Với bất kỳ ứng dụng nào, đặc biệt là các ứng dụng chuyên dụng, việc lưu trữ dữ liệu không phải là một vấn đề đơn giản. Lỗi ổ cứng xảy ra thường xuyên đối với một hệ thống hoạt động ở nhiệt độ cao, trong thời dài. Việc chỉ sao lưu dữ liệu là chưa đủ, do mất thời gian tạo bản sao lưu là thời gian mà máy chủ vẫn không khả dụng. Máy chủ có thể nhận hàng nghìn yêu cầu truy cập đến cùng một tệp tin cùng một lúc; phục vụ từng khách hàng tại một thời điểm sẽ làm chậm quá trình đáng kể.

Câu trả lời là RAID. Một thiết lập RAID được cấu hình tốt có thể cung cấp khả năng dự phòng và khả năng sẵn sàng cao hơn với chi phí khá thấp. Nhưng chính xác thì RAID là gì? Đây là một cái nhìn tổng quan.

RAID 101

RAID là một công nghệ nhằm cải thiện độ tin cậy, tính khả dụng và hiệu suất của lưu trữ dữ liệu.

Nó thực hiện điều này bằng cách kết hợp nhiều ổ đĩa thành một cấu hình duy nhất, sau đó có thể được truy cập như một đơn vị logic liền mạch. Tùy thuộc vào cách dữ liệu được phân phối giữa các ổ cứng, cấu hình RAID có thể có các mức khác nhau.

Ba thuật ngữ được sử dụng để mô tả bất kỳ cấp độ RAID nào là Striping, Mirroring và Parity.

• Striping đề cập đến việc lưu trữ một tệp duy nhất thành nhiều phần trên nhiều ổ khác nhau. Điều này có nghĩa là dữ liệu có thể được ghi và đọc nhanh hơn, vì các ổ cứng khác nhau có thể được truy cập song song. Nhưng điều này cũng có nghĩa là không có ổ cứng nào có toàn bộ dữ liệu, và một điểm hỏng hóc có thể khiến toàn bộ dữ liệu sụp đổ.
• Mirroring là thực hành lưu trữ cùng một dữ liệu trong nhiều ổ cứng. Đây là nơi bắt nguồn dự phòng của hệ thống RAID, vì dữ liệu có thể được lấy từ bất kỳ ổ cứng nào. Đối với các máy chủ có thể cùng một dữ liệu được phân phát trong nhiều luồng đồng thời.
• Parity được sử dụng để đảm bảo tính khả dụng của dữ liệu ngay cả trong trường hợp bị lỗi. Các cách triển khai khác nhau, nhưng ý tưởng có thể tái tạo lại dữ liệu bị thiếu trong trường hợp mất dữ liệu. Điều này đạt được bằng cách lưu trữ thông tin chẵn lẻ chuyên dụng ngoài các tệp, có thể được sử dụng để lấp đầy các khoảng trống còn thiếu.

Các cấp độ RAID

RAID 0: Cách triển khai đơn giản nhất, RAID 0, chỉ sử dụng dải phân cách để phân chia từng tệp trên nhiều ổ. Mặc dù điều này làm tăng tốc độ đọc / ghi đáng kể, nhưng nó cũng làm cho cấu hình rất dễ bị hỏng.

RAID 1: phản chiếu dữ liệu trên nhiều ổ cứng khác nhau mà không cần cố gắng phân tách. Điều này mang lại khả năng dự phòng đáng kinh ngạc nhưng không cải thiện hiệu suất một chút nào.

Các cấp độ từ 2 đến 6 tích hợp một số hình thức ngang bằng với tách dữ liệu, giảm thiểu rủi ro khi chia tệp bằng cách sử dụng ổ cứng chẵn lẻ chuyên dụng.

RAID lồng nhau

Trong thực tế, hiếm khi gặp bất kỳ mức RAID nào cao hơn, vì chúng rất khó thực hiện. Phổ biến hơn là sử dụng phương pháp kết hợp, kết hợp các cấu hình RAID 0 và RAID 1 theo những cách khác nhau.

RAID 10 lấy các ổ cứng được nhân đôi và sau đó tách chúng, trong khi RAID 01 phản chiếu các ổ cứng bị tách. Mặc dù nó có vẻ giống một điều, nhưng không phải vậy. Thông thường, RAID 10 được ưa chuộng hơn do độ tin cậy cao hơn.

RAID được triển khai như thế nào?

Chúng ta đã nói nhiều về các cấu hình và cấp độ RAID khác nhau, nhưng chính xác thì những cấu hình này được tạo ra như thế nào?

Có hai cách tiếp cận chính: Cách tiếp cận dựa trên phần mềm là cách đơn giản hơn, sử dụng HĐH để quản lý các chi tiết cấp thấp của cấu hình. Tất cả các hệ điều hành hàng đầu đều hỗ trợ RAID 0, 1 và đôi khi là một vài cấp độ khác, cho phép bạn tạo một thiết lập RAID đáng tin cậy mà không gặp nhiều phiền phức.

Nhưng phương pháp ưu việt là sử dụng bộ điều khiển RAID chuyên dụng. Điều này mang lại hiệu suất và tính linh hoạt tốt hơn nhiều, vì cấu hình hợp lý được xử lý bởi một thành phần phần cứng chuyên dụng trên bo mạch chủ, giảm bớt sự căng thẳng cho hệ điều hành.

Có nên sử dụng RAID?

Nếu ứng dụng của bạn liên quan đến việc xử lý một lượng lớn dữ liệu, thì việc kết hợp cấu hình RAID với nhau là điều bắt buộc. Khả năng dự phòng và cải thiện tính khả dụng do thiết lập RAID cung cấp là điều cần thiết trong bất kỳ ứng dụng máy tính quan trọng nào, có thể là máy chủ web hoặc cơ sở dữ liệu nội bộ.

Lợi ích của thiết lập RAID là có thể được thực hiện mà không tốn kém, vì RAID hoạt động bằng cách kết hợp nhiều ổ đĩa rẻ hơn để mang lại hiệu suất ngang bằng với một thiết bị lưu trữ đắt tiền hơn. Và đối với các cấu hình như RAID 10, bạn thậm chí không cần bộ điều khiển phần cứng vì các hệ điều hành như Linux hỗ trợ nó ngay lập tức.

HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT RAID CHO MÁY TÍNH CÔNG NGHIỆP

Trước hết cài RAID, hãy đảm bảo rằng bo mạch xử lý của máy tính công nghiệp hỗ trợ công nghệ RAID hoặc thiết bị điều khiển RAID PCI / PCI-Express bên ngoài được lắp đặt. Để tạo RAID 1 và 0 đơn giản nhất, chúng ta cần ít nhất hai ổ cứng HDD hoặc SSD giống nhau.

Hỗ trợ RAID là một trong những tính năng đặc biệt của máy tính và máy chủ công nghiệp, đòi hỏi độ tin cậy cao hơn. Nhờ chức năng RAID, bạn có thể tăng hiệu suất hệ thống hoặc đảm bảo duy trì thông tin quan trọng.

Việc thiết lập chức năng RAID được thực hiện gần như giống nhau trên hầu hết các bo mạch xử lý. Ví dụ, hãy xem cài đặt RAID cho kiểu máy tính công nghiệp cơ bản dưới đây:

1. Sau khi bật máy tính, nhấn phím «Del» để vào cài đặt BIOS.

2. Đảm bảo rằng BIOS phát hiện tất cả các ổ cứng đã cài đặt. Trong phần "Advanced", hãy nhập thư mục con "Drive Configuration".

3. Để kích hoạt bộ điều khiển RAID tích hợp, chúng ta cần thay đổi Chế độ SATA từ AHCI sang RAID. Khi kết thúc cài đặt, nhấn F10, lưu các thay đổi và thoát khỏi BIOS.

4. Sau khi khởi động lại hệ thống sẽ yêu cầu thiết lập bộ điều khiển RAID. Để thực hiện việc này, hãy nhấn Ctrl + I và chuyển đến các tham số RAID.

5. Trong thư mục mới, chọn Create RAID Volume và tạo một trong các mức RAID có sẵn.

6. Ví dụ như bạn chỉ sử dụng hai ổ cứng nên có sẵn mức 0 và 1.
RAID0 cho phép bạn cộng dung lượng và tốc độ truyền của cả 2 ổ để tăng tốc độ đọc / ghi dữ liệu lên gấp 2 lần, chế độ "stripe".
RAID1 cho phép bạn điều chỉnh chế độ phản chiếu "mirror", trong đó tất cả thông tin sẽ được nhân bản trên ổ thứ hai để có độ tin cậy tối đa.

Khi sử dụng bộ điều khiển RAID nâng cao hơn với số lượng lớn ổ cứng, có thể tạo các mức RAID phức tạp, chẳng hạn như 5, 10, 50, 60... 

7. Tạo một mảng RAID 1 (Mirror) để cung cấp "dự phòng" và bảo vệ thông tin quan trọng.

8. Sau khi chọn mục “Create Volume”, hệ thống sẽ yêu cầu chọn các ổ đĩa sẽ được sử dụng trong mảng RAID. Bằng cách sử dụng phím "khoảng trắng", hãy kiểm tra cả hai ổ cứng.

9. Khi tạo mảng RAID, tất cả dữ liệu trên các ổ cứng đã chọn sẽ bị hủy. Xác nhận của bạn sẽ được đưa ra bằng cách nhấn phím "Y" và nhấn "Enter".

10. Sau khi thoát cài đặt bộ điều khiển RAID và sau đó khởi động lại, chúng ta sẽ thấy rằng RAID1 đã được tạo và nó sử dụng cả hai ổ cứng.

Sau khi thực hiện các hành động trên, RAID-array đã tạo được định nghĩa là một ổ cứng logic trong BIOS và hệ điều hành. Như vậy việc thiết lập đã hoàn thành - RAID1 đã được tạo trên máy tính của bạn.