ส่วนที่ 1


ภาพรวม RAID

RAID คืออะไร?

อาเรย์ซ้ำซ้อนของดิสก์อิสระ (RAID) เป็นเทคโนโลยีการจัดเก็บที่รวมฮาร์ดดิสก์หลายตัวเพื่อสร้างไดรฟ์แบบลอจิคัลที่มีประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือที่ดีกว่าแต่ละยูนิต เพิ่มความเร็วในการจัดเก็บและเข้าถึงข้อมูลพร้อมป้องกันการสูญหายของข้อมูลและหยุดทำงาน.

เทคโนโลยี RAID ซึ่งเป็นที่รู้จักกันในชื่อซ้ำซ้อนของดิสก์ราคาถูกได้รับการพัฒนาโดย Randy Katz, David Patterson และ Garth Gibson และในปี 1987 นักวิทยาศาสตร์สามคนจาก University of California, Berkeley พยายามแก้ไขปัญหาที่มักเกิดกับข้อมูล การสูญเสีย วันนี้การสร้างของพวกเขา – ซึ่งได้รับการปรับปรุงและปรับปรุง – ช่วยให้การจัดระเบียบข้อมูลในหลายดิสก์และการสร้างข้อมูลที่หายไปใหม่ในกรณีที่ฮาร์ดแวร์ล้มเหลวของดิสก์หนึ่งแผ่นหรือมากกว่า.

แม้ว่าตามธรรมเนียมแล้วจะออกแบบมาสำหรับเซิร์ฟเวอร์ RAID ยังใช้ในเวิร์กสเตชันคอมพิวเตอร์ที่ใช้พื้นที่เก็บข้อมูลสูงและแอพพลิเคชั่นอื่น ๆ ที่ต้องการความปลอดภัยของข้อมูลความเร็วในการถ่ายโอนสูงและความจุขนาดใหญ่ แอปพลิเคชันทั่วไปที่การอ่านและเขียนอย่างรวดเร็วสำหรับไฟล์ขนาดใหญ่มีความสำคัญเช่นการตัดต่อวิดีโอ CAD การออกแบบกราฟิก ฯลฯ.

การกำหนดค่า RAID ให้ได้ประโยชน์อย่างใดอย่างหนึ่งหรือทั้งสองอย่างรวมกัน.

ปรับปรุงประสิทธิภาพการอ่าน / เขียนข้อมูลจึงให้การถ่ายโอนข้อมูลที่รวดเร็วยิ่งขึ้น.

การทำซ้ำข้อมูลในดิสก์สองแผ่นขึ้นไปเพื่อเพิ่มความซ้ำซ้อนและป้องกันการสูญหายของข้อมูลในกรณีที่ดิสก์เกิดขัดข้อง.

การรวมดิสก์ไดรฟ์หลายตัวเพื่อให้ความจุที่มากขึ้น.

RAID ทำงานอย่างไร?

RAID เป็นเทคโนโลยีสำหรับการกำหนดค่าและสนับสนุนฮาร์ดไดรฟ์ทางกายภาพที่หลากหลายโดยมีจุดประสงค์เพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือประสิทธิภาพและความจุ ประกอบด้วยฟิสิคัลดิสก์จำนวนมากและคอนโทรลเลอร์เพื่อตั้งค่าและจัดการกับมัน.

มีโครงร่าง RAID ที่แตกต่างกันในการแพร่กระจายหรือทำซ้ำข้อมูลข้ามดิสก์สมาชิกที่แตกต่างกัน การกำหนดค่าแต่ละรายการให้ความสมดุลที่เป็นเอกลักษณ์ระหว่างความจุประสิทธิภาพและความยืดหยุ่น โดยทั่วไปแนวคิดหลักสามข้อคือการสตริปมิเรอร์และพาริตี้ แต่ละข้อมีข้อดีและข้อ จำกัด แต่สามารถรวมกันเพื่อประสิทธิภาพที่ดีขึ้น.

การสไทรพ์จะกระจายข้อมูลอย่างเท่าเทียมกันทั่วทั้งฟิสิคัลดิสก์การทำมิเรอร์เรพลิเคทข้อมูลบนดิสก์สองแผ่นขึ้นไปในขณะที่พาริตี้ใช้ข้อมูลดิบในการคำนวณและจัดเก็บข้อมูลพาริตี้เพื่อแก้ไขข้อผิดพลาด โดยการเขียนหรือเข้าถึงข้อมูลพร้อมกันในการสตริป RAID ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพในขณะที่การทำมิเรอร์ช่วยให้สามารถเข้าถึงข้อมูลจากไดรฟ์ที่ดีที่เหลืออยู่ในกรณีที่เกิดความล้มเหลวของดิสก์.

ฉันควรใช้ RAID เมื่อใด

RAID เหมาะสำหรับแอปพลิเคชั่นที่มีความน่าเชื่อถือสูงและผู้ที่ต้องการพื้นที่เก็บข้อมูลขนาดใหญ่หรือความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลที่สูง เว็บไซต์ทั้งหมดและแอปพลิเคชันออนไลน์และออฟไลน์ที่สำคัญควรใช้ RAID เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพป้องกันข้อมูลสูญหายหรือหยุดทำงาน.

เซิร์ฟเวอร์ที่ทันสมัยส่วนใหญ่ใช้ไดรฟ์ SSD ที่รวดเร็วดังนั้นจึงอาจไม่ต้องการการปรับปรุงประสิทธิภาพเพิ่มเติม อย่างไรก็ตามมีความจำเป็นต้องเพิ่มความซ้ำซ้อนเพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือและความพร้อมใช้งานของเว็บไซต์ในกรณีที่ดิสก์เกิดขัดข้อง สำหรับเซิร์ฟเวอร์ที่ใช้ไดรฟ์ช้าที่เก่ากว่าอาจจำเป็นต้องใช้ระดับ RAID ที่รวมการปรับปรุงประสิทธิภาพและความซ้ำซ้อนของข้อมูล สำหรับการอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ HDD และ SSD โปรดอ่านคู่มือการโฮสต์ SSD กับ HDD.

เซิร์ฟเวอร์ทางกายภาพเกือบทั้งหมดในโฮสติ้งที่ใช้ร่วมกัน VPS หรือเซิร์ฟเวอร์เฉพาะมีดิสก์ไดรฟ์ที่ทำงานในการตั้งค่า RAID โดยปกติแล้วอย่างน้อยหนึ่งไดรฟ์ได้รับการกำหนดค่าสำหรับพาริตี้และข้อมูลทั้งหมดที่คัดลอกมาที่นี่มีบิตพิเศษที่ช่วยในการกู้คืนข้อมูลในกรณีที่เกิดความล้มเหลวในดิสก์หนึ่ง.

RAID บนเซิร์ฟเวอร์เฉพาะ, VPS หรือเซิร์ฟเวอร์ที่ใช้ร่วมกันช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเซิร์ฟเวอร์และการสำรองข้อมูล อย่างไรก็ตามมันไม่ได้กำจัดความจำเป็นในการสำรองข้อมูลนอกสถานที่ในกรณีที่มีไวรัสหรือภัยพิบัติ.

โดยทั่วไปผู้ให้บริการส่วนใหญ่ใช้ RAID สำหรับทั้งเซิร์ฟเวอร์และระบบสำรองข้อมูล สิ่งนี้จะเพิ่มระดับการปกป้องข้อมูลและความเร็วในการกู้คืนข้อมูลในกรณีที่เกิดปัญหากับดิสก์ในเซิร์ฟเวอร์หรือที่เก็บข้อมูลสำรอง.

แม้ว่า RAID ได้รับการออกแบบมาสำหรับเซิร์ฟเวอร์ในตอนแรกบุคคลและผู้ใช้ที่ใช้ข้อมูลจำนวนมากเช่นเครื่องมือแก้ไขวิดีโอและเสียงสามารถใช้เพื่อปรับปรุงการดำเนินการอ่านและเขียน.

การใช้ RAID ด้วย Raid Controller

ตัวควบคุม RAID เป็นอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์หรือไดรเวอร์ซอฟต์แวร์สำหรับการกำหนดค่าและจัดการฮาร์ดไดรฟ์ในอาเรย์ มันมีอินเตอร์เฟสสำหรับการรวมฟิสิคัลดิสก์และนำเสนอให้กับระบบปฏิบัติการเป็นหน่วยโลจิคัลเดียว.

ฮาร์ดแวร์ RAID คอนโทรลเลอร์เป็นอุปกรณ์ทางกายภาพที่รวมอยู่ในเมนบอร์ดหรือมีให้เป็นการ์ดเสริม PCI หรือการ์ดขยาย PCI Express สำหรับ RAID ฮาร์ดแวร์ตัวควบคุมจะทำงานทุกอย่างและมี CPU และหน่วยความจำ ตัวควบคุมได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับอินเทอร์เฟซฮาร์ดดิสก์เฉพาะและระดับการจู่โจม ตัวอย่างเช่นมีตัวควบคุมเฉพาะสำหรับไดรฟ์ SCSI, SATA, SAS หรือ SSD และไม่สามารถใช้แทนกันได้.

ตัวควบคุมฮาร์ดแวร์บางตัวมีแคชเพิ่มเติมเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียข้อมูลในกรณีที่ไฟฟ้าดับรวมถึงเพิ่มการดำเนินการอ่านและเขียน ข้อดีของการโจมตีด้วยฮาร์ดแวร์คือประสิทธิภาพที่ดีกว่ารองรับการบูตจากอาเรย์และให้นามธรรมที่ดีกว่า อย่างไรก็ตามมีราคาแพงกว่าและมีความเสี่ยงจากการล็อคอินของผู้ขายเนื่องจากส่วนใหญ่ของเฟิร์มแวร์ที่เป็นกรรมสิทธิ์ใช้เหล่านี้.

RAID ที่ใช้ซอฟต์แวร์ใช้ระบบปฏิบัติการและฮาร์ดแวร์ที่มีอยู่เช่น CPU ของคอมพิวเตอร์และคอนโทรลเลอร์ SAS, IDE หรือ SATA มาตรฐาน นี่คือความยืดหยุ่นมากขึ้นค่าใช้จ่ายน้อยลงและพร้อมใช้งานในระบบปฏิบัติการเซิร์ฟเวอร์และเดสก์ท็อปส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตามการติดตั้งมักจะเชื่อมโยงกับระบบปฏิบัติการเฉพาะและอาจเข้ากันไม่ได้กับประเภทอื่น เนื่องจากใช้พลังประมวลผลและหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์จึงอาจทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของเซิร์ฟเวอร์ลดลง ข้อ จำกัด อื่น ๆ รวมถึงการไม่สามารถบู๊ตจากอาเรย์ RAID และขาดการรองรับฮ็อตสว็อปเว้นแต่จะใช้ตัวควบคุมฮาร์ดแวร์ที่เข้ากัน.

มาตรา 2

ระดับการจู่โจม

ระดับ RAID คืออะไร?

ระดับ RAID หมายถึงเทคนิคการกระจายการจัดการและการจัดการข้อมูลข้ามดิสก์หลายตัวในอาเรย์ แต่ละระดับมีการยอมรับข้อบกพร่องที่แตกต่างกันความซ้ำซ้อนของข้อมูลและคุณสมบัติด้านประสิทธิภาพและตัวเลือกนั้นขึ้นอยู่กับข้อกำหนดหรือเป้าหมายรวมถึงต้นทุน บางระดับให้การปกป้องข้อมูลมากขึ้นในขณะที่คนอื่นเสนอการปรับปรุงประสิทธิภาพที่ดีกว่าวิธีอื่น ๆ.

โดยทั่วไปแล้วอาร์เรย์ RAID ทั้งหมดจัดอยู่ในประเภทมาตรฐานที่ไม่ได้มาตรฐานหรือระดับที่ซ้อนกันขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าและประเภทและระดับของการปรับปรุงที่นำเสนอ.

ระดับ RAID มาตรฐานใช้การกำหนดค่าพื้นฐานและเรียบง่าย ซึ่งรวมถึงระดับดั้งเดิมหนึ่งถึงห้ารวมทั้งอีกสอง (0 และ 6) ที่เพิ่มเข้ามาในภายหลัง ระดับอื่น ๆ นอกเหนือจากนี้ถูกกำหนดให้เป็นมาตรฐาน อย่างไรก็ตามระดับ 0 บางครั้งไม่ถือเป็น RAID เนื่องจากไม่ได้มีการทำซ้ำซ้อน.

RAID แบบซ้อนหรือแบบผสมผสานได้รวมระดับ RAID มาตรฐานที่ให้ความซ้ำซ้อนกับ RAID 0 เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการถ่ายโอนข้อมูล ระดับนี้ต้องใช้ไดรเวอร์เพิ่มเติมตัวควบคุมฮาร์ดแวร์ที่มีคุณภาพสูงและคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น คอนโทรลเลอร์และซอฟต์แวร์ราคาถูกบางตัวไม่รองรับ RAID ที่ซ้อนกัน สิ่งนี้ทำให้มีราคาแพงกว่าในการติดตั้งและมักจะเหมาะสำหรับธุรกิจและองค์กรขนาดใหญ่.

ระดับ RAID ที่ไม่ได้มาตรฐานคือระดับที่ไม่พึ่งพาสถาปัตยกรรมพื้นฐานหรือวิธีการที่ใช้ในระดับ RAID แบบดั้งเดิม บางส่วนเป็นกรรมสิทธิ์และใช้สำหรับบางแอปพลิเคชันเท่านั้น สิ่งเหล่านี้ให้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและมักจะเหมาะสำหรับการใช้งานที่เฉพาะเจาะจง.

ระดับ RAID มาตรฐาน

ระดับ RAID มาตรฐานนั้นขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าฮาร์ดแวร์พื้นฐานและเรียบง่ายและเหมาะอย่างยิ่งสำหรับธุรกิจและบุคคลต่างๆ ระดับมาตรฐานทั่วไปคือ RAID 0, 1, 2,3,4,5 และ 6 แต่ละเหล่านี้มีการผสมผสานที่เป็นเอกลักษณ์ของความซ้ำซ้อนและประสิทธิภาพ.

ในขณะที่ระดับ 1, 5 และ 6 ให้การยอมรับข้อบกพร่องในระดับหนึ่งระดับ 0 ไม่ได้มีประสิทธิภาพที่เร็วที่สุด RAID 1 มีความน่าเชื่อถือมากที่สุดในความปลอดภัยของข้อมูลในขณะที่ระดับ 5 มอบความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างประสิทธิภาพการยอมรับข้อบกพร่องและความน่าเชื่อถือ.

RAID 0

ระดับ RAID 0 ใช้การสตริปบล็อกเพื่อกระจายข้อมูลผ่านหลายฟิสิคัลดิสก์ นี่คือประสิทธิภาพ I / O ที่เร็วที่สุดเนื่องจากเขียนหรือคัดลอกส่วนต่าง ๆ ของไฟล์ไปยัง – หรือจาก – ดิสก์หลายแผ่นพร้อมกัน.

ต้องใช้ฟิสิคัลไดรฟ์อย่างน้อยสองตัวและให้พื้นที่ดิสก์สูงสุดซึ่งเป็นความจุรวมของอุปกรณ์แต่ละชิ้น อย่างไรก็ตามจะไม่ให้ข้อมูลที่ซ้ำซ้อนหรือความผิดพลาดของข้อมูลและเป็นสิ่งที่ดีที่สุดสำหรับองค์กรที่ต้องการประสิทธิภาพ ความล้มเหลวในดิสก์ใด ๆ ในอาร์เรย์ RAID 0 ส่งผลให้สูญเสียข้อมูลทั้งหมดรวมถึงข้อมูลที่บันทึกไว้ในไดรฟ์ที่ดี.

RAID 0 ระดับที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานการประมวลผลข้อมูลที่ไม่สำคัญ แต่ต้องการประสิทธิภาพสูง.

ไดอะแกรมของการตั้งค่า RAID 0

RAID 1

RAID 1 ทำมิรเรอร์ข้อมูลบนดิสก์สองแผ่นหรือมากกว่าโดยไม่มีพาริตี้ ระดับต้องการไดรฟ์อย่างน้อยสองตัวและพื้นที่ใช้งานทั้งหมดเท่ากับขนาดของดิสก์เดียว.

ดิสก์ทั้งหมดมีสำเนาข้อมูลเหมือนกัน ในกรณีที่ดิสก์ล้มเหลวระบบจะยังคงใช้ดิสก์หรือดิสก์ที่มีอยู่ในสภาพการทำงานที่ดี.

RAID 1 ระดับให้การสำรองข้อมูลที่ดีกว่าและเหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ความพร้อมใช้งานของข้อมูลมีความสำคัญ นี่เป็นเทคโนโลยีง่าย ๆ ที่มีความทนทานต่อความผิดปกติ แต่ไม่มีการปรับปรุงประสิทธิภาพเนื่องจากจะต้องเขียนข้อมูลสองครั้ง.

เหมาะอย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันที่มีความพร้อมของข้อมูลและความซ้ำซ้อนเป็นสิ่งสำคัญ.

ไดอะแกรมของการตั้งค่า RAID 1

RAID 2

RAID 2 ใช้การสตริประดับบิตที่มีพาริตี้เปรียบเทียบกับการบล็อกสตริปใน RAID 0 นอกจากนี้ยังใช้รหัส Hamming สำหรับการตรวจจับข้อผิดพลาดดังนั้นจึงต้องใช้ดิสก์โดยไม่มีตัวเลือกการตรวจสอบข้อผิดพลาดด้วยตนเอง เนื่องจากดิสก์ที่ทันสมัยส่วนใหญ่มีคุณสมบัตินี้ระดับจึงไม่ค่อยได้ใช้ นอกจากนี้ยังต้องการดิสก์เสริมเพื่อจัดเก็บข้อมูลพาริตีเพื่อจุดประสงค์ในการตรวจจับข้อผิดพลาด ความจุของดิสก์ที่มีประสิทธิภาพคือ n-1 โดยที่ n คือจำนวนของดิสก์.

RAID 2 ทำงานเหมือน RAID 0 แต่ใช้การสตริประดับบิตพร้อมกับกลไกการป้องกันข้อผิดพลาดเพื่อป้องกันข้อมูลสูญหายเนื่องจากความเสียหาย นี่เป็นทรัพยากรที่กว้างขวางและไม่ได้ใช้อย่างกว้างขวาง.

ไดอะแกรมของการตั้งค่า RAID 2

RAID 3

RAID 3 ใช้การสตริปไบต์ระดับพร้อมพาริตีสำหรับการสร้างข้อมูลใหม่ ต้องใช้ไดรฟ์อย่างน้อยสามตัวโดยหนึ่งตัวจะเก็บข้อมูลแบบพาริตี ระดับนี้มีอัตราการถ่ายโอนข้อมูลระดับสูงสำหรับไฟล์ขนาดใหญ่เนื่องจากมีการเข้าถึงข้อมูลแบบขนาน แต่ช้ากว่าในไฟล์ขนาดเล็ก.

ระดับนี้ทำงานได้ดีกว่าสำหรับการถ่ายโอนข้อมูลแบบยาวเช่นวิดีโอ แต่ไม่ได้อยู่ในแอปพลิเคชันที่มีคำขอจำนวนมากเช่นฐานข้อมูล ในกรณีที่ดิสก์ที่มีพาริตี้ขัดข้องจะไม่มีวิธีในการสร้างข้อมูลใหม่ ระดับไม่ได้ใช้งานมากนักและเหมือนกับ RAID 2 ความสามารถในการใช้งานของมันคือ n-1.

ไดอะแกรมของการตั้งค่า RAID 3

RAID 4

RAID 4 เกือบคล้ายกับ RAID 3 แต่ใช้การสไทรพ์ระดับบล็อก มันรวมการสตริประดับบล็อกในดิสก์หลาย ๆ แผ่นกับดิสก์พาริตี้เฉพาะ ระดับต้องการอย่างน้อยสามดิสก์ที่หนึ่งถูกจองไว้สำหรับข้อมูลพาริตี้ ข้อมูลจากแต่ละไดรฟ์สามารถเข้าถึงได้อย่างอิสระเพียงหนึ่งบล็อกในแต่ละครั้งจึงทำให้การทำงานช้าลง นอกจากนี้การเขียนจะช้าลงเนื่องจากระบบต้องเขียนข้อมูลพาริตี.

เหมาะสำหรับการเข้าถึงข้อมูลตามลำดับ อย่างไรก็ตามดิสก์พาริตี้อาจทำให้แอปพลิเคชั่นเขียนช้าลง ระดับนี้ไม่ค่อยได้ใช้.

ไดอะแกรมของการตั้งค่า RAID 4

RAID 5

RAID 5 มีแถบระดับบล็อกพร้อมกับพาริตีกระจาย นี่คือการกำหนดค่าที่คุ้มค่าและรอบด้านที่สมดุลระหว่างความซ้ำซ้อนประสิทธิภาพและความจุในการจัดเก็บ.

การสตริปช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการอ่าน I / O ในขณะที่พาริตี้มีความสำคัญสำหรับการสร้างข้อมูลใหม่ในกรณีที่ดิสก์เกิดขัดข้อง อย่างไรก็ตามมันไม่สามารถอยู่รอดได้หลายดิสก์ที่ล้มเหลวและใช้เวลานานในการสร้างข้อมูลใหม่เนื่องจากกระบวนการเกี่ยวข้องกับการคำนวณพาริตีจากแต่ละไดรฟ์ที่มีอยู่ มันต้องการอย่างน้อยสามดิสก์ แต่มีพื้นที่ที่สามารถใช้งานได้ของดิสก์ n-1.

RAID 5 level เหมาะสำหรับแอพพลิเคชั่นและไฟล์เซิร์ฟเวอร์ที่มีอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล จำกัด.

ไดอะแกรมของการตั้งค่า RAID 5

RAID 6

RAID 6 ใช้การสตริปบล็อกเช่น RAID 5 แต่ด้วยพาริตีแบบกระจายคู่ ข้อมูลพาริตีสองบล็อกให้ความซ้ำซ้อนและการยอมรับข้อผิดพลาดเพิ่มเติม ระดับนี้สามารถอยู่รอดได้พร้อมกันสองความล้มเหลวของดิสก์ อย่างไรก็ตามมันมีราคาแพง ต้องการไดรฟ์อย่างน้อยสี่ตัวในขณะที่ให้พื้นที่ใช้งานได้คือดิสก์ n-2.

มีความน่าเชื่อถือมากขึ้นและพบได้ทั่วไปในสภาพแวดล้อม SATA และแอปพลิเคชั่นเช่นการสำรองข้อมูลบนดิสก์และการเก็บข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการเก็บรักษาข้อมูลที่ยาวนาน นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่ข้อมูลมีความสำคัญมากกว่าประสิทธิภาพ.

ข้อเสียของระดับ 6 รวมดิสก์เพิ่มเติมสำหรับข้อมูลพาริตีคู่และความซับซ้อนในการใช้งานเมื่อเทียบกับระดับ 5 เนื่องจากพาริตี้สองคู่ความเร็วในการเขียนและกู้คืนจะช้ากว่า.

แผนผังของการติดตั้ง RAID 6

ระดับ RAID แบบซ้อน (ไฮบริด)

RAID ที่ซ้อนกันคือการรวมกันของระดับที่ให้ความซ้ำซ้อนและ RAID 0 ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ นี่อาจใช้อาร์เรย์ RAID หรือดิสก์เดี่ยว โดยปกติแล้วชุดค่าผสมที่ดีที่สุดคือการมี RAID 0 ที่ด้านบนของอาร์เรย์ที่ซ้ำซ้อนเนื่องจากดิสก์ที่น้อยลงจะต้องสร้างใหม่ในกรณีที่ดิสก์ล้มเหลว.

ระดับที่ซ้อนกันให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นและความอดทนที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตามพวกเขาต้องการการกำหนดค่าที่ซับซ้อนและไดรฟ์มากขึ้นในขณะที่ความจุที่มีประสิทธิภาพลดลงครึ่งหนึ่งของพื้นที่ดิสก์ที่ติดตั้ง พวกเขายังมีราคาแพงและมีขีด จำกัด ที่ จำกัด.

ระดับทั่วไปประกอบด้วย 0 + 1, 1 + 0 (10), 0 + 3, 3 + 0 (30), 0 + 5, 5 + 0 (50) และ 6 + 0 (60)

RAID 0 + 1

RAID 0 + 1 ผสมผสาน RAID 0 และ 1 เพื่อมอบความซ้ำซ้อนและปรับปรุงประสิทธิภาพ กระบวนการเริ่มต้นด้วยการสตริข้อมูลในหลายดิสก์ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพตามด้วยการมิร์เรอร์สำหรับข้อมูลที่ซ้ำซ้อน.

RAID 0 + 1 ต้องการฮาร์ดไดรฟ์ทางกายภาพอย่างน้อยสี่ตัวและเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนที่ให้ประสิทธิภาพสูงและการทนต่อความผิดพลาด สามารถอยู่รอดได้มากกว่าหนึ่งดิสก์ที่ล้มเหลวในชุดมิร์เรอร์เดียวกันหากไม่มีดิสก์ที่มิร์เรอร์เกิดขึ้นพร้อมกันสองตัว.

ระดับนี้ต้องใช้ดิสก์เป็นทวีคูณของสองตัว แต่ความจุที่ใช้งานได้ทั้งหมดโดยปกติคือครึ่งหนึ่งของพื้นที่ดิสก์ทั้งหมด นอกจากนี้ยังมีค่าใช้จ่ายสูงและไม่สามารถปรับขนาดได้ง่าย.

การกำหนดค่า RAID 01 ที่ซ้อนกัน

การกำหนดค่า RAID 01 ที่ซ้อนกัน

การกำหนดค่า RAID 01 ไฮบริด

การกำหนดค่า Hybrid RAID 01

RAID 1 + 0

RAID 1 + 0 หรือ RAID 10 เริ่มต้นด้วยข้อมูลการทำมิเรอร์ก่อนที่จะทำการลอกข้ามอาร์เรย์ที่มิร์เรอร์ วิธีการนี้ทำให้ซ้ำซ้อนเชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพมากกว่า RAID 0 + 1 และสามารถอยู่รอดได้หลายไดรฟ์ที่ล้มเหลว มันต้องการไดรฟ์ขั้นต่ำสี่ไดรฟ์และสามารถใช้งานดิสก์หลาย ๆ ตัวพร้อมกันได้ตราบใดที่ไม่มีมิเรอร์เสียดิสก์ทั้งหมด.

RAID 1 + 0 มีความทนทานต่อความผิดพลาดได้ดีกว่ามีข้อมูลซ้ำซ้อนและสร้างใหม่เมื่อเทียบกับ RAID 0 + 1 อย่างไรก็ตามมันมีราคาแพงมากและเช่นเดียวกับ 0 + 1 มีความสามารถในการขยายขีด จำกัด ระดับนี้เหมาะสำหรับองค์กรที่ต้องการประสิทธิภาพและความปลอดภัยของข้อมูลสูง ความจุที่ใช้ได้คือครึ่งหนึ่งของพื้นที่ดิสก์ที่ติดตั้งทั้งหมด.

ไดอะแกรมของการตั้งค่า RAID 1 + 0

RAID 0 + 3

สิ่งนี้เรียกอีกอย่างว่า RAID 53 และประกอบด้วยอาร์เรย์ RAID 0 ที่ถูกสตริปไว้ในอาร์เรย์ RAID 3 นอกจากนี้ยังมีอาร์เรย์พาริตีเฉพาะที่มีลายขวางบนดิสก์.

ระดับนี้มีอัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่สูงและการยอมรับข้อผิดพลาดจากกลุ่ม RAID 3 ระดับนี้ให้ความอดทนสูงและมีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมทั้งการอ่านและเขียนตามลำดับและแบบสุ่ม อย่างไรก็ตามมันมีความซับซ้อนและมีราคาแพงเนื่องจากต้องใช้ไดรฟ์มากขึ้น.

น่าเสียดายที่ระดับนั้นแพงและต้องใช้ดิสก์ที่มีแกนหมุนซึ่งจะต้องทำการซิงโครไนซ์เข้าด้วยกัน นี่อาจเป็นการ จำกัด ทางเลือกของดิสก์ที่จะใช้.

ไดอะแกรมของการตั้งค่า RAID 0 + 3

RAID 5 + 0

RAID 5 +0 หรือ RAID 50 รวมการกระจายพาริตีของ RAID 5 กับการสตริป RAID 0 ซึ่งประกอบด้วย RAID 5 อาร์เรย์สองชุดขึ้นไปซึ่งข้อมูลและข้อมูลพาริตีในอาร์เรย์นั้นมีลายขวางบนดิสก์ ต้องการฟิสิคัลดิสก์อย่างน้อยหกดิสก์ที่ได้รับการปรับปรุงการปกป้องข้อมูลประสิทธิภาพการเขียนและการสร้างใหม่ที่เร็วกว่า RAID 5 จึงเหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่มีความพร้อมใช้งานสูงเป็นสิ่งสำคัญ.

ความล้มเหลวของไดรฟ์เดียวจะมีผลกับอาเรย์นั้นและจะไม่ทำให้ประสิทธิภาพลดลงเช่นเดียวกับ RAID 5 นอกจากนี้มันสามารถทนต่อความล้มเหลวของไดรฟ์ได้มากถึงสี่ตัว อย่างไรก็ตามมันต้องการคอนโทรลเลอร์ RAID ที่มีความซับซ้อน.

ไดอะแกรมของการตั้งค่า RAID 0 + 5

JBOD RAID N + N

JBOD (Just a Bunch Of Disks) รวมดิสก์หลายตัวซึ่งแสดงถึงระบบปฏิบัติการเป็นไดรฟ์เดียวที่มีความจุมากกว่า แต่ไม่มีความซ้ำซ้อน การจัดเรียงนี้อนุญาตให้เข้าถึงไดรฟ์แยกต่างหาก นี่ไม่ใช่ระดับ RAID จริงๆ แต่เป็นเพียงการจัดการ.

JBOD ประกอบด้วยดิสก์มาตรฐานหลายตัวซึ่งอาจมีขนาดแตกต่างกัน ความจุทั้งหมดคือผลรวมของดิสก์แต่ละตัวและสามารถเพิ่มได้โดยเพียงแค่เพิ่มไดรฟ์เพิ่มเติม เช่นเดียวกับ RAID 0 มันให้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดเนื่องจากมันไม่มีความเท่าเทียมกันที่จะเพิ่มค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม อย่างไรก็ตามมันไม่มีการป้องกันข้อมูลและดิสก์แต่ละตัวอาจเป็นจุดที่อาจเกิดความล้มเหลว ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับแอ็พพลิเคชันที่ต้องใช้ I / O สูงและผู้ที่ต้องการพื้นที่เก็บข้อมูลขนาดใหญ่.

ไดอะแกรมของการตั้งค่าดิสก์ JBOD

ระดับ RAID ที่ไม่เป็นมาตรฐาน

ระดับ RAID ที่ไม่ได้มาตรฐานนั้นใช้สถาปัตยกรรมหรืออัลกอริธึมที่แตกต่างจาก RAID มาตรฐาน บางระบบใช้ระบบโอเพ่นซอร์สในขณะที่บางระบบใช้เทคโนโลยีที่เป็นกรรมสิทธิ์และมีเฉพาะผู้จำหน่ายบางรายสำหรับการใช้งานเฉพาะ.

ผู้ที่ใช้ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่เป็นกรรมสิทธิ์และอาจไม่สามารถทำงานร่วมกับระบบอื่นจากผู้ผลิตรายอื่น ตัวอย่าง ได้แก่ RAID-3D ของ Pure Storage และ XtremIO Data Protection (XDP) ของ Dell EMC.

ระดับ RAID ที่ไม่ได้มาตรฐานให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นและการยอมรับข้อผิดพลาดได้ดีกว่าระดับมาตรฐาน พวกเขาจะใช้สำหรับการใช้งานเฉพาะที่ต้องการความพร้อมใช้งานและความน่าเชื่อถือมากกว่าที่ระดับมาตรฐานสามารถนำเสนอ.

RAID 3D

นี่คือ RAID ที่เป็นกรรมสิทธิ์ซึ่งพัฒนาโดย Pure Storage และใช้แฟลชไดรฟ์แทนฮาร์ดดิสก์ โดยปกติจะใช้เพื่อป้องกันการสูญหายของข้อมูลในกรณีที่องค์ประกอบเกิดความล้มเหลวในการจัดเก็บแฟลช เนื่องจากความเร็วในการถ่ายโอนที่เร็วขึ้นในโซลิดสเตทไดรฟ์อาเรย์จึงมีประสิทธิภาพ I / O สูง หาก RAID 3d ตรวจพบความล้มเหลวของอุปกรณ์ที่มักทำให้ I / O เกิดความล่าช้าระบบจะสร้างข้อมูลจากอุปกรณ์อื่นภายในกลุ่มพาริตีเดียวกัน.

RAID 1E ที่ปรับปรุงแล้ว

RAID 1 Enhanced (RAID 1E) รวมการทำมิรเรอร์และการสตริปข้อมูลในหลาย ๆ ดิสก์ มันเกือบจะคล้ายกับ RAID 1 แต่มีการสตริปและต้องใช้ดิสก์จำนวนคี่ซึ่งขั้นต่ำคือ 3 ไดรฟ์ Enhanced RAID 1E ทำมิรเรอร์แถบข้อมูลที่สมบูรณ์ไปยังแถบอื่นภายในชุดดิสก์และบางครั้งเรียกว่าแถบสะท้อน เนื่องจากการมิเรอร์ระดับนี้จึงมีความซ้ำซ้อนของข้อมูลที่ดี.

ไดอะแกรมของการตั้งค่า RAID 1E

RAID 5 ที่ปรับปรุงแล้ว

RAID 5 E เป็นตัวแปรของ RAID 5 แต่มีไดรฟ์สำรองสำรองเพิ่มเติม hot spare มักจะแอ็คทีฟเพื่อรอให้ไดรฟ์อื่นล้มเหลว เมื่อเกิดความล้มเหลว hot spare จะพร้อมใช้งานสำหรับการสร้างข้อมูลใหม่ RAID 5E ต้องการดิสก์ขั้นต่ำสี่แผ่นและมีประสิทธิภาพที่ดีกว่า RAID 5 แบบดั้งเดิมอย่างไรก็ตามไม่สามารถแบ่งปันไดรฟ์สำรองระหว่างอาร์เรย์ได้ นอกจากนี้ยังมีปัญหาจากการสร้างใหม่ช้า.

ไดอะแกรมของการตั้งค่า RAID 5E

มาตรา 3

ข้อดีข้อเสียของ RAID

ประโยชน์ของการใช้ RAID

ประโยชน์ของระบบ RAID นั้นแตกต่างกันไปตามระดับ อาเรย์อาจเพิ่มประสิทธิภาพความยืดหยุ่นหรือความซ้ำซ้อนของข้อมูล แต่ระดับของการปรับปรุงจะแตกต่างกันไปตามประเภทของการกำหนดค่าและจำนวนของดิสก์ โดยทั่วไปแล้วอาเรย์จะให้ประโยชน์อย่างน้อยหนึ่งอย่าง แต่ไม่ใช่ทั้งหมดในเวลาเดียวกัน.

  • การป้องกันข้อมูลสูญหายในกรณีที่ดิสก์เกิดขัดข้อง: RAID ที่มีความซ้ำซ้อนของข้อมูลช่วยให้ดำเนินธุรกิจได้อย่างต่อเนื่อง ในระบบเช่นความล้มเหลวของดิสก์จะไม่รบกวนการใช้งานหรือการเข้าถึงข้อมูลเนื่องจากเซิร์ฟเวอร์จะใช้ดิสก์ที่ดีที่เหลืออยู่ นอกจากนี้การเปลี่ยนดิสก์ที่ผิดปกติในอาเรย์ RAID แบบถอดเปลี่ยนได้ไม่จำเป็นต้องปิดเครื่องหรือขัดจังหวะการทำงาน ดิสก์เพิ่มเติมจะให้ระดับการยอมรับข้อบกพร่องที่ดีขึ้น.
  • การปรับปรุงความเร็วในการอ่าน / เขียน ดังนั้นประสิทธิภาพของเซิร์ฟเวอร์หรือคอมพิวเตอร์เช่นเวิร์กสเตชันสำหรับการตัดต่อวิดีโอและแอปพลิเคชั่นที่เน้นข้อมูลอื่น อย่างไรก็ตามสิ่งนี้จะขึ้นอยู่กับระดับ RAID และจำนวนไดรฟ์ทางกายภาพ.
  • เพิ่มความจุในการจัดเก็บโดยใช้ดิสก์ที่เรียบง่ายและราคาถูกกว่า: นี่คุ้มค่ากว่าการซื้อไดรฟ์เดี่ยวขนาดใหญ่.
  • การเพิ่มความทนทานต่อความผิดปกติ ผ่านการใช้หลายดิสก์.

ลดต้นทุนและเพิ่มความน่าเชื่อถือ: การใช้ดิสก์ขนาดเล็กราคาไม่แพงหลายตัวอาเรย์จะช่วยเพิ่มความสามารถในราคาที่ต่ำกว่าการซื้อไดรฟ์ความจุสูงเดียว.

ข้อเสียของการใช้ RAID

แม้ว่าจะมีระดับ RAID ที่แตกต่างกันเพื่อตอบสนองความต้องการในการจัดเก็บข้อมูลที่หลากหลายเทคโนโลยีมีความเสี่ยงต่อความล้มเหลวจำนวนมากซึ่งอาจทำให้ข้อมูลสูญหายหรือหยุดทำงาน ข้อเสียรวมถึง:

  • เนื่องจากโดยปกติแล้วไดรฟ์ RAID จะอยู่ภายในเซิร์ฟเวอร์ภายในดาต้าเซ็นเตอร์เดียวกันภัยพิบัติสามารถสร้างความเสียหายให้กับไดรฟ์หรืออาเรย์ทั้งหมดดังนั้นจึงอาจทำลายข้อมูลทั้งหมดได้ ระบบอื่น ๆ เช่น CDP จัดเก็บข้อมูลในไดรฟ์ระยะไกลจึงเพิ่มชั้นการป้องกันเพิ่มเติมในกรณีที่เกิดภัยพิบัติ.
  • ที่จัดเก็บข้อมูล RAID มีข้อมูลเวอร์ชันปัจจุบันซึ่งช่วยให้มั่นใจว่าการสร้างใหม่ง่ายขึ้นในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาด อย่างไรก็ตามมันเป็นไปไม่ได้ที่จะกู้คืนไฟล์ที่เก่ากว่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีการโจมตีของไวรัสการแก้ไขไฟล์ที่ไม่ถูกต้องหรือการแก้ไขที่เป็นอันตราย.
  • ด้วยความจุของไดรฟ์ที่มีขนาดใหญ่กว่า RAID ได้รับความทุกข์ทรมานจากเวลาการสร้างใหม่ที่ยาวนานเมื่อใดก็ตามที่ดิสก์หนึ่งแผ่นหรือมากกว่าล้มเหลว ใช้เวลานานในการสร้างโวลุ่ม RAID ใหม่เมื่อเกิดความล้มเหลวและในกรณีที่ดิสก์อื่นล้มเหลวก่อนที่การสร้างใหม่จะเสร็จสมบูรณ์ข้อมูลทั้งหมดจะไม่สามารถกู้คืนได้ สิ่งนี้จะเพิ่มการหยุดทำงาน.
  • การใช้งานอาร์เรย์ RAID มีราคาแพงเนื่องจากต้องใช้ดิสก์หลายตัว สำหรับ RAID ที่เสนอความซ้ำซ้อนเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้ความจุเต็มที่ พื้นที่ใช้งานมักจะเล็กกว่าความจุที่ติดตั้งทั้งหมด.
  • ซับซ้อนและไม่สามารถถ่ายโอนได้ แม้ว่าฮาร์ดแวร์ที่ควบคุมหรือกล่อง RAID สามารถถ่ายโอนได้ แต่อาร์เรย์ RAID ที่ใช้ซอฟต์แวร์จะไม่สามารถใช้งานได้.
  • ต้องใช้ทักษะด้านไอทีและความคุ้นเคยกับเทคโนโลยี เนื่องจากองค์กรดังกล่าวอาจต้องใช้เงินมากขึ้นในการฝึกอบรมพนักงานหรือจ้างผู้ให้บริการบุคคลที่สามโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อสร้างข้อมูลใหม่หรือแก้ไขปัญหาการทำงานผิดปกติ.

ข้อสรุป

RAID จะยังคงให้ประโยชน์ด้านประสิทธิภาพและการปกป้องข้อมูลต่อไปอีกหลายปี อย่างไรก็ตามมันต้องใช้กลยุทธ์ใหม่เพื่อให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นและเข้ากันได้กับเทคโนโลยีและความต้องการที่เกิดขึ้นใหม่ ปัจจุบันมีข้อกำหนดด้านการจัดเก็บข้อมูลที่สำคัญซึ่งนอกเหนือจากเทคโนโลยี RAID ที่มีอยู่.

ผู้ผลิตบางรายใช้วิธีการใหม่เพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นและการเปลี่ยนแปลงรวมถึงเทคโนโลยีดิสก์และข้อ จำกัด ที่ทันสมัย ตัวอย่างเช่นแทนที่จะใช้ RAID 0 เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพระบบที่ทันสมัยสามารถใช้ DRAM, แคชแฟลช, การจัดเก็บข้อมูลอัตโนมัติ (AST) และเทคโนโลยีอื่น ๆ เช่นแถบกว้าง.

ดิสก์ของวันนี้เช่น SSD มีขนาดใหญ่และรวดเร็ว สิ่งนี้ไม่จำเป็นต้องตัดข้อมูลเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามไดรฟ์ขนาดใหญ่มีความท้าทายในการสร้างใหม่นานขึ้นซึ่งอาจมีตั้งแต่ 4 ชั่วโมงถึงหลายวันสำหรับฮาร์ดไดรฟ์ 2TB.

ดังนั้นองค์กรที่จัดการกับข้อมูลจำนวนมากเช่นในระดับ petabyte จะต้องใช้กลยุทธ์ที่แตกต่างกัน สิ่งเหล่านี้ควรมุ่งที่จะทำให้ RAID มีประสิทธิภาพมากขึ้นในขณะที่ทำให้มันสามารถแข่งขันกับทางเลือกที่มีอยู่และกำลังจะเกิดขึ้นเช่นการเข้ารหัสการลบและการปกป้องข้อมูลอย่างต่อเนื่อง (CDP).

การเข้ารหัสการลบเริ่มต้นด้วยการแบ่งข้อมูลออกเป็นชิ้นส่วน จากนั้นจะขยายและเข้ารหัสด้วยส่วนข้อมูลซ้ำซ้อน สิ่งเหล่านี้จะถูกจัดเก็บในสื่อบันทึกข้อมูลและตำแหน่งที่ตั้งอื่น เทคโนโลยีมีค่าใช้จ่ายเล็กน้อยเมื่อเทียบกับ RAID แบบดั้งเดิม มันต้องใช้เวลาน้อยลงและค่าใช้จ่ายในการสร้างข้อมูลใหม่ อย่างไรก็ตามมันเป็นตัวประมวลผลที่เข้มข้นและมีเวลาแฝงที่สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ RAID.

ในอนาคตข้างหน้าวิธีการหนึ่งก็คือรักษาการปกป้องข้อมูลที่จัดเก็บโดยฟิสิคัลที่ใช้ RAID จากนั้นทำการจำลองเสมือนนี้ ข้อตกลงดังกล่าวจะสร้างปริมาณเสมือนที่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าฮาร์ดแวร์เฉพาะ การทำซ้ำวอลุ่มดังกล่าวในสถานที่ต่างกันจะลดความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจากความล้มเหลวทั้งหมดในกรณีที่เกิดภัยพิบัติหรือความล้มเหลวที่สำคัญอื่น ๆ.

Jeffrey Wilson Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me