Ogólne informacje o macierzy RAID: podstawowe pojęcia

Co to jest RAID?

Ci, którzy są nowicjuszami w RAID, mogą uznać to za onieśmielające i skomplikowane. W rzeczywistości jest to tylko skrót od Redundant Array of Independent Disks (nadmiarowa macierz niezależnych dysków). Gdy zrozumiesz, jak działa RAID, nie będzie to już onieśmielające.

Macierz RAID składa się z dwóch lub więcej dysków twardych połączonych ze sobą w jeden dysk zwany zestawem RAID. Istnieje kilka typów macierzy RAID, które wykorzystują wiele dysków twardych na różne sposoby. Dwa główne cele RAID to wydajność i ochrona.

Podstawowe koncepcje RAID

Striping to metoda, w której plik jest partycjonowany, a dane są rozdzielane na wszystkie dyski w zestawie RAID. Ponieważ proces stripingu rozkłada dane na więcej dysków, dostęp do informacji jest możliwy z wielu dysków twardych. Znacznie przyspiesza to proces zapisu i odczytu informacji.

• Dublowanie dysków to metoda, w której wszystkie dane są zapisywane na co najmniej dwóch oddzielnych dyskach fizycznych. W tym przypadku dyski są zasadniczo lustrzanym odbiciem siebie nawzajem. Jeśli jeden z dysków ulegnie awarii, drugi dysk może zostać użyty do odzyskania danych.

• Sprawdzanie parzystości: metoda, która sprawdza, czy dane nie zostały utracone lub nadpisane podczas przenoszenia ich z jednej lokalizacji do drugiej. Dyski RAID wykorzystują zaawansowane algorytmy sprawdzania parzystości. Niektóre grupy RAID mają jeden lub więcej dysków zawierających informacje o parzystości, które umożliwiają odzyskanie danych w przypadku awarii dysku.

Istnieje 7 standardowych poziomów RAID, ponumerowanych od 0 do 6, i wiele innych niestandardowych, które są ich zagnieżdżonymi wersjami. Poniżej przyjrzymy się trzem standardowym wersjom macierzy i jednej wersji zagnieżdżonej.

RAID 0

RAID 0

to normalny zestaw RAID z stripingiem. Do działania wymaga minimum dwóch dysków. Macierz ta doskonale nadaje się do tworzenia większego dysku z zestawu mniejszych dysków, na przykład cztery dyski o pojemności 1 TB można wykorzystać do utworzenia pojedynczego dysku o pojemności 4 TB z większą szybkością dostępu.

Wydajność jest głównym powodem korzystania z RAID 0. Jest to dobre rozwiązanie, jeśli potrzebujesz większej prędkości, ale nie zapewnia parzystości ani nadmiarowej ochrony. W rzeczywistości, jeśli jeden dysk w zestawie ulegnie awarii, utracisz całą macierz i wszystkie pliki.

RAID 1

RAID 1 to najbezpieczniejszy sposób na natychmiastowe tworzenie kopii zapasowych plików. Konieczne jest jednak poświęcenie dwóch aspektów na rzecz bezpieczeństwa. Pierwszym krokiem powinno być zmniejszenie przestrzeni dyskowej o połowę. Jeśli macierz RAID 1 składa się z 4 dysków, z których każdy ma pojemność 1 TB, będzie ona wyświetlana jako dysk o pojemności 2 TB.

Szybkość to drugie poświęcenie, którego należy dokonać. Dublowanie dysków jest dobre dla bardzo szybkich operacji odczytu, ale zapisywanie informacji na dyskach trwa dłużej, ponieważ dane muszą być zapisywane dwukrotnie. RAID 1 wymaga co najmniej dwóch dysków twardych.

RAID 5

Nie ma wątpliwości, że RAID 5 jest najpopularniejszym RAID ze względu na równowagę między wydajnością a ochroną. W systemie RAID 5 muszą znajdować się co najmniej trzy dyski. Pierwsze dwa dyski działają w taki sam sposób jak w RAID 1 - oddzielają i zapisują różne sekcje każdego pliku. Natomiast trzeci dysk odczytuje i zapisuje dane i algorytmy z pozostałych dwóch dysków. Jeśli jeden z dwóch pierwszych dysków w macierzy ulegnie awarii, trzeci dysk określa, jakich informacji brakuje, odczytując je ze zdrowego dysku. System ten poprawia wydajność przy jednoczesnym zachowaniu wysokiego poziomu ochrony.

RAID 10

RAID 10 lub RAID 1+0(macierz zagnieżdżona) to metoda łącząca procesy mirroringu i stripingu w celu zapewnienia wysokiego poziomu ochrony danych. To połączenie dwóch poziomów pamięci masowej sprawia, że RAID 10 jest zarówno szybki, jak i odporny na błędy. Jeśli potrzebujesz sprzętowej ochrony danych i wyższej wydajności pamięci masowej, RAID 10 jest najlepszym i stosunkowo niedrogim rozwiązaniem.

RAID 10 jest niezawodny, ponieważ kopie lustrzane duplikują wszystkie dane. RAID 10 ma również wysoką wydajność, ponieważ informacje są dystrybuowane na wielu dyskach. Fragmenty danych mogą być odczytywane i zapisywane na różnych dyskach w tym samym czasie. Konfiguracja RAID 10 wymaga co najmniej czterech dysków.

Wybierając konfigurację RAID, należy dokładnie rozważyć, do czego będzie ona używana i ile chcemy na nią wydać. Zalecamy podstawową macierz RAID 1, która może być używana do tworzenia dopasowanych kopii do archiwizacji w większym środowisku przepływu pracy.

Należy zwrócić uwagę na jeszcze jedną rzecz. Pomimo zapisywania danych na dwóch dyskach jednocześnie, RAID 1 nie jest kopią zapasową samą w sobie. Jeśli system operacyjny lub oprogramowanie uszkodzą dane, są one automatycznie wysyłane na oba dyski i ulegają jednoczesnemu uszkodzeniu.

Kopie zapasowe to kopie danych, które są przechowywane w innym miejscu i są oddzielone od oryginalnych danych zarówno pod względem miejsca przechowywania, jak i czasu zapisu. Dane nie ulegną uszkodzeniu, jeśli nie zostanie utworzona ich kopia zapasowa. Innymi słowy, nawet jeśli korzystasz z macierzy RAID, nadal musisz tworzyć kopie zapasowe danych roboczych.