วันอังคารที่ 1 ธันวาคม พ.ศ. 2563

Redundant Array of Independent Disks

 RAID

เป็นระบบจัดเก็บข้อมูล การนำเอา Harddisk ตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปมาทำงานร่วมกันเสมือนเป็น harddisk    ตัวเดียวที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น หรือมีโอกาสที่จะสูญเสียข้อมูลน้อยลงในกรณีที่เกิดความผิดพลาดของ hardware (fault tolerance) กลุ่มของ harddisk ที่เอามาทำงานร่วมกันในเทคโนโลยี RAID จะถูกเรียกว่า disk array โดยระบบปฏิบัติการและ software จะเห็น harddisk ทั้งหมดเป็นตัวเดียว ซึ่งการทำ RAID นี้นอกจากจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของการเก็บรักษาข้อมูลแล้วยังเป็นการประหยัดอีกด้วย ในการทำ RAID  จะต้องรู้จัก Data Striping , Parity Bit

Data Striping
คือการแบ่งข้อมูลออกเป็นส่วนๆ แล้วนำแต่ละส่วนไปเก็บใน harddisk แต่ละตัว การทำ striping นี้จะช่วยให้การอ่าน หรือเขียนข้อมูลใน disk array มีประสิทธิภาพมากขึ้น เพราะแต่ละไฟล์จะถูกแบ่งเป็นส่วนๆ กระจายไปเก็บในส่วนที่ต่างกันของ harddisk หลายตัว โดย harddisk เหล่านั้นทำงานไปด้วยกันแบบขนาน (parallel) จึงทำให้การเข้าถึงข้อมูลนั้นเร็วกว่า harddisk แบบตัวเดียวอย่างแน่นอน

Parity Bit
คือ บิตที่เพิ่มเข้าไปในข้อมูล โดยไม่จำเป็นว่าจะต้องนำไปต่อท้ายหรือขึ้นต้น เพื่อทำให้แน่ใจว่าบิตที่เป็นค่า 1 ในข้อมูลมีจำนวนเป็นเลขคู่หรือเลขคี่ การใช้พาริตี้บิตเป็นวิธีที่ง่ายอย่างหนึ่งในการตรวจจับและแก้ไขความผิดพลาด




การทำ Raid โดยใช้ Hardware Card เข้ามาร่วมทำงาน มีประสิทธิภาพมากกว่า เนื่องจากสามารถจัดการข้อมูลผ่าน CPU บน Card ของตัวเอง
การทำ Raid โดยใช้ Software RAID จะอาศัย CPU ของเครื่องคอมพิวเตอร์ซึ่งมีหน้าที่ทำงานทุกอย่างของ RAID ทำให้การทำงานช้าโดยเฉพาะเมื่อต้องทำการคำนวณ parity

RAID แบบต่างๆ ที่มีความสามารถต่างกัน และถูกเอามาใช้ในงานที่แตกต่างกัน แล้วแต่ผู้ใช้
Hot Spare Disk
ถ้ามีดิสก์ตัวใดตัวหนึ่งเสีย RAID จะใช้ดิสก์ที่เป็นตัว spare ทำการสร้างข้อมูลขึ้นมาใช้แทนดิสก์ตัวที่เสียไปโดยอัตโนมัติ
Hot Swap Disk
ถ้ามีดิสก์ตัวใดตัวหนึ่งเสีย ผู้ใช้สามารถถอดเอาดิสก์ตัวนั้นออกมาแล้วใส่ตัวใหม่เข้าไปแทนที่ได้โดยไม่จำเป็นต้องปิดระบบ

RAID มีประเภท จะแบ่ง RAID ตามประเภทของการจัดการจัดเก็บข้อมูลและเทคโนโลยีแล้วจะมีมากกว่า 10 ชนิด แต่ที่นิยมและใช้กันอย่างแพร่หลาย จริงๆจะมีอยู่ราว 5 ชนิดคือ RAID-0, RAID-1, RAID-0+1, RAID-3 และ RAID-5 นอกจากนี้แล้วประเภทของ RAID ชนิดใหม่ที่กำลังได้รับความนิยม เพิ่มขึ้นในขณะนี้คือ RAID-30 และ RAID-50 สำหรับคุณสมบัติและหลักในการทำงานของ RAID ทั้ง 7 ชนิดดังนี้

RAID-0 (Striping)
มีประสิทธิภาพอัตราการโอนถ่ายข้อมูลสูงสุด

RAID-1 (Disk mirroring)
เป็นการบันทึกข้อมูลลงบนตัวฮาร์ดดิสก์ทั้งสองพร้อมๆ กัน และเป็นข้อมูลเดียว กันเหมือนๆ กันเพื่อสำรองข้อมูลให้ปลอดภัยซึ่งกันและกันในกรณีที่หากมีฮาร์ดดิสก์ตัวใด ตัวหนึ่งเสียขึ้นมาก็จะไม่เกิดการสูญเสียเกิดขึ้นซึ่งเป็นเทคนิคการจัดการความปลอดภัยของข้อมูลชนิด

RAID-0+1 (S triping/Mirroring)
RAID-10 ได้นำข้อดีหรือคุณสมบัติเด่นของ RAID-0 ที่มีประสิทธิภาพในการเข้าถึงข้อมูลที่รวดเร็ว และ RAID-1 ที่มีความ ปลอดภัยของข้อมูลมาประสานรวมกัน เพื่อให้ผู้ใช้ได้ทั้งความเร็วและความปลอดภัยในการใช้งาน RAID-10 มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า “Dual data redundancy”

RAID-3 (Parallel access with a dedicated parity disk)
การจัดการของข้อมูลที่ถูกจัดเก็บลงบนฮาร์ดดิสก์ (อย่างน้อยต้องใช้ 3 ตัว) ซึ่งจะมีฮาร์ดดิสก์ตัวหนึ่งถูกใช้เก็บเฉพาะพาริติ้ เพียงอย่างเดียว ซึ่งข้อมูลพาริติ้เป็นข้อมูลที่ใช ้ในการตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล ส่วนข้อมูลที่ใช้งานจริงจะเก็บอยู่ในฮาร์ดดิสก์ ตัวที่เหลือ โครงสร้างของ RAID-3 จะช่วยใน การเพิ่มประสิทธิภาพในการอ่าน/เขียนข้อมูล เพราะเป็นการเข้าถึงข้อมูลด้วยฮาร์ดดิสก์หลายๆ ตัวในขณะเดียวกัน พร้อมๆ กัน นอกจากความเร็ว ที่เพิ่มขึ้นก็ยังมีระบบความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น ของข้อมูลด้วยการตรวจสอบข้อมูลพาริติ้

RAID-5 (Independent access with distributed parity)
ลักษณะการและการทำงานของ RAID-5 จะมีลักษณะคล้ายคลึงกับ RAID-3 เว้นแต่จะต่างกันตรงที่ในระบบ RAID-3 จะเก็บข้อมูลพาริตี้ และข้อมูล ใช้งานไว้ใน ฮาร์ดดิสก์แยกออกจากกัน

RAID-30 ( Striping of Dedicated Parity Arrays)

RAID-50 ( Striping of Distributed Parity Arrays)

BOD- ( Single Drive )
RAID ตัวใหม่ ที่เริ่มจะได้รับความนิยม เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในขณะนี้ โดยอาศัยหลักการทำงานผสมผสานกันระหว่าง RAID - 3 และ RAID - 0 เข้าไว้ด้วยกันเป็นหนึ่งเดียว RAID-30 จะเป็นการใช้ข้อดีของ RAID-0 ที่มีประสิทธิภาพในการเข้าถึงข้อมูลที่รวดเร็ว และ RAID- 3 ที่มีความปลอดภัยของข้อมูล มาประสานรวมกัน โดยมองโครงสร้างไดร์ฟทั้งหมดเป็นแบบ RAID- 0 คือมีการแยกไดร์ฟเป็นสองชุด โดยแต่ละชุดจะทำการเก็บข้อมูลแบบ RAID-3 ซึ่งข้อมูลที่เข้ามาเก็บจะถูกแบ่งเป็นบล็อก กระจายเก็บลงบนฮาร์ดดิสก์แต่ละชุด ซึ่งแต่ละชุดมีการทำพาริติ้ข้อมูล แบบ RAID-3 คือทำแล้วเก็บข้อมูลพาริติ้ไว้ที่ไดร์ฟเดียวในแต่ละชุด (สมมุติมีฮาร์ดดิสก์ 6 ตัว ทำเป็น RAID-30 จะมีฮาร์ดดิสก์ที่เก็บข้อมูลที่ใช้จริง 4 ตัว อีก 2 ตัวใช้เก็บเป็นพาริติ้ไดร์ฟของแต่ละชุด)

ref  ; quickserv.co.th / th.wikipedia.org