Efterhånden som mennesker dykker dybere ned i den digitale tidsalder, fortsætter efterspørgslen efter hurtigere og mere pålidelige servere og lagersystemer med at vokse.Som et eksempel på behov for datalagring og -behandling, Googlegennem deres servere dagligtBehandle 20 petabyte datainformation.
Som en måde at undgå katastrofale fejl, bygger virksomheder serverarrays, som er enorme netværk af lagerdrev, der bruges til at behandle digital information.Hvis et drev fejler, kompenserer det andet for det, når det beskadigede drev udskiftes.
Så hvordan præcist gøres dette uden at miste nogen data eller forårsage nedetid?RAID-teknologi og RAID-niveauer.
Hvad er RAID præcist, og hvordan virker det?
Redundant række af uafhængige diskeOR RAID er en metode til datalagring, hvor du kan reducere datatab og forbedre læse-/skriveydelsen ved at gemme information på flere harddiske kaldet et array.Dette er muligt, fordi de fleste RAID-teknologier brugerdatastribningAdskiller eller opdeler sekventielle data (såsom filer, videoer eller dokumenter) i sammenhængende segmenter.Segmenterne gemmes derefter sekventielt i dit drev.
3 Eksempel på striping af videofiler i et harddisk-RAID-array
For eksempel, hvis en videofil er opdelt i 4 på hinanden følgende segmenter;A1-A4 og du har 3 harddiske i dit RAID-array, A1 vil blive gemt på harddisk #1, A2 vil blive gemt på harddisk #2, A3 vil blive gemt på harddisk #3, og A4 vil blive lagret på harddisk #1 overlegen.
Når du går for at hente filen, beder computeren den første harddisk om at indlæse A1, og flytter derefter straks til den næste harddisk for segment A2, fordi harddisk #1 er optaget.Dette gør det muligt for computeren at indlæse A1-A3 og derefter A4 samtidigt.Når du forsøger at indlæse en 40-minutters video, indlæser computeren fire 4-minutters klip og viser dem derefter som en enkelt fil, hvilket gør hentningsprocessen hurtigere.
Nogle RAID-niveauer bruger spejlingsteknikker.hvad er det?
For at forhindre tab af data,Nogle RAID-arrays bruger spejling, som kopierer informationen, efterhånden som den oprettes og gemmes.Striping fokuserer på hastighed, mens spejling fokuserer på at sikre, at der i tilfælde af en harddiskfejl er en kopi af dataene.Spejling gør dette ved at sikre, at alle sekundære drev er nøjagtige kopier af det primære drev.
Hvis din computer f.eks. har to harddiske, og den primære harddisk holder op med at fungere, vil systemet automatisk skifte til den sekundære harddisk, uden at du selv bemærker det.Operativsystemet, eventuelle personlige indstillinger og hver fil, du opretter og gemmer, vises, hvor du forlod dem.I en ikke-RAID-opsætning betyder fejlen på en harddisk, at alle data på det pågældende drev kan blive uoprettelige.
3 forskellige RAID-typer eller implementeringer
Før vi kommer ind på de forskellige RAID-niveauer, er det vigtigt at slå fast, at der er flere forskellige måder, hvorpå en RAID-opsætning kan implementeres i dit computersystem.Disse implementeringer kan opdeles ihardware-, software- eller firmwarebaseret, og brug den tilsvarende RAID-controller.
I en anden artikel dækker vi de vigtigste forskelle mellem hardware RAID og software RAID-controllere og detaljerer deres specifikke fordele, ulemper og typiske brugssager.
Hvad er en RAID-controller?
RAID-controlleransvarlig for styring ogStyrer strømmen af information til og fra harddisken.Uden en RAID-controller er dit RAID-array kun en samling af harddiske.Du kan implementere en RAID-controller på en af tre måder.
1. Hardware RAID-controller
En hardware-RAID-controller er normalt en dedikeret fysisk chip eller et kort, der direkte påvirker informationsstrømmen til og fra RAID-arrayet.Det er mest almindeligt anvendt i datacenterbanker eller systemer, der bruger fjernservere.
2. Software RAID-controller
En software RAID-controller er software, der fungerer direkte med en computers operativsystem.Den styrer og styrer informationsstrømmen ved at bruge computerens eksisterende hardwareressourcer, såsom den centrale behandlingsenhed (CPU).Dette er almindeligt i hjemmecomputere RAID-array-opsætninger.
3. Firmware-baseret RAID-controller
Firmware-baserede RAID-controllere er chips, der er forudinstalleret på en computers bundkort og kræver drivere for at fungere.Chippen vil aktiveres under opstart, men når operativsystemet indlæses, overføres al kontrol til den relevante driver, der overfører alle operationer til CPU'en.Denne type RAID-controller er også kendt som hardware-assisteret software-RAID, og selvom den er billigere end en hardware-RAID-controller, lægger den mere stress på dit system.
Standard RAID-niveauer fra 0 til 6
Uanset hvilken RAID-controller der bruges, refererer RAID-niveauet til den specifikke arkitektur, der bruges til at distribuere data mellem drevene.Det RAID-niveau, du bruger, vil blive bestemt baseret på den ydeevne, du leder efter, og den type fejltolerance, du ønsker.
RAID 0
Typisk ved brug af par af harddiske fungerer RAID 0 ved at segmentere sekventielle data og gemme dem på tværs af flere drev.Med dette niveau handler det om at optimere harddiskens ydeevne og hastighed uden at bekymre dig om tab af data, fordi RAID 0 ikke bruger spejling.
Det fungerer ved at tage dine lagrede data, opdele dem i stribeenheder eller segmenter og derefter distribuere det på tværs af harddiske i et array.Dette gør det muligt for en RAID 0-opsætning at skrive og læse data hurtigt, da du har mere end 1 harddisk, der behandler data på samme tid.Men hvis et af drevene fejler i denne opsætning, vil alle data gå tabt.
RAID 1
RAID niveau 1 fokuserer udelukkende på dataredundans og holder information sikker, selvom et drev fejler.For at opnå dette fjerner RAID 1 ikke nogen data, men kopierer informationen til et andet drev (spejl).
På denne måde øges din læseydelse, hvilket betyder, at computeren kan få adgang til begge drev på ethvert givet tidspunkt, fordi begge har samme information.Hvis et drev er optaget, kan det få adgang til det andet drev.Med dette niveau kan du få fantastisk ydeevne med en vis fejltolerance.Skrivehastigheden er dog ikke forbedret sammenlignet med en enkelt drevopsætning, fordi al information skal skrives til begge diske i RAID 1-arrayet.
RAID 2
Dette RAID-niveau bruger striping, men i stedet for at opdele en fils data i blokerede segmenter, opdeler det dem på bitniveau.Nogle harddiske i denne array-opsætning vil gemme fejl- og rettelseskodeoplysninger, der skal erstattesHamming kodeaf enhver paritet.Dette RAID-niveau bruges sjældent i dag, da det er blevet erstattet af bedre indstillinger.
RAID 3
RAID 3 er en opgraderet version af RAID niveau 2.Arrayet bruger striping på byteniveau til at forbedre ydeevnen, mens det dedikerer ét drev til at lagre paritetsinformation og distribuere data på tværs af de resterende drev.Enhver I/O-kommando vil dog behandle hver harddisk på samme tid, hvilket betyder, at ydeevnen vil være begrænset af en enkelt paritetsdisk, da den ikke kan håndtere flere anmodninger på samme tid.
RAID 4
I lighed med RAID-niveau 3 er dette niveau dedikeret til et enkelt paritetsdrev, men skaber større segmenter, når det er stribet, hvilket giver computeren mulighed for hurtigt at få adgang til og læse data fra ethvert drev til enhver tid.Derudover tillader RAID niveau 4, at flere læse I/O-funktioner er aktive samtidigt.Systemet vil dog stadig være begrænset til engangs-I/O-kapacitet, da enhver skrivekommando vil kræve opdatering af paritetsdrevet.På grund af dette er niveau 4 kun en lille opgradering fra niveau 3.
RAID niveau 3 og 4 erstattes af RAID 5 i de fleste tilfælde.
RAID 5
Dette er det mest almindeligt anvendte raid-niveau, da det har en god balance mellem hastighed og datasikkerhed.For at forbedre ydeevnen stribes data på tværs af flere harddiske, typisk fem, som med tidligere RAID-niveauer.Imidlertid er paritetsinformationen også spredt ud over hver disk, hvilket skaber det, der er kendt som et roterende paritetsarray.Dette gør det muligt for computeren at udføre flere læse- og skrive-I/O-funktioner samtidigt, mens der efterlades så meget information som muligt til computeren i tilfælde af en drevfejl.RAID niveau 5 er ikke den bedste ydeevne (RAID 0 er hurtigere), men det er fantastisk til systemer, der har brug for en balance mellem ydeevne og redundans.
RAID 6
RAID niveau 6 bruger alle de samme systemer som RAID niveau 5, men implementerer også et andet roterende paritetsarray på det samme antal drev.Det betyder, at et RAID niveau 6-system kan håndtere op til to samtidige drevfejl, mens et niveau 5-system kun kan håndtere et manglende drev ad gangen.
En fordobling af mængden af paritetsinformation betyder, at ydeevnen af skriveoperationer reduceres sammenlignet med RAID 5.Læseoperationer påvirkes ikke, og læseoperationer er lige så hurtige som RAID 5.
Hvad er Nested RAID?
I afsnittet RAID-niveauer ovenfor nævnte vi tre nøgleudtryk, der forklarer RAID-funktionalitet:Stribning, spejling og paritet.當Når to af dem bruges i et enkelt array, kaldes dette indlejret RAID.Før vi kommer ind i dette eksempel, lad os kort forklare, hvad disse tre nøglebegreber betyder.
RAID striping
RAID striping er, når nogle data gemmes på et drev, og andre segmenter af disse data gemmes på et andet drev.
RAID-spejling
RAID-spejling er replikering af data fra et drev til et andet for redundans.Det beskytter dine data mod tab.
RAID paritet
RAID-paritet bruger komplekse matematiske beregninger til at rekonstruere data tabt under harddiskfejl.
RAID 10 eller RAID 1+0
Et godt eksempel på indlejret RAID erRAID niveau 10 eller RAID 1+0.Den kombinerer RAID 0- og RAID 1-niveauer og fungerer kun i arrays med mindst fire harddiske.I modsætning til andre RAID-niveauer, der udelukkende er afhængige af striping eller spejling, kombinerer RAID 10 begge funktioner for bedre ydeevne, men til en højere pris.Med dette RAID-niveau får du hastigheden af diskstribning, men du får også dataredundansen ved diskspejling.
Det kan sættes op som et RAID 1+0, hvor data spejles, og så er disse spejle stribet, eller det kan sættes op som RAID 0+1, hvor dataene stribes henover harddiskene, og så diskene er spejlet.RAID 10 er, hvad du ønsker, hvis du forsøger at forhindre, at et enkelt drev i begge sæt drev svigter, eller at et drev i begge sæt drev svigter på samme tid.
Dette RAID-niveau bruges typisk til servere eller applikationer, der skal køre 24/7.Ulempen ved RAID 10 er, at hvis du mister mere end 50 % af drevene i arrayet, vil du miste alle dine data.
Ofte stillede spørgsmål om RAID
Hvilket RAID-niveau er det bedste?
Hvert RAID-niveau har sit eget sæt af fordele og ulemper, men niveauerne 0, 1, 5 og 10 er de mest almindelige.Niveau 0 og 5 tilbyder højere hastighed og mere lagerplads, men med henholdsvis lavere sikkerhed og højere omkostninger.Niveau 1 giver bedre beskyttelse, men mangler hastighed og ofrer lagerplads.Niveau 10 er nok det mest afbalancerede, da det tilbyder det bedste fra både niveau 0 og 1, men koster meget mere, fordi det kræver flere harddiske.
Kan du RAID-harddiske i forskellige størrelser?
Ja, men du kan ofre lagerplads.For eksempel betyder brug af RAID niveau 256 med et 512 GB primært drev og et 1 GB sekundært drev, at det sekundære drev kun vil bruge halvdelen af sin lagerplads.At skifte drev betyder, at kun halvdelen af dataene bliver spejlet, hvilket gør hele processen irrelevant.
Kan du RAID solid state-drev?
Ja, enhver harddisk kan bruges i et RAID-array, men lignende harddiske anbefales, da hastighed og lagring generelt er begrænset til de langsomste og mindste tilgængelige drev.Brug af lignende eller identiske drev fjerner denne begrænsning.
Kan du RAID NVMe-drev?
Ja, ligesom andre harddiske kan NVMe-drev også bruges i RAID-arrays og vil forbedre ydeevnen markant.Denne type opsætning er dog ikke praktisk for forbrugerne, da disse drev allerede er meget kraftfulde alene, med gennemsnitlige dataoverførselshastigheder mere end seks gange hurtigere end typiske SSD'er.
RAID niveau sammenligning
Hvis du prøver at vælge mellem to specifikke RAID-niveauer til dit miljø, har vi lavet flere dybdegående sammenligninger for at gøre beslutningen nemmere:
- RAID 0 og RAID 1
- RAID 1 og RAID 5
- RAID 5 og RAID 6
- RAID 5 og RAID 10
![Sådan ser du Windows-versionen [meget enkel]](https://infoacetech.net/wp-content/uploads/2023/06/Windows%E7%89%88%E6%9C%AC%E6%80%8E%E9%BA%BC%E7%9C%8B-180x100.jpg)
