Thema configurator

  • Momenteel werken we aan deze website en het vullen van content.

Wat is RAID? De voor- en nadelen van 15 RAID-configuraties!

Opslagruimte is essentieel met de toenemende hoeveelheid data. Games kunnen tegenwoordig honderden gigabytes aan opslagruimte vereisen, terwijl een Blu-ray 4K HD-film wel 70 tot 80 gigabytes kan innemen. Zelfs de HDR-foto's en -video's die we met onze mobiele telefoons maken, nemen veel opslagruimte in beslag.

We kopen meestal een extra harde schijf als we onvoldoende opslagruimte hebben. Echter, wanneer we meerdere harde schijven hebben, kunnen we problemen ondervinden met schijfpartities. Voor belangrijke gegevens is het soms nodig om handmatig back-ups te maken naar een andere harde schijf om de gegevensbeveiliging te verbeteren.

Hoe kunnen we meerdere harde schijven optimaal benutten? Met RAID kunnen we meerdere harde schijven gebruiken om de opslagcapaciteit en de gegevensbeveiliging te vergroten.

Wat is RAID?

RAID (redundant array of inexpensive disks), een technologie die in 1988 werd voorgesteld door prof. DA Patterson uit Berkeley, Californië, staat bekend als een redundante reeks onafhankelijke schijven.

RAID is een combinatie van meerdere onafhankelijke schijven tot één grote schijfgroep. De individuele schijven gebruiken de optelsom van de gegenereerde gegevens om de prestaties van het gehele schijfsysteem te verbeteren, en redundante gegevensopslag verhoogt de fouttolerantie.

Kortom, het biedt vele voordelen doordat het meerdere onafhankelijke harde schijven combineert tot één grote harde schijfgroep, waardoor de lees- en schrijfsnelheden aanzienlijk worden verhoogd en gegevensbescherming wordt geboden.

RAID kent verschillende niveaus en varianten, waaronder RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID 6, RAID F1, RAIDZ, JBOD, SHR, SHR2 en hybride RAID.

Wat is RAID?

Soorten RAID ( fysieke RAID-configuraties )

RAID kan worden onderverdeeld in twee hoofdcategorieën: hardware-RAID en software-RAID.

Hardware RAID

Hardware-RAID bestaat in twee vormen. Een externe RAID-behuizing is bijzonder duur en wordt meestal gebruikt voor bedrijfsopslag. Een andere vorm is het toevoegen van een RAID-controllerkaart aan de computer.

hardware raid


RAID-controllerkaarten bieden hogere snelheden en meer stabiliteit dankzij de cache op de kaart, wat de lees- en schrijfsnelheden kan verbeteren. De stabiliteit wordt verder vergroot doordat hoogwaardige controllerkaarten zijn uitgerust met batterijen. De batterij van de controllerkaart zorgt ervoor dat de gegevens naar de harde schijf worden geschreven voordat de stroom uitvalt, waardoor de gegevensbeveiliging wordt gewaarborgd. Nieuwe controllerkaarten zijn duurder dan oudere kaarten, waardoor ze geschikt zijn voor mensen met een beperkt budget.

hardware RAID - RAID-controllerkaart


Ondanks de vele voordelen van hardware-RAID, is er één potentiële valkuil die we moeten vermijden: de RAID-functie die standaard op het moederbord aanwezig is. Deze functie kan namelijk verloren gaan bij een probleem met het moederbord, zoals een mislukte overklokpoging of een lege batterij. De RAID-functionaliteit van een moederbord is bovendien niet te vergelijken met het tweede type RAID: software-RAID.

Software RAID

Software RAID is het gebruik van software om RAID te simuleren. Vroege RAID-versies waren niet erg stabiel en de snelheid lag niet zo hoog als bij hardware RAID. Door de voortdurende optimalisatie van de technologie is het prestatieverschil tussen software RAID en hardware RAID echter niet meer zo groot. Software RAID is een populaire keuze voor veel NAS-apparaten voor thuisgebruik.

software raid


RAID-niveaus

RAID-niveaus beginnen bij 0 en lopen door tot 7. Laten we beginnen met RAID 0. Stel je harde schijven voor als emmers en lees-/schrijfoperaties als het vullen van deze emmers met water. Deze analogie maakt RAID gemakkelijker te begrijpen.

Wat is RAID 0?

Korte feiten over RAID 0
Pluspunten : Snelle lees-/schrijfsnelheden (geen willekeurige lees-/schrijfsnelheden); benut de volledige schijfruimte
Nadelen : Geen gegevensbescherming
Tip : RAID 0 kan niet worden gebruikt voor het opslaan van belangrijke gegevens.

De lees-/schrijfsnelheid wordt beperkt door de interface van de harde schijf wanneer er slechts één harde schijf is, vergelijkbaar met de grootte van een emmer die de snelheid van het vullen met water beperkt. Je kunt beide emmers tegelijk vullen met water, en de lees-/schrijfsnelheid is dan twee keer zo hoog als met één harde schijf. Dit is het RAID 0-opslagniveau.

RAID 0 combineert twee of meer schijven tot één grote logische schijf met een totale capaciteit die gelijk is aan de capaciteit van alle afzonderlijke harde schijven. Wanneer gegevens worden geschreven, worden ze gesegmenteerd en op aparte schijven opgeslagen, waardoor meerdere schijven tegelijkertijd lees- en schrijfbewerkingen kunnen uitvoeren.

RAID 0 heeft, ondanks de hoogste snelheid en grootste capaciteit, een groot nadeel. De uitstekende snelheid gaat ten koste van redundantie en fouttolerantie. Alle gegevens gaan verloren en zijn niet meer te herstellen als een van de harde schijven in de array beschadigd raakt. Omdat de gegevens in segmenten zijn opgeslagen, zal schade aan een van de harde schijven leiden tot onvolledig gegevensherstel. Daarom wordt het afgeraden om RAID 0 te gebruiken voor het opslaan van belangrijke gegevens.


Wat is RAID 0?


Wat is RAID 1?

Korte feiten over RAID 1
Voordelen : Hoge beveiliging, geen gegevensverlies, zelfs niet als een van de schijven beschadigd raakt.
Nadelen : Lage schijfbenutting, geen toename in schrijfsnelheden

Welke RAID-configuratie is geschikt voor het opslaan van belangrijke gegevens? RAID 1 is de veiligste, waarbij twee harde schijven elkaars spiegelbeeld gebruiken om dezelfde gegevens op elke schijf op te slaan. Alle gegevens kunnen worden gelezen zolang een van de harde schijven in de array niet beschadigd raakt. RAID 1 heeft dezelfde leessnelheid als RAID 0, maar de leessnelheid kan toenemen als er meerdere harde schijven worden gebruikt. De schrijfsnelheid blijft echter gelijk aan die van een enkele harde schijf en kan niet worden verhoogd.

Een beschadigde harde schijf in een RAID 1-configuratie kan worden losgekoppeld, waarna de array de gegevens automatisch herstelt naar de nieuw geplaatste harde schijf. Dit proces staat bekend als het herbouwen van de array.

Het probleem met RAID 1 is de relatief lage prijs-prestatieverhouding . Zelfs als je 100 harde schijven in RAID 1 gebruikt, is de uiteindelijke capaciteit slechts gelijk aan de capaciteit van één harde schijf. Als de grootte van elke harde schijf verschilt, zal de uiteindelijke capaciteit gebaseerd zijn op de capaciteit van de kleinste harde schijf. De algehele benutting van RAID 1 is het laagst van alle RAID-niveaus. RAID 0 en RAID 1 kunnen worden beschouwd als twee uitersten, waarbij RAID 0 ultrasnelle snelheden biedt en RAID 1 ultrabeveiligd is.

Als je de capaciteit en beveiliging wilt verhogen, maar snelheid geen prioriteit heeft, kun je RAID 2, 3, 4, 5 of 6 overwegen.

Wat is RAID 1?

RAID 2/RAID 3/RAID 4 (zelden gebruikte RAID-niveaus)

RAID 2, 3 en 4 zijn ontworpen voor specifieke toepassingen, maar worden zelden gebruikt en veel controllerkaarten ondersteunen deze niveaus niet vanwege diverse tekortkomingen.

Wat is RAID 2?

RAID 2 vereist minimaal drie harde schijven. Bij het lezen en schrijven van gegevens is het nodig om de gegevens in realtime te coderen en de gesegmenteerde gegevens naar verschillende harde schijven te schrijven. De totale hoeveelheid verkregen gegevens zal groter zijn dan de oorspronkelijke hoeveelheid. Bovendien vereist RAID 2 realtime controle van de gegevenssommen tijdens lees- en schrijfbewerkingen. De hardwarebelasting is hoger omdat het gebruikte controlesomalgoritme complexer is.

Wat is RAID 2?

Wat is RAID 3?

RAID 3 vereist minimaal drie harde schijven en heeft een relatief lage hardwarebelasting dankzij eenvoudigere algoritmen. Tijdens lees- en schrijfbewerkingen worden gegevens in segmenten naar verschillende harde schijven geschreven, terwijl de checksums apart op een andere harde schijf worden opgeslagen. De checksum van een schijf moet echter bij elke lees- en schrijfbewerking worden geraadpleegd, omdat deze bij langdurige, zware belasting gemakkelijk beschadigd raakt. Gegevens kunnen niet worden hersteld wanneer de checksum van een schijf beschadigd is.

Wat is RAID 3?

Wat is RAID 4?
RAID 4 is vergelijkbaar met RAID 3, maar de gegevens worden op een andere manier gesegmenteerd. RAID 4 slaat ook pariteitsgegevens op een aparte harde schijf op. In tegenstelling tot RAID 3 worden gegevens in RAID 4 gesegmenteerd in blokken, waarvan de grootte door het systeem wordt bepaald en die meestal veel groter is dan een bit. Hierdoor is het schrijven van kleine bestanden sneller in RAID 4 dan in RAID 3. De kans op gegevensherstel bij een beschadigde schijf zonder checksum is echter kleiner dan bij RAID 3. Zowel RAID 3 als RAID 4 kunnen geen gegevens herstellen wanneer de checksum van een schijf beschadigd is.

Wat is RAID 4?

Wat is RAID 5 (veelgebruikt)?

RAID 5 is vergelijkbaar met RAID 3, met als verschil dat RAID 3 pariteitsgegevens op één harde schijf opslaat, terwijl RAID 5 de pariteitsgegevens over meerdere harde schijven verspreidt. Gegevens op andere harde schijven en de checksum kunnen samenwerken voor gegevensherstel wanneer één harde schijf beschadigd raakt, in tegenstelling tot RAID 3 waar een beschadigde checksum ervoor zorgt dat de hele array uitvalt.

Wat is RAID 5?


RAID 5 vereist minimaal drie harde schijven. Een derde van de ruimte wordt gebruikt voor het opslaan van redundante informatie, oftewel checksums, terwijl twee derde wordt gebruikt voor de opslag van onbewerkte data. De leessnelheid van RAID 5 is vergelijkbaar met die van RAID 0, maar de schrijfsnelheid is mogelijk niet zo hoog. De data en checksums op de andere harde schijven kunnen echter worden gebruikt voor volledig dataherstel, zelfs als een van de harde schijven in de array beschadigd raakt, omdat een derde van de ruimte wordt gebruikt voor het opslaan van checksums. Daarom is RAID 5 veiliger dan RAID 0.

In een bedrijfsomgeving wordt RAID 5 vaak overwogen als opslagsysteem voor bestandsservers. Een bestandsserver is de centrale opslagplaats voor alle gedeelde bestanden van het bedrijf, zoals bedrijfsdocumenten, financiële rapporten en projectbestanden. Het is essentieel dat deze bestanden te allen tijde toegankelijk zijn voor geautoriseerde medewerkers. Het vermogen van RAID 5 om te herstellen van een defecte schijf maakt het een aantrekkelijke keuze voor bestandsservers. Wanneer een harde schijf in de RAID 5-array van de bestandsserver uitvalt, kan de server blijven functioneren en toegang bieden tot de meeste bestanden terwijl de array wordt hersteld.

RAID 5 biedt een hogere beveiliging, maar heeft ook nadelen. Ten eerste is de kans zeer klein dat een mechanische harde schijf een onherstelbare leesfout (URE) tegenkomt tijdens het lezen van gegevens; dit kan eens per 12 TB aan gegevens voorkomen. Bij RAID 5 is slechts één URE-fout voldoende om te concluderen dat er iets mis is met de gegevens, waarna het systeem de array opnieuw opbouwt.

Meerdere herstelprocessen kunnen ertoe leiden dat de harde schijven gedurende lange perioden onder hoge belasting werken. Als de schijven tegelijkertijd zijn aangeschaft en één schijf defect raakt, kan de toestand van de andere schijven ook instabiel worden, wat tot verdere schade aan de schijven kan leiden.


Omdat bij RAID 5 slechts één harde schijf beschadigd kan raken, gaan de gegevens verloren als een andere harde schijf beschadigd raakt tijdens het herstelproces. Het gebruik van RAID 5 wordt afgeraden, omdat het een lage succesratio heeft bij het herstellen van arrays en een slechte beveiliging biedt in vergelijking met RAID 6.

RAID-niveaus zijn een essentiële factor bij de keuze van een opslagoplossing. Voor NAS-apparaten, of het nu een configuratie met 2 of 4 schijfposities betreft, moet de juiste RAID-configuratie worden overwogen. Inzicht in deze belangrijke factoren helpt u een weloverwogen beslissing te nemen. Ontdek de details van NAS-opslagopties met 2 en 4 schijfposities .

Wat is RAID F1 (minder gangbaar)?

RAID F1 heeft een array-indeling gebaseerd op RAID 5 en is ontworpen voor solid-state drives (SSD's). RAID F1 is geoptimaliseerd voor de schrijfslijtage van SSD's en slaat checksums op in één SSD om het aantal schrijfbewerkingen naar andere SSD's te minimaliseren. Het systeem ondersteunt automatische gegevensoverdracht wanneer de SSD de schrijflimiet nadert. RAID F1 is echter doorgaans niet toegankelijk voor het grote publiek vanwege de hoge prijzen van SSD's.

Wat is RAID 6 (veelgebruikt)?

RAID 6 en RAID 5 zijn twee veelvoorkomende RAID-niveaus. In vergelijking met RAID 5 voegt RAID 6 redundante schijfruimte toe voor pariteitsgegevens en vereist minimaal vier harde schijven.

RAID 6 biedt een hoge gegevensbeveiliging omdat er twee verschillende checksum-algoritmes worden gebruikt, waardoor volledig gegevensherstel gegarandeerd is, zelfs als twee harde schijven beschadigd raken. RAID 5 is in vergelijking minder veilig. Het aantal checksums in RAID 6 is echter twee keer zo groot als in RAID 5, omdat RAID 6 twee checksum-algoritmes gebruikt die rekenintensiever zijn. Dit betekent dat RAID 6 niet zo snel kan lezen of schrijven als RAID 5.

Wat is RAID 6?

Hybride RAID

Bent u niet tevreden met RAID 0 tot 6 en wilt u weten of er RAID-typen bestaan die de voordelen van alle niveaus combineren? Lees dan verder voor meer informatie over hybride RAID.

RAID 10

RAID 10 is de meest voorkomende hybride RAID-configuratie. Door de RAID 1- en RAID 0-modi te combineren, garandeert RAID 10 gegevensbeveiliging en verhoogt het de lees- en schrijfsnelheden aanzienlijk, maar de beschikbare capaciteit is slechts de helft van de totale capaciteit.

RAID 10 vereist minimaal vier harde schijven, waarvan er twee worden gebruikt voor RAID 1 en twee voor RAID 0.

RAID 50 en RAID 60

Naast RAID 10 bestaan er ook RAID 50 en RAID 60 arrays. RAID 50 is een combinatie van RAID 5 en RAID 0. RAID 5 gebruikt gegevens en pariteitsinformatie op meerdere harde schijven en combineert deze schijven tot een grote, gestreepte opslagruimte met behulp van RAID 0, waardoor de opslagcapaciteit en de lees-/schrijfprestaties worden verbeterd. RAID 60 is een combinatie van RAID 6 en RAID 0 en hanteert een vergelijkbare aanpak om de opslagcapaciteit en lees-/schrijfprestaties te verhogen, terwijl het tegelijkertijd betere gegevensredundantie en -beveiliging biedt.

JBOD (ongebruikelijk)

JBOD, wat staat voor Just a Bunch of Disks (slechts een hoop schijven), maakt gebruik van een speciaal dataopslagmodel. Bij JBOD worden gegevens sequentieel op schijven opgeslagen, te beginnen met de eerste schijf. Slechts één enorme partitie met de capaciteit van alle harde schijven is zichtbaar in het systeem. Gegevens worden echter ontoegankelijk als een van de harde schijven uitvalt. Erger nog, de hele array valt uit als de eerste harde schijf beschadigd raakt, omdat dit de enige opslaglocatie is voor datasegmentatie.

Het voordeel van JBOD is dat het meerdere harde schijven als één geheel behandelt, waarbij de totale capaciteit van de schijven beschikbaar is. Bovendien wordt er per schrijfbewerking slechts één schijf gebruikt. Dit betekent dat de andere schijven inactief zijn tijdens lees- en schrijfbewerkingen en dat overbelasting geen schade veroorzaakt. JBOD kent echter ook aanzienlijke nadelen. De gegevensbeveiliging is relatief laag, aangezien het uitvallen van een harde schijf tot gegevensverlies kan leiden. Ten tweede zijn de lees- en schrijfsnelheden nog niet verbeterd en blijven ze gelijk aan die van een enkele harde schijf. Daarom wordt JBOD niet aanbevolen voor toepassingen die hoge eisen stellen aan gegevensbeveiliging en lees-/schrijfprestaties.

Unraid (Zeldzaam)

Unraid is een op Linux gebaseerd besturingssysteem, vergelijkbaar met JBOD, en ondersteunt gegevensredundantie. In Unraid kunnen één of twee harde schijven worden geconfigureerd voor gegevensverificatie. Een grotere capaciteit is vereist om gegevens te kunnen herstellen als één of twee harde schijven uitvallen.

Unraid biedt een handige manier om de opslagcapaciteit uit te breiden, omdat gebruikers alleen een nieuwe harde schijf in het systeem hoeven te plaatsen om de opslagruimte te vergroten. Zelfs als meerdere harde schijven defect raken, gaan alleen de gegevens op de beschadigde schijf verloren. De andere schijven in de array blijven gewoon functioneren.

Unraid heeft echter twee grote nadelen die het gebruik ervan beperken. Ten eerste is het betaald, met prijzen variërend van 59 tot 129 euro, wat relatief goedkoop is. Net als JBOD heeft Unraid lagere schrijfsnelheden omdat de extra checksum-bewerking de schrijftijd verlengt. Sterker nog, de schrijfsnelheden van Unraid kunnen zelfs lager zijn dan die van JBOD, de traagste van alle arrays.

Desondanks biedt Unraid veel opslagruimte, waardoor het ideaal is voor gebruikers die geen hoge prestaties nodig hebben.

SHR (Synology Hybrid RAID)

Synology Hybrid RAID (SHR) is een unieke arraymodus, met name voor nieuwe gebruikers die nog niet bekend zijn met RAID-arrays. SHR kan automatisch de juiste RAID-modus bepalen en gebruiken op basis van het aantal en de capaciteit van de harde schijven.

Bij SHR wordt standaard de capaciteit van één harde schijf gebruikt om verificatiegegevens op te slaan. Als elke harde schijf dezelfde capaciteit heeft en er slechts één harde schijf wordt gebruikt, is SHR vergelijkbaar met een normale harde schijf zonder gegevensbescherming. Bij gebruik van twee harde schijven neemt SHR een modus aan die lijkt op RAID 1. Bij gebruik van drie harde schijven is SHR vergelijkbaar met RAID 5. SHR 2 slaat checksums op in twee harde schijven en vereist vier harde schijven, vergelijkbaar met RAID 6.

Met SHR is het eenvoudig om één naar twee redundante schijfarrays te upgraden, wat meer flexibiliteit biedt dan conventionele RAID. Gegevensherstel is echter alleen mogelijk in GroupHi, aangezien SHR een speciale modus voor GroupHi is. Voor gegevensherstel is gespecialiseerde software nodig, omdat harde schijven in andere computers mogelijk niet direct gegevens kunnen lezen. Dergelijke software kent echter wel bepaalde beperkingen bij gegevensherstel.

RAID Z

RAID Z is een software-RAID gebaseerd op het ZFS-systeem. ZFS is een 128-bits bestandssysteem dat geavanceerde functies ondersteunt, waaronder:
  • De mogelijkheid om opslagruimte te creëren over meerdere harde schijven.
  • Overschreven bestanden kunnen nog steeds worden hersteld.
  • Snapshots bewaren de originele systeembestanden en houden tegelijkertijd wijzigingen bij (een krachtige snapshotfunctie).
  • Controlesommen corrigeren automatisch fouten tijdens het lezen van gegevens.
RAID Z is een van de kenmerken van ZFS, waarbij geen extra software of hardware nodig is om RAID te realiseren. Er zijn drie typen RAID Z: RAID Z1, RAID Z2 en RAID Z3.
  • RAID Z1 : Net als bij RAID 5 worden twee harde schijven gebruikt voor gegevensopslag en één schijf voor het uitvoeren van een schijfcontrole;
  • RAID Z2 : Net als bij RAID 6 worden twee harde schijven gebruikt voor de opslag van gegevens en twee pariteitsschijven;
  • RAID Z3 : Biedt het hoogste beveiligingsniveau, met twee harde schijven voor gegevensopslag en drie pariteitsschijven.
In combinatie met de functies van ZFS is RAID Z een uitstekende optie. RAID Z heeft echter ook enkele nadelen, waaronder een hoog geheugenverbruik. ZFS heeft veel geheugen nodig voor caching; elke TB aan ruimte kan het beste overeenkomen met 1 GB geheugen, anders zal de prestatie eronder lijden. Het wordt aanbevolen om te beginnen met minimaal 8 GB. Het is ook essentieel om foutcorrectiegeheugen te gebruiken, anders is de kans op datafouten erg klein.

Het tweede nadeel is de uitbreidingsmogelijkheid van de capaciteit. Er moet een extra groep van maximaal zes harde schijven worden toegevoegd als er een derde harde schijf is toegevoegd aan een RAID Z1-configuratie. Dit is niet zo handig als RAID 5 en RAID 6, waarbij een nieuwe harde schijf kan worden gebruikt om de capaciteit uit te breiden.
 
Terug
Naar boven