Opas RAIDin maailmaan

Now Reading
Opas RAIDin maailmaan

200312 seagate kiintariRaid on lyhenne sanoista Redudant Array of Independent Disks ja tarvitset vähintään kaksi kiintolevyä tai SSD-asemaa luodaksesi RAID:in, ja parantaaksesi suorituskykyä/luotettavuutta tai molempia. RAID oli aikoinaan kallis vaihtoehto, mutta nykyisten edullisten SATA –kiintolevyjen myötä RAIDista on tullut entistä suositumpi vaihtoehto kuluttajien/tehokäyttäjien keskuudessa.

Vuoden 2011 lopulla Thaimaaseen iskeneet tulvat tosin nostivat kiintolevyjen hintoja ikävästi, mutta nyt vuoden 2012 maalis- ja huhtikuun taitteessa kahden teratavun kiintolevyjä alkaa saamaan kotimaasta jo hieman edullisemmin hintojen ollessa halvimmillaan noin 134 euron tietämillä.

Nykyään myös suurin osa uusista edullisemmistakin emolevyistä tukee RAID:ia. RAID:ssa on useita eri tasoja joilla parantaa datan turvallisuutta, nopeuttaa suorituskykyä tai tehdä molempia. Seitsemän perustason (RAID 0-6) lisäksi on olemassa monia erilaisia variaatioita sekä yhdistelmiä/kombinaatioita.

RAID:ssa yhdistetään kaksi tai useampi fyysinen kiintolevy yhdeksi loogiseksi asemaksi käyttämällä joko tarkoitetukseen suunniteltua rautaa tai ohjelmistoa.

Käytettävien kiintolevyjen määrä riippuu käyttötarkoitukseen valitusta sopivasta RAID –tasosta. Suosituimmat RAID –tasot ovat 0, 1, 0+1 ja 5.

RAID:ssa on kolme peruskonseptia, jotka ovat peilaus, lomitus/raidoitus ja pariteetti. Peilauksessa tiedot kopioidaan useammalle kiintolevylle, raidoituksessa se taas jaetaan usemman levyn kesken ja pariteetti, jossa käytetään ylimääräistä kiintolevyä pariteetti–informaation varastoimiseen.

Tässä artikkelissa käydään läpi useimmiten käytetyt RAID -tasot sekä lisäksi myös muutamia vähemmän käytettyjä.


RAID 0-taso

Ensimmäisenä näistä on RAID 0 –taso, joka parantaa kiintolevyjen suorituskykyä jakamalla datan kahden fyysisen kiintolevyn kesken.

Jokainen tiedosto jaetaan useampaan pienempään osaan ja ensimmäinen osa kirjoitetaan ensimmäiselle levylle, toinen osa toiselle levylle ja niin edelleen.

Tämä mahdollistaa tietokoneen pääsevän normaalia nopeammin käsiksi tietoihin, koska tiedot jaetaan tasaisesti useiden fyysisten kiintolevyjen kesken ja niitä voidaan kaikkia käyttää hyödyksi haettaessa dataa.

Valitettavaa kyllä, tämä normaalia parempi suorituskyky tuo mukanaan huomattavasti suuremman vaaran tietojen menettämiselle, sillä jos toinen kiintolevyistä hajoaa, häviävät myös kaikki tiedot, koska ne on jaettu kahden eri fyysisen kiintolevyn kesken.

Lisäämällä fyysisten kiintolevyjen määrää entisetään saadaan nopeutta nostettua edelleen aina tiettyyn pisteeseen asti, mutta jokainen konfiguraatioon lisätty kiintolevy tuo myös mukanaan entistä suuremman riskin kaiken tiedon häviämiselle.

RAID 0 –tasoa käytetään lähinnä esimerkiksi huippuluokan pelijärjestelmissä sen tarjotessa paremman suorituskyvyn peleissä, grafiikkasovelluksissa sekä muissa kiintolevyltä suorituskykyä vaativissa ohjelmissa.

RAID 0 –tasossa vaaditaan vähintään kaksi fyysistä kiintolevyä.

150px-RAID 0.svg

Plussat:

  • parempi suorituskyky suuria tiedostoja käsitellessä
  • edullisuus

Miinukset:

  • suuri tiedon häviämisen riski
  • suurimmassa osassa ohjelmistoista ei nähdä parantunutta suorituskykyä

RAID 1 -taso

Seuraavana vuorossa on RAID 1 –taso,joka tarjoaa paremman turvallisuuden datalle kirjoittaen tiedot yhtä aikaa kahdelle fyysiselle kiintolevylle. Toinen kiintolevyistä toimii isäntäasemana ja toinen puolestaan varmuuskopiona (peilinä/mirror). Tämä konfiguraatio on pohjimmiltaan vastakohta RAID 0 -tason lomitukselle.

RAID 1 -tasossa kaikki tiedot kahdennetaan, eli kirjoitetaan kokonaan jokaiselle fyysiselle kiintolevylle kokonaisuudessaan. Yleensä tämä toteutetaan käyttämällä konfiguraatiossa vain kahta fyysistä kiintolevyä ja se antaa käyttäjälle täydellisen kopion kaikesta, joten toisen fyysisen kiintolevyn rikkoutuessa on toisella kiintolevyllä tarkka kopio kaikesta datasta.

Itse asiassa, konfiguraatio kykenee toimimaan niin kauan kun yksikin fyysinen kiintolevy on kunnossa ja toimii normaalisti. Pitää myös muistaa, että vain puolet mahdollisesta kiintolevykapasiteetista saadaan käyttöön peilauksen takia.

Taso periaatteessa kaksinkertaistaa lukunopeuden. RAID 1 –tasossa vaaditaan vähintään kaksi fyysistä kiintolevyä.

150px-RAID 1.svg

Plussat:

  • korkea luotettavuus
  • hieman yhtä kiintolevyä parempi suorituskyky lukunopeutta vaativissa tilanteissa

Miinukset:

  • vain 50 prosentin kapasiteettitehokkuus
  • hieman yhtä kiintolevyä huonompi suorituskyky kirjoitusnopeutta vaativissa tilanteissa

RAID 3 -taso

RAID 3 –taso on RAID 4 –tason lisäksi suhteellisen tuntematon näky nykypäivän järjestelmissä. Yleensä RAID 5 –taso on järkevämpi vaihtoehto, poikkeuksena tilanteet joissa tarvitaan korkeatasoista kestävää lukunopeutta, jolloin RAID 3 suoriutuu hieman RAID 5:sta paremmin.

RAID 5 –tason paremmasta suorituskyvyn tasosta johtuen se nähdään nykypäivän järjestelmissä RAID 3 –tasoa useammin.

RAID 3 –tasossa tiedot kirjoitetaan lohkoissa, vuorotellen jokaiselle fyysiselle kiintolevylle sekä käytetään lisäksi yhtä fyysistä kiintolevyä pariteettitarkastustietojen tallentamiseen. Tiedot voidaan palautaa minkä tahansa kiintolevyn rikkoutuessa. Yleensä RAID 3 –tasossa käytetään vähintään kolmea fyysistä kiintolevyä, joista kaksi on varattu tiedoille ja yksi pariteettilevyksi.

Plussat:

  • kyky kestää yhden kiintolevyn vikaantuminen
  • RAID 5 –tasoa parempi jatkuva lukunopeus

Miinukset:

  • satunnaisten luku –ja kirjoitusnopeuksien heikentyminen
  • pariteettilevyn muodostuminen järjestelmän pullonkaulaksi
  • RAID5 –taso on nopeampi 

 300px-RAID 3.svg

RAID 4 -taso

RAID 4 –tason periaate on samanlainen kuin RAID 3 -tasossa, mutta lohkokoot ovat suurempia ja suorituskyky puolestaan myös parempi. RAID 4 –tason hyödyt ovat samat kuin edeltävän RAID 3 –tasonkin.

Miinuksiin voidaan puolestaan lueta RAID 5 –tason tarjoama parempi suorituskyky useimmissa tilanteissa ja RAID 3 –tason parempi suorituskyky lopuissa tilanteissa. Lisäksi, on vaikea löytää tasoa tukevia ohjaimia.

300px-RAID 4.svg


RAID 5 -taso

RAID 5 –taso tuo nopeutta suorituskykyyn ja parannusta datan turvallisuuteen ja se on käytännössä syrjäyttänyt kokonaan kaksi aiempaa RAID-tasoa.

Taso vaatii käyttöön vähintään kolme fyysistä kiintolevyä. RAID 5 –tasossa järjestetään pariteettibittejä eri kiintolevyille kasvattaen näin käytettävissä olevaa kiintolevytilaa.

Kolmen fyysisen kiintolevyn käsittävässä RAID 5 –tasossa on kahden kiintolevyn verran tallennuskapasiteettia ja neljän kiintolevyn järjestelmässä puolestaan kolmen kiintolevyn verran.

Jos yksi kiintolevyistä hajoaa, voidaan sen sisältö laskea uudestaan säästyneiden kiintolevyjenpariteettibiteistä ja palauttaa uudelle kiintolevylle, joka liitetään vanhan vioittuneen kiintolevyn tilalle.

Sitä voidaan myös käyttää ilman tätä ns. ylimääräistä kiintolevyä, mutta sen mukana menetetään ikävä kyllä vikasietoisuuden mukanaan tuomat lisäedut.

300px-RAID 5.svg

Plussat:

  • Erittäin joustava
  • Hyvin tuettu
  • Kohtalaisen hyvä tallennustehokkuus
  • Kohtalainen suorituskyky kaikilla eri osa -alueilla

Miinukset:

  • Ei paras millään osa -alueella
  • Erittäinhuono kirjoitusnopeus

RAID 6 -taso

RAID 6 -tason kofiguraatiossa käytetään samaa perusideaa kuin edellisessä RAID 5 -tasossakin, mutta tässä luodaan kaksi erillistä pariteettilevyä. Tämän takia sen aikaan saamiseksi tarvitaan vähintään neljä fyysistä kiintolevyä ja menetetään kahden fyysisen kiintolevyn verran tallennuskapasiteetista pariteettidatan tallentamisen vuoksi.

Se kuitenkin tuo mukanaan edun, sillä kyseinen konfiguraatio sallii kahden fyyisen kiintolevyn tuhoutumisen ilman tietojen menetyksen pelkoa.

Lisäksi, RAID 6 skaalautuu helposti ylöspäin ja antaa hyvin suuren tallennuskapasiteetin aiheuttamatta suurempaa kokonaiskiintolevytilan menetystä. Esimerkiksi kymmenen fyysisen kiintolevyn koostama RAID 6 -konfiguraatio sisältäisi edelleen kahdeksan fyysisen kiintolevyn verran tallennuskapasiteettia ja kykenee samalla selviytymään kahden kiintolevyn täydellisen vikaantumisen.

Tietojen lukeminen ei suju aivan yhtä nopeasti kuin RAID 5 -konfiguraatiossa, mutta onnistuu edelleen suoriutumaan tehtävästä yhtä fyysistä kiintolevyä nopeammin.

300px-RAID 6.svg

Plussat:

  • Kykenee selviytymään kahden kiintolevyn vikaantumisesta
  • Kykenee tarjoamaan kohtuullisen suorituskyvyn kaikilla eri osa -alueilla

Miinukset:

  • Hieman RAID5 -tasoa huonompi suorituskyky

RAID 0+1 -taso

RAID 0+1 –tasossa yhdistyy 0 –ja 1 tasojen lomitus ja peilaus. Näin ollen vikasietoisuus ja nopeus parantuvat.RAID 0+1 –tasossa jokaista RAID 0 –tasossa toimivaa kiintolevyä peilaa toinen kiintolevy.

Näin ollen kummastakin RAID 0 -tasosta voi vikaantua yksi tai molemmat kiintolevyt ja toinen jatkaisi edelleen toimintaansa normaalisti. Tämä kyseinen taso vaatii toimiakseen vähintään neljä fyysistä kiintolevyä.

Tämä mahdollistaa samankaltaisen parannuksen suorituskykyyn kuin kahdesta kiintolevystä koostuva RAID 0 -konfiguraatio, RAID 1:n tuoden mukana lisäksi paremman luotettavuuden.

Tosin vain puolet mahdollisesta kiintolevyjen tallennuskapasiteetista saadaan otettua käyttöön RAID 1:n tapaan, koska kaikki tiedot kahdennetaan.

Tiedot ovat palautettavissa, jos jokaisesta peilistä löytyy ehjä kiintolevy.

220px-RAID 0+1

Plussat:

  • Monimutkaisten pariteettilaskelmien puuttuminen
  • Edulliset ohjaimet riittävään suorituskykyyn

Miinukset:

  • Huono kapasiteettitehokkuus

RAID 10 -taso

RAID 10 -taso on saman kaltainen edellä mainitun RAID 0+1 -tason kanssa, mutta tarjoaa samalla parantuneen suorituskyvyn sekä luotettavuuden yhteen fyysiseen kiintolevyyn nähden.

Tämä saavutetaan luomalla kaksi RAID 1 -tason konfiguraatiota ja sen jälkeen lomittamalla tiedot niiden kesken. Edelleen yhden fyysisen kiintolevyn vikaantuessa pitäisi tason jatkaa toimintaansa. Neljä tai useampi levy vaaditaan ja taasen vain puolet mahdollisesta tallennuskapasiteetista saadaan otettua käyttöön.

220px-RAID 10

Plussat:

  • Joissakin tapauksissa sietää useamman levyn yhtäaikaisen vioittumisen
  • Vikasietoisuus vastaa RAID 1:n vikasietoa
Miinukset:
  • Vaatii vähintään neljä kiintolevyä
  • Melko kallis

JBOD (Just a Buch Of Disks)

Vaikka kyseessä ei varsinaisesti ole “oikea” RAID -taso, löytyy se tuettuna monien emolevyjen ohjaimista. Se on itse asiassa useiden fyysisten kiintolevyjen pakka yhtenä isona asemana. Se ei tarjoa turvaa tiedoille ja tämän kaltainen konfiguraatio onkin hyödyllinen vain siinä tapauksessa, jos sinulla on useita kiintolevyjä, mutta haluat niiden näkyvän käyttöjärjestelmälle vain yhtenä isona kiintolevynä. Lisäksi, toisin kuin muut RAID -tasot, sallii se käyttää useita erikokoisia kiintolevyjä.

200px-JBOD.svg


Loppusanat

Kuten varmasti artikkelimme luettuasi olet huomannut, on olemassa monia eri syitä miksi joku haluaisi käyttää RAID-konfiguraatiota osana järjestelmäänsä. Joku saattaa valita parantuneen suorituskyvyn antavan vaihtoehdon eri tasojen välillä, kun taas toinen haluaa mieluummin turvata tietonsa peilaamalla ne toiselle fyysiselle kiintolevylle. Suurin osa erilaisista RAID-tasoista tarjoaa paremman suorituskyvyn vain yhden fyysisen kiintolevyn sisältäviin järjestelmiin nähden suorittamalla luku -ja kirjoitusoperaatioita useammalle kiintolevylle yhtäaikaisesti.

Teoriassahan tietoja kyetään hakemaan kahdelta levyltä kaksi kertaa nopeammin yhden levyn järjestelmään nähden, mutta luonnollisesti todellisuudessa se ei kuitenkaan aivan täysin pidä paikkaansa sillä RAID -ohjaimen suorittaessa laskelmiaan hidastaa se prosessia. Joka tapauksessa toimii se kuitenkin nopeammin kuin vain yhden kiintolevyn sisältävä järjestelmä.

RAID 0 vaatii minimissään kaksi kiintolevyä, koko tallennuskapasiteetin saa käyttöönsä, kirjoitus -ja lukuoperaatioissa se suoriutuu hyvin, mutta tietojen varmentaminen on huonoa. RAID 1 puolestaan vaatii kaksi kiintolevyä, vähentää puolet tallennuskapasiteetin määrästä ja kirjoitus -ja lukuoperaatioissa suoriutuu keskiverrosti, sekä tietojen varmentamisessa hyvin. RAID 0+1 -tasossa tarvitaan vähintään neljä kiintolevyä, vähentää puolet tallennuskapasiteetin määrästä, mutta suoriutuu hyvin tietojen varmentamisesta ja kirjoitus -ja lukuoperaatioista. RAID 10 -tasossa tarvitaan vähintään neljä kiintolevyä, vähentää puolet tallennuskapasiteetin määrästä, mutta suoriutuu RAID 0+1 -tason mukaisesti hyvin sekä tietojen varmentamisessa ja luku -ja kirjoitusoperaatioissa.

RAID 5 -tasossa tarvitaan vähintään kolme kiintolevyä, vähentää yhden kiintolevyn verran tallennuskapasiteetista, mutta suoriutuu edelleen mainiosti tietojen varmentamisesta ja luku -ja kirjoitusoperaatioista. RAID 6 -tasossa vaaditaan vähintään neljä kiintolevyä, vähentää kaksi kiintolevyä tallennuskapasiteetin määrästä, mutta suoriutuu luku -ja kirjoitusoperaatioista hyvin, sekä tietojen varmentamisesta erinomaisesti. Valittaessa minkälaisen RAID -konfiguraation aikoo liittää osaksi omaa järjestelmäänsä kannattaa ehdottomasti tutustua kaikkiin eri tyyppisiin RAID -tasoihin ja niiden käyttötarkoituksiin. Artikkelimme sivuilta löydät varmasti juuri itsellesi sopivamman parhaan mahdollisen vaihtoehdon käytettäväksi.

Mitä mieltä sinä olet?
Aivan mahtavaa
38%
Mahtavaa
63%
Ei hyvä
0%
Ihan tyhmää
0%
Ottaa päähän
0%
About The Author
Toimitus
Mato78.com perustettiin vuonna 2006. Sivusto kattaa digiajan ihmeitä teknologian, viihteen, tieteen ja pelaamisen saralta. Sivuston tehtävänä on tarjota uutisia uutuuksista ja arvosteluja sekä tietoa erilaisista digiajan tuotteista.