Co to jest RAID 100?

RAID 10 jest jednym z najważniejszych i najczęściej stosowanych poziomów RAID używanych dzisiaj. RAID 10 to oczywiście tak zwany złożony lub zagnieżdżony RAID, gdzie jeden poziom RAID jest zagnieżdżony w innym. W przypadku RAID 10 “najniższy” poziom RAID, ten dotykający fizycznych dysków, to RAID 1. Nomenklatura zagnieżdżonego RAID polega na tym, że liczba po lewej stronie to ta dotykająca fizycznych dysków, a każda kolejna liczba po prawej to RAID dotykający tych macierzy.

RAID 10 to zatem zestaw zestawów RAID 1 (mirroring), które razem tworzą zestaw RAID 0 (stripe bez parzystości). Istnieje pewna powszechna terminologia stosowana niekiedy, wspierana głównie przez HP, by określać nawet RAID 1 jako po prostu podzbiór RAID 10 – macierz RAID 10, gdzie długość RAID 0 wynosi jeden. Dziwaczny sposób myślenia o RAID 1, co prawda, ale w praktyce ułatwia wiele dyskusji i porównawczych obliczeń i ma sens dla większości praktyków storage. Myślenie o RAID 1 jako o “specjalnej nazwie” dla najmniejszego możliwego rozmiaru stripe RAID 10 i umożliwienie wszystkim permutacjom RAID 10 istnienia jako continuum obliczeniowego ma sens.

Podobnie HP odnosi się również do pojedynczych dysków podłączonych do kontrolera RAID jako zestawów RAID 0 o długości stripe równej jeden. Tak więc zastosowanie tej terminologii do świata RAID 10 jest właściwie bardziej oczywiste i sensowne, gdy patrzy się na to w tym świetle. Jednak ani HP, ani żaden inny dostawca nie stosuje dziś tej samej osobliwości nazewniczej do innych typów macierzy, takich jak RAID 5 będący podzbiorem RAID 50 lub RAID 6 będący podzbiorem RAID 60, choć można o nich myśleć dokładnie tak samo jak o RAID 1 w relacji do RAID 10.

Jeśli weźmiemy tę samą logikę i przeniesiemy ją na wyższy poziom, dosłownie i w przenośni, możemy wziąć wiele macierzy RAID 10 i połączyć je razem w kolejnym RAID 0. Może się to wydawać dziwne, ale ma sens. Wynikiem jest stripe zestawów RAID 10, czyli – wypisując to słowami – stripe stripe'ów mirrorów (zazwyczaj RAID opisujemy od góry do dołu, ale nomenklatura jest od dołu do góry). Tak więc, gdy mamy RAID 1 na fizycznych dyskach, stripe tych mirrorów, a następnie stripe tych wynikowych macierzy, otrzymujemy RAID 100 (R100).

RAID 100 jest oczywiście rzadki i osobliwy. Jednak jeden niezwykle ważny producent kontrolerów RAID go wykorzystuje i w konsekwencji robi to również jego downstream integrator: mianowicie LSI i Dell.

Na szczęście, ponieważ stripe'y bez parzystości wprowadzają niewiele osobliwości behawioralnych i mają niemal zerowe narzuty lub opóźnienia, podejście to nie stanowi w rzeczywistości problemu, choć może prowadzić do dużego zamieszania. Dla wszystkich praktycznych celów RAID 100 zachowuje się dokładnie jak RAID 10, gdy każdy podzestaw RAID 10 jest identyczny z pozostałymi.

Teoretycznie RAID 100 mógłby składać się z wielu różnych zestawów RAID 10 o różnych typach dysków, liczbach wrzecion i prędkościach. Teoretycznie RAID 10 mógłby składać się z różnych zestawów RAID 1, ale jest to znacznie bardziej ograniczone pod względem potencjalnych lub prawdopodobnych wariantów. RAID 100 mógłby teoretycznie robić dość dziwaczne rzeczy, gdyby pozostawić go bez kontroli. W praktyce jednak każda implementacja RAID 100 prawdopodobnie – jak implementacja LSI – wymusza standaryzację i wymaga, aby każdy podzestaw RAID 10 był tak samo identyczny, jak kontroler jest w stanie wyegzekwować. Każdy z nich będzie zatem efektywnie jednolity, utrzymując ogólne zachowanie takie samo, jak gdyby te same dyski były skonfigurowane jako RAID 10.

Ponieważ zachowanie pozostaje identyczne z RAID 10, istnieje niezwykle silna tendencja do unikania zamieszania z nazywaniem macierzy RAID 100 i po prostu odnoszenia się do niej jako RAID 10. Działałoby to dobrze, gdyby nie pewna półkoniecza osobliwość polegająca na tym, że przy budowaniu RAID 100 trzeba określić geometrię bazowych zestawów RAID 10. LSI, a zatem i Dell, wymaga, aby podczas konfiguracji zestawu RAID 100 określić bazową geometrię RAID 10 – ale skoro macierz jest oznaczana jako RAID 10, nie ma to sensu. Naprawdę osobliwa sytuacja.

Żeby jeszcze bardziej skomplikować sprawę, z powodu chęci zachowania pozoru używania RAID 10 zamiast RAID 100, właściwa terminologia jest porzucana i zamiast odnoszenia się do bazowych członków RAID 10 jako “macierze RAID 10” lub “podzbiory RAID 10”, są one po prostu nazywane “span'ami”. Span jest jednak terminem używanym w storage dla czegoś innego, co nie ma tu właściwego zastosowania. Span w żaden sposób nie jest właściwym opisem zestawu RAID 10 w żadnym przypadku.

Ale jeśli zgodzimy się używać terminu span w odniesieniu do podzbioru RAID 10 macierzy RAID 100, możemy bez problemu iść dalej. Gdy tylko jest to możliwe, chcemy mieć jak najwięcej span'ów, aby utrzymać bazowe podzbiory RAID 10 jak najmniejszymi. Jeśli uczynimy je wystarczająco małymi, faktycznie zwijają się w zestawy RAID 1 (dziwaczny RAID 10 HPE z rozmiarem stripe równym jeden), a nasz RAID 100 zwija się w RAID 10, w którym środkowy stripe, zamiast zewnętrznego, znika! Dziwaczne, tak, ale praktyczne.

Jak więc zastosować to w rzeczywistości? Całkiem łatwo. W macierzy RAID 100 musimy określić liczbę span'ów do użycia. Ponieważ chcemy, aby każdy span zawierał dwa fizyczne urządzenia dyskowe, tak aby każdy span był prostym RAID 1, wystarczy wziąć całkowitą liczbę dysków w naszej macierzy RAID 100, którą nazwiemy N, i podzielić przez dwa. Tak więc żądana liczba span'ów dla normalnej macierzy RAID 100 to po prostu N/2. Oznacza to, że jeśli masz macierz dwudyskową, chcesz jednego span'a. Cztery dyski – dwa span'y. Sześć dysków – trzy span'y. Dwadzieścia cztery dyski – dwanaście span'ów. I tak dalej.

Nie bój się RAID 100. Dla normalnych użytkowników wymaga jedynie dodatkowej wiedzy o tym, jak wybrać odpowiednią liczbę span'ów. Idealnie byłoby, gdyby to było obliczane automatycznie i ukryte, pozwalając użytkownikom końcowym myśleć o macierzach w kategoriach RAID 10. Albo niech będzie konsekwentnie oznaczane jako RAID 100, aby było jasne, co span musi reprezentować. Lub oczywiście po prostu używaj RAID 10 zamiast RAID 100. Ale biorąc pod uwagę praktyczny stan rzeczy, radzenie sobie z RAID 100 – gdy jest już zrozumiany – jest łatwe.