Se desideri lavorare come amministratore di storage o esperto di SAN e NAS, è fondamentale avere una buona conoscenza di alcuni termini di base relativi allo storage e al backup. Oggi parleremo dei livelli RAID di base, che devi assolutamente comprendere.
Come forse già sai, il RAID è la tecnologia di protezione dei dati più ampiamente utilizzata oggi, in cui più dischi lavorano insieme come parte di un set per fornire protezione contro i guasti degli HDD. Striping, Mirroring e Parità sono i tre concetti fondamentali dei livelli RAID, che andremo a discutere.
Striping, Mirroring e Parità
1. Striping (Suddivisione dei dati):
Lo Striping può essere il livello RAID più confuso per un principiante e richiede una buona comprensione e spiegazione. Sappiamo tutti che il RAID è una raccolta di più dischi e in questi dischi vengono definiti un numero predefinito di blocchi di disco contigui indirizzabili chiamati strisce (strips). La raccolta di tali strisce allineate su più dischi è chiamata stripe.
Supponiamo di avere un disco rigido, che è una raccolta di più blocchi indirizzabili e questi blocchi sono impilati insieme e chiamati striscia (strip), e hai più dischi rigidi di questo tipo, che sono posti in parallelo o in serie. Questa combinazione di dischi è chiamata stripe.
- RAID 0 è un esempio comune di striping, dove i dati sono suddivisi tra due o più dischi senza parità o mirroring. Questo offre elevate prestazioni I/O ma nessuna tolleranza ai guasti.
- Blocchi di striping: In RAID 0, la dimensione tipica dei blocchi di striping può variare tra 16 KB e 256 KB, a seconda delle esigenze di prestazione e dell’implementazione specifica.
Nota: Senza mirroring e parità, il RAID striped non può proteggere i dati, ma lo striping può migliorare significativamente le prestazioni I/O.
2. Mirroring (Specchiatura dei dati):
Il Mirroring è molto semplice da comprendere ed è uno dei modi più affidabili per proteggere i dati. In questa tecnica, si crea una copia speculare del disco che si desidera proteggere e in questo modo si hanno due copie dei dati. In caso di guasto, il controller utilizza il secondo disco per servire i dati, garantendo così una disponibilità continua dei dati.
- RAID 1 è il classico esempio di mirroring, dove i dati vengono duplicati su due o più dischi. Questo garantisce una tolleranza ai guasti elevata ma richiede il doppio dello spazio su disco.
- Tempo di ricostruzione: Quando un disco guasto viene sostituito, il tempo di ricostruzione dipende dalla dimensione del disco e dalle prestazioni del sistema, potendo richiedere da poche ore a diversi giorni per completare la copia.
Quando il disco guasto viene sostituito con uno nuovo, il controller copia i dati dal disco superstite della coppia speculare. I dati vengono registrati simultaneamente su entrambi i dischi. Sebbene questo tipo di RAID offra la massima disponibilità dei dati, è costoso poiché richiede il doppio dello spazio su disco, aumentando così i costi.
3. Parity (Parità):
Come spiegato sopra, il mirroring comporta costi elevati, quindi per proteggere i dati si utilizza una nuova tecnica con lo striping chiamata parità. Questa è una soluzione affidabile e a basso costo per la protezione dei dati. In questo metodo, un disco aggiuntivo viene aggiunto alla larghezza dello stripe per contenere il bit di parità.
- RAID 5 è un esempio di striping con parità, dove la parità è distribuita tra tutti i dischi nel set RAID, permettendo di proteggere i dati senza duplicarli completamente.
- RAID 6 utilizza la doppia parità, consentendo di resistere alla perdita di due dischi, ma richiede più spazio per la memorizzazione delle informazioni di parità.
- Prestazioni di scrittura: RAID 5 e RAID 6 possono avere prestazioni di scrittura inferiori rispetto a RAID 0 e RAID 1 a causa del calcolo e della scrittura della parità.
La parità è un controllo di ridondanza che garantisce la protezione completa dei dati senza mantenere un set completo di dati duplicati. I bit di parità vengono utilizzati per ricreare i dati in caso di guasto. Le informazioni di parità possono essere memorizzate su dischi HDD separati e dedicati o distribuite su tutti i dischi in un set RAID. Nell’immagine sopra, la parità è memorizzata su un disco separato.
I primi tre dischi, etichettati D, contengono i dati. Il quarto disco, etichettato P, memorizza le informazioni di parità, che in questo caso sono la somma degli elementi in ciascuna riga. Ora, se uno dei dischi (D) fallisce, il valore mancante può essere calcolato sottraendo la somma degli altri elementi dal valore di parità.
Conclusione
Spero che tu abbia compreso i concetti base di questi livelli RAID. Se hai domande o preoccupazioni, faccelo sapere tramite email e commenti. Comprendere Striping, Mirroring e Parità è essenziale per chiunque voglia diventare un esperto di storage e backup, garantendo una gestione efficace e sicura dei dati aziendali.
Domande e Risposte sui Livelli RAID
Cosa significa RAID e perché è importante?
Il RAID (Redundant Array of Independent Disks) è una tecnologia che consente a più dischi di lavorare insieme per proteggere i dati. È ampiamente utilizzato per garantire la tolleranza ai guasti e migliorare le prestazioni del sistema di archiviazione.
Qual è la differenza tra Striping, Mirroring e Parità?
Striping suddivide i dati tra più dischi, aumentando le prestazioni ma senza offrire protezione ai dati. Un esempio è RAID 0.
Mirroring crea una copia identica dei dati su più dischi, garantendo la massima protezione ma richiedendo il doppio dello spazio. Un esempio è RAID 1.
Parità utilizza una combinazione di striping e un disco aggiuntivo per memorizzare informazioni di controllo, consentendo il recupero dei dati in caso di guasto. Un esempio è RAID 5.
Cosa rende lo Striping utile e quali sono i suoi svantaggi?
Lo striping migliora le prestazioni del sistema dividendo i dati tra più dischi, aumentando la velocità di lettura e scrittura. Tuttavia, non offre tolleranza ai guasti, quindi la perdita di un disco può causare la perdita di tutti i dati.
Quali vantaggi offre il Mirroring?
Il mirroring garantisce che i dati siano sempre disponibili, anche in caso di guasto di un disco, poiché esiste una copia esatta su un altro disco. Tuttavia, richiede il doppio dello spazio, rendendolo una soluzione più costosa.
Come funziona la Parità e perché è utile?
La parità è una tecnica che consente di ricostruire i dati in caso di guasto di un disco senza duplicarli completamente. È una soluzione più economica rispetto al mirroring, poiché non richiede il raddoppio dello spazio, ma può comportare prestazioni di scrittura leggermente inferiori a causa del calcolo della parità.
Qual è la differenza tra RAID 5 e RAID 6?
Entrambi utilizzano striping con parità, ma RAID 5 distribuisce la parità su tutti i dischi e può tollerare la perdita di un solo disco. RAID 6, invece, utilizza la doppia parità, consentendo di resistere alla perdita di due dischi, a scapito di un maggiore utilizzo di spazio.
Qual è il livello RAID più adatto per le alte prestazioni?
Per le massime prestazioni I/O, il RAID 0 è ideale, in quanto utilizza lo striping per distribuire i dati su più dischi senza parità o mirroring. Tuttavia, non offre protezione in caso di guasto del disco.
Come posso scegliere il livello RAID più adatto?
La scelta del livello RAID dipende dal bilanciamento tra prestazioni, costi e tolleranza ai guasti. Se la tua priorità è la protezione dei dati, RAID 1 o RAID 5 sono buone opzioni. Se invece cerchi elevate prestazioni e non ti preoccupa la perdita di dati, RAID 0 potrebbe essere adatto.
