Co to jest RAID i jaką konfigurację wybrać?
RAID, to skrót od Redundant Array of Independent Disks , a po polsku - nadmiarowa macierz niezależnych dysków. Pomimo dość skomplikowanie brzmiącej nazwy, sama funkcjonalność jest dość łatwa do zrozumienia i zaaplikowania. Pojęciu RAID najczęściej towarzyszy numer - RAID 0, RAID 1, aż do RAID 6. W dalszej części artykułu wyjaśnimy czym RAID jest oraz jakie są różnice pomiędzy poszczególnymi poziomami.
Konfiguracja w systemie RAID polega na spięciu razem dwóch lub więcej dysków w celu zapewnienia redundancji danych, poprawy wydajności lub obu. Taka konfiguracja zapewnia dodatkowe możliwości, zależne od poziomu RAID, które przy zwykłym spięciu dysków są nieosiągalne. Istnieje kilka poziomów RAID, które rozróżniamy po numerze w nazwie.
Należy też wspomnieć, że wbrew niektórym błędnym opiniom, macierz RAID nie jest formą kopii bezpieczeństwa (aczkolwiek może być formą zabezpieczenia danych). Jednocześnie, ona sama może mieć wewnętrzne zabezpieczenia przed awarią, na przykład poprzez mirroring (kopiowanie zawartości dysków) czy też wykorzystywanie odpowiednich rozwiązań informatycznych i matematycznych. Działa ona niezależnie od dysków znajdujących się poza nią.
W zależności od metody instalacji, możemy wyróżnić RAID sprzętowy (tzw. hardware'owy) i RAID programowy (tzw. software'owy):
RAID sprzętowy opiera się na wykorzystaniu kontrolera, który zajmuje się obsługą dysków macierzy, a tym samym odciąża system.
RAID programowy nie wymaga fizycznych komponentów i jest ustawiany w BIOS/UEFI, bądź systemie operacyjnym komputera, natomiast w przeciwieństwie do rozwiązania sprzętowego, wykorzystuje on zasoby procesora.
Serwery dedykowane oferowane przez Mevspace z automatyczną instalacją systemu operacyjnego w tej chwili pozwalają ustawić macierz RAID 0, RAID 1 lub jej brak. Poniżej znajdziesz ich opisy, dzięki którym dowiesz się czy i którą wybrać.
RAID 0
RAID 0 sprawia, że dwa dyski pracują tak jak jeden, rozkładając dane między sobą - jeden plik jest dzielony między dyski znajdujące się w macierzy, w efekcie czego wszystkie naraz biorą udział w jego zapisie i/lub odczycie.
Jako zalety RAID 0 przede wszystkim należy zaliczyć zwiększoną szybkość pracy, ponadto w porównaniu do RAID 1 oferuje ona większą przestrzeń dyskową. Jednocześnie należy pamiętać, że macierz RAID 0 będzie tak szybka, jak jej najwolniejszy dysk.
Największą wadą tego rozwiązania jest to, że w razie awarii wszystkie dane zostaną utracone: nawet, jeśli awarii ulegnie tylko jeden dysk, jest tracona część danych zawartych na pozostałych, a tym samym stają się one bezużyteczne. Dlatego zalecane jest wykonywanie kopii bezpieczeństwa takiej macierzy.
Macierz RAID 0 najczęściej się stosuje do przetrzymywania danych takich jak pliki systemów operacyjnych czy gier, których szybki odczyt znacząco przyśpieszy komfort pracy użytkownika. Jako, że w przypadku awarii dane stają się niemożliwe do odzyskania, niezalecane jest trzymanie w tej macierzy wrażliwych danych takich jak ważne dokumenty, projekty, zdjęcia czy filmy. Takie pliki najlepiej jest magazynować na dyskach HDD.
Użytkownikom, którzy zdecydowali się na RAID 0, rekomendujemy systematycznie wykonywanie kopii zapasowych, jako, że w przypadku awarii odzysk danych nie będzie możliwy.
RAID 1
W macierzy RAID 1 dyski są swoimi "lustrzanymi odbiciami" - taki układ nazywany jest mirroringiem. W przeciwieństwie do RAID 0, dyski nie dzielą danych między siebie, a kopiują je.
Największą zaletą tego rozwiązania jest jego bezpieczeństwo: nawet, jeśli któryś z dysków macierzy ulegnie awarii, wszelkie zawarte w niej dane dalej będą w pełni dostępne. Dla przykładu, jeśli w macierzy RAID 1 składającej się z 4 dysków awarii ulegną 3 z nich, zawarte w niej dane dalej będą dostępne, gdyż istnieją w całości na pozostałym, sprawnym dysku.
Jako wadę tego rozwiązania można przede wszystkim uznać stałą przestrzeń dyskową- nieważne, ile dysków znajdzie się w macierzy, przestrzeń dyskowa zawsze będzie równa tej najmniejszego dysku. Z racji, że dyski nie współpracują przy odczycie i zapisie danych, RAID 1 jest także wolniejsze niż RAID 0.
Podczas kiedy technicznie jest to możliwe, nie tworzy się macierzy RAID 1 z więcej niż dwóch dysków.
Taka konfiguracja jest wykorzystywana w celu zapewnienia maksymalnego bezpieczeństwa i odzyskiwalności przetrzymywanych danych.
Pozostałe rodzaje RAID
Istnieje wiele innych rodzajów RAID. Wśród nich wyróżnić można na przykład macierze zawierające dyski z odpowiednimi kodami i kluczami, które umożliwić mają odzyskiwanie danych w razie awarii.
Możemy wyróżnić następujące rodzaje macierzy RAID:
RAID 2: Zapisywane dane są paskowane między częścią zainstalowanych dysków. W przeciwieństwie do wyżej opisywanych macierzy, w RAID 2 wyróżnić możemy dodatkowe dyski, pełniące funkcje zabezpieczającą. Zawierają one informacje wykorzystywane do korekty błędów. Z tej racji RAID 2 jest bardzo wolny, ale w przypadku awarii każdy dowolny dysk może zostać odbudowany przez pozostałe. Ten poziom RAID jest obecnie uważany za przestarzały i nie jest używany.
RAID 3: Dane są dzielone tak jak w przypadku RAID 0, jednak istnieje dodatkowy dysk przetrzymujący sumy kontrolne. Rozwiązanie to jest odporne na awarię jednego dysku, ale jednocześnie wolne i czasochłonne, dlatego nie jest powszechnie używane.
RAID 4: Ta macierz przypomina wyżej opisaną i tak jak ona jest odporna na awarię jednego z nich, dzięki dedykowanemu dyskowi parzystości. Tutaj jednak dane są dzielone na części o zdefiniowanej wielkości, wynoszącej potęgę liczby 2 (np. 16 kB, 32 kB, 128 kB...). Dzięki temu matryca dobrze sprawdza się w operacjach na dużych plikach, ale jest bardzo powolna w przypadku operacji na plikach mniejszych. Jednocześnie jest wydajniejsza niż RAID 2 i RAID 3.
RAID 5: Tak jak w RAID 4, wykorzystywane są tu bity parzystości mające zapewnić odporność na awarię, jednak są one rozproszone po wszystkich dyskach macierzy. Macierz ta oferuje szybki odczyt porównywalny z RAID 0, jednak bez kontrolera sprzętowego zapis będzie znacznie wolniejszy.
RAID 6: Przypomina RAID 5, przy czym jeden "zestaw" bitów parzystości jest trzymany na dwóch dyskach jednocześnie. Rozwiązanie to jest kosztowniejsze niż pozostałe, ale dzięki temu jest odporne na awarię dwóch dysków. Rozwiązania stosowane w wyżej opisanych macierzach RAID można ze sobą łączyć. Struktura macierzy powstałych w taki sposób przypomina drzewko.
RAID 0+1: Ta konfiguracja opiera się na RAID 1, jednak zamiast kopiujących się wzajemnie dysków, tutaj zastosowano kopiujące się wzajemnie macierze RAID 0.
RAID 1+0 (RAID 10): Przypomina RAID 0, przy czym każdy z dysków tej macierzy ma swojego "bliźniaka", współpracującego z nim w ramach macierzy RAID 1.
Czy warto korzystać z macierzy RAID?
Wykorzystywanie macierzy RAID nie jest koniecznie - w rzeczywistości większość użytkowników czy to w domu czy w biurze korzysta z komputerów z pojedynczymi dyskami, niepodpiętych do żadnej macierzy. Podczas kiedy wszystkie rozwiązania RAID mają swoje plusy, mają także swoje minusy: w przypadku RAID 0 jest to uzależnienie od siebie dysków i utrata wszystkich danych w momencie awarii jednego z nich. W przypadku RAID 1 jest to ograniczenie przestrzeni dyskowej. Jeśli nie potrzebujesz lepszej wydajności dysków i i nie potrzebujesz systematycznie wykonywanej kopii bezpieczeństwa danych macierze RAID nie są zalecane, a wręcz mogą spowodować wyżej wymienione problemy.
Ciekawostką jest, że dyski SSD poniekąd same w sobie stanowią macierz RAID 0, jako, że zbudowane są z szeregu współpracujących ze sobą banków pamięci.
Jaką macierz RAID wybrać?
Decydując się na macierz RAID - bądź jej brak - należy uwzględnić opisane wyżej cechy, zalety, wady i zastosowania macierzy. Jeśli dana maszyna jest potrzebna do możliwie najszybszej pracy, najlepszym rozwiązaniem będzie użycie macierzy RAID 0, przy założeniu, że wszystkie dokumenty będą trzymane na niezależnym dysku, najlepiej HDD. Jeżeli natomiast to nie szybkość, a bezpieczeństwo gra główną rolę - optymalnym rozwiązaniem będzie RAID 1. Jeśli wykorzystanie macierzy RAID nie jest dla Ciebie, możesz z nich zrezygnować i zainstalować dyski w standardowym "niepołączonym" stanie.
Macierze RAID w Mevspace
Serwery dedykowane oferowane przez Mevspace z automatyczną instalacją systemu operacyjnego w tej chwili pozwalają ustawić macierz RAID 0, RAID 1 lub jej brak. Samo ustawienie wybranej konfiguracji jest proste i można go dokonać korzystając z przycisku reinstalacji w panelu użytkownika Mevspace. Dotyczy to stanu obecnego i automatycznych konfiguracji systemów operacyjnych.
W przyszłości w ofercie Mevspace będą istniały serwery dedykowane, w których użytkownik we własnym zakresie, mając odpowiednią liczbę dysków, będzie mógł zaimplementować dowolny inny możliwy RAID programowy lub, przy odpowiednich możliwościach sprzętu, RAID sprzętowy.