RAID dan Keandalan Penyimpanan
RAID — redundant arrays of inexpensive disks — menggabungkan beberapa perangkat penyimpanan menggunakan striping, mirroring, dan paritas untuk memberikan kinerja, kapasitas, dan toleransi kesalahan yang lebih besar daripada perangkat tunggal mana pun, dan merupakan fondasi penyimpanan yang andal di pusat data.
Definition
RAID adalah arsitektur penyimpanan yang menggabungkan beberapa drive fisik menjadi satu unit logis menggunakan teknik seperti striping data, mirroring, dan paritas untuk meningkatkan kinerja dan untuk menoleransi kegagalan satu atau lebih drive tanpa kehilangan data.
Scope
Topik ini mencakup keandalan penyimpanan melalui redundansi: tingkat RAID standar dan komprominya antara kinerja, kapasitas, dan toleransi kesalahan; striping, mirroring, dan paritas; metrik keandalan seperti waktu rata-rata kegagalan (mean time to failure) dan batas redundansi; serta bagaimana RAID melengkapi tetapi tidak menggantikan cadangan. Ini tidak termasuk perangkat penyimpanan itu sendiri (perangkat penyimpanan sekunder) dan lapisan sistem berkas (file systems).
Core questions
- Bagaimana striping, mirroring, dan paritas memberikan kinerja dan toleransi kesalahan?
- Bagaimana tingkat RAID umum menyeimbangkan kapasitas, kinerja, dan keandalan?
- Bagaimana keandalan array diukur, dan apa batas redundansi?
- Mengapa RAID bukan pengganti cadangan?
Key concepts
- striping data
- mirroring (RAID 1)
- paritas (RAID 5/6)
- tingkat RAID dan kompromi
- toleransi kesalahan
- waktu rata-rata kegagalan (MTTF)
- rebuild dan mode terdegradasi
- redundansi bukanlah cadangan
Key theories
- Redundansi untuk penyimpanan yang andal
- Menggabungkan banyak disk komoditas dengan informasi redundan (mirroring atau paritas) menghasilkan array yang lebih cepat dan jauh lebih andal daripada disk tunggal; tingkat RAID memformalkan bagaimana striping dan redundansi diatur untuk menyeimbangkan kinerja, kapasitas yang dapat digunakan, dan toleransi terhadap kegagalan.
Mechanisms
Striping menyebarkan data ke seluruh drive untuk memparalelkan akses dan meningkatkan throughput. Mirroring menyimpan salinan lengkap pada beberapa drive sehingga array tetap berfungsi jika satu drive hilang. Skema paritas menyimpan redundansi yang dihitung yang memungkinkan data direkonstruksi ketika drive gagal, menggunakan kapasitas yang lebih sedikit daripada mirroring. Tingkat RAID standar menggabungkan teknik-teknik ini secara berbeda; ketika drive gagal, array berjalan dalam mode terdegradasi dan membangun kembali ke drive pengganti menggunakan data yang masih ada dan redundansi.
Clinical relevance
RAID sangat umum di server, sistem penyimpanan, dan pusat data, di mana kegagalan drive adalah hal rutin dalam skala besar dan ketersediaan berkelanjutan diperlukan. Memilih tingkat RAID yang tepat menyeimbangkan biaya, kecepatan, dan ketahanan, tetapi RAID hanya melindungi dari kegagalan perangkat, sehingga melengkapi daripada menggantikan cadangan terhadap penghapusan, korupsi, dan bencana.
History
Konsep RAID diperkenalkan dalam makalah tahun 1988 oleh Patterson, Gibson, dan Katz di Berkeley, yang mengusulkan penggunaan array disk murah dengan redundansi untuk menyamai keandalan dan kinerja drive besar yang mahal. Taksonomi tingkat RAID diadopsi secara luas, menjadi praktik standar dalam penyimpanan perusahaan dan pusat data.
Debates
- RAID paritas versus mirroring dalam skala besar
- Seiring dengan pertumbuhan kapasitas drive, waktu pembangunan kembali yang lama pada RAID paritas meningkatkan risiko kegagalan kedua selama rekonstruksi, memicu perdebatan mengenai redundansi yang lebih tinggi (seperti paritas ganda) versus mirroring atau skema pengodean penghapusan alternatif untuk array besar.
Key figures
- David A. Patterson
- Garth Gibson
- Randy H. Katz
- John L. Hennessy
Related topics
Seminal works
- patterson1988raid
- hennessy2019
Frequently asked questions
- Apakah RAID menggantikan kebutuhan akan cadangan?
- Tidak. RAID melindungi dari kegagalan drive dengan menyimpan data redundan, tetapi tidak melindungi dari penghapusan yang tidak disengaja, korupsi berkas, malware, kegagalan multi-drive secara bersamaan, atau bencana situs. Cadangan independen tetap penting; RAID meningkatkan ketersediaan, bukan perlindungan dari kehilangan data secara umum.
- Apa perbedaan antara mirroring dan paritas?
- Mirroring menyimpan salinan duplikat lengkap data pada drive terpisah, memberikan pemulihan yang sederhana dan cepat tetapi menggunakan setengah kapasitas untuk redundansi. Paritas menyimpan redundansi yang dihitung yang dapat merekonstruksi data yang hilang menggunakan lebih sedikit ruang, tetapi pembangunan kembali lebih lambat dan lebih melibatkan komputasi.