▷ Raid 0, 1, 5, 10, 01, 100, 50: spiegazione di tutti i tipi

Sicuramente abbiamo tutti sentito parlare della configurazione dei dischi in RAID e li abbiamo collegati a grandi aziende, dove la necessità di replicare e rendere disponibili i dati è fondamentale. Ma oggi praticamente tutte le nostre schede madri per PC desktop hanno la possibilità di creare i nostri RAID.

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Oggi vedremo cos'è la tecnologia RAID, che oltre ad essere un marchio di spray anti-zanzara altamente efficace, ha a che fare anche con la tecnologia del mondo dell'informatica. Vedremo in cosa consiste il suo funzionamento e cosa possiamo fare con esso e le sue diverse configurazioni. In esso, i nostri dischi rigidi meccanici o SSD saranno al centro della scena, qualunque essi siano, il che ci consente di archiviare enormi quantità di informazioni grazie alle unità di oltre 10 TB che attualmente possiamo trovare.

Potresti anche aver sentito parlare del cloud storage e dei suoi vantaggi rispetto allo storage nel nostro team, ma la verità è che è più orientato al business. Questi pagano un prezzo per avere questo tipo di servizio che viene fornito attraverso Internet e su server remoti che hanno sistemi di sicurezza avanzati e configurazioni RAID proprietarie con grande ridondanza dei dati.

Cos'è la tecnologia RAID?

Il termine RAID deriva da "Array ridondante di dischi indipendenti" o detto in spagnolo, array ridondante di dischi indipendenti. Con il suo nome abbiamo già una buona idea di ciò che questa tecnologia intende fare. Che non è altro che la creazione di un sistema per l'archiviazione dei dati utilizzando più unità di archiviazione tra cui i dati vengono distribuiti o replicati. Queste unità di archiviazione possono essere unità disco rigido meccaniche o HDD, unità SSD o unità a stato solido.

La tecnologia RAID è divisa in configurazioni chiamate livelli, attraverso le quali possiamo ottenere risultati diversi in termini di possibilità di memorizzazione delle informazioni. Per scopi pratici, vedremo un RAID come un singolo archivio dati, come se fosse una singola unità logica, anche se al suo interno ci sono diversi dischi rigidi fisicamente indipendenti.

L'obiettivo finale del RAID è offrire all'utente una maggiore capacità di archiviazione, ridondanza dei dati per evitare la perdita di dati e fornire velocità di lettura e scrittura dei dati più rapide rispetto a un disco rigido. Ovviamente queste funzionalità saranno migliorate indipendentemente a seconda del livello di RAID che vogliamo implementare.

Un altro vantaggio dell'utilizzo di un RAID è che possiamo usare vecchi dischi rigidi che abbiamo a casa e che possiamo connetterci tramite interfaccia SATA alla nostra scheda madre. In questo modo, con unità a basso costo, saremo in grado di montare un sistema di archiviazione in cui i nostri dati saranno al sicuro da guasti.

Dove vengono utilizzati i RAID

In generale, i RAID sono stati utilizzati per molti anni dalle aziende, a causa della particolare importanza dei loro dati e della necessità di conservarli e garantirne la ridondanza. Questi hanno uno o più server che sono specificamente dedicati alla gestione di questo archivio di informazioni, con hardware appositamente progettato per questo uso e con uno scudo di protezione contro le minacce esterne che impediranno un accesso indebito ad essi. In genere, questi magazzini utilizzano dischi rigidi identici nelle prestazioni e nella tecnologia di produzione, per una scalabilità ottimale.

Ma oggi, quasi tutti noi saremo in grado di utilizzare un sistema RAID se abbiamo una scheda madre relativamente nuova e con un chipset che implementa questo tipo di istruzioni interne. Avremo solo bisogno di diversi dischi collegati alla nostra balla di base per iniziare a configurare un RAID da Linux, Mac o Windows.

Nel caso in cui il nostro team non implementasse questa tecnologia, avremo bisogno di un controller RAID per gestire il magazzino direttamente dall'hardware, anche se in questo caso il sistema sarà suscettibile ai guasti di questo controller, cosa che ad esempio non accadrà se lo gestiamo attraverso il software.

Cosa può e non può fare un RAID

Sappiamo già cos'è un RAID e dove è possibile utilizzarlo, ma ora dobbiamo sapere quali vantaggi otterremo implementando un tale sistema e quali altre cose non saremo in grado di fare con esso. In questo modo non cadremo nell'errore di assumere cose quando in realtà non lo sono.

Vantaggi di un RAID

• Elevata tolleranza agli errori: con un RAID possiamo ottenere una tolleranza agli errori molto migliore rispetto a un disco rigido. Questo sarà condizionato dalle configurazioni RAID che adottiamo, poiché alcune sono orientate a fornire ridondanza e un'altra semplicemente per raggiungere la velocità di accesso. Leggere e scrivere miglioramenti delle prestazioni: come nel caso precedente, esistono sistemi volti a migliorare le prestazioni, dividendo i blocchi di dati in più unità, per farli funzionare in parallelo. Possibilità di combinare le due proprietà precedenti: i livelli RAID possono essere combinati, come vedremo di seguito. In questo modo possiamo sfruttare la velocità di accesso di alcuni e la ridondanza dei dati di un altro. Buona scalabilità e capacità di archiviazione: un altro dei suoi vantaggi è che sono generalmente sistemi facilmente scalabili, a seconda della configurazione che adottiamo. Inoltre, possiamo usare dischi di diversa natura, architettura, capacità ed età.

Cosa non può fare un RAID

• Un RAID non è un mezzo di protezione dei dati: RAID replicherà i dati, non li proteggerà, sono due concetti molto diversi. Lo stesso danno sarà causato da un virus su un disco rigido separato, come se fosse entrato in un RAID. Se non disponiamo di un sistema di sicurezza che lo protegga, i dati saranno ugualmente esposti. La migliore velocità di accesso non è garantita: ci sono configurazioni che possiamo realizzare noi stessi, ma non tutte le applicazioni o i giochi sono in grado di funzionare bene su un RAID. Molte volte non realizzeremo profitti utilizzando due dischi rigidi anziché uno per archiviare i dati in modo diviso.

Svantaggi di un RAID

• Un RAID non garantisce il ripristino da un disastro: come sappiamo, esistono applicazioni in grado di recuperare file da un disco rigido danneggiato. Per i RAID, sono necessari driver diversi e più specifici che non sono necessariamente compatibili con queste applicazioni. Quindi, in caso di guasto di una catena o di più dischi, potremmo avere dati irrecuperabili. La migrazione dei dati è più complicata: clonare un disco con un sistema operativo è abbastanza semplice, ma farlo con un RAID completo su un altro è molto più complicato se non abbiamo gli strumenti corretti. Questo è il motivo per cui la migrazione di file da un sistema a un altro per aggiornarlo, a volte è un'attività insormontabile. Elevato costo iniziale: l'implementazione di un RAID con due dischi è semplice, ma se vogliamo set più complessi e ridondanti, le cose si complicano. Più dischi, maggiore è il costo e più complesso è il sistema, più avremo bisogno.

Quali livelli RAID ci sono

Bene, oggi possiamo trovare alcuni tipi di RAID, anche se questi saranno divisi in RAID standard, livelli nidificati e livelli proprietari. I più utilizzati per utenti privati ​​e piccole imprese sono ovviamente i livelli standard e nidificati, poiché la maggior parte delle apparecchiature di fascia alta ha la possibilità di farlo senza installare nulla in più.

Al contrario, i livelli proprietari sono utilizzati solo dai creatori stessi o che vendono questo servizio. Sono varianti di quelle considerate di base e non crediamo che la loro spiegazione sia necessaria.

Vediamo in cosa consiste ciascuno di essi.

RAID 0

Il primo RAID che abbiamo è chiamato Level 0 o set diviso. In questo caso, non abbiamo ridondanza dei dati, poiché la funzione di questo livello è quella di distribuire i dati archiviati tra i diversi dischi rigidi collegati al computer.

L'obiettivo dell'implementazione di un RAID 0 è di fornire buone velocità di accesso ai dati memorizzati sui dischi rigidi, poiché le informazioni sono equamente distribuite su di essi per avere accesso simultaneo a più dati con le loro unità in esecuzione in parallelo.

RAID 0 non ha informazioni sulla parità o ridondanza dei dati, quindi se una delle unità di archiviazione si rompe, perderemo tutti i dati al suo interno, a meno che non abbiamo effettuato backup esterni di questa configurazione.

Per eseguire un RAID 0 dobbiamo prestare attenzione alle dimensioni dei dischi rigidi che lo compongono. In questo caso sarà il disco rigido più piccolo a determinare lo spazio aggiunto nel RAID. Se abbiamo un disco rigido da 1 TB e altri 500 GB nella configurazione, la dimensione del set funzionale sarà di 1 TB, prendendo il disco rigido da 500 GB e altri 500 GB dal disco da 1 TB. Questo è il motivo per cui l'ideale sarebbe utilizzare dischi rigidi della stessa dimensione per poter utilizzare tutto lo spazio disponibile nel set progettato.

RAID 1

Questa configurazione è anche chiamata mirroring o " mirroring " ed è una delle più comunemente utilizzate per fornire ridondanza dei dati e buona tolleranza agli errori. In questo caso, ciò che stiamo facendo è creare un negozio con informazioni duplicate su due dischi rigidi o due set di dischi rigidi. Quando archiviamo un dato, questo viene immediatamente replicato nella sua unità mirror per avere il doppio degli stessi dati memorizzati.

Agli occhi del sistema operativo, abbiamo solo un'unità di archiviazione, a cui accediamo per leggere i dati all'interno. In caso contrario, i dati verranno automaticamente cercati nell'unità replicata. È anche interessante aumentare la velocità di lettura dei dati, poiché possiamo leggere le informazioni contemporaneamente dalle due unità mirror.

RAID 2

Questo livello di RAID è poco utilizzato, poiché si basa essenzialmente sulla creazione di archiviazione distribuita su più dischi a livello di bit. A sua volta, un codice di errore viene creato da questa distribuzione di dati e memorizzato in unità destinate esclusivamente a questo scopo. In questo modo, tutti i dischi nel magazzino possono essere monitorati e sincronizzati per leggere e scrivere i dati. Poiché i dischi attualmente dispongono già di un sistema di rilevamento degli errori, questa configurazione è controproducente e viene utilizzato il sistema di parità.

RAID 3

Anche questa impostazione non è attualmente utilizzata. Consiste nel dividere i dati a livello di byte nelle diverse unità che compongono il RAID, tranne uno, in cui sono memorizzate le informazioni di parità per poter unire questi dati quando vengono letti. In questo modo, ogni byte memorizzato ha un bit di parità aggiuntivo per identificare gli errori e recuperare i dati in caso di perdita di un'unità.

Il vantaggio di questa configurazione è che i dati sono divisi in più dischi e l'accesso alle informazioni è molto veloce, tanto quanto ci sono dischi paralleli. Per configurare questo tipo di RAID sono necessari almeno 3 dischi rigidi.

RAID 4

Si tratta anche di archiviare i dati in blocchi divisi tra i dischi nell'archivio, lasciando uno di essi per memorizzare i bit di parità. La differenza fondamentale rispetto a RAID 3 è che se perdiamo un'unità, i dati possono essere ricostruiti in tempo reale grazie ai bit di parità calcolati. Ha lo scopo di archiviare file di grandi dimensioni senza ridondanza, ma la registrazione dei dati è più lenta proprio a causa della necessità di eseguire questo calcolo di parità ogni volta che qualcosa viene registrato.

RAID 5

Chiamato anche sistema di parità distribuito. Questo è usato più frequentemente oggi rispetto ai livelli 2, 3 e 4, in particolare sui dispositivi NAS. In questo caso, le informazioni vengono archiviate divise in blocchi distribuiti tra i dischi rigidi che compongono il RAID. Ma viene anche generato un blocco di parità per garantire la ridondanza e per essere in grado di ricostruire le informazioni nel caso in cui un disco rigido venga danneggiato. Questo blocco di parità verrà archiviato in un'unità diversa dai blocchi di dati coinvolti nel blocco calcolato, in questo modo le informazioni di parità verranno archiviate su un disco diverso rispetto a quello in cui sono coinvolti i blocchi di dati.

In questo caso, avremo anche bisogno di almeno tre unità di memoria per garantire la ridondanza dei dati con parità e il guasto sarà tollerato su una sola unità alla volta. In caso di rottura di due simultaneamente, perderemo le informazioni di parità e almeno uno dei blocchi di dati coinvolti. Esiste una variante RAID 5E in cui è inserito un disco rigido di riserva per ridurre al minimo i tempi di ricostruzione dei dati in caso di guasto di uno dei principali.

RAID 6

RAID è fondamentalmente un'estensione di RAID 5, in cui viene aggiunto un altro blocco di parità per un totale di due. I blocchi di informazioni verranno nuovamente divisi in unità diverse e allo stesso modo anche i blocchi di parità vengono memorizzati in due unità diverse. In questo modo il sistema sarà tollerante al fallimento di un massimo di due unità di archiviazione, ma, di conseguenza, avremo bisogno di un massimo di quattro unità per poter formare un RAID 6E. In questo caso esiste anche una variante RAID 6e con lo stesso obiettivo di quella di RAID 5E.

Livelli RAID nidificati

Abbiamo lasciato indietro i 6 livelli base di RAID per accedere ai livelli nidificati. Come possiamo supporre, questi livelli sono fondamentalmente sistemi che hanno un livello principale di RAID, ma che a loro volta contengono altri livelli secondari che funzionano in una configurazione diversa.

In questo modo, ci sono diversi livelli RAID in grado di eseguire simultaneamente le funzioni dei livelli di base e quindi essere in grado di combinare, ad esempio, la capacità di leggere più velocemente con RAID 0 e la ridondanza di RAID 1.

Vediamo allora quali sono i più utilizzati oggi.

RAID 0 + 1

Può anche essere trovato sotto il nome RAID 01 o mirror di partizione. Consiste sostanzialmente in un livello principale di tipo RAID 1 che svolge le funzioni di replica dei dati trovati in un primo sotto-livello in un secondo. A sua volta, ci sarà un RAID 0 di livello secondario che eseguirà le proprie funzioni, ovvero memorizzerà i dati in modo distribuito tra le unità in esso contenute.

In questo modo abbiamo un livello principale che svolge la funzione mirror e livelli secondari che svolgono la funzione di divisione dei dati. In questo modo quando un disco rigido si guasta, i dati verranno archiviati perfettamente nell'altro mirror RAID 0.

Lo svantaggio di questo sistema è la scalabilità, quando aggiungiamo un disco aggiuntivo su un livello inferiore, dovremo anche fare lo stesso sull'altro. Inoltre, la tolleranza agli errori ci consentirà di rompere un disco diverso a ogni livello secondario o di romperne due allo stesso livello secondario, ma non altre combinazioni, poiché perderemmo i dati.

RAID 1 + 0

Bene, ora saremmo nel caso opposto, si chiama anche RAID 10 o divisione mirror. Ora avremo un livello principale di tipo 0 che divide i dati memorizzati tra i diversi sottolivelli. Allo stesso tempo avremo diversi sottolivelli di tipo 1 che saranno incaricati di replicare i dati sui dischi rigidi che hanno al loro interno.

In questo caso, la tolleranza agli errori ci consentirà di suddividere tutti i dischi in un livello secondario ad eccezione di uno, e sarà necessario che almeno un disco sano rimanga in ciascuno dei livelli secondari per non perdere informazioni.

RAID 50

Naturalmente, in questo modo possiamo dedicare un po 'di tempo a creare possibili combinazioni di RAID a cui è più complicato per ottenere la massima ridondanza, affidabilità e velocità. Vedremo anche RAID 50, che è un livello principale in RAID 0 che divide i dati dai livelli secondari configurati come RAID 5, con i rispettivi tre dischi rigidi.

In ogni blocco RAID 5 avremo una serie di dati con la corrispondente parità. In questo caso, un disco rigido può fallire in ogni RAID 5 e garantirà l'integrità dei dati, ma se falliscono di più, perderemo i dati memorizzati lì.

RAID 100 e RAID 101

Ma non solo possiamo avere un albero a due livelli, ma tre, e questo è il caso di RAID 100 o 1 + 0 + 0. Consiste in due sotto-livelli di RAID 1 + 0 divisi a loro volta da un livello principale anche in RAID 0.

Allo stesso modo possiamo avere un RAID 1 + 0 + 1, composto da diversi sotto -livelli RAID 1 + 0 riflessi da un RAID 1 come principale. La sua velocità di accesso e ridondanza sono molto buone e offrono una buona tolleranza agli errori, sebbene la quantità di disco da utilizzare sia considerevole rispetto alla disponibilità di spazio.

Bene, questo è tutto sulla tecnologia RAID e le sue applicazioni e funzionalità. Ora ti lasciamo con alcuni tutorial che ti saranno utili

Speriamo che queste informazioni ti siano state utili per capire meglio cos'è un sistema di archiviazione RAID. In caso di domande o suggerimenti, lasciarli nella casella dei commenti.