri şeritleme mantığını aynalama metoduyla birleştirerek her iki metodun da avantajlarından en iyi şekilde yararlanmayı hedef almış bir konfigurasyondur. RAID 10 konfigurasyonunu uygulamak için en az 4 tane diske ihtiyaç duyulmaktadır ve disklerdeki şeritler RAID 0 ‘daki gibi oluşturulmuşlardır.



3.11.2. Avantajları:

· Veri ulaşılabilirliği üst seviyededir.

· Aynalama metodu ile kritik önem taşıyan verilerin korunmasını, şeritleme metodu ile tüm uygulamalarda üstün performansı beraberinde getirmektedir.

· Diğer RAID konfigurasyonlarıyla karşılaştırıldığında, tüm I/O işlemleri için en üst düzeyde performans sağlamaktadır.

· En üst düzeyde hata toleransı RAID 10 konfigurasyonu ile elde edilmektedir. Birden fazla diskte aynı anda meydana gelen hataları düzeltebilmektedir.

3.11.3. Dezavantajları:

· Maliyeti oldukça yüksektir.

· Yazma işlemlerinde performans düşmektedir.

3.11.4. Kullanım Alanları

· Yüksek performans ve hata toleransı isteyen veri tabanı sunucularında

3.12. BAZI RAID KONFİGURASYONLARININ TEMEL ÖZELLİKLERİ


4. RAID KULLANIMININ YARARLARI

4.1. Bilginin Korunması ve Ulaşılabilirliği:

RAID sistemleri disk hatalarına karşı bilginin korunmasını sağlar. Disklerden birine zarar geldiğinde sisteme bağlı kullanıcılar hiçbirşey olmamış gibi işlemlerine devam edebilirler. RAID sistemi hatalı disklerdeki bilgileri değişik yöntemler kullanarak tekrar oluşturup, okuma yazma işlemlerinin devamını sağlar.

RAID sisteminin bulunmadığı bir firmada, bir diskin kullanılamaz hale gelmesi sonucu kaybedilen verinin yanısıra, büyük bir maddi kayıp ve zaman kaybı söz konusudur.

4.2. Performans:

Diğer veri saklama sistemleri ile karşılaştırıldığında RAID sistemleri oldukça yüksek bir performans sergilemektedir. Şeritleme metodunun kullanılması ile özellikle çok kullanıcılı işletim sistemlerinde (Windows NT, UNIX, Netware) aynı anda birden çok diskten veri okunması yada aynı anda birden çok diske veri yazılması ile depolama kaynaklarının en etkin şekilde kullanılması sağlanmaktadır.

Şeritleme metodunun kullanılmadığı sistemlerde bazı diskler sık kullanılan bilgileri içerirken bazı disklerde az kullanılan bilgileri içerebilirler. Böyle bir sistemde yük tamamen sık kullanılan bilgilerin bulunduğu disklere biner. RAID şeritleme metodunu kullanarak sistemin yük dağılımı dengelenebilmektedir.

4.3. Veri Saklama Kapasitesi:

RAID teknolojisi, veriyi birden fazla disk sürücüsü üzerinde şeritlere ayırarak bir veya birden fazla mantıksal sürücü oluşmasını sağlar.

5. RAID TEKNOLOJİSİ VE PAZAR DURUMU:

Daha önce “ Redundant Arrays of Inexpensive Disks ” (pahalı olmayan fazlalık disk dizinleri) olarak, daha sonraları “ Redundant Array of Independent Disks ” (bağımsız, fazlalık disk dizinleri) olarak adlandırılan RAID Teknolojisi, eskiden sadece büyük kuruluşlarda kritik işlere yönelik yüksek uç sistemlerde kullanılabilirken, şimdilerde megabayt başına fiyatın düşmesiyle, küçük/orta ölçekli kuruluşlarda da kullanılmaya başlanmıştır.

Yaklaşık olarak 10 yıllık bir teknoloji olan RAID’in popüler olmasının nedenleri arasında şunlar sayılabilir,

· Çeşitli düzeylerde bilgi koruma sağlaması,

· Performans ve güvenilirliği arttırmak üzere, birden fazla, standart, pahalı olmayan disk sürücüsünün dizi (array) halinde birleştirilmiş olması,

· Kullanıcıların organizasyonlarda, gittikçe daha fazla miktarda bilgi üretip saklama gereksinimi,

· Çok kullanıcılı işletim sistemlerinin (WindowsNT, UNIX, Netware gibi) kuruluşlarda kritik uygulamalarda kullanılması,

· “ Fiber Channel (FC) ” ve “Networked Attached Storage (NAS) ” gibi yeni RAID teknolojilerinin geliştirilmesi,

Dataquest Pazar Araştırma Kuruluşu, 2002 yılı için RAID pazarını 42 milyar USD olarak öngörmektedir. Aynı değer 1998 yılında 22 milyar USD idi. Pazarın büyümesini gösteren çarpıcı örneklerden biriside, Compaq şirketinin saklama (storage) bölümünü ayrı bir organizasyon olarak yapılandırmasıdır.

En son üretilen RAID kontrolcüleri 10.000 rmp veya daha yüksek hızlarda HDD’ lerle ideal olarak çalışabilmektedir. Başlıca RAID kontrolcü üreticileri şunlardır: CMD Technology Inc., Raidtec, DPT (yakın zamanda Adaptec ile birleşti), Mylex (IBM ile birleşti), AMI, Symbios, Qlogic, EMC (Clarion ile birleşti).

6. PİYASADA BULUNAN FARKLI RAID ÜRÜNLERİ

6.1 Iomega StorCenter px6-300d / HP 3PAR StoreServ 7200 2-node Storage Base


Iomega StorCenter px6-300d
Iomega StorCenter px6-300d
Raid type
JBoD
RAID 0
RAID 1
RAID 10
RAID 5
Drive size 8000.0 GB
Drive type NAS
Ports and Connections
Available Interfaces
Ethernet
USB 2.0
USB 3.0
USB 2.0 Yes
USB 3 Yes
Case
Internal Drive Bays 6.0
PERFORMANCE
Ethernet Performance - PCWorld
Write 10GB Folder 48.2 MB per second
Read 10GB Folder 55.9 MB per second
Write 10GB File 77.1 MB per second
Read 10GB File 91.0 MB per second


HP 3PAR StoreServ 7200 2-node Storage Base
Capacity

• 400TB Raw
• Maximum supported capacity. Supported with 3PAR OS version 3.1.3 and later

Drive description

• (24) SFF SAS
• Supported
• Expandable to 240 total SAS drives with M6710 and M6720 drive enclosures.

Drive type

• 100 GB 6G SFF SLC SAS Solid State Drive
• 200 GB 6G SFF SLC SAS Solid State Drive
• 100 GB 6G LFF SLC SAS Solid State Drive
• 200 GB 6G LFF SLC SAS Solid State Drive
• 300 GB 6G 15K SFF Dual-port ENT SAS
• 450 GB 6G 10K SFF Dual-port ENT SAS
• 900 GB 6G 10K SFF Dual-port ENT SAS
• 600 GB 6G 10K SFF Dual-port ENT SAS
• 2 TB 6G 7.2K LFF Dual-port MDL SAS
• 3 TB 3G 7.2K LFF Dual-port MDL SAS
• 1 TB 6G 7.2K SFF Dual-port MDL SAS
• 450 GB 6G 10K SFF Dual-port ENT Encrypted SAS
• 900 GB 6G 10K SFF Dual-port ENT Encrypted SAS
• 1 TB 6G 7.2K SFF Dual-port MDL Encrypted SAS
• 4 TB 6G 7.2K LFF Dual-port MDL SAS
• 400 GB 6G LFF MLC SAS Solid State Drive
• 400 GB 6G SFF MLC SAS Solid State Drive
• 400 GB 6G SFF MLC SAS Encrypted Solid State Drive
• 480 GB MLC SAS Solid State Drive
• 920 GB MLC SAS Solid State Drive
• 1.2 TB 6G 10K SFF Dual-port SAS
• (240) Maximum supported, none included
• Note: Up to 120 Solid State Disks per controller node pair. A data encryption license (LTU) is required to enable encryption on the array. There cannot be a mixture of encrypted drives and non-encrypted drives within the same array

Host interface

• 8 Gb/sec Fibre Channel (4) Ports
• Included
• Option to add (8) FC Ports or (4) 10 GbE iSCSI Ports

Availability features

• Redundant power supplies and fans
• A minimum of dual redundant controllers, with up to four controllers for added redundancy
• RAID 1, RAID 5 and RAID 6 for data protection. The 4-node configuration provides cache persistence in the event of a controller failure.

Cache

• 24GB

6.2 HP Smart Array P812/1G FBWC 2-ports Int/4-ports Ext PCIe x8 SAS Controller



Host Interface PCI Express x8
RAID Levels 0
1
1+0
5
6
50
60

RAID Supported Yes
Interfaces/Ports
Total Number of SAS Ports 6
Number of SAS Ports (Internal) 6
SAS Connector Details 2 SFF-8087
4 SFF-8088
Physical Characteristics
Form Factor Plug-in Card
Height 4.4"
Width 12.2"
Thickness 0.5"
Card Length Full-length
Card Height Full-height
Miscellaneous
Green Compliant Yes
Green Compliance Certificate/Authority WEEE
RoHS

Kaynak : websozluk.brinkster.net, hp.com, google.com