Bár az ASUS és az Abit már a Pentium III processzorok korában gyártott PATA RAID-vezérlős alaplapokat otthoni felhasználóknak, ezek kevésbé terjedtek el. Ennek több oka is volt: az akkori RAID-vezérlők megbízhatatlanok voltak, a merevlemezek ára igen borsos volt, továbbá az operációs rendszerek is kiforratlannak számítottak -- kivéve a Windows 2000 és Windows XP ősatyját, az akkoriban csak szerver- és munkaállomás-feladatokra képes Windows NT-t.
A vezérlő megbízhatósága egy RAID-konstrukcióban létszükséglet, ugyanis bizonyos esetekben a RAID-kötet szétesése vagy összeomlása teljes adatvesztést eredményezhet. Első körben megvizsgáljuk e betűszó jelentését, a kivitelezéshez szükséges eszközöket, majd szemléltetjük az egyes RAID-kötetek tulajdonságait.
A RAID értelmezése
Az IBM már 1978-ban olyan rendszerekkel kísérletezett, amelyek segítségével visszaállítható a tárolóban megsérült adat. Bár a RAID-technológia csak 1988-ban vált valósággá, a korai próbálkozások szolgáltak több RAID-üzemmód alapjául.
A RAID (Redundant Array of Independent – vagy Inexpensive – Disks) betűszó magyar jelentése független – vagy olcsó – lemezek redundáns tömbje. Ha értelmezni szeretnénk a jelentését, több részre kell bontanunk.
Elsőként a redundáns tömb szorul magyarázatra: ez a RAID esetében olyan megtöbbszörözött tárolóegységet jelent, amelyet a rendszer és a felhasználó egyetlen tárnak lát. A független lemez jelentése szinte egyértelmű: a RAID-kötet létrehozásához több – minimum két darab – merevlemez szükséges. A RAID segítségével tehát létrehozhatunk gyors vagy hibatűrő kötetet, de egyes módozatai mindkét tulajdonságot képesek ötvözni magukban.
A RAID-technológiát kezdetben csak szerverekben, illetve nagyobb munkaállomásokban használták, ahol a gyors és megbízható, SCSI-csatolófelületű merevlemezek széles körben meghonosodtak. Az otthoni felhasználók körében részint a már említett merevlemezek magas ára, részint pedig az otthoni felhasználáshoz szükséges RAID-vezérlők kései megjelenése miatt terjedt el lassabban.
Természetesen ők is vásárolhattak volna SCSI-kártyát, de annak ára merevlemezekkel együtt olyan magas volt, hogy egyszerűen nem érte meg beruházni ebbe, így a RAID-technológia előnyei akkor realizálódtak igazán, amikor a merevlemezek már megfizethető közelségbe kerültek, illetve az alaplapok is integrált RAID-vezérlővel felszerelve érkeztek. Bár tény, hogy ezen időszak előtt már bőven lehetett PCI-csatolófelületű, RAID-képességekkel ellátott IDE-vezérlőkártyákat vásárolni, mégis kevesen éltek a lehetőséggel. A technológia térhódítása valójában a SATA-vezérlők megjelenésével vette kezdetét.
A RAID nem egy konkrét módszer – több alfaja is ismert, illetve vannak olyan, egyes vezérlőkártyák által támogatott változatok is, amelyek nem is tartoznak bele az eredeti specifikációba. Lássuk tehát először, hányfajta RAID-tömböt építhetünk!
JBOD: A JBOD tulajdonképpen nem valódi RAID-kötet, de a RAID-vezérlők többsége felkínálja ezt a lehetőséget. A JBOD (Just a Bunch Of Disks – csak egy köteg lemez) megoldás lényege, hogy több merevlemezt egynek lásson az operációs rendszer, de ehhez nem használ redundanciát; szimplán összefűzi a merevlemezeket, tehát a lemezek kapacitása összeadódik, ettől fogva egyetlen nagy lemeznek látszanak. Komoly hátránya, hogy ha az egyik meghajtó meghibásodik, minden adatunk elvész. Használata éppen ezért csak korlátozottan ajánlott, fontos állományok tárolására inkább ne vegyük igénybe.
RAID 0 -- Striping (Csíkozás, sávozás): Az első valódi RAID-mód kivitelezéséhez legalább két merevlemez szükségeltetik. E konstrukció előnye a nagy sebesség, amelyet úgy ér el, hogy a fájlok tartalmát egyenletesen elosztja a merevlemezek közt. Ennek hála a két lemez kapacitása összeadódik, és csak egy egységnek látszik a felhasználó felé.
Amennyiben egy állomány mérete meghaladja egy RAID blokk méretét, szétdarabolódik, és az így felszeletelt állomány már eloszlik a merevlemezek közt. Az ily módon készített RAID-tömb olyan merevlemeznek látszik, amelynek sávonkénti szektorszáma megtöbbszöröződik a tömbben részt vevő egységek számának függvényében, így a rendszer hosszabb adatblokkokat tud írni és olvasni fejmozgatás nélkül. Természetesen a merevlemezek gyorsítótárai is összeadódnak, ennek eredményeképp tovább nőhet a sebesség. Ez az oka annak, hogy ideális körülmények között az írás és olvasás sebessége megtöbbszöröződhet. Azért említünk ideális körülményeket, mert a csíkozás mérete erősen befolyásolja a lemezek teljesítményét.
Ha túl kicsi méretet választunk a RAID 0 tömbben, akkor egy nagy állományt sok apró részre kell bontani, ennek kiírása pedig – mivel a vezérlő miatt ez pluszidőbe telik – nem növeli számottevően a teljesítményt. Túl nagy blokkot választani szintén rossz döntés, mert sok apró állomány esetében a blokk mérete meghaladhatja az állományét, amely így nem darabolódik, hanem elfér egy tömbben is, tehát ez esetben egyszerre csak egy lemez dolgozik. Az ideális RAID blokkméret 32 vagy 64 kilobájt, manapság talán az utóbbi bizonyul jobb választásnak.
A RAID 0 legnagyobb hátránya a biztonság hiánya. Mivel az adatok két vagy több merevlemezen szétdarabolva helyezkednek el, már egy lemez kiesése is teljes adatvesztéssel jár, és ezek az adatok már semmilyen módszerrel nem állíthatók vissza.
RAID 1 – Mirroring (tükrözés): A legbiztonságosabb, de majdnem a legnagyobb fajlagos költségű megoldás. A RAID 0-hoz hasonlóan ez esetben is minimum két merevlemezre van szükség. A RAID 1 konstrukcióban a lemezek egymás tükörképei, tehát mindegyik lemez tartalma bitről bitre megegyezik. Ez az oka a magas fajlagos költségnek, hiszen csak egylemeznyi tárkapacitást tudunk megtölteni adatokkal, a többi csupán tükörképet tárol, vagyis nem jelent a felhasználó számára szabadon hasznosítható tárterületet. Sebességét tekintve a RAID 1 semmivel sem gyorsabb, mint ha csak egy merevlemezt alkalmaznánk. Igaz, a professzionális vezérlők képesek több lemezről egyszerre olvasni, otthoni környezetben azonban ezt nélkülöznünk kell. Amennyiben a tömbben található egyik merevlemezünk „kipukkadna”, adataink a többin még megmaradnak.
A RAID 1 használatát főleg olyan környezetben javasoljuk, ahol létfontosságú a maximális adatbiztonság, ugyanakkor a költségek, illetve a nagy tárterület kevésbé számít lényeges tényezőnek.
RAID 0+1 – Striping + Mirroring (Csíkozás és tükrözés):
Ez a megoldás ötvözi a RAID 0 gyorsaságát a RAID 1 megbízhatóságával, ám ez sem költségkímélő, ráadásul helykihasználása sem nevezhető optimálisnak. Képességeinek kiaknázásához legalább négy merevlemez szükségeltetik, ebből azonban csak kettőnek használható fel a tárterülete.
RAID 5: A RAID következő lépcsőfoka, amely széles körben terjedni kezdett. Valójában a RAID 3 és RAID 4 továbbfejlesztett változata, amelyek egyébként nem terjedtek el, de az alapkoncepció a RAID 0 sávozásából ered. A RAID 5 kiaknázásához legalább három merevlemez szükséges, ebből kettő tárterületét tudjuk felhasználni.
A RAID 5 különlegessége, hogy gyors és biztonságos. A gyorsaság -- mint említettük -- a sávozásból adódik, míg a biztonság alapja a paritás, mely a lemezeken szétszórva helyezkedik el. A paritás olyan redundáns adatokat tartalmaz, amelynek segítéségével az eredeti állomány bármely lemez hibájának esetén visszaállítható a másik kettőn tárolt másolat alapján. Ha háromból egyszerre két egység is meghibásodik, az adatok elvesznek, de ennek valószínűsége külső behatás -- például beázás, villámcsapás -- nélkül elég alacsony. A RAID 5 gyors és biztonságos, ezt javasoljuk leginkább, ha RAID-kötetet szeretnének otthonra.
Három fontos RAID-típust kell megemlíteni ahhoz, hogy megértsük a RAID 5 előmenetelét: RAID 2, RAID 3 és RAID 4. Mint említettük, ezek „reinkarnációja”, illetve tökéletesített változata a RAID 5. Közös tulajdonságuk, hogy a paritásadatokat nem szétszórva, hanem egy külön paritáslemezen tárolják. A RAID 2 nem honosodott meg, mert sok paritáslemez kellett hozzá. A továbbfejlesztett RAID 3 már csak egy pluszlemezt igényelt, valamint az állományok tárolása bájtonként történt, szemben a RAID 2 bitenkénti tárolásával. A RAID 4-től már csak egy lépés volt a RAID 5. Bár a fix paritáslemezre itt is szükség van, az adatok már sávozással kerülnek a lemezekre.
Létezik még néhány RAID-típus, azonban ezek tárgyalásába nem mennénk bele, mert nem javasoltak otthonra: egyrészt drágák, másrészt megfizethető vezérlő hiányában úgysem tudjuk kihasználni őket. Ilyen például a RAID 6 és 7, amelyek a RAID 5 továbbfejlesztett változatai, illetve néhány cég egyéni próbálkozása, mint például a RAID 1.5.
RAID 10 és a Matrix RAID: Az Intel ICHXR (az „X” jelöli a lapkakészlet számát, az „R” pedig a RAID-képességet) déli hidak általában lehetőséget kínálnak a RAID 10 és Matrix RAID technológia kihasználására is, bár ez utóbbi nem hivatalos RAID-eljárás.
A RAID 10 a RAID 0+1 fordítottja. Bár kivitelezése kissé eltérő, a gyakorlatban ugyanazok a képességei, mint a RAID 0+1-nek, tehát hasonlóan pazarló módon bánik a felhasználható tárterülettel. Nem érdemes használni.
A Matrix RAID az ICH-vezérlőktől függően különböző fokozatokat kínál. A régebbi ICH6R sorozat a Matrix technológiával karöltve lehetővé teszi, hogy négy lemez helyett kettőn is létrehozhassunk RAID 0+1 kötetet. A Matrix eljárással a két merevlemez két külön részre osztható -- az ICH6R esetében egy sávozott és egy tükrözött részre --, és az adatok keresztbe tárolhatók. Az egyik lemez sávozott részének tükörképét a másik lemez tükrözött részén -- tehát keresztbe -- tárolja, így ha az egyik lemez tönkremegy, az adatok nem vesznek el, hiszen a másikon ott a tükörképe.
Az újabb, ámde nem a legújabb ICH7R a RAID 5 képességeit bővíti ki, és az eddig még (magas ára miatt) nem említett RAID 50 módot alkalmazza négy merevlemezen. A RAID 50 a RAID 0 és RAID 5 egyesítése, de az imént bemutatott Matrix technológiát alkalmazva sokkal kevesebb lemez szükséges hozzá.
Eddig kizárólag a vezérlőkártyás kiépítésekről esett szó, ezek azonban nem mindig teljes értékű hardveres megoldások, a hibrid kártyák vezérlését a rajtuk tárolt szoftverek biztosítják. A valódi hardveres kártyák ára nagyon magas, otthoni használatra nem érdemes ilyet vásárolni. A lényegi különbség a hardveres és a hibrid megoldások között, hogy míg utóbbiak a számítógép központi processzorát terhelik, előbbiek teljes mértékben tehermentesítik azt. Nagy teljesítményt igénylő szerverkörnyezetben -- ahol sok merevlemez van -- a hardveres vezérlő jelenti az egyetlen megoldást, ráadásul a professzionális kártyák nemcsak 2–4–6 merevlemezt képesek kiszolgálni, hanem annál sokkal többet is.
A hibrid megoldások között találunk olyan vezérlőket is (főképp Intel lapkakészletű alaplapokban), amelyek már a RAID 10-et is tudják, azonban léteznek olyanok is, amelyeknél a RAID 0+1 jelenti a csúcsot. Ez esetben mindenképpen érdemes a vezérlőt gyártó cég honlapját felkeresni, mert a RAID-vezérlő BIOS-szoftvere az alaplap BIOS-szoftveréhez hasonlóan frissíthető, így előfordulhat az is, hogy egy újabb BIOS-szal bővül a választék.
A RAID-kötethez több eszközre van szükség -- elsősorban egy RAID-képességekkel felvértezett SATA vagy PATA IDE-merevlemez-vezérlőre (a SCSI-t is ide sorolhatnánk, de mi most kizárólag az otthoni felhasználók számára szükséges legegyszerűbb változatokat tekintjük át), amely lehet az alaplapra integrálva vagy külön kártya formáját is öltheti. Attól függően, hogy milyen típusú tömbö(ke)t szeretnénk létrehozni, annyi csatolóval ellátott vezérlőre lesz szükségünk. A vezérlőn lévő csatolók száma határozza meg a hozzá csatlakoztatható merevlemezek maximális számát is. Mint azt már bemutattuk, legalább két, három vagy négy merevlemez kell hozzá annak függvényében, hogy melyik változatot szeretnénk használni. Fontos hangsúlyozni, hogy az optimális teljesítmény érdekében ajánlott négy teljesen egyforma merevlemezből kiépíteni a RAID-kötetet. Amennyiben eltérő méretű lemezeket fűzünk össze, a RAID-kötet méretét a legkisebb tárterületű lemez határozza meg, a többi hely parlagon marad.
Mielőtt hozzákezdenénk, felhívjuk a figyelmet arra, hogy RAID-kötetet csak üres merevlemezekkel alakíthatunk ki adatvesztés nélkül, meglévő adataink ugyanis felülíródnak a RAID-tömb létrehozásakor.
A RAID-tömb felépítése nem túl bonyolult feladat, még akkor sem, ha első látásra annak tűnik. Ráadásul bármelyik megoldást választjuk is, lényegi különbség nincs a beállítások között. Bár a RAID-vezérlők között több eltérő típust találhatunk, az alaplapi és bővítőkártyás vezérlők beállítása nem sokban különbözik egymástól.
Teendők lépésről lépésre
Alaplapi vezérlő esetén a számítógép BIOS-szoftverében az IDE-vezérlőt RAID módba kell állítani.
A beállítások elmentése és újraindítás után várjuk meg a RAID-vezérlő bejelentkezését, amelyről leolvashatjuk, hogy melyik billentyű (vagy billentyűkombináció) lenyomására juthatunk a RAID BIOS-ba. Esetünkben az F10 billentyű lenyomására a főmenübe kerülünk, ahol megkezdhetjük a RAID-kötet felépítését, javítását.
A képernyő alján láthatjuk a navigáláshoz szükséges billentyűk listáját -- memorizáljuk őket, hogy könnyebben eligazodjunk a menüben.
Első körben a merevlemezek számától függően válasszuk ki, milyen típusú kötetet kívánunk létrehozni. RAID 0, 0+1 és 5 esetében meg kell adnunk a sávozás méretét (Striping Block) is. Mint azt korábban már említettünk, nem érdemes túl kicsi vagy túl nagy méretet választani. Általában létezik egy Optimal nevű beállítás is, ez többnyire a 64 kilobájt méretet jelöli.
A következő lépésben – a Free Disks listán – adjuk meg, mely merevlemezekből kívánjuk létrehozni az előzőekben kiválasztott kötettípust. Álljunk a megfelelő merevlemezre, és a jobbra kurzorbillentyű lenyomásával tegyük át az Array Disks listába (visszavonni a balra kurzorgomb lenyomásával lehet). A pontosság érdekében érdemes a portszám alapján sorrendben válogatni a lemezeket. Ha készen vagyunk, nyomjuk le az F7 billentyűt. A vezérlő ekkor megkérdezi, hogy törölhet-e minden adatot; válaszoljunk igennel (Yes).
A következő képernyőn láthatjuk az elkészített kötetet. A B billentyű lenyomásával a Boot feliratot állíthatjuk No vagy Yes (nem vagy igen) állásba. Ennek segítéségével határozhatjuk meg, hogy a kötetről induljon-e az operációs rendszer, avagy sem. Ennek főleg akkor van jelentősége, ha több kötetet hozunk létre, ugyanis a RAID BIOS erre is kínál lehetőséget.
Ha az elkészült kötet státusa (Status) „egészséges” (Healthy), akkor minden rendben van.
Ha az elkészült kötet nevére állva lenyomjuk az Enter billentyűt, lehetőségünk van a kötetet törölni és újraépíteni. Mindkét választás az adatok teljes elvesztésével jár. Később ez a rész diagnosztikai felületként is használható abban az esetben, ha a tömb szétesett.
Tömbünk elkészült, lépjünk ki az ALT+X kombinációval. A számítógép újraindul.
Ha mindent jól végeztünk el, a RAID BIOS bejelentkezésekor látnunk kell a RAID-kötetet.
Említettük, hogy egyszerre több kötet is létrehozható. Ennek egyetlen feltétele, hogy kellő számú merevlemezzel rendelkezzünk. Például ha négy merevlemezünk van, akkor létrehozhatunk egy RAID 1 (Mirror) kötet mellé egy RAID 0 (Stripe) kötetet is -- ezt láthatjuk a képen. Ennek elkészítése szintén egyszerű: ha már összefűztük az egyik kötetet, visszatérhetünk a főmenübe, és újra végig kell menni a már bemutatott lépéseken.
Ha RAID-tömbünk elkészült, következik az operációs rendszer telepítése. Ehhez szükségünk lesz a RAID-vezérlő meghajtóprogramját tartalmazó flopira, különben a Windows-telepítő nem fogja látni a merevlemezeket. A telepítő indításakor a képernyő alsó felét figyeljük, és nyomjuk meg az billentyűt, amikor a telepítő kiírja, hogy „Más gyártótól származó SCSI/RAID vezérlő telepítéséhez nyomja meg az F6 billentyűt”.
A fájlok másolásának befejeztével a hajlékonylemez beolvasása után ki kell választanunk a megfelelő meghajtóprogramo(ka)t. Ha ezzel végeztünk, nincs más teendőnk, mint a szokásos módon telepíteni az operációs rendszert. Ezt követően ne feledjük el telepíteni az alaplap meghajtóprogramjait, illetve ha szükséges, a RAID-vezérlő meghajtóprogramjait is.
Cikkünk következő fejezetében a RAID kötet szoftveres megvalósításáról olvashatnak, melyhez vezérlőkártyára nem-, csupán a Microsoft Windows XP Professional operációs rendszerre lesz szükség.
