Calcolatore RAID

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Layout RAID

Progetta un array RAID classico senza confondere la capacità indicata sui dischi, quella mostrata dal sistema operativo e lo spazio protetto. Scegli RAID 0, 1, 5, 6, 10, 50 o 60, inserisci unità attive identiche o un elenco di dimensioni miste e mantieni separati gli hot spare. Il calcolatore espone ogni detrazione: capacità inutilizzata sulle unità più grandi, overhead di mirroring o parità, capacità di riserva e spazio teoricamente utilizzabile. I risultati compaiono sia in terabyte decimali sia in tebibyte binari, con una descrizione della tolleranza ai guasti specifica per la topologia anziché un singolo numero fuorviante di dischi che possono guastarsi.

Come stimare la capacità RAID

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    Scegli il layout RAID

    Seleziona un livello RAID classico, dimensioni attive identiche o miste e i membri attivi che contengono realmente i dati dell'array.

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    Inserisci capacità e span

    Usa GB o TB per le capacità decimali indicate sui dischi, GiB o TiB per quelle binarie. RAID 50 e 60 richiedono anche span di parità uguali e validi.

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    Aggiungi spare e costo facoltativo

    Indica gli hot spare separatamente. Sono capacità installata, non spazio attivo utilizzabile; il prezzo facoltativo è una media applicata a ogni unità.

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    Esamina ogni livello di capacità

    Confronta capacità grezza attiva, pool indirizzabile da RAID, spreco per differenze, overhead di protezione, spare, TB/TiB utilizzabili e limiti condizionali di guasto.

Formule della capacità RAID

Sia N il numero di dischi membri attivi, S la capacità del disco attivo più piccolo, P la somma delle loro capacità effettive e G il numero di span uguali in RAID 50 o 60. Il RAID convenzionale limita a S il contributo di ciascun membro: il pool indirizzabile da RAID è quindi N × S e lo spreco dovuto a dimensioni miste è P − N × S.

Livello Minimo Capacità teorica utilizzabile Tolleranza ai guasti in questo modello
RAID 0 2 N × S Nessuna
RAID 1 2 S N − 1 nel modello esplicito di mirror a N vie
RAID 5 3 (N − 1) × S Una qualsiasi unità attiva
RAID 6 4 (N − 2) × S Due qualsiasi unità attive
RAID 10 4, pari (N ÷ 2) × S Una qualsiasi; più guasti solo se nessuna coppia mirror perde entrambi i membri
RAID 50 6 (N − G) × S Uno per span RAID 5
RAID 60 8 (N − 2G) × S Due per span RAID 6

RAID 50 richiede almeno due span uguali di tre dischi; RAID 60 almeno due span uguali di quattro. Il massimo condizionale non garantisce che l’array sopravviva a qualsiasi combinazione di quel numero di guasti. Se si guastano entrambi i membri di una coppia RAID 10, quel mirror va perso; troppi guasti in un solo span di parità fanno perdere l’array annidato.

Esempio con unità di dimensioni miste

Cinque dischi attivi da 8, 8, 6, 6 e 6 TB in RAID 6 contengono fisicamente 34 TB. Il disco più piccolo da 6 TB limita il pool indirizzabile a 5 × 6 = 30 TB, lasciando 4 TB inutilizzati sui dischi più grandi. L’overhead della doppia parità è di 12 TB, quindi la capacità teorica utilizzabile è 18 TB, pari a circa 16,371 TiB. Metadati del controller, partizioni di sistema, pool e file system ridurranno ulteriormente il volume presentato alle applicazioni.

TB non è TiB

I produttori di dischi usano normalmente unità decimali: 1 TB = 1.000.000.000.000 byte. Il prefisso binario IEC è 1 TiB = 2⁴⁰ = 1.099.511.627.776 byte. Descrivono gli stessi byte con scale diverse. Quattro dischi da 4 TB in RAID 5 offrono quindi 12 TB, ma circa 10,914 TiB: non sono «12 TB che si sono ristretti». Il calcolatore converte passando dai byte ogni volta che cambia l’unità di input.

Hot spare, ricostruzione e prestazioni

Un hot spare attende al di fuori del layout attivo. Non aggiunge capacità utilizzabile né aumenta la tolleranza immediata ai guasti simultanei. Dopo il guasto di un disco attivo, il controller può assegnare automaticamente uno spare compatibile e avviare la ricostruzione, riducendo il tempo trascorso in stato degradato; la ridondanza torna solo quando la ricostruzione riesce. Il calcolatore verifica che la capacità dello spare soddisfi quella del membro modellato, ma il controller può richiedere un disco fisico uguale o più grande, supporto o interfaccia compatibili e altri criteri specifici del produttore. Prevalgono le regole del controller. La velocità effettiva dipende da dimensione e tipo dei dischi, impostazioni del controller, criteri di stripe e cache, enclosure e carico attivo; perciò il calcolatore non inventa un tempo di completamento.

Anche le prestazioni dipendono dal carico. Lo striping può migliorare il throughput; i mirror possono servire letture da più copie; i layout con parità aggiungono lavoro in scrittura. RAID 10 evita i calcoli di parità, mentre RAID 5/6/50/60 deve mantenerla. Questi fatti non giustificano una promessa di velocità senza misure sul controller e sul carico reali.

La disponibilità RAID non è un backup. Non protegge da cancellazione, corruzione, malware, guasto del controller, incendio o furto. Conserva backup indipendenti e verificati.

Fonti principali: definizione RAID 10 di SNIA, formule di capacità e regola del disco più piccolo di IBM, guida Lenovo a livelli, span e hot spare, requisiti dei livelli RAID Dell PERC, esempio QNAP sulle capacità miste, prefissi binari NIST, spiegazione decimale/binaria di Seagate e fattori documentati da Dell per la velocità di ricostruzione.

Domande frequenti

Il RAID classico assegna a ogni membro attivo un contributo della stessa dimensione. Il membro più piccolo determina tale contributo, mentre la capacità eccedente sui dischi più grandi viene mostrata separatamente come spazio inutilizzato. Sistemi specifici come SHR, RAIDZ o altri pool possono comportarsi diversamente e non rientrano in questo calcolatore.

Solo a determinate condizioni. Sopravvive sempre al guasto di una qualsiasi unità attiva. Può tollerare un guasto in ogni coppia mirror, ma la perdita di entrambi i membri di una sola coppia elimina quel mirror e quindi l’array.

Non nell’istante del guasto. Lo spare non contiene dati attivi dell’array, quindi la tolleranza configurata non cambia. Può avviare la ricostruzione dopo il guasto di un membro e ridurre il periodo in cui l’array resta degradato.

Questa è la capacità RAID teorica. Metadati del controller, allineamento, partizioni di sistema, strutture del file system, snapshot, riserve di thin provisioning e spazio di sistema del produttore possono ridurre il volume finale.

No. Il calcolatore modella due o più copie mirror complete, supportate dal RAID software e da alcune piattaforme. Molti controller hardware limitano il RAID 1 ordinario a due dischi o usano nomi specifici per i mirror a tre vie. Verifica il controller di destinazione.

No. RAID può mantenere disponibile un sistema durante alcuni guasti dei dischi, ma replica cancellazioni e corruzione e non copre ogni guasto hardware, software o del sito. Mantieni backup indipendenti e ripristinabili.

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