Pubblico di destinazione
Questo articolo è un'introduzione (o una revisione di base delle) opzioni di archiviazione che utilizzano più unità disco di computer.
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Introduzione
RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks, o spesso ora Redundant Array of Independent Disks) comprende un insieme standard di settore di tecnologie avanzate di archiviazione dei dati. RAID combina le risorse di archiviazione di diverse unità disco fisiche in un unico dispositivo logico riconosciuto dal sistema operativo del computer. È disponibile in diverse implementazioni standard chiamate livelli , ognuno dei quali ha diversi compromessi costi/benefici, comprese le prestazioni di lettura/scrittura del disco e la resilienza.
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Livelli RAID comuni
RAID 0
Una configurazione RAID 0 unisce più unità fisiche in un'unica unità logica con spazio pari alla somma delle unità costituenti. Utilizza un processo chiamato striping per scrivere un segmento di dati, o stripe, sul primo disco, si inserisce il segmento successivo sul secondo disco, e così via, fino all'ultimo disco nell'array. Il processo si ripete per tutti i segmenti successivi, disponendoli in modo round-robin.
Questa configurazione offre prestazioni di lettura/scrittura migliorate su una singola unità (o altre configurazioni RAID), ma non offre protezione dei dati in caso di arresto anomalo di un'unità; infatti, la perdita di qualsiasi unità nel set comporta la perdita dell'intero set. RAID 0 richiede un minimo di due unità.
RAID 1
RAID 1 utilizza un processo chiamato mirroring per creare una copia ridondante dei dati su ciascuna unità membro dell'array. Poiché RAID 1 duplica i dati, la capacità utile totale è la metà del totale dell'unità, rispetto a RAID 0. Quindi, ad esempio, due unità da 1 TB, configurate come RAID 1, possono memorizzare un totale di solo 1 TB. In caso di guasto di un'unità, tuttavia, puoi comunque accedere ai tuoi dati dall'unità rimanente.
RAID 5
RAID 5 funziona in modo simile allo striping RAID 0, ma crea anche un ulteriore pezzo di dati chiamato parità che è matematicamente derivato dai dati esistenti sulle altre unità. Questi dati di parità, distribuiti uniformemente tra tutte le unità, consentono il ricalcolo dei dati originali se tali dati non sono accessibili, come nel caso di un guasto dell'unità. Ha una resilienza simile a RAID 1, in quanto l'array può funzionare in caso di guasto di un'unità, offrendo al contempo parte dell'aumento di velocità di un RAID 0. RAID 5 richiede almeno tre unità fisiche.
RAID 6
Simile per molti aspetti al livello 5, il livello RAID 6 aggiunge ulteriori informazioni sulla parità, consentendo il guasto di un massimo di due unità senza influire sulla disponibilità del sistema. RAID 6 richiede un minimo di quattro unità fisiche.
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RAID nidificato
Puoi anche combinare i livelli RAID per ottenere ulteriori vantaggi. Questa tecnica, chiamata RAID nidificato , unisce le unità fisiche con un livello RAID e unisce le unità logiche risultanti in un altro. I livelli RAID annidati sono scritti come numeri a due e tre cifre:la prima cifra è il livello "più interno" che governa le unità fisiche e le cifre successive indicano come vengono combinate le unità logiche. I livelli RAID nidificati elencati di seguito sono esempi usati frequentemente, sebbene ne siano possibili molti altri.
RAID 10
Il livello RAID 10, scritto anche come "1+0", combina le tecniche ei vantaggi dei livelli 1 e 0. In RAID 10, si configurano più set di dischi con mirroring RAID 1, quindi si uniscono in un'unica unità logica RAID 0. Ad esempio, con quattro unità, si creano due set di unità logiche RAID di livello 1 composte da due unità fisiche ciascuna. Le due unità logiche vengono quindi combinate per creare un'unica unità RAID 0. RAID 10 offre due vantaggi principali:funzionamento continuo nonostante i guasti a più unità e un'elaborazione I/O rapida. I set RAID 1 con mirroring tollerano ciascuno un guasto a una singola unità, anche se se entrambe le unità in una delle configurazioni RAID 1 si guastano, l'intero set si guasta.
RAID 50
Il livello 50 è una combinazione dei livelli 5 e 0. Qui, diversi set di livello 5 sono elementi di un'unica unità logica RAID 0. Ciascuno dei set di livello 5 può sopravvivere al guasto di una singola unità. Il totale set può sopravvivere al guasto di due o più unità, purché nessuno dei set di livello 5 abbia più di un'unità guasta. Ad esempio, si configurano nove unità come tre gruppi di livello 5 di tre unità ciascuno. Ciascuno di questi gruppi può continuare nonostante un guasto di una singola unità, quindi l'intero set di nove può gestire fino a tre guasti delle unità purché non superi uno per gruppo.
RAID 100
Il livello RAID 100, o 1+0+0, utilizza dischi con mirroring RAID 1 combinati in due o più set RAID 0. I set RAID 0 vengono combinati di nuovo con un RAID 0 esterno in un'unica unità logica. Sebbene costoso in termini di sovraccarico del disco, con il mirroring che occupa il 50% dello spazio disponibile, offre vantaggi in termini di prestazioni significativi rispetto ad altre tecniche. RAID 100 è adatto a database molto grandi e altamente attivi in cui velocità e tempo di attività sono importanti. RAID 100 richiede un minimo di 8 unità:inizi creando quattro unità RAID 1, quindi unisci ciascuna coppia di unità RAID 1 in due set di RAID 0 e infine unisci nuovamente le due unità RAID 0 con RAID 0 in un'unica unità logica .
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Altri livelli RAID, non comuni o obsoleti
Esistono anche i livelli RAID 2, 3, 4 e 7, ma non sono di uso comune o sono obsoleti. Il livello 2, ad esempio, richiedeva una complessa sincronizzazione del meccanismo di guida, aumentando i costi e portando al suo abbandono virtuale. Il livello 7 è uno standard proprietario sviluppato da Storage Computer Corporation, che da allora ha cessato l'attività. I livelli 3 e 4 sono simili al livello 5, anche se meno comuni.
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Hardware e software
Esistono approcci hardware e software per l'implementazione di RAID. I metodi software si basano in gran parte sulle funzionalità di gestione del disco integrate di un sistema operativo, come quelle offerte da Windows Server di Microsoft, Mac OS X di Apple e Linux. Tuttavia, quando utilizzi l'approccio software per RAID, aumenta il carico di lavoro della CPU del server, che può influire sulle prestazioni complessive del sistema.
L'alternativa hardware al RAID utilizza un controller di unità intelligente con CPU e memoria proprie. Questo approccio comporta un carico minimo o nullo sulla CPU principale, ma aggiunge costi all'hardware del server. Quando pianifichi un sistema basato su RAID, controlla l'hardware e il software per assicurarti che supportino il livello RAID che desideri implementare.
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RAID e SSD
Le tecniche RAID funzionano sia con le unità disco rigido tradizionali (HDD) che con le unità a stato solido (SSD). Quando RAID 0 viene applicato a più SSD, i miglioramenti delle prestazioni di I/O possono essere notevoli. Tuttavia, gli aumenti delle prestazioni con il livello 5 e l'SSD possono essere complicati. Un array RAID 5 può essere più lento di un singolo SSD per le operazioni di scrittura, poiché le unità scrivono la parità così come i dati utente.
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RAID e backup
RAID non sostituisce i normali backup dei dati . Sebbene la maggior parte dei livelli RAID riduca i tempi di inattività ed elimini la maggior parte delle situazioni di guasto dell'unità, non può compensare la perdita di singoli file, ad esempio a causa di errori umani o danneggiamenti o perdite a livello di sistema dovute a incendi o altre catastrofi fisiche. Vale la pena pensare al RAID non come un toccasana, ma come uno strumento aggiuntivo per migliorare l'affidabilità e la disponibilità del server.
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Conclusione
RAID è una tecnologia di archiviazione dati che unisce più unità fisiche (HDD o SSD) in un'unica unità. A seconda di come viene implementato il RAID, può offrire una velocità di I/O notevolmente migliorata, tempi di inattività ridotti o una combinazione dei due. Conoscere l'offerta dei vari livelli può aiutarti a determinare l'implementazione più adatta alle tue esigenze di archiviazione dei dati.
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