RAID

RAID technologie

Disková pole jsou, jak již bylo zmíněno v předchozím článku, skladbou několika fyzických disků, které tvoří jeden virtuální disk. Tato technologie se nazývá RAID – Redundant Array of Independet Disks. V překladu tato zkratka znamená vícenásobné diskové pole nezávislých disků. Tato metoda zabezpečuje proti selhání pevného disku. Neznamená to však, že při využití RAID metody disky nemohou selhat. V následujících podkapitolách jsou zmíněny RAID technologie nejčastěji využívané v rámci NAS úložiště.

RAID 0

V případě, že od diskového pole čekáváme rychlý zápis dat, využijeme RAID 0, tzv. striping. Data se rozkládají mezi 2 disky současně, čímž se zvyšuje rychlost zápisu. Velkým rizikem je ztráta dat, tato metoda nijak nezabezpečuje výpadek disku ani ztrátu dat. Aplikace tohoto řešení je, nebo spíše bývala, vhodná pro herní počítače, kde bylo zapotřebí vysokého výkonu. Dnes při technologii SSD se tato metoda používá velmi zřídka. K tomuto řešení stačí pouze 2 disky. Vhodné nasazení je v případě potřeby výpočetního výkonu i přes riziko ztráty dat. Při použití uvedené metody dosahuje diskové pole nejvyšších zapisovacích rychlostí ze všech možných technologií RAID. Kapacita disků se v tomto případě sčítá.

Animace znázorňující ukládání dat pomocí technologie RAID 0.

RAID 1

Zrcadlení, tzv. mirroring, je další způsob, jakým je možno vytvořit úložiště na pevných discích. Jedná se zrcadlení dat vzájemně na 2 disky. Zapisovací doba na disky se rovná stejné době, jako je zápis na jeden disk. Je ovšem zapotřebí, aby byly oba disky shodných velikostí a parametrů. Velký přínos zrcadlení disků je v případě výpadku jednoho z disků. V případě selhání jej stačí vyjmout a zapnout znovu sestavení, veškerá data se opět začnou zrcadlit z jednoho disku na druhý. Nevýhoda tohoto řešení je zřejmá: přicházíme o 50% kapacity úložiště. Celková kapacita úložiště v případě RAID 1 se rovná kapacitě jednoho disku.

Animace znázorňující ukládání dat pomocí technologie RAID 1.

RAID 5

Paritní metoda RAID 5 pracuje minimálně se třemi disky, kde jsou data umisťována na všechny disky. K datům je dopočítána parita, která je stejně tak rozmístěna na pevných discích. Parita obsahuje paritní bit, který je součástí rekonstrukce dat při jejich obnově. Pole RAID 5 může přijít o jeden disk. Tato metoda má vyšší rychlost čtení než ze samotného jednoho disku, rychlost čtení je stejně srovnatelná jako RAID 0. Naopak zápis je poněkud pomalejší, hlavně z důvodu rozdělování dat a tvorby parity. Tato metoda patří mezi nejvíce nasazovaná do diskových polí pro velké kapacity. Kapacita úložiště je dána  počtem disků sníženým o jeden násobená kapacitou jednoho disku.

Animace znázorňující ukládání dat pomocí technologie RAID 5.

RAID 6

Technologie RAID 6 je nástupcem RAID 5, kde je využito hned dvou paritních bloků, kde se na každém z nich nachází již výše zmíněný samoopravný kód. Všechny samoopravné kódy jsou uloženy střídavě na všechny disky, nikoliv pouze na jeden. Pro tuto metodu je potřeba celkem čtyř disků, kde mohou selhat dva disky. Výhoda oproti RAID 5 je ta, že při výpadku jednoho disku není zcela nutné okamžitě měnit disk, ale jste pojištěni ještě jedním. Při užití celkem čtyř disků přijdeme kapacitně o 2 disky. Kapacita je obdobná jako RAID 1, proto je vhodné využít více disků a to alespoň 5, aby se kapacita nedělila dvěmi. Náročnost pro zápis je větší, protože se vypočítávají 2 parity. Nasazení pole je vhodné pro malé až střední databáze, kde klademe důraz na stálou přístupnost dat a vysokou spolehlivost.

Animace znázorňující ukládání dat pomocí technologie RAID 6.

RAID 10

RAID 10 je dosti obdobný jako RAID 01, ovšem prokládání dat se nejprve rozloží na 2 části, kde se poté zrcadlí. Data máme uloženy tak, že první část souboru je na prvním a druhém disku, druhá část dat je uložena na třetím a čtvrtém disku. Tato metoda je odolná pro výpadek celkem dvou disků, ale každý disk může selhat v jedné části. Při výpadku dat a nahrazení vadného disku novým je obnova dat několikanásobně rychlejší než oproti metodě RAID 01. Kapacita technologie RAID 10 je stejná jako RAID 01 a to 50% z celkové kapacity disků.

Animace znázorňující ukládání dat pomocí technologie RAID 10.

RAID 01

Metoda využívající minimálně 4 disky, kde prvně dochází k zrcadlení dat do dvou bloků, které se dále prokládají na další dva disky. Zjednodušeně lze uvést, že pokud rozdělíme soubor do diskového pole s technologií RAID 01, soubor bude mít první části uložené na prvním a třetím disku, další dvě části budou uloženy na druhém a čtvrtém disku. Tato metoda je odolná proti výpadku jedné zrcadlící se části. Odolnost vůči chybám je obdobná jako u RAID 5. Tato metoda je dosti nákladná na pořízení disků a s tím související problematika rozšiřování pole. Z celkové kapacity využíváme jen 50% kapacity všech disků.

Animace znázorňující ukládání dat pomocí technologie RAID 01.