Физическая защита данных

Презентация сопровождает рассказ учителя по теме "Физическая защита даных на дисках" и рассматривает понятие и разновидности RAID-массивов, способы их организации, уровни организации.

Физическая защита данных на дисках

Урок-презентация

11 класс

• Для обеспечения большей скорости чтения/записи и надёжности хранения записи на дисках используются RAID-массивы (Redundant Arrays of Independent Disks – избыточный массив независимых дисков).

• Впервые термин RAID появился в 1987 году, когда исследователям из Калифорнийского Университета в Беркли удалось создать действующий массив из нескольких жестких дисков.

• Первоначальное предназначение RAID – создание на базе нескольких винчестеров диска большого объема с увеличенной скоростью доступа. Но затем к двум основным целям добавилась третья – сохранение данных в случае отказа части оборудования.

• Несколько жёстких дисков подключаются к RAID-контроллеру , который рассматривает их как единый логический носитель информации.

5 таинственных слов

• В основе теории RAID лежат пять основных принципов – пять таинственных слов. Это Массив (Array), Зеркалирование (Mirroring), Дуплекс (Duplexing), Чередование (Striping) и Четность (Parity).

Массив

• это несколько накопителей, которые централизованно настраиваются, форматируются и управляются. Логический массив – это уже более высокий уровень представления, на котором не учитываются физические характеристики системы.

Зеркалирование

• технология, позволяющая повысить надежность системы. В RAID массиве с зеркалированием все данные одновременно пишутся не на один, а на два жестких диска. То есть создается «зеркало» данных. При выходе из строя одного из дисков вся информация остается сохраненной на втором.

Дуплекс

• развитие идеи зеркалирования. В этом случае так же высок уровень надежности и требуется в два раза больше жестких дисков. Но появляются дополнительные затраты: для повышения надежности в систему устанавливаются два независимых RAID контроллера. Выход из строя одного диска или контроллера не сказывается на работоспособности системы.

Чередование

• Записываемый файл разбивается на части определенного размера и посылается одновременно на все имеющиеся накопители. В таком фрагментированном виде файл и хранится. Считывается он тоже «по кусочкам».

Чередование

• Размер «кусочка» может быть минимальным – 1 байт, но чаще используют более крупное дробление – по 512 байт (размер сектора).

Чётность

• является альтернативным решением, соединяющим в себе достоинства зеркалирования (высокая надежность) и чередования (высокая скорость работы). Используется тот же принцип, что и в контроле четности оперативной памяти.

• Существует два способа реализации RAID-массива: аппаратный и программный.

• Аппаратный дисковый массив состоит из нескольких жёстких дисков, управляемых при помощи специальной платы контроллера RAID-массива.

• Программный RAID-массив реализуется при помощи специального драйвера. В программный массив организуются дисковые разделы, которые могут занимать как весь диск, так и его часть.

• Программные RAID-массивы, как правило, менее надёжны, чем аппаратные, но обеспечивают более высокую скорость работы с данными.

• Существует несколько разновидностей RAID-массивов, так называемых уровней.

RAID 0

• Для создания массива этого уровня понадобится как минимум 2 диска одинакового размера.

RAID 0

• Простейший массив, использующий чередование без четности. Вся входящая информация разбивается на блоки фиксированной длины (например, 16 кбайт) и раскидывается на все имеющиеся диски.

RAID 0

• На рисунке приведен пример, как в RAID 0 массиве на 4 дисках хранятся данные разного размера. Размер блока – 16 кбайт. Красный – файл размером 4 кбайт, синий – 20 кбайт, зеленый – 100 кбайт, пурпурный – 500 кбайт.

RAID 0

• При наличии двух-четырех дисков RAID 0 дает ощутимый выигрыш в скорости передачи данных, но совершенно не обеспечивает надежность. Для его построения подойдет любой дешевый и даже программный RAID-контроллер. Подходит для тех, кому нужно выжать максимум производительности от файловой системы при минимальных затратах.

RAID 0

• Поскольку запись ведётся на все диски, при отказе одного из них будут утрачены все хранящиеся в массиве данные, однако запись и чтение на разных дисках происходит параллельно и, соответственно, быстрее.

RAID 1

• Этот уровень является обычным зеркалированием. На два жестких диска пишутся две одинаковые копии данных. При этом можно использовать дешевый RAID контроллер или даже его программную реализацию.

RAID 1

• Для создания такого массива потребуется 2 или более дисков одинакового размера. Избыточность обеспечивает отказоустойчивость массива: в случае выхода из строя одного из дисков, данные на другом остаются неповреждёнными.

RAID 1

• Расплата за надёжность – фактическое сокращение дискового пространства вдвое. Скорость чтения и записи остаётся на уровне обычного жёсткого диска.

Источники:

• Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 11 класса. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.
• http://www.ferra.ru/
• http://serg.digiz.ru/
• http://www.buildcom.ucoz.ru/
• http://www.cfp.iatp.by/
• http://www.spez.com.ua/
• http://doneck.vlasti.net/
• http://club.foto.ru/
• http://www.x-drivers.ru/
• http://mposoft.ru/
• http://www.ferra.ru/
• http://mygadgets.org.ua/
• http://itc.ua/
• http://dark1brothers.ucoz.ru/
• http://shablony.su/
• http://megaobzor.com/
• http://diman007.ucoz.ru/
• http:// www.tcs.ru/