RAID 5 vs. RAID 10

Un RAID (array ridondante di dischi indipendenti) combina più unità fisiche in un dispositivo di archiviazione virtuale che offre più spazio di archiviazione e, nella maggior parte dei casi, tolleranza agli errori in modo che i dati possano essere recuperati anche in caso di guasto di uno dei dischi fisici.

Le configurazioni RAID sono organizzate in livelli come RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6 e RAID 10. I livelli RAID da 0 a 6 sono chiamati livelli standard. Le configurazioni RAID più comuni sono RAID 0 (striping, in cui i dati sono suddivisi in blocchi archiviati su diversi dischi fisici), RAID 1 (mirroring, in cui più copie dei dati sono archiviate su dischi separati per ridondanza), RAID 5 (parità distribuita, che include lo striping e l'archiviazione delle informazioni di parità per il recupero degli errori) e RAID 6 (doppia parità).

Questo confronto esamina in dettaglio RAID 5 e RAID 10 .

Tabella di confronto

Tabella di confronto tra RAID 10 e RAID 5
RAID 10 RAID 5
Caratteristica fondamentaleStriscia di specchi: combina strisce e specchi per tolleranza d'errore e prestazioni.Strisce con parità
StripingSì; i dati vengono suddivisi in strisce (o divise) in modo uniforme tra gruppi di dischi. Ogni gruppo ha 2 dischi che sono impostati come immagini speculari l'uno dell'altro. Quindi RAID 10 combina le funzionalità di RAID 0 e RAID 1.Sì; i dati vengono sottoposti a striping (o suddivisi) in modo uniforme su tutti i dischi nell'impostazione RAID 5. Oltre ai dati, le informazioni di parità vengono anche memorizzate (una volta) in modo che i dati possano essere recuperati in caso di guasto di una delle unità.
Mirroring, ridondanza e tolleranza ai guastiSì. Il mirroring dei dati rende il sistema RAID 10 a prova di errore. Se una delle unità si guasta, i dati possono essere rapidamente ricostruiti semplicemente copiando da altri dischi.Nessun mirroring o ridondanza; la tolleranza agli errori si ottiene calcolando e memorizzando le informazioni di parità. Può tollerare il fallimento di 1 disco fisico.
PrestazioneLe letture sono veloci a causa dello striping. Le scritture sono anche veloci perché anche se ogni blocco di dati deve essere scritto due volte (mirroring), le scritture avvengono su 2 unità diverse in modo che possano avvenire in parallelo. Non è necessario calcolare le informazioni sulla parità.Letture rapide a causa dello striping (dati distribuiti su molti dischi fisici). Le scritture sono un po 'più lente perché è necessario calcolare le informazioni sulla parità. Ma poiché la parità è distribuita, 1 disco non diventa un collo di bottiglia (come avviene in RAID 4).
applicazioniQuando le prestazioni sono importanti per le letture e le scritture e quando è importante ripristinare rapidamente i guasti.Buon equilibrio tra memoria efficiente, prestazioni decenti, resistenza ai guasti e buona sicurezza. RAID 5 è ideale per server di file e applicazioni con un numero limitato di unità dati.
Numero minimo di dischi fisici richiesti43
Disco di parità?No; parità / checksum non vengono calcolati in una configurazione RAID 10.Le informazioni sulla parità sono distribuite tra tutti i dischi fisici nel RAID. Se uno dei dischi si guasta, le informazioni di parità vengono utilizzate per recuperare i dati memorizzati su tale unità.
vantaggiRipristino rapido dei dati in caso di guasto del disco.Letture veloci; ridondanza economica e tolleranza ai guasti; è possibile accedere ai dati (anche se a una velocità inferiore) anche mentre è in corso la ricostruzione di un'unità guasta.
svantaggiL'utilizzo del disco è solo del 50%, quindi RAID 10 è un modo costoso per ottenere ridondanza della memoria rispetto alla memorizzazione delle informazioni di parità.Il recupero dall'errore è lento a causa dei calcoli di parità coinvolti nel ripristino dei dati e nella ricostruzione dell'unità sostitutiva. È possibile leggere dal RAID mentre è in corso, ma le operazioni di lettura durante quel periodo saranno piuttosto lente.

Configurazione

Configurazione RAID 0, RAID 1 e RAID 10

RAID 10 è anche chiamato RAID 1 + 0 o RAID 1 e 0. È un livello RAID nidificato, il che significa che combina due livelli RAID standard: RAID 0 e RAID 1. Diamo un'occhiata alle configurazioni di questi livelli RAID standard, in modo da capire come è costruito RAID 10.

Archiviazione dei dati in una configurazione RAID 0

Archiviazione dei dati in una configurazione RAID 1

Come mostrato sopra, RAID 0 utilizza lo striping, ovvero i dati vengono suddivisi in blocchi archiviati su più dischi. Ciò aumenta notevolmente le prestazioni di lettura e scrittura poiché i dati vengono letti e scritti in parallelo su tutti i dischi. L'aspetto negativo di RAID 0 è che non esiste ridondanza o tolleranza agli errori. Se una delle unità fisiche si guasta, tutti i dati vengono persi.

RAID 1 risolve la ridondanza, quindi se una delle unità si guasta, è facile sostituirla copiando i dati dalle unità che funzionano ancora. Tuttavia, lo svantaggio di RAID 1 è la velocità perché non può sfruttare il parallelismo offerto da RAID 0.

Ora che capiamo come funzionano RAID 0 e RAID 1, diamo un'occhiata a come è configurato RAID 10.

La configurazione RAID 10 è una serie di mirror.

RAID 10, noto anche come RAID 1 + 0, è una combinazione di RAID 1 e RAID 0. È configurato come una striscia di mirror. I dischi sono divisi in gruppi (di solito due); i dischi all'interno di ciascun gruppo sono immagini speculari l'uno dell'altro, mentre i dati sono distribuiti su tutti i gruppi. Poiché sono necessari almeno due gruppi e ogni gruppo richiede almeno due dischi, il numero minimo di dischi fisici necessari per una configurazione RAID 10 è 4.

Configurazione RAID 5

Ora diamo un'occhiata alla configurazione di RAID 5.

La configurazione RAID 5 utilizza lo striping con parità per fornire tolleranza di errore. I blocchi di parità sono distribuiti su tutti i dischi. Nell'immagine, i blocchi sono raggruppati per colore in modo da poter vedere quale blocco di parità è associato a quali blocchi di dati.

RAID 5 utilizza le informazioni di parità, diversamente dai livelli RAID 0, 1 e 10. Per ogni combinazione di blocchi, che sono tutti memorizzati su dischi diversi, viene calcolato e memorizzato un blocco di parità. Ogni singolo blocco di parità risiede su un solo disco; tuttavia, i blocchi di parità vengono archiviati in modo round robin su tutti i dischi. cioè, non esiste un'unità fisica dedicata solo per i blocchi di parità (che è ciò che accade in RAID 4).

Considerando che i blocchi di dati sono distribuiti su almeno due dischi e il blocco di parità è scritto su un disco separato, possiamo vedere che una configurazione RAID 5 richiede almeno 3 unità fisiche.

Ridondanza e tolleranza d'errore

Sia RAID 5 che RAID 10 sono tolleranti ai guasti, cioè i dati non vanno persi anche quando uno - o, nel caso di RAID 10, più di 1 - dei dischi fisici si guasta. Inoltre, sia RAID 5 che RAID 10 possono essere utilizzati quando il disco guasto viene sostituito. Questo si chiama hot-swap.

RAID 5

RAID 5 può tollerare l'errore di 1 disco. Le informazioni sui dati e sulla parità memorizzate sul disco guasto possono essere ricalcolate utilizzando i dati memorizzati sui dischi rimanenti.

In effetti, i dati sono accessibili e le letture sono possibili da un RAID 5 anche quando una delle unità è guasta e viene ricostruita. Tuttavia, tali letture saranno lente perché parte dei dati (la parte che si trovava sull'unità guasta) viene calcolata dal blocco di parità anziché semplicemente essere letta dal disco. Anche il recupero dei dati e la ricostruzione del disco sostitutivo sono lenti a causa del sovraccarico del calcolo della parità.

RAID 10

RAID 10 offre un'eccellente tolleranza agli errori - molto meglio di RAID 5 - a causa della ridondanza del 100% integrata nel suo design. Nell'esempio sopra, sia il disco 1 che il disco 2 possono fallire e i dati sarebbero comunque recuperabili. Tutti i dischi all'interno di un gruppo RAID 1 di una configurazione RAID 10 dovrebbero fallire perché si verifichino perdite di dati. La probabilità di guasto di 2 dischi nello stesso gruppo è molto inferiore alla probabilità di guasto di due dischi nel RAID. Ecco perché RAID 10 offre una maggiore affidabilità rispetto a RAID 5.

Anche il ripristino da errori è molto più rapido e semplice per RAID 10 poiché i dati devono semplicemente essere copiati dagli altri dischi nel RAID. I dati sono accessibili durante il recupero.

Prestazione

RAID 10 offre prestazioni fantastiche per letture e scritture casuali perché tutte le operazioni avvengono in parallelo su unità fisiche separate.

RAID 5 offre anche ottime prestazioni di lettura grazie allo striping. Tuttavia, le scritture sono più lente a causa del sovraccarico del calcolo della parità.

Pro e contro

Sia RAID 5 che RAID 10 sono sostituibili a caldo, ovvero offrono la possibilità di continuare a leggere dall'array anche quando viene sostituito un disco guasto. Tuttavia, nel caso di RAID 5, tali letture sono lente a causa del sovraccarico del calcolo della parità. Ma per RAID 10, tali letture sono veloci quanto lo sono durante il normale funzionamento.

Altri vantaggi di RAID 10 sono:

  • Legge e scrive molto velocemente
  • Ripristino molto rapido da guasti
  • Più tollerante agli errori rispetto a RAID 5 perché RAID 10 può tollerare guasti di più dischi contemporaneamente.

Gli svantaggi di RAID 10 sono:

  • Costoso a causa dell'archiviazione inefficiente (50%, a causa del mirroring)

I vantaggi di RAID 5 includono:

  • Ottimo equilibrio tra tolleranza agli errori, prezzo (efficienza di archiviazione) e prestazioni
  • Letture veloci

Gli svantaggi di RAID 5 includono:

  • Lento recupero da fallimento
  • Può tollerare solo l'errore di 1 unità nell'array

applicazioni

Considerando i pro ei contro, RAID 10 è utile nelle applicazioni in cui le prestazioni sono importanti non solo per le letture ma anche per le scritture. RAID 10 è anche più adatto di RAID 5 nelle applicazioni in cui è fondamentale mantenere le prestazioni durante il ripristino degli errori in caso di guasto di uno dei dischi.

RAID 5 offre un buon equilibrio tra archiviazione efficiente, prestazioni decenti, resistenza ai guasti e buona sicurezza. È la configurazione RAID più popolare per dispositivi NAS e server aziendali. RAID 5 è ideale per server di file e applicazioni con un numero limitato di unità dati. Se il numero di dischi fisici nel RAID è molto elevato, la probabilità che almeno uno di essi si guasti è maggiore. Quindi un RAID 6 può essere un'opzione migliore perché utilizza due dischi per memorizzare la parità.

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