Come funzionano i sistemi con array ridondanti

La maggiore difficoltà per sistemi ridondanti come RAID 5 e RAID 6 è la creazione di bit di parità in tempo reale ed essere in grado di ripristinare i dati immagazzinati utilizzando i bit di parità generati. L’idea che sta dietro alla generazione dei bit di parità è basata sull’operatore Booleano XOR, l’ ”OR esclusivo”.

Oltre alla generazione dei dati di parità, una configurazione RAID 5 non è diversa da una RAID 0, tranne per il fatto che sono utilizzati tutti i drive tranne uno; nel caso di RAID 6 tutti tranne due. La generazione di parità coinvolge un intera stripe che sarà poi distribuita su tutto l’array. La stripe è una sequenza di n-1 blocchi di dati (blocks), dove n è il numero totale dei drive di un array, più il blocco di parità generato che viene sempre aggiunto come ultimo blocco della stripe stessa.

Un blocco è la quantità di dati che viene immagazzinata sul singolo drive, e le sue dimensioni sono normalmente comprese tra 4 e 64 KB. Come abbiamo già sottolineato, questi blocchi di parità sono immagazzinati in modo alternato per evitare di creare colli di bottiglia (vedi immagine successiva); tutto ciò diventa più importante all’aumentare del numero dei drive usati.

Generare dati di parità, così come il processo inverso (ricreare parti del contenuto del disco dopo una parziale perdita di dati) richiede una grossa capacità di calcolo. Le soluzioni RAID professionali hanno un processore RISC integrato che esegue queste operazioni XOR binarie e riduce il carico sul processore del PC su cui è installato. Queste unità normalmente vengono chiamate "motori XOR" o "acceleratori XOR", mentre gli adattatori presenti sulle schede madri sono chiamati "controller RAID integrati".

Il termine "controller RAID software" viene spesso usato per descrivere le operazioni XOR eseguite dal processore del PC. Questa è una soluzione diffusa perché permette costi contenuti in quanto non è necessario installare hardware aggiuntivo. Allo stesso tempo però, avrà buone prestazioni solo se il PC host è dotato di una CPU veloce e pochi altri processi da gestire. In effetti questi dovrebbero essere chiamati "controller RAID host", perché un RAID software sarebbe un array creato esclusivamente dal sistema operativo.

Fonte: Adaptec. Ecco come lavora il RAID 5. Il raid 6 genera un ulteriore livello di dati di parità. In figura si vede un array composto da tre drive, ognuno dei quali ospita i quattro blocchi delle quattro stripe (compreso il blocco di parità di ognuna)