PENDAHULUAN

RAID, singkatan dari Redundant Array of Independent Disk (dahulu Redundant Array of Inexpensive Disk), adalah teknologi yang menyediakan fungsi penyimpanan meningkat dan kehandalan melalui redundansi , mengkombinasikan beberapa disk drive komponen ke dalam sebuah unit logis semua drive di dalam array saling bergantung. RAID dapat digunakan untuk meningkatkan integritas data (risiko kehilangan data karena disk drive gagal atau cacat), biaya, atau kinerja.

RAID sekarang digunakan sebagai istilah payung untuk penyimpanan data komputer skema yang dapat membagi dan mereplikasi data antara beberapa disk drive. Skema atau arsitektur yang ditunjuk oleh kata RAID diikuti dengan nomor (misalnya, RAID 0, RAID 1). Berbagai desain sistem RAID melibatkan dua tujuan utama: meningkatkan keandalan data dan meningkatkan input / output kinerja. Ketika disk fisik ganda ditetapkan untuk menggunakan teknologi RAID, mereka dikatakan dalam sebuah array RAID. array ini mendistribusikan beberapa data di disk, tapi array ditujukan oleh sistem operasi sebagai satu disk. RAID dapat dikonfigurasi untuk melayani beberapa tujuan yang berbeda.

Asal Usul RAID

Konsep RAID pertama kali didefinisikan pada tahun 1988, ketika sekelompok ilmuwan komputer di Universitas California Berkeley, (David Patterson, Garth Gibson, dan Randy Katz) menerbitkan makalah berjudul “A Kasus Redundant Array Inexpensive Disk (RAID). ”

Kelompok ini mengamati bahwa kecepatan CPU komputer dan ukuran memori tumbuh secara eksponensial, sedangkan performa I / O meningkat pada tingkat yang jauh lebih lambat. Kecuali performa I / O dapat meningkat secara signifikan, sistem komputer tidak akan mampu mengambil keuntungan penuh dari meningkatnya CPU cepat dan kinerja memori.

Pada saat itu, produsen hard drive menangani masalah ini dengan merancang dan membangun Besar Mahal Single Disk (SLED). performa I / O masih belum menjaga sebagai mekanik keterbatasan yang melekat pada hard drive secara signifikan lebih lambat bila dibandingkan dengan sirkuit elektronik.

Untuk mengatasi keterbatasan ini, para ilmuwan UC Berkley mengusulkan bahwa daripada menyimpan semua data pada satu disk drive (dengan hanya satu spindle), mengapa tidak menggabungkan beberapa disk murah (dengan banyak spindle) dan jalur data (split data pada beberapa drive ), sehingga membaca atau menulis dapat dilakukan secara paralel. Untuk menyederhanakan I / O manajemen, controller khusus akan digunakan untuk memfasilitasi striping dan sekarang ini beberapa drive ke komputer host sebagai satu drive logis besar. Mereka memperkirakan perbaikan kinerja akan menjadi urutan besarnya lebih besar daripada menggunakan sleds.

Masalah dengan pendekatan ini adalah bahwa disk drive PC murah kecil waktu itu kurang dapat diandalkan dibandingkan dengan SLED itu. Sebuah artefak striping data melalui beberapa drive adalah bahwa jika satu drive gagal, semua data pada drive lain tidak dapat digunakan lagi. Akan analog dengan menghapus setiap 3 atau 4 kalimat keluar dari sebuah buku, maka tidak tahu apa urutan kalimat-kalimat yang ditulis masuk Untuk senyawa masalah ini, dengan menggabungkan beberapa drive bersama, kemungkinan satu drive gagal meningkat secara dramatis.

Untuk mengatasi perangkap ini, para ilmuwan yang diusulkan menambahkan drive tambahan ke grup RAID untuk menyimpan informasi yang berlebihan. Pikiran itu, jika satu drive gagal, drive lain dalam kelompok akan berisi informasi yang hilang, yang kemudian dapat digunakan untuk menumbuhkan kehilangan informasi. Karena semua informasi itu masih tersedia, pengguna akhir tidak akan pernah terpengaruh dengan down time dan membangun kembali bisa dilakukan di latar belakang. Jika pengguna meminta informasi yang belum dibangun kembali, data bisa direkonstruksi pada terbang dan pengguna akhir tetap tidak akan tahu tentang hal itu.

Asli RAID Tingkat

Kelompok ini diuraikan enam arsitektur RAID (level) mulai dari “Level 0 RAID” menjadi “RAID Level 5”. Tingkat memberikan cara alternatif untuk mencapai toleransi kesalahan penyimpanan, meningkatkan performa I / O dan skalabilitas benar.

Mereka menggunakan tiga blok bangunan utama dalam arsitektur mereka:

1. Data Striping – Data dari komputer host ini dipecah menjadi potongan kecil dan didistribusikan ke beberapa drive dalam array RAID. Setiap ruang penyimpanan drive ini dibagi menjadi garis-garis. Garis-garis yang disisipkan sedemikian rupa sehingga unit penyimpanan logis terdiri dari bolak garis dari setiap drive. Manfaat utama adalah performa I / O dan kemampuan untuk menciptakan volum logikal yang besar. Digunakan untuk RAID 0.

2. Mirroring komputer. Data dari host diduplikasi pada-ke-blok dasar blok di dua disk. Jika salah satu disk drive gagal, data tetap tersedia pada disk lain. Digunakan pada tingkat RAID 1 dan 1 + 0.

3. Paritas. Paritas Data dari komputer host ditulis ke beberapa drive. Satu atau lebih drive yang ditugaskan untuk menyimpan informasi paritas. Dalam hal kegagalan disk, informasi paritas dikombinasikan dengan data yang tersisa untuk menumbuhkan informasi yang hilang. Digunakan dalam tingkat RAID 3, 4 dan 5.

RAID 0 ditambah lima asli RAID level yang dikembangkan oleh para ilmuwan Berkley (bersama dengan, kinerja kehandalan kelompok RAID dan asumsi biaya) terdaftar sebagai berikut:

  • RAID 0 – Striping:

Ini adalah Stripped Disk Array tanpa toleransi kesalahan dan itu memerlukan setidaknya 2 drive untuk dilaksanakan. Karena ada fitur redundansi, RAID 0 adalah dianggap sebagai peringkat RAID tingkat terendah. Striped data teknik pemetaan diimplementasikan untuk kinerja tinggi dengan biaya rendah. Performa I / O juga ditingkatkan saat dimuat di banyak saluran. Regenerasi, Membangun kembali dan redundansi fungsional adalah beberapa fitur yang menonjol dari RAID 0.

  • RAID 1 – Mirroring:

Ini adalah Mirroring (Bayangan) Array dimaksudkan untuk memberikan kinerja tinggi. RAID 1 controller mampu melakukan 2 paralel terpisah membaca atau menulis per cermin pasangan. Ini juga membutuhkan setidaknya 2 drive untuk menerapkan berlebihan disk array-non. Tinggi tingkat ketersediaan, akses dan keandalan dapat dicapai oleh entry-level RAID 1 array. Dengan penuh redundansi fitur yang tersedia, perlu pembacaan hampir diabaikan. Controller konfigurasi dan desain subsistem penyimpanan adalah yang paling mudah dan sederhana di antara semua tingkat RAID.

  • RAID 0 +1:

Ini adalah array RAID memberikan data kinerja tinggi transferensi dengan setidaknya 4 disk yang dibutuhkan untuk mengimplementasikan RAID 0 +1 tingkat. Ini adalah kombinasi unik dari pengupasan dan mirroring dengan semua fitur terbaik dari RAID 0 dan RAID 1 termasuk seperti akses data yang cepat dan toleransi kesalahan pada tingkat drive. Segmen garis ganda telah menambahkan saya tinggi / tingkat O terhadap kinerja RAID dan merupakan solusi terbaik untuk keandalan yang maksimum.

  • RAID 2 (ECC):

Ini adalah kombinasi dari Paralel Pemetaan Inherently dan Perlindungan array RAID. Ini juga dikenal sebagai ECC RAID karena setiap bit kata data ditulis ke disk data yang diverifikasi untuk data yang benar atau kesalahan disk yang benar ketika disk RAID dibaca. Karena disk khusus fitur yang diperlukan, RAID 2 tidak sangat populer di kalangan massa penyimpanan data perusahaan, meskipun data transferensi harga tinggi sangat.

  • RAID 3:

RAID 3 bekerja pada Transfer Paralel dengan teknik Paritas. Sedikitnya jumlah disk yang dibutuhkan untuk mengimplementasikan array RAID adalah 3 disk. Dalam RAID 3, blok data yang bergaris dan ditulis pada drive data dan kemudian strip paritas dihasilkan, disimpan dan kemudian digunakan untuk memverifikasi disk reads. Membaca dan menulis data kecepatan transfer sangat tinggi pada RAID 3 array dan kegagalan disk menyebabkan efek signifikan pada kinerja keseluruhan RAID tersebut.

RAID 4:

4 RAID memerlukan minimal 3 drive untuk dilaksanakan. Ini terdiri dari disk independen dengan paritas bersama untuk melindungi data. Data transaksi tarif Baca ini sangat tinggi dan sangat agregat. Demikian pula, rasio paritas rendah disk ke disk data menunjukkan efisiensi yang tinggi.

  • RAID 5:

Razia 5 adalah Distributed Independen paritas blok disk data dengan persyaratan minimal minimal 3 drive untuk dilaksanakan dan N-1 kapasitas array. Ini membantu mengurangi menulis hal menjadi sifatnya ditemukan pada RAID 4. RAID 5 array menawarkan data transaksi tertinggi tingkat Baca, media data transaksi Write rate dan transfer rate kumulatif baik.

RAID 6:

Penggerebekan 6 adalah Independen Data Disk array dengan paritas terdistribusi Independen. Hal ini diketahui menjadi perpanjangan dari tingkat RAID 5 dengan toleransi kesalahan tambahan dan skema paritas didistribusikan ditambahkan. RAID 6 adalah array RAID terbaik yang tersedia untuk aplikasi kritis misi dan penyimpanan memerlukan data, meskipun desain controller sangat kompleks dan biaya tidak langsung sangat tinggi.

RAID 7:

RAID 7 adalah array asynchrony Dioptimalkan untuk tinggi saya / kecepatan transfer data dan O dianggap sebagai RAID controller dikelola paling tersedia. Menulis kinerja keseluruhan juga dikenal menjadi 50% sampai 90% lebih baik dan diperbaiki dibandingkan array tingkat poros tunggal tanpa transferensi data tambahan yang diperlukan untuk penanganan paritas. RAID 7 adalah merek dagang terdaftar sebagai standar Penyimpanan Computer Corporation.

RAID 10:

RAID 10 diklasifikasikan sebagai controller RAID futuristik dengan Kehandalan tinggi dan kinerja sangat tertanam dalam RAID controller tunggal. Persyaratan minimum untuk membentuk tingkat RAID 10 controller 4 data disk. Pelaksanaan RAID 10 didasarkan pada bergaris array RAID 1 segmen array, dengan hampir tingkat toleransi kesalahan yang sama seperti RAID 1. RAID 10 array controller dan cocok untuk tanpa kompromi ketersediaan dan throughput tinggi sangat diperlukan sistem dan lingkungan.

Dengan semua yang signifikan RAID tingkat dibahas di sini secara singkat, poin lain yang penting untuk ditambahkan adalah bahwa tingkat mana RAID digunakan data pemeliharaan rutin dan konsisten backup menggunakan tape storage adalah keharusan sebagai penyimpanan tape biasa adalah media terbaik untuk memulihkan data yang hilang dari tempat kejadian.

Nesting

Ketika bersarang RAID level, tipe RAID yang menyediakan redundansi biasanya dikombinasikan dengan RAID 0 untuk meningkatkan kinerja. Dengan konfigurasi ini adalah lebih baik untuk memiliki RAID 0 di atas dan array berlebihan di bagian bawah, karena disk lebih sedikit maka perlu dibuat ulang ketika disk yang gagal. (Jadi, RAID 1 +0 adalah lebih baik untuk RAID 0 +1 tetapi keuntungan administratif “membelah cermin” dari RAID 1 akan hilang. Perlu dicatat, bagaimanapun, bahwa tata letak on-disk blok untuk RAID 1 + 0 dan RAID 0 +1 setup adalah identik sehingga keterbatasan ini adalah murni dalam perangkat lunak).

RAID 0 +3

RAID level 0 3 atau RAID tingkat 03 adalah array paritas khusus di disk bergaris. Setiap blok data di tingkat 3 RAID ini dipecah antara RAID 0 array mana potongan-potongan yang lebih kecil bergaris di seluruh disk.

RAID 30

RAID level 30 juga dikenal sebagai striping array paritas khusus. Ini adalah kombinasi dari RAID level 3 dan tingkat RAID 0. RAID 30 memberikan kecepatan transfer data yang tinggi, dikombinasikan dengan keandalan data yang tinggi. RAID 30 adalah paling baik dilaksanakan pada dua array disk RAID 3 dengan data garis-garis di kedua array disk. RAID 30 memecah data ke dalam blok yang lebih kecil, dan kemudian garis-garis blok data untuk setiap set 3 raid RAID. RAID 3 memecah data ke dalam blok-blok yang lebih kecil, menghitung paritas dengan melakukan ATAU Eksklusif di blok, dan kemudian menulis blok untuk semua kecuali satu drive dalam array. Bit paritas dibuat menggunakan OR eksklusif kemudian ditulis ke drive terakhir dalam tiap array RAID 3. Ukuran setiap blok ditentukan oleh parameter ukuran jalur, yang mengatur kapan RAID dibuat.

Satu drive dari masing-masing yang mendasari RAID 3 set bisa gagal. Sampai drive gagal diganti drive lain dalam set yang mengalami seperti kegagalan adalah satu titik kegagalan untuk seluruh RAID 30 array. Dengan kata lain, jika salah satu drive gagal, semua data disimpan di seluruh array hilang. Waktu yang dihabiskan dalam pemulihan (mendeteksi dan menanggapi kegagalan drive, dan membangun kembali proses ke drive baru terpasang) merupakan periode kerentanan terhadap set RAID.

RAID 50 (RAID 5 +0)

Sebuah RAID 50 menggabungkan lurus blok -tingkat striping RAID 0 dengan paritas terdistribusi RAID 5. Ini adalah RAID 0 array bergaris di RAID 5 elemen. Hal ini membutuhkan setidaknya 6 drive.  Berikut adalah contoh di mana tiga koleksi 240 GB RAID 5s bergaris sama untuk membuat 720 GB ruang penyimpanan total:

Satu drive dari masing-masing 5 set RAID bisa gagal tanpa kehilangan data. Namun, jika drive gagal tidak diganti, drive yang tersisa dalam set kemudian menjadi satu titik kegagalan untuk seluruh array. Jika salah satu drive yang gagal, semua data disimpan di seluruh array hilang. Waktu yang dihabiskan dalam pemulihan (mendeteksi dan menanggapi kegagalan drive, dan membangun kembali proses ke drive baru terpasang) merupakan periode kerentanan terhadap set RAID.

Pada contoh di bawah ini, mungkin dataset bergaris di kedua RAID set. Sebuah data set dengan 5 blok akan memiliki 3 blok tertulis kepada RAID pertama kali, dan 2 berikutnya blok ditulis untuk RAID set 2. Konfigurasi dari set RAID akan berdampak pada toleransi kesalahan secara keseluruhan. Sebuah pembangunan tiga drive tujuh-RAID 5 set memiliki kapasitas yang lebih tinggi dan efisiensi penyimpanan, tetapi hanya dapat mentolerir kegagalan tiga maksimum drive potensial. Karena keandalan sistem tergantung pada penggantian cepat drive array buruk sehingga dapat membangun kembali, biasanya untuk membangun tiga-drive RAID5 enam set masing-masing dengan panas cadangan yang segera dapat mulai membangun kembali array pada kegagalan. Ini tidak mengatasi masalah yang array diletakkan di bawah tekanan maksimum membaca setiap bit untuk membangun kembali array tepat pada saat itu yang paling rentan. Sebuah pembangunan tujuh drive tiga-RAID 5 set dapat menangani sebanyak tujuh kegagalan drive tetapi mempunyai kapasitas lebih rendah dan efisiensi penyimpanan.

RAID 50 meningkatkan terhadap kinerja RAID 5 khususnya selama menulis, dan memberikan toleransi kesalahan yang lebih baik dari tingkat RAID tunggal tidak. Tingkat ini dianjurkan untuk aplikasi yang memerlukan toleransi kesalahan yang tinggi, kapasitas dan kinerja posisi acak. Karena jumlah drive pada RAID set meningkat, dan peningkatan kapasitas drive, ini dampak waktu pemulihan kesalahan-Sejalan sebagai interval untuk membangun kembali meningkat set RAID. Karena jumlah drive pada RAID set meningkat, dan peningkatan kapasitas drive, ini dampak waktu pemulihan kesalahan-Sejalan sebagai interval untuk membangun kembali meningkat set RAID.

RAID 51

Sebuah RAID51 atau RAID5 +1 adalah sebuah array yang terdiri dari dua RAID 5 yang merupakan cermin satu sama lain. Umumnya konfigurasi ini digunakan supaya setiap RAID5 berada pada controller yang terpisah. Dalam konfigurasi ini membaca dan menulis yang seimbang di kedua RAID5s. Beberapa controller mendukung RAID51 di beberapa saluran dan kartu dengan mengisyaratkan untuk menjaga irisan yang berbeda disinkronisasi. Namun suatu RAID51 juga dapat dilakukan dengan menggunakan teknik RAID berlapis. Dalam konfigurasi ini, kedua RAID5 itu tidak tahu bahwa mereka adalah cermin dari satu sama lain dan RAID1 tidak tahu bahwa disk yang mendasarinya adalah RAID5’s. Konfigurasi ini dapat mempertahankan dua kegagalan disk (satu per array) sebelum data akan hilang. Jumlah maksimum ruang dari RAID51 adalah (N) dimana N adalah ukuran dari RAID5 individu.

RAID 60 (RAID 6 +0)

Sebuah RAID 60 menggabungkan striping blok-tingkat lurus RAID 0 dengan paritas ganda terdistribusi RAID 6. Artinya, RAID 0 array bergaris di RAID 6 elemen. Hal ini membutuhkan setidaknya 8 disk. Berikut adalah contoh di mana dua kumpulan RAID 6s 240 GB yang bergaris sama untuk membuat 480 GB ruang penyimpanan total:

Karena didasarkan pada RAID 6, dua disk dari masing-masing 6 set RAID bisa gagal tanpa kehilangan data. Juga kegagalan sementara satu disk adalah membangun kembali dalam satu RAID 6 tetapkan tidak akan mengakibatkan hilangnya data. RAID 60 telah meningkatkan toleransi kesalahan, setiap dua drive bisa gagal tanpa kehilangan data dan sampai empat total selama itu hanya dua dari masing-masing sub-array RAID6. Striping membantu meningkatkan kapasitas dan kinerja tanpa menambahkan disk untuk setiap set 6 RAID (yang akan menurunkan ketersediaan data dan dapat mempengaruhi kinerja). RAID 60 meningkatkan atas kinerja RAID 6. Terlepas dari kenyataan bahwa RAID 60 sedikit lebih lambat dari RAID 50 dalam hal menulis karena overhead ditambahkan perhitungan paritas lebih, ketika data keamanan yang bersangkutan ini penurunan kinerja mungkin dapat diabaikan.

Advertisements