RAID: Hız ve Güvenlik
Hız veya Güvenlik” istiyorum. Ama bu istediklerimizi nasıl yapacağız? Son
zamanlarda, piyasada satılan IDE RAID kontrol kartlarıyla veya IDE RAID
kontrol ünitesini üzerinde barındıran anakartlar ile bunu yapmak mümkün.
İşte bu “RAID” terimini son zamanlarda ünlü olmasının sebebi bu. RAID
terimini duyuyoruz ama nedir bu RAID? Ne işe yarar? Çalışma mantığı
nasıldır? Bunların cevaplarını arayalım
RAID NEDİR? RAID ARKASINDA YATAN TEMELLER NELERDİR?
Tek sabit disk ile yapabildikleriniz sınırlıdır. Performans arttırayım
deseniz, overclock edemiyorsunuz; verileri otomatik yedekleyeyim deseniz,
kendiniz yedeklemek zorundasınız. Eğer disk kapasitenizi arttırdığınızda
disk performansınızı arttırmak istiyorsanız, verilerinizin eş zamanlı
yedeklenmesini istiyorsanız sizin bir RAID dizesi oluşturmanız gerekiyor
demektir. RAID, “Redundant Array of Inexpensive Disks” kelimelerinin baş
harflerinden oluşuyor. RAID dizesinde, iki veya daha fazla diski tek
üniteye bağlayarak, disklerin tek başlarına yapamadığı şeyleri yapmanız
olanak sağlar. Uyguladığınız RAID konfigürasyonunu çeşidine göre, RAID
dizesi ile daha fazla performans, daha fazla veri güvenliği veya her
ikisini de elde edebileceksiniz.
RAID’in esas amacı, bir dize içerisinde bulunan ana sabit diskin çeşitli
yöntemlerle yedeği alınarak, diğer sabit disklerin bozuk olduğu zaman,
sistemin çalışmama süresini en aza indirgemektir. Burada söylediklerimiz,
birazdan anlatacağımız kavramlar için temel oluşturuyor.
RAID için farklı konfigürasyon seçenekleri bulunuyor. Bu konfigürasyonları
RAID X (X yerine rakam geliyor ) şeklinde ifade ediyoruz. Tahmin
edeceğiniz üzere, birden fazla konfigürasyon söz konusu. IDE RAID
sistemler ile kullanabileceğiniz RAID 0, RAID 1 ve RAID 0+1
konfigürasyonlarını şöyle bir açıklayalım
* RAID 0 (STRIPING – ŞERİTLEME)
RAID 0 konfigürasyonunda, RAID kontrolcüsüne en az iki disk bağlayarak bir
dizi oluşturuyorsunuz. Disk dizisi kullanırken, aynı türden bağlanmış
diskler üzerine veriler yazılırken ardışık bloklara bölünerek diskler
üzerine dağıtılarak yazdırılıyor. Bu ciddi bir performans artışı sağlıyor
desek yeridir. Bunu daha anlaşılabilir bir şekilde anlatalım. Elimizde
yazılması gereken 8 kelimelik bir cümle var. Dört elimizin olduğunu
varsayalım. Bir elin bir kelimeyi yazması bir dakika aldığını varsayarsak;
kelime sayısını el sayısına göre paylaştırıp yazdırırsak, tek elin 8
dakikada yaptığı işi, dört elimizle 2 dakikada yapmış olacağız. Sanırım
mantığını anladınız.
Sonuç olarak, sistemin veri yazma/okuma performansı ciddi bir şekilde
artıyor.Çünkü yazdıracağınız veri kaç tane disk bağlıysa o kadar diske
paylaştırılarak yazdırılıyor.
Dikkatinizi çektiyse, RAID 0 konfigürasyonu gerçek bir RAID uygulaması
değil. Çünkü hata toleransı denen bir şey yok. Gerçekten burası önemli.
RAID 0
konfigürasyonundaki hard disklerden bir tanesi göçtüğünde, RAID 0
konfigürasyonu içindeki tüm disklerdeki sahip olduğunuz tüm bilgiler de
güme gidiyor! Örneğin RAID 0 uygulamasında sahip olduğunuz 3 adet 10
GB’lık hard diskinizden birisi su koyu verirse, buzdolabında kötü günler
için muhafaza ettiğiniz buz gibi suyunuzu içmek farz oluyor. Anlayacağınız
30 GB’lık verinin hepsi gelmemek üzere gidiyor. Burası önemli bir
noktaydı.
Tabii bu dediklerimiz, performans manyaklarını etkileyecek değil hani.
Sonuçta ben akıllı adamım, yedeklememi her zaman yaparım diyenler için bir
sorun yok elbette. RAID 0 konfigürasyonunu şöyle genel olarak özetleyecek
olursak: RAID 0 konfigürasyonu için min. 2 diske ihtiyaç duyuyoruz.
Örneğini ki tane 10 Gb’lık sabit disk bağladığımda, bu iki disk tek disk
imiş gibi olacaklar ve ikisinin toplam kapasitesi yani 20 GB’lık kapasite
elde etmiş olacağım. RAID 0 konfigürasyonun gerçek RAID olmadığını çünkü
hata toleransının olmadığını belirttik. Bundan dolayı, bilgilerin önemli
olduğu ortamda kullanılmayan bir konfigürasyondur.
* RAID 1 (MIRRORING – AYNALAMA)
Evet diğer RAID sistemimiz ise RAID 1, diğer adıyla disk “aynalama”.
“Aynalama” teriminden tahmin edeceğiniz üzere şu anlam ortaya çıkıyor : 2
veya daha fazla diskiniz var ve bu disklerin birisindeki bilgiler,
diğerine eş zamanlı olarak kayıt ediliyor. %100 veri güvenliği amaç
edinilmiş. Aniden disk göçtü diyelim. Hiç telaş yok. Bilgilerin
aynalandığı diskten dosyaları tekrar yeni ana diskinize kopyalayarak olayı
çözümleyebiliyorsunuz.
Gördüğünüz üzere, RAID 1 sisteminin diskten veri okuma performansına bir
katkısı yok. Sadece, ECC (Hata Bulma & Düzeltme) işleminden dolayı
yazma işlemi, yalnız başına kullanılan tek diskli konfigürasyona göre bir
yavaşlık gösterebilir. Anlayacağınız üzere, performansın pek önemli
olmadığı, verilerin önem arz ettiği konumlarda RAID 1 sistemi çok işe
yarıyor. Zaten bu sisteminde tek amacı veri güvenliği.
* RAID 0 + 1 (STRIPING+MIRRORING)
Yukarıda anlattığımız her iki yöntem, bu sistem çatısı altında toplanmış.
Hem veri güvenliği en planda tutulurken, performans artışı da ihmal
edilmemiş. Bu RAID konfigürasyonunu oluşturabilmeniz için en az 4 diske
ihtiyacınız var. İki disk bir dize oluştururken, diğer iki disk bunların
aynası oluyor yani eş zamanlı olarak yedeğini alıyor.
RAID 0 + 1 konfigürasyonunu kullandığınız sistemin veri güvenliğinin yanı
sıra, yazma ve okuma hızları iyileştiriliyor. Fakat fiyat açısından
bakıldığında, min. 4 diske ihtiyaç duyması pek de ucuza bu işi
halledeceğimiz anlamına gelmiyor. En az 4 disk dediğime bakmayın IDE RAID
kontrolcüler ile bu iş sadece 4 disk ile yapılabiliyor.
Piyasada bulunan IDE RAID kontrolcülerinin hepsinde desteklenen ortak RAID
konfigürasyonları
bunlar.Fakat Adaptec’in çıkardığı ve diğer IDE RAID
kartlar ile desteklenmeyen RAID 5 konfigürasyonunu da destekliyor.
Dolayısıyla RAID 5 olayına hafiften girelim.
* RAID 5
RAID 5, sabit disklerin RAID 0 sistemindeki gibi “Stripe” edilmesinin
performans katkısının yanı sıra, parite hesaplanmasındaki güvenlik
özellikleri beraberinde getiriyor. En az 3 diske ihtiyaç duyuluyor. Dizi
içerisindeki tüm disklere hem veri hem de parite bilgileri dağıtılarak
yazılıyor.
Resimle birlikte olaya baktığınızda daha iyi kavrayabileceksiniz. Min. 3
disk gerektiğini söylemiştik. 3 disk kullandığımı varsayıyorum. Veri
yazdırırken, ilk 2 diske veriler yazılıyor, üçüncü diske parite bilgileri
kayıt ediliyor. İkinci veri kayıt edişimde ise, başka bir diske parite
bilgilerini kayıt ediyor. Diğerinde ise başka bir diske… İşte bu
dizideki sabit disklerden birisi “gıcıklık” yaparsa, en son parite
bilgilerinin kayıt edildiği diskten parite bilgileri okunarak, kayıp
veriler tekrar inşaa ediliyor.
Bir tür veri güvenlik sisteminin olduğunu anlamışsınızdır. Dolayısı ile,
RAID 5 sisteminin, veri güvenliğinin çok önemli olduğu konumlarda ve hata
düzeltmenin olabildiğince iyi olması gereken yerlerde çok sık
kullanıldığını anlamak güç değil. Parite hesaplamasının yapılması çok
ilginç bir şey. Sayfanın sonunda vereceğimiz linklerden, parite hakkında
detaylı bilgilere ulaşabileceksiniz.
DİĞER RAID KONFİGÜRASYONLARI
Yukarda saydıklarımızdan başka, RAID 2, RAID 3, RAID 4, , RAID 7, RAID 53
gibi diğer konfigürasyonlarda bulunuyor. Eğer bu konfigürasyonları
anlatacak olursak: parite (hafiften anladınız gibi), Hamming ve XOR hata
düzeltme operasyonlarından da bahsetmek zorunda kalacağız ve bu
anlattıklarımızdan bizim de dahil herkesin kafası allak bullak olacak ve
bu yazıyı okumayacaksınız.
Zaten yukarıda sizler için anlattığımız RAID konfigürasyonlarının
dışındaki diğer RAID konfigürasyonlarının bazıları aşırı derecede kompleks
yapıya sahip olup, çok pahalı SCSI RAID kartları ile gerçekleştirilebilen
işlemler.
Zaten o kompleks yapılı RAID konfigürasyonları, bizim konumuzun dışına
çıkıyor biraz. Bundan dolayı esas RAID, SCSI RAID dir. IDE RAID
kontrolcülerinin yapabildiği işlemler en basit yapılı olan işlemler, ki
bunlar yazılımlar tarafından da yapılabiliyor. NT
4.0/Windows 2000 Server
ve Linux işletim sistemlerini çok yakından tanıyanlar zaten bu olaylara
pek uzak değildir. Dolayısı ile IDE RAID kontrolcüleriyle yapabildiğimiz
RAID konfigürasyonları bizler için önemliydi.
Biraz önce IDE RAID konfigürasyonlarından bazılarının (örneğin RAID 0
konfigürasyonu) işletim sistemleri tarafından yapıldığından bahsettik
(yine software/hardware konusuna gelmiş oluyoruz gibi). Sadece bilgi olsun
diye söyleyeceğim. IDE RAID kontrolcüleri RAID konfigürasyonlarının
“donanımdan” desteklediği için, yazılım yoluyla yapılan striping veya
mirroring işlemlerine nazaran performansın daha iyi olduğunu söylemek
mümkün. Çünkü, bu işi yazılım yaparken haliyle işlemciye yükleniyor.
Bu arada ilginç bir noktayı belirtmeden de geçmek istemiyorum. RAID
kavramı yaklaşık bundan 12 yıl önce çıkarılmıştı. O günden bugüne
teknoloji çok gelişti ve artık RAID’in açılımındaki üçüncü kelime olan
Inexpensive (ucuz) kelimesi gerçekleşiyor gibi. Düşünsenize, IDE RAID
sisteminin de 4,5 yıl kadar önce de var olduğunu düşünerek, RAID 0+1
konfigürasyonunu oluşturmak için ne kadar para harcayacağınız düşünün.
Kaldı ki, önceden SCSI RAID sistemler var idi ve varın “ucuz” olayını siz
düşünün. Ama artık bazı şeyler değişti gibi.
IDE RAID olayının mantıklı bir açıklamasına gelince; eski, “acınacak”
türdeki performansa sahip IDE diskler (SCSI disklere göre
karşılaştırıldığında) IDE RAID sisteminin oluşması için bir alt yapı
oluşturamıyordu (fiyat açısından da bakmak gerekli). Gelişen IDE Diskler,
ucuzlayan fiyatlarıyla beraber, IDE RAID sisteminin uygulanabilir olması
için göz ve masaüstü bilgisayarlarını işine yarayacak RAID 0, RAID 1 ve
RAID 0+1 konfigürasyonlarını beraberinde getirdi. Zaten masaüstü
geliştirilen bir RAID sistemi için, çok büyük “sunucularda” işe yarayan
kompleks RAID konfigürasyonlarını beraberinde getirmesi mantıklı değildi.
Hem kompleks yapılı RAID konfigürasyonları da desteklenseydi, IDE RAID
kontrolcüleri olduğunda çok daha pahalı olacaktı ve masaüstü bilgisayar
için hiçbir esprisi kalmayacaktı. Yukarıda bahsettiğimiz Adaptec’in RAID 5
konfigürasyonunu destekleyen IDE RAID kartını biraz buradan uzak tutmaya
çalışıyorum. Çünkü fiyatı, diğer IDE RAID kartlardan 4-5 kat daha pahalı.
Sonuç olarak, IDE RAID, ortalığı yerinden oynatacak nitelikte. Çok makul
bir fiyata sisteminizde gözle görülür bir performans artışı elde
edebileceksiniz. Çoğumuz performans tutkunu olduğumuz için, veri
güvenliğini biraz hiçe sayıp, RAID 0 konfigürasyonu sistemlerimizde
kullanarak bir güzellik edebilirsiniz.
belgesi-554
