Уровни и типы RAID массивов: преимущества и недостатки 0,1,5,10

уровни и типы raid массивов

Что такое RAID?

RAID (redundant array of independent disks) — это технология, состоящий из нескольких дисков для хранения данных. Накопители связаны друг с другом, чтобы повысить надежность и производительность. В основном используются жесткие диски, но существует тенденция также использовать SSD накопители.

В этой статье вы узнаете о уровнях RAID массивов, плюсах и минусах каждого уровня, а также о различиях между аппаратным RAID массивом и программным.

Уровни RAID

В зависимости от конкретной ситуации существует пять распространенных RAID массива:

RAID 0

RAID 0 также называется чередованием дисков. Этот метод включает равномерное разделение данных между двумя или более устройствами хранения (HDD или SSD). Цель состоит в том, чтобы повысить производительность, так как такая организация данных позволяет быстрее читать и записывать файлы.

RAID 0 является наиболее доступным типом и его довольно легко настроить. Однако такой массив не является отказоустойчивым, и его не следует использовать для критически важных данных. Проблемы на любом из дисков могут привести к полной потере данных в массиве.

Пример RAID 0 с дисками

Преимущества RAID 0:

  • Повышенная производительность чтения и записи
  • Использование полной мощности накопителей
  • Легко реализуется

Недостатки RAID 0:

  • Нет отказоустойчивости

RAID 1

RAID 1 (зеркальное отображение диска) является отказоустойчивым, поскольку он дублирует данные путем одновременной записи на два устройства хранения. Следовательно, каждый диск имеет точную копию на другом диске.

Наличие конфигурации RAID 1 обеспечивает защиту от потери данных. Если проблема возникает с одним диском, контроллер использует зеркальный диск для восстановления данных и непрерывной работы. Также увеличивает производительность, поскольку позволяет системам одновременно читать с обоих дисков. Тем не менее, запись занимает больше времени, поскольку данные дублируются на несколько дисков.

RAID 1 с двумя дисками

Преимущества RAID 1:

  • Повышенная скорость чтения
  • Отказоустойчивость
  • Легко реализовать

Недостатки RAID 1:

  • Используется только половина емкости хранилища

RAID 5

RAID 5 использует чередование дисков и четность, что делает его наиболее популярным вариантом.

Raid 5 требует как минимум трех (3) дисков, на которых данные чередуются, но не дублируются. В качестве защиты от выхода из строя одного из диска он использует четность, распределенную по всем дискам, для восстановления данных при необходимости.

RAID 5 обеспечивает высокую производительность и надежность. Является наиболее распространенным и безопасным RAID массивом, чтения данных выполняются очень быстро, но запись данных несколько медленнее.

Схема работы RAID 5 с 4 дисками

Преимущества RAID 5:

  • Быстрое чтения
  • Единый доступ ко всем данным
  • Отказоустойчивость

Недостатки RAID 5:

  • Использует только половину емкости хранилища
  • Требуется больше времени для восстановления данных
  • Сложнее реализовать

RAID 10

RAID 10 сочетает в себе RAID 0 и RAID 1 как минимум с четырьмя дисками.

В RAID 10 два диска чередуются и зеркально отражаются на двух других дисках, создавая единый массив. Такая конфигурация выигрывает высокой производительностью (RAID 0) и отказоустойчивостью (RAID 1).

В случае отказа диска RAID 10 обеспечивает быстрое восстановление благодаря избыточности данных. Однако это имеет свою цену. Этот метод более дорогой и сложный в настройке по сравнению с другими RAID. Кроме того, он фактически использует половину своей емкости хранения.

Пример RAID 10 массива с 4 типами дисков

Преимущества RAID 10:

  • Высокая производительность
  • Отказоустойчивость
  • Быстрое время восстановления

Недостатки RAID 10:

  • Дорого (требуется больше места для хранения)
  • Ограниченная масштабируемость

Разница между аппаратным RAID-ом и программным

Есть два способа использования RAID: аппаратный и программный. Если обработка RAID происходит на внешнем ЦП, это аппаратная настройка RAID массива с использованием RAID контроллера. Если обработка происходит в центральном процессоре хост-сервера, это программный RAID.

Например:

  • При настройке аппаратного RAID-массива вы вставляете карту RAID-контроллера в быстрый слот PCI-Express на материнской плате и подключаете ее к дискам.
  • Для настройки программного RAID-массива без использования RAID-контроллера. В этом случае вы управляете дисками с помощью служебной программы в операционной системе.

Все уровни RAID, кроме RAID 0, обеспечивают защиту от сбоя одного диска. Для надежности все равно необходимо создавать резервные копии данных, хранящихся в массиве RAID.