Co je to redundance u diskového pole RAID?

Typ RAID, který používáte určuje, jak je redundance implementována. Například:

• RAID 1 (zrcadlení): Data jsou přesně duplikována na dva disky. Pokud jeden disk selže, druhý disk může poskytnout stejná data.
• RAID 5 (s paritou): Data jsou rozdělena mezi třemi nebo více disky, a takzvané paritní bloky se používají k obnovení dat z jakéhokoli selhání jednoho disku. Parita je vypočtena z dat uložených na ostatních discích, což umožňuje obnovu dat při selhání disku.
• RAID 6 (s dvojitou paritou): Podobný jako RAID 5, ale vytváří dva paritní bloky na různých discích, což umožňuje systému přežít selhání dvou disků současně.

Cenou za redundanci dat jsou větší nároky na kapacitu úložiště (potřebujete více disků nebo disků s větší kapacitou) a v některých případech nižší výkon zápisu (kvůli potřebě vytvářet a zapisovat duplicitní nebo paritní data). Nicméně výhoda je, že je systém odolnější proti selhání a ztrátě dat.

Redundance u pole RAID 1

RAID 1, známý také jako zrcadlení, je typ RAID pole, který poskytuje vysokou úroveň odolnosti vůči chybám prostřednictvím redundance dat. Funguje tak, že všechna data zapisovaná na jedno úložiště (disk) jsou současně a přesně zkopírována na druhé úložiště. To znamená, že oba disky v poli RAID 1 obsahují přesně stejná data v jakémkoli daném okamžiku.

Tento proces zrcadlení vytváří "zrcadlový obraz" dat na každém disku. Pokud jeden disk v poli selže, druhý disk pokračuje v poskytování všech dat, což umožňuje systému pokračovat v provozu bez přerušení. Současně lze "selhavší disk" vyměnit za nový, aniž by došlo k výpadku systému, a data se na nový disk zkopírují z funkčního disku v poli. Tento proces obnovení se provádí automaticky, aniž by bylo nutné výrazně zasahovat do systému.

Tato metoda nabízí vynikající ochranu dat a vysokou dostupnost, protože data jsou vždy k dispozici, dokud je alespoň jeden disk v poli funkční. Hlavní nevýhodou je však to, že RAID 1 vyžaduje dvojnásobek úložné kapacity, protože každý bit dat musí být uložen na dvou místech. Navíc výkon zápisu může být teoreticky nižší než u jednotlivých disků, protože data musí být zapsána na oba disky současně. V praxi je však tento dopad na výkon často minimalizován sofistikovanými řadiči a rychlými rozhraními. Vzhledem k charakteru pole probíhá záchrana dat z RAID 1 v naprosté většině případů s vynikající prognózou. Může se jednat jak o chyby souborových systémů, tak poškození širokého spektra elektromechanických závad. RAID 1 a týká se to libovolné RAID konfigurace vás pak samozřejmě neochrání před ztrátou dat, která je způsobená komplexním přepisem původních dat, nebo např. v důsledku zašifrovaní pomocí ransomware.

Redundance u pole RAID 5

RAID 5 je další typ RAID konfigurace, který poskytuje redundanci dat, ale dělá to trochu jinak než RAID 1.

RAID 5 vyžaduje minimálně tři disky a data jsou rozdělena (nebo "stripována") mezi nimi. V případě RAID 5 však systém také vytváří takzvané paritní bloky pro každý blok dat. Paritní blok je vypočten z dat uložených na ostatních discích a je ukládán na jiný disk než blok dat, ze kterého byl vytvořen. Paritní informace jsou rozprostřeny rovnoměrně po všech discích v poli.

Pokud jeden disk selže, data z tohoto disku lze rekonstruovat pomocí dat a paritních bloků na ostatních discích. To znamená, že systém může pokračovat v práci i při selhání jednoho disku a zároveň může začít s procesem obnovy (tzv. rebuild) na novém disku bez přerušení služby.

Hlavní výhodou RAID 5 je, že nabízí lepší využití úložné kapacity než RAID 1 - v poli s 'n' disky je pouze jedna n-tina kapacity použita pro redundanci. Tato metoda také umožňuje lepší výkon čtení, protože data jsou čtena z více disků současně.

Nicméně, výkon zápisu může být nižší než u jednotlivých disků nebo RAID 1, protože zápis dat vyžaduje výpočet a zápis paritních dat. Navíc pokud jeden disk selže, obnova dat znamená čtení všech dat a paritních bloků z ostatních disků, což může být časově náročné a zatěžující pro systém.

Redundance u pole RAID 6

RAID 6, podobně jako RAID 5, je typ RAID konfigurace, který využívá metodu "stripování dat" s paritou pro redundanci. Hlavní rozdíl mezi RAID 5 a RAID 6 je, že RAID 6 vytváří dva nezávislé paritní bloky pro každý blok dat, zatímco RAID 5 vytváří pouze jeden paritní blok.

Výpočet paritních bloků v RAID 6 je složitější než v RAID 5, protože se používá dvoudimenzionální schéma parit. Toto schéma umožňuje systému přežít selhání dvou disků současně, protože data z jakéhokoli dvou disků lze rekonstruovat pomocí dat a paritních bloků na ostatních discích.

RAID 6 vyžaduje minimálně čtyři disky a podobně jako RAID 5 umožňuje efektivnější využití úložné kapacity než RAID 1. V případě polí s 'n' disky jsou dvě n-tiny kapacity použity pro redundanci. Výkon při čtení je obdobný jako u RAID 5, protože data jsou čtena z více disků najednou.

Nicméně výkon při zápisu může být nižší než u RAID 5 nebo RAID 1, protože zápis dat vyžaduje výpočet a zápis dvou paritních bloků. Navíc obnova dat po selhání disku je ještě náročnější než u RAID 5, protože systém musí zpracovat více paritních dat. Potřeba pokročilých výpočtů také znamená, že RAID 6 obecně vyžaduje výkonnější řadič.

RAID 6 je tedy vhodný pro situace, kde je důležitá vysoká odolnost vůči chybám a kde je možné akceptovat nižší výkon zápisu a vyšší nároky na řadič.