Co je RAID?

NÁLET – neboli redundantní pole nezávislých disků (RAID) je typ úložiště, které zapisuje data na více disků v rámci stejného systému. Technologie RAID se široce používá v serverech a úložných zařízeních. Efektivně zvyšuje výkon, spolehlivost a zabezpečení úložných systémů.

Jaké jsou nejoblíbenější konfigurace RAID?

RAID 0: Prokládání

Jsou vyžadovány alespoň dva pevné disky. Například v konfiguraci RAID 0 se dvěma pevnými disky se jejich kapacity sloučí a v počítači se zobrazí jako jeden disk, přičemž celková kapacita je součtem kapacit obou disků.

Jak funguje RAID 0?

To zahrnuje rozdělení kompletního datového bloku a jeho rovnoměrné rozdělení na dva pevné disky.

Výhody

• Dvoukanálová paměť: Oba pevné disky zapisují a čtou současně, čímž se efektivně zdvojnásobuje šířka pásma a rychlost.
• Teoreticky lze výkon vynásobit počtem použitých pevných disků. V praxi je to však omezeno rozhraním, systémem a pevnými disky. Je důležité si uvědomit, že tento efekt zdvojnásobení se týká možností nepřetržitého čtení/zápisu pevných disků, nikoli jejich možností náhodného čtení/zápisu.

Nevýhody

• Nedostatek zabezpečení:Protože jsou data uložena ve fragmentovaných a neuspořádaných částech na obou discích, selhání kteréhokoli jednotlivého disku vede ke ztrátě všech dat. Díky tomu je to nejméně bezpečná konfigurace RAID.

RAID 1: Zrcadlení

Režim RAID 1 se běžně používá v polích s dvěma disky. V tomto režimu je kapacita disku viditelná pro počítač obvykle ekvivalentní kapacitě menšího pevného disku.

Jak funguje RAID 1?

Když jsou data uložena na primárním disku, zapisují se současně na oba disky, čímž se v reálném čase vytvoří jejich přesná kopie. Tím je zajištěno automatické zálohování dat v reálném čase.

Výhody: Nejbezpečnější konfigurace RAID

Režim RAID 1 je považován za nejbezpečnější konfiguraci RAID, protože poskytuje automatické zálohování v reálném čase. Pokud jeden pevný disk selže, data lze plně obnovit pouhou výměnou poškozeného disku za nový.

Nevýhody

Nejnižší využití prostoru a rychlost čtení/zápisu

Vzhledem ke 100% redundanci dat v režimu RAID 1 má však nejnižší rychlost čtení/zápisu a využití prostoru mezi konfiguracemi RAID. Efektivní úložná kapacita je pouze 50 %, což z něj činí nejméně efektivní režim z hlediska využití prostoru.

Vzhledem k těmto vlastnostem je režim RAID 1 v boxech pevných disků a produktech NAS od společnosti ORICO omezen na použití pouze se dvěma pevnými disky.

RAID 3: Prokládání s paritou

Vzhledem k charakteristikám RAID 0, které nabízí vysoké rychlosti čtení/zápisu, ale nízké zabezpečení, existuje zájem o vylepšení tohoto režimu RAID. Podobně byly vylepšeny metody zálohování dat oproti původnímu RAID 1, čímž se velikost zálohovaných dat snížila ze 100 % na 50 %.

RAID 3 lze považovat za vylepšenou verzi RAID 0 (striping) s přidáním vyhrazeného paritního disku pro obnovu dat, což poskytuje další vrstvu zabezpečení pro ukládání dat.

Jak funguje RAID 3?

Data, která mají být uložena, jsou rozdělena do bloků a postupně zapisována na několik pevných disků. Po zapsání každého bloku vypočítá řadič RAID odpovídající paritní bit na základě kódování dat bloku. Tento paritní bit funguje jako kód pro obnovení a je uložen na samostatném pevném disku (paritním disku), zatímco ostatní disky jsou konfigurovány v poli RAID 0.

Jednoduše řečeno, RAID 3 vyžaduje alespoň tři pevné disky: jeden pro obnovovací kód (parita) a zbytek konfigurovaný v RAID 0.Pokud dojde k selhání libovolného disku v poli, lze data obnovit pomocí informací o paritě.

Výhody:

• Vysoká rychlost úložiště a vylepšené zabezpečení:Díky zdvojnásobení rychlosti čtení/zápisu v poli RAID 0 dosahuje integrovaná část RAID 3 rychlostí ekvivalentních RAID 0. I s pomalejším výpočtem parity a rychlostmi čtení/zápisu zůstává celkový výkon výrazně vyšší než u pole RAID 1. Podpora parity navíc zvyšuje zabezpečení.

Nevýhody

• Složité operace čtení/zápisu s paritou a nízký výkon s malými soubory:V poli RAID 3 i malé operace zápisu spouštějí aktualizace v celém stripu, takže výkon zápisu je závislý na výkonu paritního disku, což má za následek celkově nižší rychlost čtení/zápisu dat.

RAID 5: Distribuovaná parita

RAID 5 je vylepšení oproti RAID 3, které umožňuje každému disku sloužit jako disk pro obnovení pro ostatní a zároveň si zachovává možnosti ukládání dat. RAID 5 navíc zdědí z RAID 4 vylepšený proces zápisu paritního kódu, což urychluje výpočet parity.

Jak funguje RAID 5?

Data uložená v poli RAID 5 se používají k výpočtu paritních bloků, které jsou uloženy na samostatných discích. Data jsou rozdělena a zapisována na více disků současně. Na rozdíl od jiných úrovní RAID nevyhrazuje RAID 5 pro paritu jeden disk. Místo toho každý disk v poli obsahuje data i informace o paritě, což umožňuje, aby kterýkoli disk fungoval jako disk pro obnovení pro ostatní.

Výhody:

• Vysoká rychlost čtení/zápisu:Téměř shodný výkon s RAID 0.
• Vysoká bezpečnost: Srovnatelné s RAID 1.
• Efektivní využití kapacity disku: Maximalizuje efektivitu skladování.
• Rychlá obnova dat:Zvýšená míra obnovy dat.
• Všestrannost:Nízký vstupní práh s vysokou škálovatelností.

Nevýhody

• Toleruje selhání pouze jednoho disku.

RAID 10

RAID 10 je přímou kombinací RAID 1 a RAID 0, která nabízí dvojnásobnou rychlost čtení/zápisu oproti RAID 0 a zároveň zachovává zálohování dat v reálném čase oproti RAID 1. Je to jedna z běžně používaných konfigurací RAID.

Jak funguje RAID 10?

Na příkladu čtyřšachtového pole pevných disků ORICO 9948RU3 jsou v režimu RAID 10 čtyři pevné disky spárovány a vytvářejí dvě sady RAID 1 (zrcadlení). Tyto dvě sady RAID 1 jsou poté sloučeny do jednoho RAID 0 (prokládání), který se počítači prezentuje jako jeden disk s kapacitou rovnající se dvojnásobku nejmenšího disku v poli.

Výhody:

• Vysoká rychlost čtení/zápisu:RAID 10 nabízí dvojnásobnou rychlost čtení/zápisu díky RAID 0.
• Vysoká bezpečnost dat:Poskytuje zálohování dat v reálném čase prostřednictvím pole RAID 1.

Režim RAID 10 kombinuje rychlostní výhodu pole RAID 0 s bezpečností dat pole RAID 1 a poskytuje tak vysoký výkon a bezpečnost.

Nevýhody

• Nízká úložná kapacita:RAID 10 trpí stejným omezením úložné kapacity jako RAID 1, což v podstatě snižuje dostupnou úložnou kapacitu na polovinu.
• Omezená tolerance chyb:Přestože se úložná kapacita snížila na polovinu, RAID 10 nabízí odolnost proti chybám pouze jednoho disku, podobně jako RAID 1, i když s vylepšeným výkonem.

Normální režim: Tradiční vztah mezi disky

Vztah disků označuje vztah úložiště mezi více disky během operací čtení a zápisu dat. Tradiční vztah disků zahrnuje jednoduchou instalaci pevných disků do diskové skříně/NAS bez použití RAID. V tomto uspořádání funguje každý pevný disk jako zcela nezávislé úložiště dat, což znamená, že spolu neinteragují.

V produktech ORICO řady diskových boxů/NAS se tento režim označuje jako normální režim. Tento samostatný režim má své výhody i nevýhody.

Výhody:

1. Jednoduchá obsluha bez specifických požadavků na výkon pevných disků.
2. Stávající pevné disky lze použít přímo bez nutnosti formátování.

Nevýhody

1. Při přístupu k datům z jednoho pevného disku pracuje tento disk na maximální kapacitu, zatímco ostatní pevné disky zůstávají nečinné, což vede k plýtvání jejich potenciálním výkonem.
2. Mezi pevnými disky v rámci stejného zařízení nedochází k vyvažování zátěže, což má za následek vyšší opotřebení častěji používaných disků.
3. Neexistuje žádné automatické zálohování, takže pokud selže pevný disk, dojde ke ztrátě dat.

Softwarový RAID vs. hardwarový RAID

Softwarový RAID označuje konfigurace RAID spravované operačním systémem a softwarem počítače, nikoli samotným úložným zařízením, jako je například disková jednotka nebo NAS. Toto nastavení vyžaduje připojení úložného zařízení k počítači, kde je režim RAID nakonfigurován prostřednictvím systému a softwaru.

Naproti tomu hardwarový RAID používá pro správu různých konfigurací RAID vyhrazený řadič RAID v úložném zařízení.

Hardwarový RAID je obvykle považován za spolehlivější a stabilnější než softwarový RAID. S pokrokem v softwarovém RAID se však jeho spolehlivost a stabilita stále více blíží hardwarovému RAID.

Jedním z omezení softwarového RAIDu je jeho závislost na výpočetním výkonu počítače, což často vede k významnému využití paměti během provozu. DAS řady ORICO 98 a 99 podporují hardwarový i softwarový RAID, což uživatelům umožňuje vybrat si na základě možností jejich počítače.

S rozvojem streamovacího mediálního průmyslu a klesajícími náklady na video produkci roste počet individuálních blogerů a malých studií. Ti shromažďují velké množství záběrů, které je třeba ukládat a organizovat. Zvětšování a nahrazování interního úložiště počítače může být pracné, což vede mnoho lidí k tomu, aby se pro řešení svých úložných potřeb rozhodli pro produkty, jako jsou skříně na pevné disky a systémy NAS.

Nejde jen o tvůrce videa; mnoho filmových nadšenců, skalních hráčů a audiofilů se často potýká s problémy s nedostatkem úložného prostoru, což vyžaduje produkty, jako jsou pevné disky, skříně na pevné disky a systémy NAS.

Kritickým problémem, který RAID řeší, je zabezpečení dat. Ať už se jedná o sbírky her, filmů a hudby nebo nahrané videozáznamy, objemy dat nepředstavují jen typické stovky gigabajtů, ale často desítky terabajtů a možná i stovky terabajtů.

S tak obrovským množstvím dat mohou být následky selhání pevného disku a ztráty dat závažné. Proto jsou zařízení jako systémy RAID a skříně pevných disků/NAS téměř neoddělitelná. Pokud vy potřebujete pevný disk DAS nebo NAS, pak je RAID jistě nepostradatelný.

ORICO v současné době uvádí na trh tři různé řady krytů pevných disků. (nebo DAS): 97 série, 98 série, a 99 série.Kromě toho právě vytvářejí platformu privátního cloudu, která bude zahrnovat systémy NAS řady HS200 a HS500. Tyto produkty zahrnují odlišný Konfigurace RAID pro splnění různých potřeb jednotlivců, týmů, tvůrci a profesionálové.