Technologie: JBOD neboli „jen hromada disků“
12.8.2003, Jan Vítek, článek
O řadičích RAID pro pevné disky s rozhraním Ultra ATA toho už bylo na stránkách Světa hardware řečeno opravdu hodně. O poměrně nové technologii JBOD, kterou tyto řadiče vesměs také podporují, si řekneme dnes.
Informace o technologii RAID (Redundant Arrays of Inexpensive/Independent Disks - Redundantní řady levných/nezávislých disků), která spatřila světlo světa v roce 1987 na universitě v Berkeley, jsme napsali už dříve. RAID nám umožňuje spojit 2 a více pevných disků, aby vzájemně kooperovaly pod určitými levely, nebo i kombinacemi levelů, které nám RAID nabízí. Konkrétně jsme psali o levelech RAID 0,1,0/1, RAID 2 - 6 a RAID 10,30,50. Přiblížím vám v několika větách alespoň základní z nich, tedy ty, které běžně nabízejí levné RAID řadiče pro IDE disky.
Pozn.: JBOD se samozřejmě používá i u SATA disků.
RAID 0 - je založen na principu proužkování dat (stripping). Využívá dva (u složitějších systémů i víc) disky, na které řadič ukládá data rozdělené na "proužky" o velikosti několika kB. Ukládá je tím způsobem, že liché proužky dat plynou na 1. disk a sudé na 2. disk. Logicky se při zápisu a čtení tímto způsobem zvedne propustnost dat zhruba na dvojnásobek propustnosti jednotlivých disků. Možná si budete pamatovat na režim SLI (Scan Line Interleave) u 3D akcelerátorů VooDoo2, který pracoval na stejném principu. Pokud byly v PC přítomny 2 karty VooDoo2 spojené speciálním kabelem, přepnuly se do režimu SLI, ve kterém se jedna karta dostala k vykreslování liché a druhá sudé řádky pixelů.
RAID 1 - mirroring (zrcadlení dat). Jestliže je RAID 0 určen pro zvýšení výkonu disků, pak je RAID 1 určen pro zvýšení bezpečí dat. RAID 1 využívá 2 a víc disků, kde každý z nich má stejný obsah jako jeho "kolegové". Pokud jeden disk selže, ostatní jsou schopné ho nahradit a data zůstávají v bezpečí. Může se sice stát, že vadný zdroj zničí všechny disky, které jsou na něj napojené, ovšem tomu už režim RAID zabránit nedokáže a je jen na uživateli, jestli má data zálohovaná i externě.
RAID 0/1 - aneb co se stane, jestli zkombinujeme RAID 0 a 1 dohromady? Vznikne nám pole, které je vlivem RAID 0 a jeho stripping módu rychlé a díky RAID 1 má každý disk svoji zálohu. RAID 0/1 nám tedy spolkne dohromady nejméně 4 disky - 2 na stripping mód a 2 na jejich zálohy. Tato nevýhoda je ovšem vyvážena eliminací neduhů předchozích levelů - dvojnásobné pravděpodobnosti selhání dat u RAID 0 a neefektivního využití místa u RAID 1.
Jestliže máte ve svém počítači nainstalované dva a více IDE disků, existuje několik možností, jak si je uspořádat. Nejvíce uživatelů má disky napojené na klasický IDE řadič a používají jejich kapacitu odděleně, bez vymožeností RAIDu, jako je stripping či mirroring. Pak existují lidé, kteří funkce RAID využívají k zvýšení výkonu (stripping), bezpečnosti dat (mirroring), nebo kombinací obou metod zvyšují výkon a bezpečí zároveň. Nakonec je tu ještě JBOD, neboli Just a Bunch of Disks - Jen hromada disků a dnes v drtivé většině případů platí, že řadiče, které podporují JBOD zároveň podporují i RAID 0.
Název této technologie je poměrně ležérní a moc nám toho o vlastnostech JBOD neřekne. Pokud bych měl použít co nejméně slov, řekl bych, že JBOD je protiklad dělení disků na oddíly (partitioning). Pokud si vezmeme modelovou situaci, že máme doma 10GB a 40GB disk, pak bychom jejich spojením přes RAID 0, tedy stripping, přišli o 30GB místa, protože výsledná kapacita RAID 0 pole je rovna dvojnásobné kapacitě menšího z obou disků. Když už potřebujeme z disků souvislé pole, pak bude lepší, když disky spojíme pomocí JBOD, které dokáže ze svou rozdílných disků udělat jeden logický disk, jenž bude mít výslednou kapacitu rovnou součtu kapacit všech disků, které použijeme. Tato metoda se nazývá spanning, což znamená zahrnutí, nebo také přemostění.
Výhody
Nevýhody
JBOD vidím jako nouzové řešení pro lidi, kteří potřebují pracovat s dlouhými soubory, náhodou doma mají pevné disky s nestejnou kapacitou a za žádnou cenu nechtějí přijít o místo na větším disku. Považte ale, kolik takových mezi námi je?
Pozn.: JBOD se samozřejmě používá i u SATA disků.
RAID 0 - je založen na principu proužkování dat (stripping). Využívá dva (u složitějších systémů i víc) disky, na které řadič ukládá data rozdělené na "proužky" o velikosti několika kB. Ukládá je tím způsobem, že liché proužky dat plynou na 1. disk a sudé na 2. disk. Logicky se při zápisu a čtení tímto způsobem zvedne propustnost dat zhruba na dvojnásobek propustnosti jednotlivých disků. Možná si budete pamatovat na režim SLI (Scan Line Interleave) u 3D akcelerátorů VooDoo2, který pracoval na stejném principu. Pokud byly v PC přítomny 2 karty VooDoo2 spojené speciálním kabelem, přepnuly se do režimu SLI, ve kterém se jedna karta dostala k vykreslování liché a druhá sudé řádky pixelů.
RAID 1 - mirroring (zrcadlení dat). Jestliže je RAID 0 určen pro zvýšení výkonu disků, pak je RAID 1 určen pro zvýšení bezpečí dat. RAID 1 využívá 2 a víc disků, kde každý z nich má stejný obsah jako jeho "kolegové". Pokud jeden disk selže, ostatní jsou schopné ho nahradit a data zůstávají v bezpečí. Může se sice stát, že vadný zdroj zničí všechny disky, které jsou na něj napojené, ovšem tomu už režim RAID zabránit nedokáže a je jen na uživateli, jestli má data zálohovaná i externě.
RAID 0/1 - aneb co se stane, jestli zkombinujeme RAID 0 a 1 dohromady? Vznikne nám pole, které je vlivem RAID 0 a jeho stripping módu rychlé a díky RAID 1 má každý disk svoji zálohu. RAID 0/1 nám tedy spolkne dohromady nejméně 4 disky - 2 na stripping mód a 2 na jejich zálohy. Tato nevýhoda je ovšem vyvážena eliminací neduhů předchozích levelů - dvojnásobné pravděpodobnosti selhání dat u RAID 0 a neefektivního využití místa u RAID 1.
JBOD - nevlastní bratr pole RAID
Jestliže máte ve svém počítači nainstalované dva a více IDE disků, existuje několik možností, jak si je uspořádat. Nejvíce uživatelů má disky napojené na klasický IDE řadič a používají jejich kapacitu odděleně, bez vymožeností RAIDu, jako je stripping či mirroring. Pak existují lidé, kteří funkce RAID využívají k zvýšení výkonu (stripping), bezpečnosti dat (mirroring), nebo kombinací obou metod zvyšují výkon a bezpečí zároveň. Nakonec je tu ještě JBOD, neboli Just a Bunch of Disks - Jen hromada disků a dnes v drtivé většině případů platí, že řadiče, které podporují JBOD zároveň podporují i RAID 0.
Název této technologie je poměrně ležérní a moc nám toho o vlastnostech JBOD neřekne. Pokud bych měl použít co nejméně slov, řekl bych, že JBOD je protiklad dělení disků na oddíly (partitioning). Pokud si vezmeme modelovou situaci, že máme doma 10GB a 40GB disk, pak bychom jejich spojením přes RAID 0, tedy stripping, přišli o 30GB místa, protože výsledná kapacita RAID 0 pole je rovna dvojnásobné kapacitě menšího z obou disků. Když už potřebujeme z disků souvislé pole, pak bude lepší, když disky spojíme pomocí JBOD, které dokáže ze svou rozdílných disků udělat jeden logický disk, jenž bude mít výslednou kapacitu rovnou součtu kapacit všech disků, které použijeme. Tato metoda se nazývá spanning, což znamená zahrnutí, nebo také přemostění.
Výhody a nevýhody JBOD oproti RAID 0
Výhody
- Disky rozdílných kapacit lze pomocí JBOD spojit v jeden a tím značně rozšířit souvislou diskovou kapacitu - využitelné např. při práci s extrémně velkými soubory (editování videa).
- Spojování disků rozdílných kapacit probíhá beze ztráty diskového prostoru, na rozdíl spojováním technologií RAID 0.
- Obnova dat při selhání disku. Když RAID 0 přijde o jeden z disků, z něhož už nelze data dostat zpět, pak přijdeme o všechna data, protože na druhém disku jsou uložena rozproužkovaně a nejsou tedy konzistentní. JBOD data neproužkuje a při havárii disku přijdete tedy "jen" o ta data, která jsou na něm uložena, nebo která na něj přesahují z jiných disků.
Nevýhody
- Pokud máme možnost zapojit disky do JBOD módu, nejspíše náš řadič podporuje i RAID 0, což je při stejně, nebo alespoň přibližně velkých discích lepší alternativa.
- Rychlost toku dat se u JBOD nejen nezvýší, ale vzhledem k tomu, že je v podstatě nemožné používat více disků z JBOD najednou, nebo optimalizovat každý zvlášť, pak se výsledný výkon takového pole oproti jednotlivým diskům spíše snižuje.
JBOD vidím jako nouzové řešení pro lidi, kteří potřebují pracovat s dlouhými soubory, náhodou doma mají pevné disky s nestejnou kapacitou a za žádnou cenu nechtějí přijít o místo na větším disku. Považte ale, kolik takových mezi námi je?
