Apa itu RAID Storage Level 0, 1, 5, 10

Apa itu Raid dan berbagai jenisnya? “RAID” (“Redundant Array of Independent Disks,” kadang-kadang disebut sebagai “Redundant Array of Inexpensive Disks”) adalah teknologi virtualisasi penyimpanan yang mengintegrasikan beberapa disk drive ke dalam komponen logis untuk menyediakan redundansi data, peningkatan kinerja, atau keduanya.

Ini adalah kebalikan dari gagasan lama tentang drive disk mainframe berkualitas tinggi, yang disebut sebagai "disk biaya besar tunggal" atau SLED.

Apa sebenarnya Raid itu? Apa saja jenis-jenisnya?

Data tersebar di seluruh drive dalam berbagai metode, yang dikenal dengan tingkat RAID, berdasarkan jumlah redundansi dan kinerja. Berbagai skema atau tata letak untuk distribusi data diidentifikasi dengan istilah "RAID" dan diikuti dengan angka. Misalnya, RAID 1 atau RAID 2.

Setiap skema, serta tingkat RAID, memiliki berbagai tingkat keseimbangan antara tujuan utama ketersediaan, kinerja keandalan , dan kapasitas. Tingkat RAID yang lebih tinggi dari RAID 0 melindungi kesalahan pembacaan sektor yang dapat dipulihkan dan terhadap kemungkinan kegagalan semua drive fisik.

Ringkasan

Sejumlah tingkat RAID menggunakan skema pemeriksaan kesalahan yang dikenal sebagai "paritas", yang merupakan metode yang sangat populer digunakan di bidang teknologi informasi. Ini memberikan toleransi kesalahan untuk kumpulan data tertentu.

Banyak level RAID menggunakan XOR dasar. Namun, RAID 6 menggunakan dua pihak terpisah yang didasarkan pada perkalian dan penambahan di bidang koreksi kesalahan Reed–Solomon atau Galois tertentu.

RAID juga dapat menawarkan keamanan data menggunakan Solid-state drive (SSD) tanpa biaya sistem SSD lengkap. Misalnya, SSD cepat dapat dicerminkan menggunakan drive elektronik. Untuk memberikan kecepatan secepat mungkin, diperlukan pengontrol yang tepat yang memanfaatkan SSD cepat untuk setiap operasi baca. Ini disebut "RAID hibrida."

Level Standar

Pada awalnya, ada lima tingkat RAID. Sejak itu, banyak variasi telah berkembang dengan beberapa level bersarang serta sejumlah level yang tidak standar (kebanyakan eksklusif) . Level RAID, serta format terkait untuk data, dapat distandarisasi melalui Storage Networking Industry Association (SNIA) dalam standar Common RAID DDF PDsk Drive Format:

serangan 0

Ini adalah bentuk striping. Namun, tidak ada mirroring atau bahkan paritas. Jika dibandingkan dengan volume yang dibentangkan , kapasitas volumenya persis sama. Ini adalah total kapasitas drive di dalam set. Namun, karena striping menyebarkan konten setiap file ke semua drive dari kumpulan, kegagalan drive mana pun dapat menyebabkan seluruh file atau volume hilang.

Berbeda dengan kasus volume yang direntangkan, mereka mempertahankan file yang ada di drive yang tidak gagal. Keuntungannya adalah kecepatan operasi membaca dan menulis ke file tertentu akan ditingkatkan dengan jumlah drive. Tidak seperti volume terentang, operasi membaca dan menulis dilakukan secara bersamaan.

serangan 1

RAID 1 terdiri dari pencerminan data tetapi tidak ada pengupasan atau paritas. Data ditulis dengan cara yang mirip dengan beberapa drive, yang menghasilkan "kumpulan cermin" yang terdiri dari drive.

Ini berarti bahwa setiap permintaan baca ditangani oleh drive mana pun di set. Jika permintaan dikirim ke semua drive dalam koleksi, maka permintaan tersebut dapat dilayani melalui drive yang dapat mengakses awalnya (tergantung pada latensi rotasinya) , yang meningkatkan kinerja.

Throughput baca berkelanjutan, asalkan pengontrol atau program dioptimalkan untuknya, serupa dengan total throughput setiap drive dalam set, persis seperti level sebelumnya. Read-throughput sebenarnya dari banyak implementasi RAID 1 lebih lambat dibandingkan dengan drive yang paling kuat.  

Throughput tulis umumnya lebih lambat karena setiap drive perlu ditingkatkan, dan drive dengan kecepatan terendah membatasi kecepatan tulis. Array akan terus berfungsi selama minimal satu drive beroperasi.

serangan 2

RAID 2 terdiri dari striping tingkat bit yang didasarkan pada paritas kode Hamming. Setiap putaran spindel disk disinkronkan, dan data dibagi sehingga setiap bit sekuensial disimpan pada satu drive. Paritas kode hamming dapat dihitung pada bit yang identik dan disimpan pada setidaknya satu drive untuk paritas.

Ini hanya penting secara historis. Meskipun digunakan pada mesin tertentu yang lebih tua (misalnya, Mesin Berpikir CM-2), pada saat penulisan, itu tidak digunakan dalam sistem apa pun yang tersedia secara komersial.

serangan 3

RAID 3 adalah striping tingkat byte yang didedikasikan untuk paritas. Setiap putaran spindel disk disinkronkan. Data dibagi sehingga setiap byte berurutan terletak pada drive yang sama sekali berbeda. Paritas dihitung atas byte identik dan disimpan pada drive paritas terpisah. RAID 3 tidak banyak digunakan di dunia nyata, tetapi implementasinya ada.

serangan 4

RAID 4 terdiri dari striping level blok dengan paritas khusus. Ini sebelumnya digunakan oleh NetApp tetapi sekarang banyak digantikan oleh RAID 4 versi pribadi yang memiliki dua disk paritas, yang dikenal sebagai RAID-DP.

Manfaat utama RAID 4 dibandingkan RAID 2 dan 3 adalah paralelisasi I/O. Artinya, Dalam RAID 2 dan 3, operasi I/O baca tunggal melibatkan pembacaan seluruh larik drive data; namun, dengan RAID 4, satu operasi baca I/O tidak perlu didistribusikan ke semua drive. Pada gilirannya, ada lebih banyak proses I/O yang dapat dilakukan secara paralel, yang meningkatkan efisiensi transfer yang lebih kecil.

RAID 5

RAID 5 terdiri dari striping level blok yang memiliki paritas terdistribusi. Berbeda dengan RAID 4, informasi paritas dibagikan di seluruh drive, yang mengharuskan setiap drive, minus satu, beroperasi. Jika satu drive, pembacaan di masa mendatang dapat dihitung menggunakan paritas terdistribusi untuk memastikan bahwa data tidak dapat hilang. RAID 5 membutuhkan setidaknya tiga disk.

Mirip dengan semua ide paritas tunggal, implementasi RAID 5 yang masif rentan terhadap malfungsi sistem. Alasannya adalah tren waktu yang dibutuhkan untuk membangun kembali sebuah array dan kemungkinan kegagalan drive dalam proses pembangunan kembali. Membangun kembali array melibatkan penggunaan semua disk untuk membaca data yang dapat menyebabkan kegagalan drive lain dan bahkan penghancuran semua array.

RAID 6 terdiri dari striping level blok, yang memiliki paritas distribusi ganda. Paritas ganda memberikan kemampuan untuk mentolerir kesalahan hingga 2 drive yang gagal. Ini berarti bahwa grup RAID yang lebih besar lebih layak, terutama dalam sistem dengan ketersediaan tinggi, karena hard disk berkapasitas lebih besar memerlukan waktu lebih lama untuk diperbaiki.

serangan 6

RAID 6 membutuhkan setidaknya empat disk. Seperti RAID 5, kegagalan drive tunggal dapat mengakibatkan penurunan kinerja untuk seluruh larik hingga diganti. Dengan memanfaatkan drive dari sumber yang berbeda, adalah mungkin untuk mengatasi masalah paling umum yang terkait dengan RAID 5. Semakin besar kapasitas drive dan semakin banyak jumlah array, semakin tidak penting untuk memilih RAID 6.

RAID Perangkat Lunak

Sangat penting untuk memahami bahwa pengontrol RAID adalah bagian tengah dari sistem RAID. Ini memainkan fungsi penting dalam distribusi data di antara array disk RAID yang mencakup setiap RAID Perangkat Keras dan RAID Perangkat Lunak.

Software RAID memanfaatkan kemampuan yang disediakan oleh software RAID. Ini adalah perangkat lunak RAID atau driver RAID yang dibangun ke dalam sistem operasi server. Metode ini tidak memerlukan perangkat keras tambahan untuk menghubungkan perangkat penyimpanan. Namun, hal itu dapat menambah beban pemrosesan keseluruhan pada server dan dapat mengakibatkan kalkulasi RAID yang lambat dan fungsi lain yang dijalankan oleh gadget.

Banyak sistem operasi server yang dapat mendukung konfigurasi RAID, seperti yang berasal dari Microsoft, Apple, dan berbagai versi sistem Unix/Linux. Sebagian besar waktu, Software RAID tergantung pada sistem operasi yang digunakan. Oleh karena itu tidak disarankan untuk divisi yang dibagi antara beberapa sistem operasi.

Keuntungan

• Kita dapat membuat konfigurasi RAID untuk sistem operasi yang sama (misalnya, Ubuntu) dan kemudian menerapkannya ke sistem serupa lainnya.
• Instalasi RAID perangkat lunak hemat biaya karena tidak memerlukan peralatan perangkat keras tambahan.
• Konfigurasi ulang level RAID dimungkinkan karena konfigurasinya fleksibel dan tidak rumit.
• Sebagian besar sistem operasi kompatibel dengan konfigurasi Perangkat Lunak RAID yang memudahkan penginstalan dan menyelesaikan tugas konfigurasi yang membantu menyelesaikan berbagai masalah.
• Software RAID sebagian besar cocok untuk memproses RAID dasar 0, 1, dan 10 yang tidak membuat beban tambahan pada sistem.

Kekurangan

• Kegagalan sistem pada server dapat berdampak negatif pada integritas data.
• Implementasi RAID perangkat lunak tidak bermanfaat jika ada beberapa driver pada sistem karena konflik tertentu dapat terjadi.
• Sistem operasi tertentu hanya mendukung rentang RAID tertentu.
• RAID Perangkat Lunak berpotensi berdampak signifikan terhadap beban sistem saat membuat konfigurasi RAID yang kompleks.
• Tidak banyak peluang untuk memanfaatkan RAID pada sistem operasi yang dikelompokkan.
• Memperbaiki disk yang gagal bisa jadi rumit.
• Software RAID rentan terhadap malware dan virus karena berjalan di dalam sistem operasi server yang digunakan untuk server utama.

Kami sedang mempelajari RAID Perangkat Lunak dan beberapa kekuatan dan kelemahannya. Kami dapat menyimpulkan bahwa pendekatan ini dapat digunakan untuk proyek-proyek kecil dengan anggaran terbatas dan untuk situasi di mana komputasi hemat daya dan keamanan data. Pemulihan disk dan data cepat bukanlah prioritas utama.

Sangat penting untuk menyadari bahwa ini hanyalah saran umum karena opsi bergantung pada kebutuhan proyek dan pekerjaan yang harus diselesaikan.

RAID Perangkat Keras

RAID Perangkat Keras adalah semua drive terhubung ke pengontrol RAID perangkat keras yang terletak pada kartu atau server RAID individu atau terintegrasi ke dalam motherboard. Pengontrol RAID perangkat keras mengelola pengaturan dan larik RAID. Ini dapat mendukung berbagai tingkat RAID.

Dalam situasi tertentu, pengontrol RAID dapat berfungsi sebagai komputer versi mini. Itu karena mereka dilengkapi dengan prosesor yang dirancang khusus untuk menyelesaikan pekerjaan mereka.

Dalam penginstalan RAID Perangkat Keras, drive terhubung langsung satu sama lain melalui papan pengontrol RAID. Ini tidak terbatas pada server besar tetapi juga ke komputer desktop. Processing Hardware RAID adalah referensi untuk pengontrol terpisah (seperti ATA RAID, SATA, DELTA PLCdll.) pada sistem penyimpanan.

Karena RAID dikendalikan oleh dan diproses oleh papan pengontrol, tidak ada beban tambahan untuk prosesor server. RAID Perangkat Keras juga dapat menyediakan beberapa fungsi tambahan lainnya seperti opsi menukar disk jika terjadi kegagalan disk tunggal. Selain itu, RAID Perangkat Keras lebih mahal daripada RAID perangkat lunak, tetapi lebih efisien dan memiliki kompatibilitas fungsional yang lebih baik.

Keuntungan

• Sangat mudah untuk memindahkan kotak antara server, komputer, dan OS.
• Tingkat efisiensi sistem yang tinggi sangat penting untuk sistem lama yang tidak dapat meningkatkan daya komputasi komputer.
• Perlindungan terhadap kerusakan dan kehilangan data dapat terjadi jika terjadi gangguan daya selama produksi salinan cadangan karena RAID perangkat keras menggunakan baterai cadangan dan memori flash internalnya.
• Ada lebih sedikit masalah saat menggunakan sistem RAID dalam proses pembuatan salinan cadangan serta pemulihan data.
• Hardware RAID menggunakan memori cache-memori untuk membuat salinan cadangan dan pemulihan data.
• Fleksibilitas untuk mengkonfigurasi RAID yang sulit dicapai tanpa peralatan yang tepat.
• Tingkat RAID lebih lanjut dapat digunakan, tetapi akan membutuhkan sumber daya yang lebih besar.
• Ia bekerja dengan baik pada semua jenis disk.
• Kompatibilitas dengan berbagai OS.

Kekurangan:

• Ini juga lebih mahal karena membutuhkan lebih banyak peralatan.
• Hal yang menarik adalah RAID Perangkat Keras dapat memiliki rasio efisiensi yang lebih rendah untuk proyek dan tugas tertentu, mengingat biayanya.
• Ketika pengontrol RAID gagal, itu harus diganti dengan model pengganti untuk mencegah kerusakan. Jika pengontrol pengganti tidak segera tersedia, penundaan kinerja sistem dapat terjadi.
• Dengan RAID Perangkat Keras, ada kemungkinan mengalami kesulitan saat memasang HDD dari pabrikan yang berbeda atau saat memasang drive SSD dan HDD.

Dalam menganalisis keuntungan/kerugian RAID Perangkat Keras, kami melihatnya sebagai opsi yang layak untuk membantu proyek yang lebih mahal yang tidak memiliki batasan anggaran. Selain itu, ini adalah pilihan ideal ketika keamanan data dan kekuatan komputasi sangat penting. Dalam beberapa kasus, RAID Perangkat Keras dapat lebih cocok untuk proyek yang terhubung ke perangkat teknis karena interaksi dengan perangkat penyimpanan dapat menyebabkan masalah.

RAID hibrid

Dalam kasus tertentu, mungkin saja penawaran Hybrid RAID mungkin lebih baik. Misalnya, jika RAID dapat diintegrasikan dengan BIOS motherboard, ini dapat memberikan data tambahan yang berlebihan saat sistem dihidupkan dan dapat membantu menghentikan kerusakan data.

Keuntungan

• Dalam banyak kasus, sistem Hybrid RAID dilengkapi dengan antarmuka pengguna grafis yang dapat digunakan untuk membantu konfigurasi RAID.
• RAID hibrid membutuhkan biaya yang kecil dan ideal untuk berbagai proyek.
• Hybrid RAID biasanya dapat berfungsi pada beberapa sistem yang menjalankan sistem operasi yang sama.
• Hybrid RAID dapat melindungi sistem boot dari kegagalan saat boot, yang dapat disebabkan oleh kesalahan sistem atau kegagalan serupa.

Kekurangan

• Ada juga masalah mengenai swap drive serta pemulihan data.
• RAID hibrid dapat menyebabkan beban berlebihan pada server yang dapat memengaruhi produktivitas.
• Beberapa sistem operasi (terutama yang terbaru) mungkin memerlukan driver untuk RAID untuk ditingkatkan secara berkala. Hal ini dapat menyebabkan konflik driver.
• Karena RAID perangkat lunak rentan terhadap virus, perangkat lunak ini mungkin memiliki model ancaman yang kurang aman.

Hybrid RAID, bagaimanapun, merupakan pilihan yang sangat baik, tetapi dapat memiliki beberapa kekhasan. Inilah sebabnya mengapa ini ideal untuk berbagai proyek. Disarankan untuk memilih Hybrid RAID jika Anda tahu sebelumnya masalah apa yang mungkin muncul dan cara terbaik untuk menyelesaikan masalah ini.

Selain itu, ini bisa menjadi pilihan ideal jika proyek Anda memerlukan RAID Perangkat Lunak dan Perangkat Keras. Tapi, proyek-proyek ini biasanya sangat spesifik. Pada akhirnya, penting untuk diingat bahwa keputusan akhir hanya akan didasarkan pada tujuan dan persyaratan unik proyek Anda.