RAID (ang. Redundand Array of Independent Disks) to sposób połączenia dwóch lub większej ilości dysków twardych w jedną macierz, która zapewnia dodatkową funkcjonalność w porównaniu z oddzielnie podłączonymi pojedynczymi dyskami twardymi.
Macierze RAID są powszechnie stosowane w rozwiązaniach serwerowych, dzięki nim uzyskujemy:
- zwiększenie prędkości transmisji w porównaniu z pojedynczym dyskiem
- odporność na awarie
- zależnie od rodzaju pamięć widoczna jako jedno urządzenie
Ta macierz charakteryzuje sie przyśpieszeniem pracy systemu. W RAID 0 łączymy ze sobą dwa (lub więcej) dyski fizyczne w jeden logiczny napęd. Przykładowo łącząc ze sobą dwa dyski po 500 GB, otrzymamy jeden dysk wielkości 1000 GB, a dane będą zapisywane jednocześnie na obu dyskach, co znacznie przyśpieszy prędkość i odczyt danych. Wadą RAID 0 jest to, że dane nie są zabezpieczone w żadnen sposób. Jeśli jeden dysk ulegnie uszkodzeniu, traci się wszystkie dane.
Zalety:
- zwiększona prędkość zapisu/odczytu (prawie podwójnie)
- wykorzystanie całej pojemności dysku doi zapisu
Wady:
- brak odporności na awarie dysku
- łatwość utraty danych
Zastosowania:
- zwiększenie szybkości operacji dyskowych na stacjach roboczych
- obróbka dużych plików multimedialnych
- dysk do przechowywania instalacji gier komputerowych
Macierz RAID 1 składa się również z dwóch dysków twardych połączonych ze sobą. Ale w przeciwieństwie do RAID 0, dane na dyskach są zapisywane równolegle na każdym dysku. Czyli towrzy się tak jakby lustro (mirror) danych. Jest to podstawowe zabezpieczenie przed utratą danych - jeśli jeden z dysków ulegnie awarii, wtedy system nadal może działać, gdyż takie same dane są na drugim działającym dysku. Utworzona macierz ma pojemność równą wielkości najmniejszego dysku.
Zalety:
- odporność na awarię pojedynczego dysku
Wady:
- macierz ma pojemnośc najmniejszego dysku
- prędkość operacji zapisu/odczytu jest na poziomie najwolniejszego dysku
Zastosowania:
- miejsce pod instalację systemu operacyjnego serwera
- kopie zapasowe
- ważne dane
Do utworzenia tego typu macierzy potrzebne są minimum 3 dyski twarde. Dane na dyskach są dzielone na poziomie bitów i zapisywane jednoczenie na dwóch dyskach. Trzeci dysk przechowuje informacje o dotyczące korekcji błędów generowane za pomocą kodu Hamminga. Macierz jest odporna na awarię jednego z dysków. Ten rodzaj macierzy jest przestarzały i obecnie nieużywany. Został wyparty przez rozwiązania typu RAID 5 i 6.
Zastosowania:
- obecnie brak
- wyparte przez lepsze rozwiązania w postaci RAID 5 i 6
W RAID 3 dane na dyskach przechowywane są na n-1 dyskach. Natomiast jeden z dysków przechowuje tzw. sumy kontrolne obliczane przed dedykowany procesor. Dlatego do spięcia dysków w ten sposób wykorzystywana jest odrębna karta sprzętowa RAID, aby cała operacja nie obciążała procesora głownego komputera. Zasada działania tej konfiguracji przypomina RAID 0 z tą różnicą, że awarii może ulec jeden z dysków, którego dane zostaną odczytane z sum kontrolnych, kosztem szybkości.
Zastosowania:
- obecnie brak
- wyparte przez lepsze rozwiązania w postaci RAID 5 i 6
RAID 4 działa na podobnej zasadzie co RAID 3. Z tą różnicą, że dane są zapisywane na segmenty liczące 16, 32, 64, lub 128 kB. Ta metoda przydatna jest przy przechowywaniu plików o dużych rozmiarach.
Zastosowania:
- obecnie brak
- wyparte przez lepsze rozwiązania w postaci RAID 5 i 6
Bardzo popularna metoda łączenia dysków w macirze stosowana w środowiskach serwerowych. Do RAID 5 potrzebne są co najmniej 3 dyski twarde, na których zapisywane są dane wraz sumami kontrolnymi. Np. łącząc 3 dyski po 500GB otrzymamy pojemność 1000GB. Gdy uszkodzi się jeden z dysków, system nadal będzie działał.
Zalety:
- odporność na awarię jednego z dysków
- wyższa prędkość zapisu/dczytu w porównianiu z RAID 1
- tracona jest pojemność jednego dysku w macierzy
Wady:
- niższa wydajność od RAID 0 spowodowana koniecznością wyliczania parzystości dla każdego bloku danych
Zastosowania:
- storage dla baz danych
- archiwizacja
- magazyn danych dla aplikacji
RAID 6 to rozbudowana wersja RAID 5, gdyż pojemność tej macierzy wynosi n-2 razy pojemność najmniejszego z dysków. Na dysku zapisywane są dwie sumy kontrolne, więc awarii mogą ulec aż dwa HDD bez uszczerbku w działaniu systemu.
Zalety:
- odporność na awarię dwóch dysków
- wyższa prędkość zapisu/dczytu w porównianiu z RAID 1
- tracona jest pojemność dwóch dysków w macierzy
Wady:
- niższa wydajność od RAID 0 spowodowana koniecznością wyliczania parzystości dla każdego bloku danych
Zastosowania:
- storage dla baz danych
- archiwizacja
- magazyn danych dla aplikacji
- rozwiązania wysokiej dostępności
Jest to kobinacja dwóch pierszych rodzajów macierzy. Dwie macierze RAID 0 połączone są ze sobą przez RAID 1, dzięki czemu łączymy zalety obydwu sposobów. Macierz ta jest dwukrotnie szybsza i bezpieczna. Uszkodzenie jednego z dysków nie powoduje utraty danych, a cała macierz automatycznie przekształca się w RAID 0.
Zalety:
- szybkość RAID 0
- prostsza w działaniu i implementacji od rozwiązań z parzystością (RAID 5, 6)
Wady:
- większy koszt przechowywania danych w porównaniu do poprzednich rodzajów macierzy
- lepszym wyoborem jest RAID 1+0
Zastosowania:
- szybkie magazyny danych
- serwery aplikacji
Na pierwszy rzut oka ta macierz jest podobna do RAID 0+1 i rzeczywiśćie jest w tym sporo prawdy. Charakteryzuje sie również bezpieczeństwem danych i zwiększoną szybkością, ale trochę inną filozofią działania. Nawet gdy dwa dyski z różnych mirrorów (RAID 1) ulegną awarii, macierz nadal będzie działać.
Zalety:
- szybkość RAID 0
- prostsza w działaniu i implementacji od rozwiązań z parzystością (RAID 5, 6)
Wady:
- większy koszt przechowywania danych w porównaniu do poprzednich rodzajów macierzy
Zastosowania:
- szybkie magazyny danych
- serwery aplikacji
- magazyny danych maszyn wirtualnych
Sprzętowe kontrolery RAID posiadają procesor dla obliczeń wszystkich operacji RAID, przez co nie jest generowane dodatkowe obciążenie dla procesora przez obliczenia RAID.
Programowy RAID nie wymaga kontrolera RAID, mogą zostać wykorzystane normalne kontrolery pamięci masowej SATA lub SAS bez funkcjonalności RAID (np. kontroler SATA, który jest zintegrowany w chipsecie płyty głównej). Funkcjonalność RAID jest kompletnie realizowana przez system operacyjny (np. Windows lub Software RAID w Linuksie). Obliczenia wszystkich operacji RAID są realizowane przez procesor komputera (nie przez dedykowany procesor kontrolera sprzetowego)