RAID systeem : definitie en uitleg

Redundant Array of Independent Drives (of in het Nederlands: redundante sets van onafhankelijke schijven) staat voor een opstelling van gegevensopslagapparatuur, verdeeld over meerdere harde schijven.  Deze systemen werden bedacht om de veiligheid van de gegevens en de prestaties van de I/O (input/output) te verbeteren.

Er werden verschillende standaardconfiguraties ontwikkeld die hebben geleid tot verschillende "niveaus". Er waren eerst vijf RAID-basisniveaus, maar daarna zijn een aantal varianten ontstaan zoals geneste niveaus en niet-standaard niveaus (vaak op maat gemaakt van de systeemeigenaar).

Een RAID brengt fysieke harde schijven samen tot één logisch geheel dankzij speciaal materiaal of speciale software. RAID-oplossingen worden doorgaans rechtstreeks in het besturingssysteem tot stand gebracht en kunnen onderling verschillen in stijl en opbouw naargelang het moederbord, een aparte RAID-controller of, op grotere schaal, NAS- of SAN-servers. Het besturingssysteem beschouwt elk RAID-volume als één schijf en herkent dus de onderlinge schijven niet meer.

Er bestaan drie sleutelconcepten in RAID :

• Mirroring (vrij vertaald: spiegelen) of het kopiëren van gegevens op verschillende schijven.

• Bij striping (het verdelen in blokken of 'stroken') worden de gegevens over ten minste twee schijven verdeeld.

• De foutcorrectie, of de weerstand tegen storingen, laat toe om problemen te detecteren met opgeslagen redundante gegevens en ze eventueel te repareren.

In functie van de vereiste systeemconfiguratie hanteren de verschillende RAID-niveaus één of meerdere van deze technieken.
RAID wordt doorgaans gebruikt op servers, maar kan ook op workstations worden ingezet, bijvoorbeeld bij systemen voor video- en audiomontage.

Vaak gebruikte RAID-terminologie

Het bewerken en recupereren van RAID-data vereist specifieke methodes en knowhow die maar weinig bedrijven kunnen bieden.  De ingenieurs van Ontrack Data Recovery kunnen gegevens recupereren op de volgende systemen:

• RAID : een technologie waarmee twee of meerdere harde schijven worden gebruikt in verschillende configuraties om betere prestaties te verkrijgen, een betere betrouwbaarheid en een grotere capaciteit dankzij het samenbrengen van schijven en pariteitsberekeningen.

• Pariteit : een wiskundige berekening waarmee schijven in een RAID-opstelling defect kunnen raken zonder gegevens te verliezen. De meest duidelijke samenvatting is : A +B = C. U kunt eender welke letter hier vervangen en zijn waarde afleiden van de twee overblijvende letters. Als we bijvoorbeeld B schrappen uit de vergelijking: A+ ? = C, dan is de waarde van B = C – A door A te verplaatsen. Dit is natuurlijk een erg simplistische voorstelling van pariteit. Indien men het mechanisme achter RAID volledig wil begrijpen moet men tot op binair niveau gaan,

• Mirroring : de gegevens van een of meerdere schijven worden gekopieerd naar minstens één andere fysieke schijf.

• Striping : de gegevens en de pariteit kunnen naar verschillende schijven worden geschreven.  Aan de hand van de onderstaande afbeelding is duidelijk dat de gegevens worden weggeschreven naar de schijven in een opeenvolgende volgorde tot aan de laatste schijf, ze schrijven dus eerst een eerste band (stripe) op een eerste schijf vol en vervolgens een tweede band op een tweede schijf.

  

• Block : een blok is een ruimte op elke schijf waarin gegevens worden geschreven. De capaciteit van zo een ruimte is doorgaans tussen de 256KB en 16 MB, bepaald door de RAID-controller.

  

• Links/rechtssymmetrie : de herverdeling van de gegevens en de pariteit op de schijven worden bepaald door de symmetrie van de RAID.  Naargelang de fabrikant worden 4 hoofdtypes voor symmetrie gebruikt. Bepaalde bedrijven maken zelf een symmetrietype volgens hun eigen behoefte. Zie RAID 5 voor meer informatie over symmetrie.

• Hot Spare : om het hoofd te bieden aan mogelijke storingen van RAID-schijven bestaan verschillende methodes, waaronder het gebruik van een noodschijf (een wisselschijf die actief wordt wanneer er zich een probleem voordoet op een andere schijf).

• Gedegradeerde modus : als een RAID-eenheid niet meer leesbaar is, wordt de schijf defect beschouwd en weggehaald uit de RAID. De nieuwe gegevens en de pariteit worden dan op de andere schijven van de RAID geschreven. Wanneer gegevens worden opgevraagd uit de defecte schijf, worden die gegevens gekopieerd dankzij de pariteit op de andere schijven.  De prestaties van de RAID zijn in dat geval wel gestoord, vandaar de naam 'gedegradeerde modus'.