הבדלים בין RAID

בסביבות עבודה רבות אך גם בראיונות למקומות עבודה השאלה הזו נשאלת לא מעט. ברור שלא כל איש IT זוכר את ההבדלים בין תצורות RAID השונות. לשם כך אנו מגישים את ההסבר הבא אחת ולתמיד:

RAID 0

מחלק את המידע באופן שווה בין הכוננים, מערך הדיסקים מתנהג כמחיצה אחת ומציע מהירויות קריאה-כתיבה גבוהות במיוחד.

מספר דיסקים מינימלי לשיטה זו עומד על 2 דיסקים, כאשר מד הביצועים תלוי במספר הדיסקים ובסוג הדיסקים (SSD,HDD), הוי אומר: יותר דיסקים = יותר ביצועים.
ניצול המקום בשיטה זו עומד על 100%, כלומר, אינך מאבד מקום ליתירות. המשמעות של זה היא שאין עמידות בתקלות כונן או מה שנקרא- אין fault tolerance.
התפוקה המהירה הופכת שיטה זו למושלמת עבור עבודה על גיבויים, יישומי שרת חד פעמיים, אך גם עבור מעצבים גרפיים, עורכי וידאו, או ביצוע פעולות חד פעמיות חזקות (כמו למשל עבודה של מכונה בלילה על ביצוע Rebuilding של דיסק קשיח בשרת).

RAID 1

שיטה זו מציגה את היתירות (או אם תרצו- יכולת הגיבוי) הגבוהה ביותר, והיא למעשה ההפך הגמור מ-RAID 0.

מינימום דיסקים נדרש עומד על 2 דיסקים לצורך ביצוע דופליקציה (העתק בין 2 הדיסקים) של המידע, ומעניק קיבולת אחסון של 50% עבור שימוש, כאשר החצי השני עבור גיבוי.
בשיטה זו תקבלו 50 אחוז קיבולת, אך עם 100 אחוז גיבוי או כישלון- שזה לא תמיד טוב.
שיטת ההעתקה הזו מאטה את הביצועים, ומהירות הכתיבה דומה כמעט למהירות כונן בודד, אך מהירות הקריאה כאן משופרת מכיוון שאפשר לקרוא מ2 הכוננים.

RAID 5

נחשב לתצורה הנפוצה ביותר עבור עסקים וכונני NAS.
שילוב מהירות של RAID 0 יחד עם ההגנה על הנתונים של RAID 1 לתצורה אחת, הופך את RAID 5 לשיטה הנפוצה ביותר, ומביא את הפתרון הזול והאמין ביותר להגנה על נתונים.

פתרון הדיסק הנוסף מכיל את החלקים לשחזור באופן אוטומטי במקרה של כשל באחד מהכוננים.
מינימום דיסקים נדרש- 3, עם ניצול קיבולת של 75 אחוז.
RAID 5 מסוגל להתמודד רק עם כשל של כונן אחד, ומציע את התכונה של “החלפה חמה”, כלומר אפשר בקלות לשלוף ולהחליף את הכונן התקול מבלי לכבות את השרת או את מכשיר ה-NAS.

החיסרון כאן הוא כמובן ב-Parity. בכל מערך דיסקים של 4 דיסקים, אנו “מאבדים” דיסק אחד לטובת ה-Parity.

מה שמעביר אותנו לנושא החשוב הבא, וכאן אנו פותחים סוגריים להסבר על Parity.

מה זה Parity?

במחשבים, זוגיות (או שיוויון) היא טכניקה הבודקת האם הנתונים אבדו או נכתבו מחדש כאשר הם מועברים ממקום אחסון אחד למשנהו או כאשר הם מועברים בין מחשבים.

איך עובד ה-Parity?

מכיוון שהעברת נתונים אינה תהליך ללא שגיאות, לא תמיד הנתונים מתקבלים באותו אופן שבו הם הועברו. ביט Parity מוסיף checksums  ל-Data המאפשר למכשיר היעד לקבוע אם הנתונים התקבלו כהלכה.

זוגיות ו-Striping

מושג השוויון משמש גם במערך יתירות של הגנת דיסקים עצמאיים. בחלק מקבוצות RAID – כגון RAID 6 או RAID 5 –  יש כונן דיסק אחד או יותר המכיל מידע Parity המאפשר להם לבנות מחדש נתונים במקרה של כשל בכונן.

לדוגמה, מערכי RAID בעל double-parity  (המכונה גם RAID 6 ) מפזר נתונים על פני כונן אחד במערך של לפחות ארבעה כוננים ברמת בלוק, כמו RAID 5  , ולאחר מכן משתמש בכונן נוסף של Parity בכל הכוננים. זאת אומרת, שב-Raid 6, שני דיסקים מתוך הארבעה נפסיד לטובת ה-Parity, בעוד שב-Raid 5 “נפסיד” רק כונן 1.

גישה זו שומרת מפני אובדן נתונים של שני כוננים כושלים. החסרונות ל- RAID בעלות זוגיות כפולה כוללים שימוש בבקר מורכב, עלות של שני כוננים נוספים ליישום ,ומהירויות כתיבה איטיות יותר בשל מערך ה-Parity הנוסף.

כאשר הנתונים נכתבים לקבוצתRAID  תמיד יהיה להם ה-Parity  הנכון, שכן הם עברו אלגוריתמים שונים לבדיקת שגיאות. כך שאם כונן בקבוצת RAID נכשל, המערכת משתמשת במידע על הדיסקים הנותרים יחד עם הפרטי הנמצאים ב-Parity כדי לבנות מחדש את הנתונים בכונן שנכשל לכונן חילוף.

איך למעשה זה קורה?

אם קבוצת RAID משתמשת בParity שווה, היא יכולה להבין מה היה בכונן הכושל על ידי הוספת הביטים בכוננים הנותרים.

כעת נחזור לתצורת RAID 6

RAID 6

מציע תכונות דומות כמו של ה-RAID 5, אך עם בלוק מאוחד נוסף, המאפשר התמודדות עם כשלים של 2 כוננים, ועדיין להיות פעילים.

מינימום דיסקים נדרש- 4.

עם תצורה של 4 דיסקים הקיבולת הזמינה לשימוש עומדת על 50% בלבד משטח האחסון, אך עם תצורה של 6 דיסקים הקיבולת תעמוד על 33% משטח האחסון המוקדש ליתירות, וכן על זה הדרך ככל שמוסיפים דיסקים.

RAID 50 & 60

RAID 50 הוא למעשה RAID 5 שנמצא תחת RAID 0 זו שיטה המאחדת את 2 השיטות ומציעה מהירויות גבוהות של קריאה-קריאה, אך עם מינימום של 6 דיסקים לפריסה ראשונית.

RAID 50 יכול לשרוד כשלי כונן מרובים.
RAID 60 מציע ביצועים חזקים יותר ויתירות, כאשר כאמור החסרון היא במינימום של 6 דיסקים.

לסיכום:

RAID 0 – משתמש ב Stripping לביצועים ומשאיר 0 מקום לשגיאות.
RAID 1 – משתמש ב Mirroring לאמינות אך לא נותן שיפור בביצועים, ואנחנו מאבדים שווי אחסון של חצי מהכמות שיש לנו.
RAID 5 – משתמש ב Stripping לביצועים וב Distributed Parity לאמינות. מאבדים כונן אחד לטובת Parity.
RAID 4 – בדיוק כמו RAID 5 אך משתמש ב Dedicated Parity ולא ב Distributed Parity.
RAID 6 – משתמש ב Stripping לביצועים וב Double Distributed Parity לאמינות מירבית. מאבדים שני כוננים לטובת Parity.
RAID 10 – שילוב של RAID 1 ו RAID 0 – אמינות טובה בזכות Mirroring , וגם ביצועים איכותיים מכיוון שהמידע נפרס לאורך קבוצות של RAID 1 .
RAID50/60 – שילוב של מערך RAID5/6 ומערך 0. אמינות מצויינת וכמות אחסון גבוהה במיוחד אך גם יקר מאד.

מה הכי טוב?

לאיזון יתירות, השימוש בכונן הדיסק והביצועים של RAID 5 או RAID 50 הם בחירה נהדרת. הם מספקים יתירות, מאפשרים את טווח השימוש הגדול ביותר בדיסק, ומעניקים לך הגנה על המידע, בשביל השקט הנפשי שלך.

אחרית דבר

הדברים מתחילים להיות מעט יותר מורכבים כאן בהשוואה לתצורות RAID הבודדות.
ישנן רמות רבות אחרות, כמו גם בעיקר השילוב של רמות פשוטות יותר נמוכות, כלומר RAID 0 + 1, RAID 10 (RAID 1 + 0) ורבות אחרות אשר מתוכננות ומשתמשות בתרחישים מסוימים ולסביבות ספציפיות.

במקרים כאלו הדבר ידרוש תשומת לב ועבודה רבה יותר על ביצוע תחזוקה ועלות התקציב.