RAID (Redundant Array of Independent Disks — избыточный массив самостоятельных (независимых) дисков) — это технология объединения двух и более накопителей в единый логический элемент с целью повышения производительности и (или) отказоустойчивости отдельно взятого элемента массива.
Существуют различные уровни RAID, каждый из которых имеет свои особенности и предназначение
RAID 0 - Чередование дисков
Дисковый массив из двух или более HDD/SSD без резервирования. Информация разбивается на блоки данных фиксированной длины и записывается на оба/несколько дисков поочередно. Используется для увеличения скорости записи и чтения данных. В этом случае обмен информацией происходит одновременно со всеми дисками из массива. Файлы записываются частями: одна часть — на один диск, следующая — на другой.
Преимущества:
- 100% использование дискового пространства;
- высокая пропускная способность;
- низкая стоимость
Недостатки:
- уровень отказоустойчивость - 0
Отсутствие избыточности у RAID 0 означает, что его следует использовать для хранения данных в некритичных приложениях. Он хорошо подходит для приложений, где данные считываются и записываются с высокой скоростью.
RAID 1 - Зеркалирование дисков
RAID 1 использует зеркалирование дисков. Это означает, что все данные записываются на два отдельных физических диска. По сути, эти диски являются зеркальными отражениями друг друга. Если один диск выходит из строя, данные могут быть получены с другого диска. Для RAID 1 требуется минимум два диска, а также важно, чтобы кол-во дисков было четным.
Преимущества:
- высокий уровень отказоустойчивости;
- относительно высокая пропускная способность
Недостатки:
- 50% использования дискового пространства (удвоение объема требуемого дискового пространства за счет дублирования);
- пропускная способность ниже, чем у RAID 0
RAID 1 хорошо подходит для высокопроизводительных и высокодоступных приложений, включая электронную почту, операционные системы и транзакционные приложения. Возможность мгновенного восстановления после отказа делает его хорошим выбором для критически важных приложений.
RAID 5 - Чередование дисков с четностью
На каждом диске бронируется часть пространства, и в случае выхода одного из них, можно восстановить данные. Возможно использовать минимум 3 диска, но рекомендуется 4 и более. RAID 5 является наиболее распространенным методом RAID, поскольку он обеспечивает хороший баланс между производительностью и доступностью.
Преимущества:
- высокий уровень надежности (восстановление всех данных при выходе из строя одного из дисков массива);
- достаточно высокая пропускная способность;
- на служебную информацию отводится объем только одного диска (например, для массива из четырех дисков по 1ТБ, доступный объем для записи составит 3ТБ);
- диски можно заменять в горячем режиме, что исключает простои
Недостатки:
- скорость записи на диски ниже скорости чтения из-за вычисления данных четности;
- требуется более сложный контроллер, чем для других уровней RAID
RAID 5 является хорошим вариантом для серверов приложений и файловых серверов с ограниченным количеством дисков.
RAID 6 - Чередование дисков с двойным контролем четности
RAID 6 повышает надежность, распределяя данные по нескольким дискам и позволяя операциям ввода-вывода перекрываться для повышения производительности. RAID 6 использует двойную проверку на четность, что позволяет допустить два отказа дисков в наборе RAID до потери данных. RAID 6 позволяет восстанавливать данные при одновременных отказах дисков, что более характерно для дисков большой емкости с большим временем восстановления. Для RAID 6 требуется не менее четырех дисков.
Преимущества:
- более высокий уровень отказоустойчивости;
- после добавления минимального количества дисков - четырех - использует меньшую емкость, чем уровни RAID, использующие зеркалирование
Недостатки:
- скорость чтения и записи ниже, чем у RAID 5;
- служебная информация занимает объем двух дисков;
- может быть более дорогим, поскольку требует два дополнительных диска для контроля четности;
- требуется специализированный контроллер
RAID 6 — хороший вариант для долгосрочного хранения данных. Он часто используется для дисков большой емкости, развернутых для архивирования или резервного копирования на основе дисков. Обладая большими возможностями защиты данных, чем RAID 5, RAID 6 также является хорошим выбором для критически важных приложений.
RAID 1.0 - Зеркалирование и чередование дисков
RAID 1.0 (RAID 0+RAID 1) - Это вложенный уровень RAID, сочетающий зеркалирование и чередование дисков. Обычно данные сначала зеркалируются, а затем чередуются. Зеркалирование чередующихся наборов решает ту же задачу, но оно менее отказоустойчиво, чем чередование зеркальных наборов. Для RAID 1.0 требуется минимум четыре физических диска.
Преимущества:
- обладает высокой производительностью, обеспечиваемой за счет использования RAID 0;
- данные распределяются по двум или более дискам, и несколько головок чтения/записи на дисках могут обращаться к частям данных одновременно, что приводит к ускорению обработки;
- Благодаря использованию RAID 1 данные RAID 1.0 полностью защищены;
- Если исходный диск выходит из строя или становится недоступным, его место занимает зеркальная копия
Недостатки:
- при потере диска в группе чередования необходимо получить доступ к данным из другой группы чередования, поскольку группы чередования не имеют проверки четности;
- по сравнению с RAID 1, RAID 1.0 полностью дублирует данные, удваивая требуемую емкость для хранения данных;
- поскольку требуется минимум четыре диска, RAID 1.0 дороже, чем другие уровни RAID
Избыточность и высокая производительность RAID 1.0 делают его хорошим выбором для операций, требующих минимального времени простоя. Он также оптимален для приложений с интенсивным вводом-выводом, таких как электронная почта, веб-серверы, базы данных и приложения, которым требуется высокая производительность дисков.
По аналогии с RAID 1.0 (RAID 0+RAID 1), существуют RAID 5.0 и RAID 6.0.
Доступный для записи объем:
- RAID 1.0 - 50% от общей емкости дисков;
- RAID 5.0 - минус один диск на каждый сегмент RAID 5;
- RAID 6.0 - минус два диска на каждый сегмент RAID 6.
Остальные RAID являются достаточно специфичными, из-за чего редко используются на практике, поэтому их рассматривать не будем.
Источник: https://www.itc.by/obyasnenie-urovnej-raid-0-1-5-6-10-i-50/