Yedekli Bağımsız Disk Dizisi (RAID Mimarisi), performansı, yedekliliği ve / veya depolama kapasitesini artırmak için birden çok fiziksel sabit sürücüyü veya katı hal sürücüsünü tek bir mantıksal birimde birleştiren bir teknolojidir. Raıd’in temel amacı, veri erişim hızını artırmak, veri yedekliliği sağlamak ve donanım arızalarına karşı korumaktır. RAID, sunucularda, veri merkezlerinde ve yüksek performanslı bilgi işlem sistemlerinde kullanılan çok önemli bir teknolojidir.
RAID kavramı 1987 yılında Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesi’nden David Patterson, Garth Gibson ve Randy Katz tarafından tanıtıldı. Birden fazla disk kullanarak performans iyileştirmeleri ve hata toleransının bir kombinasyonunu sunacak bir çözüm yaratmayı amaçladılar.
RAID Mimarisi ve Terminolojisi
RAID, birden çok sürücüyü (sabit sürücüler veya SSD’ler) bir dizi halinde düzenleyerek çalışır ve bu daha sonra bir RAID denetleyicisi tarafından yönetilir. Bu denetleyici, donanım tabanlı (diziyi yöneten özel bir donanım parçası) veya yazılım tabanlı (işletim sistemi tarafından yönetilen) olabilir.
RAID mimarisi ile ilgili temel terimler şunları içerir:
Şerit: Parçalara ayrılmış ve birden çok sürücüye dağıtılmış bir veri bloğu. Verileri birden çok diske yayma işlemine, okuma ve yazma hızlarını artıran şeritleme denir.
Yansıtma: Verilerin çoğaltılması, böylece bir disk arızalanırsa, sistem başka bir diskten tam kopyaya yine de erişebilir.
Parite: Parite, bazı RAID düzeylerinde kullanılan bir veri yedekliliği biçimidir. Eşlik, bir disk arızası durumunda kaybolan bilgileri yeniden oluşturmak için kullanılabilecek ek verilerin hesaplanmasını içerir. Bu artıklık genellikle dizideki bir veya daha fazla diskte depolanır.
RAID Denetleyicisi: Bu, RAID dizisini yöneten, verileri yapılandırılmış RAID düzeyine göre sürücülere ve sürücülerden yönlendiren donanım veya yazılımdır.
RAID Mimarisi Seviyeleri
RAID, her biri farklı bir performans, artıklık ve kapasite kombinasyonu sunan birkaç seviye tanımlar. RAID düzeyinin seçimi, kullanıcının veya kuruluşun hız, veri koruma ve maliyet konuları gibi özel gereksinimlerine bağlıdır.
RAID 0: Çizgili Dizi (Artıklık Yok)
Açıklama: “Çizgili dizi” olarak da bilinen RAID 0, verileri bloklara böler ve iki veya daha fazla diske dağıtır. RAID 0 yedeklilik sunmaz, yani disk arızasına karşı koruma yoktur. RAID 0 dizisindeki bir disk arızalanırsa, tüm veriler kaybolur.
Avantajlar:
Geliştirilmiş Performans: Veriler aynı anda birden fazla diskten okunur ve yazılır, bu da özellikle büyük veri aktarımları için performansı artırır.
Maksimum Kapasite: Yansıtma veya eşlik olmadığı için disklerdeki tüm kullanılabilir alan kullanılabilir.
Dezavantajlar:
Hata Toleransı Yok: Herhangi bir disk arızalanırsa, dizideki tüm veriler kaybolur.
Artan Risk: Yedeklilik olmadığından RAID 0, yalnızca hızın veri korumasından daha önemli olduğu ortamlar için uygundur (ör. Geçici veriler veya oyun oynama).
Kullanım Durumları: RAID 0 genellikle performansın kritik olduğu ve veri kaybının kabul edilebilir veya kritik olmadığı senaryolarda kullanılır.
RAID 1: Yansıtılmış Dizi
Açıklama: “Yansıtılmış dizi” olarak bilinen RAID 1, iki veya daha fazla diskte verilerin tam bir kopyasını (yansıtmasını) oluşturmayı içerir. Her yazma işlemi her iki diskte de aynı anda çoğaltılır. Bu, yedeklilik sunar çünkü bir disk arızalanırsa, veriler diğerinde hala kullanılabilir durumdadır.
Avantajlar:
Hata Toleransı: Bir disk arızalanırsa, sistem diğer diski kullanarak veri kaybı olmadan çalışmaya devam eder.
Geliştirilmiş Okuma Performansı: Veriler iki diskte depolandığından, okuma isteklerine her iki disk tarafından da hizmet verilebilir ve bu da bazı durumlarda okuma hızlarını artırır.
Dezavantajlar:
Azaltılmış Kapasite: Her sürücüde veriler çoğaltıldığı için toplam disk alanının yalnızca% 50’si kullanılabilir.
Daha Düşük Yazma Performansı: Her iki diske de veri yazılması nedeniyle yazma hızları RAID 0’dan daha yavaş olabilir.
Kullanım Durumları: RAID 1, dosya sunucuları, veritabanı sistemleri ve kesinti süresinin kabul edilemez olduğu diğer sistemler gibi veri bütünlüğü ve çalışma süresinin kritik olduğu ortamlar için idealdir.
RAID 5: Pariteli Çizgili Dizi
Açıklama: RAID 5, şeritleme ve pariteyi birleştirerek hem performans hem de veri koruması sunar. Veriler birden çok diske çizilir ve eşlik bilgileri tüm sürücülere dağıtılır. Tek bir disk arızası durumunda, eksik veriler eşlik verileri kullanılarak yeniden oluşturulabilir.
Avantajlar:
Hata Toleransı: Veri kaybı olmadan tek bir disk arızasını tolere edebilir.
Alanın Verimli Kullanımı: RAID 1’in aksine, RAID 5 eşlik için yalnızca bir diskin değerinde alan kullanır, bu nedenle depolama verimliliği daha yüksektir.
Geliştirilmiş Okuma Performansı: Veriler birden çok diske çizildiği için okuma işlemleri hızlıdır.
Dezavantajlar:
Yazma Performansı: Eşlik verilerini güncelleme ihtiyacı nedeniyle yazma işlemleri daha yavaş olabilir.
Yeniden Oluşturma Süresi: Bir disk arızalanırsa, diziyi pariteden yeniden oluşturmak zaman alıcı ve kaynak yoğun olabilir.
Birden Fazla Disk Arızasına Karşı Savunmasız: Birden fazla disk arızalanırsa veriler kaybolur.
Kullanım Örnekleri: RAID 5, genel amaçlı dosya sunucuları, web sunucuları ve performans, kapasite ve veri yedekliliği dengesinin gerekli olduğu ortamlar için uygundur.
RAID 6: Çift Pariteli Çizgili Dizi
Açıklama: RAID 6, RAID 5’e benzer, ancak ek bir eşlik düzeyine sahiptir. İki diskin parite değerini kullanır ve veri kaybı olmadan iki diske kadar arızayı tolere etmesine izin verir.
Avantajlar:
Daha yüksek Hata Toleransı: Veri kaybetmeden iki disk arızasına dayanabilir.
Okuma İşlemleri için iyi Performans: RAID 5 gibi, RAID 6 da veri şeritlemesi nedeniyle iyi okuma performansı sunar.
Dezavantajlar:
Daha düşük Yazma Performansı: İki eşlik hesaplamasına ihtiyaç duyulması nedeniyle yazma işlemleri RAID 5’ten daha yavaş olabilir.
Depolama Verimliliği: Eşlik için iki disk kullanıldığından, RAID 6, RAID 5’ten daha az kullanılabilir depolama alanına sahiptir.
Kullanım Durumları: RAID 6 tipik olarak, yüksek kullanılabilirliğe sahip sistemler veya kesinti süresini karşılayamayan büyük miktarda veriye sahip ortamlar gibi veri korumanın son derece önemli olduğu kritik görev uygulamalarında kullanılır.
RAID 10 (RAID 1+0): RAID 1 ve RAID 0’ın Birleşimi
Açıklama: RAID 1 + 0 olarak da bilinen RAID 10, RAID 1’in yansıtılmasını RAID 0’ın şeritlenmesiyle birleştirir. En az dört disk gerektirir: ikisi yansıtma için ve ikisi şeritleme için. Veriler artıklık için yansıtılır ve performans için şeritlenir.
Avantajlar:
Yüksek Hata Toleransı: RAID 10, arızalı diskler aynı yansıtılmış çiftin parçası olmadığı sürece birden fazla disk arızasını tolere edebilir.
Mükemmel Performans: Şeritleme ve yansıtma nedeniyle hem yüksek okuma hem de yazma hızları sağlar.
Dezavantajlar:
Depolama Yükü: RAID 1 gibi, RAID 10da yansıtma için toplam depolama alanının% 50’sini kullanır, bu da disk kapasitesinin yalnızca yarısının kullanılabileceği anlamına gelir.
Kullanım Örnekleri: RAID 10, veritabanları, e-posta sunucuları ve yüksek işlem gerektiren uygulamalar gibi hata toleransı gerektiren yüksek performanslı ortamlar için idealdir.
Diğer RAID Mimarisi Seviyeleri ve Varyasyonları
RAID 2, RAID 3, RAID 4 ve RAID 50 (RAID 5 ve RAID 0’ın bir kombinasyonu) gibi başka RAID seviyeleri de vardır. Ancak bunlar, sınırlamaları ve daha verimli alternatiflerin (RAID 5 ve RAID 10 gibi) kullanılabilirliği nedeniyle modern sistemlerde daha az kullanılır.
Doğru RAID Seviyesini Seçme
Hangi RAID seviyesinin kullanılacağına ilişkin karar birkaç faktöre bağlıdır:
Performans İhtiyaçları: Birincil hedef performanssa, RAID 0 veya RAID 10 en iyi seçenek olabilir.
Hata Toleransı: Veri koruması kritikse, RAID 1, RAID 5 veya RAID 6 tercih edilir.
Kapasite: Kabul edilebilir hata toleransına sahip yüksek kapasiteli uygulamalar için RAID 5 veya RAID 6 verimli bir denge sağlar.
Maliyet: RAID 1 ve RAID 10, aynı depolama kapasitesine ulaşmak için daha fazla sürücü gerektirir ve bu da maliyetleri artırabilir.
RAID teknolojisi, performans, artıklık ve kapasite ihtiyaçları için çeşitli çözümler sunan depolama sistemlerinin tasarımında çok önemli bir rol oynar. Her RAID seviyesinin avantajları ve ödünleşimleri olsa da, depolama sistemlerinin hız, veri koruma ve maliyet etkinliği gibi özel gereksinimleri karşılamasını sağlamak için doğru RAID yapılandırmasını seçmek esastır. İster kişisel bilgi işlem ister kurumsal düzeyde depolama çözümleri için olsun, RAID, verileri güvenli ve verimli bir şekilde yönetmede kilit bir bileşen olmaya devam ediyor.