RAID (Redundant Array of Independent Disks) là công nghệ lưu trữ dữ liệu cho phép nhiều ổ đĩa được kết hợp thành một không gian lưu trữ duy nhất. Có nhiều loại RAID khác nhau, mỗi loại cung cấp các mức hiệu suất, dung lượng lưu trữ và độ tin cậy khác nhau.
Bạn có thể xem thêm về Cách cài đặt và thay đổi RAID ở bài viết Cài đặt RAID và thay đổi cấu trúc RAID trên Storage Pool.
Bài viết này của MNS cung cấp tổng quan ngắn gọn về các loại RAID được hỗ trợ bởi Synology NAS, bao gồm các yêu cầu triển khai cũng như ưu điểm và nhược điểm.
Đối với các thiết bị Synology thì ta có thể phân biệt thành hai loại RAID là classic RAID, và Synology RAID.
Bảng sau đây là tổng hợp sơ bộ về các RAID theo thông tin từ Synology.
| RAID Type | Số lượng ổ đĩa (N) yêu cầu tối thiểu | Khả năng chịu lỗi | Description | Khả năng lưu trữ |
|---|---|---|---|---|
| SHR | 1 | 0 |
| 1 x (Drive size) |
| 2-3 | 1 | Được tối ưu hóa bởi hệ thống | ||
| ≧4 | 1-2 | |||
| Basic | 1 | 0 |
| 1 x (Drive size) |
| JBOD | ≧1 | 0 |
| Tổng dung lượng của tất cả ổ đĩa |
| RAID 0 | ≧2 | 0 |
| Tổng dung lượng của tất cả ổ đĩa |
| RAID 1 | 2 | 1 |
| Kích thước ổ đãi nhỏ nhất |
| 3 | 2 | |||
| 4 | 3 | |||
| RAID 5 | ≧3 | 1 |
| (N – 1) x (Ổ đĩa nhỏ nhất) |
| RAID 6 | ≧4 | 2 |
| (N – 2) x (Ổ đĩa nhỏ nhất) |
| RAID 10 | ≧4 (số ổ đĩa phải là số chẵn) | 1/2 tổng số ổ đĩa |
| (N / 2) x (Ổ đĩa nhỏ nhất) |
| RAID F1 | ≧3 | 1 |
| (N – 1) x (Ổ đĩa SSD nhỏ nhất) |
Nguồn [1]
Cơ Chế hoạt động các classic RAID
Basic
Sử dụng một ổ đĩa để tạo một nhóm lưu trữ. Các vùng lưu trữ cơ bản không cung cấp dự phòng dữ liệu.
JBOD *
- Kết hợp tất cả các ổ đĩa thành một ổ đĩa duy nhất.
- Không hỗ trợ khả năng dự phòng dữ liệu.
Dung lượng khả dụng của nhóm lưu trữ JBOD bằng tổng dung lượng của tất cả các ổ đĩa có trong nhóm lưu trữ. JBOD hỗ trợ kết hợp các ổ đĩa có kích thước khác nhau.
RAID 0
Đây là dạng RAID cung cấp tốc độ truy cập cao do khả năng nâng cao hiệu suất truy cập dữ liệu bởi cơ chế gọi là Striping. Hãy nhìn hình minh họa phía dưới để rõ thêm về cơ chế này.
Hình minh họa cho RAID 0 [1]
Theo đó với số lượng dữ liệu được ghi vào ổ cứng sẽ được phân tách ra và ghi vào các ổ đĩa khác. Việc này về mặt lý thuyết sẽ tăng gấp đôi thời gian truy cập. Tuy nhiên đối với RAID 0 việc lưu trữ dữ liệu trên nhiều ổ đĩa không tăng khả năng dự phòng dữ liệu, tức là việc hư hỏng một ổ đĩa có thể dẫn đến toàn bộ dữ liệu trong nhóm lưu trữ đều bị mất.
Nên việc dùng RAID 0 thích hợp cho những nhu cầu về truy cập nhanh dữ liệu mà không quan tâm quá nhiều về nhu cầu dự phòng dữ liệu.
RAID 1
Khác với RAID 0, RAID 1 là cơ chế hỗ trợ cho việc dự phòng dữ liệu bằng cơ chế Mirroring. Cơ chế này khiến việc ghi dữ liệu diễn ra đồng thời ở các ổ đĩa, giúp cơ chế chịu lỗi lên đến n-1 ổ đĩa ứng với tổng n ổ đĩa. Tức là nếu trong nhóm RAID gồm 4 ổ đĩa thì 1 ổ đĩa hư thì dữ liệu không bị ảnh hưởng.
RAID 1 thường được sử dụng khi khả năng chịu lỗi là quan trọng, trong khi không gian và hiệu suất không phải là những yêu cầu quan trọng.
Hình minh họa RAID 1 [1]
RAID 10
RAID 1 0 là sự kết hợp giữa RAID 1 và RAID 0 theo đó việc đọc/ghi dữ liệu sẽ theo cơ chế RAID 0 sau đó dữ liệu này sẽ được mirroring, như hình minh họa phía dưới.
Hình minh họa RAID 10 [1]
Vì tính chất của cơ chế RAID 10 nên hiển nhiên số ổ đĩa tối thiểu sẽ nhiều hơn RAID 0, và RAID 1.
RAID 5
RAID 5 về cơ bản cũng sử dụng cơ chế striping dữ liệu như RAID 0 nhưng hơi khác đôi chút là sẽ phân bố các dữ liệu đó ra đều các ổ đĩa theo cơ chế chẵn lẽ (parity) cơ chế này giúp RAID 5 có khả năng chịu lỗi.
Hình minh họa RAID 5 [1]
RAID 6
RAID 6 cũng tương tự RAID 5 nhưng quá trình ghi sẽ sử dụng thêm một ổ đĩa nữa. Chi tiết sẽ được đề cập trong bài viết (Các RAID truyền thống).
Hình minh họa RAID 6 [1]
Như vậy ta sẽ tổng kết lại sự khác nhau trong cơ chế các RAID cơ bản
| Tổng kết cơ chế của các classic RAID | |||||
| RAID Level | RAID 0 | RAID 1 | RAID 5 | RAID 6 | RAID 10 |
| Qúa trình | Striping | Mirroring | Striping + Parity | Striping + Double Parity | Mirroring + Striping |
| Chịu lỗi | Không | Có | Có | Có | Có |
Nguồn [2]
Bảng bên dưới là các đặc điểm đọc ghi và lời khuyên cho việc chọn lựa RAID phù hợp
| Features | RAID 0 | RAID 1 | RAID 5 | RAID 6 | RAID 10 |
| Số lượng ổ đĩa tối thiểu | 2 | 2 | 3 | 4 | 4 |
| Khả năng chịu lỗi | Không | 1 | 1 | 2 | Tối đa 1 đĩa lỗi trong mỗi mảng con |
| Đọc | Cao | Trung bình | Thấp | Thấp | Cao |
| Ghi | Cao | Trung bình | Thấp | Thấp | Trung bình |
| Công suất | 100% | 50% | 67% – 94% | 50% – 88% | 50% |
| Typical applications | High end workstations, data logging, real-time rendering, very transitory data | Operating systems, transaction databases | Data warehousing, web serving, archiving | Data archive, backup to disk, high availability solutions, servers with large capacity requirements với yêu cầu công suất lớn | Fast databases, file servers, application servers |
Nguồn [3]
Cơ Chế hoạt động các RAID do Synology phát triển
RAID F1
SSD có tốc độ đọc ghi nhanh hơn nhiều lần so với HDD, tuy nhiên lại ít người sử dụng SSD cho việc triển khai RAID, không chỉ bởi nguyên nhân chi phí,mà còn bởi vì một hạn chế của SSD có chu kỳ ghi xóa (P / E) nhất định. Nếu RAID truyền thống được sử dụng cho khối lượng công việc ghi ngẫu nhiên, nhiều ổ SSD có thể sẽ bị mòn và lỗi cùng lúc, dẫn đến RAID bị mất và mất dữ liệu. Thuật toán RAID của Synology RAID giải quyết vấn đề bằng cách viết nhiều bit chẵn lẻ hơn vào một SSD cụ thể để tránh tất cả các ổ SSD bị mòn cùng lúc và tạo ra một hệ thống SSD được phân bổ bởi hệ thống ở nơi đầu tiên. Với cách tiếp cận này, RAID F1 sẽ rất không sụp đổ vì dữ liệu không đều được viết cho SSD. [4]
Có thể nói Synology RAID F1 là một giải pháp RAID cải tiến của Synology dành cho những ai mong muốn sử dụng ổ đĩa SSD cho việc triển khai RAID, theo đó RAID F1 vừa giúp SSD bền hơn so với cách triển khai RAID thông thường, lại có các đặc tính của RAID 5.
Hình minh họa RAID F1 [1]
Synology Hybrid RAID (SHR)
Hiệu quả rõ ràng nhất ở SHR là khi so sánh với việc áp dụng RAID cho nhóm các ổ đĩa có dung lượng khác nhau.
Hai hình trên mô tả dung lượng dự phòng (redudant storage) của hai loại RAID ứng với sự khác nhau của số lượng ổ đĩa có dung lượng khác nhau [6].
Như trên hình minh họa ta thấy rằng trong hai trường hợp đầu thì SHR và classic RAID có kết quả như nhau, tuy nhiên từ tường hợp 3,4 thì kết quả của SHR lại tốt hơn khi tận dụng được những thay đổi trong dung lượng của ổ đĩa khi so với classic RAID. Và đó là điểm cơ bản nhất khi so sánh SHR và classic RAID.
Bạn có thể thử trải nghiệm và tính toán dung lượng của các RAID khi lắp các ổ cứng vào ở đây.
Tổng kết
So sánh giữa RAID và SHR.
Như vậy chúng ta nên chọn loại nào?
Về cơ bản
Ưu điểm SHR có là:
- Dễ dàng cài đặt.
- Dễ dàng thêm các drive mới bất kì lúc nào.
- Tận dụng được các dung lượng thừa từ việc chênh lệch dung lượng của các ổ đĩa trong mảng.
Nhược điểm:
- Không thể chuyển sang các classic RAID khác.
- Qúa trình đọc ghi không nhanh bằng RAID classic
- Không quá ổn định khi so với các RAID classic khác. Có nhiều rủi ro về crash ổ đĩa.
- Không được hỗ trợ khi nhóm RAID lại (tham khảo thêm nhóm (group) RAID là gì ở bài viết RAID arrays và RAID group là gì).
Do đó với người dùng cho gia đình thì nên chọn SHR để dễ thao tác cũng như tận dụng tối đa dung lượng của các ổ đĩa.
Còn nên dùng các loại Classic RAID khi yêu cầu tính ổn định và hiệu năng đọc ghi cao.
Như vậy sau khi xem thêm về hai loại RAID của riêng Synology ta thấy được rằng với SHR sẽ linh động và hoạt động tốt cho nhiều điều kiện ổ cứng và được biến đổi để tối ưu hóa cho mục đích nhưng hiển nhiên sẽ không có sự ổn định bằng việc thiết lập một RAID cụ thể.
Còn với RAID F1 dùng khi bạn có mong muốn sử dụng SSD làm ổ đĩa.
MNS hi vọng qua bài viết này bạn có thể biết thêm về RAID và có thể chọn cho mình một loại RAID vừa phù hợp nhu cầu lại hợp túi tiền.
Các nguồn tham khảo:
[1] https://kb.synology.com/en-id/DSM/help/DSM/StorageManager/storage_pool_what_is_raid?version=7
[2] https://www.trentonsystems.com/blog/raid-levels-0-1-5-6-10-raid-types
[3] https://www.dataplugs.com/en/raid-level-comparison-raid-0-raid-1-raid-5-raid-6-raid-10/
[5] https://kb.synology.com/en-id/DSM/tutorial/What_is_Synology_Hybrid_RAID_SHR#x_anchor_id9
MNS luôn sẵn lòng hỗ trợ khi bạn gặp sự cố theo thông tin:
- MNS
- #87/3 Nguyễn Sỹ Sách, Phường 15, Quận Tân Bình, Saigon 700000
- support@mns.vn | 0283 811 6606
- 089 648 1823 (Mr Bảo) | 090 904 0920 (Mr Trí)