Redundantní pole nezávislých disků (RAID) představuje technologii pro ukládání dat, která přináší vyvážený výkon a množství výhod, například zvýšenou odolnost proti selhání, lepší spolehlivost a vyšší rychlost.
Spojuje dvě nebo více diskových polí do logických jednotek, které se tváří jako jeden disk. Toto seskupení je realizováno pomocí softwaru i hardwaru.
Zjednodušeně řečeno, RAID umožňuje sloučení více pevných disků do jedné jednotky s větším úložným prostorem.
Kromě vytvoření rozsáhlejšího prostoru pro data z mnoha menších disků, pomáhá také s různými výkonnostními operacemi. Patří sem například ochrana mezi disky pro zrychlení zápisu a čtení, nebo zrcadlení pro redundanci dat.
Existuje několik různých úrovní RAID. Mezi nejoblíbenější patří RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6 a RAID 10. Každá úroveň je navržena tak, aby plnila specifický účel.
Tento termín je pro mnoho lidí poměrně neznámý, což ztěžuje správné rozhodnutí mezi RAID 0 a RAID 1.
V tomto článku se podíváme na srovnání RAID 0 a RAID 1, abyste pochopili rozdíly mezi těmito dvěma technologiemi.
Začněme!
Co je RAID 0?
RAID 0 je základní konfigurace, která využívá prokládání dat pro jejich zpracování, namísto parity a zrcadlení. Jde o proces rozdělování dat na menší bloky a jejich rozložení mezi různá úložná zařízení, jako jsou SSD (Solid State Drive) nebo pevné disky.
RAID 0 obecně zvyšuje výkon systému a zcela spoléhá na RAID při svých operacích. Pomáhá také při vytváření velkého logického svazku z několika sad disků s menší kapacitou.
Jak RAID 0 funguje?
Proužek obsahuje data rozdělená mezi SSD nebo pevné disky, přičemž prokládaná jednotka definuje segment dat na každém disku. Protože prokládání rozprostírá data mezi fyzické disky, různé disky mohou přistupovat k obsahu, což umožňuje rychlejší dokončení operací čtení a zápisu.
Prokládání disku bez parity má tendenci mít nulovou odolnost proti chybám a redundanci. To znamená, že při selhání disku dojde ke ztrátě všech dat na něm uložených. Systém prokládá data na různých úrovních, například na úrovni bajtů, bitů, bloků nebo oddílů.
Například úložný systém s deseti pevnými disky rozdělí 64 KB blok na první, druhý, třetí, čtvrtý a pátý disk. Poté se restartuje z prvního disku. Podobně systém uloží 1 MB dat na každý z 10 disků a následně se vrátí na první disk a opakuje postup.
RAID 0 je jednou z nejlepších technologií pro ukládání dat. I když není kritická, vyžaduje vysokou rychlost zápisu a čtení. Editace videa v mezipaměti a živé video streamování jsou příklady využití RAID 0 díky jeho rychlosti a výkonu.
Co je RAID 1?
RAID 1, také nazývaný zrcadlení disků, je proces klonování/kopírování dat na více disků. Zrcadlení disků je vhodné pro aplikace jako operační systémy, emailové systémy, transakční aplikace atd., které vyžadují vysokou dostupnost a výkon.
RAID 1 je nejpoužívanější úroveň RAID, která se snaží zvýšit bezpečnost uložených dat. Využívá jednoduchý koncept kombinace dvou nebo více pevných disků, které ukládají vaše data duplicitně. Tento proces je známý jako zrcadlení.
Pokud je například soubor zapsán a uložen na jeden pevný disk, automaticky se uloží i na pevný disk 2, 3 nebo jiné disky. To znamená, že systém nabízí úplnou redundanci. Pokud tedy jeden disk selže, druhý je připraven ho okamžitě nahradit.
Jak RAID 1 funguje?
RAID pole funguje, i když je aktivní a funkční pouze jeden disk. Protože jsou oba disky funkční, lze z nich snadno číst data, což zrychluje provoz. Jelikož RAID 1 dobře spolupracuje s SSD pro moderní úložné systémy, mnozí preferují „monitorování disku“.
Operace zápisu jsou však pomalejší, protože každá operace zápisu se provádí dvakrát. Jediné zrcadlení disku je užitečné během scénářů obnovy po havárii, protože nabízí převzetí služeb při selhání pro data, která potřebujete pro kritické aplikace.
Pokud se primární disk poškodí nebo je nefunkční, provoz se okamžitě přepne na zrcadlené nebo sekundární záložní disky. Poté může být zrcadlená kopie funkční, protože aplikační software a operační systém jsou naklonovány na jednotku spolu s informacemi z aplikací.
RAID 0 vs. RAID 1: Výhody a omezení
Nyní, když znáte RAID 0 a RAID 1, podívejme se na výhody a omezení obou technologií.
Výhody RAID 0
- Vylepšený výkon: RAID 0 nabízí vyšší rychlost a výkon. Zjednodušeně řečeno, pokud jsou data rozložena na třech zařízeních, máte trojnásobnou šířku pásma. Pokud předpokládáme, že každý disk pracuje s rychlostí 250 vstupně/výstupních operací za sekundu (IOPS), nastavení dosáhne 750 IOPS, což je velmi rychlé.
- Žádná režie: Celková kapacita každého disku se využívá pro ukládání, protože RAID 0 nepoužívá paritní disky.
- Snadná implementace: Pro nastavení úrovně RAID 0 nepotřebujete pokročilé znalosti, takže implementace je rychlá a snadná.
- Nízká cena: Konfigurace RAID 0 je levnější a je podporována RAID řadiči.
- Šířka pásma: Šířka pásma RAID 0 je větší než u samostatných disků.
- Kapacita úložiště: Využívá celou kapacitu úložiště.
Omezení RAID 0
Hlavním omezením pole RAID 0 je absence parity, což vede k nulové odolnosti proti chybám. Pokud se data z jakéhokoli důvodu ztratí nebo poškodí, neexistuje záloha ani odolnost, což znamená, že data nelze obnovit.
Pravděpodobnost selhání u RAID 0 je vyšší než u jednotlivých disků. Proto se nepovažuje za ideální volbu pro kritické systémy.
Výhody RAID 1
- Redundance dat: Hlavní výhodou technologie RAID 1 je redundance dat, protože data jsou duplikována na dvou nebo více discích.
- Odolnost proti chybám: Tento typ úložiště dat je ideální pro kritické aplikace. Pokud jeden disk selže, jiný disk převezme jeho funkci. Protože oba disky obsahují identická data, uživatelé nemusejí nic řešit.
- Vysoký výkon: Data, která používáte, lze číst z více zařízení současně. Proto je to relativně rychlejší.
- Vysoká dostupnost: Data jsou zrcadlena na dvou nebo více discích. V případě potřeby nebo při obnově po havárii lze data snadno získat. Pravděpodobnost ztráty dat je tedy nízká.
- Vysoká bezpečnost: Z hlediska bezpečnosti RAID 1 poskytuje zabezpečení dat kopírováním dat na více místech. Představte si, že jeden ze systémů napadnou hackeři a vy přijdete o data, stále máte přístup k datům na jiném disku.
Omezení RAID 1
RAID 1 nachází uplatnění v mnoha oblastech díky funkci zrcadlení. Tato úroveň hraje klíčovou roli při zabezpečení dat, od osobního až po firemní použití. Má však i určitá omezení.
- Žádná výměna v reálném čase: Když selže první disk, sekundární disk nepřevezme jeho funkci okamžitě nebo automaticky. Musí se provést restart, což je trochu nepříjemné.
- Drahé: RAID 1 vyžaduje více místa pro implementaci. Ve srovnání s RAID 0 je dražší.
- Snížená kapacita úložiště: Pokud používáte dva disky současně a oba obsahují stejná data, celková kapacita se sníží na polovinu.
- Výkon: Výkon při čtení a zápisu v RAID 1.
RAID 0 vs. RAID 1: Podobnosti
Mezi RAID 0 a RAID 1 existuje několik podobností, pokud jde o sestavení a potřeby. Nicméně se liší v tom, jak pracují s ukládáním dat. Podívejme se na ně:
- RAID 0 a RAID 1 jsou úrovně pole.
- Hlavním účelem obou úrovní RAID je přímá správa dat na diskových jednotkách.
- Obě technologie vznikly v roce 1987 a na trh byly uvedeny v roce 1988.
- RAID 0 a RAID 1 jsou otevřené formáty.
- Technologie používané na těchto úrovních jsou servery, virtualizace a pevné disky.
- Minimální počet požadovaných disků je 2 pro obě pole.
RAID 0 vs. RAID 1: Rozdíly
Hlavní rozdíly mezi těmito dvěma úrovněmi spočívají v jejich primární funkci ukládání dat. RAID 0 a RAID 1 nakládají s úložnými zařízeními odlišně. RAID 0 umístí všechny disky v poli RAID do jednoho logického svazku, zatímco RAID 1 zkopíruje primární disk na více disků v poli v reálném čase.
Díky tomu je RAID 0 nejrychlejší úložnou jednotkou pro operace čtení a zápisu za mnohem nižší cenu. Naopak RAID 1 se stává bezpečnější volbou pro podniky, kde je důležitá integrita a bezpečnost dat. Jelikož oba systémy nabízí velké výhody, bude těžké vybrat si mezi nimi.
Jednoduchou, ale praktickou možností je používat každé pole v reálném světě. Tam, kde existuje riziko selhání nebo kde je vyžadováno zabezpečení, je vhodnější RAID 1. V některých případech, jako jsou počítačové hry a 3D modelování, kde je nutná nejvyšší rychlost při operacích čtení a zápisu, je RAID 0 tou nejlepší volbou.
Pojďme si rozebrat hlavní rozdíly mezi RAID 0 a RAID 1 v následující tabulce:
| RAID 0 | RAID 1 |
| RAID 0 znamená redundantní pole nezávislého disku úrovně 0. | RAID 1 znamená redundantní pole nezávislého disku úrovně 1. |
| V poli RAID 0 je prokládání disků primární operací. | V RAID 1 je primární operací zrcadlení nebo duplikování disku. |
| Náklady jsou relativně nižší. | Je to dražší ve srovnání s RAID 0. |
| Neexistuje penalizace za zápis. | Existuje penalizace za zápis. |
| Relativní kapacita úložiště je 100 %. | Relativní kapacita úložiště je 50 %. |
| Výkon čtení a zápisu, spolu s rychlostí, je vysoký. | Výkon a rychlost čtení a zápisu jsou nižší než u RAID 0. |
| Důraz je kladen na rychlost přístupu k datům. | Důraz je kladen na dostupnost dat. |
| Neexistuje žádná ochrana. | Zde najdete ochranu díky zrcadlení. |
| Neexistuje redundance, odolnost proti chybám ani funkce zrcadlení. | Získáte redundanci, zrcadlení a odolnost proti chybám. |
| Používá se, pokud je spolehlivost dat méně důležitá, ale rychlost je klíčová. | Používá se, pokud není ztráta dat přijatelná. |
| Data jsou neobnovitelná. | Data lze rychle obnovit v případě obnovy po havárii. |
| Data jsou uložena na jednom místě. | Data mohou být uložena na více místech. |
| Dva disky obsahují dvě různé sady dat. | Dva disky obsahují podobné sady dat. |
RAID 0 vs. RAID 1: Kdy je použít?
RAID 0
- Pokud potřebujete 100% úložnou kapacitu a ztráta dat nepředstavuje velký problém, RAID 0 je nejlepší volbou, protože je levnější.
- Pokud potřebujete vytvořit logický svazek nad svazky, například vytvářet svazky na LVM chráněné polem RAID na serverech Linux, je úroveň RAID 0 perfektní.
- Pokud je k dispozici jiná forma zabezpečení dat, jako je kopírování replik, síťový RAID atd. pro případ ztráty dat, je RAID 0 lepší volbou pro osobní použití, jako je hraní počítačových her.
RAID 1
- Pokud je vaší hlavní prioritou redundance dat, bude RAID 1 lepší.
- Pokud kapacita úložiště a rozpočet nejsou hlavním problémem, ale bezpečnost ano, je vhodnější úroveň RAID 1.
- Je nejvhodnější pro kritické aplikace.
- Pokud požadujete vysoký počet vstupních/výstupních operací za sekundu (IOPS), použijte RAID 1.
Kombinace RAID 0 a RAID 1
Oba koncepty lze samostatně zkombinovat, abyste mohli co nejlépe využít obě technologie v různých oblastech. Pokud zkombinujete RAID 0 a RAID 1, můžete vytvořit dvě kombinace:
- RAID 01 (RAID 0+1)
- RAID 10 (RAID 1+0)
Úroveň, která je v kombinaci první, určuje primární funkci, a poté se použije funkce druhé úrovně. RAID 0 a RAID 1 se kombinují, aby vytvořily zrcadlení proužků, zatímco RAID 1 a RAID 0 se spojí a vytvoří zrcadlo v konfiguraci proužků.
Tyto kombinace jsou známé jako vnořené úrovně RAID. Vzhledem k tomu, že RAID 10 nabízí větší odolnost proti chybám, je široce používán v mnoha podnicích. Kombinuje koncepty zrcadlení disků a prokládání disků, aby bylo možné současně využívat 100% úložné kapacity a zabezpečení dat. Tímto způsobem můžete ukládat stále více dat bez obav ze ztráty dat, a to i během procesu obnovy po havárii.
Závěr
Volba mezi RAID 0 a RAID 1 může být obtížná. Nejedná se o otázku technologie, ale do značné míry závisí na vašich konkrétních potřebách.
RAID 0 nenabízí žádnou redundanci a používá prokládání, což znamená, že data jsou rozdělena mezi více disků pro čtení nebo zápis dat vysokou rychlostí. RAID 1 na druhou stranu nabízí redundanci dat prostřednictvím replikace dat, což znamená, že data jsou zapisována podobně jako na dva nebo více disků, takže jsou připravena na jakoukoli katastrofu. Nicméně, RAID 1 je o něco pomalejší ve srovnání s RAID 0.
Je nutné si uvědomit, že obě úrovně fungují dobře v různých případech použití. RAID 0 může být lepší volbou, pokud preferujete výkon před redundancí. A pokud potřebujete spravovat kritické systémy, může být lepší RAID 1. Proto si vyberte RAID 0 nebo RAID 1 na základě vašich požadavků.
Můžete také prozkoumat některá nejlepší řešení NAS (Network Attached Storage) pro univerzální zálohování a ochranu dat.