Pagina 1 van 1

Wat is RAID en Hoe werkt RAID …

Wat is RAID en Hoe werkt RAID …
   10

De behoefte aan meer en vooral betrouwbare opslagcapaciteit voor onze data blijft groeien. Onze digitale foto’s worden in omvang groter, we scannen meer en meer documenten en we verzamelen meer video’s dan ooit tevoren.

Voor meer opslag capaciteit kopen we vaak extra harddisks, intern of extern. Maar na verloop van tijd hebben we hele verzameling van individuele drives die elk een eigen mount-point hebben (onder Windows: drive letters). Dit is waar RAID kan helpen met het samenvoegen van meerdere drives zodat het als een enkele drive op de computer verschijnt. Meer en meer computers zijn standaard al RAID-capable.

RAID staat het toe drives to combineren naar èèn grote drive, met hogere lees en schrijf snelheden en een hogere betrouwbaarheid. Maar het is soms niet altijd even duidelijk hoe dit werkt en wat d verschillende RAID versies betekenen. In dit artikel dus: Wat is RAID, Hoe Werkt RAID? RAID varianten, etc.




Wat is RAID?

RAID staat voor Redundant Array of Inexpensive Disks (redundante reeks van goedkope disks) de marketing afdelingen in de industrie noemen het liever Redundant Array of Independent Disks (Redundante reeks van onafhankelijke disks). Maar wat je het ook noemt: RAID staat het toe om meerder harddisks te bundelen op zo’n manier dat een besturingsysteem (Windows, MacOS X, Linux, etc) het als èèn enkele grote harddisk ziet.

Als voorbeeld, gebaseerd op Windows en 3 harddisks van zeg 1 Tb:
Zonder RAID, zullen deze 3 drives zichtbaar zijn als C:, D:, en E: met ieder een capaciteit van 1Tb (er vanuit gaande dat ieder disk slechts èèn partitie heeft).
Met RAID kunnen deze 3 drives gecombineerd worden naar èèn grote drive C:, met bijvoorbeeld een capaciteit van 3Tb (afhankelijk van de RAID configuratie).

RAID is een paraplu naam voor verschillende variaties van combineren van meerdere harddisks zodat het voor de computer lijkt of deze disks, samen, slechts èèn grote drive is.

De verschillende variaties van RAID hebben ieder een eigen doel in gedachten. Je kunt daarbij denken aan snelheid, meer opslag capaciteit of hogere betrouwbaarheid.

De variaties beginnen met het woord “RAID” gevolgd door een nummer. Bijvoorbeeld RAID 0, RAID 1, etc. In onderstaande uitleg zie je meer details zoals snelheid, betrouwbaarheid, minimum aantal disks dat je nodig hebt etc.

Waar vinden we RAID?

Vroeger, eigenlijk nog niet zo erg lang geleden, werd RAID alleen maar in servers gebruikt. RAID controllers waren duur en alleen hardware controllers maakten een RAID mogelijk. Tegenwoordig echter kun je RAID in zo’n beetje iedere computer vinden en RAID wordt gebruikt in servers, desktop computers en laptops, externe disk arrays en NAS (Network Attached Storage), waarbij de “controller zowel in hardware als software uitgevoerd kan zijn.

Een aantal SSD fabrikanten gebruikt RAID in hun SSD controllers om twee (of meer) “drives” to combineren to èèn drive welke aanzienlijk sneller is dan de individuele SSD “drives”.

Merk op : RAID is beschikbaar voor de meeste hard-disk interfaces zoals SCSI, IDE/PATA en SATA variaties.

Hardware RAID controllers

Hardware RAID controllers kun je op een moederboard geïntegreerd vinden, of als apart insteek kaart (PCI, PCI Express, etc) of in een externe drive module.
Merk wel op dat niet alle apparatuur welke RAID compatibiliteit claimt ook werkelijk RAID in hardware heeft geïmplementeerd, zeker als je naar de goedkopere apparatuur kijkt.

Hardware RAID geniet de voorkeur omdat het theoretisch in ieder geval hogere snelheden en hogere betrouwbaarheid biedt. Maar dat kost vaak wel een paar centen.

Een aantal hardware RAID controllers heeft zelf ingebouwde batterij voorziening, zodat bij stroom uitval de data niet verloren gaat – maar met een zogenaamde noodstroomvoorziening (UPS unit) kun je dit natuurlijk ook zelf na maken.

RAID Controller kaart (SATA voorbeeld)

RAID Controller kaart (SATA voorbeeld)

RAID op moederbord (Adaptec SATA voorbeeld)

RAID op moederbord (Adaptec SATA voorbeeld)

Software RAID controllers

Een goedkoop alternatief voor Hardware RAID controllers zijn de oplossingen waarbij in software is geïmplementeerd. Deze software kan een deel van de BIOS zijn, de firmware van goedkope RAID kaarten of zelfs RAID drivers in het besturingsysteem (geen speciale hardware nodig).

Merk wel op dat niet alle RAID software oplossingen het toestaan om de computer te starten van de RAID Array!
Bepaalde Linux versie bijvoorbeeld willen niet van een software RAID Array starten.
Windows en MacOS X blijken daar minder moeite mee te hebben en beiden bieden zelfs RAID via software in het besturingsysteem aan.

het minunt van RAID in software zou snelheid en betrouwbaarheid kunnen zijn. Maar ik moet eerlijk zeggen dat de meeste software RAID oplossingen voor een aantal eenvoudigere en minder kritische toepassingen best goed werkt – zeker als hardware RAID geen optie is (budget bijvoorbeeld0.

Starten met jouw eigen RAID

Voor je aan de slag gaat met RAID kan ik aanraden om eerst eens door de verschillende configuraties te gaan om te kijken welke voor- en nadelen voor jouw toespassing geschikt zijn. Probeer vragen zoals hieronder te beantwoorden:

  • Wat is de hoofdreden dat je RAID overweegt? Betrouwbaarheid, Snelheid, of grotere opslagcapaciteit? Ieder RAID configuratie komt met andere kwaliteiten.
  • Wat is jouw budget? De kosten van bijvoorbeeld hardware of software RAID kunnen van invloed zijn.
  • Heb je al bestaande hardware en wil je die gebruiken? Of wil je met nieuwe drives beginnen (SATA werkt uitstekend en is zeer betaalbaar)?

Toepassing van jouw RAID

Mijn RAID setup, as voorbeeld, wordt gebruikt op een file server (QNAP NAS).

Deze server draaid dag en nacht (24/7) en daarom wil ik het systeem zo koel mogelijk houden (hitte verkort de levensduur van de apparatuur) en met zo min mogelijk kabaal. Ik gebruik daarom hard-disks met een lage omwentelingssnelheid (5400 RPM) wat ook als voordeel heeft dat het minder stroom gebruikt.
Snelheid is niet van groot belang omdat uiteindelijk de data door een langzamere netwerk verbinding of WiFi verstuurd wordt.
De betrouwbaarheid is voor mij bovendien belangrijker dan snelheid en ik heb daarom gekozen voor RAID 6.

Hard-drive selectie … 

Bepaalde “green drives” (5400RPM) kunnen beter vermeden worden.
Seagate green drives blijken over het algemeen niet geschikt voor RAID, en bepaalde Western Digital modellen (eindigend op EARS, EADS, EVDS) hebben een niet zo goede reputatie in RAID opstellingen.
Ik moet zelf echter zeggen dat ik met de Western Digital Green Series die eindigen op “EZRS” erg positieve ervaringen heb – mijn RAID-6 opstelling met deze drives draait nu al 2½ jaar dag en nacht, met redelijk intensief gebruik, zonder ook maar enig probleem.

Mijn punt met dit voorbeeld is: Bedenk wat de hoofdtoepassing van de RAID gaat worden.
Voor video bewerking wil je namelijk een snellere RAID hebben, terwijl voor Foto’s en Financiële documenten liever een hogere betrouwbaarheid wilt hebben.
RAID in een computer, waarbij de RAID Array voor het opstarten gebruikt wordt, wil weer je liever met een zo hoog mogelijke snelheid zien.

In de volgende paragrafen kun je wat meer zien wat de sterke en zwakke kanten zijn van de verschillende RAID configuraties.

Hoe werkt RAID – RAID Configuraties

Merk op dat voor alle RAID configuraties geldt dat de drives allen even groot moeten zijn.

Wanneer we naar de verschillende configuraties kijken dan zien we een duidelijke driehoeksverhouding tussen SNELHEIDBETROUWBAARHEIDOPSLAGCAPACITEIT.
Als we dus b.v. en hogere snelheid willen dan zul je zien dat dit vaak ten koste gaat van betrouwbaarheid en/of opslagcapaciteit. Dito voor een verhoging van betrouwbaarheid welke vaak leidt tot lagere snelheid en/of een lager opslagcapaciteit.

RAID is geen vervanging voor BACKUP! 

Hoewel RAID geen vervanging is voor de klassieke backups, kan het toch bijdragen aan een meer betrouwbare/veilige opslag van gegevens zeker als je voor RAID 5 of RAID 6 draait.
Backups however have the advantage that you can actually resort to older backups if needed. RAID however will not give you that ability. Once something a file is updated on your RAID setup, the data will be [high probability] lost.

Varianten:

RAID 0 – Striping

In RAID 0 wordt data in parallel naar 2 of meer disks geschreven waarbij de data over de drives verdeeld wordt. De data blokken worden als volgt geschreven: block 1 naar disk 1, block 2 naar disk 2, block 3 naar disk 3 etc.
Minimum benodigde drives: 2 drives (even nummer),
Opslagcapaciteit efficiency: 100% (de opslagcapaciteit som van alle drives).

  VOORDELEN:
Snelheid is zeker een voordeel omdat alles in parallel geschreven wordt en het volledig beschikbaar hebben van alle ruimte is natuurlijk ook een plus.

  NADELEN:
Het grote nadeel is echter het ontbreken van betrouwbaarheid. Zeker als je bedenkt dat als 1 disk crasht, dat in principe dan alle data verloren is.
Tenzij je echt de snelheid nodig hebt, kan ik RAID 0 in alle andere gevallen niet aanraden.

RAID 0 - Striping

RAID 0 – Striping

RAID 1 – Mirroring (Spiegelen)

RAID 1 arrays spiegelen de data van de ene drive naar de andere – op die manier heb je dus altijd 2 drives met dezelfde data en de controller schrijft dus de data twee keer. Deze configuratie is niet noodzakelijkwijs snel maar wel de eenvoudigste betrouwbare RAID.
Minimum benodigde drives: 2 drives (even nummer),
Opslagcapaciteit efficiency: 50% van de som van de capaciteiten van de individuele drives.

  VOORDELEN:
Betrouwbaarheid is zeker een voordeel van deze opstellingen. Het vereist ook maar 2 drives en daarme eenvoudig een relatief goedkoop.

  NADELEN:
Niet echt efficiënt gebruik van opslagcapaciteit, je gebruikt twee ven grote drives om uiteindelijk maar de helft te kunnen gebruiken voor data.

RAID 1 - Mirroring of te wel Spiegelen

RAID 1 – Mirroring of te wel Spiegelen

RAID 2 – Bit level Striping (niet gebruikt)

RAID 2 gebruikt striping op bit niveaus, wat theoretisch erg hoge snelheden kan waarmaken.
Echter … op dit moment zijn er weinig of geen RAID controllers die RAID 2 ondersteunen.
Minimum benodigde drives: 3 drives.

  VOORDELEN:
Erg hoge snelheden.

  NADELEN:
Niet beschikbaar in gangbare RAID controllers.

RAID 3 en RAID 4 – Striping met Pariteit

RAID 3 en RAID 4 lijken erg veel op elkaar. Het verschil zit ‘m in de omvang van gegroepeerde data. RAID 3 werkt op byte niveua, terwijl RAID 4 op blok niveau werkt.

Voor b.v. RAID 4: blok 1 gaat naar drive 1, blok 2 naar drive 2, blok 3 naar drive 3 en de berekende pariteit naar drive 4.
Als èèn van de drives kapot gaat, dan kan de data van de kapotte drive berekend worden op basis van de data op de andere drives.
Zowel RAID 3 en RAID 4 zijn vrij onegbruikelijk.
Minimum benodigde drives: 3 drives,
Opslagcapaciteit efficiency: Som van de capaciteit van alle drives – ( Som van de capaciteit van alle drives / aantal drives )

  VOORDELEN:
Goede betrouwbaarheid.

  NADELEN:
Performance (snelheid) is niet echt geweldig. Een uitzondering is RAID 3 welke goed zou moeten presteren met lange sequentiële data zoals bijvoorbeeld grote video bestanden.

RAID 3 en RAID 4 - Striping met Pariteit

RAID 3 en RAID 4 – Striping met Pariteit

RAID 5 – Striping met roterende Pariteit

RAID 5 werkt in principe hetzelfde as RAID 4 (blok niveau), maar in plaats van het schrijven van alle pariteit blokken naar een enkele drive, worden deze pariteit blokken gelijkmatig over de drives verdeeld. In tegenstelling tot RAID 3 en RAID 4, wordt RAID 5 wel veel gebruikt.
Net als bij RAID 3 en 4: Als een van de drives faalt, dan kan de data van de falende drive achterhaald worden op basis van de data op de andere drives.
Minimum benodigde drives: 3 drives,
Opslagcapaciteit efficiency: Som van de capaciteit van alle drives – ( Som van de capaciteit van alle drives / aantal drives )

  VOORDELEN:
Zeer goede betrouwbaarheid en goede snelheid.

  NADELEN:
Niet echt een nadeel, maar RAID 6 heeft met vergelijkbare snelheid een hogere betrouwbaarheid.

RAID 5 - Striping met roterende Pariteit

RAID 5 – Striping met roterende Pariteit

RAID 6 – Striping met dubbele roterende pariteit

RAID 6 zou je kunnen zien als een uitbreiding op RAID 5. In plaats van 1 pariteit blok, hanteert het 2 pariteit blokken waardoor data nog steeds achterhaalbaar is als zelfs 2 drives falen.
Minimum benodigde drives: 4 drives,
Opslagcapaciteit efficiency: Som van de capaciteit van alle drives – ( 2 x Som van de capaciteit van alle drives / aantal drives )

  VOORDELEN:
Goede snelheid en erg hoge betrouwbaarheid.

  NADELEN:
Ook hier weer niet echt een nadeel maar de uiteindelijk opslagcapaciteit voor hetzelfde aantal drives is lager dan b.v. RAID 5.

RAID 6 - Striping met dubbele roterende pariteit

RAID 6 – Striping met dubbele roterende pariteit

Genestelde RAID configuraties

Bepaalde zogenaamde “genestelde RAID configuraties” combineren 2 of meer RAID varianten – ook wel “Nested RAID” genoemd.

Bijvoorbeeld RAID 10 of te wel RAID 1 + RAID 0 … waarbij data eerst parallel “geschreven” wordt (RAID 0) naar een RAID 1 welke deze dan weer spiegeld.
Andere varianten: RAID 0+1, RAID 50 (RAID 5 + RAID 0), RAID 100 (RAID 1 + RAID 0 + RAID 0), RAID 53 (RAID 5 + RAID 3) en RAID 60 (RAID 6 + RAID 0).

Al deze combinaties proberen een bepaalde eigenschap te verbeteren (b.v. snelheid, betrouwbaarheid etc).
De meeste gewone RAID controllers ondersteunen misschien RAID 10 or RAID 0 + RAID 1,… maar de meeste andere configuraties zijn meer voor de duurdere controllers.

  VOORDELEN:
Geheel op maat RAID. Je kunt het zaakje geheel configureren naar eigen wens.

  NADELEN:
De meeste controller ondersteunen het niet of maar een bepaald aantal van deze configuraties. Met al deze configuraties gaat de opslagcapaciteit efficiency hard achteruit.

RAID 10 - Genestelde RAID configuratie

RAID 10 – Genestelde RAID configuratie

JBOD (niet RAID)

JBOD, Just a Bunch Of Disks of te wel “gewoon een aantal drives”, is niet een RAID configuratie, maar de meeste RAID controllers ondersteunen het wel.

Met JBOD, worden  in principe gewoon een aantal drives sequentieel achter elkaar geplakt. Data wordt naar drive 1 geschreven tot het vol is, vervolgens naar drive 2 tot deze vol is, etc. Er is geen snelheids winst, en als 1 drive faalt dan is alleen de data op die drive verloren.
Voor JBOD hoeven de drives NIET even groot te zijn.

  VOORDELEN:
Simpele en goedkope methode om een aantal willekeurige drives same te voegen.

  NADELEN:
Geen verbetering in snelheid of betrouwbaarheid.

JBOD - Just a Bunch Of Disks - Gewwon een aantal drives

JBOD – Just a Bunch Of Disks – Gewwon een aantal drives

Donatie Opties


Donaties worden zeer gewaardeerd, maar zijn zeker niet vereist. Donaties worden gebruikt voor het dekken van kosten voor web-hosting en project materialen, en eventueel voor een drankje of een snack. Voor wie al gedoneerd heeft: Hartelijk dank! Het is werkelijk geweldig om te zien dat men onze artikelen en applicaties waardeert.

Reacties


Er zijn 10 reacties welke je hieronder kunt lezen.
Je kunt jouw eigen opmerkingen plaatsen m.b.v. dit formulier, of een reactie op een opmerking plaatsen door op de "Reageer" knop te klikken.

  • 18 nov 2015 - 12:31 - john Reactie Link

    spell fout bij JBOD

    Beantwoorden

    john

  • 29 apr 2016 - 12:16 - Roy Portier Reactie Link

    Stel ik heb 2 2bay nas’n van Lacie. op beide heb ik raid 1.

    Kan ik de harde schijven dan zo overzetten in een 4 bay van b.v. Synoligy?

    Of hoe pak ik dat anders aan.

    Groet Roy

    Beantwoorden

    Roy Portier

    • 29 apr 2016 - 14:26 - hans - Auteur: Reactie Link

      Hoi Roy,

      het is zeer onwaarschijnlijk (als ik me niet vergis) dat dit plan niet gaat werken.

      Je zult (helaas – een probleem waar iedere NAS gebruiker vroeg of laat tegen aan kan lopen) de data eerst naar een computer of andere disk moeten kopiëren.
      Dat is natuurlijk best een ellende vooral als het veel data betreft. Ik gebruik hiervoor zelf een aantal 2.5″ USB drives (niet al te duur meer).

      Nadat ik alles weer draaiende heb, heb ik de USB drives ingezet als extra backup van de NAS. Mijn NAS kopieert nu, real-time, belangrijke bestanden meteen ook nog eens naar de externe drives. Ik verwacht dat dit met een Synology box ook kan. Vooral handig als de NAS er ineens mee stopt en je wilt jouw financiële documenten of onvervangbare foto’s niet meteen kwijt zijn. Zoals ze vaak zeggen: RAID is geen vervanging van backups.

      Overigens; je kunt bij de meeste NAS apparaten een externe USB aansluiten, dus het kopiëren hoeft niet perse via de computer te verlopen.

      Beantwoorden

      hans

    • 29 apr 2016 - 14:34 - hans - Auteur: Reactie Link

      Oops … ik zie nu pas dat ik het stukje “RAID 1” over het hoofd heb gezien … mijn excuses.

      Met RAID 1 zou het misschien kunnen werken, mits de Synology wil werken met het filesysteem en de partities die LaCie gebruikte.
      Overigens kan ik wel aanraden om de disks “schoon” te maken als ze in de Synology gaan (opnieuw formatteren/partitioneren/etc.) zodat de Synology er optimaal gebruik van kan maken. (dus je hebt dan dus toch nog een backup nodig)

      Vaak is het zo dat de NAS er z’n eigen bestanden op wil zetten … en die zouden dus gemist worden omdat LaCie dat natuurlijk niet gedaan heeft, of zijn eigen bestanden er op heeft geplaatst. Dit is zeker het geval bij QNAP en Synology.

      Ik weet niet hoe goed de Synology is met het uitbreiden van een RAID opstelling, maar indien mogelijk zou je eerst 2 nieuwe disks kunnen installeren, dan via een USB<->SATA adapter de oude disk er aan hangen, bestanden kopiëren, daarna de oude disk in de Synology installeren, en op de Synology de RAID uitbreiden.
      Wel erg omslachtig natuurlijk.

      Beantwoorden

      hans

  • 8 jun 2016 - 12:24 - francion Reactie Link

    Ik heb een QNAP TS- 412 turbo met 4 harddisks van elk 4TB, nu wil ik graag raid zo instellen dat ik 2 aparte sets van elk 2 hd’s kan werken.

    welke raid opstelling kan ik dan het beste gebruiken?

    ik hoor van jullie

    mvg

    Francion

    Beantwoorden

    francion

    • 8 jun 2016 - 15:58 - hans - Auteur: Reactie Link

      Als je maar 2 disks per RAID wilt gebruiken, dan zou ik 2x RAID 1 adviseren (dus 2 disks die in RAID 1 draaien). Mocht 1 van de disks kapot gaan, van elk van de arrays, dan ben je niets kwijt. Je hebt dan 2x 4Tb aan opslag ruimte. Er is geen andere RAID array die je kunt toepassen op slechts 2 disks.

      Als je 2 gescheiden “volumes” wilt hebben, overweeg dan om RAID 6  te gebruiken en 2 shares aan te maken. Voordeel is dan dat je 8 Tb aan opslag hebt, maar dat als er 2 disks kapot gaan je nog steeds niets hebt verloren. De kans op problemen is hierbij gunstiger. Als namelijk bij RAID 1 beide drives kapot gaan in dezelfde array dan ben je voor die array alles kwijt.

      Mocht je liever meer ruimte overhouden, dan kun je RAID 5 overwegen en daarop 2 shares zetten. Hierbij kan 1 disk kapot gaan zonder dat je iets verliest en je hebt 12 Tb aan opslag ruimte.

      Zie ook deze RAID Calculator.

      Hoop dat dit zinvolle info is voor je … 

      Beantwoorden

      hans



Jouw Reactie ...

Vriendelijk verzoek om hier geen lange teksten te plaatsen (zoals source codes, log files of config files). Gebruik daarvoor het Forum.

Deel met anderen:
*
*
Houd me op de hoogte van nieuwe reacties (email).
       Gebruik jouw RSS reader om reacties te volgen.


Tweaking4All uses the free Gravatar service for Avatar display.
Tweaking4All zal nooit jouw email adres met anderen delen.