RAID (Redundant Array of Independent Disks), yang awalnya dikenal sebagai Redundant Array of Inexpensive Disks, pertama kali diusulkan oleh Profesor D. A. Patterson dari University of California,Berkeley dalam makalah "A Case of Redundant Array of Inexpensive Disks" pada tahun 1988Pada saat itu, disk berkapasitas besar mahal, jadi ide dasar RAID adalah untuk secara organik menggabungkan beberapa disk berkapasitas kecil dan relatif murah untuk mendapatkan kapasitas,kinerja dan keandalan setara dengan disk besar kapasitas mahal dengan biaya yang lebih rendahKarena biaya dan harga disk terus menurun, istilah "murah" menjadi tidak berarti, dan Dewan Penasihat RAID (RAB) memutuskan untuk mengganti "murah" dengan "independent".

Ide desain RAID ini dengan cepat diadopsi oleh industri. Teknologi RAID, sebagai teknologi penyimpanan berkinerja tinggi dan sangat dapat diandalkan, telah diterapkan secara luas.teknologi mirroring dan data parity untuk mencapai kinerja tinggi, keandalan, toleransi kesalahan dan skalabilitas. Menurut strategi dan arsitektur menggunakan atau menggabungkan ketiga teknologi ini,RAID dapat dibagi menjadi tingkat yang berbeda untuk memenuhi kebutuhan aplikasi data yang berbedaTingkat RAID asli RAID1-RAID5 didefinisikan dalam makalah oleh D. A. Patterson et al., dan RAID0 dan RAID6 telah diperluas sejak tahun 1988.Penyedia penyimpanan terus-menerus memperkenalkan tingkat RAID seperti RAID7, RAID10/01, RAID50, RAID53 dan RAID100, tetapi tidak ada standar yang seragam.dan empat tingkat kecuali RAID2 telah ditetapkan sebagai standar industriTingkat RAID yang paling umum digunakan dalam bidang aplikasi sebenarnya adalah RAID0, RAID1, RAID3, RAID5, RAID6 dan RAID10.

Dari perspektif implementasi, RAID terutama dibagi menjadi tiga jenis: software RAID, hardware RAID dan hybrid RAID.semua fungsi diselesaikan oleh sistem operasi dan CPU, dan tidak ada chip kontrol / pemrosesan RAID independen dan chip pemrosesan I / O, sehingga efisiensi adalah yang terendah.Hardware RAID dilengkapi dengan chip kontrol / pemrosesan RAID khusus dan chip pemrosesan I / O serta buffer array, dan tidak menempati sumber daya CPU, tetapi biayanya sangat tinggi. Hybrid RAID memiliki chip kontrol / pemrosesan RAID tetapi tidak memiliki chip pemrosesan I / O, dan membutuhkan CPU dan program driver untuk menyelesaikan,dan kinerjanya dan biayanya adalah antara software RAID dan hardware RAID.

Setiap tingkat RAID mewakili metode implementasi dan teknologi, dan tidak ada perbedaan antara tingkat tinggi dan rendah.tingkat RAID yang tepat dan metode implementasi khusus harus dipilih sesuai dengan karakteristik aplikasi data pengguna, dan ketersediaan, kinerja dan biaya harus dipertimbangkan secara komprehensif.

Prinsip Dasar

RAID, yaitu Redundant Array of Independent Disks, biasanya disingkat sebagai disk array.yang menyediakan kinerja penyimpanan yang lebih tinggi dan teknologi redundansi data daripada disk tunggal. RAID adalah teknologi manajemen multi-disk yang menyediakan biaya yang efektif, keandalan data yang tinggi dan penyimpanan kinerja tinggi ke lingkungan host.array disk di mana bagian dari ruang penyimpanan fisik digunakan untuk merekam informasi redundant dari data pengguna yang disimpan di ruang yang tersisa. Ketika disk atau jalur akses gagal, informasi redundant dapat digunakan untuk merekonstruksi data pengguna. Meskipun disk striping tidak sesuai dengan definisi RAID,biasanya juga disebut RAID (i.e, RAID0).

Tujuan awal RAID adalah untuk menyediakan fungsi penyimpanan high-end dan keamanan data redundant untuk server besar.RAID dianggap sebagai ruang penyimpanan yang terdiri dari dua atau lebih disk, dan kinerja I/O dari sistem penyimpanan ditingkatkan dengan membaca dan menulis data pada beberapa disk secara bersamaan.dan bahkan metode cermin, yang sangat meningkatkan keandalan sistem, dan di situlah "Redundant" berasal.

Di sini kita perlu menyebutkan JBOD (Just a Bunch of Disks). awalnya, JBOD digunakan untuk mewakili koleksi disk tanpa perangkat lunak kontrol untuk memberikan kontrol terkoordinasi,yang merupakan faktor utama yang membedakan RAID dari JBODSaat ini, JBOD sering mengacu pada kandang disk, terlepas dari apakah ia menyediakan fungsionalitas RAID atau tidak.

Dua tujuan utama RAID adalah untuk meningkatkan keandalan data dan kinerja I / O. Dalam array disk, data tersebar di antara beberapa disk, tetapi untuk sistem komputer,itu terlihat seperti disk tunggal. Redundansi dicapai dengan menulis data yang sama ke beberapa disk (biasanya mirroring) atau menulis data paritas yang dihitung ke dalam array,sehingga kehilangan data tidak akan disebabkan ketika satu disk gagalBeberapa tingkat RAID memungkinkan lebih banyak disk gagal pada saat yang sama, seperti RAID6, di mana dua disk dapat rusak pada saat yang sama.disk yang gagal dapat diganti dengan disk baru, dan RAID akan secara otomatis merekonstruksi data yang hilang sesuai dengan data dan data paritas di disk yang tersisa untuk memastikan konsistensi dan integritas data.Data tersebar dan disimpan di beberapa disk yang berbeda di RAID, dan membaca data bersamaan dan menulis jauh lebih baik daripada yang dari disk tunggal, sehingga lebih besar agregat I / O bandwidth dapat diperoleh.array disk akan mengurangi total ruang penyimpanan yang tersedia dari semua disk, mengorbankan ruang sebagai imbalan atas keandalan dan kinerja yang lebih tinggi. misalnya penggunaan ruang penyimpanan RAID1 hanya 50%, dan RAID5 akan kehilangan kapasitas penyimpanan satu disk,dan pemanfaatan ruang adalah (n-1) /n.

Array disk dapat memastikan operasi terus-menerus dari sistem tanpa gangguan ketika beberapa disk (satu atau beberapa, tergantung pada implementasi) rusak.Selama proses rekonstruksi data dari disk yang gagal ke disk baru, sistem dapat terus beroperasi secara normal, tetapi kinerja akan berkurang sampai batas tertentu.sementara beberapa mendukung hot swapping, yang memungkinkan penggantian drive disk tanpa matikan. array disk high-end ini terutama digunakan dalam sistem aplikasi dengan persyaratan tinggi untuk keandalan,dan sistem tidak dapat dimatikan atau waktu shutdown harus sesingkat mungkin. Secara umum, RAID tidak dapat menggantikan cadangan data. Ini tidak berdaya untuk kehilangan data yang disebabkan oleh kegagalan non-disk, seperti virus, kehancuran manusia, penghapusan yang tidak disengaja, dll.kehilangan data relatif terhadap sistem operasi, sistem file, manajer volume atau sistem aplikasi. Untuk sistem RAID itu sendiri, data utuh dan tidak ada kerugian yang terjadi.pemulihan bencana dan tindakan perlindungan data lainnya sangat diperlukan, yang melengkapi RAID dan melindungi keamanan data pada tingkat yang berbeda untuk mencegah hilangnya data.

Ada tiga konsep dan teknologi utama dalam RAID: mirroring, data striping dan data parity. Mirroring menyalin data ke beberapa disk.dan di sisi lain, dapat membaca data dari dua atau lebih salinan secara bersamaan untuk meningkatkan kinerja membaca.dan dibutuhkan lebih banyak waktu untuk memastikan bahwa data yang ditulis dengan benar ke beberapa disk. Data striping menyimpan data irisan pada beberapa disk yang berbeda, dan beberapa irisan data bersama-sama membentuk salinan data yang lengkap,yang berbeda dari beberapa salinan mirroring dan biasanya digunakan untuk pertimbangan kinerja. Data striping memiliki granularitas paralel yang lebih tinggi. Saat mengakses data, dimungkinkan untuk membaca dan menulis data pada disk yang berbeda pada saat yang sama,sehingga mendapatkan peningkatan kinerja I/O yang sangat signifikanData parity menggunakan data redundant untuk deteksi dan perbaikan kesalahan data. Data redundant biasanya dihitung oleh algoritma seperti kode Hamming dan operasi XOR.Menggunakan fungsi paritas dapat sangat meningkatkan keandalanNamun, data parity perlu membaca data dari beberapa tempat dan melakukan perhitungan dan perbandingan, yang akan mempengaruhi kinerja sistem.Tingkat yang berbeda dari RAID mengadopsi satu atau lebih dari tiga teknologi di atas untuk mendapatkan keandalan data yang berbeda, ketersediaan dan kinerja I/O. Untuk jenis RAID (bahkan tingkat atau jenis baru) yang akan dirancang atau mode RAID apa yang akan diadopsi,perlu untuk membuat pilihan yang masuk akal di bawah premis pemahaman yang mendalam tentang persyaratan sistem dan secara komprehensif mengevaluasi keandalan, kinerja dan biaya untuk membuat pilihan kompromi.

Keuntungan dari RAID

• Kapasitas Besar: Ini adalah keuntungan yang jelas dari RAID. Ini memperluas kapasitas disk, dan sistem RAID yang terdiri dari beberapa disk memiliki ruang penyimpanan yang sangat besar. Sekarang kapasitas disk tunggal dapat mencapai lebih dari 1TB,jadi kapasitas penyimpanan RAID dapat mencapai tingkat PBSecara umum, kapasitas yang tersedia dari RAID kurang dari total kapasitas semua anggota disk.Tingkat algoritma RAID yang berbeda membutuhkan overhead redundansi tertentu, dan overhead kapasitas spesifik terkait dengan algoritma yang diadopsi. Jika algoritma RAID dan kapasitas diketahui, kapasitas RAID yang tersedia dapat dihitung.pemanfaatan kapasitas RAID adalah antara 50% dan 90%.

• Kinerja Tinggi: Kinerja tinggi RAID mendapat manfaat dari teknologi striping data. Kinerja I/O dari satu disk dibatasi oleh teknologi komputer seperti antarmuka dan bandwidth,dan sering menjadi hambatan kinerja sistemMelalui striping data, RAID mendistribusikan data I/O ke setiap disk anggota, sehingga mendapatkan kinerja I/O agregat yang beberapa kali lebih tinggi daripada disk tunggal.

• Keandalan: Ketersediaan dan keandalan adalah fitur penting lain dari RAID. Secara teoritis, keandalan sistem RAID yang terdiri dari beberapa disk harus lebih buruk daripada satu disk.Ada asumsi tersirat di sini: kegagalan disk tunggal akan menyebabkan seluruh RAID tidak tersedia. RAID menggunakan teknologi redundansi data seperti mirroring dan data parity untuk memecahkan asumsi ini.Cermin adalah teknologi redundansi paling primitif, yang sepenuhnya menyalin data pada kelompok tertentu dari drive disk ke kelompok lain dari drive disk untuk memastikan bahwa selalu ada salinan data yang tersedia.Dibandingkan dengan 50% redundansi overhead dari mirroring, paritas data jauh lebih kecil, dan menggunakan informasi paritas redundansi untuk memverifikasi dan memperbaiki data.Teknologi redundansi RAID sangat meningkatkan ketersediaan data dan keandalan, dan memastikan bahwa ketika beberapa disk gagal, data tidak akan hilang dan operasi sistem yang terus menerus tidak akan terpengaruh.

• Kemampuan untuk dikelola: Sebenarnya, RAID adalah teknologi virtualisasi yang virtualisasi beberapa drive fisik disk ke dalam kapasitas besar drive logis. untuk sistem host eksternal, RAID adalah satu,drive disk berkapasitas besar yang cepat dan andalDengan cara ini, pengguna dapat mengatur dan menyimpan data sistem aplikasi pada drive virtual ini. Dari perspektif aplikasi pengguna, dapat membuat sistem penyimpanan sederhana dan mudah digunakan dan dikelola.Karena RAID telah menyelesaikan sejumlah besar pekerjaan manajemen penyimpanan secara internal, administrator hanya perlu mengelola satu drive virtual, yang dapat menghemat banyak pekerjaan manajemen.RAID dapat secara dinamis menambahkan atau menghapus drive disk dan secara otomatis melakukan verifikasi data dan rekonstruksi data, yang dapat sangat menyederhanakan pekerjaan manajemen.