Що таке RAID-масив, і навіщо він потрібний?

У колах програмістів та комп'ютерників добре відоме таке поняття, як «рейд». Прийшло це слово в українську мову з англійської і є абревіатурою redundant Array of Independent Disks. Перекладається текст так: масив незалежних дисків із дублюванням.

Що таке рейд?

Рейд – це технологія об'єднання двох накопичувачів даних в єдиний масив, що одночасно використовується. Це означає, що з її допомогою здійснюється збільшення простору для зберігання даних, забезпечується можливість одночасного використання кількох дисків, підвищується рівень їхнього захисту та збереження. Це дуже важливо в сучасних умовах, коли на серверах зберігається величезна кількість даних, вони постійно оновлюються, адже ними користується велика кількість людей, якщо це популярний сайт або затребуваний інтернет-ресурс користувачів. Все це дуже важливо для надання послуг якісного хостингу. Адже якщо клієнт втратить інформацію через ті чи інші причини, то відповідатиме за це власник сервера.

Важливо відзначити! Технологія передбачає можливість об'єднання як однотипних сховищ інформації, так і  різних видів. Так, один масив можуть входити як HDD-, так і SSD-носії даних. Системи можуть налічувати від 2 до 5 та більше дисків.

До переваг і вигод, які забезпечує користувачеві ця технологія, належить:

• розширення обсягів даних, які можна розмістити в одному сховищі;
• підвищення швидкодії системи, що дозволяє забезпечити обробку більшої кількості запитів користувачів, наприклад, їх звернень до сайту;
• суттєве підвищення рівня безпеки, захисту даних. Їх одночасне копіювання та перезапис змін на 2 носія уможливлює при пошкодженні одного диска отримати інформацію з другого;
• зменшення вартості у разі підвищення місткості сховища інформації. Пара дешевих накопичувачів навіть з урахуванням вартості вбудованого чіпа коштуватиме дешевше, ніж виробництво одного такого самого обсягу.

Загалом технологія забезпечує підвищення продуктивності системи, надійність та стабільність її функціонування.

Види рейдів

Зрозуміло, що об'єднання сховищ інформації провадиться з використанням якогось проміжного елемента, що забезпечує керування та контроль над роботою дисків. Такий елемент може бути виконаний у фізичній (апаратній) та програмній формі.

Апаратний варіант є чіпом з вбудованим алгоритмом або програмою, його ще називають рейд-контролером. Назва сама за себе каже. Він встановлюється між масивом HDD та/або SSD та системою.

Програмний варіант є ПЗ, яке інтегроване безпосередньо в сам процесор, тобто використовує його як фізичний носій, а також його функціональні можливості, необхідні для забезпечення роботи RAID. Це така своєрідна віртуальна панель управління, яка:

• забезпечує формування масиву даних з кількох їх носіїв;
• контролює його роботу;
• забезпечує взаємодію з іншими елементами або вузлами пристрою.

При цьому чіп, або фізичний рейд може використовуватися з різними ОС, а ось програмний повинен відповідати хосту операційної системи.

Що таке рейд 0, рейд 1, рейд 5, рейд 10, рейд 50

Рейд – ця загальна назва різних технологій створення масивів даних.  Об'єднання накопичувачів може бути виконане різними способами. Кожен з них має своє позначення, що вказує на ті покращення, які відбудуться під час застосування того чи іншого способу з'єднання дискових просторів.

RAID 0

В основі цього способу створення RAID-масиву лежить принцип чергування. Це дозволяє виконувати запис інформації на кожен з дисків. Їхня кількість не обмежена. Це означає, що об'єднати можна 2, 5, 10 і більше накопичувачів інформації. У цьому варіанті конфігурації RAID всі диски об'єднуються в єдиний великий масив, забезпечуючи максимальну швидкість роботи дискової системи.

RAID 1

Цей спосіб заснований на одночасному копіюванні, запису даних лише на 2 дискових просторах. Зберігається на них та сама інформація. У цьому випадку швидкість зчитування даних буде трохи нижчою, якби працював один диск.

RAID 5

Цей рейд забезпечує підвищену надійність роботи сховищ. Для запису буде доступно 2/3 всього об'єму.
Ця технологія дозволяє об'єднати як мінімум 3 диски, але найбільшої продуктивності та надійності можна досягти, якщо їх буде 5. Швидкість середня.

RAID 10

Ця архітектура заснована на об'єднанні двох технологій: 1 і 0. Це і зашифровано в її позначенні, яке потрібно розглядати саме таким чином, а не як цифру 10. Вона не є чимось новим, а є складнішою побудовою. Це 2-рівнева система. Вона дозволяє використовувати переваги та переваги більш простих систем «1» та «0». Доступна половина загального обсягу дискового простору. Швидкість на цьому рейді буде вищою за середню.

RAID 50

Так само, як і попередній, цей варіант є 2-рівневою системою. Але, на відміну від нього, вона поєднує в собі такі простіші технології створення масиву, як «5» та «0» і має всі їхні переваги. А це, зокрема, суттєве збільшення продуктивності, підвищення її надійності у роботі та рівня захисту, збереження інформації. Кількість пам'яті для використання 2/3. Синхронізація займає багато часу.

Переваги та недоліки різних рейдів

• 0 – збільшує обсяг та швидкість, але при виході з ладу одного з дисків вся інформація буде втрачена.
• 1 – забезпечує нормальний рівень безпеки, віддзеркалення 2 дисків між собою. 

• 5 – забезпечує підвищену надійність роботи сховищ, можна використовувати від трьох дисків. Для запису буде доступно 2/3 всього обсягу.
• 10 – дозволяє розширити обсяг і підвищити безпеку, при цьому швидкодія залишається на високому рівні. Для запису буде доступна половина обсягу всіх дисків.
• 50 – відмінна швидкодія та надійність. Для зберігання інформації буде доступно 2/3 всього обсягу.