ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับ RAID แนวคิดของระดับ RAID และ RAID - ส่วนที่ 1

RAID คือ Redundant Array ของดิสก์ราคาถูก แต่ปัจจุบันเรียกว่า Redundant Array ของดิสก์อิสระ เมื่อก่อนเคยมีราคาแพงมากในการซื้อดิสก์ที่มีขนาดเล็กลง แต่ในปัจจุบันนี้เราสามารถซื้อดิสก์ขนาดใหญ่ในจำนวนเท่าเดิมได้ Raid เป็นเพียงชุดของดิสก์ในพูลที่จะกลายเป็นโลจิคัลวอลุ่ม

Raid ประกอบด้วยกลุ่มหรือชุดหรืออาร์เรย์ การรวมกันของไดรเวอร์สร้างกลุ่มของดิสก์เพื่อสร้างอาร์เรย์ RAID หรือชุด RAID อาจเป็นจำนวนดิสก์ขั้นต่ำ 2 ตัวที่เชื่อมต่อกับตัวควบคุมการโจมตี และทำให้โลจิคัลวอลุ่มหรือไดรฟ์เพิ่มเติมสามารถอยู่ในกลุ่มได้ สามารถใช้ Raid ระดับเดียวในกลุ่มดิสก์ได้ การจู่โจมจะใช้เมื่อเราต้องการประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ตามระดับการโจมตีที่เราเลือก ประสิทธิภาพจะแตกต่างกัน บันทึกข้อมูลของเราตามความทนทานต่อข้อผิดพลาดและความพร้อมใช้งานสูง

ซีรีส์นี้จะมีชื่อว่าการเตรียมการสำหรับการตั้งค่า RAID จนถึงส่วนที่ 1-9 และครอบคลุมหัวข้อต่อไปนี้

นี่คือส่วนที่ 1 ของชุดบทช่วยสอน 9 ชุด เราจะครอบคลุมถึงการแนะนำ RAID แนวคิดของ RAID และระดับ RAID ที่จำเป็นสำหรับการตั้งค่า RAID ใน Linux

ซอฟต์แวร์ RAID และฮาร์ดแวร์ RAID

Software RAID มีประสิทธิภาพต่ำ เนื่องจากมีการใช้ทรัพยากรจากโฮสต์ ซอฟต์แวร์ Raid จำเป็นต้องโหลดเพื่ออ่านข้อมูลจากวอลุ่มการโจมตีซอฟต์แวร์ ก่อนที่จะโหลดซอฟต์แวร์ raid ระบบปฏิบัติการจะต้องบูตเครื่องเพื่อโหลดซอฟต์แวร์ raid ไม่จำเป็นต้องมีฮาร์ดแวร์กายภาพในการโจมตีซอฟต์แวร์ การลงทุนแบบไม่มีต้นทุน

Hardware RAID มีประสิทธิภาพสูง เป็นตัวควบคุม RAID เฉพาะซึ่งสร้างขึ้นทางกายภาพโดยใช้การ์ด PCI express มันจะไม่ใช้ทรัพยากรโฮสต์ มี NVRAM สำหรับแคชเพื่ออ่านและเขียน จัดเก็บแคชในขณะที่สร้างใหม่แม้ว่าไฟฟ้าขัดข้อง แต่จะจัดเก็บแคชโดยใช้พลังงานสำรองจากแบตเตอรี่ การลงทุนที่มีราคาแพงมากซึ่งจำเป็นสำหรับขนาดใหญ่

ฮาร์ดแวร์ RAID Card จะมีลักษณะดังนี้:

แนวคิดเด่นของ RAID

1. วิธีการ Parity ในการโจมตีจะสร้างเนื้อหาที่สูญหายจากข้อมูลที่บันทึกไว้ของ Parity ขึ้นมาใหม่ RAID 5, RAID 6 ขึ้นอยู่กับความเท่าเทียมกัน
2. Stripe กำลังแบ่งปันข้อมูลแบบสุ่มไปยังหลายดิสก์ สิ่งนี้จะไม่มีข้อมูลทั้งหมดอยู่ในดิสก์แผ่นเดียว หากเราใช้ 3 ดิสก์ ครึ่งหนึ่งของข้อมูลของเราจะอยู่ในแต่ละดิสก์
3. การมิเรอร์ ใช้ใน RAID 1 และ RAID 10 การทำมิเรอร์คือการคัดลอกข้อมูลเดียวกัน ใน RAID 1 มันจะบันทึกเนื้อหาเดียวกันลงในดิสก์อื่นด้วย
4. Hot Spare เป็นเพียงไดรฟ์สำรองในเซิร์ฟเวอร์ของเราซึ่งสามารถทดแทนไดรฟ์ที่เสียหายได้โดยอัตโนมัติ หากไดรฟ์ตัวใดตัวหนึ่งล้มเหลวในอาเรย์ของเรา ไดรฟ์สำรองสุดฮอตนี้จะถูกใช้และสร้างใหม่โดยอัตโนมัติ
5. ชิ้นเป็นเพียงขนาดของข้อมูลที่สามารถมีขนาดขั้นต่ำได้ตั้งแต่ 4KB ขึ้นไป ด้วยการกำหนดขนาดก้อน เราสามารถเพิ่มประสิทธิภาพ I/O ได้

RAID อยู่ในระดับต่างๆ ที่นี่เราจะเห็นเฉพาะระดับ RAID ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในสภาพแวดล้อมจริง

1. RAID0=การสตริป
2. RAID1=การมิเรอร์
3. RAID5=ดิสก์เดี่ยวที่กระจายพาริตี้
4. RAID6=ความเท่าเทียมกันแบบกระจายดิสก์คู่
5. RAID10=การรวม Mirror & Stripe (RAID ที่ซ้อนกัน)

RAID ได้รับการจัดการโดยใช้แพ็คเกจ mdadm ใน Linux ส่วนใหญ่ ให้เราดูคร่าวๆ ในแต่ละระดับ RAID

RAID 0 (หรือ) การสตริป

การสตริปมีประสิทธิภาพดีเยี่ยม ใน Raid 0 (Striping) ข้อมูลจะถูกเขียนลงดิสก์โดยใช้วิธีแชร์ เนื้อหาครึ่งหนึ่งจะอยู่ในดิสก์หนึ่งและอีกครึ่งหนึ่งจะถูกเขียนไปยังดิสก์อื่น

สมมติว่าเรามีดิสก์ไดรฟ์ 2 ตัว ตัวอย่างเช่น ถ้าเราเขียนข้อมูล “TECMINT” ลงในโลจิคัลวอลุ่ม ข้อมูลนั้นจะถูกบันทึกเป็น 'T' จะถูกบันทึกไว้ในดิสก์แผ่นแรก และ 'E' จะถูกบันทึกในดิสก์แผ่นที่สอง และ 'C' จะถูกบันทึกในดิสก์แผ่นแรก และอีกครั้ง 'M' จะถูกบันทึกใน ดิสก์แผ่นที่สองและดำเนินต่อไปในกระบวนการแบบวนซ้ำ

ในสถานการณ์นี้ หากไดรฟ์ตัวใดตัวหนึ่งล้มเหลว เราจะสูญเสียข้อมูลของเรา เนื่องจากข้อมูลครึ่งหนึ่งจากดิสก์ตัวใดตัวหนึ่งไม่สามารถนำมาใช้สร้างการโจมตีขึ้นมาใหม่ได้ แต่ในขณะที่เปรียบเทียบกับความเร็วในการเขียนและประสิทธิภาพ RAID 0 นั้นยอดเยี่ยมมาก เราต้องการดิสก์อย่างน้อย 2 แผ่นเพื่อสร้าง RAID 0 (Striping) หากคุณต้องการข้อมูลอันมีค่าของคุณ อย่าใช้ระดับ RAID นี้

1. ประสิทธิภาพสูง.
2. มีการสูญเสียความจุเป็นศูนย์ใน RAID 0
3. ความทนทานต่อข้อผิดพลาดเป็นศูนย์
4. การเขียนและการอ่านจะเป็นผลงานที่ดี

RAID 1 (หรือ) การทำมิเรอร์

การมิเรอร์มีประสิทธิภาพที่ดี การทำมิเรอร์สามารถสร้างสำเนาข้อมูลเดียวกันกับที่เรามีได้ สมมติว่าเรามีฮาร์ดไดรฟ์ขนาด 2TB สองตัว โดยรวมแล้วเรามี 4TB แต่ในการมิเรอร์ในขณะที่ไดรฟ์อยู่ด้านหลังตัวควบคุม RAID เพื่อสร้างไดรฟ์แบบลอจิคัล มีเพียงเราเท่านั้นที่มองเห็นไดรฟ์แบบลอจิคัลขนาด 2TB

แม้ว่าเราจะบันทึกข้อมูลใดก็ตาม ข้อมูลนั้นจะเขียนลงในไดรฟ์ขนาด 2TB ทั้งสองตัว จำเป็นต้องมีไดรฟ์อย่างน้อยสองตัวเพื่อสร้าง RAID 1 หรือมิเรอร์ หากดิสก์เกิดความล้มเหลว เราสามารถสร้างชุดการโจมตีใหม่ได้โดยการเปลี่ยนดิสก์ใหม่ หากดิสก์ตัวใดตัวหนึ่งล้มเหลวใน RAID 1 เราสามารถรับข้อมูลจากดิสก์อื่นได้เนื่องจากมีสำเนาของเนื้อหาเดียวกันในดิสก์อื่น ดังนั้นจึงไม่มีการสูญหายของข้อมูล

1. ประสิทธิภาพที่ดี
2. ที่นี่ครึ่งหนึ่งของพื้นที่จะหายไปในความจุทั้งหมด
3. ความอดทนต่อความผิดพลาดเต็มรูปแบบ
4. สร้างใหม่จะเร็วขึ้น
5. ประสิทธิภาพการเขียนจะช้า
6. การอ่านคงจะดี
7. สามารถใช้กับระบบปฏิบัติการและฐานข้อมูลขนาดเล็กได้

RAID 5 (หรือ) Distributed Parity

RAID 5 ส่วนใหญ่จะใช้ในระดับองค์กร RAID 5 ทำงานโดยวิธีกระจายพาริตี้ ข้อมูลพาริตีจะถูกใช้เพื่อสร้างข้อมูลใหม่ สร้างใหม่จากข้อมูลที่เหลืออยู่ในไดรฟ์ที่ดีที่เหลืออยู่ วิธีนี้จะช่วยปกป้องข้อมูลของเราจากความล้มเหลวของไดรฟ์

สมมติว่าเรามีไดรฟ์ 4 ตัว หากไดรฟ์ตัวหนึ่งล้มเหลว และในขณะที่เราเปลี่ยนไดรฟ์ที่ล้มเหลว เราก็สามารถสร้างไดรฟ์ที่ถูกแทนที่ขึ้นมาใหม่ได้จากข้อมูลพาริตี ข้อมูลพาริตีจะถูกจัดเก็บไว้ในไดรฟ์ทั้ง 4 ตัว หากเรามีฮาร์ดไดรฟ์ขนาด 1TB อยู่ 4 ตัว ข้อมูลพาริตีจะถูกจัดเก็บไว้ใน 256GB ในแต่ละไดรเวอร์ และ 768GB อื่นๆ ในแต่ละไดรฟ์จะถูกกำหนดสำหรับผู้ใช้ RAID 5 สามารถอยู่รอดได้จากความล้มเหลวของไดรฟ์ตัวเดียว หากไดรฟ์ล้มเหลวมากกว่า 1 ตัวจะทำให้ข้อมูลสูญหาย

1. ประสิทธิภาพดีเยี่ยม
2. การอ่านจะดีมากในความเร็ว
3. การเขียนจะค่อนข้างปานกลาง และช้าถ้าเราไม่ใช้ Hardware RAID Controller
4. สร้างใหม่จากข้อมูล Parity จากไดรฟ์ทั้งหมด
5. ความอดทนต่อความผิดพลาดเต็มรูปแบบ
6. 1 Disk Space จะอยู่ภายใต้ Parity
7. สามารถใช้ในไฟล์เซิร์ฟเวอร์ เว็บเซิร์ฟเวอร์ การสำรองข้อมูลที่สำคัญมาก

RAID 6 ดิสก์แบบกระจายสอง Parity

RAID 6 เหมือนกับ RAID 5 ที่มีระบบกระจายพาริตีสองระบบ ส่วนใหญ่ใช้ในอาร์เรย์จำนวนมาก เราต้องการไดรฟ์ขั้นต่ำ 4 ตัว แม้ว่าจะมี 2 ไดรฟ์ที่ล้มเหลว เราก็สามารถสร้างข้อมูลใหม่ได้ในขณะที่เปลี่ยนไดรฟ์ใหม่

ช้ากว่า RAID 5 มาก เนื่องจากจะเขียนข้อมูลไปยังไดรเวอร์ทั้ง 4 ตัวพร้อมกัน จะมีความเร็วเฉลี่ยในขณะที่เราใช้ Hardware RAID Controller หากเรามีฮาร์ดไดรฟ์ขนาด 1TB จำนวน 6 ตัว ไดรฟ์ 4 ตัวจะถูกใช้สำหรับข้อมูล และ 2 ไดรฟ์จะถูกใช้สำหรับพาริตี้

1. ประสิทธิภาพต่ำ
2. ประสิทธิภาพการอ่านจะดี
3. ประสิทธิภาพการเขียนจะลดลงหากเราไม่ได้ใช้ฮาร์ดแวร์ RAID Controller
4. สร้างใหม่จาก 2 Parity Drive
5. ความอดทนต่อความผิดพลาดเต็มรูปแบบ
6. พื้นที่ดิสก์ 2 อันจะอยู่ภายใต้ Parity
7. สามารถใช้ในอาร์เรย์ขนาดใหญ่
8. สามารถใช้ในการสำรองข้อมูล, สตรีมมิ่งวิดีโอ, ใช้ในขนาดใหญ่

RAID 10 (หรือ) มิเรอร์และแถบ

RAID 10 สามารถเรียกว่า 1+0 หรือ 0+1 สิ่งนี้จะทำงานทั้งสองอย่างของ Mirror & Striping มิเรอร์จะเป็นอันดับแรกและแถบจะเป็นอันที่สองใน RAID 10 Stripe จะเป็นอันแรกและมิเรอร์จะเป็นอันที่สองใน RAID 01 RAID 10 นั้นดีกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ 01

สมมติว่าเรามีไดรฟ์จำนวน 4 ตัว ขณะที่ฉันกำลังเขียนข้อมูลบางส่วนลงในโลจิคัลวอลุ่มของฉัน ข้อมูลนั้นจะถูกบันทึกไว้ในไดรฟ์ทั้ง 4 ตัวโดยใช้วิธีมิเรอร์และสไทรพ์

หากฉันกำลังเขียนข้อมูล “TECMINT” ใน RAID 10 มันจะบันทึกข้อมูลดังนี้ ตัวแรก “T” จะเขียนลงทั้งดิสก์ และตัวที่สอง “E” จะเขียนลงทั้งสองดิสก์ ขั้นตอนนี้จะใช้สำหรับการเขียนข้อมูลทั้งหมด มันจะทำการคัดลอกข้อมูลทั้งหมดไปยังดิสก์อื่นด้วย

ในขณะเดียวกันก็จะใช้วิธีการ RAID 0 และเขียนข้อมูลดังนี้ “T” จะเขียนลงดิสก์แผ่นแรก และ “E” จะเขียนลงดิสก์ที่สอง อีกครั้ง “C” จะเขียนไปยังดิสก์แผ่นแรกและ “M” ไปยังดิสก์ที่สอง

1. ประสิทธิภาพการอ่านและเขียนที่ดี
2. ที่นี่ครึ่งหนึ่งของพื้นที่จะหายไปในความจุทั้งหมด
3. ความอดทนต่อความผิดพลาด
4. สร้างใหม่อย่างรวดเร็วจากการคัดลอกข้อมูล
5. สามารถใช้ในพื้นที่จัดเก็บฐานข้อมูลเพื่อประสิทธิภาพและความพร้อมใช้งานสูง

บทสรุป

ในบทความนี้ เราได้เห็นว่า RAID คืออะไร และระดับใดที่ส่วนใหญ่ใช้ใน RAID ในสภาพแวดล้อมจริง หวังว่าคุณจะได้เรียนรู้บทความเกี่ยวกับ RAID แล้ว สำหรับการตั้งค่า RAID เราต้องรู้เกี่ยวกับความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับ RAID เนื้อหาข้างต้นจะเติมเต็มความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับ RAID

ในบทความถัดไป ฉันจะกล่าวถึงวิธีการตั้งค่าและสร้าง RAID โดยใช้ระดับต่างๆ การขยายกลุ่ม RAID (อาร์เรย์) และการแก้ไขปัญหาไดรฟ์ที่ล้มเหลว และอื่นๆ อีกมากมาย