RAID 5 vs. RAID 10

A NÁLET (redundantní řada nezávislých disků) kombinuje více fyzických jednotek do jednoho virtuálního úložného zařízení, které nabízí více úložiště a ve většině případů odolnost proti chybám, takže data lze obnovit i v případě selhání jednoho z fyzických disků.

Konfigurace RAID jsou organizovány do úrovní, jako je RAID 10RAID 5Klíčová vlastnost Pruh zrcadel: Kombinuje prokládání a zrcadlení pro odolnost proti chybám a výkon. Pruhování paritou Pruhování Ano; data jsou rozložena (nebo rozdělena) rovnoměrně na skupiny disků. Každá skupina má 2 disky, které jsou navzájem nastaveny jako zrcadlové obrazy. RAID 10 tedy kombinuje vlastnosti RAID 0 a RAID 1. Ano; data jsou pruhována (nebo rozdělena) rovnoměrně na všechny disky v nastavení RAID 5. Kromě dat se paritní informace také ukládají (jednou), takže v případě selhání jednoho z disků lze data obnovit. Zrcadlení, redundance a odolnost proti chybám Ano. Zrcadlení dat činí systém RAID 10 odolným vůči chybám. Pokud některá z jednotek selže, data lze rychle znovu vytvořit jednoduchým kopírováním z jiných disků. Žádné zrcadlení nebo redundance; odolnost proti chybám se dosáhne výpočtem a uložením paritních informací. Může tolerovat selhání 1 fyzického disku. Výkon Čtení je rychlé díky pruhování. Zápisy jsou také rychlé, protože ačkoli každý blok dat musí být zapsán dvakrát (zrcadlení), k zápisům dochází na 2 různých jednotkách, aby k nim mohlo dojít paralelně. Informace o paritě není nutné počítat. Rychlé čtení díky stripování (data distribuovaná na mnoha fyzických discích). Zápisy jsou o něco pomalejší, protože je třeba vypočítat informace o paritě. Ale protože je distribuována parita, 1 disk se nestává úzkým hrdlem (jako v RAID 4). Aplikace Když je výkon důležitý pro čtení a zápis a kdy je důležité rychle se zotavit z neúspěchu. Dobrá rovnováha efektivního úložiště, slušný výkon, odolnost proti selhání a dobrá bezpečnost. RAID 5 je ideální pro souborové a aplikační servery, které mají omezený počet datových jednotek. Minimální počet požadovaných fyzických disků 4 3 Paritní disk? Ne; parita / kontrolní součet nejsou vypočteny v nastavení RAID 10. Informace o paritě jsou distribuovány mezi všechny fyzické disky v RAID. Pokud jeden z disků selže, informace o paritě se používají k obnovení dat uložených na této jednotce. Výhody Rychlé obnovení dat v případě selhání disku. Rychlé čtení; levná redundance a odolnost proti chybám; k datům je možné přistupovat (i když pomaleji), i když probíhá selhání jednotky. Nevýhody Využití disku je pouze 50%, takže RAID 10 je nákladný způsob, jak získat redundanci úložiště ve srovnání s ukládáním paritních informací. Obnova po selhání je pomalá kvůli výpočtům parity, které se podílejí na obnově dat a přestavbě náhradní jednotky. Je možné číst z RAID, zatímco to probíhá, ale operace čtení během této doby budou poměrně pomalé.

Obsah: RAID 5 vs. RAID 10

• 1 Konfigurace
  • 1.1 Konfigurace RAID 0, RAID 1 a RAID 10
  • 1.2 Konfigurace RAID 5
• 2 Redundance a tolerance poruch
  • 2.1 RAID 5
  • 2.2 RAID 10
• 3 Výkon
• 4 výhody a nevýhody
• 5 aplikací
• 6 Reference

Konfigurace

Konfigurace RAID 0, RAID 1 a RAID 10

RAID 10 se také nazývá RAID 1 + 0 nebo RAID 1 & 0. Je to vnořená úroveň RAID, což znamená, že kombinuje dvě standardní úrovně RAID: RAID 0 a RAID 1. Pojďme se podívat na konfigurace těchto standardních úrovní RAID, abychom pochopili, jak je RAID 10 konstruován.

Ukládání dat v nastavení RAID 0 Ukládání dat v RAID 1 nastavení

Jak je uvedeno výše, RAID 0 používá pruhování, tj. Data jsou rozdělena do bloků, které jsou uloženy na více discích. Tím se výrazně zvyšuje výkon čtení a zápisu, protože data a paralelní čtení a zápis na všechny disky. Nevýhodou RAID 0 je to, že nedochází k redundanci ani toleranci chyb. Pokud jeden z fyzických disků selže, všechna data se ztratí.

RAID 1 řeší redundanci, takže pokud jeden z disků selže, je snadné jej nahradit zkopírováním dat z dosud fungujících disků. Nevýhodou RAID 1 je však rychlost, protože nemůže využít paralelismu, který RAID 0 nabízí.

Nyní, když chápeme, jak RAID 0 a RAID 1 fungují, pojďme se podívat, jak je RAID 10 nakonfigurován.

Konfigurace RAID 10 je pruhem zrcadel.

RAID 10, a.k.a RAID 1 + 0 je kombinací RAID 1 a RAID 0. Je nakonfigurován jako pruh zrcadel. Disky jsou rozděleny do skupin (obvykle dvou); disky v každé skupině jsou zrcadlovými obrazy navzájem, zatímco data jsou pruhována napříč všemi skupinami. Protože potřebujete alespoň dvě skupiny a každá skupina potřebuje alespoň dva disky, minimální počet fyzických disků potřebných pro konfiguraci RAID 10 je 4.

Konfigurace RAID 5

Nyní se podívejme na konfiguraci RAID 5.

Konfigurace RAID 5 používá pruhování s paritou k zajištění odolnosti proti chybám. Paritní bloky jsou distribuovány na všech discích. Na obrázku jsou bloky seskupeny podle barev, takže můžete vidět, který paritní blok je spojen s datovými bloky.

RAID 5 používá paritní informace, na rozdíl od úrovní RAID 0, 1 a 10. Pro každou kombinaci bloků - které jsou všechny uloženy na různých discích - se vypočítá a uloží paritní blok. Každý jednotlivý paritní blok je umístěn pouze na jednom disku; paritní bloky jsou však uloženy na všech discích způsobem kruhového zpracování. tj. neexistuje žádná vyhrazená fyzická jednotka pouze pro paritní bloky (což se děje v RAID 4).

Vzhledem k tomu, že datové bloky jsou prokládány přes nejméně dva disky a paritní blok je zapsán na samostatný disk, můžeme vidět, že konfigurace RAID 5 vyžaduje alespoň 3 fyzické jednotky.

Redundance a tolerance poruch

Jak RAID 5, tak RAID 10 jsou odolné vůči chybám, tj. Data se neztratí, i když selže jeden - nebo v případě RAID 10 více než 1 - fyzických disků. A co víc, RAID 5 i RAID 10 lze použít při výměně poškozeného disku. Tomu se říká výměna za provozu.

RAID 5

RAID 5 může tolerovat selhání 1 disku. Informace o datech a paritě uložené na selhání disku lze přepočítat pomocí dat uložených na zbývajících discích.

Ve skutečnosti jsou data přístupná a čtení je možné z RAID 5, i když jeden z disků selhal a obnovuje se. Takové čtení bude však pomalé, protože část dat (část, která byla na selhání jednotky) se počítá spíše z paritního bloku, než aby se jednoduše čítala z disku. Obnova dat a přestavba náhradního disku jsou také pomalé kvůli režijnímu výpočtu parity.

RAID 10

RAID 10 poskytuje vynikající odolnost proti chybám - mnohem lepší než RAID 5 - díky 100% redundanci zabudované do jeho navrženého. Ve výše uvedeném příkladu mohou disk 1 i disk 2 selhat a data by byla stále obnovitelná. Všechny disky uvnitř skupiny RAID 1 v nastavení RAID 10 by musely selhat, aby došlo ke ztrátě dat. Pravděpodobnost selhání dvou disků ve stejné skupině je mnohem nižší než pravděpodobnost selhání dvou disků v selhání RAID. Proto RAID 10 nabízí vyšší spolehlivost ve srovnání s RAID 5.

Obnovení po selhání je také mnohem rychlejší a snazší pro RAID 10, protože data musí být jednoduše zkopírována z ostatních disků RAID. Data jsou během obnovy přístupná.

Výkon

RAID 10 nabízí fantastický výkon pro náhodné čtení a zápisy, protože všechny operace probíhají paralelně na samostatných fyzických discích.

RAID 5 také nabízí skvělý čtecí výkon kvůli stripování. Zápisy jsou však pomalejší kvůli režii výpočtu parity.

Výhody a nevýhody

RAID 5 i RAID 10 jsou hot-swap, tj. poskytují možnost pokračovat ve čtení z pole, i když je vyměňován poškozený disk. V případě RAID 5 jsou však tyto čtení pomalé kvůli výpočtu režie parity. Ale pro RAID 10 jsou takové čtení stejně rychlé jako za normálního provozu.

Další výhody RAID 10 jsou:

• Velmi rychlé čtení a psaní
• Velmi rychlé zotavení po selhání
• Více odolné proti chybám než RAID 5, protože RAID 10 může tolerovat selhání více disků současně.

Nevýhody RAID 10 jsou:

• Drahé kvůli neefektivnímu skladování (50%, díky zrcadlení)

Výhody RAID 5 zahrnují:

• Skvělá rovnováha mezi odolností proti chybám, cenou (efektivita skladování) a výkonem
• Rychlé čtení

Nevýhody RAID 5 zahrnují:

• Pomalé zotavení z selhání
• Může tolerovat pouze selhání 1 jednotky v poli

Aplikace

S ohledem na klady a zápory je RAID 10 užitečný v aplikacích, kde je výkon důležitý nejen pro čtení, ale také pro zápisy. RAID 10 se také lépe hodí než RAID 5 v aplikacích, kde je důležité udržet výkon během obnovy chyb v případě selhání jednoho z disků.

RAID 5 poskytuje zdravou rovnováhu efektivního úložiště, slušného výkonu, odolnosti proti selhání a dobré bezpečnosti. Jedná se o nejoblíbenější konfiguraci RAID pro podniková zařízení NAS a obchodní servery. RAID 5 je ideální pro souborové a aplikační servery, které mají omezený počet datových jednotek. Pokud je počet fyzických disků v RAID velmi velký, je pravděpodobnost selhání alespoň jednoho z nich vyšší. RAID 6 tedy může být lepší volbou, protože k ukládání parity používá dva disky.

Reference

• Kompromisy mezi konfiguracemi úložiště RAID 5 a RAID 10 - Dell
• Standardní úrovně RAID - Wikipedia
• Vnořené úrovně RAID - Wikipedia
• Parita ve výpočtech - Wikipedia
• Společný formát diskových dat RAID (DDF) - Asociace průmyslového úložiště
• Řešení ztráty dat v rozsáhlých úložných systémech - Asociace průmyslového úložiště