RAID Teknolojisi ve Software RAID Uygulaması

R A I D

RAID NEDİR? NE İŞE YARAR?

Bilgisayarlar çıktığından beri hep daha fazla performans istenmiştir. Özellikle hız gerektiren

durumlarda, sabit diskin çoğu kullanıcın sandığından daha fazla etkisi vardır. Windows performansı

optimize etmek için araçlar sunar, fakat disklerin fiziksel potansiyelinin bir sınırı vardır. Birkaç sabit

diski eşzamanlı kullanmak bu sorunu hafifletmeye oldukça yardımcı olur.

Bunun için gerekli teknoloji RAID (Redundant Array of Independent Disk Drives – “Birbirini destekleyen bağımsız disklerden oluşan dize”) olarak bilinir. Basitçe açıklamak gerekirse, veri transfer

hızlarının artması ve güvenliğin yükseltilmesi amacıyla birkaç sabit disk bir arada kullanılır. RAID

teknolojisinin amacı dizideki diskleri birleştirip yüksek bir depolama kapasitesi elde etmek, hata

tolerans sağlamak, bazen de disk performansını artırmaktır. Mirroring, spanning, striping gibi tekniklere dayanan pek çok RAID standardı vardır. RAID Level 4 hariç, dizideki disklere bağımsız olarak ulaşamazsınız. Yani bir diski alıp aynı bilgisayar veya başka bir bilgisayarda tek başına o diski okumak mümkün değil. Her işletim sisteminde RAID desteği yoktur. Sözgelimi; Windows 2000’in altındaki Windows sürümleri ve eski Linux kernelleri RAID’i desteklemez.

Neden RAID’e Gereksinim Duyarız?

Performans; Bilgisayarımızdaki en yavaş olan HDD’yi performansını artırmak; Diğer birçok sistem

bileşeninin aksine, sabit diskin performansı ince ayarlar veya “overclock” ile arttırılamaz. Erişim süresini küçük yazılımlarla değiştirebilirsiniz, fakat bu yöntem aslen çalışma sesini azaltmak ya da disk üzerine dağılmış veriyi birleştirerek verimliliği artırmak için kullanılır. Sistem belleğinden gelen veriler, çoğunlukla CPU’nun hızına yetişemezler. Bu problemi çözmek için CPU içinde yüksek hızlı hafızalar bulunur. Günümüzde artık işlemciler bile iki ve dört çekirdekli üretilmeye başlandılar ve gerçekten de son derece performanslıdırlar. Ancak bilgisayarımızdan aldığımız performans sadece işlemcilerin ne kadar hızlı olduğuna değil, sabit diskimizin okuma/yazma hızına da bağlı. İşlemciniz ne kadar hızlı olursa olsun, günümüz sabit disklerin okuma/yazma hızlarının işlemci hızlarına göre düşük olması, önemli boyutta performans kaybını da beraberinde getiriyor. Eğer günlük kullanımda -İnternet’e bağlanmak, makale yazmak, video izlemek, mp3 dinlemek gibi- performans arıyorsanız, hiçbir işlemci ya da dev kapasiteli RAM, derdinize çare olamaz. Çünkü hepsi, zincirin en zayıf halkası olan sabit diski beklemek zorunda! Disklerdeki erişim süresindeki iyileştirmeler, NCQ teknolojisi, SATA2 ve tampon bellek miktarının arttırılması performansın belli bir miktar arttırılmasını sağladı ama bu gelişme ne yazıkki CPU ve Ram’deki hıza parelel olarak gelişmedi. RAID teknolojisi ile diskin okuma ve yazma hızı bir darboğazdan çıkınca, işlemci daha fazla ve daha hızlı gelen veriyi daha çabuk işlemek zorunda kalıyor. Tabii, doğal olarak bilgisayarınız da biraz daha hızlanmış oluyor. Yani işlemcinizin gerçek performansını bir nebze de olsa artırmış oluyorsunuz. Aslında, çoğu kullanıcı için pahalı bir işlemci yerine, fazladan bir disk alıp RAID’e geçmek, inanılmayacak kadar doyurucu sonuçlar ortaya çıkarabilir. Sabit disklerin yarattığı performans dar boğazını aşmanın en iyi yolu olarak görülen RAID dizileri, uzun zamandır anakartlarda donanımsal olarak destekleniyor.

Yüksek kapasiteli disklerde düşük Maliyet ile hem daha fazla alan hem de yüksek

performans elde edilebilir;

Yüksek kapasiteli olan 500GB’lık disk satın almaya kalkışırsak; 1 adet 500GB kapasiteye sahip bir HDD alabiliriz veya 2 adet 250GB kapasiteli disk alabiliriz. 2 adet 250GB disk alıp RAID yaparsanız hem disklerinizin performansı birinci seçeneğe göre artar, hem de düşük bir maliyet ile 500GB bir depolama alanına sahip olursunuz.

Güvenlik; Raid dizeleri, kronik performans sorunlarının yanında da güvenlik problemlerini çözmek için mükemmel bir yaklaşımdır.

Daha fazla alan; Çoğu durumda sadece performans ve veri güvenliği değil, çok yüksek miktarlarda

verinin işlenmesinin ve depolanmasının gerekebileceği de değerlendirilmelidir. Bu tip problemleri

çözebilmek için doğru yaklaşım yüksek kapasiteli disklerle kurulacak bir RAID dizesi olabilir.

Bu dört temel nedenden dolayı RAID teknolojisi gelişti. İşte bu “RAID” teriminin son zamanlarda ünlü

olmasının sebebi bu. Böylelikle RAID teknolojisi hem verilerimizin güvenliğini sağlarken hem de bir

nebze de olsa işlemcimizin performansından sonuna kadar faydalanmış oluyoruz.

RAID için ne tür bir yapılandırmaya ihtiyaç duyuyoruz?

1)Performans için RAID 0 sistem kurabiliriz. “Ben hız delisiyim ille de hız olsun” diyorsanız siz RAID 0

kurabilirsiniz. (Mesela ben performans için 2×1024 GB Seagate RAID0 sistemini kurdum)

2)Güvenlik için RAID kurabiliriz. “Benim diskimin performansı bana yeter, ben güvenlik isterim,

dosyalarım çok kıymetlidir” diyorsanız, RAID 1 kurabilirsiniz. RAID 1 kullandığınızda aynı veriyi

depolayan iki diskiniz olur. Disklerden birinin başına bir şey gelirse yapmanız gereken sadece onu

çıkarıp yenisi takmaktır. Hiç bir veri kaybı yaşamazsınız.

3)Hem performans hem de güvenlik için RAID 5 kurabiliriz. “Benim param bol ben zengin bir insanım,

hız da isterim güvenlik de arkadaş” diyorsanız, bunun için RAID 5 kurabilirsiniz. RAID 5 hem performans hem de güvenlik sunuyor. Burada şu sonucu çıkarabiliriz. Her farklı konfigurasyon için farklı ihtiyaçlarımız ve yapılandırmalarımızın olacağını bilmek gerekiyor.

Önceleri tamamen güvenlik için sunucu bilgisayarlarda dâhili kartlarla (RAID denetçileri) kullanılan

RAID teknolojisi (Hardware Raid), artık son kullanıcıya yönelik işletim sistemlerinin NT 5.0 tabanı

üzerine geliştirilmesiyle, işletim sistemiyle birlikte gelen araçlar yardımıyla ya da çeşitli 3. parti

yazılımlar aracılığıyla, yazılım tabanlı (Software Raid) olarak da yapılabiliyor.

Şimdi Hardware Raid ile Software Raid ‘ı karşılaştıralım.

1)Software RAID, işlemciye ekstra bir yüklenmeye sebep olduğundan dâhili kartlarla yapılan RAID’e

göre oldukça yavaş kalıyor. Masaüstü sistemlerde güdülen asıl amaç performans olduğu için Software

RAID pek tercih edilmeyen bir yöntem. Hardware RAID’in performansı software RAID’e göre çok çok

üstün durumda.

2)Diğer bir farkta Hardware RAID software RAID’e göre pahalıdır. Bu yüzden anakart üreticileri bazı

modellerinde bu teknolojiyi de entegre ediyorlar. Bu büyük bir avantaj, çünkü bu yüzden hem

hardware RAID’in nimetlerinden faydalanabilir, hem de ekstra bir ücret ödemeden neredeyse

bedavaya sahip olabiliyoruz. Tek ihtiyacınız olan bağlamak istediğiniz sabit sürücü kadar anakartınız

üzerinde bağlantı noktası olması. Pahalı RAID denetleyicilerine ihtiyacınız yok.

3)Hardware RAID kullanmak için iki diskin de baştan formatlanması gerekir ve donanımın RAID

BIOS’undan gerekli ayarlar yapıldıktan sonra ancak Windows kurulup gerekli driverlar yüklendikten

sonra çalışır.

4)Software Raid yapılırken bilgiler kaybolmuyor ama Hardware raid için HDD’leri formatlamak

gerekeceğinden tüm bilgiler kayboluyor.

5)Burada dikkat etmeniz gereken nokta, bir kere RAID dizisini oluşturduğunuzda donanımsal bir

çözüme dönemiyorsunuz. Eğer fikir değiştirip donanımsal bir çözüme geçerseniz tüm diziyi baştan

yaratmalısınız. Basic diskler dinamik disk haline çevrilebilir, ancak dinamik diskler Basic haline

çevrilemez. Bu ancak dinamik disklerin silinmesiyle oluşur.

6)Software Raid Hardware Raid’a göre işlemciye biraz daha yük bindiriyor. Donanım raid kadar

performanslı değil ve çok fazla sistem kaynağı harciyor…

7)Üçüncü parti partition yazılımlarla Basic diskler üzerinde işlem yapabilirken dynamic diskler üzerinde işlem yapamamaktadırlar. Dynamic disklerde artik partition kavramı yoktur, volume kavramı vardır.

8 )Dynamic disklerin diğer bir avantajı, volume’leri istedigimiz gibi extend (genişletme) edebiliriz. Bu ne demektir: istediğimiz bir volume’un boyutunu daha sonra istediğimiz şekilde arttırabiliriz, ve bunu

volume’u ve/veya diski formatlamadan yapabiliriz, yeter ki diskimizde yeteri kadar bos alan olsun.

9)Basic disk üzerinde sağ tuşa tıklanarak Dinamik diske dönüştürürsek; dönüşümün ardından basic

disk elemanlarının yeni yapısı şu şekilde olur:

SOFTWARE RAID NEDİR?

Ek yazılım ve ek donanım gerektirmeden Windows NT tarafından desteklenen raid çeşididir.

RAID 2’den 6’ya kadar olan modlar sadece gerekli donanımsal desteğe sahip denetçiler tarafından

yapılabilir. Diğer yandan, RAID 0 ve 1, bir de RAID5 Windows 2000 ve Windows XP tarafından da

yapılabilir, tabii birden çok disk sürücü olduğu sürece. Windows NT, Windows 2000 işletim sistemleri kendi içlerinde sistem performansını ve işlemci gücünü kullanarak yazılım üzerinde RAID yapma yeteneğine sahiptir. Yani ayrıca bir RAID kartı gerekmeksizin, IDE yada SCSI diskler üzerine RAID 0, RAID 1 ve RAID 5 konfigürasyonu oluşturulabilir. Buradaki avantaj RAID kartı maliyetinden kurtulmaktır. Ancak Sistemin genel performansında ise özellikle işlemci gücünde büyük bir düşüş görülecektir. Software RAID’in performans için güçlü CPU’ya ihtiyacı var ama bu çok CPU kullandığı manasına gelmiyor. Anında, çok güçlü ve çok kısa müddetle CPU kullanıyor. Nitekim RAID’den sorumlu kernel daemon real-time önceliğiyle çalışıyor. Dolayısıyla software RAID’in CPU’yu tüketeceği endişesine kapılmayın.

Dinamik Diskler Üzerindeki Volüm Türleri

Basic disk kullanımı: Basic diskler primary ve extended partitionlardan oluşurlar. Extended partition mantıksal sürücüler içerir. Dinamik diskler ise basit volümler, spanned volümler, mirror volümler, striped volümler ve RAID-5 volümlerinden oluşur. Dinamik disk kullanımının üstünlükleri şunlardır:

*Volümler değişik disklerdeki bitişik olmayan boşlukları içerebilir.

* Her disk üzerindeki yaratılacak volüm sayısında limit yoktur.

*Disk konfigürasyon bilgileri disk üzerinde saklanır. Bu bilgi diğer disklere de replike edilir ve böylece bir disk arızasından diğer diskler etkilenmez. Basic diskleri dinamik haline dönüştürdüğümüzde partition (disk bölümü) terimi yerini volüm kavramına bırakır. Volüm değişik düzenleme olanakları olan bir bölümüdür.

Beş tür dinamik birim vardır

1)Basit

2)Dağıtılmış

3)Şeritli

4)Yansıtılmış

5)RAID–5

STRIPED VOLUME :

Birden fazla disk üzerinde oluşturulan, veriyi kullanılan disk sayısına bölerek her diske eşit parçalar

halinde yazılmasına olanak sunan volume tipine Striped Volume denir. Diskler üzerinde Stripe yapmak için kullanılacak alan ayni olmak zorundadır. Veri ayni anda birden fazla diske bölünerek yazıldığından hız açısından kazanç sağlanır, fakat hata toleransı yoktur. Disklerden herhangi biri bozulursa veri kaybı yaşanır. Yüksek hız gerektiren uygulamalarda, veri Striped Volumeler üzerine yazılabilir.

MIRRORED DISK :

Bir diskteki volume üzerine yazılan verinin aynisinin farklı bir disk üzerinde ayni boyuttaki başka bir

volume üzerine de yazılması için oluşturulan volume tipidir. Mirrored Volume oluşturabilmek için 2 adet diske ihtiyaç vardır. Hata toleransı vardır, disklerden biri çöktüğünde veri kaybı yaşanmaz. Oluşturulan her iki diskin boyutu ayni olmak zorundadır.

EXTENDED VOLUME :

Mevcut bir volume’un boyutunu büyütmek için ayni disk veya farklı bir diskten bir volume ile

birleştirilmesine extend denir. Mevcut volume’u extend edeceğimiz alanın tanımlanmamış veya NTFS ile formatlı bir volume olması gerekmektedir.

SPANNED VOLUME :

Birden fazla disk üzerinde bulunan tanımlanmamış alanlardan oluşturulabilecek ortak volume lere

Spanned Volume denir. Spanned Volume oluşturabilmek için kaç tane disk kullanırsanız kullanın sürücü harfi bir tane atanır. Diskler üzerinde Spanned Volume oluşturabilmek için kullanılan alanların

boyutlarının ayni olması gerekmemektedir. Data önce birinci disk üzerine yazılmaya baslar, birinci disk dolduktan sonra ikinci diske yazılmaya başlanır. Hata toleransı yoktur. Disklerden herhangi biri

bozulursa tüm veri kaybolur.

RAID-5 VOLUME :

En az 3, en fazla 32 disk üzerinde oluşturulmuş eşit boyutlardaki volum’leri kullanarak oluşturulan, veriyi kullanılan disk sayısının bir eksiğine bölüp eşit şekilde yazan ve son kısma da diğer disklere yazılan verileri bir fonksiyona sokup çıkan sonucu (parity) yazan volume tipidir. Parity yani verilerin fonksiyona girmiş halleri tüm disklere eşit olarak en son yazılır. Hata toleransı vardır. Disklerden biri

çökerse/bozulursa veri kaybı yaşanmaz fakat çöken disk üzerindeki veriler diğer disklerdeki verileri ters fonksiyona sokacağından sistem ağırlaşır.

Yansıtılmış ve RAID-5 birimleri hataya dayanıklıdır ve yalnızca Windows 2000 Server, Windows 2000

Advanced Server, Windows 2000 Datacenter Server veya Windows Server 2003 işletim sistemleri

çalıştıran bilgisayarlarda kullanılabilir. Bununla birlikte, bu işletim sistemlerinde yansıtılmış ve RAID-5

birimlerini uzaktan oluşturmak için Windows XP Professional çalışan bir bilgisayar kullanabilirsiniz.