Co to jest RAID? Poziomy RAID od 0 do 7 po prostu wyjaśnione!

W obszarach przechowywania i zarządzania danymi duże znaczenie ma redundancja (wielokrotne przechowywanie treści, najlepiej na poszczególnych nośnikach) oraz wydajność. W tym miejscu do gry wchodzi technologia RAID, skrót od Redundant Array of Independent Disks. Systemy RAID sprawdziły się w zapewnianiu integralności danych, dostępności i wydajności dla różnych aplikacji, od komputerów osobistych po serwery klasy korporacyjnej. Poniżej znajdziesz ogólne informacje na temat macierzy RAID i różnych poziomów, z których każdy został zaprojektowany z myślą o bezpieczeństwie danych, wydajności lub obu tych aspektach.

Co to jest system RAID, co oznaczają poszczególne poziomy i ile przynajmniej dysków twardych potrzebujesz? Tutaj uzyskasz odpowiedzi na te i inne pytania dotyczące Redundant Array of Independent Disks!
Co to jest system RAID, co oznaczają poszczególne poziomy i ile przynajmniej dysków twardych potrzebujesz? Tutaj uzyskasz odpowiedzi na te i inne pytania dotyczące Redundant Array of Independent Disks!

Co to jest system RAID?

System RAID to metoda organizowania danych na wielu dyskach twardych. Służy do optymalizacji nadmiarowości, wydajności lub obu jednocześnie. Zamiast polegać na jednym dysku twardym, system RAID rozdziela dane na wiele niezależnych dysków, minimalizując prawdopodobieństwo utraty danych. Ponieważ jeśli jeden z nośników pamięci ulegnie awarii, dane są nadal dostępne na nienaruszonym nośniku. Poziomy RAID krótko omówione poniżej oferują różne podejścia do łączenia korzyści wynikających z nadmiarowości i wydajności, w zależności od potrzeb użytkownika.

Poziom RAID 0

Poziom RAID 0, znany również jako „striping”, ma na celu przede wszystkim poprawę wydajności. Dane są równomiernie rozłożone na wielu dyskach, co skutkuje szybszym odczytem i zapisem. Jednak RAID 0 nie oferuje redundancji, co oznacza, że ​​awaria pojedynczego dysku może spowodować całkowitą utratę danych. Nadal sensowne jest więc poleganie na rozwiązaniach do tworzenia kopii zapasowych, takich jak zewnętrzne dyski twarde, przechowywanie w chmurze itp., aby w przypadku awarii systemu można było nadal uzyskiwać dostęp do własnych plików i programów.

  • RAID 0 koncentruje się na: Przyspieszeniu dostępu do dysku
  • Minimalna liczba dysków twardych: 2

Poziom RAID 1

Poziom RAID 1, zwany także „mirroringiem”, kładzie nacisk na redundancję. Oznacza to, że zawartość powinna być dostępna wiele razy, aby nadal można było z niej korzystać z drugiego nośnika pamięci w przypadku awarii jednego nośnika pamięci. W tym celu dane są dublowane na dwóch lub więcej identycznych dyskach. Jeśli jeden z dysków ulegnie awarii, dane na drugim dysku pozostaną nienaruszone i dostępne. RAID 1 oferuje wysoki poziom bezpieczeństwa danych, ale w porównaniu z RAID 0 poświęca nieco pod względem wykorzystania pamięci masowej i ogólnej wydajności.

  • RAID 1 koncentruje się na: bezpieczeństwie danych poprzez kopiowanie całej zawartości
  • Minimalna liczba dysków twardych: 2

Poziom RAID 2

Poziom RAID 2 był używany głównie w komputerach typu mainframe i obecnie nie jest już stosowany. Oprócz zalet innych wersji RAID, rolę odgrywa tu również skomplikowana implementacja w (istniejących) systemach. RAID 2 miał zapewnić zarówno wydajność, jak i nadmiarowość danych, i osiągnięto to za pomocą technik, takich jak „bity kodu Hamminga” (jednostki danych z korekcją błędów) i „paski na poziomie bitów”. W tym przypadku używany jest „Kod korekcji błędów” lub „Sprawdzanie i korygowanie błędów” (oba w skrócie ECC).

  • RAID 2 koncentruje się na: Zabezpieczeniu przed awarią dysku twardego
  • Minimalna liczba dysków twardych: 2

Poziom RAID 3

W stosunku do kosztów nabycia RAID poziomu 3 ma zapewniać dość duży przyrost wydajności przy jednoczesnym wysokim poziomie bezpieczeństwa danych. Oprócz kilku dysków twardych do przechowywania plików i ich kopii wykorzystywana jest dodatkowa pamięć - dysk parzystości. Nie zawiera to jednak żadnych dalszych kopii danych, ale sumę bitów dysków z danymi. Bity każdego dysku danych są sumowane, a następnie sprawdzane, czy suma jest parzysta czy nieparzysta. Sumy parzyste są zapisywane wartością bitową 0, sumy nieparzyste wartością bitową 1. Tak więc, w porównaniu do poprzednich poziomów, RAID 3 wprowadza dedykowany dysk do korekcji błędów.

  • RAID 3 koncentruje się na: Bezpiecznym przetwarzaniu dużych plików
  • Minimalna liczba dysków twardych: 3

Poziom RAID 4

Poziom RAID 4 jest podobny do RAID 3, ale wykorzystuje „przeplot na poziomie bloku” zamiast „przeplotu na poziomie bajtów”. Większe bloki danych są zatem przechowywane z informacjami o dyskach danych. Dedykowany dysk parzystości bierze udział we wszystkich procesach odczytu i zapisu, co sprawia, że ​​konieczne jest skupienie się na jego maksymalnych prędkościach. Tak więc RAID 4 oferuje wysoką prędkość tylko wtedy, gdy dotyczy to również dysku z parzystością. Stały dostęp może również szybciej zużyć tę pamięć kontrolną. Z biegiem czasu wymiana najszybszego możliwego nośnika pamięci spowoduje stosunkowo wysokie koszty.

  • RAID 4 koncentruje się na: Szybkim czytaniu i zapisywaniu mniejszych plików
  • Minimalna liczba dysków twardych: 3

Poziom RAID 5

Poziom RAID 5 jest jednym z najczęściej używanych poziomów obok RAID 0, RAID 1 i kombinacji RAID 0+1. Kombinacja pamięci masowej RAID 5 również wykorzystuje rozłożenie na poziomie bloków, ale rozdziela parzystość na wszystkie dyski. Zmniejsza to potencjalne wąskie gardła i może poprawić ogólną wydajność. W przypadku awarii dysku można odzyskać dane z pozostałych dysków i zapisane na nich informacje o parzystości. Kolejną zaletą jest oczywiście to, że nie jest potrzebny szybki dysk twardy, który jest częściej wymieniany i jest używany tylko do informacji o parzystości. RAID 5 zawiedzie tylko wtedy, gdy dwa lub więcej urządzeń pamięci masowej ulegnie awarii w tym samym czasie, co oznacza wysokie bezpieczeństwo danych.

  • RAID 5 koncentruje się na: Odczycie i zapisie mniejszych plików bez dysku parzystości
  • Minimalna liczba dysków twardych: 3

Poziom RAID 6

Poziom RAID 6 opiera się na RAID 5, ale oferuje informacje o podwójnej parzystości. Pozwala to na ochronę przed jednoczesną awarią nawet dwóch dysków. Dodatkowa redundancja zapewnia większe bezpieczeństwo danych, ale zwykle odbywa się kosztem zapisu i/lub mocy obliczeniowej. Zwłaszcza, że ​​nie są używane żadne bity parzystości, ale kod do korygowania błędów jednobitowych. Różne opcje implementacji RAID 6 mogą złagodzić jedną lub drugą wadę, tj. zapewnić większą prędkość zapisu lub większą wydajność.  

  • RAID 6 koncentruje się na: Wyższym bezpieczeństwie danych niż poprzednie poziomy
  • Minimalna liczba dysków twardych: 4

Poziom RAID 7

Poziom RAID 7 nie jest oficjalnym oznaczeniem. Poszczególne metody stosowane w RAID 7 nie są uwzględnione w oficjalnych standardach RAID. Termin ten odnosi się raczej do indywidualnie dostosowanej konfiguracji RAID, która spełnia określone wymagania użytkownika lub firmy.

Kombinacje i odmiany RAID z indywidualnymi zaletami

Jak widać, podczas tworzenia systemów RAID w celu ochrony danych spotykają się różne czynniki. Niektóre z wymienionych poziomów wymagają minimalnej liczby dysków twardych, co również prowadzi do pewnego minimum kosztów. Sumują się one w zależności od liczby, ilości pamięci, szybkości odczytu i zapisu oraz kursu wymiany lub ryzyka awarii. Ponadto istnieje ogólny współczynnik szybkości i wpływ na moc obliczeniową danych i dystrybucji parzystości. Dostosowując poszczególne poziomy lub łącząc zastosowanie, niektóre obszary można zoptymalizować.

Istnieją zatem odmiany i kombinacje RAID w celu poprawy niektórych aspektów bezpieczeństwa i funkcji wydajności z różnych poziomów indywidualnie lub w celu wykorzystania ich w połączeniu. Nie są one oznaczone jako osobne poziomy RAID — jest to zarezerwowane dla poziomów od 0 do 6 — niemniej jednak nadano im własne nazwy. Pomaga to zidentyfikować zastosowane technologie i wyciągnąć wnioski na temat zalet i wad. Istnieją między innymi: RAID 01, RAID 03, RAID 05, RAID 10, RAID 1.5, RAID 1E, RAID 30, RAID 45, RAID 50, RAID 55, RAID 5E, RAID 60, Matrix RAID, RAID TP (Triple Parity = potrójny parytet) i więcej.

Podsumowanie nadmiarowej macierzy niezależnych dysków

W dziedzinie przechowywania danych RAID został uznany za ważną technologię poprawiającą integralność danych i, w wielu przypadkach, wydajność. Różne poziomy RAID oferują szeroki zakres opcji spełniających potrzeby różnych użytkowników. Podczas gdy niektóre poziomy koncentrują się bardziej na wydajności, inne koncentrują się na nadmiarowości i bezpieczeństwie danych. Aby nadać priorytet lub zoptymalizować poszczególne aspekty, istnieją również pewne dostosowania i kombinacje, z których każda ma swoje zalety i wady. Oprócz pytania „jak?” przy wdrażaniu systemu RAID należy uwzględnić pytanie „dlaczego?”.

Linki do źródeł z bardziej szczegółowymi informacjami

Oprócz poszczególnych poziomów, na jakie można podzielić technologię RAID, informacji jest znacznie więcej. Omówienie wszystkich kombinacji i dostosowań, formuł przechowywania, alternatywnych sieci dysków twardych, niektórych terminów technicznych i tym podobnych wykraczałoby poza zakres tego artykułu. Dlatego wolę podać dwa linki, które uzupełniają wyjaśnienia tutaj:

Podobał Ci się artykuł i czy instrukcje na blogu Ci pomogły? Wtedy byłbym szczęśliwy, gdybyś bloga poprzez stałe członkostwo będzie wspierać.

Napisz komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone * oznakowane

Na blogu Sir Apfelot znajdziesz porady, instrukcje i recenzje produktów Apple, takich jak iPhone, iPad, Apple Watch, AirPods, iMac, Mac Pro, Mac Mini i Mac Studio.

Promocje