thì bài viết sau đây là dành cho bạn. Trước đây, cấu hình RAID chỉ xuất hiện trên các hệ thống máy chủ, máy trạm hoặc máy tính lớn nhưng hiện nay RAID đã trở thành phần cần có trong máy tính để bàn. Bài viết sau đây của VinaHost sẽ giúp bạn hiểu hơn và có thêm những kinh nghiệm để tối ưu hoạt động của RAID. Show
1. RAID là gì?RAID là từ viết tắt tiếng Anh của Redundant Arrays of Independent Disks. Đây là thủ thuật gộp nhiều ổ đĩa cứng vật lý thành một hệ thống ổ đĩa cứng nhằm gia tăng chức năng ghi nhớ, truy xuất dữ liệu cũng như tăng thêm sự an toàn cho dữ liệu. Có nhiều cách để kết hợp ổ đĩa cứng tương ứng với nhiều cấp độ RAID khác nhau. Vậy điểm khác biệt giữa các cấp độ RAID là gì? Mỗi cấp độ RAID sẽ có đặc tính riêng về:
2. Lịch sử hình thành và phát triển của RAIDSau khi đã hiểu được RAID là gì thì mời bạn tìm hiểu về về lịch sử của RAID. RAID ổ cứng được phát triển lần đầu tiên tại Đại học California của Berkeley (Hoa Kỳ) vào năm 1887. Các nhà nghiên cứu đã dùng phần mềm để ghép các phần đĩa cứng nhỏ thành một hệ thống đĩa có dung lượng lớn hơn. Sau đó, Hội đồng tư vấn phát triển RAID (RAB) đã được thành lập để định hướng và lập ra các tiêu chuẩn cho RAID. Theo đó, RAID ổ cứng đã được phân loại theo từng cấp độ. 3. Các loại RAID theo từng cấp độDưới đây là 7 cấp độ (level) của RAID với những đặc điểm riêng biệt. 3.1. RAID 0Cấu hình RAID 0 được thiết lập dựa trên kỹ thuật striping. Cấp độ này không đem đến khả năng chịu lỗi mà chỉ tăng hiệu năng hoạt động, cụ thể là tăng tốc độ đọc và ghi nhớ dữ liệu. RAID 0 cần ít nhất 2 ổ đĩa và các đĩa là cùng loại. Ví dụ với 2 ổ đĩa 80GB thì hệ thống ổ đĩa sẽ là 160GB và mỗi đĩa chỉ cần đọc và ghi nhớ 1/2 lượng dữ liệu yêu cầu.
3.2. RAID 1RAID 1 yêu cầu sử dụng kỹ thuật mirroring, giúp gia tăng tốc độ đọc và có khả năng đảm bảo an toàn dữ liệu. Cấu hình RAID 1 cho phép khả năng chịu lỗi khi hư hỏng không quá một đĩa thành viên. Loại RAID ổ cứng này cần 2 ổ đĩa cứng để làm việc và dữ liệu sẽ được ghi vào cả 2 ổ đĩa. Do đó, dung lượng cuối cùng của cấu hình RAID 1 sẽ bằng dung lượng của 1 ổ đơn. Ví dụ với 2 ổ đĩa 80GB thì hệ thống ổ đĩa sẽ là 80GB vì các dữ liệu được ghi 2 lần. Nếu một ổ đĩa bị sự cố thì ổ đĩa còn lại vẫn làm việc và hoạt động bình thường. Khi đó, người dùng cũng có thể dễ dàng thay thế ổ đĩa bị hỏng và tiếp tục sử dụng.
3.3. RAID 0+1Khi kết hợp 2 kỹ thuật striping và mirroring sẽ tạo thành RAID 0+1. Cấu hình RAID 0+1 yêu cầu tối thiểu 4 ổ đĩa cứng và dữ liệu sẽ được ghi trên cả 4 ổ đĩa. Trong đó, 2 ổ được ghi dạng Striping và 2 ổ ghi dạng Mirroring. Vì thế, dung lượng RAID 0+1 sẽ bằng 1/2 tổng dung lượng 4 ổ đĩa. Ví dụ: 4 ổ đĩa 80GB thì dung lượng sẽ là 160GB theo cách tính (80*4)/2=160GB.
3.4. RAID 2Cấu hình RAID 2 không dùng những kỹ thuật phổ biến như stripe hay mirror. RAID 2 sử dụng 2 cụm ổ đĩa, trong đó cụm thứ nhất chứa các dữ liệu được phân tách tương tự RAID 0 và cụm thứ hai chứa các mã ECC để sửa chữa lỗi ở cụm thứ nhất. Cách thức hoạt động này nhằm đảm bảo rằng các dữ liệu được đọc đúng.
3.4. RAID 5RAID 5 được đánh giá là có hiệu suất khá tốt. RAID 5 được hình thành nhờ kỹ thuật stripe và parity với hiệu suất hoạt động tương tự RAID 0. Với các parity được phân bổ đều trên tất cả các ổ cứng thì RAID 5 có cơ chế khôi phục dữ liệu. Cấu hình RAID 5 yêu cầu tối thiểu 3 ổ cứng có dung lượng bằng nhau và cho phép tối đa có 1 ổ cứng bị hỏng tại một thời điểm. Nếu có nhiều hơn 1 ổ cứng bị hỏng thì toàn bộ dữ liệu sẽ mất hết.
3.5. RAID 6Tương tự như RAID 5, dữ liệu của RAID 6 được ghi vào hai ổ đĩa. Vì thế, loại RAID ổ cứng này cần ít nhất 4 drive và có thể chịu được sự hư hỏng của 2 drive đồng thời. RAID 6 vượt trội hơn RAID 5 ở khả năng chịu lỗi. Tuy nhiên, quá trình rebuild drive bị lỗi có thể mất hàng giờ hoặc thậm chí hơn một ngày.
3.6. JBODJBOD là tên viết tắt của Just a Bunch Of Disks. Loại RAID ổ cứng này không phải là một RAID chính thống nhưng vẫn có một số đặc tính tương tự. Với JBOD, người dùng có thể kết nối một số lượng ổ đĩa vào bộ điều khiển RAID của mình, miễn là trong giới hạn cổng cho phép và ghép lại thành một đĩa cứng lớn hơn. Ví dụ, khi kết nối các ổ đĩa 10GB, 20GB và 30GB thì sẽ được một đĩa cứng 60GB. Tuy nhiên, JBOD không đảm bảo an toàn dữ liệu hay cải thiện hiệu suất mà chỉ đơn thuần kết nối và tổng hợp dung lượng. 3.7. Một số loại RAID khácNgoài ra, chúng ta còn có những loại RAID khác ít phổ biến hơn, ví dụ như:
Tóm lại, RAID ổ cứng là gì? hay công nghệ RAID là gì? Đây là cách lý giải đơn giản:
Ví dụ, với loại ổ 1TB: Số lượng ổ cứng Cấp độ RAID khả dụng Khả năng chịu lỗi Tổng dung lượng 2 RAID 0 Hỏng 1 ổ là mất dữ liệu 2TB RAID 1 Hỏng 1 ổ 1TB 3 RAID 1 Hỏng 2 ổ 1TB RAID 5 Hỏng 1 ổ 2TB 4 RAID 5 Hỏng 1 ổ 3TB RAID 6 Hỏng 2 ổ 2TB 5 RAID 5 Hỏng 1 ổ 4TB RAID 6 Hỏng 2 ổ 3TB 6 RAID 5 Hỏng 1 ổ 5TB RAID 6 Hỏng 2 ổ 4TB Xem thêm: Ổ cứng SSD là gì? | Cách kiểm tra ổ cứng SSD hay HDD 4. Phương thức chính lưu trữ dữ liệu trong RAIDVậy phương thức lưu trữ trong RAID là gì? Sau đây là một số phương thức chính được dùng để lưu trữ dữ liệu trong cấu hình RAID.
5. Hướng dẫn cách triển khai RAID chi tiếtRAID ổ cứng có thể được tạo bằng hai cách khác nhau:
5.1. Triển khai RAID phần cứngĐể triển khai RAID phần cứng thì bạn có 2 lựa chọn:
Dưới đây là một số ưu điểm của RAID phần cứng so với RAID phần mềm:
5.2. Triển khai RAID phần mềmHầu hết mọi hệ điều hành đều có khả năng tích hợp để tạo RAID phần mềm. RAID phần mềm sẽ sử dụng CPU hệ thống máy chủ để tạo nên tải CPU có thể bị ảnh hướng. Trường hợp RAID cấp 0 và 1 sẽ không ảnh hưởng nhiều đến tải CPU, nhưng các loại RAID dựa trên tính chẵn lẻ sẽ làm thay đổi từ 1 đến 5% tải CPU. Dao động này tùy thuộc vào sức mạnh CPU và số lượng đĩa. 6. Các điều kiện cần thiết để chạy được RAIDVậy những yếu tố cần trang bị để chạy được RAID là gì? Để sử dụng RAID ổ cứng, người dùng cần có ít nhất hai ổ đĩa cứng với dung lượng giống nhau và một card điều khiển. Người dùng có thể lựa chọn các ổ đĩa như ATA, Serial ATA hoặc SCSI nhưng lưu ý rằng chúng nên giống nhau để tối ưu hiệu năng hoạt động. Vì nếu kết hợp một ổ cứng 160GB với một ổ 40GB thì dung lượng cuối cùng là 40GB, điều này gây ra lãng phí vô ích. Số lượng ổ đĩa phụ thuộc vào cấp độ RAID mà bạn chọn. Nếu bo mạch chủ không tích hợp RAID, bạn có thể mua card điều khiển PCI trên thị trường. Card RAID có thể là onboard hoặc rời, giúp tập trung các cáp dữ liệu nối các đĩa cứng trong hệ thống RAID và xử lý toàn bộ dữ liệu đi qua đó. Các khay hoán đổi nóng ổ đĩa là một thành phần không bắt buộc, tuy nhiên cũng rất hữu ích. Chúng cho phép thay thế ổ đĩa bị lỗi mà không cần tắt hệ thống. Do đó, chúng đặc biệt quan trọng đối với các hệ thống máy chủ cần phải hoạt động liên tục. 6.1. Chọn RAID phù hợpBạn có thể lựa chọn một trong các cấp độ RAID nêu trên để triển khai thực hiện. Trong đó, RAID 0 và 1 là hai cấp độ tiết kiệm chi phí nhất và thường được sử dụng phổ biến hiện nay. RAID 0 cũng là cấp độ có tốc độ đọc và ghi nhớ dữ liệu nhanh nhất nhưng lại không đảm bảo được an toàn dữ liệu. Vì vậy, RAID 0 không phải là giải pháp lưu trữ dữ liệu lâu dài nhưng lại phù hợp cho các ổ đĩa tạm thời cần tốc độ cao. RAID 1 không có tác dụng gì nhiều ngoại trừ việc tạo thêm một ổ đĩa nữa giống hệt ổ chính để lưu trữ. Vì thế, RAID 1 sẽ hữu ích với những người dùng cần lưu trữ dữ liệu quan trọng như thông tin khách hàng hay tài khoản. RAID 0+1 và 5 sẽ có chi phí cao hơn và thường được sử dụng nếu người dùng có những nhu cầu lưu trữ đặc biệt. Do đó, trước tiên bạn cần xác định nhu cầu sử dụng RAID là gì. Dưới đây là bảng phân loại các cấp độ RAID theo nhu cầu sử dụng. Tên RAID Bảo vệ dữ liệu Dung lượng đĩa được sử dụng Tốc độ đọc Tốc độ ghi Số lượng đĩa tối thiểu RAID 0 Không 100% www www 2 RAID 1 Có 50% ww ww 2 RAID 5 Có 67% – 94% www w 3 RAID 6 Có 50% – 88% ww w 4 6.2. Chọn phần cứngCác chipset điều khiển RAID thường sẽ được tích hợp trên bo mạch chủ nên bạn sẽ không có nhiều lựa chọn. Thông thường sẽ có hai loại bộ điều khiển RAID là chip điều khiển được tích hợp trên chipset hoặc bên ngoài chipset. Chipset điều khiển tích hợp bao gồm:
Đây là những loại dễ sử dụng và có độ trễ thấp nhưng tính năng khá hạn chế. Do đó, bạn có thể lựa chọn các loại chip điều khiển bên ngoài của các hãng Silicon Image, Adaptec, Promise Technology để có tính năng đa dạng hơn. Tuy nhiên, những loại này thường có độ trễ cao. Khi lựa chọn những loại Card rời thì bạn cần lưu ý Silicon Image Sil3112 có tính tương thích kém nên dễ mất dữ liệu nếu chuyển sang các cấp độ RAID khác. Thay vào đó, Sil3114 có độ tương thích cao hơn. Các hệ ICH5,6,7 và nForce có BIOS RAID thông minh với tính năng nhận diện nhóm ổ cứng RAID định dạng sẵn, giúp trao đổi ổ cứng qua lại dễ dàng. Đối với các bo mạch chủ thế hệ mới có hỗ trợ cả RAID 5, ví dụ như DFI Lanparty NF4 SLI-DR. Các loại giao tiếp dành cho PS như PATA hoặc SATA và SATA là những lựa chọn phù hợp vì tích hợp nhiều cải tiến công nghệ và không cần sử dụng nhiều cáp. Bạn cũng có thể đầu tư thêm những sản phẩm cao cấp cho phép cắm thêm RAM để tăng tốc độ hoạt động. Khi chọn ổ cứng, bạn nên ưu tiên những loại có tốc độ truy xuất nhanh và khả năng truyền dữ liệu lớn. Tốc độ truy xuất là thời gian để đĩa cứng tìm thấy dữ liệu cần dùng, chỉ số này càng thấp càng tốt. Bạn cũng cần chú ý đến bộ đệm, ổ cứng nên có bộ đệm lớn từ 8MB trở lên, tích hợp các công nghệ tăng hiệu suất làm việc như Seagate NCQ. Cuối cùng là nên chọn các ổ cứng giống nhau để đảm bảo hiệu suất tốt nhất. 6.3. Tiến hành cài đặtVậy các bước cài đặt RAID là gì? Quá trình cài đặt RAID thực ra không quá phức tạp, các bước cơ bản bao gồm. Bước 1: Xem tài liệu đính kèm theo sản phẩm để cắm ổ cứng vào vị trí RAID trên bo mạch. Bước 2: Vào BIOS của bo mạch chủ để kích hoạt bộ điều khiển RAID và chỉ định các cổng liên quan. Bước 3: Lưu thông số và khởi động lại máy tính. Bước 4: Quan sát màn hình thông báo và nhấn tổ hợp phím theo yêu cầu để vào BIOS RAID. Tùy theo cấp độ RAID bạn chọn mà sẽ có giao diện khác nhau, nhưng nhìn chung sẽ có những thao tác sau:
Thông số Block Size sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của RAID. Nếu Block Size là 64KB thì sẽ có 64KB được ghi vào ổ đĩa trong mọi trường hợp, dù có thể chỉ là file text với dung lượng chỉ 2KB. Do đó, giá trị Block Size nên là kích thước trung bình của các file được sử dụng, ví dụ với tài liệu Word, bạn nên để Block Size nhỏ. Ngược lại, với phim ảnh hoặc nhạc thì Block Size sẽ lớn hơn. Nếu người dùng không có nhu cầu đặc biệt thì nên chọn Block Size là 128KB cho PC. Sau quá trình bộ điều khiển nhận diện ổ đĩa cứng mới thì bạn có thể cài đặt hệ điều hành định dạng ổ RAID. Việc cài hệ điều hành không có gì đặc biệt nhưng bạn cần chuẩn bị một ổ đĩa mềm và đĩa mềm chứa trình điều khiển cho bộ điều khiển RAID. Bạn chú ý dòng chữ phía dưới màn hình để nhấn F6 và chờ đợi đến khi được yêu cầu thì nhấn phím S để thêm driver RAID vào cài đặt. Các bước tiếp theo tương tự như quá trình cài đặt trên một ổ đĩa cứng bình thường. Sau khi cài đặt xong, bạn có thể thêm các tiện ích điều khiển hệ thống RAID như Intel Application Accelerator RAID Edition hay nVIDIA RAID Manager để tăng hiệu năng và tính năng mở rộng. Vậy những lưu ý đặc biệt khi cài đặt RAID là gì?
7. Liệu RAID có thể thay thế cho backup dữ liệu không?RAID không thể thay thế cho các back-up dữ liệu. Ngoại trừ RAID 0, các cấp độ RAID khác đều có khả năng bảo vệ dữ liệu khi sự cố xảy ra. Tuy nhiên, để đảm bảo an toàn tuyệt đối thì bạn vẫn cần backup dữ liệu được lưu trữ trên hệ thống RAID. Điều này nhằm tránh các trường hợp sau:
Vì thế, kết hợp sử dụng công nghệ RAID và các giải pháp sao lưu định kỳ là cách tốt nhất để bảo vệ dữ liệu của bạn. 8. Một số câu hỏi liên quan đến RAID mà bạn nên biếtSau khi đã hiểu rõ RAID là gì? thì đây có thể sẽ là những thắc mắc tiếp theo của bạn. 8.1. Hot Spare là gì?Khi bạn gặp sự cố trong quá trình sử dụng RAID ổ cứng thì bạn cần tìm kiếm một ổ đĩa cứng cùng loại và số serial. Nhưng điều này đôi lúc rất khó khăn. Vì vậy, bạn cần đến Hot Spare. Đây là một cơ chế dự phòng để đảm bảo tính ổn định của hệ thống. Theo đó, khi một thành phần của hệ thống RAID bị hư hỏng thì Hot Spare sẽ tự động thay thế thành phần đó. Cụ thể, khi một trong hai ổ đĩa cứng hỏng thì ổ đĩa cứng khác sẽ tự động thay thế và thiết lập lại hệ thống RAID, giúp đảm bảo tính ổn định và tránh mất dữ liệu. 8.2. Intel Serial IO Driver là gì?Công dụng của Intel Serial IO Driver là kết nối phần mềm giữa các thiết bị và hệ điều hành MAC, Tablet hoặc PC của bạn. Intel Serial IO Driver sẽ giúp giám sát và điều khiển giao tiếp giữa các phụ kiện thiết bị và ứng dụng. Nếu không có trình điều khiển này, RAID sẽ không hoạt động được. 8.3. Stripping là gì?Đây là một phương pháp lưu trữ dữ liệu tuần tự trên nhiều ổ đĩa cứng với mục đích là tăng tốc độ truy xuất. Phương thức hoạt động của data striping là tạo ra một tập tin lưu trữ dữ liệu liên tục tương tự như một tập tin đơn, bằng cách lần lượt phân chia các bit của mỗi byte. Sau đó lưu trữ chúng trên các đĩa khác nhau. 8.4. Intel® Rapid Storage Technology là gì?Intel® Rapid Storage Technology hay còn được gọi là công nghệ IRST. Đây là một trong những giải pháp giúp bảo vệ dữ liệu trong trường hợp 1 phần ổ cứng bị hỏng. Ngoài ra, công nghệ này còn giúp quản lý ổ cứng hiệu quả, tăng tốc độ truy xuất dữ liệu và tiết kiệm năng lượng. IRST đã được tích hợp trên nhiều nền tảng hệ điều hành Windows phổ biến như Windows 7, 8, 8.1, 10. 9. Tổng kếtHy vọng bài viết đã giúp bạn trả lời được câu hỏi RAID là gì? và hiểu hơn hơn về cấu hình RAID. Với sự phát triển của công nghệ, RAID sẽ tiếp tục được cải tiến và đáp ứng cho các hệ thống máy tính cao cấp. Công nghệ RAID được phân chia thành nhiều cấp độ. Trong đó, RAID 0 và 0+1 thường được sử dụng trong các PC gia đình. Dù mức độ an toàn dữ liệu của RAID 0 không cao nhưng nó cung cấp hiệu năng nhanh nhất. RAID 1 đem đến độ an toàn thông tin cao nhất, nhưng hiệu năng và dung lượng chỉ đạt được 50%. RAID 5 và RAID 6 có độ an toàn cao và hiệu năng tốt nhưng chi phí triển khai sẽ cao hơn. Tùy theo nhu cầu sử dụng mà bạn có thể lựa chọn cấp độ RAID phù hợp. Bạn cũng có thể tìm hiểu thêm các bài viết khác của VinaHost TẠI ĐÂY RAID 1 0 là gì?RAID 10 còn được gọi là RAID 1+0, là một cấu hình raid kết hợp tính năng sao chép đĩa cứng và ghi đĩa cứng để bảo về dữ liệu. Raid 10 yêu cầu tối thiểu 4 ổ đĩa cứng và dữ liệu trên Block, các cặp được nhân đôi. Miễn là một ổ đĩa cứng trong mỗi cặp được sao chép hoạt động, dữ liệu có thể được truy xuất. RAID 1 cần bao nhiêu ổ cứng?Khi sử dụng Raid 1 thì dung lượng lưu trữ có thể sử dụng chỉ được 500GB). Về ổ cứng yêu cầu phải 2 ổ cùng dung lượng, nếu 2 ổ khác dung lượng thì lấy ổ thấp nhất. Đối tượng sử dụng: Các dịch vụ lưu trữ, các website vừa và nhỏ không yêu cầu quá cao về tốc độ đọc ghi (in/out) của ổ cứng. RAID trong BIOS là gì?RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks) là công nghệ ảo hóa lưu dữ liệu, ảo hóa thành nhiều ổ đĩa cứng độc lập thành một hoặc nhiều mảng khác nhau nhằm cải thiện về hiệu suất, độ tin cậy và dung lượng của các thiết bị lưu trữ của bạn. Chạy RAID 1 là gì?Raid 1 là loại Raid cơ bản được sử dụng khá nhiều hiện nay do khả năng đạt an toàn về dữ liệu. để tiến hành setup Raid 1 thì cũng giống như Raid 0, server cần tối thiểu 2 ổ cứng để lưu trữ. Không giống như Raid 0, Raid 1 đảm bảo an toàn hơn về dữ liệu do dữ liệu được ghi vào 2 ổ giống hệt nhau (Mirroring). |