RAID расшифровывается как Redundant Array of Independent Disks или «избыточный массив независимых дисков». Это технология виртуализации, которая позволяет объединять несколько дисков в логический массив. RAID используют для увеличения отказоустойчивости и производительности сервера. Некоторые типы RAID отличаются надежностью, другие скоростью, а некоторые совмещают в себе эти качества.
Уровни RAID
RAID 0
RAID 0 работает по принципу поблочного чередования (striping). Все диски объединяются в массив, а данные разбиваются на одинаковые блоки, которые по очереди равномерно записываются на все накопители. Благодаря этому производительность возрастает пропорционально количеству дисков.
Итоговая производительность массива определяется по самому медленному из дисков, поэтому лучше использовать устройства с одинаковой скоростью
Высокая скорость и объем, однако, достигаются ценой отказоустойчивости. На этом уровне не используется резервирование, поэтому при отказе одного из дисков, все данные массива теряются, а восстановить их крайне трудно. Поэтому RAID 0 не рекомендуется использовать на серверах с критически важными данными.
RAID 0 проявляет себя лучше всего при работе в приложениях для быстрого обмена данными или в хранилищах временных файлов, например, кэша.
RAID 1
RAID 1 работает по принципу зеркалирования (mirroring). Массив собирается из двух и более дисков, которые дублируют друг друга. Таким образом создаются пары накопителей с идентичными данными, что помогает решить проблему с отказоустойчивостью — если один из дисков выйдет из строя, данные останутся на его точной копии.
При высокой отказоустойчивости RAID 1 уступает в емкости и производительности. Данные необходимо записывать одновременно на каждую пару дисков, а часть общего объема памяти уходит на резервирование.
RAID 1 подойдет, если нужно сделать хранение данных на сервере более надежным.
RAID 5
RAID 5 использует принцип чередования с распределенной контрольной суммой. Для создания массива нужно как минимум три диска. Данные разбиваются на блоки и равномерно распределяются между дисками, как и в RAID 0. Однако в этом случае в каждом блоке выделяется диск четности. Благодаря распределению четности между блоками, высокая отказоустойчивость достигается без больших потерь в скорости чтения и записи. Важно отметить, что скорость записи в этой конфигурации сильно зависит от используемого RAID-контроллера.
Если потребуется заменить диск при конфигурации RAID 5, восстановление информации займет много времени
RAID 6
RAID 6 развивает идеи, заложенные в RAID 5 и использует принцип чередования с двумя контрольными суммами. Для создания такого массива потребуется как минимум четыре диска, два из которых отводятся для записи четности. Такой массив обладает наивысшей отказоустойчивостью и допускает отказ сразу двух дисков. Однако при этом RAID 6 отличается очень низкой скоростью записи, что ограничивает сферы его применения.
RAID 6 используется в системах, где нужно наиболее надежное хранение информации, например, в архивах или системах безопасности.
RAID 10
RAID 10 сочетает в себе принципы RAID 1 (зеркалирование) и RAID 0 (чередование). Для его создания нужно как минимум четыре диска, причем их количество всегда должно быть четным. Из них собирается несколько массивов RAID 1, которые впоследствии объединяются в массив RAID 0. При такой конфигурации даже если один или несколько дисков выйдут из строя, все данные сохранятся. При этом, как и в случае с RAID 1, часть общего объема памяти уходит на резервирование.
RAID 10 — гибкое решение, которое сочетает отказоустойчивость с высокой скоростью чтения и записи.
Сравнение уровней RAID
RAID-контроллеры
RAID-контроллер — это тип компонента хранения, который управляет дисками в инфраструктуре RAID, а также повышает производительность сервера и надежность хранения данных.
Существует две реализации контроллера RAID — аппаратная и программная.
Аппаратный RAID-контроллер
Аппаратный контроллер позволяет собрать физический массив RAID, настроить виртуальные диски и подготовить их к работе. Также он проверяет целостность данных и распределяет их между накопителями. Если один из дисков выходит из строя, контроллер отвечает за восстановление.
Благодаря своей автономности, аппаратный контроллер управляет массивами RAID не нагружая ОС. Также у него есть возможность использовать несколько конфигураций RAID параллельно.
Преимущества:
- Не использует CPU системы
- Высокая скорость обработки данных
- Простая замена дисков
Недостатки:
- Расходы на отдельное устройство
- При выходе контроллера из строя сложно восстановить данные
- Производительность может снижаться при использовании SSD
Программный RAID-контроллер
Для реализации программного контроллера не нужны дополнительные устройства, поэтому такое решение гораздо дешевле. Алгоритм RAID выполняется на центральном процессоре операционной системы, на которой установлены диски массива. Дополнительная нагрузка на процессор сказывается на общей производительности массива, но в современных системах эта разница незначительна.
Операционная система должна быть совместима с программным RAID. Системы на Windows поддерживают программный RAID 1, на Linux — программные RAID 0, RAID 1 и RAID 10
Преимущества:
- Бесплатный
- Простая настройка и управление массивами
- Удобный механизм восстановления данных
Недостатки:
- Дополнительная нагрузка на процессор
- Возможно снижение производительности при сборке массива и его проверках
- Перед заменой диска необходимо вручную остановить его через ОС
В DDoS-Guard преимущественно используется программный RAID-контроллер, но, при необходимости, можно установить и аппаратный по согласованию с менеджерами.