Сравнение типов RAID, используемых в серверах и СХД
| Тип RAID | Производительность в IOPS при операциях записи | Производительность во время цикла восстановления (Rebuild) | Время восстановления RAID | Эффективность использования дискового пространства |
|---|---|---|---|---|
| RAID 5 | Хорошая | Плохая | Плохое | Очень хорошая |
| RAID 6 | Плохая | Хорошая | Плохое | Хорошая |
| RAID 10 | Лучшая | Лучшая | Лучшее | Плохая |
| RAID DP | Очень хорошая | Очень хорошая | Хорошее | Хорошая |
RAID 0
Использование:
Преимущества:
- самая высокая скорость чтения и записи;
- 100% эффективность использования дискового пространства.
Недостатки:
- самая низкая надежность хранения данных.
Формула эффективности:
RAID 1
Использование:
Рекомендуется использовать RAID 1 для максимального повышения надежности хранения и доступности данных. Наиболее частым сценарием является зеркалирование двух системных дисков серверов.
Преимущества:
- самая высокая степень надежности при использовании трех и более дисков;
- самая высокая скорость чтения за счет параллельных запросов ко всем дискам сразу.
Недостатки:
- самая низкая эффективность использования дискового пространства при трех и более дисках;
- незначительное снижение скорости записи в IOPS по сравнению с RAID 0, DP, 10.
Формула эффективности:
S, где S — объем наименьшего диска.
RAID 3
RAID 3 — массив дисков с побайтным чередованием с одним выделенным диском четности на группу. Байты данных записываются поочередно на все диски, кроме одного. Отдельный диск выделяется для хранения информации о четности.
Использование:
Из-за побайтового чередования RAID 3 подходит для работы с большими файлами, однако на практике не используется в коммерческих задачах в связи с невысокой надежностью.
Преимущества:
- значительное повышение скорости чтения по сравнению с дисками, не объединенными в RAID;
- высокая эффективность использования дискового пространства по сравнению с RAID 1, 6, DP, 10;
- базовый уровень надежности, допустим выход из строя одного диска.
Недостатки:
- снижена скорость записи в IOPS по сравнению с RAID 0, DP, 10;
- высокая нагрузка на диск четности и, как следствие, снижение его срока эксплуатации;
- в случае выхода из строя диска четности, процесс восстановления (rebuild) RAID-группы резко повышает нагрузку на диски, что может спровоцировать выход второго диска внутри группы и привести к потере данных;
- низкая скорость работы с блоками малого размера.
Формула эффективности:
RAID 4
RAID 4 — массив дисков с поблочным чередованием с одним выделенным диском четности на группу. Принцип работы похож на RAID 3, но данные разбиваются не на байты, а на блоки. Это увеличивает производительность при работе с небольшими файлами. Слабым местом RAID 4 является диск четности, на который ложится большая нагрузка в RAID-группе. Как следствие, диск четности почти всегда первым выходит из строя.
Использование:
RAID 4 ранее использовался в дисковых массивах серии FAS, где недостаток надежности компенсировался принципом записи файловой системы WAFL (Write Anywhere File Layout). Рекомендуется только для временных и неважных данных. На данный момент RAID 4 в СХД вытесняется RAID DP.
В соответствии с рекомендациями компании, оптимальный размер RAID группы для NL-SAS составляет 7 дисков; для SAS или SSD — от 8 до 14 дисков.
Преимущества:
- значительное повышение скорости чтения по сравнению с дисками, не объединенными в RAID;
- высокая эффективность дискового пространства по сравнению с RAID 1, 6, DP, 10;
- базовый уровень надежности, допустим выход из строя одного диска.
Недостатки:
- высокая нагрузка на диск четности и, как следствие, снижение срока эксплуатации (за исключением использования в системах серии FAS);
- в случае выхода из строя диска четности, процесс восстановления (rebuild) RAID-группы резко повышает нагрузку на диски, что может спровоцировать выход второго диска внутри группы и привести к потере данных.
Формула эффективности:
S * (N — 1), где N — количество дисков в массиве, S — объем наименьшего диска.
RAID 5
RAID 5 — массив дисков с поблочным чередованием с одной контрольной суммой. При построении RAID 5 для контрольных сумм не выделяется отдельный диск, как в RAID 4, вместо этого данные циклически записываются на все диски. Аналогично RAID 4, RAID 5 позволяет производить параллельную запись, что существенно увеличивает производительность. Нагрузка на диск четности равномерно распределяется по всем дискам в массиве.
Использование:
RAID 5 широко применяется в реальных бизнес-задачах. Типовым сценарием является использование в серверах в области хранения данных для пользовательских приложений и выполнения транзакций. Использовать в СХД рекомендуется в первую очередь для маловажной информации с небольшой нагрузкой на диски, например, в системах видеонаблюдения.
Преимущества:
- значительное повышение скорости чтения по сравнению с дисками, не объединенными в RAID;
- высокая эффективность использования дискового пространства в сравнении с RAID 1, 6, DP, 10;
- базовый уровень надежности, допустим выход из строя одного диска.
Недостатки:
- в случае выхода из строя одного диска, процесс восстановления (rebuild) RAID-группы резко повышает нагрузку на диски, что может спровоцировать выход второго диска внутри группы и привести к потере данных;
- незначительное снижение скорости записи в IOPS по сравнению с RAID 0, DP, 10.
Формула эффективности:
S * (N — 1), где N — количество дисков в массиве, S — объем наименьшего диска.
RAID 6
RAID 6 — массив дисков с поблочным чередованием с двумя контрольными суммами. Данные распределяются по дискам массива по очереди, в качестве информации для восстановления используется схема двойной четности. RAID 6 может выдержать отказ двух дисков одновременно, однако низкая производительность по операциям ввода-вывода (IOPS) ограничивает область применения.
Использование:
Сценарии применения RAID 6 аналогичны RAID 5 с уклоном в более надежное хранение информации. RAID 6 широко применяется в системах хранения данных, где не важна высокая транзакционная производительность — архивное хранение, видеонаблюдение стратегических объектов, использование в системах безопасности, а также для надежного хранения критически важных данных.
Преимущества:
- значительное повышение скорости чтения по сравнению с дисками, не объединенными в RAID;
- высокая степень надежности по сравнению с RAID 5, допустим выход из строя двух дисков.
Недостатки:
- самая низкая скорость записи в IOPS;
- эффективность использования дискового пространства ниже, чем у RAID 5.
Формула эффективности:
S * (N — 2), где N — количество дисков в массиве, S — объем наименьшего диска.
RAID 10
RAID 10 — массив дисков с зеркалированием и чередованием. Представляет собой массив RAID 0 из нескольких массивов RAID 1. В реализации RAID 10 на практике каждый подмассив RAID 1 состоит из двух дисков, поэтому допускается выход из строя не более одного диска в каждом подмассиве. RAID 10 обладает самой высокой производительностью и надежностью, при этом эффективность использования дискового пространства составляет 50%.
Использование:
Основным сценарием применения является использование для работы с базами данных (Oracle, SAP HANA, SQL) и другими высокотранзакционными нагрузками.
Преимущества:
- самая высокая скорость чтения и записи среди коммерчески используемых типов RAID;
- повышенная надежность по сравнению с RAID 5.
Недостатки:
- эффективность использования дискового пространства 50%.
Формула эффективности:
S * N / 2, где N — количество дисков в массиве, S — объем наименьшего диска.
RAID 50
RAID 50 — массив дисков, состоящий из чередования массивов RAID 5. Реализуется построением страйпа (RAID 0) из RAID 5. Допускается отказ не более одного диска в каждом подмассиве. Производительность RAID 50 выше, чем при использовании RAID 5, и стремится к RAID10, но надежность недостаточна для применения в реальных бизнес-задачах.
Использование:
Поддерживается ограниченным количеством производителей, т.к. не рекомендуется к использованию ввиду низкой надежности. Возможная модель использования предполагает хранения временных или неважных данных.
Преимущества:
- значительное повышение скорости чтения по сравнению с дисками, не объединенными в RAID;
- высокая эффективность использования дискового пространства по сравнению с RAID 1, 6, DP, 10.
Недостатки:
- незначительное снижение скорости записи в IOPS по сравнению с RAID 0, DP, 10;
- недостаточная надежность для коммерческого использования.
Формула эффективности:
S * (N — 2), где N — количество дисков в массиве, S — объем наименьшего диска.
RAID 60
RAID 60 — массив дисков, состоящий из чередования массивов RAID 6. Реализуется построением страйпа (RAID 0) из RAID 6. Допускается отказ до двух дисков в каждом подмассиве. Обладает базовой надежностью и невысокой эффективностью используемого пространства . Для построения минимальной RAID-группы требуется 8 дисков.
Использование:
Поддерживается ограниченным количеством производителей, т.к. не обладает явными преимуществами по сравнению с использованием других типов RAID. Область практического применения ограничена.
Преимущества:
- значительное повышение скорости чтения по сравнению с дисками, не объединенными в RAID;
- базовая надежность хранения.
Недостатки:
- невысокая эффективность использования дискового пространства по сравнению с RAID 5, 6, DP.
- скорость записи в IOPS ниже, чем у RAID 0, DP, 10.
Формула эффективности:
S * (N — 4), где N — количество дисков в массиве, S — объем наименьшего диска.
