Công nghệ RAID được phát triển lần đầu tiên vào năm 1987 tại trường Đại học California tại Berkeley (Hoa Kỳ) với mục đích là ghép các ổ cứng nhỏ thông qua phần mềm để tạo ra một hệ thống ổ cứng dung lượng lớn hơn nhằm thay thế cho các ổ cứng dung lượng lớn có giá trị đắt hơn thời bấy giờ.
Xem nhanh...
RAID là gì?
RAID là từ viết tắt của “Redundant Arrays of Inexpensive Disks” hoặc “Redundant Arrays of Independent Disks”. RAID là hình thức ghép nhiều ổ đĩa cứng vật lý thành một hệ thống ổ đĩa cứng có chức năng gia tăng tốc độ đọc/ghi dữ liệu hoặc nhằm tăng thêm sự an toàn của dữ liệu chứa trên hệ thống đĩa hoặc kết hợp cả hai yếu tố trên.
Phân loại RAID
RAB (Hội đồng tư vấn phát triển RAID) đã chia RAID thành các cấp độ (level), mỗi cấp độ có các tính năng riêng, hầu hết chúng được xây dựng từ hai cấp độ cơ bản là RAID 0 và RAID 1.
RAID 0
RAID 0 cần ít nhất 2 ổ đĩa (n >= 2) và các ổ đĩa phải cùng loại. Dữ liệu sẽ được chia ra nhiều phần bằng nhau.
Ưu điểm: tăng tốc độ đọc/ghi đĩa. Theo lý thuyết thì tốc độ sẽ tăng n lần – mỗi đĩa chỉ cần đọc/ghi 1/n lượng dữ liệu được yêu cầu xử lý.
Nhược điểm: tính an toàn thấp. Xác suất để mất dữ liệu sẽ tăng n lần so với dùng ổ đĩa đơn – nếu một đĩa bị hư thì dữ liệu trên tất cả các đĩa còn lại sẽ không sử dụng được.
Dung lượng hệ thống RAID 0 = Tổng dung lượng các ổ cứng. Ví dụ:
- Ta có 2 ổ cứng 1TB sử dụng công nghệ RAID 0 thì hệ thống ổ cứng của chúng ta là 2TB.
- Ta có 3 ổ cứng 1TB sử dụng công nghệ RAID 0 thì hệ thống ổ cứng của chúng ta là 3TB.
RAID 1
RAID 1 cũng đòi hỏi ít nhất 2 ổ đĩa và các ổ đĩa là cùng loại. Dữ liệu sẽ được ghi vào 2 ổ giống hệ nhau (Mirroring).
Ưu điểm: đảm bảo tính an toàn dữ liệu. Trong trường hợp một ổ bị trục trặc, ổ còn lại sẽ tiếp tục hoạt động bình thường. Người dùng có thể thay thế ổ đĩa bị hỏng mà không phải lo lắng đến vấn đề thất lạc thông tin.
Nhược điểm: hiệu năng không cao. RAID 1 phù hợp với những nhà quản trị mạng hoặc những ai phải quản lý nhiều thông tin quan trọng.
Dung lượng hệ thống RAID 1 = Dung lượng của 1 ổ cứng. Ví dụ:
- Ta có 2 ổ cứng 1TB sử dụng công nghệ RAID 1 thì hệ thống ổ cứng của chúng ta là 1TB.
- Ta có 5 ổ cứng 1TB sử dụng công nghệ RAID 1 thì hệ thống ổ cứng của chúng ta là 1TB.
RAID 2
RAID 2 không sử dụng các kỹ thuật tiêu chuẩn như: mirror, stripe và/hoặc parity. RAID 2 sử dụng một kỹ thuật tương tự như stripe có parity; dữ liệu của RAID 2 được stripe ở cấp độ bit, phân bố qua nhiều ổ đĩa dữ liệu và ổ đĩa dự phòng. Các bit dự phòng được tính toán bằng mã sửa lỗi tuyến tính (Hamming), một dạng Mã Sửa Lỗi (ECC – Error Correcting Code hoặc Error Checking & Correcting).
Ưu điểm: có khả năng chịu lỗi một ổ đĩa. Nếu một lỗi đơn xảy ra, nó sẽ được sửa ngay tức thì.
Nhược điểm: chi phí triển khai quá lớn (một hệ thống điển hình yêu cầu đến 10 ổ đĩa dữ liệu, 4 ổ đĩa ECC), và có hiệu suất không cao (do stripe ở cấp độ bit).
RAID 5
RAID 5 là sự nâng cấp của RAID 0. RAID 5 yêu cầu tối thiểu 3 ổ đĩa cứng và các ổ cứng phải có dung lượng bằng nhau.
Ưu điểm: có cơ chế khôi phục dữ liệu. Các Parity dùng để khôi phục dữ liệu được phân bố đồng đều trên tất cả các ổ đĩa cứng. Giả sử dữ liệu A được phân tách thành 3 phần A1, A2, A3; khi đó dữ liệu được chia thành 3 phần chứa trên các ổ đĩa cứng 0, 1, 2 (giống như RAID 0). Phần ổ đĩa cứng thứ 3 chứa Parity (Ap) của A1 A2 A3 để khôi phục dữ liệu có thể sẽ mất ở ổ đĩa cứng 0, 1, 2.
Nhược điểm: có khả năng bị mất toàn bộ dữ liệu. Dữ liệu B được chia thành B1 B2 B3 và Parity của nó là Bp, theo thứ tự B1 B2 B3 được lưu trữ tại ổ 0 1 3, và Bp được lưu trữ tại ổ 2. Các Parity được lưu trữ tuần tự trên các ổ đĩa cứng. RAID 5 cho phép tối đa có 1 ổ cứng bị chết tại một thời điểm, nếu có nhiều hơn 1 ổ cứng bị chết tại một thời điểm thì toàn bộ dữ liệu coi như mất hết.
Dung lượng hệ thống RAID 5 = (Dung lượng của 1 ổ cứng) x [(Số lượng các ổ cứng) – 1]. Ví dụ:
- Ta có 3 ổ cứng 1TB sử dụng công nghệ RAID 5 thì hệ thống ổ cứng của chúng ta là 2TB.
- Ta có 8 ổ cứng 1TB sử dụng công nghệ RAID 5 thì hệ thống ổ cứng của chúng ta là 7TB.
RAID 6
Dung lượng hệ thống RAID 6 = (Dung lượng của 1 ổ cứng) x [(Số lượng các ổ cứng) – 2]. Ví dụ:
- Ta có 4 ổ cứng 1TB sử dụng công nghệ RAID 6 thì hệ thống ổ cứng của chúng ta là 2TB.
- Ta có 9 ổ cứng 1TB sử dụng công nghệ RAID 6 thì hệ thống ổ cứng của chúng ta là 7TB.
RAID 10
Dung lượng hệ thống RAID 10 = (Tổng dung lượng các ổ cứng)/2. Ví dụ:
- Ta có 4 ổ cứng 1TB sử dụng công nghệ RAID 10 thì hệ thống ổ cứng của chúng ta là 2TB.
- Ta có 10 ổ cứng 1TB sử dụng công nghệ RAID 10 thì hệ thống ổ cứng của chúng ta là 5TB.
Ngoài ra, chúng ta có thể gặp nhiều loại RAID khác như: Level 2 (Error-Correcting Coding), Level 3 (Bit-Interleaved Parity), Level 4 (Dedicated Parity Drive), Level 6 (Independent Data Disks with Double Parity), Level 10 (Stripe of Mirrors), Level 7 (cho phép thêm bộ đệm cho RAID 3 và 4), RAID S.
Một số lưu ý khi sử dụng công nghệ RAID
Để thiết lập được RAID: bạn cần một card điều khiển (bộ điều khiển RAID) và tối thiểu hai ổ đĩa cứng cùng dung lượng (có thể sử dụng bất cứ chuẩn đĩa cứng nào, tuy nhiên nên hoàn toàn giống nhau).
Bộ điều khiển RAID (RAID Controller) là nơi tập trung các cáp dữ liệu nối các đĩa cứng trong hệ thống RAID và nó xử lý toàn bộ dữ liệu đi qua đó. Bộ điều khiển này có nhiều dạng khác nhau, từ card tách rời cho dến chip tích hợp trên bo mạch chủ.
Nếu đã xác định từ trước là sử dụng công nghệ RAID, chúng ta ưu tiên chọn mua hệ thống PC đã được tích hợp RAID trên bo mạch chủ. Trong trường hợp bo mạch chủ không có RAID, chúng ta vẫn có thể mua được card điều khiển rời và kết nối thông qua khe cắm PCI.
Khay hoán đổi nóng ổ đĩa là một tùy chọn bổ sung hữu dụng. Nó cho phép chúng ta có thể thay các đĩa cứng gặp trục trặc trong khi hệ thống đang hoạt động mà không phải tắt máy (chỉ đơn giản là mở khóa, rút ổ ra và cắm ổ mới vào). Bộ phận hỗ trợ này thường sử dụng với ổ cứng SCSI và khá quan trọng đối với các hệ thống máy chủ yêu cầu hoạt động liên tục.
Trên đây, UNATRO đã chia sẻ cho các bạn về khái niệm cũng như những điều có thể bạn chưa biết về RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks). Chúng tôi hy vọng thông qua bài chia sẻ bạn đã tìm được những thông tin hữu ích cho bản thân mình. Và đừng quên chia sẻ những kiến thức hữu ích này đến với mọi người nhé!