RAID je technologie virtualizace datového úložiště, která kombinuje více komponent fyzických disků do jediné logické jednotky pro účely redundance dat, zvýšení výkonu či obojího.
Data jsou distribuována napříč disky jedním z několika způsobů, tzv. úrovní RAID, podle požadované úrovně redundance a výkonu. Různá schémata, či rozložení distribuce dat, se pojmenovávají slovem RAID následovaným číslovkou, například RAID 0 nebo RAID 1. Každé schéma, neboli úroveň RAID, poskytuje různou rovnováhu mezi klíčovými aspekty:
spolehlivost, dostupnost, výkon a kapacita.
Úrovně pole RAID vyšší než RAID 0 poskytují ochranu před neopravitelnými chybami při čtení sektorů a také před selháními celých fyzických disků.
Varování: Technologie RAID není řešením zálohování. Nenahrazuje dobré řešení zálohování dat určené pro zachování a zabezpečení dat.
Obsah:
- Úrovně RAID
- Terminologie RAID
- Videa
1. Úrovně RAID
Úroveň |
Rozdělení dat |
Zrcadlení |
Parita |
Tolerance selhání disku |
Minimální počet disků |
Podrobnosti |
RAID 0 |
X |
|
|
0 |
2 |
|
RAID 1 |
|
X |
|
1 |
2 |
|
RAID 5 |
X |
|
X |
1 |
3 |
|
RAID 6 |
X |
|
X |
2 |
4 |
RAID 5 + další blok parity |
RAID 10 |
X |
X |
|
1 na zrcadlenou sadu |
4 |
RAID 0 + RAID 1 |
RAID 50 |
X |
|
X |
|
6 |
RAID 0 + RAID 5 |
RAID 60 |
X |
|
X |
|
8 |
RAID 0 + RAID 6 |
2. Terminologie RAID
Umožňuje zapisovat data na více fyzických disků namísto jednoho. Pole RAID 0 zahrnuje vytvoření oddílů v úložném prostoru jednotlivých fyzických disků v podobě 64KB pruhů. Tyto pruhy se střídají v opakovaném pořadí. Část pruhu na jednom fyzickém disku se nazývá prvek pruhu.
Například na systému se čtyřmi disky, které používají pouze pole RAID 0, se segment 1 zapíše na disk 1, segment 2 na disk 2 atd. Úroveň RAID 0 vylepšuje výkon, protože probíhá přístup k několika fyzickým diskům zároveň, neposkytuje ale redundanci dat (Obrázek 1 (pouze anglicky)).
Obrázek 1: RAID 0
- Odolnost vůči chybám – Žádná
- Výhoda – vyšší výkon, další úložný prostor
- Nevýhoda – nemělo by se používat pro důležitá data, při libovolné závadě disku dojde ke ztrátě dat.
S úrovní RAID 1 se data zapisují na jeden disk zároveň se zápisem na jiný disk. Jestliže dojde k závadě jednoho disku, obsah druhého disku se dá použít k provozu systému a přebudování vadného fyzického disku.
Primární výhodou úrovně RAID 1 je, že poskytuje 100procentní redundanci dat. Protože se obsah disku kompletně zapíše i na druhý disk, systém může ustát i závadu jednoho disku. Oba disky obsahují vždy shodná data. Kterýkoliv z fyzických disků může fungovat jako samostatný fyzický disk (obrázek 2 (pouze anglicky)).
Poznámka: Zrcadlení fyzických disků zlepšuje výkon čtení pomocí vyvažování zatížení čtení.
Obrázek 2: RAID 1
- Odolnost proti chybám – chyby disku, závada jednoho disku
- Výhoda – vysoký čtecí výkon, rychlá obnova po závadě jednotky, redundance dat
- Nevýhoda – vysoké režie disku, omezená kapacita
RAID 5 a 6: Paritní data jsou redundantní data, která se vytvářejí kvůli odolnosti systému vůči chybám na určitých úrovních pole RAID. V případě selhání disku může řadič paritní data použít k regeneraci uživatelských dat.
Paritní data jsou dostupná u polí RAID 5, 6, 50 a 60. Paritní data se distribuují na všechny fyzické disky v systému. Jestliže jeden fyzický disk selže, je ho možné znovu vybudovat z paritních dat a dat na zbývajících fyzických discích.
- Pole RAID úrovně 5 kombinuje distribuovanou paritu s prokládáním disků, jak je vidět na obrázku níže (Obrázek 3 (pouze anglicky)). Parita poskytuje redundanci pro závadu jednoho fyzického disku, aniž by se duplikoval obsah celých fyzických disků.
- Pole RAID 6 kombinuje dvojitou distribuovanou paritu s prokládáním disků (Obrázek 4 (pouze anglicky)). Tato úroveň parity umožňuje selhání dvou disků bez duplikace obsahu celých fyzických disků.
RAID 5
Obrázek 3: RAID 5
- Odolnost proti chybám – chyby disku, závady jednoho disku
- Výhoda – efektivní využití kapacity disku, vysoký čtecí výkon, střední až vysoký zápisový výkon
- Nevýhoda – střední dopad selhání disku, delší přebudování kvůli přepočtu parity
RAID 6
Obrázek 4: RAID 6
- Odolnost proti chybám – chyby disku, závady dvou disků
- Výhoda – redundance dat, vysoký čtecí výkon
- Nevýhoda – snížení zápisového výkonu kvůli výpočtům dvojité parity, náklady navíc vzhledem k ekvivalentu 2 disků určenému na paritu
RAID 10: Pole RAID 10 vyžaduje dvě nebo více spolupracujících zrcadlených sad. Několik sad RAID 1 se zkombinuje tak, aby vytvořily jedno pole. Data se prokládají přes všechny zrcadlené jednotky.
Protože je v úrovni RAID 10 zrcadlená každá jednotka, nedochází ke zpoždění, protože se neprování žádný výpočet parity.
Tato strategie RAID může tolerovat ztrátu několika jednotek, pokud nedojde k závadě dvou jednotek stejného zrcadleného páru. Svazky RAID 10 poskytují vysokou prostupnost dat a úplnou redundanci dat (
Obrázek 5 (pouze anglicky)).
Obrázek 5: RAID 10
- Odolnost proti chybám – chyby disku, jedna závada disku na zrcadlenou sadu
- Výhoda – vysoký čtecí výkon, podporuje největší skupinu RAID 192 jednotek
- Nevýhoda – velmi nákladné
3. Videa
A. Úvod do koncepce RAID
b. Pochopení úrovní RAID
c. Pochopení parity
d. Pochopení velikosti pruhu, šířky a velikosti prokládání