Hva er RAID-lagring og hva er den beste RAID-konfigurasjonen?

Det kommer en tid når du går tom for plass og datamaskinen vil fungere frustrerende tregt.

Det er da du trenger en RAID-løsning som tilbyr redundans, som er når du går fra en enkelt disk til flere.

Den best passende RAID-konfigurasjonen avhenger imidlertid av dine datalagringsbehov – og budsjett. Du kan beregne hvor mange disker du trenger for en spesifikk RAID-konfigurasjon, diskplass og paritet ved å bruke en smart RAID-kalkulator. Det er fem hoved-RAID-nivåer (og noen få andre RAID-typer som ikke er like vanlige). Avhengig av volumet, vil vi fortelle deg hvorfor du kanskje vil bruke en RAID 0-diskkonfigurasjon. La oss få forklart disse RAID-nivåene slik at du kan ta den beste avgjørelsen for volumet du trenger som skal håndteres av en RAID-array.

RAID-definisjon

Den faktiske betydningen avRAIDer Redundant Array of Independent Disks (opprinnelig Redundant Array of Inexpensive Disks). RAID er en teknologi som brukes til å øke ytelsen og påliteligheten til datalagring ved å kombinere flere mindre disker til en enkelt, mer kapabel enhet. Selve begrepet ble laget av David Patterson, Garth Gibson og Randy Katz. RAID ble først nevnt i 1988 i deres tekniske rapport kalt "A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)". I denne rapporten ble det hevdet at en matrise i RAID-redundans kunne være mer pålitelig enn en enkelt diskstasjon. I følge Katz ble begrepet billig i akronymet snart erstattet med uavhengig av industrileverandører på grunn av implikasjonene av lave kostnader.

RAID-fordeler

RAID-matriser gir en rekke fordeler, og de varierer avhengig av den valgte RAID-konfigurasjonen. Generelt hjelper RAID med:

1. Økendefeiltoleranse, eller evne til å fungere etter en eller flere diskfeil.
2. Forsterkninglese- og skrivehastigheter (I/O).
3. Forstørrerlagringskapasitet for å holde alle dataene dine.
4. Forbedringdatasikkerhet.
5. Sikredatapålitelighet.
6. Holdesystemet kjører i tilfelle en av diskene ikke klarer å gi tid til en utskifting, og sikrer dermed ingen nedetid.
7. Advarselbrukere av potensielle krasj ved hjelp av paritetssjekk-funksjonen.

Hva brukes RAID til

RAID forbedrer ytelsen ved å plassere data på flere disker og dermed tillate at input/output-operasjoner overlapper hverandre på en balansert måte.

På den annen side, ettersom bruken av flere disker økergjennomsnittlig tid mellom feil(MTBF), forbedrer det også bemerkelsesverdig å sette opp en RAID-arrayfeiltoleranse.Selv om RAID kan brukes til å sikkerhetskopiere data fra andre disker (eller arrays) med det formål å øke ytelsen og påliteligheten til lagringen, er det IKKE ment å være et alternativ eller en erstatning for sikkerhetskopiering av data. Data kan fortsatt bli skadet eller slettet uten å skade disken den er lagret på. For eksempel kan deler av dataene bli overskrevet som følge av en systemfeil, eller filen kan bli skadet på grunn av en utilsiktet (eller ondsinnet) brukerhandling. Det er viktig å forstå tegnene på harddiskfeil, slik at du kan finne ut om du trenger RAID-datagjenoppretting.

Hvordan RAID-redundans oppnås

Det finnes ulikeRAID-konfigurasjoner(eller RAID-nivåer) som hver bruker forskjellige teknikker for å betjene de lagrede dataene. Distribusjonen av data mellom tilgjengelige disker kan administreres enten av programvare eller maskinvare, kjent som RAID-kontroller. De viktigste RAID-teknikkene for datalagring er:

• Spennende:den skriver kun data til den første fysiske stasjonen til full kapasitet før den skrives på neste disk;
• Striping:deler data inn i blokker, deler flyten mellom stasjonene;
• Speiling:lagrer identiske kopier av data samtidig i forskjellige blokker.
• Paritet (eller kontrollbit):beregner den manglende blokken for å forhindre at systemet går ned i tilfelle en sviktende stasjon eller manglende data.

Hver teknikk passer til et formål og gir en annen fordel. Avhengig av RAID-konfigurasjonen (RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6 eller RAID 10), kan du bruke én alene eller kombinere mer enn én teknikk.

Vanlige RAID-konfigurasjoner

Nedenfor er de mest populæreRAID-nivåer og hvordan hver datadistribusjonsteknikk brukes(eller kombinasjoner av dem) for å dekke ulike behov. Du kan se hvilket RAID-konfigurasjonsnivå som gir økt ytelse, lagringskapasitet, sikkerhet og pålitelighet.

RAID 0

Bruker stripeteknikk. Deler data på to eller flere disker, uten paritet, redundans eller feiltoleranse. Hvis en av stasjonene feiler, vil alle data iRAID 0array går tapt og hele systemet kan ikke fungere.Brukes best til ikke-kritiske datalagringsformål, for eksempel bufring av direktestrømmer. Når hastighet er viktig og pålitelighet er sekundært, er det derfor du kanskje vil bruke en RAID 0 Configuration.Pros: God ytelse (lese- og skriveoperasjoner); all lagringskapasitet er brukt, ingen overhead relatert til paritetskontroller; lett å implementere.Ulemper: Ingen redundans av data; ingen feiltoleranse.Egnet for: Direktestrømming, IPTV, VOD Edge Server

Se også:Magnetisk tapedatalagring: Hva er den nåværende maksimale lagringskapasitetsgrensen

RAID 1

Bruker speilteknikk. Sammenlignet med forrige nivå, RAID 0 vs RAID 1, dupliserer sistnevnte data ved å skrive identisk informasjon til par med stasjoner. Denne metoden tilbyr ikke økt skrivehastighet, men er en fin måte å lage failover-lagring på. Hvis noen av elementene i matrisen mislykkes, kan systemet fortsatt få tilgang til data fra de gjenværende diskene. Så snart den defekte disken er erstattet med en ny, kopieres dataene til den fra den(e) fungerende disken(e) for å gjenoppbygge matrisen.Best brukt for applikasjonsservere der dataredundans og pålitelighet er avgjørende. Fordeler: Feiltoleranse; økt leseytelse; datagjenoppretting er ekstremt enkelt.Ulemper: Lavere brukbar lagringskapasitet (bare halvparten av det totale stasjonsvolumet siden alle data skrives to ganger).Egnet for: Regnskapssystemer, lagerstyring m.m.

RAID 5

Påfører striping med paritetsteknikk. RAID 5 er for tiden den vanligste og allment akseptert som en av de sikreste konfigurasjonene.RAID 5krever minst tre stasjoner. Den tilbyr imidlertid både hastighet (ettersom data er tilgjengelig fra flere disker) og stor pålitelighet, siden den er i stand til å beregne data fra en av de andre datablokkene, dersom de ikke lenger er tilgjengelige. Derfor kan dette RAID-nivået tåle en enkelt stasjonsfeil uten å miste data eller tilgang til det.Best brukt for fil- og applikasjonsservere som har et begrenset antall datastasjoner. Fordeler: Feiltoleranse og økt ytelse av leseoperasjoner (skrivingen går noe tregere på grunn av beregningsprosessene).Ulemper: Stasjonsfeil kan påvirke datagjennomstrømningen; kompleksiteten til teknologi.Egnet for: Fillagringsservere, applikasjonsservere.

RAID 6

Påfører striping med dobbel paritetsteknikk. RAID 6 krever minst 4 stasjoner. Den er nesten identisk i oppsett med RAID 5, men RAID 6 gir økt pålitelighet ved å bruke en paritetsblokk til. Dette gjør at hele arrayen tåler at to stasjoner dør samtidig og har et operativt system for å forbli tilgjengelig.Fordeler: Høyere redundans enn RAID 5, stor pålitelighet; økt leseytelse.Ulemper: Langsommere skriveytelse enn i RAID 5; stasjonsfeil kan påvirke datagjennomstrømningen; kompleksiteten til teknologi.Egnet for: Store fillagringsservere og applikasjonsservere.

RAID 10 (0+1)

Bruker striping og speilteknikker. Dette nivået kombinerer redundansen til RAID 1 med den økte ytelsen til RAID 0. Det gir sikkerhet ved å speile alle data på sekundære stasjoner mens du bruker striping over hvert sett med stasjoner for å øke hastigheten på dataoverføringer.RAID 10 er best egnet for miljøer der det kreves både høy ytelse og sikkerhet. Fordeler: Feiltoleranse; ekstremt høy ytelse.Ulemper: Mye høyere kostnad (siden halvparten av lagringskapasiteten er involvert i speiling).Egnet for: Mye brukte databaseservere og de som utfører mange skriveoperasjoner.

Mindre vanlige RAID-konfigurasjoner

RAID 2

Sjelden brukt, fjerner denne metoden data på bit i stedet for blokknivå og bruker en Hamming-kode for feilretting.

RAID 3

Også sjelden brukt, RAID 3 bruker striping på bytenivå med en dedikert paritetsdisk. Dette oppsettet kan ikke betjene flere forespørsler samtidig.

RAID 4

Denne konfigurasjonen består av striping på blokknivå og en dedikert paritetsdisk. Det gir systemet rask lesehastighet, men generelt lavere skrivehastighet.

RAID 5E

Dette er en layoutvariant av RAID 5 der en utpekt ledig plass gjør det mulig å gjenoppbygge en mislykket array med en gang. Denne plassen er alltid tom i tilfelle feil.

TL;DR

Å lære mer om hva som er et RAID-lagringssystem og dets fordeler er det første skrittet mot å oppgradere solo-HDD-oppsettet ditt til et RAID-array. Denne RAID-konfigurasjonsveiledningen skal hjelpe deg med å navigere mellom mulige alternativer og finne ut hvatype RAIDpasser dine behov best. Lær mer om RAID eller be om støtte fra SalvageData-eksperter.