Хотя стоимость уже не является решающим фактором, RAID-массивы по-прежнему часто используются в серверных средах. RAID-массивы предназначены для оптимизации безопасности и производительности данных. В случае RAID 10 отдельные уровни объединяются друг с другом для того, чтобы объединить их сильные стороны.
Но какие уровни составляют RAID 10? Каковы его плюсы и минусы и как на самом деле работает система RAID 10?
Что такое RAID 10?
RAID 10 — это комбинация уровней RAID 1 и 0, когда несколько систем RAID 1 объединяются с системой RAID 0. Поэтому RAID 10 также часто называют «RAID 1 + 0». RAID 10 всегда состоит как минимум из четырех жестких дисков.
Следуя основному принципу RAID 1, в RAID 10 файлы также зеркалируются. Это означает, что данные дублируются как минимум на двух дисках, чтобы гарантировать избыточность. В то же время данные чередуются, что означает, что блоки данных разбиваются на отдельные полосы и хранятся на дисках RAID 10. Накопители в пределах подчиненной группы RAID 1 всегда имеют одинаковый статус данных, который, в свою очередь, отличается от статуса данных всех остальных подчиненных кластеров RAID 1. Каждая группа управляет отдельными частями информации, но это не имеет значения для приложений, обращающихся к системе.
Оба метода можно использовать в обратном порядке. Сначала могут быть созданы полосы, а затем все данные зеркалируются — RAID 1 из нескольких экземпляров RAID 0. В этом случае используется обозначение RAID 0 + 1 или RAID 01. Однако в теории зеркалирование блоков данных, которые уже разделены на полосы, более подвержено ошибкам, чем чередование зеркалированной структуры данных.
Отказ жесткого диска в системе RAID 10 компенсируется через подмассивы, то есть через RAID 1, поскольку зеркало с теми же данными доступно всегда. Однако это означает, что максимальная емкость хранения данных на отдельных дисках вдвое меньше. Поскольку данные распределены равномерно, пользователи выигрывают от более высокой скорости чтения при доступе к ним.
RAID (Redundant Array of Independent Disks) — это комбинация как минимум двух различных носителей информации для формирования одного большого логического диска. Конкретная функция определяется соответствующими уровнями RAID, которые могут быть объединены, как в случае с RAID 10 (1+0). Его основными преимуществами являются повышенная надежность и увеличенная производительность используемых жестких дисков.
Как работает RAID 10?
В жестком диске, собранном по схеме RAID 10, все данные всегда существуют в двух экземплярах. На каждый гигабайт реальных пользовательских данных отводится один гигабайт для зеркалирования пользовательских данных. Как правило, выбирается количество из четырех жестких дисков, каждый из которых объединяется в пары по 2 в соответствии с концепцией RAID 1, которые, в свою очередь, объединяются в единую систему RAID 0.
На следующем графике показана структура и хранение данных в системе RAID 10 с четырьмя носителями.
Плюсы и минусы RAID 10
В RAID 10 все данные хранятся в двух экземплярах. До тех пор, пока один диск из зеркальной пары продолжает работать, сохраненная информация находится в безопасности — даже если носитель данных выйдет из строя. Данные теряются только в том случае, если все носители в подчиненном RAID 1 выходят из строя из-за дефекта или по другой причине. Это одно из главных преимуществ системы RAID 1 + 0 по сравнению с RAID 0 + 1, где повреждение не может быть приписано какому-либо конкретному диску из подчиненного блока RAID 0. Это означает, что восстановление данных в системе RAID 10 более простое и быстрое.
Одним из сильных сторон RAID 10 является скорость вывода данных из системы. Благодаря чередованию данных отдельные субблоки доступны параллельно. Если приложение обращается к системе, оно может читать с двух или более дисков одновременно и всегда получает несколько данных с одной полосы. По сравнению с одним жестким диском, который не имеет такой возможности, скорость чтения в RAID 10 всегда оптимизирована.
Теоретически, RAID 10 действительно обеспечивает более высокую скорость записи, поскольку новые данные могут записываться на жесткие диски параллельно. Однако, поскольку системе необходимо генерировать точную копию этих данных, улучшенная скорость ввода не имеет практического эффекта.
Комбинация чередования и зеркалирования довольно дорога. Но есть и несколько других недостатков. Во-первых, такой подход ограничивает максимальную доступную емкость хранилища, поскольку на каждый гигабайт пользовательских данных необходимо отвести один гигабайт для их копии. Во-вторых, при использовании RAID 10 существует риск потери данных, если оба носителя в зеркальной паре выйдут из строя одновременно. В этом случае отказ двух жестких дисков не может быть компенсирован чередованием (в отличие от отказа двух дисков из разных подмассивов).
| Преимущества RAID 10 | Недостатки RAID 10 |
|---|---|
| Увеличенная скорость чтения по сравнению с одиночными дисками | Ограничен максимальный доступный объем памяти |
| Повышенная отказоустойчивость встроенных жестких дисков | Отказ двух дисков в подмассиве приводит к отказу всей системы. |
Когда обычно используется RAID 10?
Безопасность и скорость — одни из самых сильных сторон соединения жестких дисков в RAID 10. Поскольку стоимость такой установки высока, ее использование следует рассматривать с осторожностью. Однако, если бюджет позволяет, RAID 10 всегда будет разумным решением, если вы хотите хранить данные, которые:
- Требуется регулярный доступ;
- Требуется быстрое чтение;
- требуется высокий уровень безопасности.
Поэтому типичными областями применения RAID 10 являются серверы баз данных и приложений, которые зависят от высокого уровня надежности и хорошей скорости вывода данных.
Хотя RAID-массивы типа RAID 10 обеспечивают высокую надежность, они не являются альтернативой решению для резервного копирования. Резервные копии хранят данные во временном и пространственном отрыве от места хранения исходных данных. Последнее не является особенностью концепций RAID.
Каковы другие распространенные уровни RAID?
Альтернативные уровни RAID 0 (чередование) и 1 (зеркалирование) предлагают только одно из свойств RAID 10, т.е. либо оптимизированную производительность, либо повышенную надежность. Однако RAID 5 и RAID 6 также обеспечивают избыточность и повышенную производительность, но не состоят из комбинации других уровней RAID. Узнайте больше о различных уровнях в нашем обширном сравнении уровней RAID.
Для обеспечения максимальной безопасности личных и конфиденциальных данных необходимо всегда создавать резервные копии. Облачное резервное копирование от IONOS — идеальное решение!