Vào cuối những năm 1980 và đầu 1990, các nhà cung cấp dịch vụ công nghệ thông tin đã phải đối mặt với việc tăng nhanh một khối lượng khổng lồ các dữ liệu cần được lưu trữ. Các công nghệ lưu trữ đang trở nên rất đắt để đặt một số lượng lớn ổ cứng có khả năng cao trên các máy chủ. RAID ra đời đã giải quyết vấn đề trên.
RAID - Redundant Array of Inexpensive Disks/ Hệ thống đĩa dự phòng. Đây là hệ thống hoạt động bằng cách kết nối một dãy các ổ cứng có chi phí thấp lại với nhau để hình thành một thiết bị nhớ đơn có dung lượng lớn hỗ trợ hiệu quả cao và đáng tin cậy hơn so với các giải pháp trước đây. RAID được sử dụng và triển khai thành phương pháp lưu trữ trong doanh nghiệp và các máy chủ, nhưng trong 5 năm sau đó RAID đã trở nên phổ biến đối với mọi người dùng.
Lợi thế của RAID
Có 3 lý do chính để áp dụng RAID:
- Dự phòng
- Hiệu quả cao
- Giá thành thấp
Sự dự phòng là nhân tố quan trọng nhất trong quá trình phát triển RAID cho môi trường máy chủ. Dự phòng cho phép sao lưu dữ liệu bộ nhớ khi gặp sự cố. Nếu một ổ cứng trong dãy bị trục trặc thì nó có thể hoán đổi sang ổ cứng khác mà không cần tắt cả hệ thống hoặc có thể sử dụng ổ cứng dự phòng. Phương pháp dự phòng phụ thuộc vào phiên bản RAID được sử dụng.
Khi áp dụng các phiên bản RAID mạnh bạn có thể thấy rõ hiệu quả tăng cao của nó. Hiệu quả cũng tùy thuộc vào số lượng ổ cứng được liên kết với nhau và các mạch điều khiển.
Tất cả các nhà quản lý những tập đoàn CNTT đều muốn giảm giá thành. Khi chuẩn RAID ra đời, giá thành là một vấn đề chủ chốt. Mục tiêu của các dãy RAID là cung cấp bộ nhớ tốt hơn cho hệ thống so với việc sử dụng riêng biệt các ổ đĩa có dung lượng lớn.
Có 3 cấp độ RAID sử dụng cho hệ thống máy tính để bàn là RAID 0, RAID 1 và RAID 5. Trong nhiều trường hợp thì chỉ hai trong ba cấp trên là có hiệu lực và một trong hai kỹ thuật được sử dụng không phải là một cấp độ của RAID.
RAID 0
RAID 0 thực ra không phải là cấp độ RAID hợp lệ. Cấp độ 0 được đưa ra không thể cung cấp cấp độ dự phòng nào cho các dữ liệu được lưu trữ. Do vậy nếu một ổ cứng bị lỗi thì sẽ gây nguy hiểm cho dữ liệu.
RAID 0 sử dụng một kĩ thuật gọi là “striping”. “Striping” phân chia khối dữ liệu đơn như trong hình vẽ và trải chúng qua các ổ cứng. Tác dụng của striping là làm tăng hiệu quả thực thi. Có thể ghi được hai khối dữ liệu cùng lúc tới hai ổ cứng, hơn hẳn so với một ổ cứng như trước đây.
Dưới đây là ví dụ cho thấy dữ liệu đã được ghi vào RAID 0 như thế nào. Mỗi dòng trong biểu đồ biểu diễn một khối dữ liệu và mỗi cột biểu diễn một ổ cứng khác nhau. Những số trong bảng đại diện cho các khối dữ liệu. Các số giống nhau biểu thị một khối dữ liệu được lặp lại.
|
|
Ổ cứng 1
|
Ổ cứng 2
|
|
Khối 1
|
1
|
2
|
|
Khối 2
|
3
|
4
|
|
Khối 3
|
5
|
6
|
Do vậy, nếu cả 6 khối dữ liệu trong bảng kết hợp thành một file dữ liệu duy nhất thì có thể đọc và ghi tới các ổn cứng nhanh hơn nhiều so với đọc trên một ổ. Mỗi ổ khi hoạt động song song với nhau chỉ có thể đọc được 3 khối dữ liệu trong khi nó cần sử dụng thêm một ổ đơn để đọc hết 6 khối dữ liệu. Hạn chế của kĩ thuật này là nếu một ổ gặp sự cố thì dữ liệu sẽ không hoạt động. Cần phải truy cập tất cả 6 khối dữ liệu mới có thể đọc được dữ liệu nhưng chỉ có thể truy cập vào 3 khối.
Thuận lợi:
- Tăng hiệu quả lưu trữ.
- Không làm mất dung lượng dữ liệu.
Bất lợi:
RAID 1
RAID 1 mới là phiên bản thực sự đầu tiên. RAID cung cấp phương pháp dự phòng dữ liệu đơn giản bằng kĩ thuật “mirroring” (nhân bản dữ liệu). Kĩ thuật này cần 2 ổ cứng riêng biệt có cùng dung lượng. Một ổ sẽ là ổ hoạt động, ổ còn lại là ổ dự phòng. Khi dữ liệu được ghi vào ổ hoạt động thì đồng thời nó cũng được ghi vào ổ dự phòng.
Đây là ví dụ cho thấy dữ liệu được ghi vào RAID 1 như thế nào. Mỗi dòng trong biểu đồ biểu diễn một khối dữ liệu và mỗi cột biểu diễn một ổ cứng khác nhau. Những số trong bảng đại diện cho các khối dữ liệu. Các số giống nhau biểu thị một khối dữ liệu được lặp lại.
|
|
Ổ cứng 1
|
Ổ cứng 2
|
|
Khối 1
|
1
|
1
|
|
Khối 2
|
2
|
2
|
|
Khối 3
|
3
|
3
|
RAID 1 cung cấp một phiên bản dự phòng dữ liệu đầy đủ cho hệ thống. Nếu một ổ gặp sự cố, ổ còn lại vẫn còn hoạt động. Hạn chế của kĩ thuật này là dung lượng RAID chỉ bằng dung lượng nhỏ nhất của hai ổ cứng nếu như dung lượng lưu trữ trên hai ổ được sử dụng độc lập.
Thuận lợi:
- Cung cấp dự phòng dữ liệu toàn diện.
Bất lợi:
- Dung lượng lưu trữ chỉ lớn bằng dung lượng ổ nhỏ nhất.
- Không tăng hiệu suất thực thi.
- Nhiều thời gian chết để thay đổi ổ hoạt động khi có sự cố.
RAID 0+1
Đây là sự kết hợp RAID mà một số hãng sản xuất đã thực hiện để gộp các lợi ích của hai phiên bản lại với nhau. Sự kết hợp này chỉ áp dụng với các hệ thống có ít nhất 4 ổ cứng. Các kĩ thuật “mirroring” và “striping” kết hợp với nhau tạo ra hiệu quả dự phòng. Thiết lập đầu tiên của các ổ được kích hoạt và các dữ liệu sẽ được phân chia qua đó, thiết lập thứ hai sẽ phản chiếu những dữ liệu này sang ổ thứ hai.
Ví dụ sau cho thấy dữ liệu được ghi vào RAID 0+1 như thế nào. Mỗi dòng trong biểu đồ biểu diễn một khối dữ liệu và mỗi cột biểu diễn một ổ cứng khác nhau. Những số trong bảng đại diện cho các khối dữ liệu. Các số giống nhau biểu thị một khối dữ liệu được lặp lại.
|
|
Ổ cứng 1
|
Ổ cứng 2
|
Ổ cứng 3
|
Ổ cứng 4
|
|
Khối 1
|
1
|
2
|
1
|
2
|
|
Khối 2
|
3
|
4
|
3
|
4
|
|
Khối 3
|
5
|
6
|
5
|
6
|
Trong trường hợp này, các khối dữ liệu sẽ được phân chia qua các ổ và được phản chiếu giữa hai thiết lập. Hiệu quả thực thi của RAID 0 được tăng lên vì ổ cứng chỉ phải mất một nửa thời gian thực hiện so với một ổ riêng lẻ mà vẫn đảm bảo sự dự phòng. Hạn chế chính của phương pháp này là giá thành bởi nó cần phải có ít nhất 4 ổ cứng.
Thuận lợi:
- Tăng hiệu quả thực thi.
- Dữ liệu được dự phòng toàn bộ.
Bất lợi:
- Yêu cầu số lượng ổ cứng lớn.
- Khả năng truy xuất dữ liệu giảm một nửa.
Theo quantrimang.com
