Стандарт обозначений сетевого RAID (SAM RAID Notation)

По мере того как RAID-ландшафт усложняется с появлением сетевого RAID, возникает насущная необходимость в более сложной и лаконичной системе обозначений для уровней RAID, включающих сетевой компонент.

Традиционный RAID обозначается однозначными числами, и доступные уровни — это 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Уровень 7 является неофициальным, но широко признан как RAID с тройной чётностью (естественное продолжение RAID 5 и RAID 6), а RAID 2 и RAID 3 сегодня фактически вышли из употребления.

Вложенный RAID — один уровень RAID внутри другого — обозначается объединением однозначных чисел, например RAID 10, 50, 61, 100 и т. д. Альтернативно уровни можно записывать через знак плюс: RAID 1+0, 5+0, 6+1, 1+0+0 и т. д.

Существуют две основные проблемы с этой системой обозначений, помимо очевидной — того, что однозначная система не охватывает все типы RAID и расширения, и многие аспекты проприетарных RAID-систем, таких как ZRAID, XRAID и BeyondRAID, в ней не отражены. Первая проблема — отсутствие обозначений для сетевого RAID, вторая — отсутствие специфической нотации внутренней конфигурации RAID.

Сетевой RAID существует двух основных типов: синхронный и асинхронный. Синхронный сетевой RAID функционирует практически идентично своему несетевому аналогу. Асинхронный работает так же, но несёт дополнительные риски, поскольку данные могут быть не синхронизированы между устройствами в момент отказа устройства. Таким образом, различия между ними должны быть видны в обозначении.

Синхронный RAID следует обозначать скобками. Например, две локальные системы RAID 10, зеркалированные по сети (по принципу DRBD), обозначались бы RAID 10(1). Эффективный уровень RAID для расчётов риска и ёмкости был бы таким же, как у любого RAID 101, однако такое обозначение сразу даёт понять всем участникам, что зеркало проходит через сеть.

Асинхронный RAID следует обозначать квадратными скобками. Таким образом, две локальные системы RAID 10, зеркалированные по сети асинхронно, обозначались бы RAID 10[1], что явно указывает на наличие рискованной задержки в системе.

Существует дополнительная потребность в обозначении иного типа репликации — на более высоком уровне файловой системы (по принципу rsync), которая, строго говоря, не является RAID, но выполняет аналогичную функцию для холодных данных и часто используется в контексте обсуждений RAID. Я считаю, что инженерам по хранению данных нужна возможность быстро обозначать и её. Эту асинхронную репликацию на уровне файловой системы можно обозначать фигурными скобками. Требуется лишь одно обозначение, поскольку репликация на уровне файловой системы всегда асинхронна. Так, например, два массива RAID 6, синхронизированных автоматически с помощью системы блочно-дифференциальной репликации файловой системы, обозначались бы RAID 6{1}.

Для дальнейшего упрощения обозначений RAID и сокращения очевидной необходимости многократно писать слово «RAID», а также для отхода от традиционных отвлечений, связанных с расшифровкой аббревиатуры, с целью сосредоточиться на значимых аспектах репликации, следует использовать простой префикс «R». Таким образом, RAID 10 будет просто R10, а чисто сетевое зеркало может быть обозначено R(1).

Остаётся ещё один важный аспект обозначений RAID — размер каждого компонента массива. Нередко он подразумевается, но у некоторых уровней RAID, особенно вложенных, могут быть упущены тонкости при использовании традиционных обозначений. Знание общего числа дисков в массиве не всегда позволяет однозначно определить конфигурацию конкретного массива. Например, 24-дисковый R10 подразумевается как двенадцать пар зеркал в R0-полосе. Но это могут быть и восемь наборов тройных зеркал в R0-полосе. Или шесть наборов из четырёх зеркал. Или четыре набора из шести. Или три набора из восьми. Или два набора из двенадцати. Хотя большинство из этих вариантов крайне маловероятны, необходимость их обозначения существует. Для указания размера набора используется надстрочное число, обозначающее размер данного набора. Как правило, это требуется лишь для одного компонента массива, а не для всех, поскольку остальные могут быть выведены, но при необходимости всё можно указать явно.

Таким образом, массив R10 с наборами тройных зеркал обозначался бы R1³0. Если нет возможности написать надстрочный индекс, можно также записать это как R1^3+0. Такое обозначение не указывает полный размер массива, только его тип конфигурации. Если включены все возможные надстрочные числа, полный размер массива можно рассчитать без ничего другого. Если у нас R10 из четырёх наборов тройных зеркал, можно записать R1³0⁴, что говорит нам о том, что весь массив состоит из двенадцати дисков — или в альтернативной записи R1^3+0^4.

Надстрочная нотация наборов необходима только в неочевидных случаях. R10 без дополнительных обозначений подразумевает, что компонент R1 — это зеркальные пары, например. R55 почти всегда требует дополнительных обозначений, за исключением случаев, когда массив состоит ровно из девяти элементов.

Ещё один аспект — обозначение размера массива. Это значительно проще, чем надстрочная нотация, и почти всегда вполне достаточно. Это избавляет от необходимости писать в развёрнутой форме «массив RAID 10 из четырёх дисков». Вместо этого можно использовать префикс. 4R10 обозначал бы массив RAID 10 из четырёх дисков.

Итак, если вернуться к нашему примеру выше, двенадцатидисковый RAID 10 с наборами тройных зеркал мог бы быть записан как 12R1³0⁴. Однако использование всех трёх чисел избыточно. Любое из них можно опустить. Как правило, опускается последнее, поскольку оно наименее полезно. Размер набора R1 полезен для определения базового риска, а ведущее число 12 используется для расчётов ёмкости и производительности, а также при подборе корпуса и закупках. Завершающая четвёрка вытекает из двух других чисел и сама по себе практически бесполезна. Поэтому лучший способ записать это — просто 12R1³0. Если тот же массив использует обычный подход с зеркальными парами, а не с тройными зеркалами, мы просто пишем 12R10 для обозначения стандартного массива RAID 10 из двенадцати дисков.