Z macierzą dyskową RAID 5 spotkałem się po raz pierwszy w okolicach 2002 roku, kiedy to Ministerstwo Sprawiedliwości podjęło decyzję o wdrożeniu w Wydziałach ds Przestępczości Zorganizowanej wszystkich Prokuratur Okręgowych w kraju tworzonego na specjalne zamówienie systemu informatycznego o nazwie SIP (System Informatyczny Prokuratury) . Pracowałem wówczas jako informatyk w gdańskim okręgu i dlatego razem z kolegą byliśmy odpowiedzialni za uruchomienie SIP-u w naszej jednostce. Dotarł więc do nas z Warszawy transport zawierający kilkanaście stacji roboczych firmy NEC zakupionych przez ministerstwo ze środków pozyskanych w ramach unijnego programu PHARE (Poland and Hungary: Assistance for Restructuring their Economies), który miał za zadanie wpierać kraje kandydujące do UE. Komputery działały tragicznie i już po kilku dniach od instalacji musieliśmy je rozmontowywać, gdyż ktoś przy ich składaniu pożałował pasty termoprzewodzącej i w rezultacie procesory nie miały odpowiedniego odprowadzenia ciepła. Powodowało to, iż całość się przegrzewała, a tzw. "blue screeny" były na porządku dziennym, co utrudniało pracę użytkownikom. Gdy uporaliśmy się z tym problemem wzięliśmy się za kolejny etap wdrożenia.

Sercem całego systemu był dostarczony wraz z komputerami serwer (również firmy NEC), który został wyposażony w trzy dyski twarde SCSII o pojemności kilkudziesięciu GB każdy. Podłączone one zostały do kontrolera macierzy pracującego w konfiguracji RAID 5. O ile do stacji roboczych mieliśmy zastrzeżenia, to sam serwer spisywał się bardzo dobrze, a RAID 5 wydawał się optymalnym rozwiązaniem, ze względu na kompromis pomiędzy bezpieczeństwem danych, pojemnością magazynu danych oraz wydajnością całego systemu. Oczywiście w kwestii bezpieczeństwa nie bazowaliśmy tylko na macierzy bowiem zgodnie z wytycznymi dane cyklicznie były zgrywane też na taśmy, które lądowały w szafie pancernej znajdującej się w odrębnym pomieszczeniu bez okien, chronionym ogniotrwałymi drzwiami.

Źródło: Wikipedia user: Cburnett

Wróćmy jednak do macierzy RAID 5. Powyższy rysunek ilustruje zasadę jej działania przy konfiguracji 4-dyskowej (minimalnie mogą to być 3 dyski). Dane z bloku A, dzielone są na części A1, A2, i A3 i zapisywane równolegle na dyskach nr 1, 2 i 3. Na dysku numer 4 zapisywane są dane kontrolne Ap (bity parzystości), które pozwalają na odtworzenie całego bloku A w przypadku uszkodzenia któregokolwiek z dysków o nr 1-3. Dane z bloków B, C i D również są rozdzielane jednak sposób ich rozdzielenia między poszczególne dyski jest już nieco inny. Dzięki temu na każdym, z dysków znajdują się albo części składowe z poszczególnych bloków, albo dane kontrolne. W przypadku awarii któregokolwiek z dysków możemy bez problemów odtworzyć dane, gdyż dysponujemy albo wszystkimi częściami składowymi, albo danymi kontrolnymi, które w połączeniu z częściami składowymi z działających dysków pozwalają na odtworzenie całego bloku danych.

----- R E K L A M A -----

ŚWIĄTECZNE RABATY -3499 ZŁ W E-OKO!

Pentax 645 + 75/2.8 + 45/2.8 + 200/4

4499 zł 3699 zł

Fujifilm X-T4 black BODY

8999 zł 5999 zł

Zeiss 85/1.4 Milvus ZF.2 (Nikon F)

6998 zł 4998 zł

Ricoh GR III

4498 zł 4348 zł

Raty 0%. Zostaw swój sprzęt w rozliczeniu.

Rozważmy więc 3-dyskową macierz RAID 5 i zastanówmy się, jakie zalety ma ona w stosunku do często stosowanej w warunkach domowych 2-dyskowej macierzy RAID 1. W macierzy pierwszego poziomu te same dane trafiają na dwa oddzielne dyski. W takiej sytuacji nie zyskujemy nic na wydajności i do tego aż 50% pojemności naszego magazynu poświęcamy na dane nadmiarowe zabezpieczające nas przed utratą danych w przypadku awarii jednego z nośników. Dysponując macierzą RAID 5 z trzema dyskami. Nasze dane będą dzielone i zapisywane równolegle na dwóch niezależnych nośnikach, co znacząco zwiększy wydajność, a dodatkowo tylko 1/3 z całkowitej pojemności naszego magazynu zostaje poświęcona na dane nadmiarowe. Dzięki temu nie tyko zyskujemy na prędkości, ale też możemy sporo oszczędzić.

Ktoś może zapytać w jaki sposób zakup trzech dysków może być bardziej opłacalny niż dwóch? Okazuje się, że może. Spójrzmy na aktualne ceny dysków WD RED:

• WD RED 2TB - 355 zł,
• WD RED 3TB - 455 zł,
• WD RED 4TB - 555 zł,
• WD RED 6TB - 879 zł.

Chcąc stworzyć magazyn danych o pojemności 4TB bazujący na macierzy RAID 1 musimy kupić 2 dyski po 4TB za kwotę 1110 zł. W przypadku macierzy RAID 5 będziemy potrzebować 3 dysków po 2TB, za które zapłacimy 1065 zł. Oszczędność niewielka, ale gdy zamarzy nam się magazyn o pojemności 6TB, to w przypadku RAID 1 zapłacimy 1758 zł (dwa dyski 6TB po 879 zł), a w przypadku RAID 5 wydamy zaledwie 1365 zł (trzy dyski 3TB po 455 zł). Różnica jest już znacząca, dodatkowo zyskujemy na wydajności, a w jednym i drugim przypadku nasze dane są zabezpieczone przed uszkodzeniem jednego z dysków.

Skoro RAID 5 wydaje się idealnym kompromisem pomiędzy ceną, pojemnością, wydajnością i bezpieczeństwem to dlaczego nie zdobył serc użytkowników domowych i spotykany jest głównie w drogich rozwiązaniach serwerowych? Problemem do tej pory były koszty kontrolera. Obsługa macierzy RAID piątego poziomu wymaga dodatkowej mocy obliczeniowej przeznaczonej na dzielenie bloków danych i obliczanie dla nich sum kontrolnych i z tego też powodu kontrolery obsługujące RAID 5 były zawsze dość drogie. Technika poszła jednak na tyle do przodu, że teraz za 1199 zł możemy kupić 3-kieszeniowy serwer NAS QNAP TS-351 z kontrolerem RAID 5 i postawić na biurku niewielką skrzyneczkę, wykorzystującą tę samą technologię, która kilkanaście lat temu wspierała pracę kilkunastu prokuratorów i wymagała wsparcia finansowego z UE.

Jakby tego było mało QNAP TS-351 może nam zaoferować znacznie więcej funkcji i daje też możliwość łatwej rozbudowy. Dlatego warto przyjrzeć mu się nieco bliżej, co też czynię w kolejnym rozdziale.

Artykuł powstał na zlecenie firmy QNAP.