ลือก RAID อย่างไร ให้เหมาะสมกับงาน

ปัจจุบันจะเห ็น ว่า เทคโนโลยี ด้าน PC ได้พัฒนาไปอย่างรวดเร็ว ณ ปัจจุบันนี้เรามีโอกาสได้ใช้ PC ที่มี CPU แตะระดับ เกือบจะ 4.0 GHzแล้ว Main board ก็ เริ่มมี Form factor แบบ BTX ใน ท้องตลาด ด้านกราฟฟิก (VGA) ได้ มีการ พัฒนา จาก AGP ไป เป็น PCI-X(PCI Express ) ซึ่งรองรับความเร็วได้สูงกว่า 8 Gb/s ส่วน RAM ก็ไม่น้อยหน้า พัฒนาจนถึง DDR2 ที่ ความเร็ว 6.4 Gb/s แต่เมื่อมองถึง Hard Disk ล่ะที่เห็น จะมีใช้กันอย่างแพร่หลายในขณะนี้ก็แค่ SATA ที่ 1.5 Gb/s (150 MB/s) ครั้นจะคอย SATA2 300MB/sนั้น ก็คงต้องรออีกนาน ซึ่ง ถ้าเป็น อย่างนี้ปัญหา ก็คงหนี ปัญหาคอขวดที่เกิดบนฮาร์ดดิสต์อย่างหนีไม่พ้น หากต้องเจอสภาพเช่นนี้ก็คงต้องอาศัย เทคโนโลยี RAID เข้ามา เป็นพระเอกขี่ม้าขาวเข้ามา ช่วย เป็นแน่แท้ เพราะนอกจาก RAID จะช่วยทำให้สมรรถนะโดยรวมของการเข้าถึงข้อมูล(Access) ที่เร็วขึ้นแล้ว มันยังเป็นเทคโนโลยี่ที่ช่วยเพิ่มความปลอดภัยของข้อมูลบนตัวฮาร์ดดิสต์อีกด้วย ซึ่งคงจะได้กล่าวกันในลำดับต่อไป

RAID คืออะไร

เมื่อกล่าวถึงระบบจัดเก็บข้อมูลแล้ว สิ่งต่างๆ มักจะไม่ได้เป็นไปตามแผนที่วางไว้เสมอไป ดังนั้นเทคโนโลยี RAID จึงได้ถูกออกแบบ มาเพี่อช่วยแก้ปัญหาที่เกิดขึ้น RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) คือเทคโนโลยีที่มีมานานแล้วสำหรับการสร้าง ลอจิกคอลไดร์ฟ (Logical Drive) หรือเรียกกันทั่วๆ ไปว่า Array ขึ้นมาจากกลุ่มของฮาร์ดดิสก์ (Physical drive) หลายๆตัวมา เชื่อมต่อกันด้วยกัน ซึ่งทำให้มองเห็น อะเรย์หรือลอจิคอลไดร์ฟดังกล่าวเสมือนเป็นฮาร์ดดิสก์ตัวเดียวแต่มีขนาดและความจุ เพิ่มขึ้น โดยซอฟแวร์ และ/หรือ คอนโทลเลอร์ ที่ควบคุม RAID จะคอยบริการจัดเรียงข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบของมาตรฐาน RAID แก่ ฮาร์ดดิสก์ทุกๆตัวที่ต่ออยู่กับอะเรย์นั้น ซึ่งไม่เหมือนกับการที่เพิ่มความจุของฮาร์ดดิสก์ในระบบปกติ แม้จะเป็นการเพิ่มความจุ แต่ก็เป็นการเพิ่มจำนวนไดร์ฟไปในตัว เพราะระบบไบออสของเครื่องออกแบบไว้เช่นนั้น ทำให้การจัดเก็บอาจจะต้องแยกกันเก็บ และอยู่ในลักษณะที่ไม่ต่อเนื่องกันซึ่งเป็นการยุ่งยากในการบริหารจัดการและมีข้อจำกัดอื่นๆตามมาอีกมากมาย

RAID มีประเภทและมีวิธีการเลือกชนิดของ RAID อย่างไร

หากจะแบ่ง RAID ตามประเภทของการจัดการจัดเก็บข้อมูลและเทคโนโลยีแล้วจะมีมากกว่า 10 ชนิด แต่ที่นิยมและใช้กันอย่างแพร่หลาย จริงๆจะมีอยู่ราว 5 ชนิดคือ RAID-0, RAID-1, RAID-0+1, RAID-3 และ RAID-5 นอกจากนี้แล้วประเภทของ RAID ชนิดใหม่ที่กำลังได้ร ับความนิยม เพิ่มขึ้นในขณะนี้คือ RAID-30 และ RAID-50 สำหรับคุณสมบัติและหลักในการทำงานของ RAID ทั้ง 7 ชนิดดังนี้

RAID 0 (Striping)
RAID - 1 (Disk mirroring)
RAID -0+1 (S triping/Mirroring)
RAID-3 (Parallel access with a dedicated parity disk)
RAID-5 (Independent access with distributed parity)
RAID-30 ( Striping of Dedicated Parity Arrays)
RAID-50 ( Striping of Distributed Parity Arrays)
JBOD- ( Single Drive )

 

RAID 0 (Striping)
  

เมื่อได้รับข้อมูลแล้วจะทำการแบ่งข้อมูลเป็นบล็อกมีขนาดเท่าๆกัน แต่ละบล็อก จะกระจายการเก็บไปแต่ละฮาร์ดดิสก์ จะทำให้ประสิทธิภาพการเข้าถึงข้อมูลทั้ง การเขียน / อ่านจะเพิ่มสูงขึ้นมาก เพราะเป็นการเข้าถึงข้อมูลในลักษณะขนาน (ฮาร์ดดิสก์ทุกๆ ตัวจะอ่านและเขียนข้อมูลที่แบ่งส่วนกับการจัดเก็บในเวลา พร้อมๆกัน) อาจกล่าวได้ว่ามันจะทำงานได้เร็วกว่า 2-4 เท่าของการเข้าถึง ข้อมูลสำหรับฮาร์ดดิสก์ที่ต่อใช้งาน แบบปกติ เมื่อนำเอาฮาร์ดดิสต์จำนวน 2 หรือ 3 หรือ 4 ตัวมาต่อกันในลักษณะ RAID 0 แต่ทั้งนี้ทั้งนั้น ยังขึ้นอยู่กับ Access Time, Buffer Cache และความเร็วรอบ ในการ หมุนของจานแม่ เหล็กใน HDD ด้วย ซึ่งเรามักจะเห็นเวลาเค้า ขาย HDD มักจะแข่งกันเรื่อง Spec ของ Access Time ,Buffer Cache และ ความเร็วรอบ

RAID 0 มีประสิทธิภาพอัตราการโอนถ่ายข้อมูลสูงสุด ด้วยเหตุนี้จึง มักเลือกนำเอา RAID 0 ไปประยุกต์ใช้งานกับงานที่ต้องการประ สิทธิภาพด้านความเร็ว แต่ไม่ค่อยคำนึงถึงในเรื่องความปลอดภัย ของข้อมูล อย่างงานด้านการตัดต่อวีดีโอ การแก้ไข , หรือการพัก ข้อมูลก่อนส่งให้แอพพลิเคชั่น (Pre-press) เป็นต้น สำหรับการ คำนวณขนาดความจุในระบบ RAID 0 สูตรคำนวณง่ายๆ ดังนี้

สูตรคำนวณ ขนาดความจุ

RAID 0 = C ( ขนาดความจุของฮาร์ดดิสก์ตัวที่น้อยที่สุด ) x N ( จำนวนฮาร์ดดิสก์ในอะเรย์)

ยกตัวอย่างเช่น มีฮาร์ดดิสก์จำนวน 4 ตัว ต้องการทำเป็น RAID-0 โดยมีขนาดต่างๆ กัน ดังนี้

ยกตัวอย่างเช่น เรามีฮาร์ดดิสก์จำนวน 4 ตัว ที่จะนำมาต่อใช้งานในลักษณะ RAID 0 โดยมีขนาดต่างๆกันดังนี้ 100 GB, 120 GB, 200 GB และ 250 GB จำนวนความจุของ Disk array ทั้งหมด เท่ากับ 400 GB (100x4) ไม่ใช่ 670 GB (100+120+200+250) ซึ่งจะเห็นว่าขนาดความจุจริงหายไปถึง 270 GB ดังนั้นในการใช้งาน RAID 0  โดยไม่ทำให้พื้นที่การจัดเก็บหาย ไปจึงควรนำเอาฮาร์ดดิสก์ที่มีขนาดเดียวกันทุกตัว (ถ้าเป็นรุ่นเดียวกันและยี่ห้อเดียวกันได้ก็ยิ่งดีเพราะฮาร์ดดิกส์ทุกตัวจะได้ มีค่า Access Time และแคชเมมโมรี่เท่ากัน)

RAID - 1 (Disk mirroring)

RAID- 1 เป็นการบันทึกข้อมูลลงบนตัวฮาร์ดดิสก์ ทั้งสองพร้อมๆ กัน และเป็นข้อมูลเดียว กันเหมือนๆ กัน เพื่อสำรองข้อมูลให้ปลอดภัยซึ่งกันและกันในกรณีที่หากมีฮาร์ดดิสก์ตัวใด ตัวหนึ่งเสียขึ้นมาก็จะไม่เกิดการสูญเสียเกิดขึ้น ซึ่งเป็นเทคนิคการจัดการความปลอดภัย ของข้อมูลชนิดหนึ่งที่เรียกว่า Fault tolerance ที่ได้รับความนิยมในระดับ ENTRY LEVEL ในยุคแรกๆ จนกระทั่งจนถึงปัจจุบัน โดย RAID-1 ต้องใช้ ฮาร์ดดิสก์ 2 ตัว เท่านั้น  มาต่อในการใช้งาน สำหรับการอีกระดับความปลอดภัย เป็นเทคนิคที่เพิ่มตัวคอนโทลเลอร์ คือเป็นการใช้คอนโทลเลอร์ 2 ตัวเพื่อป้องกันคอนโทลเลอร์เสีย โดยมีสถานการณ์ทำงานทั้งสองตัวเป็น (Active/Active) หรือ (Active/Standby) กรณีเป็น Active จะทำงานตลอดเวลา ส่วน Standby จะใช้งานเมื่อคอนโทลเลอร์ตัวแรกเสีย ถ้ามีการใช้ 2 คอลโทลเลอร์จะทำให้เพิ่มประสิทธิภาพในการอ่าน/เขียน และทนต่อสภาวะเสียได้อีกระดับ

ในกรณีที่ฮาร์ดดิสก์ตัวใดตัวหนึ่งในอะเรย์เสีย ตัวที่ทำหน้าที่เป็นตัวกระจกเงา (Mirror) ที่มีข้อมูลเหมือนกันทุกอย่าง ก็จะทำหน้าที่แทนในทันทีทันใด โดยไม่ทำให้การทำงานเกิดการสะดุด อีกทั้งถ้าหากเราเพิ่มฮาร์ดดิสก์สำรอง เป็นฮาร์ดดิสก์ตัวที่ 3 (แสตนบาย/ แบ็คอัพ) ซึ่งเป็นฮาร์ดดิสก์ที่ไม่ถูกใช้งาน ในการทำงานปกติ เมื่อเกิดฮาร์ดดิสก์ใน Mirror เสีย ฮาร์ดดิสก์ตัวสำรอง จะถูกจับคู่เป็น Mirror แทนตัวที่เสียอัตโนมัติ RAID -1 มีการทำงานเรียก อีกอย่างหนึ่งว่า Data redundancy แนวความคิดที่นำ RAID-1 ไป ประยุกต์การใช้งานจึงเกี่ยวกับงานที่ให้ความสำคัญกับข้อมูลเป็นหลัก ไม่เน้นเรื่องของความเร็วหรือประสิทธิภาพการเข้าถึงข้อมูล สำหรับการ คิดขนาดความจุของ RAID-1 มีหลักการคำนวณดังนี้

สูตรคำนวณ ขนาดความจุ

RAID- 1 = ขนาดความจุของฮาร์ดดิสก์ตัวน้อยที่สุดของคู่ฮาร์ดดิสก์ที่นำมาทำ RAID

เช่น กรณีนำฮาร์ดดิสก์ ทั้ง 2 ตัวที่มีความจุ 100 GB และ 250 GB นำมาทำเป็น RAID- 1 จะได้ความจุรวมเท่ากับ 100 GB ดังนั้นในการใช้งาน RAID-1 จึงควรนำเอาฮาร์ดดิสก์ที่มีขนาดเดียวกันทุกตัว (ถ้าเป็นรุ่นเดียวกันและยี่ห้อเดียวกันได้ก็ยิ่งดี) ก็จะทำให้เกิดการสูญเสียพื้นที่ว่าง เปล่าน้อยที่สุด

เนื่องจากการทำงานใน RAID-1 ซึ่งจะต้องมีการเขียนข้อมูลซึ่งที่เหมือนกันลงบนฮาร์ดดิสก์ ทั้ง 2 ตัวและจะต้องมีขบวนการตรวจสอบความเหมือนกันของข้อมูลบนฮาร์ดดิสก์ทั้ง 2 ตัวอยู่ตลอดเวลา ดังนั้นประสิทธิภาพด้านความเร็วในการเขียน / อ่านข้อมูลจึงต่ำกว่า RAID-1 และต่ำกว่าการต่อใช้งานฮาร์ดดิสก์แบบปกติที่ไม่ใช่ RAID อย่างแน่นอนเพียงแต่ RAID-1 จะได้ประโยชน์ในเรื่องความปลอดภัยของข้อมูลดังที่ได้กล่าวไปแล้วเท่านั้น

 

RAID -0+1 (S triping/Mirroring)

RAID- 0+1 หรือ RAID-10 ได้นำข้อดีหรือคุณสมบัติเด่นของ RAID-0 ที่มีประสิทธิภาพในการเข้าถึงข้อมูลที่รวดเร็ว และ RAID-1 ที่มีความ ปลอดภัยของข้อมูล มาประสานรวมกัน เพื่อให้ผู้ใช้ได้ทั้งความเร็วและ ความปลอดภัยในการใช้งาน RAID-10 มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า “Dual data redundancy” โดยจำนวนฮาร์ดดิสก์ที่จะนำมาทำระบบ RAID-10 จะต้องมี 4 ไดร์ฟ อย่างเดียวเท่านั้น เช่นการคำนวณขนาดความจุของอะเรย์รวมคิดจากขนาดของอะเรย์ RAID - 0 เพียงชุดเดียว ( ในกรณีที่มีขนาดของอะเรย์ของ RAID - 1 ทั้ง 2 ชุดเท่ากันเช่น เมื่อนำเอาฮาร์ดดิสก์ขนาด 120 GB 4 ไดร์ฟ มาทำ RAID - 0+1 ก็จะได้ RAID - 0 ขนาด 240 GB จำนวน 2 ชุด (240 GB/240GB) แต่ RAID 0 ทั้ง 2 ชุดนี้นำมาทำ RAID - 1 ( mirror ) จึงทำใ