Vysvětlení úrovní RAID: Který z nich byste měli použít?

Spolehlivost dat byla nově definována, ale pouze na správné úrovni

Dobrý pevný disk není levný, takže není překvapením, že se uživatelé rozhodnou vytvořit RAID. Jediný problém je, že existují různé úrovně RAID. Pokud nerozumíte požadavkům, výhodám a nevýhodám každého z nich, můžete být zklamáni.

Nemusíte to být vy. Tento článek jsme sestavili, abychom odhalili různé úrovně RAID, abyste mohli nakonfigurovat ten správný podle svého hardwaru.

Co je RAID?

Jedná se o technologii redundance dat, která se často používá ke zlepšení výkonu pevného disku. Činí tak vytvořením a záložní řešení zrcadlením vašich disků, abyste je tlumili selhání pevného disku.

Vzhledem k tomu, že vytváří více virtuálních pevných disků, rozšiřuje také úložnou kapacitu vašeho disku bez snížení výkonu.

V tomto článku

• Jaké jsou různé úrovně RAID?
• 1. RAID 0 (prokládané pole)
• 2. RAID 1 (zrcadlené pole)
• 3. RAID 4 (prokládání a parita)
• 4. RAID 5 (redundantní pole)
• 5. RAID 6 (dvojité prokládání parity)
• 6. RAID 10 (zrcadlení a prokládání)
• Jakou úroveň RAID bych měl použít?

Jaké jsou různé úrovně RAID?

Než se dostaneme k úrovním RAID, musíte pochopit, že můžete konfigurovat RAID dvěma způsoby: hardwarově nebo softwarově.

• Hardwarový RAID: V tomto typu konfigurace úložiště se k provádění funkcí ukládání a získávání dat používá vyhrazený hardware. Jedinou nevýhodou je, že ovladač může být integrován do základní desky nebo instalován jako přídavná karta, takže budete potřebovat kompatibilní základní desku, Ovladač řadiče RAID a čipset. Na druhou stranu, pokud jde o všechny systémy, hardwarový RAID je velmi rychlý, protože umožňuje současné čtení a zápis dat na více disků.
• Softwarový RAID: Softwarový RAID je stav, kdy jsou pevné disky nainstalovány do počítače a váš operační systém je spravuje prostřednictvím softwaru. Využívá technologii virtualizace ke spojení více fyzických disků do jednoho virtuálního disku. RAID software využívá menší výkon procesoru než hardwarový RAID, protože nepotřebuje samostatnou procesorovou jednotku. Je však pomalejší než hardwarový RAID, protože ke zpracování disku používá systémovou paměť místo vyhrazené paměti.

1. RAID 0 (prokládané pole)

Přehled RAID 0

V tomto poli obdrží každý disk stejné množství dat. To se provádí prokládáním dat přes každý disk, odtud název Pruhované pole. Výsledkem je, že všechny jednotky mohou číst a zapisovat současně, což zvyšuje výkon.

Pokud chcete použít tuto úroveň RAID, ujistěte se, že je to pro nekritické operace kvůli problému s volatilitou ztráty dat.

Výhody použití RAID 0

• Rychlost - Nabízí úžasnou rychlost vašemu počítači, protože používá více disků najednou.
• Škálovatelnost – Protože vám umožňuje používat více než jeden disk najednou, můžete vytvářet pole s libovolným počtem jednotek.
• Kapacita skladu – Protože se používají dva nebo více disků, získáte další úložnou kapacitu.
• Úspora nákladů – Dva nebo více disků lze zkombinovat do jediné logické jednotky bez nutnosti speciálního hardwaru nebo softwaru.

Nevýhody použití RAID 0

• Žádná redundance – Při poruše pevného disku budou všechna data na něm uložená navždy ztracena. Pokud tedy máte 2 disky v RAID 0 a jeden selže, všechna vaše data budou navždy pryč.
• Problémy s integritou dat – K těmto problémům dochází, když jsou data zapisována nebo čtena z disků v nekonzistentním pořadí, což vede k nesrovnalostem v rámci samotného systému.
• Úrovně výkonu závisí na rychlosti čtení/zápisu jednotek – Pokud máte pomalé disky, výkon bude nízký, protože každý zápis musí před dokončením projít oběma disky.

2. RAID 1 (zrcadlené pole)

Přehled RAID 1

Tato technologie úložiště poskytuje odolnost proti chybám tím, že používá dva nebo více disků k uložení stejných dat.

Když jeden disk selže, druhý disk může pokračovat bez problémů na svém místě. Dokud alespoň jeden disk v poli funguje správně, všechna data zůstávají k dispozici.

Můžete snadno nakonfigurovat RAID 1 z vaší aplikace Nastavení, proto není překvapením, že se jedná o nejoblíbenější používaný typ RAID.

Výhody použití RAID 1

• Spolehlivost – Vzhledem k tomu, že každá jednotka má svůj vlastní řadič a čte a zapisuje na svůj vlastní fyzický disk, pokud jedna jednotka selže, lze ji vyměnit, aniž by to ovlivnilo integritu vašich dat.
• Ochrana dat – Pokud selže jeden disk, nepřijdete o žádná data, protože jsou zrcadlena na jiném disku. S tím druhým můžete pracovat, dokud nenainstalujete náhradní disk.
• Nákladově efektivní – Díky své jednoduchosti implementace ve srovnání s jinými typy polí RAID, které k implementaci vyžadují více než jednu diskovou jednotku, je pro většinu uživatelů oblíbeným řešením.

Nevýhody použití RAID 1

• Degradace skladování – Ztratíte polovinu dostupné úložné kapacity, protože každý disk ukládá stejná data.
• Snížený výkon – Vzhledem k tomu, že k oběma jednotkám v zrcadleném poli je nutné přistupovat neustále, má to za následek nižší výkon, než kdybyste použili dva samostatné disky.
• Škálovatelnost – Pokud potřebujete více místa pro svá data, není snadné přidat další kapacitu, protože je omezena na dva disky. Můžete pouze vyměnit vadnou jednotku, ale nemůžete do pole přidat další pevný disk.
• Výměna disku může selhat – Ačkoli můžete vyměnit jednotku, pokud selže, není to tak snadné, jak si myslíte. Pokud provozujete velký server, možná budete muset vypnout celý systém, což způsobí přerušení.

3. RAID 4 (prokládání a parita)

Přehled RAID 4

RAID 4 je trochu jako RAID 1, ale s pruhováním. Rozdíl je v tom, že RAID 4 odděluje data přes všechny disky v poli. To vám dává větší propustnost než RAID 1.

Pokud některý disk v poli selže, lze ostatní disky použít k obnovení dat na náhradním disku. Obecně se používá na serverech, kde je vyžadován vysoký výkon.

Výhody použití RAID 4

• Vylepšení výkonu – Zvyšuje výkon rozložením zátěže zápisu na více disků.
• Redundance dat – V případě selhání disku používá paritní bity k výpočtu, které datové bloky je třeba po selhání vyměnit.
• Efektivní úložiště – Tento typ pole RAID neplýtvá místem na svých discích. Každý bajt se používá pro účely ukládání.
• Škálovatelnost – Umožňuje zvýšení kapacity přidáním dalších jednotek podle potřeby.

Nevýhody použití RAID 4

• Nízká rychlost čtení/zápisu – Je méně efektivní při zápisu, protože paritní bloky musí být zapsány na samostatný fyzický disk.
• Vyžaduje velké datové bloky – Ačkoli dokáže odstranit data v malých množstvích, má to smysl, protože jeho náklady mohou převážit jeho přínosy.
• Dostupnost – Technologie RAID 4 dnes není snadno dostupná ve všech konfiguracích úložiště.

Přečtěte si více o tomto tématu

• Kolikrát můžete použít klíč Windows 11?
• Jak sloučit nepřidělené místo v systému Windows 11
• Kde jsou písma uložena ve Windows 10 a 11?
• DHCP vs. Statická IP: Jaký je mezi nimi rozdíl?
• Může mít přístupový bod stejné SSID jako router?

4. RAID 5 (redundantní pole)

Přehled RAID 5

RAID 5 je podobný RAID 4, ale s několika rozdíly. Pole se skládá z více disků, které jsou rozděleny do bloků nazývaných proužky. Počet disků v poli a množství místa přiděleného na každém disku určuje kapacitu pole.

Poskytuje také rychlejší přístupové časy a konzistentnější výkon. Je to proto, že ke všem jednotkám lze přistupovat najednou, místo čekání na dokončení operace jedné jednotky, než k ní bude moci přistupovat další.

Toto je běžná volba pro servery, které vyžadují vysokou úroveň ochrany dat a zvýšený výkon.

Výhody použití RAID 5

• Zlepšení výkonu – Vzhledem k tomu, že RAID 5 distribuuje paritní informace na všechny disky, lze výkon zvýšit rovnoměrnou distribucí dat mezi všechny disky v poli.
• Nadbytek – Riziko selhání je nízké, protože existuje více kopií vašich dat na různých discích i když jeden disk selže, na jiném disku zbude dostatek dat pro jeho opětovné sestavení automaticky.
• Flexibilní – Je zde větší flexibilita ve způsobu využití místa na pevném disku, protože můžete později přidat další jednotky nebo je odebrat, pokud již nejsou potřeba.
• Bezproblémová výměna pohonu – Když selže jeden disk, můžete jej snadno vyměnit za nový, aniž byste museli vypínat celý server.

Nevýhody použití RAID 5

• Snížení výkonu – Jak do pole přidáváte další disky, výkon klesá, protože každý disk má své vlastní jedinečné pracovní zatížení a profil výkonu. Postupem času to způsobí, že pole bude méně efektivní a pomalejší ve srovnání s jedním diskem.
• Složitý proces přestavby – Proces obnovy vyžaduje více kroků ve srovnání s jinými úrovněmi RAID. Po ztrátě disku ve vašem poli může trvat několik dní nebo dokonce týdnů, než se váš počítač vrátí do normálu.
• Vysoké náklady na údržbu – RAID 5 vyžaduje obnovu po selhání disku a také vyžaduje pravidelnou údržbu, aby se zabránilo poškození dat.

5. RAID 6 (dvojité prokládání parity)

Přehled RAID 6

Tento typ pole RAID poskytuje jak redundanci dat, tak výhody výkonu. K ochraně před ztrátou dat používá dva paritní disky a dokáže přežít až dvě současné poruchy disku.

Dodatečné informace o paritě zvyšují výkon tím, že umožňují současné čtení a zápis bloků, aniž byste museli čekat na dokončení paritních výpočtů.

Výhody použití RAID 6

• Zlepšený výkon – RAID 6 zlepšuje výkon prokládáním dat na více disků, místo aby je zapisoval pouze jednou na jeden disk.
• Podporuje více disků – To umožňuje využívat větší množství úložiště, aniž byste se museli starat o problémy s výkonem, jako jsou úzká místa v systému.
• Ochrana dat – RAID 6 nabízí vysokou úroveň ochrany proti selhání disku. Pokud selže jeden disk, lze k rekonstrukci pole a obnovení dat použít jiný.

Nevýhody použití RAID 6

• Složitější konfigurace a správa – Pole RAID 6 používají složitější algoritmy než pole RAID 5, což činí jejich konfiguraci a správu složitější.
• Nízká rychlost zápisu – Kvůli paritním datům, která je třeba vypočítat a zapsat paralelně s vašimi daty, má pole RAID 6 nižší rychlost zápisu než jiné konfigurace RAID.
• Vyžaduje vyšší výkon CPU – Kvůli paritním výpočtům RAID a přestavbám v případě selhání disku vyžaduje RAID 6 ke zpracování takových úloh větší výkon procesoru.
• Delší doba zotavení – Po selhání disku je doba obnovy výrazně delší ve srovnání s jinými úrovněmi RAID, a to z důvodu doby opětovného sestavení pro paritní informace, které mají být rekonstruovány a zapsány zpět na disk.

6. RAID 10 (zrcadlení a prokládání)

Přehled RAID 10

RAID 10 je úroveň RAID, která kombinuje výkon a redundanci RAID 0 se zrcadlením RAID 1. To znamená, že data se zapisují na více disků, ale také se zapisují jako jednotlivé bloky na všechny disky.

Tímto způsobem, pokud jeden disk selže, ostatní disky mohou pokračovat v činnosti a umožní vám znovu sestavit data ze zbývajících disků v poli.

Je to vynikající volba pro aplikace citlivé na výkon, kde potřebujete rychlé čtení a zápis, aniž byste museli obětovat ochranu proti selhání disku.

Výhody použití RAID 10

• Flexibilita – RAID 10 vám poskytuje vysoký výkon bez obětování odolnosti proti chybám – nebo naopak. Může být také konfigurován jako hardwarový nebo softwarový RAID.
• Lepší škálovatelnost – Později můžete přidat další disky a rozšířit tak kapacitu úložiště, aniž byste museli pole znovu vytvářet.
• Výkon – Samotné stripování může poskytnout vynikající výkon s více jednotkami. V kombinaci se zrcadlením však získáte to nejlepší z obou světů.
• Spolehlivost – Protože si každý disk uchovává svou vlastní kopii dat, RAID 10 poskytuje zálohovací ochranu proti selhání jednoho disku.

Nevýhody použití RAID 10

• Další výdaje – Pole RAID 10 vyžaduje alespoň čtyři pevné disky se stejnou kapacitou a rychlostí. Pevné disky nejsou levné, takže vám to může promáčknout kapsy. Chcete-li snížit náklady, můžete Externí pevné disky RAID.
• Zvýšená spotřeba energie – Pole RAID 10 vyžaduje více energie než jiná pole, protože každý disk musí při zápisu dat do pole vykonat více práce.

Shrnutí úrovní RAID v tabulkové formě:

Úroveň	Typ	Počet disků	Nadbytek	Výkon	Flexibilita	Konfigurace	Náklady
RAID 0	Pruhování	2	Ne	Slušné čtení a dobré psaní	Nízký	Velmi snadné	Nízký
RAID 1	Zrcadlení	2	Ano	Dobré čtení a slušné psaní	Mírný	Snadný	Nízký
RAID 5	Pruhování s paritou	3	Ano	Slušné čtení a slušný zápis (může být pomalé)	Vysoký	Mírný	Mírný
RAID 6	Dvojité paritní pruhování	4	Ano	Vysoké čtení a pomalý zápis	Vysoký	Mírný	Nízký
RAID 10	Zrcadlení a pruhování	4	Ano	Vysoké čtení střední zápis	Extrémně vysoký	Komplex	Vysoký

Jakou úroveň RAID bych měl použít?

Každá úroveň RAID nabízí různé výhody a nevýhody, takže je důležité porozumět kompromisům, než se rozhodnete. Vaše odpověď by se měla řídit několika faktory: cenou, kapacitou, redundancí a výkonem.

Pokud je vaším hlavním zájmem výkon, zvolte RAID 10, RAID 6, pokud je důležitější redundance dat, a RAID 5, pokud je kapacita důležitější než výkon nebo redundance dat.

Při výběru nejbezpečnější úrovně RAID hledejte takovou, která má vlastnosti zrcadlení disku. V závislosti na vašich potřebách můžete zvolit RAID 1 nebo RAID 10.

V konečném důsledku bude výběr úrovně RAID záviset na vašich konkrétních potřebách. Při správném výběru můžete mít více úložného prostoru bez obav ze ztráty jakýchkoli dat.

Doufejme, že vám tento článek pomohl porozumět tomu, jak fungují různé úrovně RAID, a budete se cítit připraveni na to, abyste tyto dovednosti uvedli do praxe.

Rádi bychom slyšeli o vašich zkušenostech s některou z výše uvedených úrovní RAID, takže se s námi zapojte do sekce komentářů níže.