Apa itu RAID?
RAID (array redundan disk independen) adalah pengaturan yang terdiri dari beberapa disk untuk penyimpanan data. Mereka dihubungkan bersama untuk mencegah kehilangan data dan/atau mempercepat kinerja. Memiliki banyak disk memungkinkan penggunaan berbagai teknik seperti pengupasan disk , pencerminan disk , dan paritas .
Dalam artikel ini, pelajari tentang jenis RAID, pro dan kontra, dan kasus penggunaannya .
Tingkat dan Jenis RAID
Tingkat RAID dikelompokkan ke dalam kategori berikut:
- Tingkat RAID standar
- Tingkat RAID non-standar
- Tingkat RAID bertingkat/hibrida
Selain itu, Anda dapat memilih cara menerapkan RAID pada sistem Anda. Oleh karena itu, Anda dapat memilih antara RAID perangkat keras, RAID perangkat lunak, dan RAID firmware.
Daftar berikut menjelaskan level RAID standar (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6) dan opsi non-standar dan hybrid yang populer (RAID 10).
RAID 0:Striping
RAID 0, juga dikenal sebagai set bergaris atau volume bergaris, membutuhkan minimal dua disk. Disk digabungkan menjadi satu volume besar tempat data disimpan secara merata di seluruh jumlah disk dalam larik.
Proses ini disebut disk striping dan melibatkan pemisahan data menjadi blok-blok dan menulisnya secara bersamaan/berurutan pada beberapa disk. Mengkonfigurasi disk bergaris sebagai partisi tunggal meningkatkan kinerja karena beberapa disk melakukan operasi membaca dan menulis secara bersamaan. Oleh karena itu, RAID 0 umumnya diimplementasikan untuk meningkatkan kecepatan dan efisiensi.
Penting untuk dicatat bahwa jika sebuah array terdiri dari disk dengan ukuran berbeda, masing-masing akan dibatasi pada ukuran disk terkecil dalam pengaturan. Ini berarti bahwa array yang terdiri dari dua disk, di mana satu berukuran 320 GB, dan yang lainnya berukuran 120 GB, sebenarnya memiliki kapasitas 2 x 120 GB (atau total 240 GB).
Implementasi tertentu memungkinkan Anda menggunakan sisa 200 GB untuk penggunaan yang berbeda. Selain itu, pengembang dapat menerapkan beberapa pengontrol (atau bahkan satu per disk) untuk meningkatkan kinerja.
RAID 0 adalah jenis konfigurasi disk redundan yang paling terjangkau dan relatif mudah diatur. Namun, itu tidak termasuk redundansi, toleransi kesalahan, atau pihak dalam komposisinya. Oleh karena itu, masalah pada salah satu disk dalam larik dapat mengakibatkan hilangnya data secara lengkap. Inilah sebabnya mengapa ini hanya boleh digunakan untuk penyimpanan non-kritis, seperti file sementara yang dicadangkan di tempat lain.
Keuntungan RAID 0
- Efisien biaya dan mudah diterapkan.
- Peningkatan performa baca dan tulis.
- Tidak ada biaya tambahan (total penggunaan kapasitas).
Kerugian RAID 0
- Tidak memberikan toleransi kesalahan atau redundansi.
Kapan Raid 0 Harus Digunakan
RAID 0 digunakan ketika kinerja menjadi prioritas dan keandalan tidak. Jika Anda ingin memanfaatkan drive Anda sepenuhnya dan tidak keberatan kehilangan data, pilih RAID 0.
Di sisi lain, konfigurasi seperti itu tidak selalu harus tidak dapat diandalkan. Anda dapat menyiapkan striping disk di sistem Anda bersama dengan larik RAID lain yang memastikan perlindungan dan redundansi data.
RAID 1:Mencerminkan
RAID 1 adalah larik yang terdiri dari setidaknya dua disk di mana data yang sama disimpan di masing-masing disk untuk memastikan redundansi. Penggunaan RAID 1 yang paling umum adalah menyiapkan pasangan cermin yang terdiri dari dua disk di mana konten disk pertama dicerminkan di disk kedua. Inilah sebabnya mengapa konfigurasi seperti itu disebut juga mirroring.
Berbeda dengan RAID 0, di mana fokusnya hanya pada kecepatan dan kinerja, tujuan utama RAID 1 adalah menyediakan redundansi. Ini menghilangkan kemungkinan kehilangan data dan waktu henti dengan mengganti drive yang gagal dengan replikanya.
Dalam pengaturan seperti itu, volume array sebesar disk terkecil dan beroperasi selama satu drive beroperasi. Terlepas dari keandalan, pencerminan meningkatkan kinerja baca karena permintaan dapat ditangani oleh drive mana pun dalam larik. Di sisi lain, kinerja penulisan tetap sama dengan satu disk dan sama dengan disk paling lambat dalam konfigurasi.
Keuntungan RAID 1
- Peningkatan performa membaca.
- Menyediakan redundansi dan toleransi kesalahan.
- Sederhana untuk dikonfigurasi dan mudah digunakan.
Kerugian RAID 1
- Hanya menggunakan setengah dari kapasitas penyimpanan.
- Lebih mahal (membutuhkan driver dua kali lebih banyak).
- Perlu mematikan komputer Anda untuk mengganti drive yang gagal.
Kapan Raid 1 Harus Digunakan
RAID 1 digunakan untuk penyimpanan mission-critical yang membutuhkan risiko kehilangan data yang minimal. Sistem akuntansi sering kali memilih RAID 1 karena menangani data penting dan memerlukan keandalan yang tinggi.
Ini juga cocok untuk server yang lebih kecil dengan hanya dua disk, serta jika Anda mencari konfigurasi sederhana, Anda dapat dengan mudah mengaturnya (bahkan di rumah).
Raid 2:Bit-Level Striping dengan Paritas Kode Hamming Khusus
RAID 2 jarang digunakan dalam praktik saat ini. Ini menggabungkan striping tingkat bit dengan pemeriksaan kesalahan dan koreksi informasi. Implementasi RAID ini memerlukan dua kelompok disk – satu untuk menulis data dan satu lagi untuk menulis kode koreksi kesalahan. RAID 2 juga memerlukan pengontrol khusus untuk sinkronisasi semua disk.
Alih-alih blok data, RAID 2 strip data pada tingkat bit di beberapa disk. Selain itu, menggunakan Humming error ode correction (ECC) dan menyimpan informasi ini pada disk redundansi.
Array menghitung koreksi kode kesalahan dengan cepat. Saat menulis data, itu menghapusnya ke disk data dan menulis kode ke disk redundansi. Di sisi lain, saat membaca data dari disk, ia juga membaca dari disk redundansi untuk memverifikasi data dan melakukan koreksi jika diperlukan.
Keuntungan RAID 2
- Keandalan.
- Kemampuan untuk memperbaiki informasi yang tersimpan.
Kerugian RAID 2
- Mahal.
- Sulit diterapkan.
- Memerlukan seluruh disk untuk ECC.
Kapan Raid 2 Harus Digunakan
RAID 2 bukan praktik umum saat ini karena sebagian besar fiturnya sekarang tersedia di hard disk modern. Karena biaya dan persyaratan implementasinya, tingkat RAID ini tidak pernah menjadi populer di kalangan pengembang.
Raid 3:Bit-Level Striping dengan Dedicated Parity
Seperti RAID 2, RAID 3 jarang digunakan dalam praktik. Implementasi RAID ini menggunakan striping tingkat bit dan disk paritas khusus. Karena itu, diperlukan setidaknya tiga drive, di mana dua digunakan untuk menyimpan strip data, dan satu digunakan untuk paritas.
Untuk memungkinkan pemintalan yang disinkronkan, RAID 3 juga memerlukan pengontrol khusus. Karena konfigurasi dan pemintalan disk yang disinkronkan, ia mencapai tingkat kinerja yang lebih baik dengan operasi sekuensial daripada operasi baca/tulis acak.
Keuntungan RAID 3
- Troughput yang baik saat mentransfer data dalam jumlah besar.
- Efisiensi tinggi dengan operasi berurutan.
- Ketahanan kegagalan disk.
Kerugian RAID 3
- Tidak cocok untuk mentransfer file kecil.
- Sulit untuk diterapkan.
- Sulit disiapkan sebagai RAID perangkat lunak.
Kapan Raid 3 Harus Digunakan
RAID 3 tidak umum digunakan saat ini. Fitur-fiturnya bermanfaat untuk sejumlah kasus penggunaan terbatas yang memerlukan kecepatan transfer tinggi untuk membaca dan menulis berurutan yang panjang (seperti pengeditan dan produksi video).
Raid 4:Striping Level Blok dengan Paritas Khusus
RAID 4 adalah level RAID standar lain yang tidak populer. Ini terdiri dari striping data tingkat blok di dua atau lebih disk independen dan disk paritas khusus.
Implementasinya membutuhkan setidaknya tiga disk – dua untuk menyimpan strip data dan satu didedikasikan untuk menyimpan paritas dan menyediakan redundansi. Karena setiap disk independen dan tidak ada pemintalan yang disinkronkan, maka tidak diperlukan pengontrol.
Konfigurasi RAID 4 rentan terhadap kemacetan saat menyimpan bit paritas untuk setiap blok data pada satu drive. Kemacetan sistem seperti itu berdampak besar pada kinerja sistem.
Keuntungan RAID 4
- Operasi baca cepat.
- Overhead penyimpanan rendah.
- Permintaan I/O simultan.
Kerugian RAID 4
- Kemacetan yang berdampak besar pada kinerja secara keseluruhan.
- Operasi penulisan lambat.
- Redundansi hilang jika disk paritas gagal.
Kapan Raid 4 Harus Digunakan
Mempertimbangkan konfigurasinya, RAID 4 bekerja paling baik dengan kasus penggunaan yang membutuhkan proses membaca dan menulis data berurutan dari file besar. Namun, seperti halnya RAID 3, di sebagian besar solusi, RAID 4 telah diganti dengan RAID 5.
Serangan 5:Striping dengan Paritas
RAID 5 dianggap sebagai implementasi RAID yang paling aman dan paling umum. Ini menggabungkan striping dan paritas untuk menyediakan pengaturan yang cepat dan andal. Konfigurasi seperti itu memberikan kegunaan penyimpanan pengguna seperti pada RAID 1 dan efisiensi kinerja RAID 0.
Tingkat RAID ini terdiri dari setidaknya tiga hard drive (dan paling banyak, 16). Data dibagi menjadi strip data dan didistribusikan di berbagai disk dalam array. Hal ini memungkinkan tingkat kinerja tinggi karena transaksi data baca cepat yang dapat dilakukan secara bersamaan oleh drive yang berbeda dalam larik.
Bit paritas didistribusikan secara merata pada semua disk setelah setiap urutan data disimpan. Fitur ini memastikan bahwa Anda masih memiliki akses ke data dari bit paritas jika terjadi drive yang gagal. Oleh karena itu, RAID 5 menyediakan redundansi melalui bit paritas, bukan mirroring.
Keuntungan RAID 5
- Kinerja dan kapasitas tinggi.
- Kecepatan membaca yang cepat dan andal.
- Menoleransi kegagalan drive tunggal.
Kerugian RAID 5
- Waktu pembuatan ulang lebih lama.
- Menggunakan setengah dari kapasitas penyimpanan (karena paritas).
- Jika lebih dari satu disk gagal, data akan hilang.
- Lebih rumit untuk diterapkan.
Kapan Raid 5 Harus Digunakan
RAID 5 sering digunakan untuk server file dan aplikasi karena efisiensinya yang tinggi dan penyimpanan yang dioptimalkan. Selain itu, ini adalah solusi terbaik dan hemat biaya jika akses data berkelanjutan menjadi prioritas dan/atau Anda perlu menginstal sistem operasi pada larik.
Raid 6:Striping dengan Double Parity
RAID 6 adalah larik yang mirip dengan RAID 5 dengan tambahan fitur paritas ganda. Karena alasan ini, ini juga disebut sebagai RAID paritas ganda.
Pengaturan ini membutuhkan minimal empat drive. Setup menyerupai RAID 5 tetapi mencakup dua blok paritas tambahan yang didistribusikan di seluruh disk. Oleh karena itu, ia menggunakan striping level blok untuk mendistribusikan data ke seluruh larik dan menyimpan dua blok paritas untuk setiap blok data.
Striping tingkat blok dengan dua blok paritas memungkinkan dua kegagalan disk sebelum data hilang. Ini berarti bahwa jika dua disk gagal, RAID masih dapat merekonstruksi data yang diperlukan.
Performanya tergantung pada bagaimana array diimplementasikan, serta jumlah total drive. Operasi tulis lebih lambat dibandingkan dengan konfigurasi lain karena fitur paritas gandanya.
Keuntungan RAID 6
- Kesalahan tinggi dan toleransi kegagalan drive.
- Efisiensi penyimpanan (bila lebih dari empat drive digunakan).
- Operasi baca cepat.
Kerugian RAID 6
- Waktu pembuatan ulang dapat memakan waktu hingga 24 jam.
- Kinerja penulisan lambat.
- Sulit untuk diterapkan.
- Lebih mahal.
Kapan Raid 6 Harus Digunakan
RAID 6 adalah solusi yang baik untuk aplikasi mission-critical di mana kehilangan data tidak dapat ditoleransi. Oleh karena itu, sering digunakan untuk pengelolaan data di sektor pertahanan, perawatan kesehatan, dan perbankan.
Raid 10:Mencerminkan dengan Striping
RAID 10 adalah bagian dari grup yang disebut nested atau hybrid RAID, yang berarti merupakan kombinasi dari dua level RAID yang berbeda. Dalam kasus RAID 10, array menggabungkan mirroring level 1 dan striping level 0. Array RAID ini juga dikenal sebagai RAID 1+0.
RAID 10 menggunakan pencerminan logis untuk menulis data yang sama pada dua atau lebih drive untuk menyediakan redundansi. Jika satu disk gagal, ada gambar cermin dari data yang disimpan di disk lain. Selain itu, array menggunakan striping level blok untuk mendistribusikan potongan data di berbagai drive. Hal ini meningkatkan kinerja dan kecepatan baca dan tulis karena data diakses secara bersamaan dari beberapa disk.
Untuk mengimplementasikan konfigurasi seperti itu, larik memerlukan setidaknya empat drive, serta pengontrol disk.
Keuntungan RAID 10
- Kinerja tinggi.
- Toleransi kesalahan yang tinggi.
- Operasi baca dan tulis cepat.
- Waktu pembuatan ulang yang cepat.
Kekurangan RAID 10
- Skalabilitas terbatas.
- Mahal (dibandingkan dengan level RAID lainnya).
- Menggunakan setengah dari kapasitas ruang disk.
- Lebih rumit untuk disiapkan.
Kapan Raid 10 Harus Digunakan
RAID 10 sering digunakan dalam kasus penggunaan yang memerlukan penyimpanan data dalam jumlah besar, waktu baca dan tulis yang cepat, dan toleransi kesalahan yang tinggi. Oleh karena itu, tingkat RAID ini sering diterapkan untuk server email, server hosting web, dan database.
RAID Non-Standar
Level RAID yang disebutkan di atas dianggap sebagai implementasi RAID standar atau yang umum digunakan. Namun, ada banyak cara untuk mengatur array disk independen yang berlebihan.
Oleh karena itu, banyak proyek dan perusahaan sumber terbuka telah membuat konfigurasi mereka sendiri untuk memenuhi kebutuhan mereka. Akibatnya, ada banyak implementasi RAID non-standar, seperti:
- RAID-DP
- Linux MD RAID 10
- RAID-Z
- Perluas Drive
- RAID Terdeklasifikasi
RAID Bersarang (Hibrida)
Anda dapat menggabungkan dua atau lebih tingkat RAID standar untuk memastikan kinerja dan redundansi yang lebih baik. Kombinasi seperti itu disebut tingkat RAID bersarang (atau hibrid).
Implementasi RAID hibrid diberi nama sesuai dengan level RAID yang disertakan. Dalam kebanyakan kasus, mereka menyertakan dua angka di mana urutannya mewakili skema layering.
Level RAID hibrid yang populer meliputi:
- RAID 01 (striping dan mirroring; juga dikenal sebagai “cermin garis-garis”)
- RAID 03 (penghapusan tingkat byte dan paritas khusus)
- RAID 10 (pencerminan disk dan striping level blok lurus)
- RAID 50 (paritas terdistribusi dan garis lurus level blok)
- RAID 60 (paritas ganda dan garis lurus level blok)
- RAID 100 (garis RAID 10)
Jenis Implementasi RAID
Ada tiga cara untuk menggunakan RAID, berbeda dengan tempat pemrosesan berlangsung.
RAID berbasis perangkat keras
Saat memasang perangkat keras setup, Anda memasukkan kartu pengontrol RAID di slot PCI-Express cepat pada motherboard dan menghubungkannya ke drive. Penutup drive RAID eksternal dengan kartu pengontrol bawaan juga tersedia.
RAID berbasis perangkat lunak
Untuk perangkat lunak setup, Anda menghubungkan drive langsung ke komputer, tanpa menggunakan pengontrol RAID. Dalam hal ini, Anda mengelola disk melalui perangkat lunak utilitas pada sistem operasi.
RAID berbasis Firmware/Driver
RAID berbasis firmware (juga dikenal sebagai RAID berbasis driver) adalah sistem RAID yang sering disimpan langsung di motherboard. Semua operasinya dilakukan oleh CPU komputer, bukan oleh prosesor khusus.