Raid และ Industrial Computer
Raid คืออะไร? มีกี่ประเภท
Raid (Redundant Array of Independent Drives) เทคโนโลยีเพิ่มประสิทธิภาพ และความน่าเชื่อถือของการจัดเก็บข้อมูล ระบบ RAID ประกอบด้วย Hard disk สองตัวขึ้นไปที่ทำงานร่วมกัน Raid มีหลายประเภทที่แตกต่างกัน ซึ่งแต่ละประเภทต่างได้รับการปรับให้เหมาะสมกับสถานการณ์ และวัตถุประสงค์ในการใช้งาน
ปัจจุบันนี้ Raid มีอยู่มากกว่า 10 ชนิด แต่ที่เป็นที่นิยมมีอยู่ 5 (เพิ่มเติม) ชนิดคือ RAID-0, RAID-1, RAID-5, RAID-6 และ RAID-10 ซึ่ง สำหรับคุณสมบัติและหลักการทำงาน RAID ทั้ง 5 ชนิดมีดังนี้
- RAID-0 (Striping)
- RAID-1 (Disk mirroring)
- RAID-5 (Striping with parity)
- RAID-6 (Striping with double parity)
- RAID-10 (Striping/Mirroring)
RAID-0 (Striping)
เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของ Disk ใช้ Disk อย่างน้อย 2 ตัว เป็นการเขียนอ่านข้อมูลลงบน Disk ในระบบพร้อมๆ กัน ซึ่งจะช่วยเรื่องความเร็วในการอ่านเขียนเป็นหลัก การใช้ RAID-0 ให้ความเร็วมากกว่าการใช้ Disk ขนาดใหญ่เพียงตัวเดียวที่ความจุรวมเท่ากัน
ข้อดี
- RAID-0 ให้ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมทั้งในการอ่านและเขียน
- ได้ความจุรวมเท่ากับ Disk ทั้งหมดที่ใช้ในระบบ
- เทคโนโลยีใช้งานง่าย
ข้อเสีย
- หาก Disk ตัวใดตัวหนึ่งล้มเหลว จะสูญเสียข้อมูลทั้งหมด และการใช้ Disk ในระบบหลายตัวโอกาสที่หนึ่งในนั้นจะเสียก็จะมีสูงขึ้นไปด้วย ไม่ควรใช้สำหรับภารกิจที่ต้องเก็บข้อมูลสำคัญ
การใช้งาน
เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการจัดเก็บข้อมูลที่ไม่สำคัญ หรือต้องย้ายไปเก็บที่อื่นอยู่แล้ว แต่เน้นเรื่องความเร็วสูงในการอ่าน / เขียนข้อมูล เช่น การตกแต่งภาพหรือตัดต่อวิดีโอ
RAID-1 (Mirroring)
ทำสำเนาข้อมูล ใช้ Disk อย่างน้อย 2 ตัว ข้อมูลจะถูกจัดเก็บสองครั้งโดยเขียนลงในไดรฟ์ข้อมูลและไดรฟ์ mirror หากดิสก์ใดดิสก์หนึ่งล้มเหลว ข้อมูลของคุณจะยังอยู่ สามารถทำการเปลี่ยน Disk ที่เสียออกไปและใส่ Disk ใหม่เข้ามาแทนที่ ซึ่งระบบจะทำการ Copy ข้อมูลจากดิสก์ที่ยังอยู่ไปยังดิสก์ใหม่เองเพื่อสำรองข้อมูลไว้อีกครั้ง ทั้งนี้การเปลี่ยนดิสก์จะสามารถกระทำในขณะที่ตัวเครื่องกำลังทำงานอยู่ (hot-swap) ได้หรือไม่นั้น ขึ้นอยู่กับตัว Controller ที่ใช้
ข้อดี
- ให้ความเร็วในการอ่าน-เขียนเทียบเท่ากับระบบ Disk เดียว
- ดิสก์สามารถเสียได้ครึ่งหนึ่งของจำนวนที่มีในระบบ
ข้อเสีย
- ความจุดิสก์ลดลงครึ่งหนึ่งจากความจุรวมของดิสก์ที่ใส่ไปในระบบ
การใช้งาน
เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการจัดเก็บข้อมูลที่สำคัญที่ไม่ต้องการสูญเสีย เช่นสำหรับระบบบัญชี รูปภาพ เอกสารสำคัญ นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับเซิร์ฟเวอร์ขนาดเล็กที่จะใช้ไดรฟ์ข้อมูลเพียงสองตัวเท่านั้น
RAID-5 (Striping with parity)
รวดเร็วและปลอดภัย ใช้ Disk อย่างน้อย 3 ตัว การเขียนข้อมูลคล้าย RAID-0 แต่เป็นการสุ่มกระจายข้อมูลไปยังไดรฟ์ทุกลูกในระบบ และจะมี Parity ในแต่ละลูกไว้สำหรับกู้ข้อมูลหากไดรฟ์ลูกใดลูกหนึ่งเสีย พื้นที่ความจุรวมของระบบจะเท่ากับ N-1 เช่นถ้าใช้ดิสก์ 1 TB 3 ลูกในระบบ ความจุรวมจะเท่ากับ 3-1= 2TB เป็นต้น
ข้อดี
- อ่านข้อมูลได้เร็วมาก แต่เขียนข้อมูลได้ค่อนข้างช้ากว่า
- เปลี่ยน Disk ใหม่ได้อย่างรวดเร็วหากมี ดิสก์ใดดิสก์หนึ่งล้มเหลว
ข้อเสีย
- ความเสียหายของไดรฟ์จะสร้างปัญหาคอขวดแม้ว่าระบบจะยังสามารถทำงานต่อไปได้
- หากดิสก์ตัวใดตัวหนึ่งเสียหายและถูกเปลี่ยน การกู้คืนข้อมูล อาจใช้เวลาหนึ่งวันหรือนานกว่านั้น ขึ้นอยู่กับโหลดของอาร์เรย์และความเร็วของคอนโทรลเลอร์ และหากมีดิสก์อื่นเสียในช่วงเวลานั้นข้อมูลจะหายไป
การใช้งาน
เป็นระบบซึ่งรวมการจัดเก็บข้อมูลที่มีประสิทธิภาพเข้ากับความปลอดภัย จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับเซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชันที่ต้องการความปลอดภัยในการจัดเก็บ และความรวดเร็วในการอ่านข้อมูล
RAID-6 (Striping with double parity)
ปลอดภัยได้มากกว่า RAID-6 ใช้หลักการเก็บข้อมูลเหมือนกับ RAID-5 แต่ข้อมูล Parity จะถูกเขียนลงในไดรฟ์สองตัว ต้องใช้ Disk อย่างน้อย 4 ตัว สามารถเสียได้ 2 ตัวพร้อมกัน ซึ่งโอกาสที่ไดรฟ์สองตัวจะพังในช่วงเวลาเดียวกันนั้นมีน้อยมาก 2 พื้นที่ความจุรวมของระบบจะเท่ากับ N-2 เช่นถ้าใช้ดิสก์ 1 TB 4 ลูกในระบบ ความจุรวมจะเท่ากับ 4-2= 2TB เป็นต้น
ข้อดี
- เช่นเดียวกับ RAID-5 การอ่านข้อมูลจะรวดเร็วมาก
- หากไดรฟ์สองตัวเสียหายก็ยังคงสามารถเข้าถึงข้อมูลทั้งหมดได้ ปลอดภัยกว่า RAID-5
ข้อเสีย
- เขียนข้อมูลช้ากว่า RAID-5 เนื่องจากข้อมูล Parity เพิ่มเติมที่ต้องคำนวณ
- ความเสียหายของไดรฟ์จะสร้างปัญหาคอขวดแม้ว่าระบบจะยังสามารถทำงานต่อไปได้
- เทคโนโลยีที่ซับซ้อน การสร้างอาร์เรย์ใหม่เมื่อไดรฟ์ล้มเหลวอาจใช้เวลานาน
การใช้งาน
เป็นระบบที่ดีซึ่งรวมการจัดเก็บข้อมูลที่มีประสิทธิภาพเข้ากับความปลอดภัยที่ยอดเยี่ยมและประสิทธิภาพที่เหมาะสม เป็นที่นิยมมากกว่า RAID-5 ในไฟล์และแอพพลิเคชันเซิร์ฟเวอร์ที่ใช้ไดรฟ์ขนาดใหญ่จำนวนมากในการจัดเก็บข้อมูล
RAID-10 (Combining RAID-1 & RAID-0)
Hybrid เป็นการรวมข้อดีของ RAID-0 และ RAID-1 ไว้ในระบบเดียว ให้ความปลอดภัยโดยการจำลองข้อมูลทั้งหมดบนไดรฟ์รองในขณะที่ใช้การสตริปข้ามไดรฟ์แต่ละชุดเพื่อเร่งความเร็วในการถ่ายโอน พื้นที่รวมจะได้ความจุลดลงครึ่งนึงเสมอเช่น 1TB + 1TB + 1TB + 1TB = 2TB เป็นต้น
ข้อดี
- หากเกิดข้อผิดพลาดกับดิสก์ตัวใดตัวหนึ่งในการกำหนดค่า RAID-10 เวลาในการสร้างใหม่จะเร็วมากเนื่องจากเป็นการคัดลอกข้อมูลทั้งหมดจากมิเรอร์ที่ยังใช้ได้อยู่ไปยังไดรฟ์ใหม่ อาจใช้เวลาเพียง 30 นาทีสำหรับไดรฟ์ขนาด 1 TB
ข้อเสีย
- ครึ่งหนึ่งของความจุเสียไปที่การทำมิเรอร์ ดังนั้นเมื่อเทียบกับ RAID-5 หรือ RAID-6 นับว่ามีค่าใช้จ่ายสูงกว่าเมื่อวัดกันที่ความจุที่ได้
การใช้งาน
เหมาะสำหรับโฮสต์และเซิร์ฟเวอร์ที่ใช้ใช้ฐานข้อมูลอย่างหนัก มีเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานมากกว่า เนื่องจากความสมดุลของความปลอดภัยของข้อมูล และประสิทธิภาพการดำเนินงาน
สำหรับ Industrial PC ชนิด Embedded หรือ Fanless PC การทำ Raid จะถูกจำกัดอยู่ในเรื่องของขนาดของตัวคอมพิวเตอร์ ทำให้สามารถใส่ ดิสก์ Storage ได้ 2 ลูก ทำให้ Embedded PC รองรับเพียง RAID-0 หรือ 1 เท่านั้น แต่นั่นก็เพียงพอต่อวัตถุประสงค์ของการใช้งานของคอมพิวเตอร์ชนิดนี้แล้ว ถ้าต้องการความเร็วในการเขียนอ่าน ก็เลือกใช้ RAID-0 หากต้องการความปลอดภัยของข้อมูล ก็สามารถใช้ RAID-1 ในการ Mirror ข้อมูลไว้ได้นั่นเอง
