Raıd: Sabit Disklere Hız Ve Güvenlik
Gün gelir ve canavar kullanıcılar için en büyük olan harddisk alanları yetmez olur, daha fazla performans ve veri güvenliği isterler. Daha fazla disk performansı, daha fazla veri güvenliği; bunların hepsini RAID sistemi ile yapmanız mümkün. Peki ama, nedir bu RAID?
Editörün Notu: PC Magazine Türkiye Kasım ayında yayınlanan bu yazımı, biraz daha geliştirerek sitede yayınlamak, bir çok okurumuzu mutlu edecektir diye düşündüm. Ve sizlere RAID hakkında temel bilgilerin yer adlığı bu yazıyı sunuyorum.
Biraz geriye dönüp baktığımızda, 7200 devir dönen IDE disklerin çıkmasında bu yana, bu disklerde pek fazla geliÅŸme olduÄŸunu gördük desek yalan söylemiÅŸ oluruz; disklerdeki eriÅŸim süresindeki iyileÅŸtirmeler ve tampon bellek miktarının arttırılması performansın belli bir miktar arttırılmasını saÄŸladı ama 5400 devirli disklerden 7200 devirli disklere geçerken hissettiÄŸimiz performans artışı olmadı tabii ki. Piyasadaki en hızlı IDE diske sahibiz ama video ve resim iÅŸleme gibi uygulamalarım ve bilgisayarımda yaptığım iÅŸlemler diskimin canına okuyor diyorsunuz. “Eh kardeÅŸim, sen de git o zaman SCSI disk al” diyeceksiniz. SCSI disk alınca, SCSI kontrol kartı da almalısınız. Bu ikisi bize pahalıya patlayacak diye düşünüp hemen iÅŸten vazgeçebilme gibi olanağımız var.
DiÄŸer taraftan ise, Harddisk fiyatları ucuzlamışken şöyle 20 GB’lık bir disk aldık ve diskimiz yeni olduÄŸu için tüm sistemimizi ve datalarımızı bu diske transfer ettik. İçindeki bilgiler hayati önem taşıyor. Hani, diskiniz yanlışlıkla güm diye gitse, yapacağınız bir ÅŸey yok. Gitti güzelim bilgiler olacak. Kafanızı duvardan duvara vuracaksınız. Yedeklemek ne güne duruyor derseniz, 20 GB’lık veriyi, kafanız estiÄŸinde yedeklemek her babayiÄŸidin harcı deÄŸil. Gerçi yeni yeni sistemler geliÅŸtiriliyor bu yedekleme iÅŸlemi için ama, ben iÅŸimi saÄŸlama alayım ve iÅŸimi yaparken kayıt ettiÄŸim veriler eÅŸ zamanlı olarak yedeklensin diyorum.
Toparlayacak olursak, “hız ve(ya) güvenlik” istiyorum gibi bir sonuç çıkartabilmemiz mümkün. 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. Ä°ÅŸte bu “RAID” terimini son zamanlarda ünlü olmasının sebebi bu. RAID terimini duyuyoruz ama nedir bu RAID? Ne iÅŸe yarar? Çalışma mantığı nasıldır? Haydin bunların cevaplarını arayalım.
RAID Nedir? RAID Arkasında Yatan Temeller Nelerdir?
Tek harddisk ile yapabildikleriniz sınırlıdır. Performans arttırayım deseniz, overclock edemiyorsunuz; verileri otomatik yedekleyeyim deseniz, kendiniz yedeklemek zorundasınız. EÄŸer disk kapasitenizi arttırdığınızda disk performansınızı arttırmak istiyorsanız, verilerinizin eÅŸ zamanlı yedeklenmesini istiyorsanız sizin bir RAID dizesi oluÅŸturmanız gerekiyor demektir. RAID, ”
Redundant Array of InexpensiveDisks” kelimelerinin baÅŸ harflerinden oluÅŸuyor. RAID dizesinde, iki veya daha fazla diski tek üniteye baÄŸlayarak, disklerin tek baÅŸlarına yapamadığı ÅŸeyleri yapmanız olanak saÄŸlar. Uyguladığınız RAID konfigürasyonunu çeÅŸidine göre, RAID dizesi ile daha fazla performans, daha fazla veri güvenliÄŸi veya her ikisini de elde edebileceksiniz.
RAID’in esas amacı, bir dize içerisinde bulunan ana harddiskin çeÅŸitli yöntemlerle yedeÄŸi alınarak, diÄŸer harddisklerin bozuk olduÄŸu zaman, sistemin çalışmama süresini en aza indirgemektir. Burada söylediklerimiz, birazdan anlatacağımız kavramlar için temel oluÅŸturuyor.
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)
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 deÄŸil. Çünkü hata töleransı denen bir ÅŸey yok. Gerçekten burası önemli. RAID 0 konfigürasyonundaki hard disklerden bir tanesi göçtüğünde, RAID 0 konfigürasyonu içindeki tüm disklerdeki sahip olduÄŸunuz tüm bilgiler de güme gidiyor! ÖrneÄŸin RAID 0 uygulamasında sahip olduÄŸunuz 3 adet 10 Gb’lık hard diskinizden birisi su koyu verirse, buzdolabında kötü günler için muhafaza ettiÄŸiniz 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. ÖrneÄŸini ki tane 10 Gb’lık harddisk baÄŸladığımda, bu iki disk tek disk imiÅŸ gibi olacaklar ve ikisinin toplam kapasitesi yani 20 GB’lık kapasite elde etmiÅŸ olacağım. RAID 0 konfigürasyonun gerçek RAID olmadığını çünkü hata toleransının olmadığını belirttik. Bundan dolayı, bilgilerin önemli olduÄŸu ortamda kullanılmayan bir konfigürasyondur.
RAID 1 (Mirroring)
Evet diÄŸer RAID sistemimiz ise RAID 1, diÄŸer adıyla disk “aynalama”. “Aynalama” teriminden tahmin edeceÄŸiniz üzere ÅŸu anlam ortaya çıkıyor : 2 veya daha fazla diskiniz var ve bu disklerin birisindeki bilgiler, diÄŸerine eÅŸ zamanlı olarak kayıt ediliyor. %100 veri güvenliÄŸi amaç edinilmiÅŸ. Aniden disk göçtü diyelim. Hiç telaÅŸ 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 diÄŸer IDE RAID kartlar ile desteklenmeyen RAID 5 konfigürasyonunu da destekliyor. Dolayısı ile RAID 5 olayına hafiften girelim.
RAID 5
RAID 5, Hard 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 gerektiÄŸini söylemiÅŸtik. 3 Disk kullandığımı varsayıyorum. Veri yazdırırken, ilk 2 diske veriler yazılıyor, üçüncü diske parite bilgileri kayıt ediliyor. Ä°kinci veri kayıt ediÅŸimde ise, baÅŸka bir diske parite bilgilerini kayıt ediyor. DiÄŸerinde ise baÅŸka bir diske… Ä°ÅŸte bu dizideki harddisklerden birisi “gıcıklık” yaparsa, en son parite bilgilerinin kayıt edildiÄŸi diskten parite bilgileri okunarak, kayıp veriler tekrar inÅŸaa ediliyor. Bir tür veri güvenlik sisteminin olduÄŸunu anlamışsınızdır. Dolayısı ile, RAID 5 sisteminin, veri güvenliÄŸinin çok önemli olduÄŸu konumlarda ve hata düzeltmenin olabildiÄŸince iyi olması gereken yerlerde çok sık kullanıldığını anlamak güç deÄŸil. Parite hesaplamasının yapılması çok ilginç bir ÅŸey. Sayfanın sonunda vereceÄŸimiz linklerden, parite hakkında detaylı bilgilere ulaÅŸabileceksiniz.
Diğer RAID konfigürasyonları
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 olup, bu yazıyı okumayacaksınızdır. 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 ( ÖrneÄŸin RAID 0 konfigürasyonu ) iÅŸletim sistemleri tarafından yapıldığından bahsettik (Yine software/hardware konusuna gelmiÅŸ oluyoruz gibi). Sadece bilgi olsun diye söyleyeceÄŸim. IDE RAID kontrolcüleri RAID konfigürasyonlarının “donanımdan” desteklediÄŸi için, yazılım yoluyla yapılan striping veya mirroring iÅŸlemlerine nazaran performansın daha iyi olduÄŸunu söylemek mümkün. Çünkü, bu iÅŸi yazılım yaparken haliyle iÅŸlemciye yükleniyor.
Bu arada ilginç bir noktayı belirtmeden de geçmek istemiyorum. RAID kavramı yaklaşık bundan 12 yıl önce çıkarılmıştı. O günden bugüne teknoloji çok geliÅŸti ve artık RAID’in açılımındaki üçüncü kelime olan Inexpensive ( ucuz ) kelimesi gerçekleÅŸiyor gibi. Düşünsenize, IDE RAID sisteminin de 4,5 yıl kadar önce de var olduÄŸunu düşünerek, RAID 0+1 konfigürasyonunu oluÅŸturmak için ne kadar para harcayacağınız düşünün. Kaldı ki, önceden SCSI RAID sistemler var idi ve varın “ucuz” olayını siz düşünün. Ama artık bazı ÅŸeyler deÄŸiÅŸti gibi.
IDE RAID olayının mantıklı bir açıklamasına gelince; eski, “acınacak” türdeki performansa sahip IDE diskler ( SCSI disklere göre karşılaÅŸtırıldığında ) IDE RAID sisteminin oluÅŸması için bir alt yapı oluÅŸturamıyordu ( Fiyat açısından da bakmak gerekli ). GeliÅŸen IDE Diskler, ucuzlayan fiyatlarıyla beraber, IDE RAID sisteminin uygulanabilir olması için göz ve masaüstü bilgisayarlarını iÅŸine yarayacak RAID 0, RAID 1 ve RAID 0+1 konfigürasyonlarını beraberinde getirdi. Zaten masaüstü geliÅŸtirilen bir RAID sistemi için, çok büyük “sunucularda” iÅŸe yarayan kompleks RAID konfigürasyonlarını beraberinde getirmesi mantıklı deÄŸildi. Hem kompleks yapılı RAID konfigürasyonları da desteklenseydi, IDE RAID kontrolcüleri olduÄŸunda çok daha pahalı olacaktı ve masaüstü bilgisayar için hiçbir espirisi kalmayacaktı. Yukarıda bahsettiÄŸimiz Adaptec’in RAID 5 konfigürasyonunu destekleyen IDE RAID kartını biraz buradan uzak tutmaya çalışıyorum. Çünkü fiyatı, diÄŸer 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.
Sonuç olarak, IDE RAID olayı fiyatından dolayı benim gözüme girmeyi çoktan baÅŸardı. IDE Belki azıcık gaz verirseniz önümüzdeki günlerde “IDE RAID sistem nasıl kurulur?” gibi bir yazı hazırlayabiliriz de. Ä°lk baÅŸta RAID mantığını kavramak lazım ama…