RAID là gì? Tìm hiểu các loại RAID và cách triển khai chi tiết từ A-Z

RAID là công nghệ kết hợp nhiều ổ cứng thành một hệ thống lưu trữ, giúp tăng tốc độ truy xuất dữ liệu, bảo vệ an toàn thông tin và cải thiện hiệu suất tổng thể. Với những ưu điểm vượt trội trong việc lưu trữ và bảo mật dữ liệu, RAID ngày càng được sử dụng rộng rãi trong doanh nghiệp và cá nhân. Để tìm hiểu chi tiết về RAID là gì, các loại RAID phổ biến và cách triển khai hiệu quả, mời bạn đọc tiếp bài viết mà mình sắp chia sẻ dưới đây.

Điểm chính cần nắm

• RAID là gì: RAID (Redundant Arrays of Independent Disks) là công nghệ ghép nhiều ổ đĩa cứng vật lý thành một hệ thống, tăng hiệu suất đọc/ghi, truy xuất dữ liệu và đảm bảo an toàn dữ liệu.
• Lịch sử phát triển RAID: RAID được phát triển năm 1987 tại Đại học California, Berkeley, nhằm ghép các ổ đĩa nhỏ thành hệ thống dung lượng lớn. Hội đồng RAB (1992) đã định hướng, thiết lập tiêu chuẩn và phân loại cấp độ RAID.
• Tổ chức của RAID: RAID được tổ chức theo hai khía cạnh: cách tổ chức dữ liệu (stripe, mirror, parity, hoặc kết hợp) và cài đặt thực thi cụ thể, được triển khai qua phần cứng hoặc phần mềm.
• 3 Phương thức lưu trữ dữ liệu trong RAID: RAID sử dụng ba phương thức lưu trữ chính: Striping (phân tán dữ liệu qua nhiều ổ), Mirroring (sao chép dữ liệu để đảm bảo dự phòng), và Parity (lưu trữ thông tin kiểm tra để khôi phục dữ liệu).
• Các loại RAID theo từng cấp độ: Giới thiệu, ưu nhược điểm từng loại RAID gồm: RAID 0 (phân tán dữ liệu, tăng hiệu suất, không chịu lỗi), RAID 1 (sao chép dữ liệu, tăng an toàn, không tăng dung lượng), RAID 0+1 (kết hợp hiệu suất và an toàn), RAID 2 (mã hóa Hamming, ít phổ biến),…
• Các trường hợp cần sử dụng RAID: RAID được áp dụng để khôi phục dữ liệu lớn, đảm bảo tính liên tục trong hoạt động doanh nghiệp, xử lý tệp lớn, cải thiện hiệu suất hệ thống, tăng cường I/O, và tiết kiệm chi phí với ổ đĩa giá rẻ.
• Hướng dẫn triển khai RAID: RAID phần mềm được cấu hình qua hệ điều hành với chi phí thấp, phù hợp hệ thống nhỏ; RAID phần cứng sử dụng bộ điều khiển chuyên dụng, hiệu suất cao, dành cho hệ thống lớn.
• Điều kiện chạy RAID: Để chạy RAID, cần chọn cấp độ RAID phù hợp, sử dụng phần cứng tương thích, và thực hiện cài đặt đúng quy trình.
• Ưu và nhược điểm của RAID: RAID tăng hiệu suất, tiết kiệm chi phí và đảm bảo tính khả dụng dữ liệu, nhưng gặp hạn chế về chi phí triển khai, rủi ro hỏng đồng loạt, thời gian tái thiết lâu và dễ bị lỗi khi thay thế ổ đĩa.
• RAID và Backup: RAID bảo vệ dữ liệu khỏi lỗi ổ đĩa nhưng không thay thế backup. Backup đảm bảo an toàn trước mất điện, thảm họa, trộm cắp, lỗi người dùng, và giúp khôi phục dữ liệu bị xóa hoặc hỏng.
• Nhà cung cấp công nghệ RAID: Các nhà cung cấp RAID phổ biến bao gồm Asus, Broadcom, Dell EMC, EUROstor, Gigabyte, JWIPC, Supermicro, và Synology, tích hợp nhiều cấp độ RAID trong các sản phẩm lưu trữ hiện đại.
• Tương lai của RAID: Dù đối mặt với sự thay thế từ erasure coding, SSD và hạ tầng siêu hội tụ, RAID vẫn phát triển nhờ hỗ trợ ổ dung lượng cao, bộ điều khiển hiện đại, ứng dụng AI, và tối ưu hóa năng lượng để cải thiện hiệu suất và bảo mật.
• Vietnix: Dịch vụ VPS uy tín: Vietnix cung cấp VPS tốc độ cao, ổn định, bảo mật vượt trội và hỗ trợ 24/7, đáp ứng nhu cầu từ cá nhân đến doanh nghiệp với công nghệ hiện đại và dịch vụ chuyên nghiệp, đảm bảo hiệu quả và an tâm cho khách hàng.
• Giải đáp các câu hỏi thường gặp liên quan đến RAID là gì: Giúp bạn có thể hiểu và nắm bắt được khái niệm, các cấp độ RAID, lợi ích, hạn chế, cách triển khai cũng như cách chọn giải pháp RAID phù hợp với nhu cầu của mình.

RAID là gì?

RAID là viết tắt của Redundant Arrays of Independent Disks một hình thức ghép nhiều ổ đĩa cứng vật lý thành một hệ thống ổ đĩa cứng có chức năng gia năng khả năng đọc/ghi và truy xuất dữ liệu từ đĩa cứng. Nhằm tăng thêm sự an toàn của dữ liệu chứa trên hệ thống đĩa hoặc kết hợp cả hai yếu tố trên.

Các đĩa có thể được kết hợp thành mảng theo nhiều cách khác nhau được gọi là cấp RAID. Mỗi cấp độ RAID có các đặc điểm riêng về:

• Fault-tolerance (Khả năng chịu lỗi): Là khả năng tồn tại của một hoặc vài lỗi đĩa.
• Performance (Hiệu suất): Cho thấy sự thay đổi tốc độ đọc và ghi của toàn bộ mảng so với một đĩa đơn.
• The capacity of the array (Dung lượng của ổ đĩa): Được xác định bởi lượng dữ liệu người dùng có thể được ghi vào ổ đĩa. Dung lượng ổ đĩa phụ thuộc vào cấp độ RAID và không phải lúc nào cũng khớp với tổng kích thước của các đĩa thành viên RAID. Để tính toán dung lượng của loại RAID cụ thể và một bộ đĩa thành viên. Bạn có thể sử dụng  RAID calculator trực tuyến miễn phí.

Lịch sử phát triển của RAID

RAID được phát triển lần đầu tiên vào năm 1887 tại trường Đại học California tại Berkeley (Hoa Kỳ) với đặc điểm chỉ ghép các phần đĩa cứng nhỏ hơn thông qua phần mềm để tạo ra một hệ thống đĩa dung lượng lớn hơn thay thế cho các ổ cứng dung lượng lớn hồi đó.

Tuy hiện tại không còn tồn tại, nhưng Hội đồng tư vấn phát triển RAID (RAB) được thành lập năm 1992 để định hướng và lập ra các tiêu chuẩn, định dạng cho RAID. RAB đã phân loại cho RAID (level), các tiêu chuẩn phần cứng sử dụng RAID.

Tổ chức của RAID

Hai khía cạnh độc lập được phân biệt rõ ràng trong tổ chức RAID.

• Việc tổ chức dữ liệu trong mảng (Các kỹ thuật lưu trữ RAID: stripe, mirror,parity, kết hợp chúng).
• Thực hiện từng cài đặt RAID cụ thể – phần cứng hoặc phần mềm.

Cấu hình RAID thường sử dụng một số phương thức chính để lưu trữ dữ liệu như sau:

1. Striping

Striping là phương pháp chia dữ liệu thành các phần nhỏ với kích thước xác định, sau đó các phần này được ghi lên các ổ đĩa RAID theo từng luồng. Phương pháp này giúp cải thiện hiệu suất hệ thống một cách đáng kể. Tuy nhiên, nó không cung cấp khả năng bảo vệ dữ liệu, vì vậy nếu một ổ đĩa gặp sự cố, dữ liệu sẽ bị mất hoàn toàn.

2. Mirroring

Mirroring là kỹ thuật lưu trữ dữ liệu bằng cách tạo ra các bản sao giống hệt nhau và phân phối những bản sao này lên tất cả các ổ đĩa thành viên trong RAID. Phương pháp này đảm bảo dữ liệu luôn được an toàn, ngay cả khi một ổ đĩa bị hỏng. Đây là lựa chọn lý tưởng cho các hệ thống yêu cầu độ tin cậy dữ liệu cao.

3. Parity

Parity là phương pháp lưu trữ sử dụng các tính toán phức tạp để tạo ra các giá trị tổng kiểm tra từ các khối dữ liệu. Những giá trị này được dùng để kiểm tra và khôi phục dữ liệu trong trường hợp một ổ đĩa bị lỗi. Nhờ vậy, Parity giúp tăng cường khả năng chịu lỗi, đồng thời cân bằng giữa hiệu suất và mức độ an toàn của hệ thống RAID.

RAID được RAB chia thành 7 cấp độ (level), mỗi cấp độ có những đặc tính riêng và hầu hết chúng được xây dựng từ hai cấp độ cơ bản là RAID 0 và RAID 1.

1. RAID 0

RAID 0 – dựa trên kỹ thuật striping. Mức RAID này không cung cấp khả năng chịu lỗi nhưng tăng hiệu năng hệ thống (tốc độ đọc và ghi cao). RAID 0 cần ít nhất 2 ổ đĩa (có thể sử dụng 1 ổ đĩa). Tổng quát ta có n đĩa (n>=2) và các đĩa là cùng loại. Dữ liệu sẽ được chia ra thành nhiều phần bằng nhau. Ví dụ có 2 ổ cứng 80GB thì hệ thống ổ đĩa sẽ là 160GB.

• Ưu điểm: Tăng tốc độ đọc/ghi ổ đĩa, mỗi đĩa chỉ cần đọc/ghi 1/n lượng dữ liệu yêu cầu.
• Nhược điểm: Tính an toàn thấp vì nếu một đĩa hư thì dữ liệu trên tất cả các đĩa còn lại sẽ không còn sử dụng được.
• Sử dụng lý tưởng: RAID 0 lý tưởng cho việc lưu trữ dữ liệu không quan trọng cần được đọc / ghi ở tốc độ cao. Chẳng hạn như trên chỉnh sửa hình ảnh hoặc video.

2. RAID 1

RAID 1 – sử dụng kỹ thuật mirroring, tăng tốc độ đọc trong một số trường hợp. Và cung cấp khả năng chịu lỗi khi mất không quá một đĩa thành viên. Đây là RAID cơ bản nhất có khả năng đảm bảo an toàn dữ liệu. Cũng giống như RAID 0, thì RAID 1 cũng yêu cầu 2 ổ đĩa cứng để làm việc. Dữ liệu sẽ được ghi vào 2 ổ đĩa giống nhau (Mirroring) và nếu một ổ đĩa gặp trục trặc thì ổ đĩa còn lại vẫn làm việc và hoạt động bình thường.

Người dùng có thể thay thế ổ đĩa bị hỏng mà không cần quá lo lắng đến vấn đề thông tin bị mất. Với RAID 1 thì hiệu năng không phải là yếu tố hàng đầu nên không có gì ngạc nhiên khi không phải là lựa chọn cho những người yêu thích về tốc độ. Tuy nhiên, đối với những người quản trị mạng hoặc người quản lý nhiều thông tin thì RAID 1 là thứ không thể thiếu. Dung lượng cuối cùng của hệ thống RAID 1 sẽ bằng dung lượng của ổ đơn.

Ví dụ: 2 ổ cứng 80GB chạy RAID 1 sẽ cho hệ thống nhìn thấy duy nhất một ổ RAID 80GB.,

• Ưu điểm: RAID 1 cung cấp tốc độ đọc tuyệt vời và tốc độ ghi có thể so sánh với tốc độ của một ổ đĩa duy nhất. Trong trường hợp một ổ đĩa bị lỗi, dữ liệu không cần phải được xây dựng lại. Chỉ cần sao chép chúng vào ổ đĩa drive thay thế.
• Nhược điểm: Dung lượng lưu trữ hiệu quả chỉ bằng một nửa tổng dung lượng drive. Vì tất cả dữ liệu đều được ghi hai lần. Các giải pháp phần mềm RAID 1 không phải lúc nào cũng cho phép hoán đổi nhanh ở drive bị lỗi. Điều đó có nghĩa là drive bị lỗi chỉ có thể được thay thế sau khi tắt nguồn máy tính mà nó được gắn vào. Đối với các server được sử dụng đồng thời bởi nhiều người, điều này có thể không được chấp nhận. Các hệ thống như vậy thường sử dụng bộ điều khiển phần cứng hỗ trợ hoán đổi nhanh.
• Sử dụng lý tưởng: RAID-1 lý tưởng cho nhiệm vụ lưu trữ quan trọng, chẳng hạn như cho các hệ thống kế toán. Nó cũng thích hợp cho các server nhỏ, trong đó chỉ có hai drive dữ liệu sẽ được sử dụng.

3. RAID 0+1

RAID 0 + 1 – dựa trên sự kết hợp giữa kỹ thuật striping và mirroring. Cấp độ RAID này kế thừa hiệu năng RAID 0 và khả năng chịu lỗi RAID 1. Chi phí cho hệ thống RAID này là khá đắt vì nó yêu cầu tối thiểu 4 ổ đĩa cứng. Tất cả dữ liệu sẽ được ghi đồng thời lên 4 ổ đĩa với 2 ổ dạng Striping và 2 ổ dạng Mirroring. Dung lượng cuối cùng sẽ bằng 1/2 tổng dung lượng 4 ổ đĩa.

Ví dụ: 4 ổ đĩa 80GB thì dung lượng mà hệ thống thấy được bằng (80*4)/2=160GB.

4. RAID 2

RAID 2 hoạt động khác biệt so với các loại RAID thông thường như stripe hoặc mirror. Hệ thống này chia thành hai nhóm ổ đĩa: một nhóm chứa dữ liệu được phân nhỏ như RAID 0, và nhóm còn lại lưu trữ mã sửa lỗi ECC (Error-Correcting Code) nhằm khắc phục lỗi dữ liệu. Điều này giúp đảm bảo tính chính xác khi đọc dữ liệu.

Điểm mạnh của RAID 2 là khả năng hoạt động ổn định ngay cả khi một ổ đĩa bị lỗi. Tuy nhiên, hệ thống này có hạn chế lớn về chi phí, do yêu cầu bộ điều khiển đặc biệt và số lượng ổ đĩa cần thiết rất lớn – tối thiểu 10 ổ dữ liệu và 4 ổ ECC.

RAID 2 gần như không được sử dụng trong thực tế do chi phí triển khai đắt đỏ và hiệu suất không đáp ứng kỳ vọng, khiến nó trở thành lựa chọn không khả thi trong hầu hết các trường hợp.

5. RAID 5

RAID 5 – sử dụng cả kỹ thuật phân stripe và parity. Cung cấp cải thiện tốc độ đọc như trong RAID 0 xấp xỉ, tồn tại khi mất một đĩa thành viên RAID. Có cơ chế khôi phục dũ liệu, các parity dùng để khổi phục dữ liệu được phân bổ đều trên tất cả các ổ cứng. RAID 5 yêu cầu tối thiểu 3 ổ cứng.

Ví dụ dữ liệu A được phân tách thành 3 phần A1, A2, A3, khi đó dữ liệu được chia thành 3 phần chứa trên các ổ đĩa cứng 0, 1, 2 (giống như RAID 0). Phần ổ đĩa cứng thứ 3 chứa Parity (Ap) của A1, A2, A3 để khôi phục dữ liệu có thể sẽ mất ở ổ đĩa cứng 0, 1, 2.

Dữ liệu B được chia thành B1 B2 B3 và Parity của nó là Bp, theo thứ tự B1 B2 B3 được lưu trữ tại ổ 0 1 3, và Bp được lưu trữ tại ổ 2. Các Parity được lưu trữ tuần tự trên các ổ đĩa cứng. RAID 5 cho phép tối đa có 1 ổ cứng bị chết tại một thời điểm, nếu có nhiều hơn 1 ổ cứng bị chết tại một thời điểm thì toàn bộ dữ liệu coi như mất hết. RAID 5 cũng yêu cầu các ổ cứng tham gia RAID phải có dung lượng bằng nhau.

Dung lượng cuối cùng RAID 5 được tính: (Dung lượng 1 ổ cứng) x [(Số lượng ổ cứng tham gia) – 1].

• Ưu điểm: Các giao dịch dữ liệu đọc rất nhanh trong khi các giao dịch dữ liệu ghi có phần chậm hơn (do parity phải được tính toán). Nếu một drive bị lỗi, bạn vẫn có quyền truy cập vào tất cả dữ liệu. Ngay cả khi drive bị lỗi đang được thay thế và bộ điều khiển lưu trữ rebuild dữ liệu trên ổ đĩa mới.
• Nhược điểm: Lỗi drive có ảnh hưởng đến thông lượng, mặc dù điều này vẫn có thể chấp nhận được. Đây là công nghệ phức tạp. Nếu một trong các đĩa trong mảng sử dụng đĩa 4TB bị lỗi và cần thay thế, việc khôi phục dữ liệu có thể mất một ngày hoặc lâu hơn. Việc này tùy thuộc vào load trên array và tốc độ của bộ điều khiển. Nếu một đĩa khác bị hỏng trong thời gian đó, dữ liệu sẽ bị mất vĩnh viễn.
• Sử dụng lý tưởng: RAID 5 là một hệ thống toàn diện tốt, kết hợp khả năng lưu trữ hiệu quả với khả năng bảo mật tuyệt vời và hiệu suất tốt. Nó lý tưởng cho các server file và ứng dụng có số lượng ổ đĩa dữ liệu hạn chế.

6. RAID 6

RAID 6 giống như RAID 5, nhưng dữ liệu chẵn lẻ (parity) được ghi vào hai ổ đĩa. Điều đó có nghĩa là nó cần ít nhất 4 drive và có thể chịu được 2 drive đồng thời. Tất nhiên, khả năng hai drive bị hỏng vào cùng một thời điểm là rất nhỏ.

Tuy nhiên, nếu một drive trong hệ thống RAID 5 bị chết và được thay thế bằng một drive mới, thì phải mất hàng giờ hoặc thậm chí hơn một ngày để rebuild drive đã hoán đổi. Nếu một drive khác bị chết trong thời gian đó, bạn vẫn mất tất cả dữ liệu của mình. Ở trường hợp thứ hai, với RAID 6, array RAID thậm chí vẫn sẽ tồn tại.

• Ưu điểm: Giống như với RAID 5, các chuyển đổi dữ liệu đọc rất nhanh. Nếu hai drive bị lỗi, bạn vẫn có quyền truy cập vào tất cả dữ liệu. Nngay cả khi các drive bị lỗi đang được thay thế. Vì vậy RAID 6 bảo mật hơn RAID 5.
• Nhược điểm: Ghi dữ liệu chuyển đổi chậm hơn RAID 5 do dữ liệu parity bổ sung phải được tính toán. Một báo cáo từng cho thấy hiệu suất ghi của RAID 6 thấp hơn 20% so với RAID 5. Lỗi drive có ảnh hưởng đến thông lượng, mặc dù điều này vẫn có thể chấp nhận được. Đây là công nghệ phức tạp. Việc rebuild một array có drive bị lỗi có thể mất nhiều thời gian.
• Sử dụng lý tưởng: RAID 6 là một hệ thống toàn diện, kết hợp khả năng lưu trữ hiệu quả với bảo mật tuyệt vời và hiệu suất cao. Nó được ưu tiên hơn RAID 5 trong các server ứng dụng và file mà sử dụng nhiều drive lớn để lưu trữ dữ liệu.

7. JBOD

JBOD viết đầy đủ là “Just a Bunch Of Disks”, không được xếp vào nhóm RAID truyền thống nhưng vẫn có vài nét tương đồng. Hệ thống này cho phép người dùng liên kết nhiều ổ đĩa với nhau thông qua bộ điều khiển RAID, miễn là số lượng ổ nằm trong giới hạn cổng hỗ trợ, để tạo ra một ổ cứng lớn hơn.

Ví dụ, khi ghép các ổ cứng có dung lượng lần lượt 10GB, 20GB và 30GB, bạn sẽ thu được một ổ cứng với tổng dung lượng 60GB. Tuy nhiên, JBOD không cung cấp tính năng bảo vệ dữ liệu hay tăng hiệu suất, mà chỉ đơn giản là mở rộng không gian lưu trữ bằng cách gộp dung lượng ổ đĩa lại.

8. Các loại RAID khác

• RAID1E – sử dụng cả hai kỹ thuật striping và mirroring , có thể tồn tại lỗi của một đĩa thành viên hoặc bất kỳ số lượng đĩa không liền kề nào. Có ba kiểu con của bố cục RAID 1E: near, interleaved, and far. Thêm thông tin và sơ đồ trên trang RAID 1E .
• RAID 5E – một biến thể của bố cục RAID 5. Điểm khác biệt duy nhất là không gian dự phòng. Tích hợp cho phép xây dựng lại một mảng bị lỗi ngay lập tức trong trường hợp đĩa bị lỗi. Đọc thêm trên trang RAID5E .
• RAID 6 – tương tự RAID 5 nhưng sử dụng hai chức năng tương đương khác nhau. Tốc độ đọc giống như trong RAID 5.
• Còn các cấp độ 2,3,4,7 còn tồn tại nhưng không phổ biến. RAID 3 về cơ bản giống như RAID. Nhưng dữ liệu parity luôn được ghi vào cùng một drive).
• Đây chỉ là một giới thiệu đơn giản về hệ thống RAID. Bạn có thể tìm thêm thông tin chuyên sâu trên các trang của Wikipedia.

RAID ổ cứng là gì? Hay công nghệ RAID là gì? Hãy hiểu đơn giản như sau:

• RAID được hình thành từ nhiều ổ cứng khác nhau, lý tưởng nhất là chúng có dung lượng bằng nhau.
• Hệ thống RAID cần nhiều ổ cứng hơn mức thông thường, nhưng bù lại, nó đảm bảo dữ liệu được bảo vệ tốt hơn.
• Công nghệ này hoạt động trên mọi hệ điều hành phổ biến, từ Windows 98, Windows XP, Windows Server 2016, Windows 10 đến macOS, Linux, và các hệ điều hành khác.
• RAID 0 cung cấp dung lượng bằng tổng của tất cả các ổ đĩa.
• RAID 1 chỉ cung cấp dung lượng tương ứng với một ổ duy nhất.
• RAID 5 hy sinh dung lượng của một ổ để lưu trữ thông tin phục vụ việc khôi phục dữ liệu.
• RAID 6 sử dụng dung lượng của hai ổ để tăng cường khả năng chịu lỗi.

Dưới đây là bảng trình bày nội dung các tùy chọn RAID với ổ cứng dung lượng 1TB:

Các trường hợp cần sử dụng RAID

RAID thường được áp dụng trong các tình huống sau:

• Khi cần khôi phục dữ liệu với dung lượng lớn, RAID hỗ trợ tái tạo dữ liệu nhanh vì dữ liệu đã được phân phối và lưu trữ trên nhiều ổ cứng.
• Đối với các doanh nghiệp yêu cầu tính liên tục trong hoạt động, RAID đảm bảo khả năng khôi phục dữ liệu với thời gian gián đoạn tối thiểu, giúp các hoạt động kinh doanh không bị ảnh hưởng đáng kể.
• RAID là giải pháp lý tưởng khi xử lý các tệp dữ liệu lớn, nhờ mang lại cả tốc độ cao và độ ổn định vượt trội.
• Để cải thiện hiệu suất hệ thống và giảm áp lực cho phần cứng, thẻ RAID phần cứng có thể sử dụng thêm bộ nhớ đệm, giảm sự phụ thuộc vào tài nguyên của máy chủ trung tâm.
• Trong trường hợp gặp giới hạn về I/O của ổ đĩa, RAID tăng cường hiệu suất bằng cách thực hiện đồng thời các thao tác đọc và ghi qua nhiều ổ đĩa cùng lúc.
• RAID cũng là lựa chọn tiết kiệm chi phí, bởi việc sử dụng các ổ cứng giá rẻ với số lượng lớn giúp giảm chi phí xây dựng hệ thống so với trước đây.

RAID có thể được tạo bằng hai cách khác nhau:

• Với việc sử dụng trình điều khiển hệ điều hành, được gọi là software RAID;
• Với việc sử dụng phần cứng đặc biệt, được gọi là hardware RAID.

Cách triển khai RAID phần mềm

Phần mềm RAID là một trong những giải pháp RAID rẻ nhất. Ngày nay, hầu hết mọi hệ điều hành đều có khả năng tích hợp để tạo RAID, mặc dù không phải cho tất cả các cấp RAID. Do đó, phiên bản Windows Home cho phép người dùng chỉ tạo RAID 0, trong khi RAID 1 và RAID 5 chỉ có thể được tạo bằng phiên bản máy chủ Windows. Bố cục RAID được tạo bởi phương tiện của Windows được liên kết không thể tách rời với hệ điều hành máy chủ và do đó, phân vùng của nó không thể được sử dụng.

RAID phần mềm được tạo dựa trên máy tính của người dùng và do đó nó sử dụng CPU hệ thống máy chủ để thực hiện. Cần lưu ý rằng, trong trường hợp RAID cấp 0 và 1, tải CPU là không đáng kể, nhưng đối với các loại RAID dựa trên tính chẵn lẻ, tải CPU có thể thay đổi từ 1 đến 5% tùy thuộc vào sức mạnh CPU và số lượng đĩa, cũng không đáng kể cho các mục đích thực tế.

Có một số hạn chế nhất định về việc sử dụng RAID phần mềm để khởi động hệ thống. Chỉ RAID 1 có thể chứa phân vùng khởi động, trong khi không thể khởi động hệ thống với phần mềm RAID 5 và RAID 0.

Hãy nhớ rằng trong hầu hết các trường hợp, phần mềm RAID không thực hiện trao hot swap và do đó không thể sử dụng phần mềm khi cần có tính liên tục.

Cách triển khai RAID phần cứng

RAID phần cứng được tạo bằng phần cứng riêng và về cơ bản có hai lựa chọn:

• Chip RAID rẻ tiền có thể được tích hợp vào bo mạch chủ.
• Tùy chọn đắt tiền hơn với bộ điều khiển RAID độc lập phức tạp. Các bộ điều khiển như vậy có thể được trang bị CPU của riêng chúng, bộ nhớ đệm được sao lưu bằng pin và chúng thường hỗ trợ trao đổi nóng.

RAID phần cứng có một số lợi thế so với RAID phần mềm, chẳng hạn như:

• Không sử dụng CPU của máy chủ
• Cho phép người dùng tạo phân vùng khởi động
• Xử lý lỗi tốt hơn, vì giao tiếp với các thiết bị trực tiếp
• Hỗ trợ trao đổi nóng.

Để triển khai RAID, người dùng cần chuẩn bị tối thiểu hai ổ cứng có dung lượng tương đồng và một bộ điều khiển RAID. Các loại ổ cứng như ATA, SATA hoặc SCSI đều có thể sử dụng, tuy nhiên nên chọn cùng loại để đảm bảo hoạt động đồng nhất. Nếu kết hợp một ổ dung lượng 160GB với một ổ 40GB, dung lượng khả dụng chỉ là 40GB, dẫn đến lãng phí tài nguyên lưu trữ.

Số ổ cứng tối thiểu sẽ thay đổi tùy theo cấp độ RAID được áp dụng. Nếu bo mạch chủ không hỗ trợ tích hợp RAID, bạn có thể sử dụng card điều khiển RAID dạng PCI. Card này có thể là loại tích hợp sẵn trên bo mạch hoặc loại gắn ngoài, chịu trách nhiệm quản lý kết nối và xử lý dữ liệu giữa các ổ cứng.

Bên cạnh đó, khay hoán đổi nóng là một tùy chọn hữu ích, dù không bắt buộc. Thành phần này cho phép thay thế ổ cứng gặp sự cố mà không cần tắt toàn bộ hệ thống, rất cần thiết với các máy chủ yêu cầu hoạt động liên tục và ổn định

1. Chọn RAID phù hợp

Người dùng có thể chọn một trong các cấp độ RAID đã nêu để triển khai tùy thuộc vào mục đích sử dụng. RAID 0 và RAID 1 là hai cấp độ phổ biến nhất hiện nay nhờ chi phí thấp và dễ dàng thiết lập. RAID 0 mang lại tốc độ đọc/ghi dữ liệu vượt trội, nhưng không đảm bảo tính an toàn, do đó không thích hợp cho việc lưu trữ lâu dài mà chỉ phù hợp với các ứng dụng cần tốc độ cao trong ngắn hạn.

Trong khi đó, RAID 1 chỉ bổ sung một bản sao y hệt của ổ đĩa chính mà không tăng hiệu suất, nhưng lại là giải pháp lý tưởng để lưu trữ các dữ liệu quan trọng như thông tin khách hàng hoặc tài khoản.

Đối với RAID 0+1 và RAID 5, chi phí thiết lập cao hơn vì chúng được thiết kế dành cho các nhu cầu lưu trữ phức tạp và đặc thù hơn. Vì vậy, điều quan trọng là bạn phải xác định rõ mục đích sử dụng RAID trước khi tiến hành triển khai. Dưới đây là bảng mô tả các cấp độ RAID theo từng nhu cầu sử dụng.

2. Lựa chọn phần cứng

Các bo mạch chủ hiện nay thường được tích hợp sẵn chipset điều khiển RAID, khiến người dùng không có nhiều lựa chọn. Hai loại chính của bộ điều khiển RAID là loại được gắn trực tiếp trên chipset và loại nằm ngoài chipset.

Chipset tích hợp phổ biến bao gồm các dòng Intel ICH5R, ICH6, ICH7 thuộc các series như i865/875/915/925/945/955, cũng như các dòng nForce như nForce 3 Series, nVIDIA nForce2-RAID, và nForce 4 Series dành cho cả AMD và Intel. Các loại này có ưu điểm dễ cài đặt và độ trễ thấp, nhưng lại thiếu những tính năng nâng cao. Để có thêm tính năng, bạn có thể lựa chọn bộ điều khiển ngoài từ các thương hiệu như Silicon Image, Adaptec hoặc Promise Technology, mặc dù chúng thường có độ trễ lớn hơn.

Khi sử dụng card RAID rời, cần chú ý rằng Silicon Image Sil3112 có khả năng tương thích không cao, dễ gây mất dữ liệu khi chuyển đổi cấp độ RAID. Sil3114 là một lựa chọn tốt hơn với khả năng tương thích cao hơn. Ngoài ra, các dòng chipset ICH5, 6, 7 và nForce đều có BIOS RAID thông minh, giúp nhận diện và quản lý các nhóm ổ cứng RAID đã được định dạng, cho phép trao đổi ổ cứng giữa các hệ thống dễ dàng hơn. Những bo mạch chủ mới như DFI Lanparty NF4 SLI-DR còn hỗ trợ RAID 5, mở rộng khả năng lưu trữ.

Về giao thức kết nối, các chuẩn như PATA, SATA và SATA II được đánh giá cao nhờ cải tiến công nghệ và giảm tối đa số lượng cáp cần dùng. Để tối ưu tốc độ xử lý, bạn có thể đầu tư thêm card hỗ trợ RAM. Khi lựa chọn ổ cứng, hãy ưu tiên các dòng có tốc độ truy xuất nhanh và khả năng truyền tải dữ liệu lớn.

Tốc độ truy xuất càng thấp thì ổ cứng càng hiệu quả trong việc tìm kiếm dữ liệu. Hãy chọn ổ cứng có bộ đệm lớn (ít nhất 8MB) và tích hợp công nghệ như Seagate NCQ để nâng cao hiệu suất hoạt động. Cuối cùng, để đảm bảo hiệu năng tốt nhất, các ổ cứng trong hệ thống RAID nên có thông số tương đồng.

3. Thực hiện cài đặt

Các bước cài đặt RAID không quá phức tạp nhưng đòi hỏi bạn phải thực hiện đúng trình tự. Dưới đây là hướng dẫn chi tiết:

1. Đầu tiên, tham khảo hướng dẫn sử dụng sản phẩm để xác định cổng RAID trên bo mạch chủ và cắm ổ cứng vào đúng vị trí.
2. Tiếp theo, truy cập BIOS bo mạch chủ, kích hoạt bộ điều khiển RAID và chỉ định các cổng kết nối liên quan.
3. Lưu lại cấu hình vừa thiết lập và khởi động lại hệ thống.
4. Khi hệ thống khởi động lại, chú ý thông báo trên màn hình và nhấn tổ hợp phím được chỉ định để truy cập BIOS RAID. Tại đây, bạn sẽ thực hiện các cài đặt chính như:
   • Xác định ổ cứng tham gia RAID
   • Chọn loại RAID tương ứng với nhu cầu sử dụng
   • Cấu hình kích thước Block Size

Block Size là thông số ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của RAID. Với các file nhỏ như tài liệu Word, nên chọn Block Size nhỏ để tối ưu dung lượng. Ngược lại, với file lớn như video hoặc âm nhạc, Block Size lớn sẽ giúp tối ưu hiệu suất. Nếu không có yêu cầu cụ thể, Block Size 128KB là lựa chọn an toàn cho máy tính cá nhân.

Khi bộ điều khiển RAID đã nhận diện được ổ đĩa cứng mới, bạn có thể tiến hành cài đặt hệ điều hành lên ổ RAID. Quá trình này về cơ bản không có gì quá khác biệt, tuy nhiên bạn cần chuẩn bị sẵn một đĩa mềm chứa driver của bộ điều khiển RAID.

Trong quá trình cài đặt, hãy chú ý theo dõi dòng thông báo ở dưới màn hình. Nhấn phím F6 khi được yêu cầu và tiếp tục nhấn phím S để thêm driver RAID vào quá trình cài đặt. Các bước sau đó tương tự như cài đặt hệ điều hành trên ổ cứng thông thường. Sau khi hoàn tất, bạn có thể cài thêm các phần mềm hỗ trợ như Intel Application Accelerator RAID Edition hoặc nVIDIA RAID Manager để nâng cao hiệu suất và mở rộng chức năng của hệ thống RAID.

Những lưu ý quan trọng khi thiết lập RAID:

• Nếu ổ cứng bạn đang sử dụng đã chứa dữ liệu và bạn muốn cấu hình RAID 0, hãy chắc chắn sao lưu toàn bộ dữ liệu và format ổ trước khi tiến hành.
• Do RAID 0 không có khả năng bảo vệ dữ liệu, bạn nên sử dụng một ổ cứng riêng để lưu các tập tin quan trọng nhằm tránh rủi ro mất mát.
• Trường hợp máy tính khởi động bất thường, quá trình nhận diện ổ cứng có thể kéo dài và kèm theo những tiếng động lạ từ ổ đĩa cứng.
• Vì các nhóm ổ cứng trong RAID có xu hướng sinh nhiệt lớn, bạn cần trang bị hệ thống tản nhiệt tốt để bảo vệ ổ cứng và duy trì hiệu suất lâu dài.

Ưu và nhược điểm của RAID

RAID không thể thay thế cho các back-up

Tất cả các cấp độ RAID ngoại trừ RAID 0 đều cung cấp khả năng bảo vệ một khỏi lỗi drive. Hệ thống RAID 6 thậm chí còn sống sót khi 2 drive chết đồng thời. Để bảo mật hoàn toàn, bạn vẫn cần backup dữ liệu được lưu trữ trên hệ thống RAID.

• Việc back-up đó sẽ có ích nếu tất cả các ổ drive bị lỗi đồng thời do tăng đột biến điện năng.
• Phương án dự phòng khi hệ thống lưu trữ bị đánh cắp.
• Các bản sao lưu có thể được giữ bên ngoài cơ sở tại một địa điểm khác. Điều này có thể hữu ích nếu một thảm họa tự nhiên hoặc hỏa hoạn phá hủy nơi làm việc của bạn.
• Lý do quan trọng nhất để back-up nhiều lớp dữ liệu là do lỗi của người dùng. Nếu ai đó vô tình xóa một số dữ liệu quan trọng và điều này không được thông báo trong vài giờ, vài ngày hoặc vài tuần, thì một tập hợp các bản back-up tốt đảm bảo rằng bạn vẫn có thể truy xuất các file đó.

Kết hợp sử dụng RAID và các bản sao lưu định kỳ là cách tốt nhất để bảo vệ dữ liệu của bạn. RAID giúp cải thiện tính tin cậy của hệ thống lưu trữ, trong khi backup đảm bảo rằng dữ liệu có thể được khôi phục hoàn toàn trong trường hợp xảy ra sự cố.

Danh sách nhà cung cấp công nghệ RAID phổ biến nhất

Hiện nay, gần như tất cả các hãng sản xuất hệ thống lưu trữ đều hỗ trợ tích hợp RAID ở nhiều cấp độ khác nhau trong các sản phẩm của họ. Ngoài ra, một số công ty chuyên sản xuất hoặc phân phối lại công nghệ và hệ thống RAID đáng chú ý bao gồm:

• Asus.
• Broadcom Inc.
• Dell EMC Corporation.
• EUROstor.
• Gigabyte Technology.
• JWIPC Technology Co., Ltd.
• Supermicro.
• Synology Inc.

Tương lai của RAID là gì?

Mặc dù RAID vẫn còn được sử dụng, nhiều nhà phân tích tin rằng công nghệ này đã trở nên lỗi thời trong thời gian gần đây. Các giải pháp thay thế như erasure coding (mã hóa xóa) đang dần thay thế RAID nhờ khả năng bảo mật dữ liệu tốt hơn, dù chi phí triển khai cao hơn. Khi dung lượng ổ đĩa tiếp tục tăng, RAID gặp phải áp lực lớn hơn về khả năng sửa lỗi và thời gian phục hồi kịp thời.

Sự phổ biến của SSD cũng làm giảm nhu cầu sử dụng RAID. Khác với ổ cứng truyền thống (HDD), SSD không có các bộ phận chuyển động, do đó ít gặp sự cố hơn. Các hệ thống SSD hiện đại thường sử dụng các phương pháp như wear leveling (cân bằng hao mòn) để bảo vệ dữ liệu, thay vì phụ thuộc vào RAID. Bên cạnh đó, tốc độ của SSD đủ nhanh để máy chủ hiện đại không cần đến sự gia tăng hiệu suất nhỏ mà RAID mang lại. Tuy nhiên, RAID vẫn là một giải pháp giúp ngăn ngừa mất dữ liệu hiệu quả.

Cùng với đó, hyper-converged infrastructure (hạ tầng siêu hội tụ) cũng đang làm giảm sự cần thiết của RAID. Thay vì dùng các ổ đĩa dự phòng, hệ thống này sử dụng các máy chủ dự phòng để đảm bảo an toàn dữ liệu.

Tuy đối mặt với nhiều thách thức, RAID vẫn còn tương lai phát triển nhờ các cải tiến như:

• Hỗ trợ ổ lưu trữ dung lượng cao: RAID sẽ được nâng cấp để tương thích với các ổ HDD và SSD dung lượng lớn hơn.
• Erasure coding tiên tiến: Công nghệ mã hóa xóa sẽ được cải thiện để tăng khả năng chịu lỗi và bảo vệ dữ liệu.
• Bộ điều khiển RAID hiện đại: Các bộ điều khiển RAID thế hệ mới sẽ hỗ trợ giao thức NVMe và các giao diện tiên tiến, giúp tối ưu hóa hiệu suất và tính dự phòng.
• Ứng dụng AI: Trí tuệ nhân tạo sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất, tự động hóa các chức năng và nâng cao khả năng mở rộng cũng như bảo mật.
• Tối ưu năng lượng: Nhờ AI, RAID trong tương lai sẽ tiết kiệm điện năng hơn và thân thiện với môi trường.

Vietnix: Dịch vụ VPS uy tín đáp ứng mọi nhu cầu

Vietnix là nhà cung cấp VPS uy tín hàng đầu, được đánh giá cao nhờ tốc độ vượt trội, sự ổn định, bảo mật tối ưu và dịch vụ hỗ trợ khách hàng tận tâm 24/7. Với cơ sở hạ tầng tiên tiến và công nghệ hiện đại, Vietnix mang lại giải pháp VPS chất lượng cao, đáp ứng mọi nhu cầu từ cá nhân đến doanh nghiệp.

Dịch vụ VPS của Vietnix được tối ưu để bảo đảm hiệu suất truy cập nhanh chóng và ổn định. Các lớp bảo mật đa tầng được thiết kế để bảo vệ dữ liệu và ứng dụng của bạn khỏi mọi rủi ro, trong khi đội ngũ kỹ thuật chuyên nghiệp luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn bất kỳ lúc nào, 24/7.

Khi chọn Vietnix, bạn không chỉ đầu tư vào một dịch vụ VPS chất lượng mà còn nhận được sự hỗ trợ toàn diện, đảm bảo sự an tâm và hiệu quả tối ưu cho dự án của mình. Hãy để Vietnix đồng hành cùng bạn trên hành trình chinh phục các mục tiêu quan trọng.

Thông tin liên hệ:

• Website: https://vietnix.vn/
• Hotline: 18001093
• Email: sales@vietnix.com.vn
• Địa chỉ: 265 Hồng Lạc, Phường 10, Quận Tân Bình, TP. Hồ Chí Minh.

Với những ưu điểm vượt trội về hiệu suất, khả năng bảo vệ dữ liệu, mở rộng linh hoạt và độ tin cậy cao, RAID là một giải pháp lưu trữ thông minh dành cho cá nhân và doanh nghiệp đang tìm kiếm sự tối ưu hóa trong việc quản lý dữ liệu. Hy vọng rằng những thông tin chi tiết trong bài viết trên đã giúp bạn hiểu rõ hơn về các loại RAID cũng như cách triển khai phù hợp với nhu cầu của mình. Để tìm hiểu thêm về các giải pháp lưu trữ dữ liệu khác, bạn có thể tham khảo một số bài viết dưới đây của mình: