Kaj je RAID in kakšne so njegove prednosti?

Gotovo vas je večina že vsaj slišala za pojem RAID (Redundant array of independent disks), toda za marsikoga ni ravno samoumevno kaj ta kratica pomeni v praksi in kakšne so možnosti ter prednosti te tehnologije. V osnovi lahko rečemo, da gre za standard povezovanja dveh ali več trdih diskov, katerega namen je več diskov povezali v večjo in hitrejšo ali zanesljivejšo logično enoto.

Obstaja več različnih načinov povezovanja diskov, od katerega ima vsak točno določen namen in prednosti ter slabosti. Osnovnih načinov je sedem in so označeni s številkami, od RAID 0 do RAID 6. Poznamo pa tudi hibridne RAID sisteme in sicer RAID 0+1, RAID 1+0 in RAID 5+3. V tem prispevku, se bomo nekoliko podrobneje posvetili trem sistemom, ki so nekako najpogostejši. To so RAID 0, RAID 1 in RAID 5.

RAID 0 nam omogoča predvsem hitrejše delovanje sistema. Deluje tako, da povežemo dva fizična diska, od katerih ima vsak denimo kapaciteto 1 TB in na ta način dobimo »virtualni« disk kapacitete 2 TB. Toda zakaj se na ta način poveča hitrost delovanja sistema? Preprosto, podatki se namreč na ta način zapisujejo tako, da se polovica podatkov zapiše na en disk, druga polovica pa istočasno na drugega, kar v teoriji podvoji hitrost pisanja.

Da bi si lažje predstavljali način delovanja si ga oglejmo na primeru. Denimo, da imamo besedo “računalnik”. V tem primeru bi bil zapis na diska sledeči:

Disk A: r, č, n, l, i

Disk B: a, u, a, n, k

Na vsakega izmed fizičnih diskov bi se torej shranil del podatkov ali v našem primeru nekatere izmed črk v besedi. Seveda ima ta način tako svoje prednosti, kot tudi slabosti.

Prednost je predvsem hitrejše zapisovanje, ki v tem primeru poteka z dvakratno hitrostjo, saj sistem lahko podatke zapisuje na oba diska hkrati. Slabost pa je v tem, da je tovrstni sitem zelo občutljiv na okvaro diskov in izgubo podatkov. Že če se okvari samo eden izmed diskov tako izgubimo praktično vse podatke, saj so ti porazdeljeni med oba diska. V našem primeru bi nam, če bi se okvaril disk B, od besede “računalnik” ostalo le “r, č, n, l, i”. Torej si verjetno lahko predstavljate kako težko, je obnoviti na ta način zapisane podatke.

Naslednji na seznamu je RAID 1. Poznan je tudi pod nazivom zrcaljenje in točno to je tudi tisto, kar je namen tega sistema. Podatki se namreč zapisujejo na disk A in njihova zrcalna slika hkrati tudi na disk B. Na ta način dobimo dva fizično ločena pogona na katerih so popolnoma enaki podatki. V tem primeru se torej prostornost in hitrost ne povečata, zato pa pridobimo na varnosti podatkov.

Če zopet za primer vzamemo besedo “računalnik”, bi ta v tem primeru na diskih izglodala takole:

Disk A: računalnik

Disk B: računalnik

Prednost takega sistema je torej očitna. V primeru okvare enega izmed diskov nam vsi podatki še vedno ostanejo na drugem. Sistem je torej uporaben tudi za sprotno izdelovanje varnostnih kopij. Slabost RAID 1 pa je, da na ta način ničesar ne pridobimo na hitrosti in niti na prostoru. Če imamo dva 1 TB diska, bo tako sistemu za zapis podatkov na voljo še vedno samo 1 TB, saj se bodo vsi podatki zapisovali na oba diska.

Pogosto uporabljen je tudi sistem RAID 5. V tem primeru pa ne potrebujemo zgolj dveh pogonov temveč najmanj tri. Podatki se zapisujejo tako, da se porazdelijo med vse tri diske, a na način, da v kolikor pride do okvare enega izmed diskov, podatki s tem niso izgubljeni in preostala dva še vedno delujeta pravilno. Razlog za to je, da sistem med vse tri pogone porazdeli tudi parnostne bite, ki bi jih lahko opisali z enačbo A+B=C. V tem primeru je C naš parnostni bit in lahko vidimo, da tudi če izgubimo eno vrednost v enačbi, poznamo pa preostali dve, še vedno lahko sestavimo pravilni rezultat. Ravno to se zgodi v primeru RAID 5 pri odpovedi enega izmed diskov.

Za lažjo predstavo si to lahko ogledamo na primeru. Denimo, da imamo tri diske na katere želimo zapisati podatek v obliki “ABCDEF”. Sistem RAID 5 bi podatke na 3 diske zapisal na sledeč način:

Disk A: A, C, p3

Disk B: B, p2, E

Disk C: p1, D, F

Pri čemer je “p” varovalo oziroma parnostni bit.

Prednost tovrstnega sistema je, da se povečajo tako hitrost, kakor tudi prostornina in zanesljivost. Slabost pa je v nekoliko višji ceni in v tem, da če se okvarita dva diska izmed treh, vseeno izgubite vse podatke. Toda roko na srce, vseeno ni ravno zelo verjetno, da bi se istočasno okvarila kar dva diska.

Drugi RAID sistemi se uporabljajo precej redkeje, kot zgoraj omenjeni. RAID 2 se denimo praktično ne uporablja več, ravno tako pa so zelo redki primeri uporabe sistemov RAID 3, 4 in 6. Predvsem zaradi njihove relativno zahtevne postavitve in cene. Denimo RAID 6 za svoje delovanje potrebuje najmanj 4 diske in zaradi večje porazdelitve podatkov se ti ne izgubijo tudi, če odpovesta dva diska. Toda pozitivne plati v tem primeru navadno še vedno ne odtehtajo težavne implementacije v RAID krmilnik in drage postavitve sistema.

Tisti, ki torej iščete predvsem hitrostni pospešek se torej ozrite k sistemu RAID 0, toda v tem primeru je še toliko bolj pomembno redno izdelovanje varnostnih kopij podatkov, denimo na zunanji disk. RAID 1 bo povečal varnost vaših podatkov, RAID 5 pa je nekoliko zahtevnejši za postavitev in zanj potrebujemo tri diske, a z njim hkrati povečamo tako zanesljivost kot tudi hitrost in prostornino.