RAID

Teorie:

(Teorie - Není potřeba na zkoušku)
(Vzorečky - Je potřeba zkoušku, následují níže)

RAID:

  • Redundant Array of Inexpensive/Independent Disks
  • metoda zabezpečení dat proti selhání pevného disku
  • není použitelné pro zálohování

RAID 0

  • neobsahuje redundantní informace - pokud přijdeme o disk, tak jsme přišli o všechny informace na disku.
  • potřebujeme alespoň 1 disk

JBOD (Just a bunch of disks)

  • nejprve se zaplní první disk, pak druhý disk atd.
    JBOD

Striping (prokládání)

  • data se ukládají střídavě
    RAID0

RAID 1 (mirroring)

  • nejjednodušší ochrana dat, obsah se současně zaznamenává na dva disky
  • počet disků by měl být sudý
    RAID1

RAID 5

  • potřebujeme alespoň 3 disky
  • používají se samoopravné kódy (na rozdíl od RAID 4 jsou tyto samoopravné kódy uloženy střídavě)
  • lze využít paralelního přístupu k datům
    RAID5

RAID 6

  • dva paritní bloky na každém disku (každý samoopravný kód je vypočten jiným způsobem).
  • minimálně 4 disky.
    RAID6

RAID 01

  • tzv. dvojúrovňové pole
  • nejdřív striping, pak mirror
  • odolný proti výpadku disku v každém podpoli
    RAID01

RAID 10

  • podobně jako RAID 01 se jedná o dvojúrovňové pole
  • nejdřív mirror a pak striping.
  • taky odolný proti výpadku disku v každém podpoli
  • oproti RAID 01 rychlejší obnova dat
    RAID10
Poznámka

Jsou tu další typy raidů (RAID 2,RAID 3, RAID 4 a dále, ale na zkoušce se s nimi nesetkáte)

Vzorečky:

Zadání: budu zde používat nějaké proměnné, značené jako xyz

  • Typ disku: ... (zde většinou není nic podstatného)
  • Počet a velikost disků: #disk x |disk| GiB (pro zjednodušení značení, #disk == počet disků, |disk| = velikost jednoho disku)
  • Rychlost disku: RPM rpm, speed MiB/s
  • Spolehlivost disků: ** h MTBF
  • Typ diskového pole: ... (viz trošku dál)
  • Řadič: 1x, controller MiB/s, k tomuto řadiči jsou přímo připojené všechny disky (zde je podstatná ta rychlost řadiče, která nás někdy může omezovat)
  • Připojení pole: Ethernet Gibit/s
    (1 Gibit = 128 MiB/s)

Pro počítání spolehlivosti používáme tento vztah:
Pravděpodobnost, že zařízení bude fungovat správně v době (reliability / no failure probabilty):
Pravděpodobnost, že na zařízení dojde v průběhu k chybě (AFR):

Kde je čas v hodinách (protože MTBF je také v hodinách).
Dále v textu už budu rovnou používat

RAID 0: (pro JBOD/striping)

  1. Jakou bude mít datové pole kapacitu (v GiB)? (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    capacity = .

  2. Jakou rychlostí bude v ideálním případě možné z pole sekvenčně číst (v MiB/s)? Odpověď má povolenou toleranci 1%. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    reading_speed =

  3. Jakou rychlostí bude v ideálním případě možné na pole sekvenčně zapisovat (v MiB/s)? Odpověď má povolenou toleranci 1%. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    writing_speed = reading_speed

  4. Kolik disků může určitě vypadnout, aniž dojde ke ztrátě dat? Uvažujte nejhorší možný scénář výpadků. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    0

  5. Jaká je pravděpodobnost (v procentech), že během #month měsíců nedojde ke ztrátě dat (předpokládáme, že během této doby v poli nic nevyměňujeme)? Odpověď má povolenou toleranci 1%. Pri výpočtu uvažujte, že rok má 365 dní a každý měsíc je právě 1/12 roku. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    No failure probability: =
    Jde to taky přepsat na

  6. Kolik sekund bude trvat obnova dat po výpadku a obnově jednoho disku? Předpokládáme, že diskové pole slouží k streamování videa, tedy požadavky jednotlivých uživatelů jsou sekvenční čtení velkého objemu dat, ale jednotlivý uživatele požadují data umístněná na různých místech diskového pole. Průměrná zátěž uživatelů představuje datový tok user MiB/s. Pokud obnovu nelze provést, ponechte pole prázdné. Odpověď má povolenou toleranci 1%. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    RAID 0 nejsme schopní obnovit.

RAID 1:

  1. Jakou bude mít datové pole kapacitu (v GiB)? (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    capacity =

  2. Jakou rychlostí bude v ideálním případě možné z pole sekvenčně číst (v MiB/s)? Odpověď má povolenou toleranci 1%. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    reading_speed =

  3. Jakou rychlostí bude v ideálním případě možné na pole sekvenčně zapisovat (v MiB/s)? Odpověď má povolenou toleranci 1%. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    writing_speed =

  4. Kolik disků může určitě vypadnout, aniž dojde ke ztrátě dat? Uvažujte nejhorší možný scénář výpadků. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    1

  5. Jaká je pravděpodobnost (v procentech), že během #month měsíců nedojde ke ztrátě dat (předpokládáme, že během této doby v poli nic nevyměňujeme)? Odpověď má povolenou toleranci 1%. Pri výpočtu uvažujte, že rok má 365 dní a každý měsíc je právě 1/12 roku. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    nebo také
    No failure probability: =

  6. Kolik sekund bude trvat obnova dat po výpadku a obnově jednoho disku? Předpokládáme, že diskové pole slouží k streamování videa, tedy požadavky jednotlivých uživatelů jsou sekvenční čtení velkého objemu dat, ale jednotlivý uživatele požadují data umístněná na různých místech diskového pole. Průměrná zátěž uživatelů představuje datový tok user MiB/s. Pokud obnovu nelze provést, ponechte pole prázdné. Odpověď má povolenou toleranci 1%. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    Repair = sekund.

Převod 1 GiB = 1024 (2^10) MiB.

RAID 5:

  1. Jakou bude mít datové pole kapacitu (v GiB)? (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    capacity =

  2. Jakou rychlostí bude v ideálním případě možné z pole sekvenčně číst (v MiB/s)? Odpověď má povolenou toleranci 1%. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    reading_speed =

  3. Jakou rychlostí bude v ideálním případě možné na pole sekvenčně zapisovat (v MiB/s)? Odpověď má povolenou toleranci 1%. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    writing_speed =

  4. Kolik disků může určitě vypadnout, aniž dojde ke ztrátě dat? Uvažujte nejhorší možný scénář výpadků. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    1

  5. Jaká je pravděpodobnost (v procentech), že během #month měsíců nedojde ke ztrátě dat (předpokládáme, že během této doby v poli nic nevyměňujeme)? Odpověď má povolenou toleranci 1%. Pri výpočtu uvažujte, že rok má 365 dní a každý měsíc je právě 1/12 roku. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    je zde totožné jako v předešlých případech

    No failure probability: =

Vysvětlení - RAID 5 funguje správně, i když se rozbije 0 až 1 disků:
(pravděpodobnost, že přežijí všechny disky)
(pravděpodobnost, že disků přežije, a disk se rozbije)

  1. Kolik sekund bude trvat obnova dat po výpadku a obnově jednoho disku? Předpokládáme, že diskové pole slouží k streamování videa, tedy požadavky jednotlivých uživatelů jsou sekvenční čtení velkého objemu dat, ale jednotlivý uživatele požadují data umístněná na různých místech diskového pole. Průměrná zátěž uživatelů představuje datový tok user MiB/s. Pokud obnovu nelze provést, ponechte pole prázdné. Odpověď má povolenou toleranci 1%. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    Repair = sekund.

(Jelikož máme o jeden disk méně a zálohy toho disku jsou uložené na ostatních discích)

RAID 6:

  1. Jakou bude mít datové pole kapacitu (v GiB)? (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    capacity =

  2. Jakou rychlostí bude v ideálním případě možné z pole sekvenčně číst (v MiB/s)? Odpověď má povolenou toleranci 1%. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    reading_speed =

  3. Jakou rychlostí bude v ideálním případě možné na pole sekvenčně zapisovat (v MiB/s)? Odpověď má povolenou toleranci 1%. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    writing_speed =

  4. Kolik disků může určitě vypadnout, aniž dojde ke ztrátě dat? Uvažujte nejhorší možný scénář výpadků. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    2

  5. Jaká je pravděpodobnost (v procentech), že během #month měsíců nedojde ke ztrátě dat (předpokládáme, že během této doby v poli nic nevyměňujeme)? Odpověď má povolenou toleranci 1%. Pri výpočtu uvažujte, že rok má 365 dní a každý měsíc je právě 1/12 roku. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    je zde totožné jako v předešlých případech

    No failure probability: =

Vysvětlení - RAID 6 funguje správně, i když se rozbije 0 až 2 disků:
(pravděpodobnost, že přežijí všechny disky)
(pravděpodobnost, že disků přežije, a disk se rozbije)
(pravděpodobnost, že disků přežije a disky se rozbijí)

  1. Kolik sekund bude trvat obnova dat po výpadku a obnově jednoho disku? Předpokládáme, že diskové pole slouží k streamování videa, tedy požadavky jednotlivých uživatelů jsou sekvenční čtení velkého objemu dat, ale jednotlivý uživatele požadují data umístněná na různých místech diskového pole. Průměrná zátěž uživatelů představuje datový tok user MiB/s. Pokud obnovu nelze provést, ponechte pole prázdné. Odpověď má povolenou toleranci 1%. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    Repair = sekund.

RAID 01:

  1. Jakou bude mít datové pole kapacitu (v GiB)? (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    capacity =

  2. Jakou rychlostí bude v ideálním případě možné z pole sekvenčně číst (v MiB/s)? Odpověď má povolenou toleranci 1%. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    reading_speed =

  3. Jakou rychlostí bude v ideálním případě možné na pole sekvenčně zapisovat (v MiB/s)? Odpověď má povolenou toleranci 1%. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    writing_speed =

  4. Kolik disků může určitě vypadnout, aniž dojde ke ztrátě dat? Uvažujte nejhorší možný scénář výpadků. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    1

  5. Jaká je pravděpodobnost (v procentech), že během #month měsíců nedojde ke ztrátě dat (předpokládáme, že během této doby v poli nic nevyměňujeme)? Odpověď má povolenou toleranci 1%. Pri výpočtu uvažujte, že rok má 365 dní a každý měsíc je právě 1/12 roku. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    No failure probability: =

  6. Kolik sekund bude trvat obnova dat po výpadku a obnově jednoho disku? Předpokládáme, že diskové pole slouží k streamování videa, tedy požadavky jednotlivých uživatelů jsou sekvenční čtení velkého objemu dat, ale jednotlivý uživatele požadují data umístněná na různých místech diskového pole. Průměrná zátěž uživatelů představuje datový tok user MiB/s. Pokud obnovu nelze provést, ponechte pole prázdné. Odpověď má povolenou toleranci 1%. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    Repair = sekund.

RAID 10:

  1. Jakou bude mít datové pole kapacitu (v GiB)? (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    capacity =

  2. Jakou rychlostí bude v ideálním případě možné z pole sekvenčně číst (v MiB/s)? Odpověď má povolenou toleranci 1%. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    reading_speed =

  3. Jakou rychlostí bude v ideálním případě možné na pole sekvenčně zapisovat (v MiB/s)? Odpověď má povolenou toleranci 1%. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    writing_speed =

  4. Kolik disků může určitě vypadnout, aniž dojde ke ztrátě dat? Uvažujte nejhorší možný scénář výpadků. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    1

  5. Jaká je pravděpodobnost (v procentech), že během #month měsíců nedojde ke ztrátě dat (předpokládáme, že během této doby v poli nic nevyměňujeme)?
    Odpověď má povolenou toleranci 1%. Pri výpočtu uvažujte, že rok má 365 dní a každý měsíc je právě 1/12 roku. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    No failure probability: =

  6. Kolik sekund bude trvat obnova dat po výpadku a obnově jednoho disku? Předpokládáme, že diskové pole slouží k streamování videa, tedy požadavky jednotlivých uživatelů jsou sekvenční čtení velkého objemu dat, ale jednotlivý uživatele požadují data umístněná na různých místech diskového pole. Průměrná zátěž uživatelů představuje datový tok user MiB/s. Pokud obnovu nelze provést, ponechte pole prázdné. Odpověď má povolenou toleranci 1%. (odpověď celé nebo desetinné číslo)
    Repair = sekund.

(2* protože kopírujeme z půlky disků)