RAID

RAID 0 основан на разделении данных на блоки. Поток данных делится на несколько сегментов или блоков, и каждый из этих блоков сохраняется на разных дисках. Когда система хочет прочитать эти данные, она может одновременно получить их со всех дисков и объединить их для восстановления полного потока данных. Преимущество этого подхода заключается в том, что скорость операций чтения и записи значительно увеличивается. RAID 0 подходит для ситуаций, где производительность важнее других аспектов. Также общий объем всего тома равен сумме объемов отдельных дисков. Недостаток, как вы уже могли догадаться, заключается в отсутствии избыточности. Если один из дисков выходит из строя, все данные становятся поврежденными и бесполезными, так как их невозможно восстановить.

Преимущества:

• Увеличение производительности при чтении и записи
• Место не тратится впустую, так как весь объем отдельных дисков используется для хранения уникальных данных

Недостатки:

• Нет избыточности/дублирования данных. Если один из дисков выходит из строя, все данные теряются

RAID 1

RAID 1 использует концепцию зеркалирования данных. Данные зеркалируются или клонируются на идентичном наборе дисков, так что если один из дисков выйдет из строя, можно использовать другой. Это также улучшает скорость чтения, поскольку разные блоки данных могут быть одновременно доступны с всех дисков. Это можно проиллюстрировать на диаграмме ниже. Многопоточный процесс может одновременно получить доступ к Блоку 1 с Диска 1 и к Блоку 2 с Диска 2, тем самым увеличивая скорость чтения, как в RAID 0. Но, в отличие от RAID 0, производительность записи снижается, так как все диски должны обновляться всякий раз, когда записываются новые данные. Другим недостатком является то, что место тратится на дублирование данных, что увеличивает стоимость хранения.

Преимущества:

• Данные могут быть восстановлены в случае сбоя
• Увеличенная производительность при операции чтения

Недостатки:

• Медленная производительность при записи
• Занимается лишнее пространство из-за дублирования данных, что увеличивает стоимость за единицу памяти

RAID 4 распределяет данные по нескольким дискам так же, как и RAID 0. В дополнение к этому, он также хранит информацию четности всех дисков на отдельном выделенном диске для обеспечения избыточности. На диаграмме ниже Диск 4 служит диском четности, имея блоки четности Ap, Bp, Cp и Dp. Таким образом, если один из дисков выходит из строя, данные могут быть восстановлены с использованием информации четности этого диска. Пространство используется более эффективно по сравнению с RAID 1, так как информация четности занимает гораздо меньше места, чем зеркалирование диска. Производительность записи становится медленной, поскольку вся информация четности записывается на один диск, который становится узким местом. Эта проблема решена в RAID 5, как мы увидим далее.

Преимущества:

• Эффективная избыточность данных с точки зрения стоимости за единицу памяти
• Увеличение производительности операций чтения благодаря полосованию данных

Недостатки:

• Медленная запись данных
• Если выйдет из строя выделенный диск для контроля четности, избыточность данных будет утрачена

RAID 5 очень похож на RAID 4, но здесь информация четности распределяется по всем дискам, а не хранится на выделенном диске. Это имеет два преимущества — во-первых, исчезает узкое место, так как нагрузка на четность распределяется между всеми дисками, и, во-вторых, отсутствует возможность потери избыточности данных, поскольку один диск не хранит всю информацию четности.

Преимущества:

• Все преимущества RAID 4, плюс увеличенная скорость записи и лучшая избыточность данных.

Недостатки:

• Может выдержать только один сбой диска.

RAID 6 использует двойные блоки четности для достижения большей надежности данных по сравнению с RAID 5. Это увеличивает устойчивость к отказам до двух дисков в массиве. Каждый диск имеет два блока четности, которые хранятся на разных дисках в массиве. RAID 6 является очень практичной инфраструктурой для поддержания систем высокой доступности.

Преимущества:

• Улучшенная надежность данных.
• Может справляться с отказом до 2 дисков.

Недостатки:

• Большие накладные расходы на четность, из-за чего меньше эффективного объема архива.

RAID 10 — это решение, которое гармонично сочетает в себе лучшие качества RAID 1 и RAID 0, накладывая их в противоположном порядке. Это решение также иногда называют «вложенным» или «гибридным» RAID. Подход RAID 10 — это «лучшее из обоих миров», так как он обеспечивает быстродействие RAID 0 и избыточность RAID 1. В этой конфигурации несколько блоков RAID 1 соединены друг с другом, образуя структуру, которая функционирует как RAID 0. Такой RAID подходит для случаев, когда требуется высокая производительность дисков (выше, чем в RAID 5 или 6) в сочетании с избыточностью.

Преимущества:

• Очень высокая скорость работы
• Избыточность и устойчивость к сбоям

Недостатки:

• Высокая стоимость за единицу памяти из-за дублирования данных

RAID 50 — это сочетание RAID 5 и RAID 0. Он объединяет преимущества обоих уровней RAID, предоставляя как высокую производительность, так и защиту от потерь данных. В RAID 50 данные распределяются по нескольким наборам RAID 5, и затем эти наборы объединяются с помощью RAID 0. Это означает, что вы получаете параллельное чтение и запись, что существенно увеличивает скорость.

Преимущества:

• Отказоустойчивость: RAID 50 может выдержать отказ одного диска в каждом наборе RAID 5. Например, если у вас есть три набора RAID 5, вы можете потерять по одному диску в каждом, не теряя данные.
• Очень высокая скорость работы

Недостатки:

• Высокая стоимость за единицу памяти из-за дублирования данных

Использование: Эта конфигурация чаще всего используется в средах с высокими требованиями к производительности и доступности данных, таких как серверы баз данных или системы обработки больших объемов информации.

RAID 60 — это аналог RAID 50, но вместо RAID 5 использует RAID 6. Таким образом, он обеспечивает еще большую степень защиты данных. В RAID 60 данные распределяются по нескольким наборам RAID 6, а затем эти наборы комбинируются с помощью RAID 0. RAID 6 добавляет дополнительный уровень четности, что позволяет выживать даже при одновременной потере двух дисков в каждом наборе.

Преимущества:

• Отказоустойчивость: RAID 60 может выдержать отказ двух дисков в каждом наборе RAID 6, что делает его более надежным, чем RAID 50, особенно в крупных системах с большим количеством дисков.

Недостатки:

• Высокая стоимость за единицу памяти из-за дублирования данных

Использование: RAID 60 идеально подходит для критически важных приложений, где потеря данных может привести к серьезным последствиям. Часто используется в системах с высоким уровнем доступа и резервирования, таких как данные финансовых учреждений или медицинских записей.