gioi thieu RAID

RAID: Một phương phát Dung sai lỗi (Fault Tolerant) dữ liệu khá phổ biến.

Windows NT 4.0/Win2k/Win2k3 chương trình RAID (Redundant Array of Independent Disk hay Inexpesive Disk). Với Software RAID (phần mềm RAID) hệ điều hành chịu trách nhiệm về tất cả các chức năng của RAID, và Server không cần phải sử dụng phần cứng (Hardware RAID) nghĩa là phải trang bị cho Server "RAID Controller" có thể Onboard RAID hay RAID Card.

Phương pháp sử dụng phần mềm là giải pháp tiết kiệm chi phí, nhưng khuyết điểm là chậm hơn, cũng như không tin cậy hơn khi dùng phần cứng. Công cụ cấu hình RAID dùng qua Disk Management (Quản lý disk) trong Microsoft Management Control (MMC). Có rất nhiều RAID, tuy nhiên trong phần này sẽ chỉ đề cập đến một số RAID thông dụng như RAID 0, RAID 1, hay RAID 5.


RAID 0

Còn được gọi là "Striped Volume", nó được sử dụng để gia tăng sự truy cập dử liệu. Trong cấu hình RAID 0 này nó có thể hổ trợ từ 2 disk cho đến 32 physical disk, dử liệu được chia đều ra trên các disk, và nó làm việc như là một logical khối (Volume). Mặc dù nó được gọi là RAID (Redundancy Array of Inexpesive Disk), nhưng thật sự trong cấu hình này nó không có "Redundancy". Với cấu hình RAID này, nếu một trong hai disk của khối RAID này rớt thì sự truy cập dử liệu vào khối này sẽ bị mất hết.

RAID 1
Cấu hình RAID này còn được gọi là cấu hình "Khối Phản Chiếu" (Mirrored Volume), trong cấu hình này dử liệu được mirrored giữa hai physical disk cho mục đích redundancy. Với RAID 1 tất cả những dử liệu được viết vô volume thứ nhất trong khối mirrored thì nó sẽ được viết vô volume thứ hai trong khối này bởi fault tolerant driver ftdisk.sys.

RAID 5
Đây là loại thường được áp dụng trên các Server do khả năng thực hiện và khả năng phục hồi dữ liệu. RAID 5 thường được biết như là "Stripe set with parity". Trong cấu hình RAID này, nó sử dụng ít nhất là 3 và nhiều nhất là 32 physical disks, không chỉ riêng dử liệu được phân phối đều trên các disk mà những thông tin liên kết cũng được phân phối trên các disks, để chắc chắn rằng dữ liệu sẽ được cấu thành lại nếu một trong những disk độc lập bị rớt. Nói đúng hơn là nếu bất kì disk nào trong khối này bị rớt thì bạn có thể thay đổi một disk mới và nó sẽ tự động cấu hình lại (Rebuild) tất cả những dử liệu đã bị mất.

Các bạn tham khảo bài viết trên Cisnet để biết rõ hơn nhé
Trên đấy đầy đủ thông tin và hình ảnh nữa nhìn dễ hiểu.

Nói vậy bạn có biết cơ chế lưu du lieu va phục hồi dữ liệu của Raid 5 hoạt động ra sao ko?
lam the nao ma khi mot ổ Hot Swap bị hư hoặc bị rút ra khỏi he thong ma he thong van hoat dong binh thuong? khi lắp mot o khac vao thi se duoc sao luu tro lai?

Như bạn biết. RAID 5 hiện giờ đang là giải pháp tối ưu nhất cho việc bảo vệ dữ liệu mặc dù nó có 2 nhược điểm lớn là chi phí cao và cấu hình phức tạp.
Mặc dù mình chỉ mới làm việc với RAID 0, RAID 1, RAID 01 nhưng mình cũng biết một số kiến thức về RAID 5:

1) Tổng quan:
- RAID level 5 : Đây là một loại RAID khá là phổ biến hiện nay
- Số HDD yêu cầu: ít nhất 3, các HDD phải có cùng dung lượng
- Tổng dung lượng hệ thống triển khai RAID 5 = (Số lượng HDD - 1) * Dung lượng HDD
TD: hệ thống có 3 HDD, mỗi HDD có dung lượng là 120GB thì tổng dung lượng của hệ thống là 240GB
- Hệ thống sử dụng càng nhiều HDD thì tốc độ xử lý và khả năng chịu lỗi càng tốt hơn
- Ưu điểm: sử dụng kỹ thuật Striping cấp độ block kết hợp với Parity nên
+ Khả năng bảo vệ dữ liệu rất tốt
+ Tốc độ đọc dữ liệu cao
+ Phục hồi lại dữ liệu đơn giản khi gặp sự cố đơn giản
- Khuyết điểm:
+ Bộ điều khiển cho RAID này khá phức tạp
+ Tốc độ ghi chỉ cao hơn bình thường một ít
+ Chi phí dành cho RAID5 cũng khá cao
- Ứng dụng vào trong các Mail server, Web server,…

Mô hình hoạt động của RAID5:


Mô hình tổ chức dữ liệu:


2) Một số khái niệm:
a) Striping:
- Là một kỹ thuật lưu trữ dữ liệu đặc biệt nhằm mang lại hiệu năng cao nhất, nó giúp ta tăng tốc độ truy cập lên tối đa bằng cách ghi song song dữ liệu lên các HDD.
- Kỹ thuật này sẽ chia các file dữ liệu ra và ghi đồng thời lên các HDD trong cùng một thời gian và khi đọc thì cũng đọc cùng lúc trên tất cả các HDD làm cho tốc độ đọc cao, mang lại hiệu suất đáng kinh ngạc .
- Mỗi HDD sẽ được phân nhỏ thành các Strip, mỗi Strip sẽ có dung lượng khác nhau.
- Dữ liệu được phân thành các block và lưu trữ trên các Strip

Sơ đồ hoạt động của Striping


b) Parity:
- Đây là phương pháp bảo vệ an toàn cho dữ liệu, sử dụng các thông tin mang tính chẵn lẻ bằng cách lưu giữ một con số nhị phân 0 hoặc 1 cho biết tổng các bit trong gói tin là chẵn hay lẻ .
- Nếu dùng chuẩn này thì lợi ích lớn nhất của nó là không yêu cầu hệ thống RAID bớt đi một phần dung lượng để lưu trữ dữ liệu .
- Nhưng cũng có khuyết điểm của nó là phải yêu cầu hệt thống có một phần cứng thật mạnh
TD: Hệ thống có 3 HDD, tập tin [abc.doc] được lưu trữ như sau
HDD1: 10010011101110110001101...
HDD2: 10000001000000010000000...
HDD3: 00010010101110100001101...
HDD1 và HDD2 sử dụng để lưu trữ dữ liệu còn HDD3 sử dụng để bảo vệ dữ liệu

Khi HDD2 bị lỗi thì dữ liệu của file [abc.doc] được lưu trên hệ thống như sau:
HDD1: 10010011101110110001101...
HDD2: _______________________...
HDD3: 00010010101110100001101...

Khi đó, bạn chỉ cần thay thế 1 HDD mới vào thay thế HDD2, RAID Controller sẽ đảm nhiệm việc tạo ra dữ liệu cho HDD mới này. Quá trình này sẽ mất một khoảng thời gian
TD: quá trình tạo lại dữ liệu cho HDD2 ở 4 bit đầu tiên
HDD1: 10010011101110110001101...
HDD2: 1000___________________...
HDD3: 00010010101110100001101...



c) Block Size:
- Trong khi cài đặt RAID, thì một thông số cần được chỉ định cho phù hợp đó là Block Size. Đây là chìa khóa ảnh hưởng rất lớn tới hiệu năng của hệ thống ổ cứng chạy RAID. Đối với RAID dạng Striping, Block size cũng có nghĩa là Stripe Size.
Thông số này được chỉ định khi cài đặt RAID. Nếu thông số này thiết lập không phù hợp với nhu cầu sử dụng thì sẽ gây lãng phí bộ nhớ và giảm hiệu năng.
TD: nếu Block Size có giá trị là 32KB thì tối thiểu sẽ có 32KB được ghi vào ổ đĩa trong mọi trường hợp, ngay cả khi đó là một file có dung lượng 4KB chẳng hạn như file text.
- Vì thế giá trị này nên xấp xỉ tương ứng với kích thước trung bình của các file dữ liệu.
Nếu HDD chứa nhiều file dữ liệu nhỏ như tài liệu Word, thì chỉ nên để block size nhỏ, nếu chứa nhiều file dữ liệu lớn như phim ảnh hoặc database, nên chọn block size lớn thì sẽ cho hiệu năng cao hơn.
- Bên cạnh đó, Block size còn có một chức năng khác quyết định việc file sẽ được ghi vào ổ đĩa nào.

3) Cách thức hoạt động:



Khi cần cập nhật một phần của một stripe, bit parity cũng sẽ được cập nhật để duy trì khả năng phục hồi dữ liệu.
Các bước thực hiện khi cập nhật dữ liệu mới theo hình trên:
- Bước 1: Đọc dữ liệu cũ từ đĩa dữ liệu ra
- Bước 2: Đọc bit parity cũ ra
- Bước 3: Tính toán dữ liệu và parity để ghi vào. Lấy dữ liệu cũ XOR dữ liệu mới (ta có kết quả thứ nhất) và parity cũ XOR parity mới (ta có kết quả thứ hai).
- Bước 4: Ghi kết quả thứ nhất vào ổ đĩa dữ liệu tương ứng.
- Bước 5: Ghi kết quả thứ hai vào ổ đĩa parity.

Bạn nào có ý kiến gì khác, xin đóng góp.