Apa itu RAID?

RAID adalah solusi yang awalnya dikembangkan untuk pasar server jaringan sebagai sarana menciptakan penyimpanan besar dengan biaya lebih rendah. Pada dasarnya, dibutuhkan beberapa hard drive berbiaya lebih rendah dan disatukan melalui pengontrol untuk menyediakan satu drive kapasitas yang lebih besar. Inilah yang dimaksud RAID: array redundan dari drive atau disk yang tidak mahal. Untuk mencapai hal ini, perangkat lunak khusus dan pengendali diperlukan untuk mengelola data yang dipisah antara berbagai drive.

Akhirnya, kekuatan pemrosesan sistem komputer standar Anda memungkinkan fitur untuk menyaring jalan mereka ke pasar komputer pribadi .

Sekarang penyimpanan RAID dapat berupa perangkat lunak atau perangkat keras , dan dapat digunakan untuk tiga tujuan berbeda. Ini termasuk kapasitas, keamanan, dan kinerja. Kapasitas adalah yang sederhana yang biasanya terlibat di hampir setiap jenis pengaturan RAID yang digunakan. Misalnya, dua hard drive dapat dihubungkan bersama sebagai drive tunggal ke sistem operasi secara efektif membuat drive virtual yang dua kali kapasitas. Kinerja adalah alasan utama lain untuk menggunakan pengaturan RAID pada komputer pribadi. Dalam contoh yang sama dari dua drive yang digunakan sebagai drive tunggal, controller dapat membagi data chunk menjadi dua bagian dan kemudian meletakkan masing-masing bagian tersebut pada drive yang terpisah. Ini secara efektif menggandakan kinerja menulis atau membaca data pada sistem penyimpanan. Akhirnya, RAID dapat digunakan untuk keamanan data.

Ini dilakukan dengan menggunakan sebagian ruang pada drive untuk mengkloning data yang ditulis ke kedua drive. Sekali lagi, dengan dua drive kita dapat membuatnya sehingga data ditulis ke kedua drive. Jadi, jika satu drive gagal, yang lain masih memiliki data.

Tergantung pada tujuan dari array penyimpanan yang ingin Anda satukan untuk sistem komputer Anda, Anda akan menggunakan salah satu dari berbagai tingkat RAID untuk mencapai ketiga sasaran ini.

Bagi mereka yang menggunakan hard drive di komputer mereka , kinerja mungkin akan lebih menjadi masalah daripada kapasitas. Di sisi lain, mereka yang menggunakan solid state drive mungkin akan menginginkan cara untuk mengambil drive yang lebih kecil dan menghubungkan mereka bersama-sama untuk membuat satu drive yang lebih besar. Jadi mari kita lihat berbagai tingkat RAID yang dapat digunakan dengan komputer pribadi.

RAID 0

Ini adalah tingkat terendah dari RAID dan sebenarnya tidak menawarkan segala bentuk redundansi yang mengapa itu disebut ke level 0. Pada dasarnya, RAID 0 mengambil dua atau lebih drive dan menempatkan mereka bersama-sama untuk membentuk drive kapasitas yang lebih besar. Ini dicapai melalui prosesor yang disebut striping. Blok data dipecah menjadi potongan data dan kemudian ditulis secara berurutan di seluruh drive. Ini menawarkan peningkatan kinerja karena data dapat ditulis secara bersamaan ke drive oleh pengontrol secara efektif mengalikan kecepatan drive. Di bawah ini adalah contoh bagaimana ini bisa bekerja di tiga disk:

Agar RAID 0 berfungsi efektif untuk meningkatkan kinerja sistem, Anda harus mencoba dan memiliki drive yang cocok. Setiap drive harus memiliki kapasitas penyimpanan dan sifat penampilan yang sama persis.

Jika tidak, maka kapasitas akan terbatas pada kelipatan drive terkecil dan kinerja ke drive paling lambat karena harus menunggu semua garis-garis yang akan ditulis sebelum pindah ke set berikutnya. Adalah mungkin untuk menggunakan drive yang tidak cocok tetapi dalam hal ini, pengaturan JBOD mungkin lebih efektif.

JBOD hanya mewakili sekelompok drive dan secara efektif hanya kumpulan drive yang dapat diakses secara independen dari satu sama lain tetapi muncul sebagai drive penyimpanan tunggal ke sistem operasi. Ini biasanya dicapai dengan memiliki rentang data antara drive. Seringkali ini disebut sebagai SPAN atau BIG.

Secara efektif, operasi melihat mereka semua sebagai disk tunggal tetapi blok akan ditulis di disk pertama sampai mengisi, kemudian maju ke yang kedua, kemudian ketiga, dll. Ini berguna untuk menambahkan kapasitas ekstra ke dalam sistem komputer yang ada dan dengan drive dengan berbagai ukuran tetapi tidak akan meningkatkan performa dari drive array.

Masalah terbesar dengan pengaturan RAID 0 dan JBOD adalah keamanan data. Karena Anda memiliki banyak drive, kemungkinan korupsi data meningkat karena Anda memiliki lebih banyak titik kegagalan . Jika ada drive dalam larik RAID 0 gagal, semua data menjadi tidak dapat diakses. Dalam JBOD, kegagalan drive akan mengakibatkan hilangnya data apa pun yang terjadi pada drive itu. Akibatnya, yang terbaik bagi mereka yang ingin menggunakan metode penyimpanan ini memiliki beberapa cara lain untuk membuat cadangan data mereka.

RAID 1

Ini adalah tingkat RAID pertama yang benar karena menyediakan level penuh redundansi untuk data yang disimpan pada larik. Ini dilakukan melalui proses yang disebut mirroring. Secara efektif, semua data yang ditulis ke sistem disalin ke setiap drive dalam larik level 1. Bentuk RAID ini biasanya dilakukan hanya dengan sepasang drive karena menambahkan lebih banyak drive tidak akan menambah kapasitas tambahan, hanya lebih banyak redundansi. Untuk memberikan contoh yang lebih baik, berikut adalah bagan yang menunjukkan bagaimana itu akan ditulis ke dua drive:

Untuk mendapatkan penggunaan yang paling efektif dari pengaturan RAID 1, sistem akan sekali lagi menggunakan drive yang cocok yang berbagi kapasitas dan peringkat kinerja yang sama.

Jika drive tidak cocok digunakan, maka kapasitas array akan sama dengan drive kapasitas terkecil dalam array. Misalnya, jika satu setengah terabyte dan satu terabyte drive digunakan dalam larik RAID 1, kapasitas larik ini pada sistem hanya akan menjadi satu terabyte.

Tingkat RAID ini sangat efektif untuk keamanan data karena kedua drive secara efektif sama. Jika salah satu dari dua drive gagal, maka yang lain memiliki data yang lengkap dari yang lain. Masalah dengan jenis pengaturan ini umumnya menentukan drive mana yang gagal karena sering penyimpanan menjadi tidak dapat diakses ketika salah satu dari dua gagal dan tidak akan benar dipulihkan sampai drive baru dimasukkan di tempat yang gagal dan pemulihan proses dijalankan. Seperti yang disebutkan sebelumnya, juga tidak ada perolehan kinerja sama sekali dari ini. Bahkan, akan ada sedikit kehilangan kinerja dari overhead controller untuk RAID.

RAID 1 + 0 atau 10

Ini adalah kombinasi yang agak rumit dari kedua level RAID 0 dan level 1 . Secara efektif, pengontrol akan membutuhkan minimal empat drive agar berfungsi dalam mode ini karena apa yang akan dilakukan adalah membuat dua pasang drive. Set pertama drive adalah array cermin yang mengkloning data di antara keduanya. Set drive kedua juga dicerminkan tetapi diatur untuk menjadi strip yang pertama. Ini memberikan redundansi data dan peningkatan kinerja. Di bawah ini adalah contoh bagaimana data akan ditulis di empat drive menggunakan jenis pengaturan ini:

Sejujurnya, ini bukan mode RAID yang diinginkan untuk dijalankan pada sistem komputer. Sementara itu memberikan beberapa peningkatan kinerja itu benar-benar tidak baik karena besarnya jumlah overhead pada sistem. Selain itu, itu adalah pemborosan ruang yang besar karena susunan drive hanya akan paling banyak setengah kapasitas dari semua drive digabungkan. Jika drive tidak cocok digunakan, kinerja akan terbatas pada drive paling lambat dan kapasitas hanya akan menggandakan drive terkecil.

RAID 5

Ini adalah tingkat RAID tertinggi yang dapat ditemukan dalam sistem komputer konsumen dan merupakan metode yang jauh lebih efektif untuk meningkatkan kapasitas dan redundansi. Ini mencapai ini melalui proses striping data dengan paritas. Minimal tiga drive diperlukan untuk melakukan ini karena data dipisah menjadi beberapa garis pada beberapa drive tetapi kemudian satu blok di seluruh stripe disisihkan untuk paritas. Untuk menjelaskan ini dengan lebih baik, mari kita lihat dulu bagaimana data dapat ditulis di tiga drive:

Intinya, pengontrol drive mengambil sepotong data yang akan ditulis di semua drive dalam larik. Bit data pertama ditempatkan pada drive pertama dan yang kedua ditempatkan pada yang kedua. Drive ketiga mendapatkan bit paritas yang pada dasarnya merupakan perbandingan data biner pada yang pertama dan kedua. Dalam matematika biner, Anda baru saja 0 dan 1. Proses matematika boolean dilakukan untuk membandingkan bit. Jika keduanya menambahkan hingga bilangan genap (0 + 0 atau 1 + 1) maka bit paritas akan menjadi nol. Jika keduanya menambahkan hingga angka ganjil (1 + 0 atau 0 + 1) maka bit paritas akan menjadi satu. Alasannya adalah jika salah satu drive gagal, pengontrol kemudian dapat mencari tahu data yang hilang. Misalnya, jika drive satu gagal, meninggalkan hanya drive dua dan tiga, dan drive dua memiliki blok data satu dan drive tiga memiliki blok paritas satu, maka blok data yang hilang pada drive harus nol.

Ini menyediakan redundansi data efektif yang memungkinkan semua data dipulihkan jika terjadi kegagalan drive. Sekarang untuk kebanyakan pengaturan konsumen, kegagalan akan tetap menghasilkan sistem tidak karena itu tidak dalam keadaan fungsional. Agar sistem berfungsi, Anda perlu mengganti drive yang gagal dengan drive baru. Kemudian proses rekonstruksi data harus dilakukan pada tingkat pengontrol yang kemudian akan melakukan fungsi boolean terbalik untuk membuat ulang data pada drive yang hilang. Ini bisa memakan waktu, terutama untuk drive kapasitas yang lebih besar tetapi setidaknya dapat dipulihkan.

Sekarang kapasitas array RAID 5 tergantung pada jumlah drive dalam array dan kapasitasnya. Sekali lagi, array dibatasi oleh drive kapasitas terkecil dalam array sehingga yang terbaik adalah menggunakan drive yang cocok. Ruang penyimpanan yang efektif sama dengan jumlah drive dikurangi satu kali kapasitas terendah. Jadi dalam istilah matematika, itu (n-1) * Kapasitasmin . Jadi, jika Anda memiliki tiga drive 2GB dalam larik RAID 5, kapasitas totalnya adalah 4GB. RAID 5 array lain yang menggunakan empat drive 2GB akan memiliki kapasitas 6GB.

Sekarang kinerja untuk RAID 5 sedikit lebih rumit daripada beberapa bentuk RAID lainnya karena proses boolean yang harus dilakukan untuk membuat bit paritas ketika data sedang ditulis ke drive. Ini berarti bahwa kinerja tulis akan kurang dari array RAID 0 dengan jumlah drive yang sama. Baca kinerja, di sisi lain, tidak menderita sebanyak tulisan karena proses boolean tidak dilakukan karena membaca data langsung dari drive.

Masalah Besar Dengan Semua Penyetelan RAID

Kami telah membahas berbagai pro dan kontra dari masing-masing tingkat RAID yang dapat digunakan pada komputer pribadi tetapi ada masalah lain yang banyak orang tidak menyadari ketika datang untuk membuat pengaturan RAID drive. Sebelum setup RAID dapat digunakan, pertama-tama harus dibangun baik oleh perangkat lunak pengontrol perangkat keras atau dalam perangkat lunak sistem operasi. Ini pada dasarnya menginisialisasi format khusus yang diperlukan untuk melacak dengan benar bagaimana data akan ditulis dan dibaca pada drive.

Ini mungkin tidak terdengar seperti masalah tetapi jika Anda bahkan perlu mengubah bagaimana Anda ingin konfigurasi RAID Anda. Misalnya, katakan Anda kehabisan data dan ingin menambahkan drive ekstra baik untuk RAID 0 atau RAID 5 array. Dalam banyak kasus, Anda tidak akan dapat tanpa konfigurasi ulang konfigurasi RAID terlebih dahulu yang juga akan menghapus semua data yang disimpan di drive tersebut. Ini berarti Anda harus mencadangkan data Anda sepenuhnya, tambahkan drive baru, konfigurasi ulang susunan drive, format yang mendorong array, dan kemudian kembalikan data asli Anda kembali ke drive. Itu bisa menjadi proses yang sangat menyakitkan. Akibatnya, pastikan Anda benar-benar memiliki susunan penyiapan sesuai keinginan Anda saat pertama kali Anda melakukannya.