Etter hvert som mennesker går dypere inn i den digitale tidsalderen, fortsetter etterspørselen etter raskere og mer pålitelige servere og lagringssystemer å vokse.Som et eksempel på behov for datalagring og behandling, Googlegjennom deres servere dagligBehandle 20 petabyte med datainformasjon.
Som en måte å unngå katastrofale feil bygger bedrifter serverarrayer, som er enorme nettverk av lagringsstasjoner som brukes til å behandle digital informasjon.Hvis en stasjon svikter, gjør den andre opp for det når den skadede stasjonen erstattes.
Så hvordan gjøres dette uten å miste data eller forårsake nedetid?RAID-teknologi og RAID-nivåer.
Hva er egentlig RAID og hvordan fungerer det?
Redundant rekke uavhengige diskerOR RAID er en metode for datalagring der du kan redusere tap av data og forbedre lese-/skriveytelsen ved å lagre informasjon på flere harddisker kalt en array.Dette er mulig fordi de fleste RAID-teknologier brukerdatastripingDel eller del sekvensielle data (som filer, videoer eller dokumenter) i sammenhengende segmenter.Segmentene lagres deretter sekvensielt i stasjonen din.
3 Eksempel på striping av videofiler i en harddisk RAID-array
For eksempel, hvis en videofil er delt inn i 4 påfølgende segmenter;A1-A4 og du har 3 harddisker i RAID-arrayet ditt, A1 vil bli lagret på harddisk #1, A2 vil bli lagret på harddisk #2, A3 vil bli lagret på harddisk #3, og A4 vil bli lagret på harddisk nr. 1 overlegen.
Når du går for å hente filen, ber datamaskinen den første harddisken om å laste A1, og går deretter umiddelbart til neste harddisk for segment A2, fordi harddisk #1 er opptatt.Dette gjør at datamaskinen kan laste A1-A3 og deretter A4 samtidig.Når du prøver å laste inn en 40-minutters video, laster datamaskinen inn fire 4-minutters klipp og viser dem deretter som en enkelt fil, noe som gjør gjenopprettingsprosessen raskere.
Noen RAID-nivåer bruker speilteknikker.hva er det?
For å forhindre tap av data,Noen RAID-arrayer bruker speiling, som kopierer informasjonen etter hvert som den opprettes og lagres.Striping fokuserer på hastighet, mens speiling fokuserer på å sikre at det i tilfelle harddiskfeil finnes en kopi av dataene.Speiling gjør dette ved å sikre at alle sekundære stasjoner er nøyaktige kopier av primærstasjonen.
For eksempel, hvis datamaskinen har to harddisker og den primære harddisken slutter å fungere, vil systemet automatisk bytte til den sekundære harddisken uten at du en gang merker det.Operativsystemet, eventuelle personlige innstillinger og hver fil du oppretter og lagrer vil vises der du la dem.I et ikke-RAID-oppsett betyr feilen på en harddisk at alle data på den stasjonen kan bli uopprettelige.
3 forskjellige RAID-typer eller implementeringer
Før vi kommer inn på de forskjellige RAID-nivåene, er det viktig å slå fast at det er flere forskjellige måter et RAID-oppsett kan implementeres i ditt datasystem.Disse implementeringene kan deles inn imaskinvare-, programvare- eller fastvarebasert, og bruk den tilsvarende RAID-kontrolleren.
I en annen artikkel dekker vi de viktigste forskjellene mellom maskinvare-RAID- og programvare-RAID-kontrollere, og beskriver deres spesifikke fordeler, ulemper og typiske brukstilfeller.
Hva er en RAID-kontroller?
RAID-kontrolleransvarlig for å administrere ogStyrer informasjonsflyten til og fra harddisken.Uten en RAID-kontroller er RAID-arrayet ditt bare en samling av harddisker.Du kan implementere en RAID-kontroller på en av tre måter.
1. Maskinvare RAID-kontroller
En maskinvare-RAID-kontroller er vanligvis en dedikert fysisk brikke eller kort som direkte påvirker flyten av informasjon til og fra RAID-arrayet.Det er mest brukt i datasenterbank eller systemer som bruker eksterne servere.
2. Programvare RAID-kontroller
En programvare RAID-kontroller er programvare som fungerer direkte med en datamaskins operativsystem.Den styrer og styrer informasjonsflyten ved å bruke datamaskinens eksisterende maskinvareressurser, for eksempel den sentrale prosessorenheten (CPU).Dette er vanlig i RAID-array-oppsett for hjemmedatamaskiner.
3. Fastvarebasert RAID-kontroller
Fastvarebaserte RAID-kontrollere er brikker som er forhåndsinstallert på datamaskinens hovedkort og krever drivere for å fungere.Brikken vil aktiveres under oppstart, men når operativsystemet laster, overføres all kontroll til riktig driver, og overfører alle operasjoner til CPU.Denne typen RAID-kontroller er også kjent som maskinvareassistert programvare-RAID, og selv om den er rimeligere enn en maskinvare-RAID-kontroller, legger den mer stress på systemet ditt.
Standard RAID-nivåer fra 0 til 6
Uavhengig av hvilken RAID-kontroller som brukes, refererer RAID-nivået til den spesifikke arkitekturen som brukes til å distribuere data mellom stasjonene.RAID-nivået du bruker vil bli bestemt basert på ytelsen du ser etter og typen feiltoleranse du ønsker.
RAID 0
Vanligvis ved bruk av par med harddisker, fungerer RAID 0 ved å segmentere sekvensielle data og lagre dem på flere stasjoner.Med dette nivået handler det om å optimalisere harddiskytelsen og -hastigheten uten å bekymre deg for tap av data fordi RAID 0 ikke bruker speiling.
Det fungerer ved å ta de lagrede dataene dine, dele dem opp i stripeenheter eller segmenter, og deretter distribuere dem over harddisker i en matrise.Dette gjør at et RAID 0-oppsett kan skrive og lese data raskt fordi du har mer enn 1 harddisk som behandler data samtidig.Men hvis en av stasjonene feiler i dette oppsettet, vil alle data gå tapt.
RAID 1
RAID nivå 1 fokuserer utelukkende på dataredundans, og holder informasjonen trygg selv om en stasjon feiler.For å oppnå dette fjerner ikke RAID 1 noen data, men kopierer informasjonen til en andre stasjon (speil).
På denne måten øker leseytelsen din, noe som betyr at datamaskinen kan få tilgang til begge stasjonene til enhver tid fordi begge har samme informasjon.Hvis en stasjon er opptatt, kan den få tilgang til den andre stasjonen.Med dette nivået kan du få god ytelse med en viss feiltoleranse.Hastigheten på skriveoperasjoner er imidlertid ikke forbedret sammenlignet med et enkelt stasjonsoppsett fordi all informasjon må skrives til begge diskene i RAID 1-arrayet.
RAID 2
Dette RAID-nivået bruker striping, men i stedet for å dele opp en fils data i blokkerte segmenter, brytes det ned på bitnivå.Noen harddisker i dette array-oppsettet vil lagre feil- og korrigeringskodeinformasjon som skal erstattesHamming-kodeav enhver paritet.Dette RAID-nivået brukes sjelden i dag, da det har blitt erstattet av bedre innstillinger.
RAID 3
RAID 3 er en oppgradert versjon av RAID nivå 2.Arrayen bruker striping på bytenivå for å forbedre ytelsen, mens den dedikerer én stasjon til å lagre paritetsinformasjon og distribuere data over de gjenværende stasjonene.Imidlertid vil enhver I/O-kommando behandle hver harddisk samtidig, noe som betyr at ytelsen vil være begrenset av en enkelt paritetsdisk, siden den ikke kan håndtere flere forespørsler samtidig.
RAID 4
I likhet med RAID nivå 3, er dette nivået dedikert til en enkelt paritetsstasjon, men skaper større segmenter når stripete, slik at datamaskinen raskt kan få tilgang til og lese data fra en hvilken som helst stasjon når som helst.I tillegg tillater RAID nivå 4 at flere lese I/O-funksjoner er aktive samtidig.Imidlertid vil systemet fortsatt være begrenset til skrive-en gang I/O-kapasitet siden enhver skrivekommando vil kreve oppdatering av paritetsstasjonen.På grunn av dette er nivå 4 bare en liten oppgradering fra nivå 3.
RAID-nivå 3 og 4 erstattes av RAID 5 for de fleste brukstilfeller.
RAID 5
Dette er det mest brukte raidnivået fordi det har en god balanse mellom hastighet og datasikkerhet.For å forbedre ytelsen er data stripet over flere harddisker, vanligvis fem, som med tidligere RAID-nivåer.Imidlertid er paritetsinformasjonen også spredt over hver disk, og skaper det som er kjent som en roterende paritetsmatrise.Dette gjør at datamaskinen kan utføre flere lese- og skrive-I/O-funksjoner samtidig, samtidig som den etterlater så mye informasjon som mulig til datamaskinen i tilfelle en stasjonsfeil.RAID nivå 5 er ikke den beste ytelsen (RAID 0 er raskere), men det er flott for systemer som trenger en balanse mellom ytelse og redundans.
RAID 6
RAID nivå 6 bruker alle de samme systemene som RAID nivå 5, men implementerer også en andre roterende paritetsarray på samme antall stasjoner.Dette betyr at et RAID nivå 6-system kan håndtere opptil to samtidige stasjonsfeil, mens et nivå 5-system kan håndtere kun én manglende stasjon om gangen.
En dobling av mengden paritetsinformasjon betyr at ytelsen til skriveoperasjoner reduseres sammenlignet med RAID 5.Leseoperasjoner påvirkes ikke, og leseoperasjoner er like raske som RAID 5.
Hva er Nested RAID?
I RAID-nivådelen ovenfor nevnte vi tre nøkkelbegreper som forklarer RAID-funksjonalitet:Striping, speiling og paritet.當Når to av dem brukes i en enkelt array, kalles dette nestet RAID.Før vi kommer inn på dette eksemplet, la oss kort forklare hva disse tre nøkkelbegrepene betyr.
RAID striping
RAID-striping er når noen data er lagret på en stasjon og andre segmenter av disse dataene er lagret på en annen stasjon.
RAID-speiling
RAID-speiling er replikering av data fra en stasjon til en annen for redundans.Det beskytter dataene dine mot tap.
RAID-paritet
RAID-paritet bruker komplekse matematiske beregninger for å rekonstruere data som går tapt under harddiskfeil.
RAID 10 eller RAID 1+0
Et godt eksempel på nestet RAID erRAID nivå 10 eller RAID 1+0.Den kombinerer RAID 0- og RAID 1-nivåer og fungerer bare i arrays med minst fire harddisker.I motsetning til andre RAID-nivåer som utelukkende er avhengige av striping eller speiling, kombinerer RAID 10 begge funksjonene for bedre ytelse, men til en høyere kostnad.Med dette RAID-nivået får du hastigheten på diskstriping, men du får også dataredundansen til diskspeiling.
Den kan settes opp som en RAID 1+0, hvor dataene er speilet, og deretter er disse speilene stripete, eller den kan settes opp som en RAID 0+1, hvor dataene er stripet over harddiskene, og deretter diskene er speilvendt.RAID 10 er det du vil ha hvis du prøver å forhindre at en enkelt stasjon i begge settene med stasjoner svikter, eller at en stasjon i begge settene med stasjoner svikter samtidig.
Dette RAID-nivået brukes vanligvis for servere eller applikasjoner som må kjøre 24/7.Ulempen med RAID 10 er at hvis du mister mer enn 50 % av stasjonene i arrayet, vil du miste alle dataene dine.
Vanlige spørsmål om RAID
Hvilket RAID-nivå er best?
Hvert RAID-nivå har sitt eget sett med fordeler og ulemper, men nivåene 0, 1, 5 og 10 er de vanligste.Nivå 0 og 5 tilbyr høyere hastighet og mer lagringsplass, men med henholdsvis lavere sikkerhet og høyere kostnader.Nivå 1 gir bedre beskyttelse, men mangler hastighet og ofrer lagringsplass.Nivå 10 er sannsynligvis det mest balanserte, siden det tilbyr det beste fra både nivå 0 og 1, men koster mye mer fordi det krever flere harddisker.
Kan du RAID-harddisker i forskjellige størrelser?
Ja, men du kan ofre lagringsplass.For eksempel, bruk av RAID nivå 256 med en 512 GB primær stasjon og en 1 GB sekundær stasjon betyr at den sekundære stasjonen bare vil bruke halvparten av lagringsplassen.Å bytte stasjon betyr at bare halvparten av dataene blir speilet, noe som gjør hele prosessen irrelevant.
Kan du RAID solid state-stasjoner?
Ja, alle harddisker kan brukes i en RAID-array, men lignende harddisker anbefales da hastighet og lagring vanligvis er begrenset til de tregeste og minste tilgjengelige harddiskene.Bruk av lignende eller identiske stasjoner fjerner denne begrensningen.
Kan du RAID NVMe-stasjoner?
Ja, som andre harddisker, kan NVMe-disker også brukes i RAID-arrayer og vil forbedre ytelsen betydelig.Denne typen oppsett er imidlertid ikke praktisk for forbrukere, siden stasjonene i seg selv allerede er veldig kraftige, med gjennomsnittlige dataoverføringshastigheter mer enn seks ganger raskere enn typiske SSD-er.
Sammenligning av RAID-nivå
Hvis du prøver å velge mellom to spesifikke RAID-nivåer for miljøet ditt, har vi laget flere dybdesammenlikninger for å gjøre avgjørelsen enklere:
- RAID 0 og RAID 1
- RAID 1 og RAID 5
- RAID 5 og RAID 6
- RAID 5 og RAID 10
![Hvordan se Windows-versjonen [veldig enkelt]](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)
