RAID ve Depolama Güvenilirliği
RAID — yedekli ucuz disk dizileri — birden fazla depolama aygıtını şeritlendirme, aynalama ve eşlik (parity) kullanarak birleştirerek tek bir aygıta göre daha yüksek performans, kapasite ve hata toleransı sağlamaktadır ve veri merkezlerinde güvenilir depolamanın temelini oluşturmaktadır.
Tanım
RAID, veri şeritlendirme, aynalama ve eşlik gibi teknikleri kullanarak birden fazla fiziksel sürücüyü tek bir mantıksal birimde birleştiren, performansı artırmak ve veri kaybı olmaksızın bir veya daha fazla sürücünün arızalanmasına tolerans göstermek için tasarlanmış bir depolama mimarisidir.
Kapsam
Bu konu, yedeklilik yoluyla depolama güvenilirliğini kapsamaktadır: standart RAID seviyeleri ve bunların performans, kapasite ve hata toleransı arasındaki ödünleşimleri; şeritlendirme, aynalama ve eşlik; ortalama arıza süresi (mean time to failure) gibi güvenilirlik metrikleri ve yedekliliğin sınırları; ve RAID'in yedeklemeleri nasıl tamamladığı ancak yerini almadığı. Konu, depolama aygıtlarının kendilerini (ikincil depolama aygıtları) ve dosya sistemi katmanını (dosya sistemleri) içermemektedir.
Temel sorular
- Şeritlendirme, aynalama ve eşlik performansı ve hata toleransını nasıl sağlamaktadır?
- Yaygın RAID seviyeleri kapasite, performans ve güvenilirlik arasında nasıl bir denge kurmaktadır?
- Dizi güvenilirliği nasıl nicelendirilmektedir ve yedekliliğin sınırları nelerdir?
- RAID neden yedeklemelerin yerine geçmemektedir?
Anahtar kavramlar
- veri şeritlendirme
- aynalama (RAID 1)
- eşlik (RAID 5/6)
- RAID seviyeleri ve ödünleşimler
- hata toleransı
- ortalama arıza süresi (MTTF)
- yeniden oluşturma ve düşük performans modu
- yedeklilik yedekleme değildir
Temel kuramlar
- Güvenilir depolama için yedeklilik
- Birçok ticari diski yedekli bilgiyle (aynalama veya eşlik) birleştirmek, tek bir diskten daha hızlı ve çok daha güvenilir bir dizi oluşturmaktadır; RAID seviyeleri, performans, kullanılabilir kapasite ve arızalara karşı toleransı dengelemek için şeritlendirme ve yedekliliğin nasıl düzenlendiğini resmileştirmektedir.
Mekanizmalar
Şeritlendirme, verilere paralel erişimi sağlamak ve verim oranını artırmak için verileri sürücüler arasında dağıtmaktadır. Aynalama, tam kopyaları birden fazla sürücüde tutarak dizinin bir sürücü kaybından sonra da çalışmaya devam etmesini sağlamaktadır. Eşlik şemaları, bir sürücü arızalandığında verilerin yeniden oluşturulmasına olanak tanıyan hesaplanmış yedekliliği depolamakta ve aynalamaya göre daha az kapasite kullanmaktadır. Standart RAID seviyeleri bu teknikleri farklı şekillerde birleştirmektedir; bir sürücü arızalandığında dizi düşük performans modunda çalışmakta ve kalan verileri ve yedekliliği kullanarak yedek bir sürücüye yeniden oluşturma işlemi yapmaktadır.
Klinik önem
RAID, sunucularda, depolama sistemlerinde ve veri merkezlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır; bu ortamlarda sürücü arızaları büyük ölçekte rutin olup sürekli erişilebilirlik gerekmektedir. Doğru RAID seviyesini seçmek maliyet, hız ve dayanıklılık arasında bir denge sağlamaktadır, ancak RAID yalnızca aygıt arızalarına karşı koruma sağlamaktadır, bu nedenle silme, bozulma ve felaketlere karşı yedeklemelerin yerini almaktan ziyade onları tamamlamaktadır.
Tarihçe
RAID kavramı, 1988 yılında Berkeley'den Patterson, Gibson ve Katz tarafından yayınlanan bir makalede tanıtılmıştır. Bu makale, pahalı büyük sürücülerin güvenilirliği ve performansıyla eşleşmek için yedekliliğe sahip ucuz disk dizilerinin kullanılmasını önermiştir. RAID seviyelerinin taksonomisi geniş çapta benimsenmiş ve kurumsal ve veri merkezi depolamasında standart bir uygulama haline gelmiştir.
Tartışmalar
- Büyük ölçekte eşlik RAID'i ile aynalama karşılaştırması
- Sürücü kapasiteleri arttıkça, eşlik RAID'inin uzun yeniden oluşturma süreleri, yeniden yapılandırma sırasında ikinci bir arıza riskini artırmış, bu da daha yüksek yedeklilik (çift eşlik gibi) ile aynalama veya büyük diziler için alternatif silme kodlama (erasure-coding) şemaları arasındaki tartışmayı tetiklemiştir.
Öne çıkan isimler
- David A. Patterson
- Garth Gibson
- Randy H. Katz
- John L. Hennessy
İlgili konular
Temel eserler
- patterson1988raid
- hennessy2019
Sıkça sorulan sorular
- RAID, yedekleme ihtiyacının yerini almakta mıdır?
- Hayır. RAID, yedekli veri depolayarak sürücü arızalarına karşı koruma sağlamaktadır, ancak yanlışlıkla silme, dosya bozulması, kötü amaçlı yazılım, eş zamanlı çoklu sürücü arızaları veya site felaketlerine karşı koruma sağlamamaktadır. Bağımsız yedeklemeler temel olmaya devam etmektedir; RAID, genel olarak veri kaybına karşı korumayı değil, erişilebilirliği artırmaktadır.
- Aynalama ile eşlik arasındaki fark nedir?
- Aynalama, verilerin tam kopyalarını ayrı sürücülerde tutarak basit, hızlı kurtarma sağlamakta ancak yedeklilik için kapasitenin yarısını kullanmaktadır. Eşlik, kayıp verileri daha az yer kullanarak yeniden oluşturabilen hesaplanmış yedekliliği depolamakta, ancak yeniden oluşturma daha yavaş ve hesaplama açısından daha karmaşıktır.