Raid

Raid

I serversammanhang och i extra driftsäkra kontorsdatorer används inte enbart en lagringsenhet. Där används flera samverkande lagringsenheter för att öka såväl lagringskapaciteten som lagringssäkerheten. Tekniken som används kallas Raid (Redundant Array of Independent Disks) och i detta kapitel ska vi se närmare på vad den innebär.

Raid-principen

I ett Raid-system arbetar flera lagringsenheter tillsammans och fungerar som kopior av varandra. Vanligtvis används mekaniska hårddiskar, men samma princip är applicerbar på SSD-diskar. Det går att sätta upp Raid-konfigurationer i ­vanliga ­datorer, men för konsumenter är det framförallt i Nas-sammanhang som Raid-­funktioner stöts på.

Att lagra sina filer på en Nas med Raid-stöd ger en förhöjd säkerhet eftersom en hårddisk kan krascha utan att data går förlorad. Om datan endast lagras på en hårddisk i en vanlig dator räcker det med att den hårddisken går sönder för att datan ska vara försvunnen för evigt.

För Raid krävs minst två hårddiskar och en Raid-kontroller. Kontrollern kan i ­datorsammanhang antingen sitta på moderkortet eller i en PCI-express-sockel. I Nasar med plats för flera hårddiskar sitter Raid-kontrollern inbyggd från början.

Raid-nivåer

När flera hårddiskar samverkar i ett Raid-system skapar de en gemensam ”volym”. Volymen är det som användaren av datorn kan se. Hårddiskarna kan samverka med varandra på flera olika sätt, vilket brukar kallas att de använder olika nivåer av Raid. Det kan exempelvis vara Raid 1, Raid 5, Raid 6, eller Raid 1+0. Här följer en beskrivning av vad de olika nivåerna innebär.

Raid 1

Raid 1 är en smidig säkerhetslösning som kräver två lika stora hårddiskar. Med Raid 1 speglas den ena hårddisken mot den andra så att allt som ändras på Hårddisk 1 även ändras på Hårddisk 2. Därmed finns det alltid en perfekt kopia av alla filer. Raid 1 är en ganska kostsam lösning då endast 50 % av lagringsutrymmet kan användas. Om två hårddiskar på 6 TB sammankopplas med RAID 1 blir volymen 6 TB stor.

Två hårddiskar i Raid 1-konfiguration (skydd mot en hårddiskkrasch).

Raid 0

I "Partitionering" visas hur det genom partitionering går att skapa flera volymer av en hårddisk. Raid 0 gör motsatsen och slår samman flera hårddiskar till en dubbelt så stor volym.

Som det nämndes i ­avsnittet om ­defragmentering skriver hårddisken ut datan där det finns plats. Med Raid 0 kan samma fil spridas ut över två hårddiskar, vilket teoretiskt fördubblar skrivhastig­heten eftersom de två hårddiskarna kan dela på jobbet. Nackdelen är att hela volymen går sönder om en av hårddiskarna kraschar. Även om den andra hårddisken är hel, så finns inte alla filer (eller delar av filer) på den. Raid 0 är därför inte säkert och bör ej användas.

Två hårddiskar i Raid 0-konfiguration (om en av två hårddiskar kraschar försvinner datan).

Ju fler hårddiskar som kopplas samman till en Raid 0-volym, desto större blir risken/sannolikheten att volymen går sönder. Med tre hårddiskar i en Raid 0-volym räcker det med att en av dem kraschar för att all data ska gå förlorad.

Tre hårddiskar i Raid 0-konfiguration (om en av tre hårddiskar kraschar försvinner datan).

Raid 5

Raid 5 används ofta i Nasar och konsumentservrar. Det är en säker och kostnadseffektiv Raid-konfiguration. För att den ska fungera krävs minst tre hårddiskar. Till skillnad från Raid 1 finns det ingen fullständig kopia någonstans. I stället lagras felkorrigeringsdata som tar upp lika stor plats som en av hårddiskarna.

Felkorrigeringsdatan sprids ut över diskarna. Om tre hårddiskar är sammankopplade kommer en tredjedel av varje disk att användas för felkorrigeringsdata (en fjärdedel av varje disk om fyra hårddiskar används o.s.v.). Om en av hårddiskarna kraschar går det att plocka ut den och ersätta den med en ny. Den kraschade hårddiskens data kommer då att återskapas med hjälp av felkorrigeringsdatan på de hela diskarna.

Raid 5 är ett bra val i många sammanhang eftersom nivån är relativt säker och ger skaplig prestanda. Den är också prisvärd eftersom det endast är ­motsvarande en hårddisks kapacitet som inte går att använda. Om exempelvis tre diskar på 6 TB kopplas samman med Raid 5 blir den totala volymen 12 TB. Om fyra sådana diskar kopplas samman blir volymen 18 TB stor.

Tre hårddiskar i Raid 5-konfiguration (skydd mot en hårddiskkrasch).

Många serversystem har en extra hårddisk som reserv (s.k. hot-spare drive). Om en av hårddiskarna kraschar kopplas reservhårddisken in direkt och datan återskapas till den. Systemet meddelar samtidigt administratören att en hårddisk har kraschat samt att reservhårddisken används. Med denna teknik spelar det alltså ingen roll om en hårddisk kraschar. För att data ska gå förlorad måste två hårddiskar krascha innan någon av dem har hunnit bytas ut.

Tre hårddiskar i Raid 5-konfiguration med extra hot-spare (skydd mot två hårddiskkrascher).

Raid 6

Raid 6 ger ytterligare säkerhet jämfört med Raid 5. En Raid 6-volym består av minst fyra hårddiskar och två av dem kan krascha utan att data förloras. Om en hårddisk i en Raid 5-volym kraschar ligger volymen i riskzonen tills datan har åter­skapats till en ny hårddisk. Skulle en annan disk krascha under återskapningstiden ­förstörs Raid 5-volymen. I och med att Raid 6-volymen klarar av två hårddiskkrascher är datan säker även om en hårddisk slutar fungera. Volymen hålls därmed även säker under återskapningstiden.

Behovet av Raid 6 har blivit större i takt med att hårddiskarnas kapacitet har ökat. När en modern hårddisk på 6 TB kraschar tar det många timmars aktivt läsande och skrivande innan Raid-volymen är återskapad. Detta utsätter hårddiskarna för extra stress och höjer därmed risken/sannolikheten för att ytterligare en av dem ska krascha.

Fyra hårddiskar i Raid 6-konfiguration (skydd mot två hårddiskkrascher).

Sammanställning över Raid-nivåer

Här följer en sammanställning över de olika Raid-nivåerna där n är antalet hårddiskar.

Raid-nivåAntal diskarAnvändbart utrymmeSäkerhet
Ingen RAID 1 eller fler 100 % Ingen
JBOD 1 eller fler 100 % Ingen
RAID 0 1 eller fler 100 % Ingen
RAID 1 2 50 % 1 disk
RAID 5 3 eller fler (n-1)/n 1 disk
RAID 5 + hot spare 4 eller fler (n-1)/n (-hot spare) 1+1 disk
RAID 6 4 eller fler (n-2)/2 2 diskar

Övriga Raid-lösningar

Här följer några övriga Raid-lösningar.

Nästlade Raid-nivåer

Det går att nästla (kombinera) olika Raid-nivåer. Raid 1+0 (kallas även Raid 10) speglar först två hårddiskar (Raid 1) och slår sedan samman dem med två andra (Raid 0). Det går även att först slå samman ett antal hårddiskar och sedan spegla dem (Raid 0+1). Detta är ett alternativ till att använda Raid 5 eller Raid 6 och det krävs minst fyra hårddiskar.

Hybrid-Raid

Vissa Nasar erbjuder så kallad Hybrid-Raid där Nasen själv konfigurerar hårddiskarnas Raid-uppsättning. Hybrid-Raid gör volymen så stor som möjligt utan att kompromissa med säkerheten.

Hybrid-Raid är ingen exakt teknik utan kan se lite olika ut beroende på vilken Nas-tillverkaren är. I exempelvis Synologys fall möjliggör Hybrid-Raid användandet av diskar med olika kapacitet, varefter Raid-kontrollern skapar en så stor Raid-volym som möjligt. Om Nasen exempelvis utrustas med två 6 TB-diskar och två 4 TB-diskar kan Nasen skapa en volym som är 14 TB stor. Detta genom att Raid 5-koppla 4 TB av varje disk och Raid 1-koppla de resterande 2 TB-delarna av de två 6 TB-diskarna.

4 TB (Raid 5) + 4 TB (Raid 5) + 4 TB (Raid 5) + 4 TB (Raid 5) = 12 TB

6-4 TB (Raid 1) + 6-4 TB (Raid 1) = 2 TB

12 TB + 2 TB = 14 TB

Senast ändrad: 2018-05-22