Tipi di RAID per un NAS: quale offre maggiore sicurezza e velocità?

A incursione ( Array ridondante di dischi indipendenti ) è un gruppo di dischi rigidi indipendenti configurati per funzionare come uno, aggiungendo il loro spazio totale per avere una maggiore capacità, migliorando la velocità di lettura e/o scrittura, o configurati per raddoppiare le informazioni da un disco all'altro e avere la certezza che se un disco si rompe non perderemo le informazioni. Finalmente un RAID potrebbe anche essere configurato per generare informazioni di parità al fine di ricostruire le informazioni in caso di perdita di dati. I RAID sono ampiamente utilizzati nei server NAS che possiamo acquistare sia a casa che a livello professionale, a seconda delle nostre esigenze possiamo scegliere tra configurare un tipo di RAID o un altro.

A cosa serve un RAID sul mio server NAS?

Tipi di RAID per un NAS

I server NAS di solito hanno 2 alloggiamenti per ospitare dischi rigidi o più, logicamente sono anche compatibili con SSD unità, ma in sostanza è lo stesso, dischi di archiviazione. La configurazione più semplice che possiamo fare nel nostro NAS è di non configurare nessun tipo di RAID, cioè possiamo configurare i dischi come "Semplice" in modo che agiscano in modo completamente indipendente, tuttavia, ti mancano tutti i vantaggi di avere un RAID .

Se configuriamo l'archiviazione del nostro NAS con diversi tipi di RAID che ora andremo a spiegarvi, potremo avere maggiore integrità dei dati , per evitare la perdita di dati in caso di guasto di uno o più hard disk o SSD. Avremo anche tolleranza d'errore , anche se un disco rigido si rompe non c'è problema perché il sistema può continuare a funzionare correttamente, anche se logicamente è consigliabile cambiare questo disco o SSD rotto con uno nuovo il prima possibile, per rigenerare le informazioni e che il sistema operativo lo faccia non controllare che il RAID sia degradato. Se trascorri molto tempo con un disco rotto, è possibile che un altro disco si rompa, quindi potremmo avere una perdita di dati, quindi è molto importante cambiare il disco rigido rotto il prima possibile. I RAID ci offrono anche un maggiore velocità di trasferimento , sia in lettura dati, sia in scrittura dati, sia in lettura e scrittura, a seconda del tipo di RAID utilizzato avremo alcune caratteristiche o altre. Infine, un RAID ci dà un maggiore capacità , possiamo "unire" più dischi come se fosse uno e avere tutto lo spazio di archiviazione migliorando le prestazioni complessive.

Un aspetto molto importante che ci permette di realizzare il sistema operativo con RAID, è quello di riservare un hard disk che sia in “standby” per attivarlo proprio quando un hard disk che appartiene al RAID si guasta, questo disco di riserva è progettato per essere utilizzato subito dopo un guasto, in modo da ridurre la superficie di esposizione ad un altro catastrofico guasto di un altro hard disk, e anche per restituire il prima possibile per avere il RAID in perfette condizioni.

Quando configuriamo più dischi in un RAID, il sistema operativo vedrà una singola unità logica, nei server NAS come QNAP questo è chiamato pool di archiviazione e all'interno di un pool di archiviazione (del RAID) possiamo creare i volumi o il set di dati, a seconda se usiamo il file system EXT4 o ZFS. Nei RAID vengono generalmente utilizzati dischi rigidi o SSD con la stessa capacità, se non utilizziamo la stessa capacità, è possibile che stiamo sprecando capacità. In tutti gli esempi che ti daremo in seguito assumiamo che tutti i dischi abbiano esattamente la stessa capacità.

I RAID sono molto comuni quando si monta un server in un'azienda o un NAS domestico, e ci sono diversi tipi di diversi RAID, ognuno con le proprie caratteristiche a seconda dello scopo che stiamo cercando e del numero di dischi che andremo ad utilizzare.

Tipi di RAID più comuni

Attualmente abbiamo molti tipi di RAID che possiamo configurare sui server. A seconda del tipo di RAID, avremo bisogno di un numero minimo di dischi rigidi per funzionare e un numero massimo di dischi rigidi, inoltre avremo anche caratteristiche diverse per quanto riguarda il numero di dischi rigidi che consente loro di essere rotti senza perdita di dati , velocità di lettura e scrittura e molto altro ancora. Per gli esempi di capacità teorica e reale utilizzeremo esempi con dischi rigidi da 4TB ciascuno.

JBOD

JBOD (solo un mucchio di dischi) non è un tipo di RAID in quanto tale, di solito è una delle configurazioni che appare quando si configurano i dischi rigidi su un server o su un NAS. Questo tipo di “RAID” configura i dischi in modo che ognuno funzioni in modo indipendente come se fossero dischi rigidi collegati singolarmente al computer, la caratteristica principale è che apparirà nel sistema operativo come se fosse un unico disco, per se abbiamo due dischi da 4 TB in JBOD, vedremo che abbiamo un disco da 8 TB.

JBOD

In JBOD è disponibile il 100% del disco di ciascuna unità e se uno degli hard disk si guasta, perdiamo le informazioni in esso memorizzate, ma non quelle degli altri hard disk. In questo tipo di RAID non abbiamo né la ridondanza dei dati né i miglioramenti di velocità che altri tipi di RAID ci offrono. Successivamente, hai un riepilogo della capacità, delle prestazioni massime di lettura e scrittura e dell'integrità dei dati rispetto al guasto di uno o più dischi.

  • Ultra-Grande : se abbiamo due dischi rigidi da 4 TB ciascuno, la capacità di un JBOD sarà di 8 TB in totale.
  • Leggi le prestazioni : la velocità è quella di un semplice disco, la velocità di lettura non è migliorata.
  • Scrivi prestazioni : la velocità è quella di un semplice disco, la velocità di scrittura non è migliorata.
  • Integrità dei dati : un crash del disco porta alla perdita delle informazioni contenute solo su quel disco, e non sull'intero JBOD.

Come hai visto, in determinate circostanze potresti essere interessato a configurare un JBOD, ma non è la cosa più normale avere il RAID 0 o il RAID 1 che vedremo presto.

RAID 0

RAID 0 o conosciuto anche come “data stripping” è uno dei tipi più elementari di RAID, tanto che molti utenti non lo considerano nemmeno un tipo in quanto tale. In questa configurazione, tutti i dischi rigidi funzionano come un unico volume e il loro spazio totale è la somma dello spazio di tutti i dischi rigidi, ciò che viene fatto è che tutti i dati vengono distribuiti equamente sui due dischi rigidi membri di L'incursione. , non sono presenti informazioni di parità di alcun tipo.

Raid 0 A differenza di JBOD, questa configurazione offre un miglioramento della velocità poiché scrive i dati contemporaneamente sui due dischi (nello specifico, il doppio della velocità di lettura e scrittura) ma non offre alcuna tolleranza agli errori; Se un disco rigido si guasta, perdiamo tutte le informazioni su tutti i dischi.

Successivamente, hai un riepilogo della capacità, delle prestazioni massime di lettura e scrittura e dell'integrità dei dati rispetto al guasto di uno o più dischi.

  • Ultra-Grande : se abbiamo due dischi rigidi da 4 TB ciascuno, la capacità di un RAID 0 sarà di 8 TB in totale.
  • Leggi le prestazioni : la velocità di lettura è doppia rispetto a quella di un semplice disco, migliora x2.
  • Scrivi prestazioni : la velocità di scrittura è doppia rispetto a quella di un semplice disco, migliora x2.
  • Integrità dei dati : Un crash del disco porta alla perdita di tutte le informazioni nell'intero RAID.

Nel caso di utilizzo del file system ZFS, il tipo equivalente di RAID si chiama STRIPE, in questo tipo di RAID abbiamo esattamente le stesse caratteristiche del RAID 0, ma possiamo configurare più di 2 hard disk in STRIPE, aumentando sia la capacità e velocità di lettura e scrittura, in questo caso il guasto di un disco provoca la perdita di tutte le informazioni.

Come hai visto, in determinate circostanze potresti essere interessato a configurare un RAID 0 o STRIPE, soprattutto se vuoi avere le migliori prestazioni possibili.

RAID 1

RAID 1 o "data mirroring" è uno dei tipi di RAID più utilizzati per coloro che cercano la duplicazione dei dati per essere sicuri che i dati non vadano mai persi. In questo tipo di RAID, i dati vengono duplicati sui dischi rigidi come se fosse un mirror. In questo modo, pur non avendo miglioramenti prestazionali nelle velocità di scrittura, la velocità di lettura è doppia, poiché i dati vengono letti contemporaneamente dalle due unità. Inoltre, abbiamo una sicurezza assoluta in modo che, se uno dei dischi rigidi si guasta, i dati rimangono intatti nel secondo e, sostituendo quello danneggiato, i dati verranno nuovamente duplicati.

RAID 1

A differenza del RAID 0, questa configurazione offre un miglioramento dell'integrità dei dati, perché se un disco si rompe le informazioni rimarranno al sicuro sull'altro disco. Inoltre, abbiamo il doppio della velocità di lettura, ma non il doppio della velocità di scrittura, offre tolleranza ai guasti.

Successivamente, hai un riepilogo della capacità, delle prestazioni massime di lettura e scrittura e dell'integrità dei dati rispetto al guasto di uno o più dischi.

  • Ultra-Grande : se abbiamo due dischi rigidi da 4 TB ciascuno, la capacità di un RAID 1 sarà di 4 TB in totale.
  • Leggi le prestazioni : la velocità di lettura è doppia rispetto a quella di un semplice disco, migliora x2.
  • Scrivi prestazioni : la velocità di scrittura è come se fosse un semplice disco.
  • Integrità dei dati – L'arresto anomalo di un disco non comporta la perdita di informazioni dall'intero RAID.

Nel caso di utilizzo del file system ZFS, il tipo equivalente di RAID si chiama MIRROR, in questo tipo di RAID abbiamo esattamente le stesse caratteristiche del RAID 1, ma possiamo configurare più di 2 hard disk in MIRROR. La capacità sarà quella di un hard disk, ma aumenteremo la possibilità che uno o più hard disk si rompano. Immaginiamo di avere 5 dischi rigidi da 4 TB di capacità in MIRROR, la capacità è di 4 TB, ma fino a 4 dei 5 dischi potrebbero essere rotti e le informazioni rimarrebbero intatte sul disco rimanente.

RAID 1 o MIRROR ci consente di proteggere i dati, anche se se hai più di due dischi, potresti essere interessato a configurare un RAID 5 o RAID 6 che vedremo ora.

RAID 5

In RAID 5 , le informazioni vengono distribuite su tutti i dischi rigidi, sebbene tale spazio (la dimensione di uno dei dischi) sia riservato per la parità. Questa parità è anche distribuita tra tutti i dischi rigidi. Questo tipo di RAID è già più utilizzato in ambienti aziendali che in ambienti domestici, anche se se abbiamo un NAS con 3 o più hard disk possiamo sceglierlo per avere un grande guadagno in velocità di lettura, oltre che, grazie alla parità di i dati, per poter recuperare tutte le informazioni in caso di guasto di uno dei dischi rigidi. Se due falliscono, perdiamo assolutamente tutte le informazioni nell'intero RAID.

RAID 5

Lo spazio totale di un RAID 5 è lo spazio di tutti i dischi rigidi tranne 1, ovvero se utilizzeremo 4 dischi rigidi da 4 TB, lo spazio totale sarà di 12 TB. Il miglioramento della velocità di lettura è anche X-1 volte il numero di dischi utilizzati. Nell'esempio sopra, ad esempio, sarebbe 3 volte tanto.

Successivamente, hai un riepilogo della capacità, delle prestazioni massime di lettura e scrittura e dell'integrità dei dati rispetto al guasto di uno o più dischi.

  • Ultra-Grande : se abbiamo quattro dischi rigidi da 4 TB ciascuno, la capacità di un RAID 5 sarà di 12 TB in totale. La capacità è X-1 numero di dischi, se teniamo conto che tutti i dischi sono uguali.
  • Leggi le prestazioni : la velocità di lettura è X-1 volte il numero di dischi utilizzati.
  • Scrivi prestazioni : la velocità di scrittura è come se fosse un semplice disco.
  • Integrità dei dati : il guasto di un disco non porta alla perdita di informazioni dall'intero RAID, se si rompe più di un disco allora perdiamo tutte le informazioni.

Nel caso di utilizzo del file system ZFS, il tipo di RAID equivalente è chiamato RAID-Z1, in questo tipo di RAID abbiamo esattamente le stesse caratteristiche di RAID 5.

RAID 5 o RAID-Z1 se usi ZFS, ci permette di proteggere i dati con parità per mitigare il guasto di un disco, inoltre, aumenteremo la velocità di lettura a seconda del numero di dischi utilizzati, ma non abbiamo alcun guadagno in scrivere.

RAID 6

Praticamente uguale a RAID 5, ma aggiunge un secondo livello di parità, che ci consente di far fallire fino a due dischi rigidi nel RAID e di poterli sostituire. Questo tipo di RAID viene utilizzato se vogliamo una maggiore protezione dei dati, per fare in modo che anche se la metà dei dischi rigidi del RAID si guasta, non abbiamo problemi durante il recupero delle informazioni. Se 3 falliscono, tutte le informazioni RAID vengono perse, questo deve essere preso in considerazione quando si crea un RAID di questo tipo.

RAID 6

In cambio di questa doppia parità inclusa in RAID 6 , viene perso lo spazio totale di due dei quattro dischi rigidi. Ad esempio, in una configurazione di 4 hard disk da 4 TB, lo spazio totale che avremmo è di 8 TB, con il doppio della velocità di lettura. Lo spazio totale di un RAID 6 è lo spazio di tutti i dischi rigidi tranne 2. Il miglioramento della velocità di lettura è anche X-1 volte il numero di dischi utilizzati. Nell'esempio sopra, ad esempio, sarebbe 3 volte tanto.

Successivamente, hai un riepilogo della capacità, delle prestazioni massime di lettura e scrittura e dell'integrità dei dati rispetto al guasto di uno o più dischi.

  • Ultra-Grande : se abbiamo quattro dischi rigidi da 4 TB ciascuno, la capacità di un RAID 6 sarà di 8 TB in totale. La capacità è X-2 numero di dischi, se teniamo conto che tutti i dischi sono uguali.
  • Leggi le prestazioni : la velocità di lettura è X-2 volte il numero di dischi utilizzati.
  • Scrivi prestazioni : la velocità di scrittura è come se fosse un semplice disco.
  • Integrità dei dati : il guasto di due dischi non porta alla perdita di informazioni dall'intero RAID, se vengono rotti più di due dischi allora perdiamo tutte le informazioni.

Nel caso di utilizzo del file system ZFS, il tipo di RAID equivalente è chiamato RAID-Z2, in questo tipo di RAID abbiamo esattamente le stesse caratteristiche di RAID 6.

RAID 6 o RAID-Z2 se si utilizza ZFS, ci permette di proteggere i dati con doppia parità per mitigare il guasto di due dischi, inoltre, aumenteremo la velocità di lettura (in misura minore rispetto a RAID 5), ma lo faremo perde anche più spazio utile.

RAID 10 o RAID 1 + 0

Questo tipo di RAID non ha bisogno di fare il calcolo della parità come accade con RAID 5 e RAID 6, quindi otterremo velocità di lettura e scrittura più elevate, inoltre consumeremo meno risorse del processore perché non deve calcolare parità di tutti i dati da scrivere su disco. Questo tipo di RAID ci consente di creare un RAID 0 di due RAID 1, è necessario disporre di almeno quattro dischi rigidi per poter configurare questo tipo di RAID.

In questo caso di RAID 10, è possibile rompere un massimo di 2 dischi rigidi, ma è molto importante che sia un disco rigido di ciascun gruppo di RAID 1. Se i due dischi rigidi di un RAID 1 si rompono, perderemo automaticamente tutte le informazioni dell'intero RAID. Pertanto, quando un disco rigido dello stesso gruppo si rompe, dobbiamo prestare molta attenzione e monitorare lo stato dell'altro disco rigido, perché se si rompe anche questo, perderemo tutte le informazioni.

Raid 10

Successivamente, hai un riepilogo della capacità, delle prestazioni massime di lettura e scrittura e dell'integrità dei dati rispetto al guasto di uno o più dischi.

  • Ultra-Grande : se abbiamo quattro dischi rigidi da 4 TB ciascuno, la capacità di un RAID 10 sarà di 8 TB in totale. La capacità è X-2 numero di dischi, se teniamo conto che tutti i dischi sono uguali.
  • Leggi le prestazioni : La velocità di lettura è X volte il numero di dischi utilizzati.
  • Scrivi prestazioni : la velocità di scrittura è X-2 volte il numero di dischi.
  • Integrità dei dati : il guasto di un disco di ogni RAID 1 non porta alla perdita di dati, se si guastano due dischi di un RAID 1 tutte le informazioni vengono perse.

Nel caso in cui si utilizzi il file system ZFS, il tipo RAID equivalente non è diretto, è possibile creare uno STRIPE di due MIRROR che sarebbero equivalenti.

Altri tipi di RAID

Attualmente esistono altri tipi di RAID che solitamente non vengono utilizzati perché esistono alternative migliori, infatti i server NAS commerciali non danno nemmeno la possibilità di configurare i propri server con questi tipi di RAID perché non hanno molto senso. Alla fine troverai alcuni tipi di RAID che vengono utilizzati ma quando abbiamo molti dischi rigidi sul server.

Incursione 3/4

Questo tipo di RAID è molto simile a un RAID 5, sebbene inferiore sotto molti aspetti. Ci offrono velocità di lettura molto più alte delle altre, ma il sistema di parità non è distribuito, ma tutto è archiviato su uno degli hard disk. Queste configurazioni non sono molto utilizzate in quanto l'affidabilità, rispetto a quella di RAID 5 con parità distribuita o una delle seguenti combinate, non è troppo elevata.

Raid 3

In pratica questo tipo di RAID è usato raramente.

RAID 01 (0+1)

RAID 01 è un RAID 1 creato da due configurazioni RAID 0. Per questa configurazione RAID, vengono creati due set RAID 0 (ovvero due RAID pari alla somma dello spazio su disco rigido) e quindi un RAID 1 che duplica quel RAID 0 in un altro RAID 0. Non è un tipo di RAID ampiamente utilizzato poiché la tolleranza agli errori è molto alta e se uno dei dischi si guasta, solo uno dei RAID 0 rimane come punto di svolta. Se qualcosa va storto, tutti i dati vengono irrimediabilmente persi.

raid 01

Questo RAID è simile al RAID 10, ma molto peggiore in termini di affidabilità, quindi è consigliabile andare direttamente a configurare un RAID 10.

RAID 30/50/100

Questi tipi di RAID sono progettati per server che dispongono di un gran numero di dischi rigidi, a seconda di ciò che ci interessa, avremo una maggiore capacità, una maggiore velocità di lettura e scrittura o una maggiore integrità dei dati perché è più tollerante ai guasti. Ad esempio, un RAID 50 sarebbe un totale di tre RAID 5 in un RAID 0, consentendo che un disco di ciascun gruppo RAID 5 possa guastarsi e non avere alcun problema, sì, se due dischi dello stesso gruppo RAID 5 falliscono tutte le informazioni saranno persi.

raid 50

Come hai visto, abbiamo un gran numero di tipi di RAID per i nostri server, a seconda delle nostre esigenze di capacità, tolleranza ai guasti e anche prestazioni, dobbiamo scegliere un tipo di RAID o un altro.

Che tipo di RAID dovrei scegliere per il mio NAS domestico

I server NAS domestici di solito hanno tra 2 alloggiamenti per alloggiare dischi rigidi e 6 alloggiamenti per alloggiare dischi rigidi, a seconda del numero di dischi rigidi che acquistiamo e delle nostre esigenze, possiamo scegliere tra alcuni tipi di RAID o altri che abbiamo spiegato. Se siamo interessati a migliorare la velocità, tuttavia, dovresti scegliere RAID come RAID 0 o RAID 10, se desideri una migliore integrità dei dati, dovresti scegliere RAID 1 o RAID 5/6 come abbiamo spiegato in precedenza. La cosa migliore che puoi fare per calcolare la capacità effettiva, la velocità di lettura e scrittura, nonché la tolleranza ai guasti, è rivedere ciò che abbiamo spiegato su ciascun tipo di RAID, oppure utilizzare i calcolatori RAID che i principali produttori hanno a disposizione come QNAP, Synology e anche altri siti Web indipendenti.

Successivamente, indicheremo quali tipi di RAID saremo in grado di configurare in base al numero di dischi rigidi che possiamo introdurre nel nostro server NAS.

  • 2 dischi: JBOD, RAID 0 e RAID 1.
  • 3 dischi: JBOD (due dischi), RAID 0 (due dischi), RAID 1 (due dischi) e RAID 5 (minimo 3 dischi).
  • 4 dischi: JBOD, RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6 (minimo 4 dischi), RAID 10 (minimo 4 dischi).
  • 5 dischi: JBOD, RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10.
  • 6 dischi: JBOD, RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10, RAID 50 (minimo 6 dischi)

Come hai visto, a seconda del numero di alloggiamenti, della capacità che vogliamo avere e della tolleranza ai guasti, dovremo scegliere un tipo di RAID o un altro.