RAID (redundant array of independent disks; awalnya redundant array of cheap disks) adalah cara untuk menyimpan data yang sama di berbagai tempat pada banyak hard disk untuk melindungi data jika terjadi kegagalan drive. Namun, tidak semua level RAID memberikan redundansi.
Sejarah RAID
Istilah RAID diciptakan pada tahun 1987 oleh David Patterson, Randy Katz dan Garth A. Gibson. Dalam laporan teknis 1988 mereka, “Satu Kasus untuk Redundant Arrays of Inexpensive Disk (RAID),” ketiganya berpendapat bahwa array drive murah bisa mengalahkan kinerja drive disk paling top saat itu. Dengan memanfaatkan redundansi, array RAID bisa lebih andal daripada satu drive disk apa pun.
Sementara laporan ini adalah yang pertama kali memasukkan nama ke konsep, penggunaan disk yang berlebihan sudah dibahas oleh orang lain. Gus German dan Ted Grunau dari Geac Computer Corp. pertama kali menyebut ide ini sebagai MF-100. Norman Ken Ouchi dari IBM mengajukan paten pada tahun 1977 untuk teknologi tersebut, yang kemudian dinamai RAID 4. Pada tahun 1983, Digital Equipment Corp mengirimkan drive yang akan menjadi RAID 1, dan pada tahun 1986, paten IBM lainnya diajukan untuk apa yang akan menjadi RAID 5. Patterson, Katz dan Gibson juga melihat apa yang sedang dilakukan oleh perusahaan seperti Tandem Computers, Thinking Machines dan Maxstor untuk menentukan taksonomi RAID mereka.
Sementara level RAID yang tercantum dalam laporan 1988 pada dasarnya menempatkan nama pada teknologi yang sudah digunakan, menciptakan terminologi umum untuk konsep tersebut membantu merangsang pasar penyimpanan data untuk mengembangkan lebih banyak produk array RAID.
Cara kerja RAID
RAID berfungsi dengan menempatkan data pada banyak disk dan memungkinkan operasi input / output (I / O) tumpang tindih secara seimbang, meningkatkan kinerja. Karena penggunaan beberapa disk meningkatkan waktu rata-rata antara kegagalan (MTBF), menyimpan data secara berlebihan juga meningkatkan toleransi kesalahan.
Array RAID muncul ke sistem operasi (OS) sebagai satu hard disk logis. RAID menggunakan teknik mirroring disk atau striping disk. Mencerminkan menyalin data yang identik ke lebih dari satu drive. Striping partisi ruang penyimpanan masing-masing drive menjadi unit mulai dari sektor (512 byte) hingga beberapa megabyte. Garis-garis semua disk disisipkan dan ditangani secara berurutan.
Dalam sistem pengguna tunggal di mana rekaman besar, seperti medis atau gambar ilmiah lainnya, disimpan, garis-garis biasanya disetel menjadi kecil (mungkin 512 byte) sehingga catatan tunggal menjangkau semua disk dan dapat diakses dengan cepat oleh membaca semua disk secara bersamaan.
Dalam sistem multi-pengguna, kinerja yang lebih baik mengharuskan Anda membuat strip cukup lebar untuk menampung catatan ukuran tipikal atau maksimum. Ini memungkinkan disk I / O tumpang tindih di seluruh drive.
Disk mirroring dan striping disk dapat dikombinasikan pada array RAID. Mirroring dan striping digunakan bersama dalam RAID 01 dan RAID 10.
Pengontrol RAID
Kontroler RAID dapat digunakan sebagai level abstraksi antara OS dan disk fisik, yang menyajikan kelompok disk sebagai unit logis. Menggunakan pengontrol RAID dapat meningkatkan kinerja dan membantu melindungi data jika terjadi kerusakan.
Pengontrol RAID dapat digunakan di kedua array RAID berbasis perangkat keras dan perangkat lunak. Dalam produk RAID berbasis perangkat keras, pengontrol fisik mengelola array. Ketika dalam bentuk Peripheral Component Interconnect atau PCI Express card, controller dapat dirancang untuk mendukung format drive seperti SATA dan SCSI. Pengontrol RAID fisik juga dapat menjadi bagian dari motherboard.
Dengan RAID berbasis perangkat lunak, pengontrol menggunakan sumber daya sistem perangkat keras. Meskipun menjalankan fungsi yang sama dengan pengontrol RAID berbasis perangkat keras, pengontrol RAID berbasis perangkat lunak mungkin tidak mengaktifkan sebanyak mungkin peningkatan kinerja.
Jika implementasi RAID berbasis perangkat lunak tidak kompatibel dengan proses boot-up sistem, dan pengendali RAID berbasis perangkat keras terlalu mahal, berbasis firmware atau driver, RAID adalah opsi implementasi lain.
Chip pengontrol RAID berbasis firmware terletak di motherboard, dan semua operasi dilakukan oleh CPU, mirip dengan RAID berbasis perangkat lunak. Namun, dengan firmware, sistem RAID hanya diterapkan pada awal proses booting. Setelah OS dimuat, driver controller mengambil alih fungsi RAID. Pengontrol RAID firmware tidak semahal opsi perangkat keras, tetapi lebih membebani CPU komputer.
Level RAID
Dalam makalah tahun 1988 yang menciptakan istilah dan memperkuat konsep, para penulis membedakan enam tingkat RAID, 0 hingga 5. Sistem bernomor ini memungkinkan mereka untuk membedakan versi dan bagaimana mereka menggunakan redundansi dan menyebarkan data di seluruh array. Jumlah level telah diperluas dan dipecah menjadi tiga kategori: level RAID standar, bersarang, dan tidak standar.
Manfaat RAID
Kinerja, ketahanan, dan biaya adalah manfaat utama RAID. Dengan menyatukan beberapa hard drive, RAID dapat meningkatkan kinerja satu hard drive dan, tergantung pada cara konfigurasi, dapat meningkatkan kecepatan dan keandalan komputer setelah macet.
Dengan RAID 0, file dibagi dan didistribusikan di seluruh drive yang bekerja bersama pada file yang sama. Dengan demikian, membaca dan menulis dapat dilakukan lebih cepat daripada dengan satu drive. RAID 5 array memecah data menjadi beberapa bagian, tetapi juga mencurahkan drive lain untuk paritas. Drive paritas ini dapat melihat apa yang berfungsi ketika satu drive nonparity gagal, dan dapat mengetahui apa yang ada di drive gagal itu. Fungsi ini memungkinkan RAID memberikan peningkatan ketersediaan. Dengan mirroring, array RAID dapat memiliki dua drive yang berisi data yang sama, memastikan satu drive akan terus berfungsi jika yang lain gagal.
Meskipun istilah murah telah dihapus dari akronim, RAID masih dapat menghasilkan biaya yang lebih rendah dengan menggunakan disk dengan harga lebih murah dalam jumlah besar.
Kerugian menggunakan RAID
Level RAID bersarang lebih mahal untuk diimplementasikan daripada level RAID tradisional karena membutuhkan jumlah disk yang lebih besar. Biaya per GB penyimpanan juga lebih tinggi untuk RAID bersarang karena begitu banyak drive yang digunakan untuk redundansi. RAID bersarang telah menjadi populer terlepas dari biayanya karena membantu mengatasi beberapa masalah keandalan yang terkait dengan tingkat RAID standar.
Awalnya, semua drive dalam array RAID dipasang pada saat yang sama. Ini membuat drive pada usia yang sama dan tunduk pada kondisi operasi dan jumlah keausan yang sama. Tetapi ketika drive gagal, ada kemungkinan besar bahwa drive lain dalam array juga akan segera gagal.
Beberapa level RAID (seperti RAID 5 dan RAID 1) hanya dapat mempertahankan kegagalan drive tunggal, walaupun beberapa implementasi RAID 1 terdiri dari beberapa mirror, dan karenanya dapat mempertahankan beberapa kegagalan. Masalahnya array RAID dan data yang dikandungnya dibiarkan dalam keadaan rentan sampai drive yang gagal diganti dan disk baru diisi dengan data. Karena drive memiliki kapasitas yang jauh lebih besar sekarang daripada ketika RAID pertama kali diimplementasikan, dibutuhkan jauh lebih lama untuk membangun kembali drive yang gagal. Waktu dibangun kembali yang lebih lama meningkatkan kemungkinan drive kedua akan gagal sebelum drive pertama dibangun kembali.
Bahkan jika kegagalan disk kedua tidak terjadi ketika disk gagal diganti, ada kemungkinan disk yang tersisa mungkin berisi bad sector atau data yang tidak dapat dibaca. Jenis kondisi ini mungkin membuat tidak mungkin untuk membangun kembali array secara penuh.
Level RAID bersarang mengatasi masalah ini dengan memberikan tingkat redundansi yang lebih besar, sangat mengurangi kemungkinan kegagalan level array karena kegagalan disk secara bersamaan.
Masa depan RAID
RAID tidak sepenuhnya mati, tetapi banyak analis mengatakan teknologi telah menjadi usang dalam beberapa tahun terakhir. Alternatif seperti erasure coding menawarkan perlindungan data yang lebih baik (walaupun dengan harga lebih tinggi), dan telah dikembangkan dengan maksud mengatasi kelemahan RAID. Ketika kapasitas drive meningkat, demikian juga kemungkinan kesalahan dengan array RAID, dan kapasitas meningkat secara konsisten.