Spiegazione dei livelli RAID: quale dovresti usare?

2023/10/21

Un buon disco rigido non è economico, quindi non sorprende che gli utenti scelgano di creare un RAID. L’unico problema è che esistono diversi livelli RAID. Se non comprendi i requisiti, i vantaggi e gli svantaggi dell’utilizzo di ciascuno di essi, potresti rimanere deluso.

Non devi essere tu a farlo. Abbiamo compilato questo articolo per sfatare i diversi livelli RAID in modo che tu possa configurare quello giusto in base al tuo hardware.

Cos’è il RAID?

Si tratta di una tecnologia di ridondanza dei dati che viene spesso utilizzata per migliorare le prestazioni di un disco rigido. Lo fa creando una soluzione di backup eseguendo il mirroring dei dischi per proteggere dai guasti del disco rigido .

Poiché crea più dischi rigidi virtuali, aumenta anche la capacità di archiviazione dell’unità senza degrado delle prestazioni.

Quali sono i diversi livelli RAID?

Prima di arrivare ai livelli RAID, devi capire che puoi configurare il RAID in due modi: hardware o software.

RAID hardware : in questo tipo di configurazione di archiviazione, viene utilizzato l’hardware dedicato per eseguire le funzioni di archiviazione e recupero dei dati di un array RAID. L’unico svantaggio è che il controller può essere integrato nella scheda madre o installato come scheda aggiuntiva, quindi avrai bisogno di una scheda madre compatibile, di un driver del controller RAID e di un chipset. Il lato positivo è che, se tutti i sistemi funzionano, un RAID hardware è molto veloce perché consente la lettura e la scrittura simultanea di dati su più unità.
RAID software : RAID software si verifica quando i dischi rigidi vengono installati nel computer e il sistema operativo li gestisce tramite software. Utilizza la tecnologia di virtualizzazione per combinare più dischi fisici in un unico disco virtuale. Il software RAID utilizza meno potenza della CPU rispetto al RAID hardware perché non necessita di un’unità di elaborazione separata. Tuttavia, è più lento di un RAID basato su hardware poiché utilizza la memoria di sistema anziché la memoria dedicata per l’elaborazione del disco.

1. RAID 0 (array con striping)

Panoramica di RAID 0

In questo array, ciascuna unità riceve la stessa quantità di dati. Questo viene fatto eseguendo lo striping dei dati su ciascuna unità, da qui il nome Striped array . Il risultato è che tutte le unità possono leggere e scrivere contemporaneamente, aumentando le prestazioni.

Se stai cercando di utilizzare questo livello di RAID, assicurati che sia per operazioni non critiche a causa del problema della volatilità della perdita di dati.

Vantaggi dell’utilizzo di RAID 0

Velocità : offre una velocità eccezionale al tuo computer perché utilizza più dischi contemporaneamente.
Scalabilità : poiché consente di utilizzare più di un disco alla volta, è possibile creare array con qualsiasi numero di unità.
Capacità di archiviazione : poiché vengono utilizzate due o più unità, si ottiene ulteriore capacità di archiviazione.
Risparmio sui costi : è possibile combinare due o più dischi in un’unica unità logica senza richiedere hardware o software speciali.

Svantaggi dell’utilizzo di RAID 0

Nessuna ridondanza : in caso di guasto del disco rigido, tutti i dati in esso memorizzati andranno persi per sempre. Quindi, se hai 2 dischi in RAID 0 e uno si guasta, tutti i tuoi dati andranno persi per sempre.
Problemi di integrità dei dati : questi problemi si verificano quando i dati vengono scritti o letti dai dischi in un ordine incoerente che porta a incoerenze all’interno del sistema stesso.
I livelli di prestazioni dipendono dalla velocità di lettura/scrittura delle unità : se disponi di unità lente, le prestazioni saranno basse perché ogni scrittura deve passare attraverso entrambi i dischi prima di essere completata.

2. RAID 1 (array con mirroring)

Panoramica di RAID 1

Questa tecnologia di archiviazione fornisce tolleranza agli errori utilizzando due o più dischi per conservare dati identici.

Quando un disco si guasta, l’altro disco può continuare a funzionare senza problemi al suo posto. Finché almeno un disco dell’array continua a funzionare correttamente, tutti i dati rimangono disponibili.

Puoi configurare facilmente RAID 1 dall’app Impostazioni, quindi non sorprende che sia il tipo RAID utilizzato più popolare.

Vantaggi dell’utilizzo di RAID 1

Affidabilità : poiché ogni unità dispone del proprio controller e legge e scrive sul proprio disco fisico, se un’unità si guasta, può essere sostituita senza compromettere l’integrità dei dati.
Protezione dei dati : se una singola unità si guasta, non si perde alcun dato perché è in mirroring su un’altra unità. Puoi continuare a lavorare con l’altra finché non avrai installato l’unità sostitutiva.
Conveniente : la sua semplicità di implementazione rispetto ad altri tipi di array RAID che richiedono più di un’unità disco per l’implementazione, lo rende un punto di riferimento per la maggior parte degli utenti.

Svantaggi dell’utilizzo di RAID 1

Degrado dello spazio di archiviazione : perdi metà della capacità di archiviazione disponibile perché ciascuna unità memorizza dati identici.
Prestazioni ridotte : poiché è necessario accedere sempre a entrambe le unità in un array con mirroring, le prestazioni risultano più lente rispetto a quelle ottenute se si utilizzassero due dischi separati.
Scalabilità : se hai bisogno di più spazio per i tuoi dati, non è facile aggiungere ulteriore capacità perché è limitata a due unità. È possibile sostituire solo l’unità guasta, ma non è possibile aggiungere un altro disco rigido all’array.
La sostituzione del disco potrebbe fallire : anche se è possibile sostituire un’unità in caso di guasto, non è così facile come pensi. Se utilizzi un server di grandi dimensioni, potrebbe essere necessario spegnere l’intero sistema, causando interruzioni.

3. RAID 4 (striping e parità)

Panoramica di RAID 4

RAID 4 è un po’ come RAID 1 ma con lo striping. La differenza è che RAID 4 elimina i dati su tutte le unità dell’array. Questo ti dà più throughput rispetto a RAID 1.

Se una qualsiasi unità dell’array si guasta, è possibile utilizzare le altre unità per ricostruire i dati su un’unità sostitutiva. Viene generalmente utilizzato nei server dove sono richieste prestazioni elevate.

Vantaggi dell’utilizzo di RAID 4

Miglioramenti delle prestazioni : migliora le prestazioni distribuendo il carico di scrittura su più dischi.
Ridondanza dei dati – In caso di guasto dell’unità, utilizza i bit di parità per calcolare quali blocchi di dati devono essere sostituiti dopo che si è verificato un guasto.
Archiviazione efficiente : questo tipo di RAID non spreca spazio sui suoi dischi. Ogni byte viene utilizzato per scopi di archiviazione.
Scalabilità : consente un aumento della capacità aggiungendo ulteriori unità secondo necessità.

Svantaggi dell’utilizzo di RAID 4

Velocità di lettura/scrittura lente : è meno efficiente in scrittura perché i blocchi di parità devono essere scritti su un disco fisico separato.
Richiede grandi blocchi di dati – Sebbene possa eliminare i dati in piccole quantità, non ha senso perché il suo costo potrebbe superare i suoi benefici.
Disponibilità : la tecnologia RAID 4 non è oggi immediatamente disponibile in tutte le configurazioni di archiviazione.

4. RAID 5 (array ridondante)

Panoramica di RAID 5

RAID 5 è simile a RAID 4 ma con alcune differenze. L’array è composto da più dischi divisi in blocchi chiamati stripe. Il numero di dischi in un array e la quantità di spazio allocato su ciascun disco determinano la capacità dell’array.

Fornisce inoltre tempi di accesso più rapidi e prestazioni più coerenti. Questo perché è possibile accedere a tutte le unità contemporaneamente invece di attendere che un’unità completi la propria operazione prima che un’altra possa accedervi.

Questa è una scelta comune per i server che necessitano di livelli elevati di protezione dei dati e prestazioni migliorate.

Vantaggi dell’utilizzo di RAID 5

Miglioramento delle prestazioni – Poiché RAID 5 distribuisce le informazioni di parità su tutte le unità, le prestazioni possono essere migliorate distribuendo i dati in modo uniforme su tutte le unità dell’array.
Ridondanza : il rischio di guasti è basso perché sono presenti più copie dei dati su unità diverse, quindi anche se un’unità si guasta, rimarranno dati sufficienti su un’altra unità per ricostruirla automaticamente.
Flessibile : c’è maggiore flessibilità nel modo in cui utilizzi lo spazio del tuo disco rigido perché puoi aggiungere più unità in un secondo momento o rimuoverle se non sono più necessarie.
Sostituzione immediata dell’unità : quando un’unità si guasta, puoi sostituirla facilmente con una nuova senza dover spegnere l’intero server.

Svantaggi dell’utilizzo di RAID 5

Degrado delle prestazioni : man mano che si aggiungono più unità all’array, le prestazioni diminuiscono poiché ciascuna unità ha il proprio carico di lavoro e profilo di prestazioni univoci. Con il passare del tempo, ciò farà sì che l’array diventi meno efficiente e più lento rispetto a una singola unità.
Processo di ricostruzione complesso : il processo di ricostruzione richiede più passaggi rispetto ad altri livelli RAID. Potrebbero essere necessari diversi giorni o addirittura settimane prima che il computer ritorni alla normalità dopo aver perso un disco nell’array.
Manutenzione elevata : RAID 5 richiede la ricostruzione dopo un guasto dell’unità e richiede anche una manutenzione regolare per prevenire la corruzione dei dati.

5. RAID 6 (striping a doppia parità)

Panoramica di RAID 6

Questo tipo di RAID offre sia ridondanza dei dati che vantaggi in termini di prestazioni. Utilizza due dischi di parità per proteggersi dalla perdita di dati e può sopravvivere fino a due guasti simultanei dell’unità.

Le informazioni aggiuntive sulla parità aumentano le prestazioni consentendo la lettura e la scrittura simultanea dei blocchi invece di dover attendere prima il completamento dei calcoli di parità.

Vantaggi dell’utilizzo di RAID 6

Prestazioni migliorate – RAID 6 migliora le prestazioni eseguendo lo striping dei dati su più dischi invece di scriverli una sola volta su un disco.
Supporta più unità : ciò consente di utilizzare quantità maggiori di spazio di archiviazione senza doversi preoccupare di problemi di prestazioni come colli di bottiglia nel sistema.
Protezione dei dati – RAID 6 offre un elevato livello di protezione contro i guasti del disco. Se un’unità si guasta, è possibile utilizzarne un’altra per ricostruire l’array e ripristinare i dati.

Svantaggi dell’utilizzo di RAID 6

Più complessi da configurare e gestire : gli array RAID 6 utilizzano algoritmi più complessi rispetto agli array RAID 5, il che li rende più complessi da configurare e gestire.
Velocità di scrittura lente – A causa dei dati di parità che devono essere calcolati e scritti in parallelo con i dati, RAID 6 ha velocità di scrittura più lente rispetto ad altre configurazioni RAID.
Richiede più potenza della CPU – A causa dei calcoli RAID in parità e delle ricostruzioni in caso di guasto del disco, RAID 6 richiede più potenza della CPU per elaborare tali attività.
Tempo di ripristino più lungo – Dopo un guasto dell’unità, il tempo di ripristino è significativamente più lungo rispetto ad altri livelli RAID a causa del tempo di ricostruzione necessario per ricostruire e riscrivere sul disco le informazioni sulla parità.

6. RAID 10

Panoramica di RAID 10

RAID 10 è un livello RAID che combina le prestazioni e la ridondanza di RAID 0 con il mirroring di RAID 1. Ciò significa che i dati vengono scritti su più unità, ma sono anche scritti come strisce di blocchi individuali su tutte le unità.

In questo modo, se un’unità si guasta, gli altri dischi possono continuare a funzionare e consentire di ricostruire i dati dai dischi rimanenti nell’array.

È una scelta eccellente per le applicazioni sensibili alle prestazioni in cui sono necessarie letture e scritture veloci senza sacrificare la protezione contro i guasti dell’unità.

Vantaggi dell’utilizzo di RAID 10

Flessibilità : RAID 10 offre prestazioni elevate senza sacrificare la tolleranza agli errori o viceversa. Può anche essere configurato come RAID basato su hardware o software.
Migliore scalabilità : puoi aggiungere più dischi in un secondo momento per espandere la capacità di archiviazione senza dover ricreare l’array.
Prestazioni – Lo striping da solo può fornire prestazioni eccellenti con più unità. Tuttavia, se combinato con il mirroring, ottieni il meglio da entrambi i mondi.
Affidabilità – Poiché ogni unità conserva la propria copia dei dati, RAID 10 fornisce protezione di backup contro i guasti di un’unità.

Svantaggi dell’utilizzo di RAID 10

Costi aggiuntivi – Un array RAID 10 richiede almeno quattro dischi rigidi con la stessa capacità e velocità. I dischi rigidi non sono economici, quindi questo può intaccare le tue tasche. Per ridurre i costi, è possibile eseguire il RAID dei dischi rigidi esterni .
Maggiore consumo energetico : un array RAID 10 richiede più energia rispetto ad altri array perché ciascuna unità deve svolgere più lavoro durante la scrittura dei dati sull’array.

Quale livello RAID dovrei usare? (includere anche Qual è il livello RAID più sicuro?)

Ciascun livello RAID offre vantaggi e svantaggi diversi, quindi è importante comprendere i compromessi prima di prendere una decisione. La tua risposta dovrebbe essere guidata da alcuni fattori: costo, capacità, ridondanza e prestazioni.

Se le prestazioni sono la tua preoccupazione principale, scegli RAID 10, RAID 6 se la ridondanza dei dati è più importante e RAID 5 se la capacità è più importante delle prestazioni o della ridondanza dei dati.

Quando selezioni il livello RAID più sicuro, cercane uno con proprietà di mirroring del disco. A seconda delle tue esigenze, puoi scegliere RAID 1 o RAID 10.

In definitiva, qualunque livello RAID tu scelga dipenderà dalle tue esigenze specifiche. Con la giusta selezione, puoi avere più spazio di archiviazione senza preoccuparti di perdere i tuoi dati.

Speriamo che questo articolo ti abbia aiutato a capire come funzionano i diversi livelli RAID e abbia reso il tutto più semplice e ti sentirai all’altezza del compito di mettere in pratica queste abilità.

Ci piacerebbe conoscere la tua esperienza con uno qualsiasi dei livelli RAID menzionati sopra, quindi coinvolgici nella sezione commenti qui sotto.