Калькулятор RAID: расчёт ёмкости и выбор уровня защиты

Что подготовить до расчёта

Уточните, где будет массив: аппаратный контроллер, программный RAID, NAS или ZFS. Одно название уровня не делает эти реализации одинаковыми по кэшу, восстановлению и ограничениям. Для предварительного расчёта сервис предполагает рабочие диски одного объёма.

• Не считайте лицензии, свободные отсеки и будущие диски установленными.
• Уточните, включён ли hot spare в общее количество.
• Для RAID 50/60 нужен размер групп, а не только итоговое число дисков.
• Сопоставляйте ёмкость в одинаковых единицах: ТБ с ТБ, ТиБ с ТиБ.

Как заполнить калькулятор RAID

1. Откройте страницу калькулятора.
2. В «Всего дисков» укажите полное число установленных участников, включая планируемый горячий резерв.
3. В «Ёмкость одного диска, ТБ» введите десятичный объём одного диска, например 8.
4. Выберите «Тип массива».
5. Укажите «Горячий резерв, дисков». Пустое поле означает расчёт без него.
6. Для RAID 50/60 заполните появившееся поле «Групп RAID 5 / RAID 6».
7. Нажмите «Рассчитать» и проверьте полезную ёмкость, рабочие диски, защиту и условия допустимых отказов.

Если видите ошибку, исправьте исходную раскладку. Не округляйте число групп или дисков ради красивого результата: в реальном контроллере такой массив может не создаться. После изменения полей ещё раз проверьте выбранный уровень и результат.

Пример: 8 × 8 ТБ, RAID 6 и один горячий резерв

Ввод: всего 8 дисков, по 8 ТБ, RAID 6, горячий резерв 1. Результат в интерфейсе: 40 ТБ, около 36,38 ТиБ до форматирования.

• Куплено: 8 × 8 = 64 ТБ.
• Выделено под hot spare: 1 × 8 = 8 ТБ.
• Работают в RAID: 7 дисков; эквивалент двух занимает чётность — 16 ТБ.
• Полезная ёмкость: (8 − 1 − 2) × 8 = 40 ТБ.

Формула не означает, что два конкретных физических диска целиком «отданы под чётность»: в классическом RAID 6 она распределяется. Здесь считаем эквивалент пространства. При исправном массиве допускается отказ любых двух рабочих дисков. Hot spare не добавляет третью независимую чётность.

Четыре разных числа: диски, RAID, файловая система, запас

1. 64 ТБ куплено8 дисков по 8 ТБ
2. 8 ТБ резерв + 16 ТБ защитаОни не входят в полезные 40 ТБ
3. 40 ТБ / 36,38 ТиБОдин объём, разные единицы
4. План для данных нижеФайловая система, служебные данные и свободное место

Файловая система и служебные структуры занимают часть объёма. Эксплуатационный запас нужен для роста, снимков, временных файлов и поведения системы при заполнении. Универсального процента на все хранилища нет: определите его под конкретную реализацию и нагрузку.

Условный план: из расчётных 40 ТБ зарезервировали 20% именно как свободное место — под занятые данные остаётся до 32 ТБ ещё до уточнения накладных расходов. Это выбранная плановая политика, а не автоматическая настройка калькулятора. Не путайте «оставить 20% свободными» и «прибавить к данным 20%» — результаты различаются.

Формулы ёмкости для поддерживаемых уровней

Обозначим N — все диски, H — hot spare, M = N − H — рабочие диски, S — ёмкость одного диска, G — число одинаковых групп. Формулы ниже описывают предварительную модель, не служебные расходы реализации.

Для RAID-Z последняя запись означает три отдельные формулы с вычитанием 1, 2 или 3 дисков, а не деление. Уровни, минимумы и топологии сверяют с контроллером/ПО: встречаются специальные варианты зеркал и нестандартные схемы. Формулы классических уровней можно сопоставить с калькулятором WD и описанием уровней Seagate.

JBOD не равен RAID 0: отдельные диски могут оставаться отдельными устройствами. Что потеряется при отказе одного из них, зависит от способа объединения и файловой системы. Отсутствие избыточности не превращается в защиту из-за названия режима.

Hot spare: когда помогает и чего не добавляет

Горячий резерв — совместимый свободный диск, который контроллер или ПО может использовать для восстановления отказавшего участника. Он не увеличивает исходную полезную ёмкость и не меняет уровень избыточности до завершения восстановления.

• Проверьте global/dedicated spare и совместимость с нужными группами.
• Резерв должен подходить по фактической доступной ёмкости и требованиям контроллера.
• Должны работать уведомления: тихо начавшийся rebuild без реакции администратора не решает инцидент.
• После восстановления нужно заменить неисправный диск и вернуть принятую схему резерва.

Не складывайте «RAID 6 выдерживает два отказа» и «есть spare» в обещание трёх одновременных отказов. Пока данные ещё не восстановлены на резервный диск, дополнительной завершённой копии или чётности не появилось. Сам процесс rebuild создаёт нагрузку и может выявить проблемы других участников.

RAID 50/60: почему важны группы

RAID 50 объединяет несколько групп RAID 5, RAID 60 — несколько групп RAID 6. Защита считается внутри каждой группы, поэтому ёмкость и допустимые отказы зависят от G. Подход к группам описан в руководстве HPE.

Проверенный пример: 12 дисков по 8 ТБ, RAID 60, резерв 0, групп 2. По 6 дисков в группе; эквивалент двух дисков чётности на каждую. Полезно (12 − 2 × 2) × 8 = 64 ТБ, около 58,21 ТиБ. Если те же 12 дисков разбить на 3 группы по 4, полезно останется 48 ТБ.

Если в первом примере выделить один hot spare из тех же 12 дисков, рабочих останется 11. Разбить их на две равные группы нельзя. Мы проверили этот ввод: калькулятор сообщил, что число рабочих дисков должно делиться на число групп без остатка. Решение — изменить реальную комплектацию или топологию, а не округлить 11 до 12.

Дополнительный установленный резерв и резерв, выделенный из уже посчитанных дисков, — разные исходные данные. Например, 12 рабочих дисков плюс один spare означают «Всего дисков = 13», а не 12.

Допустимые отказы: количество без раскладки вводит в заблуждение

RAID 10: разные пары
По одному отказу в каждой паре — у каждого зеркала есть копия.

RAID 10: одна пара
Оба диска одного зеркала отказали — эта часть данных недоступна.

Два отказа по количеству одинаковы, последствия различаются.

У RAID 60 из двух групп четыре отказа 2+2 могут быть допустимы, а три в одной группе — уже нет. У RAID 10 из восьми дисков четыре отказа по одному в каждой паре могут оставить массив работоспособным; два в одной паре лишат её обеих копий. Dell показывает проверку Mirror Set ID: нельзя определять пары по предположению о соседстве отсеков.

RAID-Z: один vdev и реальная ёмкость ZFS

В калькуляторе RAID-Z1/Z2/Z3 рассчитываются как один vdev. Пример: 8 × 12 ТБ, RAID-Z2, без spare — теоретически (8 − 2) × 12 = 72 ТБ, около 65,48 ТиБ. Этот результат проверен в интерфейсе.

Фактическая ёмкость ZFS зависит от метаданных, выравнивания, размеров блоков и резервирования пространства. Для небольших блоков расходы чётности могут отличаться от простой доли дисков. Поэтому число из формулы не является обещанным размером dataset. Модель и ограничения описаны в документации OpenZFS RAIDZ.

Если пул состоит из нескольких vdev, сначала рассчитывают каждый, затем оценивают пул и его ограничения. Две группы RAID-Z2 не дают каждому vdev защиту от четырёх отказов: избыточность остаётся внутри группы. Отдельно учитываются зеркала, special vdev, snapshots, quotas и место, занятое прежними версиями блоков.

ТБ и ТиБ: как сравнивать расчёт с системой

1 ТБ = 10¹² байт, 1 ТиБ = 2⁴⁰ байт. Для перевода ТБ в ТиБ умножьте на 10¹² и разделите на 2⁴⁰. У нашего массива 40 ТБ = 36,379788 ТиБ, интерфейс округляет до 36,38.

Если программа показывает около 36,38 ТиБ вместо 40 ТБ, одна эта разница не означает пропажу объёма. А уменьшение доступного места из-за файловой системы — уже отдельный слой. При записи результата сохраняйте единицу, округление и отметку «до форматирования». Проверить перевод можно в конвертере единиц AVG IT.

Не подменяйте 8-ТБ диск значением «8 ТиБ». Это другой объём. И не вычитайте разницу ТБ/ТиБ второй раз как служебные расходы: так расчёт будет занижен дважды.

Расчёт от задачи: сколько рабочих данных нужно разместить

1. Определите реально занятый объём, без двойного учёта одних данных.
2. Добавьте рост за выбранный срок.
3. Отдельно оцените snapshots, временные данные и другие потребители.
4. Задайте долю свободного места.
5. Сравните получившуюся потребность с ёмкостью RAID и уточните расходы реализации.

Условный пример: данные занимают 18 ТБ, рост за срок — 6 ТБ, место под снимки и служебные задачи — ещё 4 ТБ. Плановая занятость 28 ТБ. Если нужно держать 20% свободными, предварительная ёмкость должна быть не меньше 28 ÷ 0,8 = 35 ТБ, а не 28 × 1,2 = 33,6 ТБ.

Массив на 40 ТБ по предварительной арифметике подходит; подтвердить это нужно по реальной файловой системе и политике хранения. Для резервных копий оцените цепочки, retention, дедупликацию и проверку восстановления; для камер — битрейт и срок архива. Ссылки на расчёты и проверки собраны в обзоре утилит.

Как выбирать уровень: ёмкость — один из критериев

Большая ёмкость не доказывает нужную производительность. Последовательные МБ/с из паспорта SSD не равны скорости вашей базы. При выборе учитывайте тип накопителя, ресурс записи, защиту от потери питания, контроллер, режим кэша, сеть и поведение при отказе.

Не назначайте универсально «RAID 10 всегда лучше» или «RAID 6 всегда выгоднее». Сравните варианты по нагрузке, восстановлению, стоимости и доступности обслуживания. Калькулятор даст одинаковую основу сравнения по месту; тест выбранной конфигурации ответит на вопросы скорости.

Что проверить перед эксплуатацией и при отказе

• Совместимость дисков, прошивок, backplane и контроллера.
• Корректную карту пар/групп, spare и поведение при его активации.
• Уведомления о degraded, rebuild, ошибках носителя и состоянии кэша.
• Регулярную проверку целостности средствами конкретной системы.
• Производительность и задержки в нормальном и деградированном режимах.
• Резервную копию и восстановление нужных данных вне этого массива.

Не обещайте длительность rebuild по одному объёму диска: влияют нагрузка, состояние остальных участников, контроллер и способ восстановления. При инциденте сначала фиксируют состояние и план, а не извлекают диск по догадке. Опасные операции вроде создания нового массива поверх старого не являются способом ремонта.

Почему калькулятор показывает ошибку или неожиданный объём

• Число рабочих дисков не кратно группам. Сначала вычтите spare, затем делите остаток.
• После выделения spare не хватает дисков. Проверяйте минимум для уровня и каждой группы.
• Сравнили разные единицы. Переведите ТБ и ТиБ к общему основанию.
• Разные ёмкости участников. Обычный RAID часто ограничивается меньшим участником; особые схемы и смешанные пулы требуют отдельной модели.
• Перепутали reserve и parity. Горячий резерв не хранит пользовательскую ёмкость и не становится дополнительной чётностью.
• Посчитали весь пул как один RAID-Z. Сначала разберите фактическую топологию vdev.

Калькулятор не проверяет SMART, серийные номера, лицензию контроллера и доступность функции expansion. Снимок расчёта удобно приложить к запросу, но параметры оборудования нужно подтвердить отдельно.

Материалы для расчёта и проверки

Подберём хранилище под вашу нагрузку

Частые вопросы