Loogiline ketas: arvutiteaduse määratlus ja näited
Loogiline ketas — selge määratlus ja praktilised näited: partitsioonid, loogilised köited, RAID ja salvestusvõrgud ühes kompaktse juhendis.
Loogiline ketas on arvutiteaduse mõiste. Loogilised kettad pakuvad teatava hulga ruumi andmete salvestamiseks. Erinevalt reaalsetest (nn füüsilistest) kõvaketastest, mida saab puudutada, võivad loogilised kettad võtta selle salvestusruumi erinevatest kohtadest.
Üldised kohad, kust seda saab võtta:
- Kõvaketta partitsioon kõvakettal
- Loogiline köide loogilisest köitejuhist
- Kõvaketaste kombinatsioon (nagu RAID-süsteemis, mis sisaldab füüsilisi kettaid)
- Salvestusvõrk
- Arvuti põhimälu (seda võib kasutada ajutiste failide jaoks, mida saab süsteemi väljalülitamisel kustutada).
Ketta kirjeldatakse kui loogilist, sest see ei eksisteeri tegelikult iseseisva füüsilise üksusena.
Kuidas loogiline ketas töötab
Loogiline ketas on virtuaalne esitlus salvestusruumist, mis võib koosneda mitmest füüsilisest või virtuaalsest allikast. Süsteem koosneb tavaliselt kihistest, kus riistvara (nt füüsilised kõvakettad või SSD-d), salvestusvõrgu teenused (nt iSCSI, võrguplokid) ja tarkvarakihi (nt loogiliste köidete haldurid) vahel tehakse kaardistusi, mis esitavad ühtse loogilise ploki- või failisüsteemi.
Näited ja tehnoloogiad
- Partitsioonid — traditsiooniline viis kõvaketta jagamiseks mitmeks loogiliseks osaks.
- Loogiline köide ja LVM (Logical Volume Manager) — võimaldab kombineerida mitu füüsilist plokki ühtseks loogiliseks köiteks, muuta suurust jooksvalt ja teha snapshot’e.
- RAID — füüsiliste ketaste kombinatsioon, mida esitatakse operatsioonisüsteemile kui ühe või mitu loogilist ketast, pakkudes jõudlust või andmekaitset.
- Virtuaalsed kettad (nt VHD, VMDK) — kasutatakse virtuaalmasinates, kus fail majutab terve ketaspildi ja esitatakse külalisoperatsioonisüsteemile loogilise kettana.
- Salvestusvõrk (block storage) — pilve- ja võrguhoidla lahendused pakuvad loogilisi plokke, mida saab VM-idele või serveritele ühendada.
- Mälu põhineks salvestusest — RAM-diskid või tmpfs, mis on loogilised kettad piiratud eluajaga ja väga kiireteks ajutisteks andmeteks.
Eelised
- Paindlikkus: ruumi saab kombineerida, kohandada ja suurust muuta ilma füüsilise riistvara ümberpaigutuseta.
- Kaust ja haldamine: lihtsam migreerida, varundada ja teha snapshot’e.
- Resursside optimeerimine: thin provisioning võimaldab anda virtuaalset ruumi üle broneeritud füüsilise ruumi.
- Integreeritus virtuaalmasinates ja pilveteenustes — loogilised kettad on pilvekeskkondades standardne viis plokk salvestuse pakkumiseks.
Puudused ja piirangud
- Tõrke diagnoos võib olla keerulisem, kuna füüsilise ja loogilise kihi vahel on lisakiht.
- Jõudlus võib langeda, kui loogiline kihistus tekitab lisatahkeid (nt krüpteerimine, virtuaalkihid, võrguplokid).
- Võimalik andmete kadu, kui virtuaalne kiht ei ole õigesti konfigureeritud või kui variandid (nt thin provisioning) äkitselt tarbitakse täielikult.
Halduse ja seadistuse põhiterminid
- Mountimine — loogilise ketta või köite kättesaadavaks tegemine failisüsteemi jaoks.
- Formatimine — failisüsteemi loomine loogilisele kettale (nt ext4, NTFS, XFS).
- Snapshot — loogilise köite hetkepildi tegemine, mida saab kasutada taastamiseks või varundamiseks.
- Thin provisioning — ruumi dünaamiline jaotamine, mis võib optimeerida kasutust, kuid nõuab jälgimist.
- Encryption — loogilise ketta krüpteerimine andmete kaitseks (nt LUKS Linuxis, BitLocker Windowsis).
Kasutusalad
- Virtualiseerimine (virtuaalmasinate ketaste haldus).
- Andmebaasid ja suurandmete salvestamine, kus vajalik on paindlik ja skaleeritav plokk-salvestus.
- Varukoopiate ja taastamise lahendused, kus snapshot’id ja loogilised köited lihtsustavad tööd.
- Ajutine salvestus ja vahemälu, kus kiirus on olulisem kui püsivus (nt RAM-diskid).
Kokkuvõttes on loogiline ketas kasulik abstraktsioon, mis võimaldab salvestusressursse paremini hallata, kombineerida ja kohandada vastavalt vajadusele. Õige halduse ja jälgimise korral annab see paindlikkuse ja funktsionaalsuse, mida füüsilised kettad üksi ei paku.
Miks me neid vajame?
Kui IBM avaldas 1956. aastal esimest korda magnetkettaseadme (IBM 305), oli üks ketas ühendatud otse kasutava süsteemi külge, kusjuures iga ketast hallati ühe üksusena. Kettaseadmete edasiarendamisel ilmnes, et töökindlus on probleemiks, ja tekkisid süsteemid, mis kasutasid RAID-tehnoloogiat. See tähendab, et rohkem kui üks füüsiline ketas on RAID-ühendatud, et luua üks loogiline ketas.
Kaasaegses koduarvuti keskkonnas pakuvad kettakettad nüüd sadu gigabaite mälumahtu, mida võib olla ebapraktiline kasutada ühe üksusena. Seetõttu on enamiku süsteemide kettad jaotatud mitmeks loogiliseks kettaks[] .
Enamikus tänapäeva ettevõtete IT-keskkondades on olemas mingisugune salvestusvõrk. Siin on paljud salvestusseadmed ühendatud paljudele võrguserveri seadmetele. Üks RAID-massiiv võib pakkuda teatud võimsust ühele serverile ja teatud võimsust teisele serverile. Seetõttu kasutatakse loogilisi kettaid, et jaotada olemasolev maht ja pakkuda igale hostile vajalikku mälumahtu ühisest loogiliste ketaste kogumist.
Küsimused ja vastused
Küsimus: Mis on loogiline ketas arvutuses?
V: Loogiline ketas on mõiste arvutiteaduses, mis annab teatud hulga ruumi andmete salvestamiseks.
K: Mille poolest erineb loogiline ketas füüsilisest kõvakettast?
V: Füüsilist kõvaketast saab puudutada ja see on üks, käegakatsutav üksus, samas kui loogiline ketas võib võtta salvestusruumi erinevatest kohtadest.
K: Millised on tavalised kohad, kust loogiline ketas võib võtta salvestusruumi?
V: Loogiline ketas võib võtta salvestusruumi kõvaketta partitsioonilt, loogilise mahu loogilisest mahuhaldurist, RAID-süsteemi kõvaketaste kombinatsioonist, salvestusvõrgust või arvuti põhimälust ajutiste failide jaoks.
K: Miks nimetatakse loogilist ketast "loogiliseks"?
V: Loogilist ketast nimetatakse "loogiliseks", sest see ei eksisteeri iseseisva füüsilise üksusena.
K: Kas loogilist ketast võib puudutada?
V: Ei, loogilist ketast ei saa puudutada, kuna see ei ole füüsiline üksus.
K: Milleks saab arvuti põhimälu kasutada seoses loogilise kettaga?
V: Arvuti põhimälu saab kasutada ajutiste failide jaoks, mida saab salvestada loogilisele kettale ja seejärel kustutada, kui süsteem sulgub.
K: Mis on RAID-süsteem?
V: RAID-süsteem on kõvaketaste kombinatsioon, mis töötab koos, et tagada suurem jõudlus, usaldusväärsus või mõlemad. Loogiline ketas võib võtta salvestusruumi RAID-süsteemi füüsilistelt ketastelt.
Otsige