RAID означает избыточный массив недорогих дисков или избыточный массив независимых дисков. Это решение виртуализации хранилища данных, которое рассматривает несколько физических дисков как один физический диск. Целью RAID является обеспечение избыточности данных, повышения производительности или того и другого в зависимости от используемого уровня RAID.
Концепции RAID
Три основных понятия в RAID - это «зеркалирование», «чередование» и «четность».
В RAID, зеркальное отображение представляет собой репликацию данных на несколько дисков, это позволяет обеспечить определенный уровень избыточности за счет уменьшения емкости хранилища. Например, при выходе из строя одного диска данные не теряются, поскольку все данные на неисправном диске также находятся на втором диске. На этом этапе неисправный диск можно заменить, а RAID-массив можно восстановить из существующих дисков.
RAID чередование это концепция распределения данных по нескольким дискам. Это позволяет использовать полную емкость всех дисков и обеспечивает более высокую производительность, поскольку данные записываются или считываются с нескольких дисков одновременно. Обратной стороной этого является то, что потеря любого диска приводит к повреждению всего массива.
RAID паритет - это процесс обеспечения отказоустойчивости, который выполняет логический процесс между каждым битом на двух дисках и сохраняет результат на третьем диске. Если какой-либо из дисков выйдет из строя, массив можно будет восстановить из двух других. Четность может быть добавлена только поверх других состояний рейда.
Общие уровни RAID
RAID 0 - это простая реализация чередования. В массив входят два или более дисков, объединяющих их общую емкость и скорость чтения / записи. Этот уровень рейда обеспечивает высокую производительность, но при этом существует риск потери всех данных в случае выхода из строя какого-либо диска. Производительность массива RAID 0 увеличивается по мере добавления дополнительных дисков, однако это также увеличивает вероятность отказа одного из дисков и повреждения всего массива.
Совет: RAID 0 отличается от простого объединения нескольких дисков вместе. Оба метода позволяют использовать всю емкость дисков. Объединение дисков вместе не обеспечивает повышения производительности за счет разделения данных, но сохраняет данные, сохраненные на рабочих дисках, в случае выхода из строя какого-либо составного диска.
RAID 1 - это реализация зеркального копирования, при котором данные с одного диска отражаются на втором диске. Если один из дисков выходит из строя, данные не теряются. В больших массивах каждый диск по-прежнему содержит точно такую же информацию. Пока работает один диск RAID 1, данные можно читать, а массив восстанавливать заново.
Уровни RAID 4 и 5 используют чередование для повышения производительности, но также включают четность, чтобы учесть отказы дисков. RAID 4 выделяет один диск для контроля четности, это может привести к снижению скорости записи, поскольку все данные четности записываются только на один диск. RAID 5 распределяет данные четности по всем дискам в массиве. Узкое место, возникающее при записи данных четности на один диск, устранено, однако обработка четности все еще должна выполняться, что немного снижает производительность по сравнению с RAID 0. Уровни RAID 4 и 5 требуют как минимум трех дисков в массиве и допускают отказ только одного диска.
RAID 6 идентичен RAID 5, но хранит два блока четности на всех дисках в массиве. Эта дополнительная четность удваивает требуемую обработку четности, тем самым снижая производительность больше, чем у RAID 5, но все же меньше, чем у RAID 4. Для RAID 6 требуется как минимум четыре диска в массиве, но он может справиться с отказом до двух дисков.
RAID 0 + 1 - это вложенный массив RAID, он сначала создает массив RAID 0 из чередующихся дисков, а затем зеркало RAID 1 этого массива. Вложение этих двух типов RAID-массивов обеспечивает как избыточность зеркалирования, так и повышение скорости чередования. Недостатком этого метода является то, что требуется как минимум четыре диска, и что в случае отказа одного диска выйдет из строя все зеркало. Если какой-либо диск выходит из строя, он повреждает свой массив RAID 0. В массиве RAID 0 + 1 из четырех дисков потеря одного диска приведет к повреждению его парного диска, оставив два других диска без защиты зеркала.
RAID 10 - это еще один тип вложенного массива RAID, он создает массив зеркальных дисков RAID 1, а затем полосу RAID 0 этого массива. Вложение массивов таким образом также обеспечивает такую же избыточность и повышение производительности, что и RAID 0 + 1. Однако с этой реализацией вы можете потерять много дисков, если у каждого зеркала есть хотя бы один рабочий диск. Также требуется меньше времени для восстановления массива в случае сбоя диска, поскольку необходимо восстановить только один набор зеркальных дисков.