Объяснение уровней RAID: какой из них следует использовать?

Надежность данных переопределена, но только на правильном уровне

Хороший жесткий диск стоит недешево, поэтому неудивительно, что пользователи предпочитают создавать RAID. Единственная проблема заключается в том, что существуют разные уровни RAID. Если вы не понимаете требований, преимуществ и недостатков использования каждого из них, вы можете разочароваться.

Это не обязательно должны быть вы. Мы составили эту статью, чтобы развенчать различные уровни RAID, чтобы вы могли настроить тот, который соответствует вашему оборудованию.

Что такое RAID?

Это технология резервирования данных, которая часто используется для повышения производительности жесткого диска. Это достигается путем создания

решение для резервного копирования путем зеркалирования ваших дисков для защиты от сбой жесткого диска.

Поскольку он создает несколько виртуальных жестких дисков, он также увеличивает емкость вашего диска без снижения производительности.

В этой статье

• Каковы различные уровни RAID?
• 1. RAID 0 (чередующийся массив)
• 2. RAID 1 (зеркальный массив)
• 3. RAID 4 (чередование и четность)
• 4. RAID 5 (резервный массив)
• 5. RAID 6 (чередование с двойной четностью)
• 6. RAID 10 (зеркалирование и чередование)
• Какой уровень RAID мне следует использовать?

Каковы различные уровни RAID?

Прежде чем мы перейдем к уровням RAID, вам необходимо понять, что RAID можно настроить двумя способами: аппаратным или программным.

• Аппаратный RAID: В этом типе конфигурации хранилища для выполнения функций хранения и извлечения данных используется специальное оборудование. Единственным недостатком является то, что контроллер может быть интегрирован в материнскую плату или установлен как дополнительная карта, поэтому вам понадобится совместимая материнская плата. Драйвер RAID-контроллера и чипсет. С другой стороны, если все системы работают, аппаратный RAID работает очень быстро, поскольку позволяет одновременное чтение и запись данных на несколько дисков.
• Программный RAID: Программный RAID — это когда жесткие диски установлены в ваш компьютер, а ваша операционная система управляет ими через программное обеспечение. Он использует технологию виртуализации для объединения нескольких физических дисков в один виртуальный диск. Программное обеспечение RAID использует меньше мощности ЦП, чем аппаратный RAID, поскольку для него не требуется отдельный процессор. Однако он медленнее, чем аппаратный RAID, поскольку для обработки диска используется системная память, а не выделенная память.

1. RAID 0 (чередующийся массив)

Обзор RAID 0

В этом массиве каждый диск получает одинаковый объем данных. Это делается путем распределения данных по каждому диску, отсюда и название Полосатый массив. В результате все диски могут одновременно читать и записывать, что повышает производительность.

Если вы хотите использовать этот уровень RAID, убедитесь, что он предназначен для некритических операций из-за проблемы нестабильности потери данных.

Преимущества использования RAID 0

• Скорость – Он обеспечивает потрясающую скорость вашего компьютера, поскольку использует несколько дисков одновременно.
• Масштабируемость – Поскольку он позволяет использовать более одного диска одновременно, вы можете создавать массивы с любым количеством дисков.
• Вместимость склада – Поскольку используются два или более дисков, вы получаете дополнительную емкость хранилища.
• Экономия затрат – Два или более дисков можно объединить в один логический диск без необходимости использования специального оборудования или программного обеспечения.

Недостатки использования RAID 0

• Нет избыточности – При выходе из строя жесткого диска все хранящиеся на нем данные будут потеряны навсегда. Таким образом, если у вас есть 2 диска в RAID 0 и один из них выйдет из строя, все ваши данные будут потеряны навсегда.
• Проблемы с целостностью данных – Эти проблемы возникают, когда данные записываются или считываются с дисков в непоследовательном порядке, что приводит к несогласованности внутри самой системы.
• Уровни производительности зависят от скорости чтения/записи дисков. – Если у вас медленные диски, производительность будет низкой, поскольку перед завершением каждая запись должна пройти через оба диска.

2. RAID 1 (зеркальный массив)

Обзор RAID 1

Эта технология хранения обеспечивает отказоустойчивость за счет использования двух или более дисков для хранения идентичных данных.

При выходе из строя одного диска другой диск может продолжать бесперебойно работать на своем месте. Пока хотя бы один диск в массиве продолжает нормально функционировать, все данные остаются доступными.

Вы можете легко настроить RAID 1 из приложения «Настройки», поэтому неудивительно, что это самый популярный тип RAID.

Преимущества использования RAID 1

• Надежность – Поскольку каждый диск имеет собственный контроллер и выполняет чтение и запись на свой физический диск, в случае выхода из строя одного диска его можно заменить, не затрагивая целостность ваших данных.
• Защита данных – В случае сбоя одного диска вы не потеряете данные, поскольку они зеркально отображаются на другом диске. Вы можете продолжать работать с другим, пока не установите сменный диск.
• Экономически эффективным – Простота реализации по сравнению с другими типами RAID-массивов, для реализации которых требуется более одного диска, делает его подходящим для большинства пользователей.

Недостатки использования RAID 1

• Деградация хранилища – Вы теряете половину доступной емкости хранилища, поскольку на каждом диске хранятся идентичные данные.
• Снижение производительности – Поскольку оба диска в зеркальном массиве должны быть доступны постоянно, это приводит к снижению производительности, чем если бы вы использовали два отдельных диска.
• Масштабируемость – Если вам нужно больше места для ваших данных, добавить дополнительную емкость непросто, поскольку она ограничена двумя дисками. Вы можете заменить только неисправный диск, но не можете добавить в массив еще один жесткий диск.
• Замена диска может не удаться – Хотя вы и можете заменить диск, если он выйдет из строя, это не так просто, как вы думаете. Если вы используете большой сервер, вам может потребоваться отключить всю систему, что приведет к перебоям.

3. RAID 4 (чередование и четность)

Обзор RAID 4

RAID 4 немного похож на RAID 1, но с чередованием. Разница в том, что RAID 4 распределяет данные по всем дискам массива. Это дает вам большую пропускную способность, чем RAID 1.

Если какой-либо диск в массиве выйдет из строя, другие диски можно использовать для восстановления данных на заменяющем диске. Обычно он используется на серверах, где требуется высокая производительность.

Преимущества использования RAID 4

• Улучшения производительности – Повышает производительность за счет распределения нагрузки записи на несколько дисков.
• Избыточность данных – В случае сбоя диска он использует биты четности для расчета, какие блоки данных необходимо заменить после возникновения сбоя.
• Эффективное хранение – Этот тип RAID не тратит места на дисках. Каждый байт используется для хранения.
• Масштабируемость – Позволяет увеличить емкость путем добавления дополнительных дисков по мере необходимости.

Недостатки использования RAID 4

• Медленная скорость чтения/записи. – Запись менее эффективна, поскольку блоки четности необходимо записывать на отдельный физический диск.
• Требуются большие блоки данных – Хотя он может извлекать данные в небольших объемах, это превосходит смысл, поскольку его стоимость может перевесить его преимущества.
• Доступность – Технология RAID 4 сегодня доступна не во всех конфигурациях хранения данных.

Подробнее об этой теме

• Сколько раз можно использовать ключ Windows 11?
• Как объединить нераспределенное пространство в Windows 11
• Где хранятся шрифты в Windows 10 и 11?
• DHCP против. Статический IP: в чем разница между ними?
• Может ли точка доступа иметь тот же SSID, что и маршрутизатор?

4. RAID 5 (резервный массив)

Обзор RAID 5

RAID 5 аналогичен RAID 4, но с некоторыми отличиями. Массив состоит из нескольких дисков, разделенных на блоки, называемые страйпами. Количество дисков в массиве и объем пространства, выделенного на каждом диске, определяют емкость массива.

Это также обеспечивает более быстрое время доступа и более стабильную производительность. Это связано с тем, что ко всем дискам можно получить доступ одновременно, вместо того, чтобы ждать, пока один диск завершит свою работу, прежде чем другой сможет получить к нему доступ.

Это распространенный выбор для серверов, которым требуется высокий уровень защиты данных и повышенная производительность.

Преимущества использования RAID 5

• Повышение производительности – Поскольку RAID 5 распределяет информацию о четности по всем дискам, производительность можно повысить за счет равномерного распределения данных по всем дискам в массиве.
• Резервирование – Риск сбоя невелик, поскольку на разных дисках имеется несколько копий ваших данных, поэтому даже если один диск выйдет из строя, на другом диске останется достаточно данных для его восстановления автоматически.
• Гибкий – Повышается гибкость в использовании места на жестком диске, поскольку вы можете добавить дополнительные диски позже или удалить их, если они больше не нужны.
• Бесшовная замена привода – При выходе из строя одного диска вы можете легко заменить его на новый без необходимости выключать весь сервер.

Недостатки использования RAID 5

• Снижение производительности – По мере добавления новых дисков в массив производительность снижается, поскольку каждый диск имеет свой уникальный профиль рабочей нагрузки и производительности. Со временем это приведет к тому, что массив станет менее эффективным и медленным по сравнению с одним диском.
• Сложный процесс восстановления – Процесс восстановления требует больше шагов по сравнению с другими уровнями RAID. Может пройти несколько дней или даже недель, прежде чем ваш компьютер вернется в нормальное состояние после потери диска в массиве.
• Высокий уровень обслуживания – RAID 5 требует восстановления после сбоя диска, а также требует регулярного обслуживания для предотвращения повреждения данных.

5. RAID 6 (чередование с двойной четностью)

Обзор RAID 6

Этот тип RAID обеспечивает как избыточность данных, так и повышение производительности. Он использует два диска четности для защиты от потери данных и может выдержать до двух одновременных сбоев дисков.

Дополнительная информация о четности повышает производительность, позволяя одновременно читать и записывать блоки, вместо того, чтобы дожидаться завершения вычислений четности.

Преимущества использования RAID 6

• Улучшенная производительность – RAID 6 повышает производительность за счет распределения данных по нескольким дискам вместо их однократной записи на один диск.
• Поддерживает больше дисков – Это позволяет использовать больший объем хранилища, не беспокоясь о проблемах с производительностью, таких как узкие места в системе.
• Защита данных – RAID 6 обеспечивает высокий уровень защиты от сбоя диска. Если один диск выйдет из строя, другой можно использовать для реконструкции массива и восстановления данных.

Недостатки использования RAID 6

• Более сложная настройка и управление. – В массивах RAID 6 используются более сложные алгоритмы, чем в массивах RAID 5, что усложняет их настройку и управление.
• Медленная скорость записи – Поскольку данные четности необходимо вычислять и записывать параллельно с вашими данными, RAID 6 имеет более низкую скорость записи, чем другие конфигурации RAID.
• Требуется больше мощности процессора – Из-за вычислений RAID по четности и восстановления в случае сбоя диска RAID 6 требует больше мощности процессора для обработки таких задач.
• Более длительное время восстановления – После сбоя диска время восстановления значительно дольше по сравнению с другими уровнями RAID из-за времени восстановления информации о четности, которая должна быть восстановлена ​​и записана обратно на диск.

6. RAID 10 (зеркалирование и чередование)

Обзор RAID 10

RAID 10 — это уровень RAID, сочетающий в себе производительность и избыточность RAID 0 с зеркалированием RAID 1. Это означает, что данные записываются на несколько дисков, но они также записываются в виде отдельных блоков на всех дисках.

Таким образом, в случае сбоя одного диска другие диски продолжат работать и позволят вам восстановить данные с остальных дисков массива.

Это отличный выбор для приложений, чувствительных к производительности, где требуется быстрое чтение и запись без ущерба для защиты от сбоя диска.

Преимущества использования RAID 10

• Гибкость – RAID 10 обеспечивает высокую производительность без ущерба для отказоустойчивости — или наоборот. Его также можно настроить как аппаратный или программный RAID.
• Лучшая масштабируемость – Вы можете добавить дополнительные диски позже, чтобы расширить емкость хранилища без необходимости воссоздания массива.
• Производительность – Одно только чередование может обеспечить превосходную производительность при работе с несколькими дисками. Однако в сочетании с зеркалированием вы получаете лучшее из обоих миров.
• Надежность – Поскольку на каждом диске хранится собственная копия данных, RAID 10 обеспечивает резервную защиту от сбоя одного диска.

Недостатки использования RAID 10

• Дополнительные расходы – Для массива RAID 10 требуется как минимум четыре жестких диска одинаковой емкости и скорости. Жесткие диски недешевы, поэтому это может ударить по вашему карману. Чтобы снизить стоимость, вы можете Внешние жесткие диски RAID.
• Повышенное энергопотребление – Массив RAID 10 требует больше энергии, чем другие массивы, поскольку каждому диску приходится выполнять больше работы при записи данных в массив.

Сводка уровней RAID в табличной форме:

Уровень	Тип	Кол-во дисков	Резервирование	Производительность	Гибкость	Конфигурация	Расходы
RAID 0	чередование	2	Нет	Достойное чтение и хорошая запись	Низкий	Очень просто	Низкий
RAID 1	Зеркальное отображение	2	Да	Хорошо читать и достойно писать	Умеренный	Легкий	Низкий
Рейд 5	Чередование с четностью	3	Да	Приличное чтение и достойная запись (может быть медленной)	Высокий	Умеренный	Умеренный
Рейд 6	Двойное чередование четности	4	Да	Высокое чтение и медленная запись	Высокий	Умеренный	Низкий
Рейд 10	Зеркальное отображение и чередование	4	Да	Высокая скорость чтения, средняя запись	Экстремально высокий	Сложный	Высокий

Какой уровень RAID мне следует использовать?

Каждый уровень RAID имеет свои преимущества и недостатки, поэтому важно понять компромиссы, прежде чем принимать решение. Ваш ответ должен основываться на нескольких факторах: стоимость, емкость, избыточность и производительность.

Если производительность является вашей главной заботой, выберите RAID 10, RAID 6, если избыточность данных важнее, и RAID 5, если емкость важнее производительности или избыточности данных.

Выбирая самый безопасный уровень RAID, ищите уровень со свойствами зеркалирования дисков. В зависимости от ваших потребностей вы можете выбрать RAID 1 или RAID 10.

В конечном счете, какой бы уровень RAID вы ни выбрали, будет зависеть от ваших конкретных потребностей. При правильном выборе вы сможете иметь больше места для хранения не беспокоясь о потере каких-либо данных.

Надеемся, что эта статья помогла вам понять, как работают различные уровни RAID, и вы сможете применить эти навыки на практике.

Нам бы хотелось услышать о вашем опыте работы с любым из упомянутых выше уровней RAID, поэтому поделитесь с нами в разделе комментариев ниже.