Пояснення рівнів RAID: який з них слід використовувати?

Хороший жорсткий диск коштує недешево, тому не дивно, що користувачі вирішать створити RAID. Єдина проблема полягає в тому, що існують різні рівні RAID. Якщо ви не розумієте вимоги, переваги та недоліки використання кожного з них, ви можете розчаруватися.

Це не обов’язково має бути ти. Ми зібрали цю статтю, щоб розвінчати різні рівні RAID, щоб ви могли налаштувати правильний рівень відповідно до свого апаратного забезпечення.

Що таке RAID?

Це технологія резервування даних, яка часто використовується для покращення продуктивності жорсткого диска. Для цього створюється рішення для резервного копіювання , дзеркально віддзеркалюючи ваші диски, щоб захистити жорсткий диск від збою .

Оскільки він створює кілька віртуальних жорстких дисків, він також розширює ємність диска без зниження продуктивності.

Які існують різні рівні RAID?

Перш ніж перейти до рівнів RAID, вам потрібно зрозуміти, що можна налаштувати RAID двома способами: апаратним або програмним.

Апаратний RAID : у цьому типі конфігурації сховища спеціальне обладнання використовується для виконання функцій зберігання та пошуку даних. Єдиним недоліком є те, що контролер може бути вбудований у материнську плату або встановлений як додаткова карта, тому вам знадобиться сумісна материнська плата, драйвер RAID-контролера та чіпсет. З іншого боку, якщо всі системи працюють, апаратний RAID дуже швидкий, оскільки він дозволяє одночасно читати та записувати дані на кілька дисків.
Програмний RAID : програмний RAID — це коли жорсткі диски встановлено на вашому комп’ютері, а операційна система керує ними за допомогою програмного забезпечення. Він використовує технологію віртуалізації для об’єднання кількох фізичних дисків в один віртуальний диск. Програмне забезпечення RAID споживає менше потужності ЦП, ніж апаратний RAID, оскільки йому не потрібен окремий процесор. Однак він повільніший за апаратний RAID, оскільки для обробки диска використовує системну пам’ять замість виділеної.

1. RAID 0 (смугастий масив)

Огляд RAID 0

У цьому масиві кожен диск отримує однаковий обсяг даних. Це робиться шляхом розподілу даних на кожному диску, звідси й назва Striped array . Результатом є те, що всі накопичувачі можуть читати та записувати одночасно, підвищуючи продуктивність.

Якщо ви хочете використовувати цей рівень RAID, переконайтеся, що він призначений для некритичних операцій через проблему втрати даних.

Переваги використання RAID 0

Швидкість – забезпечує приголомшливу швидкість для вашого комп’ютера, оскільки використовує декілька дисків одночасно.
Масштабованість – оскільки ви можете використовувати більше одного диска одночасно, ви можете створювати масиви з будь-якою кількістю дисків.
Об’єм пам’яті – оскільки використовуються два або більше накопичувачів, ви отримуєте додатковий об’єм пам’яті.
Економія коштів – два або більше дисків можна об’єднати в один логічний диск без спеціального апаратного чи програмного забезпечення.

Недоліки використання RAID 0

Відсутність резервування – якщо жорсткий диск виходить з ладу, усі дані, що зберігаються на ньому, буде втрачено назавжди. Отже, якщо у вас є 2 диски в RAID 0 і один виходить з ладу, усі ваші дані зникнуть назавжди.
Проблеми з цілісністю даних – ці проблеми виникають, коли дані записуються або зчитуються з дисків у неузгодженому порядку, що призводить до неузгодженості в самій системі.
Рівні продуктивності залежать від швидкості читання/запису дисків . Якщо у вас повільні диски, продуктивність буде низькою, оскільки кожен запис має проходити через обидва диски, перш ніж завершиться.

2. RAID 1 (Дзеркальний масив)

Огляд RAID 1

Ця технологія зберігання забезпечує відмовостійкість завдяки використанню двох або більше дисків для зберігання ідентичних даних.

Коли один диск виходить з ладу, інший диск може безперебійно працювати замість нього. Поки принаймні один диск у масиві продовжує функціонувати належним чином, усі дані залишаються доступними.

Ви можете легко налаштувати RAID 1 у програмі «Налаштування», тому не дивно, що це найпопулярніший тип RAID, який використовується.

Переваги використання RAID 1

Надійність . Оскільки кожен диск має власний контролер і читає з власного фізичного диска та записує на нього, якщо один диск виходить з ладу, його можна замінити, не впливаючи на цілісність ваших даних.
Захист даних – якщо один диск виходить з ладу, ви не втрачаєте жодних даних, оскільки вони віддзеркалюються на іншому диску. Ви можете продовжувати працювати з іншим, доки не встановите диск на заміну.
Економічно ефективний – його простота впровадження в порівнянні з іншими типами RAID-масивів, які потребують більше одного диска для впровадження, робить його улюбленим для більшості користувачів.

Недоліки використання RAID 1

Погіршення пам’яті – ви втрачаєте половину доступної ємності, оскільки кожен диск зберігає ідентичні дані.
Знижена продуктивність – оскільки до обох дисків у дзеркальному масиві потрібно постійно звертатися, це призводить до нижчої продуктивності, ніж у випадку використання двох окремих дисків.
Масштабованість – якщо вам потрібно більше місця для ваших даних, нелегко додати більше, оскільки він обмежений двома дисками. Ви можете лише замінити несправний диск, але не можете додати інший жорсткий диск до свого масиву.
Заміна диска може вийти з ладу . Хоча ви можете замінити диск, якщо він вийшов з ладу, це не так просто, як ви думаєте. Якщо ви працюєте з великим сервером, вам може знадобитися вимкнути всю систему, що спричинить перебої.

3. RAID 4 (Черування та парність)

Огляд RAID 4

RAID 4 трохи схожий на RAID 1, але має смугу. Різниця полягає в тому, що RAID 4 видаляє дані з усіх дисків у масиві. Це забезпечує більшу пропускну здатність, ніж RAID 1.

Якщо один диск у масиві виходить з ладу, інші диски можна використовувати для відновлення даних на диску для заміни. Зазвичай використовується на серверах, де потрібна висока продуктивність.

Переваги використання RAID 4

Підвищення продуктивності – покращує продуктивність, розподіляючи навантаження запису на кілька дисків.
Надмірність даних – у разі збою накопичувача він використовує біти парності, щоб обчислити, які блоки даних потрібно замінити після збою.
Ефективне зберігання – цей тип RAID не витрачає місце на дисках. Кожен байт використовується для зберігання.
Масштабованість – дозволяє збільшити ємність шляхом додавання додаткових дисків за потреби.

Недоліки використання RAID 4

Низька швидкість читання/запису – менш ефективний під час запису, оскільки блоки парності мають бути записані на окремий фізичний диск.
Потрібні великі блоки даних – хоча він може видаляти дані невеликими обсягами, це перевершує сенс, оскільки його вартість може переважити його переваги.
Доступність – сьогодні технологія RAID 4 доступна не у всіх конфігураціях сховищ.

4. RAID 5 (надлишковий масив)

Огляд RAID 5

RAID 5 схожий на RAID 4, але з деякими відмінностями. Масив складається з кількох дисків, які розділені на блоки, які називаються смугами. Кількість дисків у масиві та обсяг місця, виділеного на кожному диску, визначають ємність масиву.

Це також забезпечує швидший час доступу та стабільнішу продуктивність. Це пояснюється тим, що можна отримати доступ до всіх дисків одночасно, а не чекати, поки один диск завершить свою роботу, перш ніж інший матиме доступ до нього.

Це звичайний вибір для серверів, яким потрібен високий рівень захисту даних і підвищена продуктивність.

Переваги використання RAID 5

Підвищення продуктивності . Оскільки RAID 5 розподіляє інформацію про парність між усіма дисками, продуктивність можна підвищити шляхом рівномірного розподілу даних між усіма дисками в масиві.
Резервування . Ризик збою низький, оскільки на різних дисках є кілька копій ваших даних, тож навіть якщо один диск вийде з ладу, на іншому диску залишиться достатньо даних для автоматичного відновлення.
Гнучкість – більша гнучкість у використанні місця на жорсткому диску, оскільки ви можете пізніше додати більше дисків або видалити їх, якщо вони більше не потрібні.
Безпроблемна заміна диска – якщо один диск виходить з ладу, ви можете легко замінити його новим без необхідності вимикати весь сервер.

Недоліки використання RAID 5

Зниження продуктивності – коли ви додаєте більше дисків до свого масиву, продуктивність знижується, оскільки кожен диск має власне робоче навантаження та профіль продуктивності. З часом це призведе до того, що масив стане менш ефективним і повільнішим порівняно з одним диском.
Складний процес відновлення – процес відновлення вимагає більше кроків порівняно з іншими рівнями RAID. Може пройти кілька днів або навіть тижнів, перш ніж ваш комп’ютер повернеться до нормального стану після втрати диска у вашому масиві.
Високий рівень обслуговування – RAID 5 потребує відновлення після збою диска, а також потребує регулярного обслуговування, щоб запобігти пошкодженню даних.

5. RAID 6 (подвійний контроль парності)

Огляд RAID 6

Цей тип RAID забезпечує як резервування даних, так і переваги продуктивності. Він використовує два диски парності для захисту від втрати даних і може витримати до двох одночасних збоїв диска.

Додаткова інформація про парність підвищує продуктивність, дозволяючи читати та записувати блоки одночасно, замість того, щоб чекати, поки першими закінчаться обчислення парності.

Переваги використання RAID 6

Покращена продуктивність – RAID 6 покращує продуктивність, розділяючи дані на кілька дисків, а не записуючи їх лише один раз на один диск.
Підтримує більше дисків – це дає змогу використовувати більші обсяги пам’яті, не турбуючись про проблеми з продуктивністю, наприклад про вузькі місця в системі.
Захист даних – RAID 6 забезпечує високий рівень захисту від збою диска. Якщо один диск виходить з ладу, інший можна використати для реконструкції масиву та відновлення даних.

Недоліки використання RAID 6

Складніше в налаштуванні та керуванні – масиви RAID 6 використовують складніші алгоритми, ніж масиви RAID 5, що робить їх складнішими в налаштуванні та керуванні.
Низька швидкість запису – через дані парності, які потрібно обчислювати та записувати паралельно з вашими даними, RAID 6 має нижчу швидкість запису, ніж інші конфігурації RAID.
Потрібна більша потужність ЦП . RAID 6 потребує більшої потужності ЦП через паритетні обчислення RAID і відновлення у разі збою диска, щоб виконувати такі завдання.
Довший час відновлення – після збою диска час відновлення значно довший порівняно з іншими рівнями RAID через час відновлення для відновлення інформації про парність і запису на диск.

6. RAID 10 (дзеркалювання та смуга)

Огляд RAID 10

RAID 10 — це рівень RAID, який поєднує в собі продуктивність і резервування RAID 0 із дзеркальним відображенням RAID 1. Це означає, що дані записуються на кілька дисків, але вони також записуються як окремі блоки, смуги на всіх дисках.

Таким чином, якщо один диск вийде з ладу, інші диски зможуть продовжити роботу та дозволять вам відновити дані з решти дисків у масиві.

Це чудовий вибір для програм, чутливих до продуктивності, де потрібно швидке читання та запис без шкоди для захисту від збою диска.

Переваги використання RAID 10

Гнучкість – RAID 10 забезпечує високу продуктивність без шкоди для відмовостійкості – або навпаки. Він також може бути налаштований як апаратний або програмний RAID.
Краща масштабованість – ви можете пізніше додати більше дисків, щоб збільшити ємність пам’яті без необхідності повторного створення масиву.
Продуктивність . Одне лише смугування може забезпечити чудову продуктивність із кількома дисками. Однак у поєднанні з дзеркальним відображенням ви отримуєте найкраще з обох світів.
Надійність . Оскільки кожен диск зберігає власну копію даних, RAID 10 забезпечує резервний захист від виходу з ладу одного диска.

Недоліки використання RAID 10

Додаткові витрати – масив RAID 10 потребує принаймні чотирьох жорстких дисків однакової ємності та швидкості. Жорсткі диски коштують недешево, тож це може завдати шкоди вашим кишеням. Щоб знизити вартість, можна створити RAID зовнішніх жорстких дисків .
Збільшене енергоспоживання – масив RAID 10 потребує більше енергії, ніж інші масиви, оскільки кожен диск має виконувати більше роботи під час запису даних у масив.

Зведення рівнів RAID у формі таблиці:

Рівень	Тип	Кількість дисків	Надмірність	Продуктивність	Гнучкість	Конфігурація	Вартість
RAID 0	Смугастість	2	Немає	Пристойне читання та гарне написання	Низький	Дуже легко	Низький
RAID 1	Дзеркальне відображення	2	Так	Гарне читання та гідне написання	Помірний	легко	Низький
RAID 5	Смуга з паритетом	3	Так	Гідне читання та гідне запис (може бути повільним)	Високий	Помірний	Помірний
RAID 6	Смуга подвійної парності	4	Так	Висока швидкість читання та повільний запис	Високий	Помірний	Низький
RAID 10	Віддзеркалення та смуга	4	Так	Високий рівень читання, середній запис	Надзвичайно високий	Комплекс	Високий

Який рівень RAID слід використовувати?

Кожен рівень RAID пропонує різні переваги та недоліки, тому важливо зрозуміти компроміси, перш ніж приймати рішення. Ваша відповідь повинна ґрунтуватися на кількох факторах: вартості, потужності, резервуванні та продуктивності.

Якщо ваша головна турбота про продуктивність, виберіть RAID 10, RAID 6, якщо надлишковість даних важливіша, і RAID 5, якщо ємність важливіша за продуктивність або надлишковість даних.

Вибираючи найбезпечніший рівень RAID, шукайте рівень із властивостями дублювання диска. Залежно від ваших потреб, ви можете вибрати RAID 1 або RAID 10.

Зрештою, який би рівень RAID ви не вибрали, залежатиме від ваших конкретних потреб. Правильно вибравши, ви матимете більше місця для зберігання, не турбуючись про втрату даних.

Сподіваємось, ця стаття допомогла вам зрозуміти, як працюють різні рівні RAID, і ви відчуєте себе готовими до виконання завдання, застосувавши ці навички на практиці.

Ми хотіли б почути про ваш досвід роботи з будь-яким із згаданих вище рівнів RAID, тому залучайте нас до розділу коментарів нижче.