Giới thiệu các kiểu RAID và cách lựa chọn

Sử dụng RAID (Redundant Array of Indepnedent Disks) để lưu trữ dữ liệu là một trong những phương pháp phổ biến và tiết kiệm chi phí nhất, cho phép tang hiệu suất, tính khả dụng và mở rộng dung lượng lưu trữ. RAID tang hiệu suất bằng các cho phép nhiều ổ đĩa xử lý các yêu cầu đọc ghi cùng một lúc. RAID còn cho phép ngăn ngừa mất mất dữ liệu trong trường hợp ổ đĩa vật lý bị hỏng bằng cách dựng lại dữ liệu bị thiếu từ các ổ đĩa còn lại. Bài viết này giới thiệu, mô tả công nghệ RAID và các khả năng của nó, so sánh các kiểu RAID khác nhau.

Giới thiệu về RAID
Array RAID (còn được gọi là nhóm ổ đĩa RAID) 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. Ổ đĩa ảo (còn được gọi là ổ đĩa ảo hoặc ổ đĩa logic) là một phân vùng trong nhóm ổ đĩa được tạo thành từ các phân đoạn dữ liệu liền kề trên các ổ đĩa. Ổ đĩa ảo được trình bày cho hệ điều hành máy chủ dưới dạng một đĩa vật lý có thể được phân vùng để tạo các ổ đĩa hoặc ổ đĩa logic của hệ điều hành.

Tổng quan về RAID

Dữ liệu trong một nhóm ổ đĩa RAID được phân bố theo từng phân đoạn hoặc một dải. Một phân đoạn hoặc một dải (còn được gọi là một đơn vị sọc) là phần dữ liệu được ghi vào một ổ đĩa ngay trước khi thao tác ghi lên ổ đĩa tiếp theo được thực hiện. Khi dữ liệu được ghi vào ổ đĩa cuối cùng trong nhóm, dữ liệu sẽ được ghi lên ổ đĩa đầu tiên trong khối liền kề với đơn vị sọc trước đó.

Nhóm các dải sau đó được ghi vào tất cả các ổ đĩa trong nhóm (từ ổ đầu tiên đến ổ cuối cùng) trước khi hoạt động ghi tiếp tục trên ổ đĩa đầu tiên được gọi là một dải và quá trình phân phối dữ liệu trên các ổ đĩa khác nhau gọi là dải. Một dải là một đơn vị tối thiểu có thể được đọc hoặc ghi vào nhóm ổ đĩa RAID và các dải đều chữa dữ liệu hoặc thông tin phục hồi.

Phương pháp phân phối bố dữ liệu cụ thể trang các ổ đĩa trong một nhóm được gọi là một cấp độ RAID. Các kiểu RAID khác nhau xác định mức độ chịu lỗi, hiệu năng và dung lượng lưu trữ khác nhau.

Khuyến nghị: Luôn luôn tạo một nhóm ổ đĩa RAID từ các ổ đĩa cùng loại, cùng tốc độ quay và cùng dung lượng.

Các kiểu RAID

Có 4 kiểu RAID cơ bản (0,1,5 và 6) và 3 kiểu RAID mở rộng (10,50 và 60). Các kiểu RAID mở rộng kết hợp 2 hoặc nhiều kiểu RAID cơ bản để cung cấp hiệu năng cao hơn, dung lượng cao hơn và tính khả dụng cao hơn bằng cách khắc phục giới hạn số ổ đĩa tối đa cho mỗi kiểu RAID được hỗ trợ bởi một bộ điều khiển RAID (RAID controller).

RAID 0

RAID 0 phân phối dữ liệu trên tất cả các ổ đĩa trong nhóm, như thể hiện ở hình bên dưới. RAID 0 thường được gọi là phân dải

RAID 0

RAID 0 cung cấp hiệu năng và dung lượng lưu trữ tốt nhất trong các kiểu RAID. Tuy nhiên, nó không cung cấp bất kỳ khả năng chịu lỗi nào. Do đó khi một ổ đĩa vật lý bị hỏng, toàn bộ dữ liệu của các phân vùng trên nhóm ổ đĩa đó sẽ mất. Dung lượng của một nhóm ổ đĩa kiểu RAID không sẽ bằng tổng dung lượng của các ổ đĩa vật lý trong nhóm. Số lượng ổ đĩa vật lý tối thiểu cho mỗi nhóm RAID 0 là 2 ổ đĩa.

RAID 1

RAID 1 bao gồm ít nhất 2 ổ đĩa, và dữ liệu được ghi vào 2 ổ đĩa là giống hệt nhau, như thể hiện trong hình bên dưới. RAID 1 còn được gọi là kiểu mirroring.

RAID 1 cung cấp hiệu năng rất tốt cho việc đọc và ghi, nó cũng cung cấp khả năng chịu lỗi tốt. Trong trường hợp 1 trong 2 ổ đĩa bị hỏng, trên ổ đĩa còn lại sẽ có một bản sao của dữ liệu đã mất. RAID 1 cũng cung cấp khả năng khôi phục dữ liệu nhanh chóng. Tuy nhiên, dung lượng lưu trữ của một nhóm ổ đĩa RAID 1 luôn luôn bằng một nửa tổng dung lượng các ổ đĩa vật lý trong nhóm.

RAID 5

RAID 5 phân phối dữ liệu và tính chẵn lẻ trên tất cả các ổ đĩa trong nhóm, như thể hiện trong hình dưới. RAID 5 còn được gọi là phân dải với tính chẵn lẻ phân tán.

RAID 5 cung cấp khả năng chịu lỗi với mức giảm tổng dung lượng chỉ bằng 1 ổ đĩa vật lý trong nhóm. Tuy nhiên, thời gian dựng lại dữ liệu bị mất khi một ổ đĩa trong nhóm bị hỏng là chậm hơn các kiểu RAID khác. RAID 5 cung cấp hiệu suất đọc là rất tốt, tuy nhiên, hiệu suất ghi có hiệu suất chậm hơn so với các kiểu RAID khác. Dung lượng của một nhóm ổ đĩa kiểu RAID 5 bằng số ổ đĩa trong nhóm trừ đi 1 nhân với dung lượng của một ổ đĩa vật lý trong nhóm. RAID 5 yêu cầu tối thiểu 3 ổ đĩa vật lý.

RAID 6

Cách thức ghi dữ liệu của RAID 6 cũng tương tự như RAID 5. Tuy nhiên, khác với RAID 5 ở chỗ RAID 6 ghi phân đoạn chẵn lẻ cho mỗi dải dữ liệu, như thể hiện trong hình dưới đây. Điều này nâng cao khả năng chịu lỗi cho nhóm ổ đĩa tham gia RAID 6. RAID 6 cho phép tối đa 2 ổ đĩa lỗi đồng thời mà dữ liệu vẫn được bảo toàn. RAID 6 còn được gọi là phân dải với tính chẵn lẻ phân tán.

RAID 6 cung cấp mức độ chịu lỗi cao, hiệu suất đọc tốt tương tự như RAID 0, tuy nhiên, hiêu suất ghi sẽ thấp hơn các kiểu RAID còn lại do cần them thời gian để ghi 2 khối chẵn lẻ cho mỗi thao tác ghi. Ngoài ra, hiệu suất đọc cũng bị ảnh hưởng khi có ổ đĩa trong nhóm bị lỗi. Dung lượng của nhóm ổ đĩa RAID 6 bằng số lượng ổ đĩa vật lý trừ 2 sau đó nhân với dung lượng của 1 ổ đĩa trong nhóm. RAID 6 yêu cầu tối thiểu 4 ổ đĩa vật lý tham gia vào nhóm.

RAID 10

RAID 10 là sự kết hợp giữa 2 kiểu RAID 0 và RAID 1 trong đó dữ liệu được tổ chức phân bổ trên nhiều nhóm ổ đĩa RAID 1, sau đó kết hợp các nhóm RAID 1 lại như một nhóm RAID 0, như trong hình bên dưới. RAID 10 còn được gọi là kiểu RAID 0 mở rộng.

RAID 10 cung cấp khả năng chịu lỗi bằng cách phân bổ dữ liệu giống hệt nhau vào 2 ổ đĩa vật lý khác nhau. Dung lượng của một nhóm ổ đĩa RAID 10 bằng một nửa tổng dung lượng của toàn bộ ổ đĩa trong nhóm. RAID 10 yêu cầu tối thiểu 4 ổ đĩa vật lý. Hiệu suất đọc ghi của RAID 10 là rất tốt, tương tự như RAID 0.

RAID 50

RAID 50 là sự kết hợp giữa RAID 0 và RAID 5, dữ liệu được phâ bổ theo kiểu RAID 0 trên nhiều nhóm RAID 5, giống như thể hiện trong hình bên dưới. RAID 50 còn được gọi là phân dải mở rộng với tính chẵn lẻ.

RAID 50 có khả năng chịu lỗi cao hơn, cho phép lỗi ít nhất 2 ổ đĩa vật lý (trên mỗi nhóm RAID 5 1 ổ). RAID 50 cải thiện đáng kể hiệu suất gh do tính toán chẵn lẻ trên mỗi nhóm RAID 5 là riêng biệt. Dung lượng của một nhóm ổ đĩa kiểu RAID 50 bằng tổng số ổ đĩa tham gia nhóm trừ đi 2 sau đó nhân với dung lượng của 1 ổ đĩa vật lý tham gia nhóm. RAID 50 yêu cầu tối thiểu 6 ổ đĩa vật lý.

RAID 60 RAID 60 là sự kết hợp giữa RAID 0 và RAID 6, trong đó dữ liệu được phân bổ trên nhiều nhóm RAID 6, như hình dưới đây. RAID 60 còn được gọi là kiểu mở rộng với tính chẵn lẻ phân tán kép.

RAID 60 cung cấp khả năng chịu lỗi tốt nhất bằng cách cho phép 2 ổ đĩa lỗi trong mỗi nhóm RAID 6 và tổng 4 ổ đĩa lỗi cho toàn nhóm RAID 60. Nó cũng cải thiện đáng kể hiệu năng ghi so với RAID 6 bởi tính chẵn lẻ riêng biệt trên mỗi nhóm RAID 6. Dung lượng của một nhóm RAID 60 bằng tổng số ổ đĩa vật lý tham gia nhóm trừ đi 4 sau đó nhân với dung lượng của 1 ổ đĩa vật lý. RAID 60 yêu cầu tối thiểu 8 ổ đĩa vật lý.

Hot Spares

Hot Spares là ổ đĩa được chỉ định cho việc thay thế nóng các ổ đĩa lỗi trong nhóm RAID. Điều này giúp giảm thiểu thời gian xử lý khi có ổ đĩa lỗi trong nhóm RAID. Khi có một ổ đĩa nào đó bị lỗi, ngay lập tức nó được thay thể bởi ổ đĩa Hot spare để khôi phục dữ liệu từ ổ đĩa lỗi.

Ổ đĩa Hot spare có thể là toàn cụ hoặc chỉ định sẵn. Một ổ đĩa hot spare toàn cục có thể thay thế nóng cho một ổ đĩa lỗi trong bất kỳ nhóm RAID nào. Với ổ đĩa hot spare chỉ định sẵn, nó chỉ có thể thay thế nóng cho 1 ổ đĩa lỗi trong nhóm RAID mà nó được gán vào.

So sánh các kiểu RAID

Dưới đây là bảng so sánh giữ các kiểu RAID theo:

  • Hiệu suất đọc
  • Hiệu suất ghi
  • Khả năng chịu lỗi
  • Độ suy giảm hiệu suất (đối với kiểu RAID có khả năng chịu lỗi)
  • Tổng dung lương tối ưu

Bảng dưới đây tóm tắt các kiểu RAID và đặc điểm của chúng để giúp bạn lựa chọn kiểu RAID phù hợp.

You May Also Like

About the Author: admin

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *