Существует 4 наиболее популярных типов RAID-массивов, которые можно использовать, но они кардинально отличаются друг от друга. В этой статье мы сравним RAID 5 с RAID 1 и RAID 6 с RAID 10, чтобы определить, какой тип лучше использовать. Прежде чем сравнивать их особенности, преимущества и недостатки, мы рассмотрим, как именно функционируют все 4 типа.
RAID 1 vs. RAID 5
Что такое RAID 1?
RAID 1 - это простая зеркальная конфигурация, в которой на двух или более физических дисках хранятся одни и те же данные. Данные являются точной копией (зеркалом), поэтому, когда они записываются на первый диск, они совпадают со вторым диском. Это означает, что если один диск выходит из строя, второй диск может обслуживать данные без каких-либо потерь или перерывов. RAID 1 также обеспечивает высокую производительность, особенно при операциях чтения, поскольку каждый диск может удовлетворить любой запрос на чтение.
Недостатки RAID 1
Хотя RAID 1 обладает рядом ключевых преимуществ, он имеет и некоторые недостатки:
- Для его работы требуется не менее двух дисков, но для хранения данных используется только половина общей емкости диска. Остальная часть "расходуется" на дублирование данных (отсюда и избыточность).
- При увеличении числа дисков эта система плохо масштабируется, поскольку возрастает вероятность отказа диска и усложняется процесс восстановления. Как правило, RAID 1 используется для больших пулов хранения, где необходимо зеркальное отображение.
Что такое RAID 5?
RAID 5 - это конфигурация, в которой используется чередование. При использовании RAID 5 данные разбиваются на блоки и равномерно распределяются по нескольким дискам RAID-массива. Также используется функция контроля четности, которая вычисляет дополнительный блок данных и сохраняет его на одном из дисков. Его можно восстановить в случае отказа диска (именно поэтому RAID 5 допускает отказ одного диска без потери данных). Блок четности распределяется между всеми дисками массива, так что ни один диск не становится единой точкой отказа.
Недостатки RAID 5
Хотя RAID 5 обладает рядом ключевых преимуществ, у него есть и недостаток. Для его работы требуется не менее трех дисков, поэтому если у вас RAID-массив с двумя дисками, вы не сможете использовать RAID 5. Но при этом только один диск тратится на четность. Остальная емкость доступна для хранения данных.
Особенности: RAID 1 против RAID 5
RAID 1 и RAID 5 сильно отличаются друг от друга, вот их основные отличия:
- RAID 1 может использоваться с двумя дисками, в то время как для RAID 5 требуется не менее трех дисков.
- Общая скорость записи в RAID 5 ниже, чем в RAID 1 (что аналогично скорости записи на один диск), из-за вычисления четности.
- В RAID 5 возможен выход из строя одного диска без потери данных, в то время как в RAID 1 в конечном итоге может выйти из строя один (или более) диск в зависимости от общего числа зеркалируемых дисков.
- При сравнении RAID-массивов с одинаковым количеством дисков общая емкость RAID 5 будет выше за счет того, что только один диск используется для контроля четности. В массиве RAID 1 для хранения данных используется только половина имеющихся дисков.
- Перестройка RAID-массива RAID 1 будет происходить быстрее, чем RAID 5, поскольку в RAID 1 данные зеркалируются, а в RAID 5 необходимо вычислять четность.
- Производительность: Если вам нужна высокая производительность чтения и записи, то RAID 1 может оказаться лучшим вариантом, чем RAID 5.
- Емкость: Если вам нужно больше места для хранения данных и вы хотите свести к минимуму потери, RAID 5 может быть лучшим вариантом, чем RAID 1.
- Надежность: Если вам нужна высокая надежность и вы хотите избежать потери данных любой ценой, то RAID 1 может оказаться лучшим вариантом, чем RAID 5.
- Стоимость: Если бюджет ограничен, и вы хотите сэкономить на аппаратном обеспечении, то RAID 5 может оказаться лучшим вариантом, чем RAID 1.
Основное различие между RAID 1 и RAID 5 заключается в том, что RAID 5 чередует данные и четность на нескольких дисках, а RAID 1 зеркально отображает данные на двух или более дисках. Для RAID 5 требуется не менее трех дисков, в то время как для RAID 1 - только два. Однако RAID 5 использует только один общий диск для контроля четности, в то время как RAID 1 использует половину всех дисков, поэтому в RAID 5 общее пространство для хранения данных будет больше.
RAID 6 vs. RAID 10
Что такое RAID 6?
RAID 6 использует двойную четность, что означает, что для создания массива RAID 6 необходимо иметь не менее четырех дисков. Диски в массиве RAID 6 работают совместно, что позволяет двум жестким дискам выйти из строя без потери данных.
RAID 6, как правило, является отличным вариантом для некоторых массивов RAID, где требуется более надежная защита, чем в RAID 5, но нет необходимости использовать общее количество жестких дисков, требуемое для RAID 10.
Что такое RAID 10?
RAID 10 также записывается как RAID 1+0, поскольку представляет собой гибрид RAID 1 и RAID 0. Для RAID 10 требуется минимум четыре жестких диска, но данные на них зеркалируются так же, как и в RAID 1.
Преимуществом RAID 10 является чередование данных, что повышает производительность за счет функционирования аналогично RAID 0, но при этом обеспечивается хорошая общая защита данных за счет их зеркального отображения, как в RAID 1.
Таким образом, по сути, вы используете RAID 1 и RAID 0 одновременно, что может быть полезно, если для вас важны избыточность и производительность. Однако, поскольку RAID 10 требует зеркалирования дисков, его общая полезная емкость ниже, чем у RAID 6.
Защита данных: RAID 6 против RAID 10
С точки зрения защиты данных сравнение RAID 6 и RAID 10 на самом деле сложнее, чем может показаться на первый взгляд, поскольку в RAID 10 данные зеркалируются на диски.
При использовании RAID 6 потеря данных ограничивается двумя одновременными отказами дисков. Таким образом, для потери данных необходимо, чтобы одновременно отказали три диска. В целом это надежная защита, и RAID 6 рассматривается как отличный вариант защиты данных.
С RAID 10 все гораздо сложнее. В простейшей конфигурации RAID 10 (всего 4 диска, то есть 2 зеркальные пары) теоретически можно потерять до 2 дисков без потери данных, но это должны быть диски из каждой зеркальной пары. Если оба диска из одной зеркальной пары выйдут из строя, то данные будут потеряны.
Приведем несколько примеров с большими массивами RAID 10:
- При наличии 6 дисков (3 зеркальных пары) можно потерять до 3 дисков без потери данных, но, опять же, это должны быть по одному диску из каждой зеркальной пары.
- При наличии 8 дисков (4 зеркальные пары) можно потерять до 4 дисков, но они должны быть по одному диску из каждой зеркальной пары.
Это будет продолжаться независимо от размера пула. Нельзя потерять два диска из одной зеркальной пары, если вы не хотите потерять данные. Пока они не находятся в одной зеркальной паре, данные не будут потеряны.
По этой причине в RAID 10 всегда есть минимум два диска, которые можно потерять, но максимум - больше. Недостатком является невозможность использования дискового пространства других дисков, поскольку они зеркалированы.
Важно также отметить, что чем больше дисков потеряно (независимо от того, используется ли RAID 6 или RAID 10), тем выше риск выхода из строя еще одного диска, прежде чем удастся заменить и восстановить вышедший из строя.
По этим причинам считается, что RAID 6 обеспечивает лучшую защиту от отказов дисков, поскольку отказать могут любые два диска, а для потери данных необходимо, чтобы отказали три диска. В случае RAID 10 отказ двух дисков в одном зеркале приводит к потере данных.
Использование диска: RAID 6 против RAID 10
Проще говоря, RAID 6 обеспечивает более высокую полезную емкость за счет использования двойной четности. Таким образом, если у вас есть пул хранения с восемью дисками общей емкостью 10 Тбайт, то RAID 6 обеспечит шесть дисков полезной емкости (60 Тбайт). RAID 10 представляет собой чередующееся зеркало, которое дает в общей сложности четыре зеркальные пары, или 40 Тбайт полезного пространства.
Приведем пример с использованием RAID-калькулятора Synology.
Если ваша цель - максимальное увеличение объема памяти, то RAID 6 всегда обеспечит больший суммарный объем памяти для массивов RAID, превышающих четыре диска.
Производительность: RAID 6 против RAID 10
В целом RAID 10 обладает более высокой производительностью, чем RAID 6, но мы рассмотрим ее немного глубже, сравнив различия в производительности при чтении и записи.
- Чтение. RAID 10 обеспечивает высокую производительность чтения, поскольку данные распределяются по нескольким дискам. Кроме того, благодаря зеркальному отображению данных можно создавать несколько копий данных, что позволяет одновременно обслуживать несколько операций чтения на нескольких дисках. Производительность RAID 6 при чтении в целом хорошая, но она не такая высокая, как у RAID 10, поскольку в RAID 6 используются вычисления четности.
- Запись. Операции записи в RAID 10 выполняются быстрее, чем в RAID 6, поскольку данные записываются непосредственно на диски (за счет зеркалирования). Это позволяет записывать данные, не требуя вычислений четности, которые используются в RAID 6 (для обеспечения отказоустойчивости).
- Защита данных. Все это приводит к повышению общей производительности RAID 10, но к потенциально более низкой защите данных. В целом, если вам важна производительность и нужен наиболее производительный RAID-массив с точки зрения чтения/записи, выбирайте RAID 10.
- Процесс пересборки. И снова RAID 10 быстрее с точки зрения восстановления, поскольку данные зеркалируются и могут быть напрямую скопированы на новый жесткий диск, не требуя вычисления четности. RAID 6 более трудоемок (и ресурсоемок), поскольку недостающие данные должны быть пересчитаны на основе имеющихся данных и информации о четности.
- Количество отказов. RAID 6 может выдержать два одновременных отказа дисков без потери данных, а в RAID 10 потеря данных может произойти в зависимости от того, в какую зеркальную пару входят жесткие диски. Общая производительность RAID 10 (RAID 1+0) выше, чем у RAID 6, при чтении, записи и перестройке RAID.
Что лучше - RAID 6 или RAID 10?
При выборе между RAID 6 и RAID 10 решение сводится к нескольким ключевым требованиям:
- Если ваша цель - защита данных, то RAID 6 - лучший вариант, поскольку он может выдержать потерю любых двух жестких дисков. С этой точки зрения RAID 10 уязвим при отказе двух дисков в одной зеркальной паре.
- Если вы хотите максимально увеличить емкость хранения, то RAID 6 обеспечит более высокую общую емкость за счет того, что данные будут записываться на несколько дисков (а для контроля четности будет потеряно только пространство двух общих дисков). Поскольку RAID 10 - это зеркало, то полезной емкостью будет обладать только половина всех дисков.
- Если производительность является наиболее важной целью, или вы просто хотите получить наилучшую общую производительность и защиту, то лучше выбрать RAID 10.
Для удобства предлагаем сравнительную таблицу для всех 4х типов RAID:
|
RAID 1 |
RAID 5 |
RAID 6 |
RAID 10 |
|
Зеркальное отображение данных на двух или более дисках |
Чередование данных и четности на нескольких дисках |
Использует двойную четность |
Данные зеркалируются так же, как и в RAID 1 |
|
Обеспечивает высокую производительность чтения и записи |
Обеспечивает быстрое чтение, но более медленную запись |
Обеспечивает более высокую полезную емкость |
Высокая производительность чтения |
|
Требуется не менее 2 дисков |
Требуется не менее 3 дисков |
Требуется не менее 4 дисков |
Требуется не менее 4 дисков |
|
Расходуется половина общей емкости диска |
Расходуется только емкость одного диска |
Расходуется емкость 2 дисков |
Расходуется половина общей емкости дисков |
Как защитить свои данные от возможных рисков?
Независимо от того, какой тип RAID-массива вы выберете, всегда следует принимать некоторые меры предосторожности для защиты данных:
- Резервное копирование: Необходимо регулярно создавать резервные копии данных и хранить их в отдельном месте (желательно вне помещения), например на внешнем жестком диске, в облачном сервисе или на другом RAID-массиве. С помощью резервных копий можно восстановить потерянные или поврежденные данные.
- Мониторинг: Необходимо постоянно следить за состоянием и производительностью RAID-массива, особенно за общим состоянием дисков. Это позволит обнаружить и устранить проблемы до того, как они приведут к потере или повреждению данных.
- Замена: Необходимо как можно быстрее заменять все неисправные или деградировавшие диски. Это гарантирует, что в RAID-массиве всегда будут исправные диски, а диски с ошибками будут заменены как можно быстрее.
Надеюсь, данный текст был для вас познавательным. Если возникнут вопросы - смело обращайтесь к нашим специалистам за консультацией!