RAID 5 vs. RAID 10

A RAID (seria redundantă de discuri independente) combină mai multe unități fizice într-un singur dispozitiv de stocare virtuală care oferă mai mult spațiu de stocare și, în cele mai multe cazuri, toleranță la erori, astfel încât datele să poată fi recuperate chiar dacă unul dintre discurile fizice eșuează.

Configurările RAID sunt organizate în niveluri cum ar fi RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6 și RAID 10. Nivelurile RAID 0 până la 6 se numesc nivele standard. Cele mai comune configurații RAID sunt RAID 0 (striping, unde datele sunt împărțite în blocuri stocate pe diferite discuri fizice), RAID 1 (oglindire, în cazul în care mai multe copii ale datelor sunt stocate pe discuri separate pentru redundanță), RAID 5 include striping și stocarea informațiilor de paritate pentru recuperarea erorilor) și RAID 6 (duality parity).

Această comparație privește RAID 5 și RAID 10 detaliat.

Diagramă de comparație

RAID 10 versus graficul RAID 5

RAID 10	RAID 5
Caracteristica cheie	Stripe de oglinzi: Combină striping și oglindire pentru toleranță la defecte și performanță.	Scindarea cu paritatea
striping	Da; datele sunt dungate (sau împărțite) uniform pe grupuri de discuri. Fiecare grup are 2 discuri care sunt configurate ca imagini oglindite unele de altele. Deci, RAID 10 combină caracteristicile RAID 0 și RAID 1.	Da; datele sunt dungate (sau împărțite) uniform pe toate discurile din configurația RAID 5. În plus față de date, informațiile parității sunt de asemenea stocate (o singură dată), astfel încât datele să poată fi recuperate dacă unul dintre unități nu reușește.
Oglindire, redundanță și toleranță la erori	Da. Oglindirea datelor face sistemul RAID 10 tolerant la erori. Dacă una dintre unități nu reușește, datele pot fi reconstruite repede prin simpla copiere de pe alte discuri.	Fără oglindire sau redundanță; toleranța la defecte este obținută prin calcularea și stocarea informațiilor de paritate. Pot tolera eșecul unui disc fizic.
Performanţă	Citirile sunt rapide din cauza striperii. Scrierile sunt de asemenea rapide deoarece, deși fiecare bloc de date trebuie scris de două ori (oglindire), scrierea se întâmplă pe 2 unități diferite, astfel încât acestea să poată apărea în paralel. Nu este nevoie să se calculeze informațiile despre paritate.	Citește rapid din cauza stripingului (date distribuite pe multe discuri fizice). Scrierile sunt mai lentă, deoarece trebuie să se calculeze informațiile despre paritate. Dar, deoarece paritatea este distribuită, 1 disc nu devine o gâtuire (așa cum o face în RAID 4).
Aplicații	Când performanța este importantă pentru citirile și scrierea și când este important să se recupereze rapid de la eșec.	Echilibru bun de stocare eficientă, performanță decentă, rezistență la defecțiuni și bună siguranță. RAID 5 este ideal pentru serverele de fișiere și aplicații care au un număr limitat de unități de date.
Numărul minim de discuri fizice necesare	4	3
Paritate de disc?	Nu; paritatea / suma de control nu sunt calculate într-o configurație RAID 10.	Informațiile despre paritate sunt distribuite între toate discurile fizice din RAID. Dacă unul dintre discuri eșuează, informațiile despre paritate sunt folosite pentru a recupera datele stocate pe acea unitate.
avantaje	Recuperarea rapidă a datelor în cazul unei defecțiuni a discului.	Citește rapid; ieftină redundanță și toleranță la erori; datele pot fi accesate (deși într-un ritm mai lent) chiar și în timp ce o unitate defectă este în curs de reconstruire.
Dezavantaje	Utilizarea discului este de numai 50%, deci RAID 10 este un mod costisitor de a obține redundanță în stocare în comparație cu stocarea informațiilor de paritate.	Recuperarea de la defecțiune este lentă datorită calculelor de paritate implicate în restaurarea datelor și reconstruirea unității de înlocuire. Este posibil să citiți de pe RAID în timp ce acest lucru se întâmplă, dar operațiunile de citire în timpul respectiv vor fi destul de lente.

Cuprins: RAID 5 vs RAID 10

1 Configurație
- 1.1 Configurația RAID 0, RAID 1 și RAID 10
- 1.2 Configurația RAID 5
2 Redundanță și toleranță la defecțiuni
- 2.1 RAID 5
- 2.2 RAID 10
3 Performanță
4 argumente pro și contra
5 Aplicații
6 Referințe

configurație

RAID 0, RAID 1 și RAID 10

RAID 10 este, de asemenea, numit RAID 1 + 0 sau RAID 1 & 0. Este un nivel RAID imbricat, ceea ce înseamnă că combină două niveluri RAID standard: RAID 0 și RAID 1. Să analizăm configurațiile acestor niveluri RAID standard, astfel încât să putem înțelege cum este construit RAID 10.

Stocarea datelor într-o configurație RAID 0

Stocarea datelor într-o configurație RAID 1

După cum este arătat mai sus, RAID 0 utilizează striping, adică datele sunt împărțite în blocuri care sunt stocate pe mai multe discuri. Acest lucru crește foarte mult citirea și scrierea de performanță pentru că datele și să fie citite și scrise în paralel pe toate discurile. Dezavantajul RAID 0 este că nu există nici o redundanță sau toleranță la erori. Dacă una dintre unitățile fizice nu reușește, toate datele sunt pierdute.

RAID 1 rezolvă problema redundanței, astfel încât, dacă una dintre unități nu reușește, este ușor să o înlocuiți prin copierea datelor de pe unitatea (unitățile) care funcționează încă. Cu toate acestea, dezavantajul RAID 1 este viteza, deoarece nu poate profita de paralelismul oferit de RAID 0.

Acum, când înțelegem cum funcționează RAID 0 și RAID 1, să analizăm cum este configurat RAID 10.

Configurația RAID 10 este o bandă de oglinzi.

RAID 10, a.k.a RAID 1 + 0 este o combinație de RAID 1 și RAID 0. Este configurat ca o bandă de oglinzi. Discurile sunt împărțite în grupuri (de obicei două); discurile din cadrul fiecărui grup sunt imagini în oglindă unele cu altele, în timp ce datele sunt dungate în toate grupurile. Deoarece aveți nevoie de cel puțin două grupuri și fiecare grup are nevoie de cel puțin două discuri, numărul minim de discuri fizice necesare unei configurații RAID 10 este de 4.

Configurare RAID 5

Acum, să aruncăm o privire asupra configurației RAID 5.

Configurația RAID 5 folosește striping cu paritate pentru a asigura toleranța la erori. Blocurile de paritate sunt distribuite pe toate discurile. În imagine, blocurile sunt grupate în funcție de culoare, astfel încât să puteți vedea ce bloc de paritate este asociat cu blocurile de date.

RAID 5 utilizează informații despre paritate, spre deosebire de nivelurile RAID 0, 1 și 10. Pentru fiecare combinație de blocuri - toate stocate pe discuri diferite - se calculează și se stochează un bloc de paritate. Fiecare bloc de paritate individual se află pe un singur disc; totuși, blocurile de paritate sunt stocate într-o manieră rotunjită pe toate discurile. adică nu există o unitate fizică dedicată doar pentru blocurile de paritate (ceea ce se întâmplă în RAID 4).

Considerând că blocurile de date sunt dungate pe cel puțin două discuri și că blocul de paritate este scris pe un disc separat, putem vedea că o configurație RAID 5 necesită cel puțin 3 unități fizice.

Redundanță și toleranță la defecțiuni

Atât RAID 5 cât și RAID 10 sunt tolerante la erori, adică datele nu sunt pierdute chiar și atunci când unul - sau, în cazul RAID 10, mai mult de 1 - din discurile fizice eșuează. În plus, RAID 5 și RAID 10 pot fi utilizate atunci când discul eșuat este înlocuit. Aceasta se numește schimbare la cald.

RAID 5

RAID 5 poate tolera defectarea unui disc. Informațiile despre date și paritate stocate pe discul eșuat pot fi recalculate utilizând datele stocate pe discurile rămase.

De fapt, datele sunt accesibile și sunt citite din RAID 5 chiar și atunci când una dintre unități a eșuat și este reconstruită. Totuși, astfel de citiri vor fi lente, deoarece o parte din date (partea care a fost pe unitatea defectă) este calculată din blocul de paritate, mai degrabă decât pur și simplu citită din disc. Recuperarea datelor și refacerea discului de înlocuire sunt, de asemenea, lente din cauza cheltuielilor generale de calcul al parității.

RAID 10

RAID 10 oferă toleranță excelentă la defecțiuni - mult mai bună decât RAID 5 - datorită redundanței de 100% încorporată în designul său. În exemplul de mai sus, discul 1 și discul 2 pot eșua, iar datele vor fi în continuare recuperabile. Toate discurile din interiorul unui grup RAID 1 dintr-o configurație RAID 10 ar trebui să nu reușească pentru a exista pierderi de date. Probabilitatea ca două discuri din același grup să fie defectă este mult mai mică decât probabilitatea ca două discuri din RAID să nu funcționeze. Acesta este motivul pentru care RAID 10 oferă o fiabilitate mai mare comparativ cu RAID 5.

Recuperarea de la eșec este, de asemenea, mult mai rapidă și mai ușoară pentru RAID 10, deoarece datele trebuie doar să fie copiate de pe celelalte discuri din RAID. Datele sunt accesibile în timpul recuperării.

Performanţă

RAID 10 oferă performanțe fantastice pentru citirea și scrierea aleatoare, deoarece toate operațiile apar în paralel pe unități fizice separate.

RAID 5 oferă, de asemenea, o performanță excelentă pentru citire din cauza striperii. Cu toate acestea, scrierea este mai lentă din cauza costurilor generale ale calculului parității.

Argumente pro şi contra

Atât RAID 5 cât și RAID 10 sunt hot-swappable, adică oferă posibilitatea de a continua citirea din matrice chiar și atunci când un disc eșuat este înlocuit. Cu toate acestea, în cazul RAID 5, aceste citiri sunt lente din cauza costurilor generale ale calculului parității. Dar pentru RAID 10, citirile sunt la fel de repede ca în timpul funcționării normale.

Alte avantaje ale RAID 10 sunt:

Citește și scrie foarte repede
Recuperare foarte rapidă de la eșec
Mai mult tolerant la erori decât RAID 5, deoarece RAID 10 poate tolera defecțiuni ale mai multor discuri în același timp.

Dezavantajele RAID 10 sunt:

Scump din cauza stocării ineficiente (50%, datorită oglinzii)

Avantajele RAID 5 includ:

Echilibru excelent al toleranței la erori, al prețului (eficiența stocării) și al performanței
Citește repede

Dezavantajele RAID 5 includ:

Recuperare lentă de la eșec
Poate tolera doar eșecul unei unități din matrice

Aplicații

Având în vedere avantajele și dezavantajele, RAID 10 este util în aplicații în care performanța este importantă nu doar pentru citiri ci și pentru scrieri. RAID 10 este de asemenea mai potrivit decât RAID 5 în aplicații unde este esențial să se mențină performanța în timpul recuperării erorilor atunci când unul dintre discuri eșuează.

RAID 5 oferă un echilibru sănătos de stocare eficientă, performanță decentă, rezistență la defecțiuni și o bună securitate. Este cea mai populară configurație RAID pentru dispozitivele enterprise NAS și serverele de afaceri. RAID 5 este ideal pentru serverele de fișiere și aplicații care au un număr limitat de unități de date. Dacă numărul de discuri fizice din RAID este foarte mare, probabilitatea ca cel puțin unul dintre ele să nu reușească este mai mare. Deci un RAID 6 poate fi o opțiune mai bună deoarece folosește două discuri pentru stocarea parității.

Referințe

Trade-off-uri Între configurațiile de stocare RAID 5 și RAID 10 - vâlcea
Nivelurile RAID standard - Wikipedia
Nivelele RAID încorporate - Wikipedia
Paritatea în calcul - Wikipedia
Formatul comun de date cu discuri RAID (DDF) - Asociația industriei de rețele de stocare
Rezolvarea pierderilor de date în sistemele de stocare masive - Asociația industriei de rețele de stocare