RAID 5 versus RAID 10

EEN INVAL (redundante reeks onafhankelijke schijven) combineert meerdere fysieke schijven in een virtueel opslagapparaat dat meer opslag biedt en, in de meeste gevallen, fouttolerantie, zodat gegevens kunnen worden hersteld, zelfs als een van de fysieke schijven faalt.

RAID-configuraties zijn georganiseerd in niveaus zoals RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6 en RAID 10. RAID-niveaus 0 tot en met 6 worden standaardniveaus genoemd. De meest voorkomende RAID-configuraties zijn RAID 0 (striping, waarbij gegevens worden opgesplitst in blokken die op verschillende fysieke schijven zijn opgeslagen), RAID 1 (mirroring, waarbij meerdere kopieën van gegevens op afzonderlijke schijven worden opgeslagen voor redundantie), RAID 5 (gedistribueerde pariteit, die omvat striping plus het opslaan van pariteitsinformatie voor foutherstel) en RAID 6 (dubbele pariteit).

Deze vergelijking kijkt naar RAID 5 en RAID 10 in detail.

Vergelijkingstabel

RAID 10 versus RAID 5-vergelijkingstabel

RAID 10	RAID 5
Belangrijk kenmerk	Stripe of mirrors: combineert striping en spiegeling voor fouttolerantie en prestaties.	Striping met pariteit
striping	Ja; gegevens zijn gelijkmatig verdeeld (of gesplitst) over groepen schijven. Elke groep heeft 2 schijven die zijn ingesteld als spiegelbeelden van elkaar. Dus RAID 10 combineert functies van RAID 0 en RAID 1.	Ja; gegevens worden gelijkmatig over alle schijven in de RAID 5-opstelling gestreept (of gesplitst). Naast gegevens wordt pariteitsinformatie ook (eenmaal) opgeslagen, zodat gegevens kunnen worden hersteld als een van de schijven faalt.
Spiegeling, redundantie en fouttolerantie	Ja. Het spiegelen van gegevens maakt het RAID 10-systeem fouttolerant. Als een van de schijven faalt, kunnen gegevens snel opnieuw worden opgebouwd door eenvoudigweg vanaf andere schijven te kopiëren.	Geen spiegeling of redundantie; fouttolerantie wordt bereikt door pariteitsinformatie te berekenen en op te slaan. Kan het falen van 1 fysieke schijf verdragen.
Prestatie	Lezen is snel vanwege striping. Schrijfacties zijn ook snel, want hoewel elk blok gegevens twee keer moet worden geschreven (spiegelen), gebeurt het schrijven op twee verschillende schijven, zodat ze parallel kunnen voorkomen. Pariteitsinformatie hoeft niet te worden berekend.	Snel leest vanwege striping (gegevens verdeeld over vele fysieke schijven). Schrijfopdrachten zijn iets trager omdat pariteitsinformatie moet worden berekend. Maar omdat pariteit wordt gedistribueerd, wordt 1 schijf geen bottleneck (zoals in RAID 4).
toepassingen	Wanneer prestaties belangrijk zijn voor lezen en schrijven, en wanneer het belangrijk is om snel te herstellen van een fout.	Goede balans tussen efficiënte opslag, goede prestaties, storingsbestendigheid en goede beveiliging. RAID 5 is ideaal voor bestands- en applicatieservers met een beperkt aantal gegevensstations.
Minimaal aantal fysieke schijven vereist	4	3
Pariteitsschijf?	Nee; pariteit / controlesom worden niet berekend in een RAID 10-opstelling.	Pariteitsinformatie wordt verdeeld over alle fysieke schijven in de RAID. Als een van de schijven faalt, wordt pariteitsinformatie gebruikt om gegevens te herstellen die op dat station zijn opgeslagen.
voordelen	Snel herstel van gegevens in geval van een schijfstoring.	Snel leest; goedkope redundantie en fouttolerantie; gegevens kunnen worden geopend (zij het in een langzamer tempo), zelfs wanneer een defecte schijf wordt herbouwd.
nadelen	Het schijfgebruik is slechts 50%, dus RAID 10 is een dure manier om opslagredundantie te verkrijgen in vergelijking met het opslaan van pariteitsinformatie.	Herstel van fouten is traag vanwege pariteitsberekeningen die betrokken zijn bij het herstellen van gegevens en het opnieuw opbouwen van de vervangende schijf. Het is mogelijk om vanuit de RAID te lezen terwijl dit aan de hand is, maar de leesbewerkingen zullen in die tijd vrij langzaam zijn.

Inhoud: RAID 5 tegen RAID 10

• 1 Configuratie
  • 1.1 RAID 0, RAID 1 en RAID 10-configuratie
  • 1.2 RAID 5-configuratie
• 2 Redundantie en fouttolerantie
  • 2.1 RAID 5
  • 2.2 RAID 10
• 3 Prestaties
• 4 voors en tegens
• 5 toepassingen
• 6 Referenties

Configuratie

RAID 0, RAID 1 en RAID 10-configuratie

RAID 10 wordt ook RAID 1 + 0 of RAID 1 & 0 genoemd. Het is een genest RAID-niveau, wat betekent dat het twee standaard RAID-niveaus combineert: RAID 0 en RAID 1. Laten we de configuraties van deze standaard RAID-niveaus bekijken, zodat we kunnen begrijpen hoe RAID 10 is geconstrueerd.

Gegevensopslag in een RAID 0-opstelling Gegevensopslag in een RAID 1-opstelling

Zoals hierboven is weergegeven, gebruikt RAID 0 striping, d.w.z. gegevens worden opgesplitst in blokken die op meerdere schijven worden opgeslagen. Dit verhoogt de lees- en schrijfprestaties aanzienlijk omdat ze gegevens bevatten en worden parallel gelezen en geschreven op alle schijven. Het nadeel van RAID 0 is dat er geen redundantie of fouttolerantie is. Als een van de fysieke schijven faalt, gaan alle gegevens verloren.

RAID 1 lost op voor redundantie, dus als een van de schijven faalt, kunt u deze gemakkelijk vervangen door de gegevens van de schijf (schijven) die nog werkt, te kopiëren. Het nadeel van RAID 1 is echter snelheid, omdat het niet kan profiteren van het parallellisme dat RAID 0 biedt.

Nu we begrijpen hoe RAID 0 en RAID 1 werken, laten we kijken hoe RAID 10 is geconfigureerd.

RAID 10-configuratie is een streep van spiegels.

RAID 10, a.k.a. RAID 1 + 0 is een combinatie van RAID 1 en RAID 0. Het is geconfigureerd als een reeks spiegels. Schijven zijn verdeeld in groepen (van meestal twee); schijven binnen elke groep zijn spiegelbeelden van elkaar, terwijl de gegevens in alle groepen zijn gestreept. Aangezien u ten minste twee groepen nodig hebt en elke groep ten minste twee schijven nodig heeft, is het minimale aantal fysieke schijven dat nodig is voor een RAID 10-configuratie 4.

RAID 5-configuratie

Laten we nu eens kijken naar de configuratie van RAID 5.

RAID 5-configuratie gebruikt striping met pariteit voor fouttolerantie. Pariteitsblokken zijn verdeeld over alle schijven. In de afbeelding zijn blokken gegroepeerd op kleur, zodat u kunt zien welk pariteitsblok bij welke gegevensblokken hoort.

RAID 5 gebruikt pariteitsinformatie, in tegenstelling tot RAID-niveaus 0, 1 en 10. Voor elke combinatie van blokken - die allemaal op verschillende schijven worden opgeslagen - wordt een pariteitsblok berekend en opgeslagen. Elk individueel pariteitsblok bevindt zich op slechts één schijf; Pariteitsblokken worden echter op alle schijven op een round-robin-manier opgeslagen. d.w.z. er is geen speciale fysieke schijf alleen voor pariteitsblokken (wat gebeurt er in RAID 4).

Aangezien gegevensblokken op minstens twee schijven zijn gestreept en het pariteitsblok op een afzonderlijke schijf is geschreven, kunnen we zien dat voor een RAID 5-configuratie ten minste 3 fysieke schijven nodig zijn.

Redundantie en fouttolerantie

Zowel RAID 5 als RAID 10 zijn fouttolerant, d.w.z. gegevens gaan niet verloren, zelfs wanneer een - of, in het geval van RAID 10, meer dan 1 - van de fysieke schijven faalt. Wat meer is, zowel RAID 5 als RAID 10 kunnen worden gebruikt wanneer de defecte schijf wordt vervangen. Dit heet hot-swapping.

RAID 5

RAID 5 kan het falen van 1 schijf verdragen. Gegevens en pariteitsinformatie die op de defecte schijf is opgeslagen, kunnen opnieuw worden berekend met behulp van de gegevens die op de resterende schijven zijn opgeslagen.

In feite zijn gegevens toegankelijk en kunnen er vanuit een RAID 5 worden gelezen, zelfs als een van de schijven is mislukt en wordt herbouwd. Dergelijke waarden zullen echter traag zijn omdat een deel van de gegevens (het gedeelte dat zich op de defecte schijf bevond) wordt berekend op basis van het pariteitsblok en niet alleen maar van de schijf wordt gelezen. Gegevensherstel en het opnieuw opbouwen van de vervangende schijf zijn ook traag vanwege de overhead van het berekenen van pariteit.

RAID 10

RAID 10 biedt uitstekende fouttolerantie - veel beter dan RAID 5 - vanwege de 100% redundantie die is ingebouwd in de ontworpen. In het bovenstaande voorbeeld kunnen Schijf 1 en Schijf 2 beide uitvallen en kunnen gegevens nog steeds worden hersteld. Alle schijven in een RAID 1-groep van een RAID 10-installatie zouden moeten falen omdat er gegevens verloren zouden gaan. De kans dat 2 schijven in dezelfde groep falen is veel lager dan de kans dat twee schijven in de RAID niet werken. Dat is de reden waarom RAID 10 meer betrouwbaarheid biedt in vergelijking met RAID 5.

Herstellen van fouten is ook veel sneller en eenvoudiger voor RAID 10 omdat gegevens eenvoudigweg moeten worden gekopieerd vanaf de andere schijven in de RAID. Gegevens zijn tijdens herstel beschikbaar.

Prestatie

RAID 10 biedt fantastische prestaties voor willekeurige lees- en schrijfbewerkingen, omdat alle bewerkingen parallel plaatsvinden op afzonderlijke fysieke schijfeenheden.

RAID 5 biedt ook geweldige leesprestaties vanwege striping. Schrijven is echter langzamer vanwege de overhead van het berekenen van pariteit.

Voors en tegens

Zowel RAID 5 als RAID 10 zijn hot-swappable, d.w.z. ze bieden de mogelijkheid om verder te lezen uit de array, zelfs wanneer een defecte schijf wordt vervangen. In het geval van RAID 5 zijn dergelijke waarden echter traag vanwege de overhead van de pariteitsberekening. Maar voor RAID 10 zijn dergelijke waarden net zo snel als tijdens normale werking.

Andere voordelen van RAID 10 zijn:

• Zeer snel leest en schrijft
• Zeer snel herstel na een storing
• Meer fouttolerant dan RAID 5 omdat RAID 10 fouten van meerdere schijven tegelijkertijd kan verdragen.

De nadelen van RAID 10 zijn:

• Duur vanwege inefficiënte opslag (50% door spiegeling)

De voordelen van RAID 5 omvatten:

• Goede balans tussen fouttolerantie, prijs (opslagefficiëntie) en prestaties
• Snel leest

De nadelen van RAID 5 zijn onder meer:

• Langzaam herstel na een storing
• Kan alleen het falen van 1 schijf in de array tolereren

toepassingen

Rekening houdend met de voor- en nadelen, is RAID 10 nuttig in toepassingen waar prestaties belangrijk zijn, niet alleen voor het lezen, maar ook voor schrijven. RAID 10 is ook beter geschikt dan RAID 5 in toepassingen waarbij het van cruciaal belang is om de prestaties te handhaven tijdens foutherstel wanneer een van de schijven uitvalt.

RAID 5 biedt een gezonde balans tussen efficiënte opslag, goede prestaties, storingsbestendigheid en goede beveiliging. Het is de meest populaire RAID-configuratie voor zakelijke NAS-apparaten en bedrijfsservers. RAID 5 is ideaal voor bestands- en applicatieservers met een beperkt aantal gegevensstations. Als het aantal fysieke schijven in de RAID erg groot is, is de kans dat minstens één van deze niet goed werkt, groter. Dus een RAID 6 is misschien een betere optie omdat het twee schijven gebruikt voor het opslaan van pariteit.

Referenties

• Afwegingen tussen RAID 5 en RAID 10-opslagconfiguraties - dal
• Standaard RAID-niveaus - Wikipedia
• Geneste RAID-niveaus - Wikipedia
• Pariteit in informatica - Wikipedia
• Common RAID Disk Data Format (DDF) - Storage Networking Industry Association
• Gegevensverlies in massieve opslagsystemen oplossen - Storage Networking Industry Association