STANDARD SCSI i TECHNOLOGIA RAID
Standard SCSI (ang. Small Computer System Interface) – jest rodzajem interfejsu, w którym jeden kontroler może obsługiwać wiele urządzeń wewnętrznych i zewnętrznych. Urządzenia dołączane są równolegle do wspólnej szyny tzw, SCSI BUS, zawierającej linie danych oraz linie sterujące. Wprowadzono specjalny system komunikacji oraz protokół wymiany informacji pomiędzy urządzeniami: każde urządzenie SCSI (włącznie z kontrolerem) otrzymuje własny numer identyfikacyjny ID, nadawany przez operatora na etapie montażu i podłączania. Numery ID : 0,1 – dyski (0 napęd startowy), 2,3,4 – napędy CD ROM, …dalsze – inne urządzenia, 7 – host adapter (kontroler).
W komputerach typu PC traktowany był przez długi czas jako luksusowy i wykorzystywany w związku ze swoimi zaletami, w zastosowaniach profesjonalnych: serwery, szybkie stacje graficzne, komputery do obróbki video i dźwięku.
Zalety standardu SCSI:
- własny procesor,
- obsługa szerokiej gamy urządzeń wewnętrznych i zewnętrznych
- większa ilość urządzeń do podłączenia
- dłuższe kable połączeniowe (nawet do 25m)
- dłuższa szybkość przesyłu danych (Ultra-3 : 320 MB/s)
- wysoka niezawodność
Wady standardu SCSI:
- cena sterownika i urządzeń
Przykłady:
Kontroler SCSI: Adaptec AVA-2904 Kit Fast SCSI-II – 194 PLN
Adaptec ASC-29320-R Ultra 320 MB – 1534 PLN
Dysk twardy: Seagate Cheetah 10K.6 146.8 GB (80-pin) ST3146807LC – 2900 PLN
Napęd MO: Fujitsu MO MCJ3230SS 2.3GB SCSI internat – 1556 PLN
Istotną zaletą systemu komunikacji na szynie SCSI jest możliwość wymiany danych pomiędzy urządzeniami, bez angażowania procesora głównego. Cecha ta pozwala na uzyskanie dużo większej sprawności. Poza tym pozwala na uzyskanie pewnych mechanizmów, których bez zastosowania interfejsu SCSI nie można byłoby zrealizować (np. macierze dyskowe RAID, mirroring dysków w serwerach). Urządzenia podłącza się równolegle, na końcach łańcuchów znajdują się terminatory (pasywne lub aktywne).
Wersje kontrolerów
- kontrolery uniwersalne: posiadają zainstalowany BIOS,
- uproszczone: i tańsze, bez wbudowanego BIOS’u, nie potrafią wystartować systemu z dysku SCSI, ale po zainstalowaniu sterowników (z dysku IDE) z powodzeniem wykonują swoje zadanie i spełniają wymogi standardu.
Technologia RAID (ang. Redundant Array of Inexpensive/Independent Drives)
Najczęściej głównym źródłem wpływającym na ogólnie niską wydajność serwera plików jest dysk twardy.
Jest on zarazem częścią systemu, która najszybciej może ulec uszkodzeniu i powoduje przez to największe straty poprzez utratę danych.
Powyższe wady pracujących pojedynczo dysków twardych można wyeliminować stosując kilka współpracujących ze sobą dysków – z pomocą technologii RAID.
Zadaniem technologii RAID jest:
- poprawa bezpieczeństwa danych przechowywanych na serwerach sieciowych,
- poprawa wygody pracy w sieci,
- zwiększenie szybkośći zapisu i/lub odczytu danych z dysków.
Nie zawsze stosując technologie RAID doprowadzamy do poprawy wszystkich z w/w elementów systemu komputerowego.
Dla systemu operacyjnego, a Najczęściej także dla BIOS’u matryca RAID widziana jest jako pojedynczy dysk.
Tabel a: Standardy i pseudo-standardy oraz minimalna ilość dysków w technologii RAID:
| Standard RAID | Minimalna ilość dysków |
|---|---|
| RAID 0 (stripping) | 2 |
| RAID 1 (mirroring) | 2 |
| RAID 2 (hamming) | 3 |
| RAID 3 | 3 |
| RAID 4 | 3 |
| RAID 5 | 3 |
| RAID 10 | 4 |
| RAID 50 | 6 |
RAID 0 – wykorzystuje zapis paskowy (ang. Stripping). Jest podstawowym i jednocześnie najszybszym standardem RAID. Dane przeznaczone do zapisu są dzielone na tzw. paski o wielkości od 4kB do 128 kB i zapisywanie na różnych dyskach. RAID 0 wymaga co najmniej dwóch dysków.
RAID 1 – wykorzystuje zapis lustrzany (ang. Mirroring). Dane zapisywane na jednym dysku kopiowane są jednocześnie na drugi. W ten sposób uzyskuje się znaczny wzrost bezpieczeństwa danych, kosztem jednak szybkości zapisu. Ten z zasady prosty system jest jednak drogi w eksploatacji – wykorzystuje połowę sumarycznej pojemności zainstalowanych w systemie dysków. Szybkość zapisu danych maleje o ok. 15 – 20% w stosunku do zapisu na pojedynczy dysk w związku z sekwencyjną częścią algorytmu zapisu.
RAID 5 – często jest również nazywany rotacyjny zapis kodów parzystości (ang. Rotating Parity Array). Posiada najlepszy stosunek wydajności i bezpieczeństwa podsystemu dysków do kosztów. RAID 5 eliminuje obciążenie dysku z informacjami o parzystości. Informacja o parzystości jest rozpraszana, podobnie jak dane, po wszystkich dyskach zainstalowanych w macierzy. Algorytm rozmieszczania informacji o parzystości wygląda następująco: dla pierwszego bloku (paska) na ostatnim dysku, dla drugiego – na przedostatnim itd.
RAID 10 – standard ten jest kombinacją rozwiązań 1 i 0. Łączy w sobie zalety tych dwóch rozwiązań, czyli bardzo wysoką wydajność RAID 0 z bezpieczeństwem RAID 1. Kontroler obsługujący ten standard pozwala na tworzenie dwóch „półmacierzy” poziomu RAID 0, któ®e są obsługiwane jako pojedyncze dyski macierzy RAID 1 (mirroring). Architektura RAID 10 działa na podstawie strippingu danych na lustrzanych dyskach.