16. Jak pracuje diskové pole

Disková pole pracují podle teorie, která říká, že jeden pevný disk je dobrý, dva pevné disky dvakrát tak dobré a pět pevných disků pětkrát tak dobrých. Při použití více mechanik pevných disků konfigurovaných tak, že si operační systém myslí, že jde o disk jediný, může osobní počítač dosáhnout vyšší rychlosti při čtení dat z mechanik nebo lepší ochranu před ztrátou dat. V ideálním případě můžete ekonomicky dosáhnout obojího.

Nejobvyklejším typem diskového pole je RAID, což je zkratka od "Redundant Array of Inexpensive Drives" (česky pole nepříliš drahých mechanik s možností redundance). Cena pevných disků s rostoucí kapacitou a rychlostí vzrůstá. Ale s pomocí RAID můžete použít několik levnějších mechanik, jejichž celková cena je menší než cena vysoce výkonné mechaniky, a získat tak podobný výkon s větší bezpečností dat. Pole RAID používají určitou kombinaci zrcadlení a proužkování; obě metody nabízejí větší ochranu před ztrátou dat. Zrcadlení, u kterého je jeden disk přímou kopií jiného disku, nabízí největší zvýšení výkonu, ovšem za nejvyšší cenu. Proužkování, u kterého jsou soubory rozloženy na několika mechanikách a chráněny daty na další mechanice, se používá, když se vyžaduje ochrana dat a požadavek na výkonnost nemá vysokou prioritu. Disková pole se používají jen vzácně na samostatných osobních počítačích, protože nehledě na taktiku použití levnějších mechanik, jsou pole jako celek stále ještě drahá ve srovnání s cenou jednotlivých komponent osobních počítačů. Pole téměř vždy najdeme na osobních počítačích používaných jako síťové servery.

Pole zrcadlových disků
1. Zapisuje-li se na zrcadlové disky nějaký soubor, řadič souběžně zapisuje identické kopie souboru na každou mechaniku v poli. Pole zrcadlových disků tedy musí mít alespoň dva disky.
2. Pokud se soubor z diskového pole čte, řadič střídavě čte skupiny sektorů z každé mechaniky a z kousků souboru sestavuje celky dodávané do počítače. Tento proces čtení zrychluje. Rychlost závisí na počtu mechanik v poli. Když jsou zrcadleny dvě mechaniky, zkracuje se čas potřebný pro čtení přibližně na polovinu; tři zrcadlové disky zkracují čas čtení asi na třetinu vůči čtení z disku jediného.
3. V případě chyby při čtení - způsobené buď defektem na povrchu jedné mechaniky nebo havárií celého jednoho disku řadič jednoduše přečte neporušenou část souboru z bezvadného disku.
4. Jestliže je chyba čtení způsobena poškozením média, řadič automaticky přečte data z kopie souboru na druhé mechanice a zapíše je do nové nepoškozené oblasti na mechanice, kde chyba nastala.
Pole disků s rozloženým záznamem
1. Zapisuje-li se soubor do pole disků s rozloženým záznamem, např. tří mechanik, rozdělí se do dvou částí a každá z nich se zapíše na jiný disk. Pole disků s rozloženým záznamem musí mít alespoň tři mechaniky. Normálně pole zapisuje data na všechny mechaniky s výjimkou jedné, kterou používá pro ochranu proti chybám.
2. Řadič nebo software pole provádí s daty zapisovanými na mechaniky booleovskou operaci XOR a výsledek, zvaný též často paritní bit, zapíše na poslední mechaniku. Operace XOR má jako výsledek bit 0, když jsou porovnávány dva stejné bity a výsledek 1 pro různé bity. Například operace XOR se dvěma dvojkovými čísly 1100 a 1010 má za výsledek paritu 0110. Obsahuje-li pole více než tři mechaniky, potom je operace XOR provedena s daty na prvních dvou mechanikách, s výsledkem a daty na další mechanice je opět provedena operace XOR a tak dále, až je výsledek zapsán na poslední, paritní mechaniku. Tento proces snižuje výkonnost pole, dosaženou zápisem na více mechanik současně.
3. Pokud se z pole disků s rozloženým záznamem čte soubor, řadič přečte části souboru z mechanik, na kterých jsou rozloženy.
4. V případě, že je některá část zničena nebo jeden z disků havaruje, provádí řadič operaci opačnou k operaci XOR. Porovnáním nezničených bitů s paritními bity může řadič odvodit, zda chybějící bity jsou nuly nebo jedničky. Informaci lze použít také pro opravu dat zničených v důsledku chyby média.