Khi con người nghiên cứu sâu hơn về thời đại kỹ thuật số, nhu cầu về các máy chủ và hệ thống lưu trữ nhanh hơn, đáng tin cậy hơn tiếp tục tăng lên.Như một ví dụ về nhu cầu lưu trữ và xử lý dữ liệu, Googlethông qua máy chủ của họ hàng ngàyXử lý 20 petabyte thông tin dữ liệu.
Để tránh thất bại thảm hại, các công ty xây dựng các mảng máy chủ, là mạng lưới ổ đĩa lưu trữ rộng lớn được sử dụng để xử lý thông tin kỹ thuật số.Nếu một ổ bị lỗi, ổ kia sẽ bù lại khi ổ bị hỏng được thay thế.
Vì vậy, làm thế nào điều này được thực hiện chính xác mà không làm mất bất kỳ dữ liệu hoặc gây ra thời gian chết?Công nghệ RAID và các cấp độ RAID.
RAID chính xác là gì và nó hoạt động như thế nào?
Mảng dự phòng của đĩa độc lậpHOẶC RAID là một phương pháp lưu trữ dữ liệu mà bạn có thể giảm mất mát dữ liệu và cải thiện hiệu suất đọc / ghi bằng cách lưu trữ thông tin trên nhiều ổ đĩa cứng được gọi là một mảng.Điều này có thể thực hiện được vì hầu hết các công nghệ RAID đều sử dụngdải dữ liệuTách hoặc ngắt dữ liệu tuần tự (chẳng hạn như tệp, video hoặc tài liệu) thành các phân đoạn liền kề.Các phân đoạn sau đó được lưu trữ tuần tự trong ổ đĩa của bạn.
3 Ví dụ về tách tệp video trong mảng RAID ổ cứng
Ví dụ: nếu một tệp video được chia thành 4 phân đoạn liên tiếp;A1-A4 và bạn có 3 ổ cứng trong mảng RAID của mình, A1 sẽ được lưu trên ổ cứng # 1, A2 sẽ được lưu trên ổ cứng # 2, A3 sẽ được lưu trên ổ cứng # 3 và A4 sẽ được lưu trên ổ cứng số 1 vượt trội.
Khi bạn truy xuất tệp, máy tính yêu cầu ổ cứng đầu tiên tải A1, sau đó ngay lập tức chuyển sang ổ cứng tiếp theo cho phân đoạn A2, vì ổ cứng # 1 đang bận.Điều này cho phép máy tính tải đồng thời A1-A3 và sau đó A4.Khi bạn cố gắng tải một video dài 40 phút, máy tính sẽ tải bốn clip dài 4 phút và sau đó hiển thị chúng thành một tệp duy nhất, giúp truy xuất nhanh hơn.
Một số cấp độ RAID sử dụng kỹ thuật phản chiếu.nó là gì?
Để tránh mất dữ liệu,Một số mảng RAID sử dụng phản chiếu, sao chép thông tin khi nó được tạo và lưu trữ.Striping tập trung vào tốc độ, trong khi phản chiếu tập trung vào việc đảm bảo rằng trong trường hợp ổ cứng bị hỏng, vẫn có bản sao dữ liệu.Tính năng nhân bản thực hiện điều này bằng cách đảm bảo rằng tất cả các ổ đĩa thứ cấp đều là bản sao chính xác của ổ đĩa chính.
Ví dụ, nếu máy tính của bạn có hai ổ cứng và ổ cứng chính ngừng hoạt động, hệ thống sẽ tự động chuyển sang ổ cứng phụ mà bạn không hề hay biết.Hệ điều hành, mọi cài đặt cá nhân và mọi tệp bạn tạo và lưu sẽ xuất hiện ở nơi bạn đã để chúng.Trong thiết lập không phải RAID, lỗi ổ cứng có nghĩa là tất cả dữ liệu trên ổ đó có thể không thể khôi phục được.
3 kiểu RAID hoặc cách triển khai khác nhau
Trước khi chúng ta đi vào các cấp độ RAID khác nhau, điều quan trọng là phải nêu rõ rằng có một số cách khác nhau để cài đặt RAID có thể được triển khai vào hệ thống máy tính của bạn.Các triển khai này có thể được chia thànhdựa trên phần cứng, phần mềm hoặc phần sụnvà sử dụng bộ điều khiển RAID tương ứng.
Trong một bài viết khác, chúng tôi đề cập đến sự khác biệt chính giữa bộ điều khiển RAID phần cứng và RAID phần mềm, nêu chi tiết những ưu điểm, nhược điểm cụ thể và các trường hợp sử dụng điển hình của chúng.
Bộ điều khiển RAID là gì?
Bộ điều khiển RAIDchịu trách nhiệm quản lý vàHướng luồng thông tin đến và đi từ mảng đĩa cứng.Nếu không có bộ điều khiển RAID, mảng RAID của bạn chỉ là một tập hợp các ổ cứng.Bạn có thể triển khai bộ điều khiển RAID theo một trong ba cách.
1. Bộ điều khiển RAID phần cứng
Bộ điều khiển RAID phần cứng thường là một chip hoặc thẻ vật lý chuyên dụng ảnh hưởng trực tiếp đến luồng thông tin đến và đi từ mảng RAID.Nó được sử dụng phổ biến nhất trong ngân hàng trung tâm dữ liệu hoặc các hệ thống sử dụng máy chủ từ xa.
2. Bộ điều khiển RAID phần mềm
Bộ điều khiển RAID phần mềm là phần mềm hoạt động trực tiếp với hệ điều hành của máy tính.Nó định hướng và quản lý luồng thông tin bằng cách sử dụng các tài nguyên phần cứng hiện có của máy tính, chẳng hạn như đơn vị xử lý trung tâm (CPU).Điều này là phổ biến trong thiết lập mảng RAID máy tính gia đình.
3. Bộ điều khiển RAID dựa trên phần mềm điều khiển
Bộ điều khiển RAID dựa trên phần mềm điều khiển là các chip được cài đặt sẵn trên bo mạch chủ của máy tính và yêu cầu trình điều khiển để hoạt động.Chip sẽ kích hoạt trong quá trình khởi động, nhưng khi hệ điều hành tải, tất cả quyền điều khiển sẽ được chuyển cho trình điều khiển thích hợp, chuyển mọi hoạt động sang CPU.Loại bộ điều khiển RAID này còn được gọi là RAID phần mềm hỗ trợ phần cứng, và mặc dù nó rẻ hơn bộ điều khiển RAID phần cứng, nhưng nó gây nhiều áp lực hơn cho hệ thống của bạn.
Mức RAID tiêu chuẩn từ 0 đến 6
Bất kể bộ điều khiển RAID nào được sử dụng, mức RAID đề cập đến kiến trúc cụ thể được sử dụng để phân phối dữ liệu giữa các ổ đĩa.Mức RAID bạn sử dụng sẽ được xác định dựa trên hiệu suất bạn đang tìm kiếm và loại khả năng chịu lỗi bạn muốn.
RAID 0
Thường sử dụng các cặp ổ cứng, RAID 0 hoạt động bằng cách phân đoạn dữ liệu tuần tự và lưu trữ trên nhiều ổ đĩa.Với mức này, tất cả chỉ nhằm tối ưu hóa hiệu suất và tốc độ ổ cứng mà không lo mất dữ liệu vì RAID 0 không sử dụng tính năng nhân bản.
Nó hoạt động bằng cách lấy dữ liệu được lưu trữ của bạn, chia nó thành các đơn vị hoặc phân đoạn sọc, sau đó phân phối nó trên các ổ cứng trong một mảng.Điều này cho phép thiết lập RAID 0 để ghi và đọc dữ liệu nhanh chóng vì bạn có nhiều hơn 1 ổ cứng xử lý dữ liệu cùng một lúc.Tuy nhiên, nếu một trong các ổ đĩa bị lỗi trong quá trình thiết lập này, tất cả dữ liệu sẽ bị mất.
RAID 1
RAID cấp độ 1 tập trung hoàn toàn vào khả năng dự phòng dữ liệu, giữ thông tin an toàn ngay cả khi một ổ đĩa bị lỗi.Để đạt được điều này, RAID 1 không tách bất kỳ dữ liệu nào mà sao chép thông tin vào ổ đĩa thứ hai (máy nhân bản).
Bằng cách này, hiệu suất đọc của bạn tăng lên, có nghĩa là máy tính có thể truy cập vào một trong hai ổ đĩa tại bất kỳ thời điểm nào vì cả hai đều có cùng thông tin.Nếu một ổ đĩa bận, nó có thể truy cập ổ đĩa thứ hai.Với mức này, bạn có thể có được hiệu suất tuyệt vời với một số khả năng chịu lỗi.Tuy nhiên, tốc độ của hoạt động ghi không được cải thiện so với thiết lập ổ đĩa đơn vì tất cả thông tin phải được ghi vào cả hai đĩa trong mảng RAID 1.
RAID 2
Cấp độ RAID này sử dụng tính năng phân dải, nhưng thay vì chia nhỏ dữ liệu của tệp thành các phân đoạn bị chặn, nó sẽ chia nhỏ dữ liệu ở cấp độ bit.Một số ổ cứng trong thiết lập mảng này sẽ lưu trữ thông tin lỗi và mã sửa chữa để thay thếMã Hammingcủa bất kỳ vật ngang giá nào.Mức RAID này ngày nay hiếm khi được sử dụng vì nó đã được thay thế bằng các cài đặt tốt hơn.
RAID 3
RAID 3 là phiên bản nâng cấp của RAID cấp 2.Mảng sử dụng phân dải mức byte để cải thiện hiệu suất, đồng thời dành một ổ đĩa để lưu trữ thông tin chẵn lẻ và phân phối dữ liệu trên các ổ đĩa còn lại.Tuy nhiên, bất kỳ lệnh I / O nào sẽ xử lý từng ổ cứng cùng một lúc, có nghĩa là hiệu suất sẽ bị giới hạn bởi một đĩa chẵn lẻ duy nhất, vì nó không thể xử lý nhiều yêu cầu cùng một lúc.
RAID 4
Tương tự như RAID cấp độ 3, cấp độ này dành riêng cho một ổ đĩa chẵn lẻ, nhưng tạo ra các phân đoạn lớn hơn khi bị sọc, cho phép máy tính nhanh chóng truy cập và đọc dữ liệu từ ổ đĩa bất kỳ lúc nào.Ngoài ra, RAID cấp độ 4 cho phép nhiều chức năng I / O đọc hoạt động đồng thời.Tuy nhiên, hệ thống sẽ vẫn bị giới hạn khả năng ghi một lần vào / ra, vì bất kỳ lệnh ghi nào cũng sẽ yêu cầu cập nhật ổ đĩa chẵn lẻ.Bởi vì điều này, cấp độ 4 chỉ là một nâng cấp nhẹ từ cấp độ 3.
RAID mức 3 và 4 được thay thế bằng RAID 5 cho hầu hết các trường hợp sử dụng.
RAID 5
Đây là cấp độ đột kích được sử dụng phổ biến nhất vì nó cân bằng tốt giữa tốc độ và bảo mật dữ liệu.Để cải thiện hiệu suất, dữ liệu được chia dọc trên nhiều ổ cứng, thường là năm ổ đĩa, giống như các mức RAID trước đó.Tuy nhiên, thông tin chẵn lẻ cũng nằm rải rác trên mỗi đĩa, tạo ra cái được gọi là mảng chẵn lẻ xoay.Điều này cho phép máy tính thực hiện đồng thời nhiều chức năng đọc và ghi I / O, đồng thời để lại nhiều thông tin nhất có thể cho máy tính trong trường hợp ổ đĩa bị lỗi.RAID mức 5 không phải là hiệu suất tốt nhất (RAID 0 nhanh hơn), nhưng nó rất tốt cho các hệ thống cần sự cân bằng giữa hiệu suất và khả năng dự phòng.
RAID 6
RAID cấp 6 sử dụng tất cả các hệ thống tương tự như RAID cấp 5, nhưng cũng triển khai mảng chẵn lẻ luân phiên thứ hai trên cùng một số ổ đĩa.Điều này có nghĩa là hệ thống RAID cấp 6 có thể xử lý đồng thời hai lỗi ổ đĩa đồng thời, trong khi hệ thống cấp 5 chỉ có thể xử lý một ổ đĩa bị thiếu tại một thời điểm.
Tăng gấp đôi lượng thông tin chẵn lẻ có nghĩa là hiệu suất của các hoạt động ghi bị giảm so với RAID 5.Các hoạt động đọc không bị ảnh hưởng và các hoạt động đọc cũng nhanh như RAID 5.
RAID lồng nhau là gì?
Trong phần cấp độ RAID ở trên, chúng tôi đã đề cập đến ba thuật ngữ chính giải thích chức năng RAID:Sọc, phản chiếu và chẵn lẻ.khi nàoKhi hai trong số chúng được sử dụng trong một mảng, điều này được gọi là RAID lồng nhau.Trước khi đi vào ví dụ này, hãy giải thích ngắn gọn ý nghĩa của ba thuật ngữ chính này.
Dải RAID
Dải RAID là khi một số dữ liệu được lưu trữ trên một ổ đĩa và các phân đoạn khác của dữ liệu đó được lưu trữ trên ổ đĩa khác.
Phản chiếu RAID
Sao chép RAID là sao chép dữ liệu từ ổ đĩa này sang ổ đĩa khác để dự phòng.Nó bảo vệ dữ liệu của bạn khỏi bị mất.
Chẵn lẻ RAID
Chẵn lẻ RAID sử dụng các phép tính toán học phức tạp để tái tạo lại dữ liệu bị mất khi ổ cứng bị lỗi.
RAID 10 hoặc RAID 1 + 0
Một ví dụ tuyệt vời về RAID lồng nhau làRAID cấp 10 hoặc RAID 1 + 0.Nó kết hợp các cấp độ RAID 0 và RAID 1 và chỉ hoạt động trong các mảng có ít nhất bốn ổ cứng.Không giống như các cấp độ RAID khác chỉ dựa vào phân dải hoặc phản chiếu, RAID 10 kết hợp cả hai tính năng để có hiệu suất tốt hơn, nhưng với chi phí cao hơn.Với mức RAID này, bạn có được tốc độ ghi đĩa, nhưng bạn cũng nhận được sự dự phòng dữ liệu của quá trình sao chép đĩa.
Nó có thể được thiết lập dưới dạng RAID 1 + 0, nơi dữ liệu được sao chép và sau đó những bản sao đó bị sọc, hoặc nó có thể được thiết lập thành RAID 0 + 1, nơi dữ liệu bị sọc trên các ổ đĩa cứng, và sau đó các đĩa đó được nhân đôi.RAID 10 là những gì bạn muốn nếu bạn đang cố gắng ngăn một ổ đĩa duy nhất trong một trong hai bộ ổ đĩa bị lỗi hoặc một ổ đĩa trong cả hai bộ ổ đĩa bị lỗi cùng một lúc.
Mức RAID này thường được sử dụng cho các máy chủ hoặc ứng dụng cần chạy 24/7.Nhược điểm của RAID 10 là nếu bạn mất hơn 50% ổ đĩa trong mảng, bạn sẽ mất tất cả dữ liệu của mình.
Câu hỏi thường gặp về RAID
Mức RAID nào là tốt nhất?
Mỗi cấp độ RAID có ưu điểm và nhược điểm riêng, tuy nhiên, các cấp độ 0, 1, 5 và 10 là phổ biến nhất.Các cấp độ 0 và 5 cung cấp tốc độ cao hơn và nhiều dung lượng hơn, nhưng với mức độ bảo mật thấp hơn và chi phí cao hơn, tương ứng.Cấp độ 1 cung cấp khả năng bảo vệ tốt hơn nhưng thiếu tốc độ và hy sinh không gian lưu trữ.Mức 10 có lẽ là mức cân bằng nhất, vì nó cung cấp tốt nhất cả hai mức 0 và 1, nhưng chi phí cao hơn rất nhiều vì nó yêu cầu nhiều ổ cứng hơn.
Bạn có thể RAID ổ cứng có kích thước khác nhau không?
Có, nhưng bạn có thể hy sinh không gian lưu trữ.Ví dụ: sử dụng RAID cấp 256 với ổ chính 512 GB và ổ phụ 1 GB có nghĩa là ổ phụ sẽ chỉ sử dụng một nửa dung lượng lưu trữ của nó.Việc chuyển đổi ổ đĩa có nghĩa là chỉ một nửa dữ liệu sẽ được sao chép, khiến toàn bộ quá trình không liên quan.
Bạn có thể RAID ổ đĩa trạng thái rắn không?
Có, bất kỳ ổ cứng nào cũng có thể được sử dụng trong mảng RAID, nhưng các ổ cứng tương tự được khuyến nghị vì tốc độ và bộ nhớ thường bị giới hạn ở các ổ chậm nhất và nhỏ nhất hiện có.Sử dụng các ổ đĩa giống nhau hoặc giống hệt nhau sẽ loại bỏ hạn chế này.
Bạn có thể ổ đĩa RAID NVMe không?
Có, giống như các ổ cứng khác, ổ NVMe cũng có thể được sử dụng trong mảng RAID và sẽ cải thiện đáng kể hiệu suất.Tuy nhiên, kiểu thiết lập này không thực tế đối với người tiêu dùng, vì những ổ cứng này đã rất mạnh, với tốc độ truyền dữ liệu trung bình nhanh hơn sáu lần so với các ổ SSD thông thường.
So sánh mức RAID
Nếu bạn đang cố gắng quyết định giữa hai mức RAID cụ thể cho môi trường của mình, chúng tôi đã tạo một số so sánh chuyên sâu để đưa ra quyết định dễ dàng hơn:
- RAID 0 và RAID 1
- RAID 1 và RAID 5
- RAID 5 và RAID 6
- RAID 5 và RAID 10
![Cách xem phiên bản Windows [rất đơn giản]](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)
