Επεξήγηση των RAID 0, RAID 1 και RAID 5

Οι σκληροί δίσκοι (HDD) και οι μονάδες SSD (Solid State Drive) μπορεί να είναι μικροσκοπικά, συμπαγή τεχνολογικά θαύματα γεμάτα με κάθε είδους πρωτοποριακές εξελίξεις, αλλά παρά την ευφυΐα τους, είναι απίστευτα ανόητα. Αν χαθεί η τροφοδοσία την λάθος στιγμή, αν υποστεί βλάβη η μονάδα δίσκου ή αν συμβεί υπερφόρτωση ρεύματος, το λειτουργικό σας σύστημα, οι εφαρμογές σας και ακόμη και τα πολύτιμα δεδομένα σας θα μπορούσαν να εξαφανιστούν από προσώπου γης. Ευτυχώς, υπάρχουν τρόποι διαχείρισης των σκληρών δίσκων σας, ώστε αυτές οι καταστροφικές για τα δεδομένα στιγμές να μην είναι τόσο καταστροφικές. Ας μιλήσουμε για το RAID.

Το RAID σημαίνει ένα από τα δύο πράγματα, ανάλογα με το πώς αισθάνεστε: είτε είναι Redundant Array of Independent Disks (Πλεονάζουσα συστοιχία ανεξάρτητων δίσκων) είτε Redundant Array of Inexpensive Disks (Πλεονάζουσα συστοιχία φθηνών δίσκων). Μια λεπτή διαφορά, αλλά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε όποια θέλετε, ανάλογα με το πόσο έχετε πληρώσει για τους εν λόγω δίσκους. Και οι δίσκοι, στον πληθυντικό, είναι το κλειδί εδώ, καθώς δεν μπορείτε να κάνετε τίποτα χρήσιμο με το RAID αν έχετε μόνο έναν δίσκο. Χρειάζεστε πολλούς δίσκους.

Ουσιαστικά, το RAID σας επιτρέπει να ρυθμίσετε τους δίσκους σας με τέτοιο τρόπο ώστε να βελτιώσετε είτε την ταχύτητα είτε την αξιοπιστία τους, χρησιμοποιώντας τρεις τεχνικές: striping, mirroring και parity. Εφόσον διαθέτετε αρκετούς δίσκους, αυτές οι διαφορετικές τεχνικές μπορούν να συνδυαστούν, ώστε να έχετε μια γρήγορη συστοιχία δίσκων που προσφέρει επίσης κάποιο επίπεδο προστασίας από σφάλματα και ελαττώματα. Αξίζει να σημειωθεί σε αυτό το σημείο ότι, εάν τα δεδομένα σας είναι σημαντικά, το RAID δεν αποτελεί από μόνο του επαρκή μορφή προστασίας και θα πρέπει να έχετε επίσης ένα σχέδιο δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας.

Τώρα που ξεκαθαρίσαμε αυτό το θέμα, ας μιλήσουμε για τα διάφορα επίπεδα RAID που είναι διαθέσιμα.

Το RAID 0 είχε μια σύντομη στιγμή στο προσκήνιο ως ένας εξαιρετικός τρόπος για να διπλασιαστεί σχεδόν η απόδοση των σκληρών δίσκων, σε μια εποχή που η υπόσχεση των SSD ήταν κοντά, αλλά το κόστος τους ήταν πολύ υψηλό. Ουσιαστικά χρησιμοποιεί δύο πανομοιότυπους δίσκους παράλληλα και χωρίζει (stripes) τα δεδομένα και στους δύο δίσκους για μια αξιοσημείωτη αύξηση της απόδοσης. Σε ορισμένες λειτουργίες, η απόδοση σχεδόν διπλασιάστηκε στην καλύτερη περίπτωση, κάτι που ήταν αρκετό για να εδραιώσει το RAID 0 ως την ιδανική επιλογή για τους λάτρεις της απόδοσης.

Το πρόβλημα με το RAID 0 είναι ότι, από την άποψη της ανεκτικότητας σε σφάλματα, είναι πολύ χειρότερο από τη χρήση ενός μόνο δίσκου. Σε μια διαμόρφωση RAID 0, εάν ένας δίσκος παρουσιάσει βλάβη, τότε ολόκληρη η συστοιχία παρουσιάζει βλάβη, επειδή τα δεδομένα είναι κατανεμημένα σε όλους τους δίσκους. Μόνο για αυτόν τον λόγο, δεν αποτελεί βιώσιμη επιλογή για συστήματα κρίσιμης σημασίας, παρά την υπόσχεση υψηλής απόδοσης.

Ο κύριος λόγος για τον οποίο τα συστήματα RAID 0 έχουν σε μεγάλο βαθμό ξεπεραστεί στις μέρες μας, τουλάχιστον για τις περισσότερες καταναλωτικές συσκευές, είναι ότι οι σύγχρονοι SSD παρέχουν περισσότερο από αρκετή ακατέργαστη απόδοση, ώστε να μην χρειάζονται τέτοιες διαμορφώσεις. Αν λάβουμε υπόψη ότι οι τελευταίες μονάδες SSD PCIe 5.0, όπως η MP700 PRO SE, μπορούν να επιτύχουν ταχύτητες ανάγνωσης έως 14.000 MB/s και ταχύτητες εγγραφής έως 12.000 MB/s, γίνεται σαφές ότι η ταχύτητα δεν αποτελεί πρόβλημα.

Οι ρυθμίσεις RAID 1 δίνουν μεγαλύτερη έμφαση στην αξιοπιστία παρά στην απόδοση και περιλαμβάνουν την κατοπτρική αναπαραγωγή των δεδομένων σε έναν ή περισσότερους δίσκους, έτσι ώστε σε περίπτωση βλάβης ενός δίσκου, η συστοιχία να παραμένει λειτουργική. Συνήθως, χρησιμοποιούνται μόνο δύο δίσκοι, καθώς η χρήση περισσότερων δίσκων δεν είναι ιδιαίτερα αποδοτική. Η προσθήκη περισσότερων δίσκων σε μια κατοπτρική συστοιχία δεν αυξάνει τη συνολική χωρητικότητα, αλλά μόνο το επίπεδο της πλεονασμού.

Ωστόσο, η χρήση μιας διαμόρφωσης RAID 1 προσφέρει ορισμένα πλεονεκτήματα απόδοσης, ειδικά όσον αφορά την απόδοση ανάγνωσης. Διαφορετικοί δίσκοι στο σύνολο κατοπτρισμού μπορούν να έχουν πρόσβαση σε διαφορετικές περιοχές ταυτόχρονα, για αύξηση της ταχύτητας ανάγνωσης. Ωστόσο, δεν υπάρχει βελτίωση στην απόδοση εγγραφής.

Αξίζει να σημειωθεί ότι τα RAID 0 και RAID 1 μπορούν να συνδυαστούν, ώστε να έχετε RAID 10 (striping of mirrors) καθώς και RAID 01 (mirroring stripe sets). Το RAID 10 προτιμάται συνήθως από το RAID 01 λόγω της ανώτερης ανεκτικότητας σε σφάλματα, επειδή σε μια ρύθμιση RAID 01, εάν ένα σετ καθρεφτών παρουσιάσει βλάβη, ολόκληρη η συστοιχία παρουσιάζει βλάβη. Τέτοιες ρυθμίσεις RAID είναι σπάνιες σε υπολογιστές καταναλωτών και ρυθμίσεις NAS, καθώς δεν είναι πολύ αποτελεσματικές όσον αφορά τον αριθμό των δίσκων που απαιτούνται. Αυτό μας οδηγεί ομαλά στον επόμενο τύπο RAID...

Όπως και τα RAID 0 και RAID 1, άλλα επίπεδα RAID είναι καλά καθορισμένα, αλλά σε μεγάλο βαθμό δεν χρησιμοποιούνται στην πραγματικότητα. Το RAID 5 αποτελεί εξαίρεση, καθώς προσφέρει λογικές βελτιώσεις στην απόδοση και αξιοπιστία με αποδοτικό τρόπο όσον αφορά τις μονάδες δίσκου. Το RAID 5 χρησιμοποιεί striping σε επίπεδο μπλοκ με κατανεμημένη ισοτιμία, ώστε να μπορεί να αντέξει τη βλάβη ενός δίσκου και να ανακατασκευάσει τα δεδομένα όταν αντικατασταθεί η μονάδα δίσκου. Το RAID 5 απαιτεί τουλάχιστον τρεις δίσκους για να λειτουργήσει.

Το RAID 5 είναι ιδιαίτερα χρήσιμο σε συσκευές NAS, όπου η αξιοπιστία, η απόδοση και τα πλεονεκτήματα χωρητικότητας του αποδίδουν καρπούς. Εάν μια μονάδα δίσκου παρουσιάσει βλάβη, η ελαττωματική μονάδα μπορεί να αντικατασταθεί και να ανακατασκευαστεί χωρίς να αποσυνδεθεί ολόκληρη η συστοιχία. Το RAID 5 υποστηρίζεται από πολλές σύγχρονες μητρικές κάρτες και λειτουργικά συστήματα μέσω λογισμικού RAID, το οποίο το καθιστά προσβάσιμο χωρίς ειδικό ελεγκτή. Για πιο απαιτητικές εγκαταστάσεις, το RAID υλικού διαχειρίζεται μια ειδική κάρτα RAID και μπορεί να προσφέρει καλύτερη απόδοση, προηγμένες λειτουργίες και βελτιωμένη αξιοπιστία. Αυτή η ευελιξία έχει συμβάλει στο να γίνει το RAID 5 μια δημοφιλής επιλογή για καταναλωτές και επαγγελματίες που χρειάζονται περισσότερα από έναν μόνο δίσκο.

Ορίστε. Μια γρήγορη επισκόπηση της τρέχουσας κατάστασης του RAID για τους καταναλωτές. Σημειώστε ότι για τους περισσότερους από εμάς, το RAID δεν είναι απαραίτητο στους φορητούς ή επιτραπέζιους υπολογιστές μας για κανονική λειτουργία. Αν όμως χρειάζεστε κάποια επιπλέον εφεδρεία, τότε το RAID 5 είναι η επιλογή που πρέπει να εξετάσετε, καθώς προσφέρει βελτίωση της απόδοσης καθώς και κάποια προστασία από μεμονωμένη βλάβη του δίσκου.