RAID là gì?
RAID – Redundant Arrays of Inexpensive Disk hoặc Redundant Arrays of Independent Disks là một nhóm gồm nhiều ổ đĩa vật lý sử dụng một phương pháp chung nhất định để phân phối dữ liệu trên các ổ đĩa. Một ổ đĩa ảo là một phân vùng trong nhóm ổ đĩa mà được tạo thành từ các phân đoạn dữ liệu liên tục trên ổ đĩa. Ổ đĩa ảo được trình bày cho hệ điều hành chủ như một đĩa vật lý có thể được phân vùng để tạo ổ đĩa hoặc ổ đĩa logic của hệ điều hành.
Khái niệm này được minh họa trong hình sau:
Dữ liệu trong một nhóm ổ đĩa RAID được phân phối theo các segment hoặc strip. Một segment hoặc strip là phần dữ liệu được ghi vào một ổ đĩa ngay lập tức trước khi tiếp tục ghi trên ổ đĩa tiếp theo. Khi đến ổ đĩa cuối cùng trong mảng, thao tác ghi tiếp tục trên ổ đĩa đầu tiên trong khối liền kề với đơn vị sọc trước đó được ghi vào ổ đĩa này.
Phương pháp phân phối dữ liệu cụ thể trên các ổ đĩa trong một nhóm ổ đĩa được gọi là RAID Level. Nó xác định mức khả năng chịu lỗi, hiệu suất và khả năng lưu trữ hiệu quả.
RAID Level
Các mức Basic RAID (0,1,5 và 6) và các mức Spanned RAID (10,50 và 60). Spanned RAID kết hợp 2 hoặc nhiều mảng basic RAID để cung cấp hiệu suất, dung lượng và tính khả dụng cao hơn bằng cách vượt qua giới hạn về số lượng ổ đĩa tối đa trên mỗi mảng được hỗ trợ bởi một bộ điều khiển RAID cụ thể.
1. RAID 0
RAID 0 phân phối dữ liệu trên tất cả các ổ đĩa trong nhóm ổ đĩa, như thể hiện trong hình sau. RAID 0 thường được gọi là striping.
RAID 0 cung cấp hiệu suất và dung lượng tốt nhất trên tất cả các cấp độ RAID, tuy nhiên, nó không cung cấp bất kỳ khả năng chịu lỗi nào và lỗi ổ đĩa sẽ làm mất toàn bộ dữ liệu. Tổng dung lượng của một mảng RAID 0 bằng kích thước của ổ đĩa nhỏ nhất nhân với số lượng ổ đĩa. RAID 0 yêu cầu ít nhất 2 ổ đĩa.
2. RAID 1
RAID 1 bao gồm 2 ổ đĩa và dữ liệu được ghi vào cả 2 ổ đĩa đồng thời như thể hiện trong hình. RAID 1 còn được gọi là mirroring.
RAID 1 cung cấp hiệu suất rất tốt cho cả hoạt động đọc và ghi, đồng thời nó cũng cung cấp khả năng chịu lỗi. Trong trường hợp ổ đĩa bị lỗi, ổ còn lại sẽ có bản sao lưu dữ liệu từ ổ bị hỏng nên dữ liệu sẽ không bị mất. RAID 1 cũng cung cấp thời gian xây dựng lại nhanh chóng. Tuy nhiên, dung lượng lưu trữ hiệu quả là một nửa tổng dung lượng của tất cả các ổ đĩa trong một mảng RAID 1. Dung lượng của một mảng RAID 1 bằng dung lượng của ổ đĩa nhỏ nhất.
3. RAID 5
RAID 5 phân phối dữ liệu và tính chẵn lẻ trên tất cả các ổ đĩa trong nhóm ổ đĩa, như thể hiện trong hình dưới. RAID 5 còn được gọi là Striping with distributed parity.
RAID 5 cung cấp khả năng chịu lỗi đối với một lỗi ổ đĩa duy nhất với mức giảm tổng dung lượng lưu trữ nhỏ nhất, tuy nhiên nó lại có thời gian xây dựng chậm. RAID 5 cung cấp hiệu suất đọc tuyệt vời như RAID 0, tuy nhiên hiệu suất ghi đạt yêu cầu do chi phí cập nhật chẵn lẻ cho mỗi thao tác ghi. Ngoài ra, hiệu suất đọc cũng có thể bị ảnh hưởng khi ổ đĩa ở chế độ giảm chất lượng, tức là trường hợp ổ đĩa bị lỗi.
Dung lượng của RAID 5 bằng kích thước của ổ đĩa nhỏ nhất nhân với số lượng ổ đĩa, rồi trừ dung lượng của ổ đĩa nhỏ nhất. RAID 5 yêu cầu tối thiểu là 3 ổ đĩa.
4. RAID 6
Tương tự như RAID 5, ngoại trừ RAID 6 ghi 2 phân đoạn chẳn lẻ cho mỗi sọc, như thể hiện trong hình. Nó cho phép một ổ đĩa duy trì tối đa 2 lỗi ổ đĩa đồng thời. RAID 6 còn được gọi là striping with dual.
RAID 6 cung cấp khả năng chịu lỗi ở mức cao nhất và nó cung cấp hiệu suất đọc tuyệt vời tương tự như RAID 0. Tuy nhiên, hiệu suất ghi đạt yêu cầu, thậm chí chậm hơn chút so với RAID 5 do chi phí cập nhật bổ sung hai khối chẵn lẻ cho mỗi thao tác ghi. Ngoài ra, hiệu suất đọc cũng bị ảnh hưởng khi ổ đĩa ở chế độ giảm chất lượng, tức là ổ đĩa bị lỗi.
Dung lượng RAID 6 bằng kích thước của ổ đĩa nhỏ nhất nhân với số lượng ổ đĩa nhỏ hơn 2 lần dung lượng của ổ đĩa nhỏ nhất. RAID 6 yêu cầu tối thiểu 4 ổ đĩa.
5. RAID 10
RAID 10 là sự kết hợp giữa RAID 0 và RAID 1, trong đó dữ liệu được phân chia trên nhiều nhóm ổ RAID 1, như thể hiện trong hình. RAID 10 còn được gọi là spanned mirroring.
RAID 10 cung cấp khả năng chịu lỗi bằng cách duy trì một ổ đĩa bị lỗi trong mỗi khoảng thời gian và nó mang lại hiệu suất rất tốt với xử lý I/O đồng thời trên tất cả các ổ đĩa. Dung lượng của RAID 10 bằng một nửa tổng dung lượng lưu trữ. RAID 10 yêu cầu ít nhất 4 ổ đĩa.
6. RAID 50
RAID 50 là sự kết hợp của RAID 0 và RAID 5, trong đó dữ liệu được phân chia trên nhiều nhóm RAID 5, như thể hiện trong hình. RAID 50 còn được gọi là spanned striping with distributed parity.
RAID 50 cung cấp khả năng chịu lỗi bằng cách duy trì một ổ đĩa bị lỗi trong mỗi khoảng thời gian và nó mang lại hiệu suất đọc tuyệt vời. Nó cũng cải thiện hiệu suất ghi so với RAID 5 do tính toán chẵn lẻ riêng biệt trong mỗi khoảng thời gian.
Dung lượng của RAID 50 bằng kích thước của ổ đĩa nhỏ nhất nhân với số lượng ổ đĩa, trừ đi dung lượng của ổ đĩa nhỏ nhất nhân với số nhịp. RAID 50 yêu cầu tối thiểu 6 ổ đĩa.
7. RAID 60
RAID 60 là sự kết hợp của RAID 0 và RAID 6, trong đó dữ liệu được phân chia trên nhiều nhóm ổ RAID 6, như thể hiện trong hình. RAID 60 còn được gọi là spanned striping with dual distributed parity.
RAID 60 cung cấp khả năng chịu lỗi tốt nhất bằng cách duy trì 2 lỗi ổ đĩa đồng thời trong mỗi khoảng thời gian và nó mang lại hiệu suất đọc tuyệt vời. Nó cũng cải thiện hiệu suất ghi so với RAID 6 do tính toán chẵn lẻ riêng biệt trong mỗi khoảng thời gian.
Tổng dung lượng của RAID 60 bằng kích thước của ổ đĩa nhỏ nhất nhân với số lượng ổ đĩa,trừ đi dung lượng của ổ đĩa nhỏ nhất nhân với 2 lần số nhịp. RAID 60 yêu cầu tối thiểu 8 ổ đĩa.
Hot Spares
Hot Spares là các ổ đĩa được chỉ định tự động và minh bạch thay thế cho ổ đĩa bị lỗi trong mảng RAID. Điều này giúp giảm thiểu thời gian RAID ở chế độ chất lượng kém, bằng cách tự động bắt đầu quá trình xây dựng lại để khôi phục dữ liệu từ ổ đĩa lỗi trên ổ dự phòng nóng.
Ổ cứng dự phòng có thể là ổ Global hoặc Dedicated. Ổ đĩa dự phòng Global có thể được sử dụng để thay thế ổ đĩa bị lỗi trong bất kỳ nhóm ổ đĩa nào miễn là dung lượng của nó bằng hoặc lớn hơn dung lượng của ổ đĩa bị lỗi được sử dụng trong mảng RAID. Ổ đĩa dự phòng Dedicated chỉ có thể thay thế ổ đĩa bị lỗi trong nhóm ổ đĩa được chỉ định.
So sánh RAID Level
Việc lựa chọn RAID Level phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Hiệu suất đọc/ghi.
- Khả năng chịu lỗi
- Hiệu suất RAID khi ổ đĩa bị lỗi.
- Dung lượng lưu trữ tối ưu.
Bảng sau đây tóm tắt các RAID Level và đặc điểm của chúng để hỗ trợ bạn chọn mức RAID phù hợp theo nhu cầu của bạn:
Bảng 1: So sánh RAID Level
Bảng 2: Lợi ích và hẹn chế của RAID Level
Hình sau đây có thể giúp bạn chọn RAID Level dựa trên yêu cầu lưu trữ dữ liệu của bạn.
LỜI KẾT
Khuyến nghị các bạn rằng khi xây dựng server thì nên kết hợp một nhóm ổ RAID duy nhất các ổ cùng loại, giống nhau, cùng dung lượng. Như vậy sẽ mang lại hiệu suất cao nhất.
Chúc các bạn thành công!
Cộng Đồng