Co je úložiště RAID a jaká je nejlepší konfigurace RAID?

Přijde čas, kdy vám dojde místo a váš počítač bude pracovat frustrujícím způsobem pomalu.

Právě tehdy potřebujete řešení RAID, které nabízí redundanci, tedy když přecházíte z jednoho disku na více.

Nejvhodnější konfigurace RAID však závisí na vašich potřebách úložiště dat – a rozpočtu. Pomocí chytrého kalkulátoru RAID můžete vypočítat, kolik disků potřebujete pro konkrétní konfiguraci RAID, místo na disku a paritu. Existuje pět hlavních úrovní RAID (a několik dalších typů RAID, které nejsou tak běžné). V závislosti na svazku vám řekneme, proč byste měli chtít použít konfiguraci disku RAID 0. Pojďme si vysvětlit tyto úrovně RAID, abyste se mohli co nejlépe rozhodnout pro svazek, který má pole RAID zpracovávat.

Definice RAID

Skutečné významNÁLETje Redundant Array of Independent Disks (původně Redundant Array of Inexpensive Disks). RAID je technologie používaná ke zvýšení výkonu a spolehlivosti datových úložišť spojením několika menších disků do jednoho schopnějšího zařízení. Samotný termín vytvořili David Patterson, Garth Gibson a Randy Katz. RAID byl poprvé zmíněn v roce 1988 v jejich technické zprávě s názvem „A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)“. V této zprávě se tvrdilo, že pole s redundancí RAID by mohlo být spolehlivější než jakýkoli jednotlivý disk. Podle Katze byl termín nenákladný ve zkratce brzy nahrazen průmyslovými prodejci termínem nezávislý kvůli důsledkům nízkých nákladů.

Výhody RAID

Pole RAID poskytují řadu výhod a liší se v závislosti na zvolené konfiguraci RAID. Obecně RAID pomáhá s:

Rostoucíodolnost proti chybám nebo schopnost fungovat po jednom nebo několika selháních disku.
Posílenírychlosti čtení a zápisu (I/O).
Zvětšováníkapacita úložiště pro všechna vaše data.
Zlepšovánízabezpečení dat.
Zajištěníspolehlivost dat.
Vedenísystém běží v případě, že jeden z disků neposkytne čas na výměnu, čímž se zajistí, že nebudou prostoje.
Varováníuživatelé potenciálních havárií pomocí funkce Parity Check.

K čemu se používá RAID

RAID zvyšuje výkon umístěním dat na více disků a tím umožňuje vyvážené překrývání vstupních a výstupních operací.

Na druhou stranu, jak se používání více disků zvyšujestřední doba mezi poruchami(MTBF), nastavení pole RAID také výrazně zlepšujeodolnost proti chybám.Přestože RAID lze použít k zálohování dat z jiných disků (nebo polí) za účelem zvýšení výkonu a spolehlivosti úložiště, NENÍ míněn jako alternativa nebo náhrada za zálohování dat. Data stále mohou být poškozena nebo vymazána bez poškození disku, na kterém jsou uložena. Část dat může být například přepsána v důsledku selhání systému nebo může dojít k poškození souboru v důsledku neúmyslné (nebo zlomyslné) akce uživatele. Je důležité porozumět příznakům selhání pevného disku, abyste mohli určit, zda potřebujete obnovu dat RAID.

Jak je dosaženo redundance RAID

Existují různéKonfigurace RAID(nebo úrovně RAID), z nichž každá používá různé techniky pro provoz uložených dat. Distribuci dat mezi dostupné disky lze řídit buď softwarově nebo hardwarově, známým jako RAID Controller. Hlavní techniky RAID pro ukládání dat jsou:

Překlenutí:zapisuje data na první fyzický disk pouze do úplného zaplnění před zápisem na další disk;
Pruhování:rozděluje data do bloků a rozděluje jejich tok mezi jednotky;
Zrcadlení:ukládá identické kopie dat současně do různých bloků.
Parita (nebo kontrolní bit):vypočítá chybějící blok, aby zabránil pádu systému v případě selhání disku nebo chybějících dat.

Každá technika vyhovuje účelu a poskytuje jiný přínos. V závislosti na konfiguraci pole RAID (RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6 nebo RAID 10) můžete použít jeden samostatně nebo kombinovat více než jednu techniku.

Níže jsou nejoblíbenějšíÚrovně pole RAID a způsob použití jednotlivých technik distribuce dat(nebo jejich kombinace), aby vyhovovaly různým potřebám. Můžete vidět, která úroveň konfigurace RAID poskytuje zvýšený výkon, kapacitu úložiště, zabezpečení a spolehlivost.

RAID 0

Aplikuje techniku proužkování. Rozdělí data na dva nebo více disků bez parity, redundance nebo tolerance chyb. Pokud jeden z disků selže, všechna data vRAID 0pole je ztraceno a celý systém není schopen fungovat.Nejlépe se používá pro účely ukládání nekritických dat, jako je ukládání živých přenosů do mezipaměti. Když je rychlost důležitá a spolehlivost druhořadá, možná budete chtít použít RAID 0 Configuration.Pros: Skvělý výkon (operace čtení a zápisu); je využita veškerá úložná kapacita, žádná režie související s kontrolami parity; snadné implementovat.Nevýhody: Žádná redundance dat; žádná chybová tolerance.Vhodné pro: Živé vysílání, IPTV, VOD Edge Server

Viz také:Ukládání dat na magnetické pásce: Jaký je aktuální limit maximální kapacity úložiště

RAID 1

Aplikuje techniku zrcadlení. Ve srovnání s předchozí úrovní, RAID 0 vs RAID 1, RAID 1 duplikuje data zápisem identických informací na páry disků. Tato metoda nenabízí zvýšenou rychlost zápisu, přesto je to skvělý způsob, jak vytvořit úložiště s podporou převzetí služeb při selhání. Pokud některý z prvků v poli selže, systém má stále přístup k datům ze zbývajících disků. Jakmile je vadný disk vyměněn za nový, data se na něj zkopírují z funkčního disku (disků) za účelem přestavby pole.Nejlépe se používá pro aplikační servery, kde je zásadní redundance a spolehlivost dat. Klady: Odolnost proti poruchám; zvýšený výkon čtení; obnova dat je velmi snadná.Nevýhody: Nižší využitelná kapacita úložiště (pouze polovina celkového objemu disku, protože všechna data jsou zapisována dvakrát).Vhodné pro: Účetní systémy, řízení zásob atd.

RAID 5

Aplikuje pruhování pomocí techniky parity. RAID 5 je v současnosti nejběžnější a široce akceptovaná jako jedna z nejbezpečnějších konfigurací.RAID 5vyžaduje alespoň tři jednotky. Nabízí však jak rychlost (protože se k datům přistupuje z více disků), tak velkou spolehlivost, protože je schopen vypočítat data z jednoho z dalších datových bloků, pokud by již nebyly dostupné. Proto tato úroveň RAID vydrží selhání jediného disku bez ztráty dat nebo přístupu k nim.Nejlépe se používá pro souborové a aplikační servery, které mají omezený počet datových jednotek. Pros: Odolnost proti chybám a zvýšený výkon operací čtení (zápis je poněkud pomalejší kvůli procesům výpočtu).Nevýhody: Selhání disku může ovlivnit propustnost dat; složitost technologie.Vhodné pro: Servery pro ukládání souborů, aplikační servery.

RAID 6

Aplikuje pruhování technikou dvojité parity. RAID 6 vyžaduje alespoň 4 disky. Nastavení je téměř totožné s RAID 5, nicméně RAID 6 poskytuje zvýšenou spolehlivost využitím jednoho dalšího paritního bloku. To umožňuje, aby celé pole vydrželo umřít dva disky současně a operační systém zůstal přístupný.Pros: Vyšší redundance než RAID 5, velká spolehlivost; zvýšený výkon čtení.Nevýhody: Pomalejší výkon zápisu než v RAID 5; selhání disku mohou ovlivnit propustnost dat; složitost technologie.Vhodné pro: Servery pro ukládání velkých souborů a aplikační servery.

RAID 10 (0+1)

Aplikuje techniky pruhování a zrcadlení. Tato úroveň kombinuje redundanci RAID 1 se zvýšeným výkonem RAID 0. Poskytuje zabezpečení tím, že zrcadlí všechna data na sekundárních discích a využívá prokládání napříč každou sadou disků k urychlení datových přenosů.RAID 10 je nejvhodnější pro prostředí, kde je vyžadován vysoký výkon a zabezpečení. Klady: Odolnost proti poruchám; extrémně vysoký výkon.Nevýhody: Mnohem vyšší náklady (protože polovina úložné kapacity je zapojena do zrcadlení).Vhodné pro: Vysoce používané databázové servery a servery provádějící mnoho operací zápisu.

Méně běžné konfigurace RAID

RAID 2

Tato metoda, která se používá zřídka, odstraňuje data na úrovni bitů spíše než na úrovni bloku a pro opravu chyb používá Hammingův kód.

RAID 3

Také zřídka používaný RAID 3 používá prokládání na úrovni bajtů s vyhrazeným paritním diskem. Toto nastavení nemůže obsluhovat více požadavků současně.

RAID 4

Tato konfigurace se skládá z prokládání na úrovni bloku a vyhrazeného paritního disku. Umožňuje systému vysokou rychlost čtení, ale obecně nižší rychlost zápisu.

RAID 5E

Jedná se o variantu rozvržení RAID 5, ve které vyhrazený volný prostor umožňuje okamžitou obnovu neúspěšného pole. V případě poruchy je toto místo vždy prázdné.

TL;DR

Dozvědět se více o tom, co je úložný systém RAID a jeho výhodách, je prvním krokem k upgradu nastavení vašeho sólo pevného disku na pole RAID. Tento průvodce konfigurací RAID by vám měl pomoci orientovat se mezi možnými možnostmi a určit, kterétyp RAIDnejlépe vyhovuje vašim potřebám. Zjistěte více o RAID nebo si vyžádejte podporu od odborníků na SalvageData.