Pojasnjene ravni RAID: katero bi morali uporabiti?

Zanesljivost podatkov na novo definirana, vendar le s pravo stopnjo

Dober trdi disk ni poceni, zato ne preseneča, da bi se uporabniki odločili ustvariti RAID. Edina težava je, da obstajajo različne ravni RAID. Če ne razumete zahtev, prednosti in slabosti uporabe vsakega od njih, boste morda na koncu razočarani.

Ni nujno, da ste to vi. Ta članek smo zbrali, da bi razkrili različne ravni RAID, tako da lahko konfigurirate pravo glede na vašo strojno opremo.

Kaj je RAID?

To je tehnologija redundance podatkov, ki se pogosto uporablja za izboljšanje delovanja trdega diska. To stori tako, da ustvari a rezervna rešitev z zrcaljenjem vaših diskov za ublažitev okvara trdega diska.

Ker ustvari več navideznih trdih diskov, tudi poveča zmogljivost shranjevanja vašega pogona brez poslabšanja zmogljivosti.

V tem članku

• Katere so različne ravni RAID?
• 1. RAID 0 (črtasto polje)
• 2. RAID 1 (zrcalni niz)
• 3. RAID 4 (črtanje in pariteta)
• 4. RAID 5 (odvečno polje)
• 5. RAID 6 (dvojno paritetno črtanje)
• 6. RAID 10 (zrcaljenje in črtanje)
• Katero raven RAID naj uporabim?

Katere so različne ravni RAID?

Preden preidemo na ravni RAID, morate razumeti, da lahko RAID konfigurirate na dva načina: strojno ali programsko.

• Strojna oprema RAID: Pri tej vrsti konfiguracije shranjevanja se namenska strojna oprema uporablja za izvajanje funkcij shranjevanja in pridobivanja podatkov. Edina slaba stran je, da je krmilnik morda integriran v matično ploščo ali nameščen kot dodatna kartica, zato boste potrebovali združljivo matično ploščo, Gonilnik krmilnika RAID in nabor čipov. Po drugi strani je strojni RAID zelo hiter, če gre za vse sisteme, saj omogoča hkratno branje in zapisovanje podatkov na več pogonov.
• Programska oprema RAID: Programski RAID je, ko so trdi diski nameščeni v vaš računalnik in jih vaš operacijski sistem upravlja s programsko opremo. Uporablja tehnologijo virtualizacije za združevanje več fizičnih diskov v en virtualni disk. programska oprema RAID porabi manj energije procesorja kot strojni RAID, ker ne potrebuje ločene procesne enote. Vendar je počasnejši od RAID-a, ki temelji na strojni opremi, ker za obdelavo diska uporablja sistemski pomnilnik namesto namenskega pomnilnika.

1. RAID 0 (črtasto polje)

Pregled RAID 0

V tem nizu vsak pogon prejme enako količino podatkov. To se naredi tako, da se podatki razdelijo na vsak pogon, od tod tudi ime Črtasto polje. Rezultat tega je, da lahko vsi pogoni berejo in pišejo hkrati, kar poveča zmogljivost.

Če želite uporabiti to raven RAID, se prepričajte, da je za nekritične operacije zaradi težave z nestanovitnostjo izgube podatkov.

Prednosti uporabe RAID 0

• Hitrost – Ponuja izjemno hitrost vašemu računalniku, ker uporablja več diskov hkrati.
• Razširljivost – Ker vam omogoča uporabo več kot enega diska hkrati, lahko ustvarite polja s poljubnim številom pogonov.
• Zmogljivost shranjevanja – Ker uporabljate dva ali več pogonov, pridobite dodatno zmogljivost shranjevanja.
• Prihranek stroškov – Dva ali več diskov je mogoče združiti v en sam logični pogon, ne da bi za to potrebovali posebno strojno ali programsko opremo.

Slabosti uporabe RAID 0

• Brez odvečnosti – Ko trdi disk odpove, bodo vsi podatki, shranjeni na njem, za vedno izgubljeni. Torej, če imate 2 diska v RAID 0 in eden odpove, bodo vsi vaši podatki za vedno izginili.
• Težave s celovitostjo podatkov – Te težave se pojavijo, ko se podatki zapisujejo ali berejo z diskov v nedoslednem vrstnem redu, kar vodi do nedoslednosti v samem sistemu.
• Ravni zmogljivosti so odvisne od hitrosti branja/pisanja pogonov – Če imate počasne diske, bo zmogljivost nizka, ker mora vsako pisanje iti skozi oba diska, preden se zaključi.

2. RAID 1 (zrcalni niz)

Pregled RAID 1

Ta tehnologija shranjevanja zagotavlja odpornost na napake z uporabo dveh ali več diskov za shranjevanje enakih podatkov.

Ko en disk odpove, lahko drugi disk nemoteno deluje namesto njega. Dokler vsaj en disk v matriki pravilno deluje, so vsi podatki na voljo.

Z lahkoto lahko konfigurirajte RAID 1 iz aplikacije Nastavitve, zato ne preseneča, da je to najbolj priljubljena uporabljena vrsta RAID.

Prednosti uporabe RAID 1

• Zanesljivost – Ker ima vsak pogon svoj krmilnik ter bere s svojega fizičnega diska in piše nanj, ga je mogoče zamenjati, ne da bi to vplivalo na celovitost vaših podatkov, če en pogon odpove.
• Varstvo podatkov – Če en pogon odpove, ne izgubite nobenih podatkov, ker so zrcaljeni v drugem pogonu. Z drugim lahko delate, dokler ne namestite nadomestnega pogona.
• Stroškovno učinkovito – Njegova preprostost pri implementaciji v primerjavi z drugimi vrstami polj RAID, ki za implementacijo zahtevajo več kot en diskovni pogon, je priljubljena za večino uporabnikov.

Slabosti uporabe RAID 1

• Degradacija shranjevanja – Izgubite polovico razpoložljive kapacitete za shranjevanje, ker vsak pogon shranjuje enake podatke.
• Zmanjšana zmogljivost – Ker je treba ves čas dostopati do obeh pogonov v zrcaljenem polju, je to počasnejše delovanje, kot če bi uporabili dva ločena diska.
• Razširljivost – Če potrebujete več prostora za svoje podatke, ni enostavno dodati več kapacitete, ker je omejena na dva pogona. Zamenjate lahko samo okvarjeni pogon, ne morete pa dodati drugega trdega diska v svoje polje.
• Zamenjava diska morda ne uspe – Čeprav lahko zamenjate pogon, če se ta pokvari, ni tako enostavno, kot si mislite. Če upravljate velik strežnik, boste morda morali izklopiti celoten sistem, kar bo povzročilo prekinitve.

3. RAID 4 (črtanje in pariteta)

Pregled RAID 4

RAID 4 je nekoliko podoben RAID 1, vendar s črtami. Razlika je v tem, da RAID 4 odstrani podatke na vseh pogonih v polju. To vam omogoča večjo prepustnost kot RAID 1.

Če kateri koli pogon v nizu odpove, lahko druge pogone uporabite za ponovno izdelavo podatkov na nadomestnem pogonu. Na splošno se uporablja v strežnikih, kjer se zahteva visoka zmogljivost.

Prednosti uporabe RAID 4

• Izboljšave zmogljivosti – Izboljša zmogljivost z razporeditvijo zapisovalne obremenitve na več diskov.
• Redundanca podatkov – V primeru okvare pogona uporablja paritetne bite za izračun, katere podatkovne bloke je treba zamenjati, ko pride do okvare.
• Učinkovito shranjevanje – Ta vrsta RAID ne zapravlja prostora na svojih diskih. Vsak bajt se uporablja za shranjevanje.
• Razširljivost – Omogoča povečanje zmogljivosti z dodajanjem dodatnih pogonov po potrebi.

Slabosti uporabe RAID 4

• Počasne hitrosti branja/pisanja – Pri pisanju je manj učinkovit, ker morajo biti paritetni bloki zapisani na ločen fizični disk.
• Zahteva velike podatkovne bloke – Čeprav lahko odstrani podatke v majhnih količinah, premaga smisel, saj lahko njegovi stroški odtehtajo njegove koristi.
• Razpoložljivost – Tehnologija RAID 4 danes ni na voljo v vseh konfiguracijah pomnilnika.

Preberite več o tej temi

• Kolikokrat lahko uporabite ključ Windows 11?
• Kako združiti nedodeljeni prostor v sistemu Windows 11
• Kje so shranjene pisave v sistemih Windows 10 in 11?
• DHCP proti Statični IP: Kakšna je razlika med njima?
• Ali ima lahko dostopna točka isti SSID kot usmerjevalnik?

4. RAID 5 (odvečno polje)

Pregled RAID 5

RAID 5 je podoben RAID 4, vendar z nekaj razlikami. Niz je sestavljen iz več diskov, ki so razdeljeni na bloke, imenovane črte. Število diskov v polju in količina prostora, dodeljenega vsakemu disku, določata zmogljivost polja.

Zagotavlja tudi hitrejše dostopne čase in bolj dosledno delovanje. To je zato, ker je mogoče dostopati do vseh pogonov hkrati, namesto da bi čakali, da en pogon dokonča svoje delovanje, preden lahko drugi dostopa do njega.

To je običajna izbira za strežnike, ki potrebujejo visoko raven zaščite podatkov in večjo zmogljivost.

Prednosti uporabe RAID 5

• Izboljšanje zmogljivosti – Ker RAID 5 porazdeli informacije o pariteti po vseh pogonih, se lahko zmogljivost poveča z enakomerno porazdelitvijo podatkov po vseh pogonih v polju.
• Redundanca – Tveganje okvare je majhno, ker je na različnih diskih več kopij vaših podatkov, torej tudi če en pogon odpove, bo na drugem disku ostalo dovolj podatkov za njegovo ponovno izgradnjo samodejno.
• Prilagodljiv – Obstaja večja prilagodljivost pri uporabi prostora na trdem disku, saj lahko pozneje dodate več pogonov ali jih odstranite, če jih ne potrebujete več.
• Brezhibna zamenjava pogona – Ko en pogon odpove, ga lahko enostavno zamenjate z novim, ne da bi morali izklopiti celoten strežnik.

Slabosti uporabe RAID 5

• Poslabšanje zmogljivosti – Ko svojemu nizu dodate več pogonov, se zmogljivost poslabša, saj ima vsak pogon svojo edinstveno delovno obremenitev in profil zmogljivosti. Sčasoma bo to povzročilo, da bo niz postal manj učinkovit in počasnejši v primerjavi z enim pogonom.
• Zapleten postopek obnove – Postopek obnove zahteva več korakov v primerjavi z drugimi ravnmi RAID. Lahko traja nekaj dni ali celo tednov, preden se vaš računalnik po izgubi diska v nizu vrne v normalno stanje.
• Drago vzdrževanje – RAID 5 zahteva vnovično izgradnjo po okvari pogona in zahteva tudi redno vzdrževanje za preprečitev poškodb podatkov.

5. RAID 6 (dvojno paritetno črtanje)

Pregled RAID 6

Ta vrsta RAID zagotavlja redundanco podatkov in izboljša zmogljivost. Za zaščito pred izgubo podatkov uporablja dva paritetna diska in lahko preživi do dve hkratni okvari pogona.

Dodatne informacije o pariteti povečajo zmogljivost, saj omogočajo sočasno branje in zapisovanje blokov, namesto da bi morali čakati, da se najprej končajo paritetni izračuni.

Prednosti uporabe RAID 6

• Izboljšana zmogljivost – RAID 6 izboljša zmogljivost tako, da razporedi podatke na več diskov, namesto da jih zapiše samo enkrat na en disk.
• Podpira več pogonov – To omogoča uporabo večjih količin pomnilnika, ne da bi morali skrbeti za težave z zmogljivostjo, kot so ozka grla v sistemu.
• Varstvo podatkov – RAID 6 ponuja visoko raven zaščite pred odpovedjo diska. Če en pogon odpove, lahko drugega uporabite za rekonstrukcijo polja in obnovitev vaših podatkov.

Slabosti uporabe RAID 6

• Bolj zapleteno za konfiguriranje in upravljanje – Polja RAID 6 uporabljajo bolj zapletene algoritme kot polja RAID 5, zaradi česar so bolj zapletena za konfiguriranje in upravljanje.
• Počasne hitrosti pisanja – Zaradi paritetnih podatkov, ki jih je treba izračunati in zapisati vzporedno z vašimi podatki, ima RAID 6 počasnejše zapisovalne hitrosti kot druge konfiguracije RAID.
• Zahteva več moči procesorja – Zaradi paritetnih izračunov RAID in ponovne gradnje v primeru okvare diska RAID 6 za obdelavo takšnih nalog potrebuje več moči procesorja.
• Daljši čas okrevanja – Po okvari pogona je čas obnovitve znatno daljši v primerjavi z drugimi ravnmi RAID zaradi časa ponovne izdelave, da se informacije o pariteti rekonstruirajo in zapišejo nazaj na disk.

6. RAID 10 (zrcaljenje in črtanje)

Pregled RAID 10

RAID 10 je raven RAID, ki združuje zmogljivost in redundanco RAID 0 z zrcaljenjem RAID 1. To pomeni, da so podatki zapisani na več pogonov, vendar so zapisani tudi kot posamezni bloki, črte na vseh pogonih.

Na ta način, če en pogon odpove, lahko drugi diski nadaljujejo z delovanjem in vam omogočajo, da obnovite podatke s preostalih diskov v polju.

Je odlična izbira za aplikacije, ki so občutljive na zmogljivost, kjer potrebujete hitro branje in pisanje, ne da bi žrtvovali zaščito pred odpovedjo pogona.

Prednosti uporabe RAID 10

• Prilagodljivost – RAID 10 vam zagotavlja visoko zmogljivost brez žrtvovanja tolerance napak — ali obratno. Prav tako ga je mogoče konfigurirati kot RAID, ki temelji na strojni ali programski opremi.
• Boljša razširljivost – Pozneje lahko dodate več diskov, da razširite svojo zmogljivost shranjevanja, ne da bi morali znova ustvariti polje.
• Izvedba – Samo črtanje lahko zagotovi odlično zmogljivost z več pogoni. Vendar pa v kombinaciji z zrcaljenjem dobite najboljše iz obeh svetov.
• Zanesljivost – Ker vsak pogon hrani svojo lastno kopijo podatkov, RAID 10 zagotavlja rezervno zaščito pred odpovedjo enega pogona.

Slabosti uporabe RAID 10

• Dodatni stroški – Polje RAID 10 zahteva vsaj štiri trde diske z enako zmogljivostjo in hitrostjo. Trdi diski niso poceni, zato lahko uničijo vaše žepe. Če želite znižati stroške, lahko RAID zunanji trdi diski.
• Povečana poraba energije – Polje RAID 10 zahteva več energije kot druga polja, ker mora vsak pogon opraviti več dela pri zapisovanju podatkov v polje.

Povzetek ravni RAID v obliki tabele:

Raven	Vrsta	št. diskov	Redundanca	Izvedba	Prilagodljivost	Konfiguracija	Stroški
RAID 0	Črtanje	2	št	Dobro branje in dobro pisanje	Nizka	Zelo enostavno	Nizka
RAID 1	Zrcaljenje	2	ja	Dobro branje in spodobno pisanje	Zmerno	enostavno	Nizka
RAID 5	Črtanje s pariteto	3	ja	Spodobno branje in spodobno pisanje (lahko počasno)	visoko	Zmerno	Zmerno
RAID 6	Črtanje dvojne paritete	4	ja	Visoko branje in počasno pisanje	visoko	Zmerno	Nizka
RAID 10	Zrcaljenje in črtanje	4	ja	Visoko branje, srednje pisanje	Izredno visoko	Kompleksno	visoko

Katero raven RAID naj uporabim?

Vsaka raven RAID ponuja različne prednosti in slabosti, zato je pomembno razumeti kompromise, preden se odločite. Vaš odgovor bi moralo voditi nekaj dejavnikov: stroški, zmogljivost, redundanca in zmogljivost.

Če je zmogljivost vaša glavna skrb, izberite RAID 10, RAID 6, če je redundanca podatkov pomembnejša, in RAID 5, če je zmogljivost pomembnejša od zmogljivosti ali redundance podatkov.

Ko izbirate najvarnejšo raven RAID, poiščite tisto z lastnostmi zrcaljenja diska. Odvisno od vaših potreb se lahko odločite za RAID 1 ali RAID 10.

Ne glede na raven RAID, ki jo izberete, bo navsezadnje odvisno od vaših posebnih potreb. S pravim izborom lahko imajo več prostora za shranjevanje brez skrbi, da bi izgubili svoje podatke.

Upajmo, da vam je ta članek pomagal razumeti, kako delujejo različne ravni RAID, in da se boste počutili kos nalogi, ko boste te veščine uporabili v praksi.

Radi bi slišali o vaših izkušnjah s katero koli od zgoraj omenjenih ravni RAID, zato nas vključite v spodnji razdelek za komentarje.