ในขณะที่มนุษย์เจาะลึกลงไปในยุคดิจิทัล ความต้องการเซิร์ฟเวอร์และระบบจัดเก็บข้อมูลที่เร็วและเชื่อถือได้มากขึ้นยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตัวอย่างของความต้องการในการจัดเก็บและประมวลผลข้อมูล Googleผ่านเซิร์ฟเวอร์ทุกวันประมวลผลข้อมูล 20 เพตะไบต์
เพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวที่รุนแรง บริษัทต่างๆ ได้สร้างอาร์เรย์ของเซิร์ฟเวอร์ ซึ่งเป็นเครือข่ายขนาดใหญ่ของไดรฟ์จัดเก็บข้อมูลที่ใช้ในการประมวลผลข้อมูลดิจิทัลหากไดรฟ์ตัวหนึ่งล้มเหลว อีกตัวหนึ่งจะชดเชยให้เมื่อเปลี่ยนไดรฟ์ที่เสียหาย
จะทำอย่างไรโดยไม่สูญเสียข้อมูลหรือทำให้ระบบหยุดทำงานเทคโนโลยี RAID และระดับ RAID
RAID คืออะไรและทำงานอย่างไร
อาร์เรย์ซ้ำซ้อนของดิสก์อิสระOR RAID เป็นวิธีการจัดเก็บข้อมูลที่คุณสามารถลดการสูญหายของข้อมูลและปรับปรุงประสิทธิภาพการอ่าน/เขียนโดยการจัดเก็บข้อมูลบนฮาร์ดไดรฟ์หลายตัวที่เรียกว่าอาร์เรย์สิ่งนี้เป็นไปได้เพราะเทคโนโลยี RAID ส่วนใหญ่ใช้การแยกข้อมูลแยกหรือแบ่งข้อมูลตามลำดับ (เช่น ไฟล์ วิดีโอ หรือเอกสาร) ออกเป็นส่วนๆส่วนต่างๆ จะถูกจัดเก็บไว้ในไดรฟ์ของคุณตามลำดับ
3 ตัวอย่างไฟล์วิดีโอสตริปในอาร์เรย์ RAID ของฮาร์ดไดรฟ์
ตัวอย่างเช่น หากไฟล์วิดีโอแบ่งออกเป็น 4 ส่วนติดต่อกันA1-A4 และคุณมีฮาร์ดไดรฟ์ 3 ตัวในอาร์เรย์ RAID ของคุณ A1 จะถูกเก็บไว้ในฮาร์ดไดรฟ์ #1 A2 จะถูกเก็บไว้ในฮาร์ดไดรฟ์ #2 A3 จะถูกเก็บไว้ในฮาร์ดไดรฟ์ #3 และ A4 จะถูกเก็บไว้ใน ฮาร์ดไดรฟ์ #1 ที่เหนือกว่า
เมื่อคุณไปดึงไฟล์ คอมพิวเตอร์จะขอให้ฮาร์ดไดรฟ์ตัวแรกโหลด A1 จากนั้นจึงย้ายไปยังฮาร์ดไดรฟ์ถัดไปสำหรับเซ็กเมนต์ A2 ทันที เนื่องจากฮาร์ดไดรฟ์ #1 ไม่ว่างซึ่งช่วยให้คอมพิวเตอร์โหลด A1-A3 และ A4 ได้พร้อมกันเมื่อคุณพยายามโหลดวิดีโอความยาว 40 นาที คอมพิวเตอร์จะโหลดคลิปความยาว 4 นาทีสี่คลิป จากนั้นจึงแสดงเป็นไฟล์เดียว ทำให้ดึงข้อมูลได้เร็วยิ่งขึ้น
ระดับ RAID บางระดับใช้เทคนิคการมิเรอร์มันคืออะไร?
เพื่อป้องกันข้อมูลสูญหายอาร์เรย์ RAID บางตัวใช้การมิเรอร์ซึ่งคัดลอกข้อมูลในขณะที่สร้างและจัดเก็บการสตริปจะเน้นที่ความเร็ว ในขณะที่การทำมิเรอร์จะเน้นที่การทำให้มั่นใจว่าในกรณีที่ฮาร์ดไดรฟ์ล้มเหลว จะมีสำเนาของข้อมูลการทำมิเรอร์ทำได้โดยตรวจสอบให้แน่ใจว่าไดรฟ์รองทั้งหมดเป็นสำเนาที่ถูกต้องของไดรฟ์หลัก
ตัวอย่างเช่น หากคอมพิวเตอร์ของคุณมีฮาร์ดไดรฟ์สองตัวและฮาร์ดไดรฟ์หลักหยุดทำงาน ระบบจะสลับไปใช้ฮาร์ดไดรฟ์รองโดยอัตโนมัติโดยที่คุณไม่สังเกตเห็นระบบปฏิบัติการ การตั้งค่าส่วนบุคคล และทุกไฟล์ที่คุณสร้างและบันทึกจะปรากฏในตำแหน่งที่คุณทิ้งไว้ในการตั้งค่าที่ไม่ใช่ RAID ความล้มเหลวของฮาร์ดไดรฟ์หมายความว่าข้อมูลทั้งหมดบนไดรฟ์นั้นอาจไม่สามารถกู้คืนได้
3 ประเภท RAID หรือการใช้งานที่แตกต่างกัน
ก่อนที่เราจะเข้าสู่ระดับ RAID ต่างๆ สิ่งสำคัญคือต้องระบุว่ามีหลายวิธีที่แตกต่างกันในการติดตั้ง RAID ในระบบคอมพิวเตอร์ของคุณการใช้งานเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ หรือเฟิร์มแวร์และใช้คอนโทรลเลอร์ RAID ที่เกี่ยวข้อง
ในบทความอื่น เราจะกล่าวถึงความแตกต่างที่สำคัญระหว่างฮาร์ดแวร์ RAID และตัวควบคุม RAID ของซอฟต์แวร์ โดยให้รายละเอียดข้อดี ข้อเสีย และกรณีการใช้งานทั่วไป
คอนโทรลเลอร์ RAID คืออะไร?
ตัวควบคุม RAIDรับผิดชอบในการจัดการและกำหนดทิศทางการไหลของข้อมูลเข้าและออกจากอาร์เรย์ของฮาร์ดดิสก์หากไม่มีตัวควบคุม RAID อาร์เรย์ RAID ของคุณก็เป็นเพียงกลุ่มของฮาร์ดไดรฟ์คุณสามารถใช้ตัวควบคุม RAID ด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจากสามวิธี
1. ฮาร์ดแวร์ RAID Controller
ฮาร์ดแวร์คอนโทรลเลอร์ RAID มักจะเป็นชิปหรือการ์ดเฉพาะที่มีผลโดยตรงต่อการไหลของข้อมูลเข้าและออกจากอาร์เรย์ RAIDนิยมใช้กันมากที่สุดในดาต้าเซ็นเตอร์แบงกิ้งหรือระบบที่ใช้เซิร์ฟเวอร์ระยะไกล
2. ซอฟต์แวร์ RAID Controller
ซอฟต์แวร์คอนโทรลเลอร์ RAID คือซอฟต์แวร์ที่ทำงานโดยตรงกับระบบปฏิบัติการของคอมพิวเตอร์ควบคุมและจัดการการไหลของข้อมูลโดยใช้ทรัพยากรฮาร์ดแวร์ที่มีอยู่ของคอมพิวเตอร์ เช่น หน่วยประมวลผลกลาง (CPU)นี่เป็นเรื่องปกติในการตั้งค่าอาร์เรย์ RAID ของคอมพิวเตอร์ที่บ้าน
3. คอนโทรลเลอร์ RAID บนเฟิร์มแวร์
ตัวควบคุม RAID แบบเฟิร์มแวร์คือชิปที่ติดตั้งไว้ล่วงหน้าบนเมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์และต้องใช้ไดรเวอร์เพื่อทำงานชิปจะเปิดใช้งานในระหว่างการบู๊ต แต่เมื่อระบบปฏิบัติการโหลด การควบคุมทั้งหมดจะถูกส่งไปยังไดรเวอร์ที่เหมาะสม ซึ่งจะถ่ายโอนการทำงานทั้งหมดไปยัง CPUตัวควบคุม RAID ประเภทนี้เรียกอีกอย่างว่าซอฟต์แวร์ช่วยเหลือฮาร์ดแวร์ RAID และถึงแม้ว่าจะมีราคาถูกกว่าตัวควบคุม RAID ของฮาร์ดแวร์ แต่ก็ทำให้ระบบของคุณมีความเครียดมากขึ้น
ระดับ RAID มาตรฐานตั้งแต่ 0 ถึง 6
ไม่ว่าจะใช้คอนโทรลเลอร์ RAID ใด ระดับ RAID จะอ้างอิงถึงสถาปัตยกรรมเฉพาะที่ใช้ในการกระจายข้อมูลระหว่างไดรฟ์ระดับ RAID ที่คุณใช้จะถูกกำหนดตามประสิทธิภาพที่คุณต้องการและประเภทของความทนทานต่อข้อผิดพลาดที่คุณต้องการ
RAID 0
โดยทั่วไปแล้วจะใช้คู่ของฮาร์ดไดรฟ์ RAID 0 ทำงานโดยการแบ่งกลุ่มข้อมูลตามลำดับและจัดเก็บไว้ในไดรฟ์หลายตัวด้วยระดับนี้ ทั้งหมดเกี่ยวกับการเพิ่มประสิทธิภาพและความเร็วของฮาร์ดไดรฟ์โดยไม่ต้องกังวลว่าข้อมูลจะสูญหายเพราะ RAID 0 ไม่ได้ใช้การมิเรอร์
มันทำงานโดยนำข้อมูลที่เก็บไว้ของคุณ แบ่งออกเป็นหน่วยสไทรพ์หรือเซกเมนต์ แล้วแจกจ่ายข้ามฮาร์ดไดรฟ์ในอาร์เรย์ซึ่งช่วยให้การตั้งค่า RAID 0 เขียนและอ่านข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว เนื่องจากคุณมีฮาร์ดไดรฟ์มากกว่า 1 ตัวที่ประมวลผลข้อมูลพร้อมกันอย่างไรก็ตาม หากไดรฟ์ตัวใดตัวหนึ่งล้มเหลวในการตั้งค่านี้ ข้อมูลทั้งหมดจะสูญหาย
RAID 1
RAID ระดับ 1 มุ่งเน้นไปที่ความซ้ำซ้อนของข้อมูลทั้งหมด ทำให้ข้อมูลปลอดภัยแม้ว่าไดรฟ์จะล้มเหลวเพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ RAID 1 จะไม่ดึงข้อมูลใดๆ แต่จะคัดลอกข้อมูลไปยังไดรฟ์ที่สอง (กระจก)
ด้วยวิธีนี้ ประสิทธิภาพในการอ่านของคุณจะเพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าคอมพิวเตอร์สามารถเข้าถึงไดรฟ์ใดไดรฟ์หนึ่งได้ตลอดเวลา เนื่องจากทั้งสองมีข้อมูลเหมือนกันหากไดรฟ์หนึ่งไม่ว่าง จะสามารถเข้าถึงไดรฟ์ที่สองได้ด้วยระดับนี้ คุณจะได้รับประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมพร้อมความทนทานต่อข้อผิดพลาดบางอย่างอย่างไรก็ตาม ความเร็วในการเขียนจะไม่ได้รับการปรับปรุงเมื่อเทียบกับการตั้งค่าไดรฟ์เดียว เนื่องจากข้อมูลทั้งหมดจะต้องเขียนลงดิสก์ทั้งสองในอาร์เรย์ RAID 1
RAID 2
ระดับ RAID นี้ใช้การสตริป แต่แทนที่จะแบ่งข้อมูลของไฟล์ออกเป็นส่วนๆ ที่ถูกบล็อก มันจะแยกย่อยที่ระดับบิตฮาร์ดไดรฟ์บางตัวในการตั้งค่าอาร์เรย์นี้จะจัดเก็บข้อมูลข้อผิดพลาดและรหัสแก้ไขเพื่อแทนที่รหัสแฮมมิงของความเท่าเทียมกันใด ๆระดับ RAID นี้ไม่ค่อยได้ใช้ในปัจจุบัน เนื่องจากถูกแทนที่ด้วยการตั้งค่าที่ดีกว่า
RAID 3
RAID 3 เป็นเวอร์ชันอัพเกรดของ RAID ระดับ 2อาร์เรย์ใช้การสตริประดับไบต์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ ขณะที่ใช้ไดรฟ์เดียวเพื่อจัดเก็บข้อมูลพาริตีและกระจายข้อมูลไปยังไดรฟ์ที่เหลืออย่างไรก็ตาม คำสั่ง I/O ใดๆ จะประมวลผลฮาร์ดไดรฟ์แต่ละตัวพร้อมกัน ซึ่งหมายความว่าประสิทธิภาพจะถูกจำกัดโดยดิสก์พาริตีเดียว เนื่องจากไม่สามารถจัดการคำขอหลายรายการพร้อมกันได้
RAID 4
เช่นเดียวกับ RAID ระดับ 3 ระดับนี้มีไว้สำหรับไดรฟ์พาริตีเดียว แต่จะสร้างกลุ่มที่ใหญ่ขึ้นเมื่อแยกแถบ ทำให้คอมพิวเตอร์สามารถเข้าถึงและอ่านข้อมูลจากไดรฟ์ได้ตลอดเวลานอกจากนี้ RAID ระดับ 4 ยังช่วยให้สามารถอ่านฟังก์ชัน I/O การอ่านหลายฟังก์ชันพร้อมกันได้อย่างไรก็ตาม ระบบจะยังคงถูกจำกัดความสามารถในการเขียนครั้งเดียว I/O เนื่องจากคำสั่งเขียนใดๆ จะต้องมีการอัปเดตไดรฟ์พาริตีด้วยเหตุนี้ ระดับ 4 จึงเป็นเพียงการอัปเกรดเล็กน้อยจากระดับ 3
RAID ระดับ 3 และ 4 จะถูกแทนที่ด้วย RAID 5 สำหรับกรณีการใช้งานส่วนใหญ่
RAID 5
นี่คือระดับการจู่โจมที่ใช้บ่อยที่สุด เนื่องจากมีความสมดุลระหว่างความเร็วและความปลอดภัยของข้อมูลเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ ข้อมูลจะถูกแยกออกในฮาร์ดไดรฟ์หลายตัว โดยทั่วไปแล้วห้าตัว เช่นเดียวกับระดับ RAID ก่อนหน้าอย่างไรก็ตาม ข้อมูลพาริตียังกระจัดกระจายไปตามดิสก์แต่ละแผ่น สร้างสิ่งที่เรียกว่าอาร์เรย์พาริตีแบบหมุนได้ซึ่งช่วยให้คอมพิวเตอร์สามารถอ่านและเขียนฟังก์ชัน I/O ได้หลายฟังก์ชันพร้อมๆ กัน โดยจะทิ้งข้อมูลไว้สำหรับคอมพิวเตอร์ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในกรณีที่ไดรฟ์ล้มเหลวRAID ระดับ 5 ไม่ใช่ประสิทธิภาพที่ดีที่สุด (RAID 0 เร็วกว่า) แต่เหมาะสำหรับระบบที่ต้องการความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและความซ้ำซ้อน
RAID 6
RAID ระดับ 6 ใช้ระบบเดียวกันทั้งหมดกับ RAID ระดับ 5 แต่ยังใช้อาร์เรย์พาริตีที่หมุนรอบที่สองในจำนวนไดรฟ์เท่ากันซึ่งหมายความว่าระบบ RAID ระดับ 6 สามารถจัดการกับความล้มเหลวของไดรฟ์พร้อมกันได้ถึงสองครั้ง ในขณะที่ระบบระดับ 5 สามารถจัดการกับไดรฟ์ที่หายไปได้ครั้งละหนึ่งไดรฟ์เท่านั้น
การเพิ่มจำนวนข้อมูลพาริตีเป็นสองเท่าหมายความว่าประสิทธิภาพของการดำเนินการเขียนลดลงเมื่อเทียบกับ RAID 5การอ่านจะไม่ได้รับผลกระทบ และการดำเนินการอ่านจะเร็วเท่ากับ RAID 5
RAID ที่ซ้อนกันคืออะไร?
ในส่วนระดับ RAID ด้านบน เราได้กล่าวถึงคำศัพท์สำคัญสามคำที่อธิบายการทำงานของ RAID:สตริป มิเรอร์ และความเท่าเทียมกัน.當เมื่อใช้สองตัวในอาร์เรย์เดียว จะเรียกว่า RAID แบบซ้อนก่อนที่เราจะเข้าสู่ตัวอย่างนี้ เรามาอธิบายสั้น ๆ ว่าคำสำคัญสามคำนี้หมายถึงอะไร
การสไทรพ์ RAID
การสไทรพ์ RAID คือเมื่อข้อมูลบางส่วนถูกเก็บไว้ในไดรฟ์หนึ่งและส่วนอื่นๆ ของข้อมูลนั้นจะถูกจัดเก็บไว้ในไดรฟ์อื่น
การมิเรอร์ RAID
การมิเรอร์ RAID คือการจำลองข้อมูลจากไดรฟ์หนึ่งไปยังอีกไดรฟ์หนึ่งเพื่อความซ้ำซ้อนช่วยปกป้องข้อมูลของคุณจากการสูญหาย
ความเท่าเทียมกันของ RAID
ความเท่าเทียมกันของ RAID ใช้การคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนเพื่อสร้างข้อมูลที่สูญหายขึ้นใหม่ระหว่างความล้มเหลวของฮาร์ดไดรฟ์
RAID 10 หรือ RAID 1+0
ตัวอย่างที่ดีของ RAID ที่ซ้อนกันคือRAID ระดับ 10 หรือ RAID 1+0มันรวมระดับ RAID 0 และ RAID 1 และทำงานในอาร์เรย์ที่มีฮาร์ดไดรฟ์อย่างน้อยสี่ตัวเท่านั้นต่างจากระดับ RAID อื่นๆ ที่ใช้การสตริปหรือการมิเรอร์เพียงอย่างเดียว RAID 10 รวมคุณสมบัติทั้งสองเข้าด้วยกันเพื่อประสิทธิภาพที่ดีขึ้น แต่มีค่าใช้จ่ายสูงกว่าด้วยระดับ RAID นี้ คุณจะได้รับความเร็วของการสตริปดิสก์ แต่คุณยังได้รับความซ้ำซ้อนของข้อมูลของการมิเรอร์ดิสก์
สามารถตั้งค่าเป็น RAID 1+0 โดยที่ข้อมูลถูกมิเรอร์ จากนั้นมิเรอร์เหล่านั้นจะถูกสไทรพ์ หรือสามารถตั้งค่าเป็น RAID 0+1 โดยที่ข้อมูลจะถูกสไทรพ์ในฮาร์ดไดรฟ์ และดิสก์เหล่านั้น มิเรอร์RAID 10 คือสิ่งที่คุณต้องการหากคุณพยายามป้องกันความล้มเหลวของไดรฟ์เดียวในชุดไดรฟ์ใดๆ หรือความล้มเหลวของไดรฟ์เดียวในไดรฟ์ทั้งสองชุดพร้อมกัน
โดยทั่วไประดับ RAID นี้จะใช้สำหรับเซิร์ฟเวอร์หรือแอปพลิเคชันที่ต้องทำงานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันไม่เว้นวันหยุดข้อเสียของ RAID 10 คือ หากคุณสูญเสียไดรฟ์มากกว่า 50% ในอาร์เรย์ คุณจะสูญเสียข้อมูลทั้งหมด
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ RAID
RAID ระดับใดดีที่สุด?
RAID แต่ละระดับมีข้อดีและข้อเสียต่างกัน อย่างไรก็ตาม ระดับ 0, 1, 5 และ 10 เป็นระดับที่พบบ่อยที่สุดระดับ 0 และ 5 ให้ความเร็วที่สูงขึ้นและพื้นที่เก็บข้อมูลมากขึ้น แต่มีความปลอดภัยที่ต่ำกว่าและต้นทุนที่สูงขึ้นตามลำดับระดับ 1 ให้การป้องกันที่ดีกว่า แต่ขาดความเร็วและเสียพื้นที่จัดเก็บระดับ 10 น่าจะเป็นระดับที่สมดุลที่สุด เนื่องจากมีระดับที่ดีที่สุดทั้งในระดับ 0 และ 1 แต่ราคาจะสูงกว่ามากเพราะต้องใช้ฮาร์ดไดรฟ์มากกว่า
คุณสามารถ RAID ฮาร์ดไดรฟ์ที่มีขนาดต่างกันได้หรือไม่?
ใช่ แต่คุณอาจเสียสละพื้นที่จัดเก็บตัวอย่างเช่น การใช้ RAID ระดับ 256 กับไดรฟ์หลัก 512 GB และไดรฟ์รอง 1 GB หมายความว่าไดรฟ์รองจะใช้พื้นที่เก็บข้อมูลเพียงครึ่งเดียวการเปลี่ยนไดรฟ์หมายความว่าข้อมูลเพียงครึ่งเดียวจะถูกมิเรอร์ ทำให้กระบวนการทั้งหมดไม่เกี่ยวข้อง
คุณสามารถ RAID โซลิดสเตตไดรฟ์ได้หรือไม่?
ได้ สามารถใช้ฮาร์ดไดรฟ์ใดก็ได้ในอาร์เรย์ RAID แต่ขอแนะนำให้ใช้ฮาร์ดไดรฟ์ที่คล้ายกัน เนื่องจากความเร็วและพื้นที่จัดเก็บมักจะจำกัดเฉพาะไดรฟ์ที่ช้าที่สุดและเล็กที่สุดที่มีการใช้ไดรฟ์ที่คล้ายกันหรือเหมือนกันหมดข้อจำกัดนี้
คุณสามารถไดรฟ์ RAID NVMe ได้หรือไม่?
ได้ เช่นเดียวกับฮาร์ดไดรฟ์อื่นๆ ไดรฟ์ NVMe ยังสามารถใช้ในอาร์เรย์ RAID และจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างมากอย่างไรก็ตาม การตั้งค่าประเภทนี้ไม่เหมาะสำหรับผู้บริโภค เนื่องจากไดรฟ์เหล่านี้มีประสิทธิภาพมากอยู่แล้ว โดยมีความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลโดยเฉลี่ยเร็วกว่า SSD ทั่วไปถึงหกเท่า
การเปรียบเทียบระดับ RAID
หากคุณกำลังพยายามตัดสินใจระหว่างระดับ RAID เฉพาะสองระดับสำหรับสภาพแวดล้อมของคุณ เราได้สร้างการเปรียบเทียบเชิงลึกหลายอย่างเพื่อให้การตัดสินใจง่ายขึ้น:
- RAID 0 และ RAID 1
- RAID 1 และ RAID 5
- RAID 5 และ RAID 6
- RAID 5 และ RAID 10
![วิธีดูเวอร์ชัน Windows [ง่ายมาก]](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)
