Redundant Array of Independent (hoặc Inexpensive) Disks (RAID) là một tập hợp các ổ đĩa vật lý được nhóm lại với nhau bằng công nghệ ảo hóa để tạo thành một hoặc nhiều đơn vị logic nhằm mục đích lưu trữ dữ liệu. Khác với một hoặc hai ổ đĩa bên trong máy tính để bàn hay máy tính xách tay của bạn, một hệ thống RAID bao gồm từ hai ổ đĩa trở lên được kết hợp để tạo ra các nhóm lưu trữ với nhiều kích cỡ khác nhau, có tích hợp khả năng dự phòng (redundancy). Nếu một (hoặc nhiều, tùy thuộc vào cấu hình RAID) ổ đĩa bị lỗi, hệ thống RAID sẽ có khả năng phục hồi mà không làm mất dữ liệu. Tuy nhiên, có một số quan niệm sai lầm về RAID mà bạn có thể đang tin. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về những sự thật đằng sau công nghệ lưu trữ quan trọng này.
1. Mọi cấp độ RAID đều cung cấp khả năng dự phòng như nhau
RAID 0 hoàn toàn không có dự phòng dữ liệu
Có nhiều cấp độ RAID khác nhau để lựa chọn. Bạn không thể chỉ đơn giản chọn “RAID” và cho rằng mọi thứ đã xong. Bạn sẽ chọn RAID 0, RAID 5, RAID 10, hay một giải pháp kết hợp độc quyền nào đó? Tất cả phụ thuộc vào số lượng ổ đĩa bạn có trong hệ thống lưu trữ và liệu bạn cần ưu tiên hiệu suất hay khả năng dự phòng.
Ví dụ, RAID 0 hoàn toàn không cung cấp khả năng dự phòng. Về cơ bản, nó là một cấu hình RAID không có dữ liệu được sao chép hoặc siêu dữ liệu được lưu trên bất kỳ ổ đĩa nào. Bạn chỉ nhận được dung lượng lưu trữ thô tương ứng với số tiền bỏ ra, ví dụ hai ổ đĩa 20 TB sẽ cung cấp 40 TB dung lượng tổng cộng. Mục đích chính của RAID 0 là tăng tốc độ đọc/ghi dữ liệu bằng cách phân chia dữ liệu trên nhiều ổ đĩa, nhưng đồng thời nó cũng tăng nguy cơ mất dữ liệu lên gấp đôi vì nếu một ổ đĩa hỏng, toàn bộ dữ liệu sẽ mất.
RAID 1 nâng cấp khả năng bảo vệ dữ liệu bằng cách hy sinh dung lượng cho mục đích dự phòng. Bạn vẫn sẽ có 20 TB để sử dụng (theo ví dụ trước), nhưng nếu một ổ đĩa bị lỗi, bạn sẽ không mất bất kỳ dữ liệu nào vì hệ thống RAID về cơ bản được nhân đôi (mirror) trên ổ đĩa thứ hai. Điều này giúp việc phục hồi trở nên đơn giản như việc thay thế ổ đĩa bị hỏng, và hệ thống của bạn sẽ tiếp tục hoạt động như chưa từng có chuyện gì xảy ra.
Các cấp độ RAID cao hơn cũng tương tự. Chúng được khuyến nghị hơn RAID 0, đặc biệt là khi bạn có nhiều hơn hai ổ đĩa, vì việc nhân đôi sáu ổ đĩa trở lên sẽ gây lãng phí dung lượng lưu trữ rất lớn. Mỗi cấp độ RAID cung cấp một mức độ chịu lỗi ổ đĩa khác nhau, được tóm tắt trong bảng sau:
| RAID | Số ổ đĩa tối thiểu | Khả năng chịu lỗi ổ đĩa |
|---|---|---|
| Không RAID | 1 | 0 |
| 2 | 0 | |
| RAID 1 | 2 | 1 |
| RAID 5 | 3 | 1 |
| RAID 6 | 4 | 2 |
| RAID 10 | 4 | 2+ |
Hệ thống NAS Aiffro với bốn ổ SSD được lắp đặt, minh họa cấu hình RAID cho lưu trữ hiệu suất cao và dự phòng dữ liệu
2. Mọi người đều cần RAID cho mục đích lưu trữ
Tùy thuộc vào trường hợp sử dụng cụ thể của bạn
Bạn có thể không cần RAID nếu tất cả những gì bạn làm chỉ là sử dụng hai ổ đĩa bên trong máy tính để bàn để lưu trữ một số tệp đa phương tiện và trò chơi. Trong trường hợp này, việc mua một ổ đĩa dung lượng cao hơn có thể là lựa chọn tốt hơn, vì hầu hết các ổ đĩa cấp độ tiêu dùng sẽ hoạt động trong nhiều năm trước khi gặp bất kỳ sự cố nào, trừ khi chúng bị tác động mạnh. Việc sử dụng bình thường – tức là không yêu cầu hệ thống đọc và ghi dữ liệu liên tục và cường độ cao – sẽ không làm giảm tuổi thọ của SSD và HDD một cách nhanh chóng. Bạn có thể yên tâm sử dụng ổ SSD Western Digital Blue 4 TB của mình trong nhiều năm mà không nhận thấy bất kỳ vấn đề nào.
RAID thường phù hợp hơn cho các môi trường đòi hỏi tính sẵn sàng cao, hiệu suất vượt trội hoặc khả năng bảo vệ dữ liệu chống lại lỗi ổ đĩa vật lý, như máy chủ, hệ thống lưu trữ mạng (NAS) trong gia đình hoặc doanh nghiệp nhỏ, hoặc các trạm làm việc chuyên nghiệp xử lý dữ liệu lớn. Đối với người dùng cá nhân thông thường, việc bảo vệ dữ liệu có thể được thực hiện hiệu quả hơn thông qua các chiến lược sao lưu truyền thống hoặc các giải pháp đám mây, mà không cần đến sự phức tạp của RAID.
Các ổ đĩa được lắp đặt bên trong máy chủ Lenovo ThinkSystem SR250 V2, thể hiện cấu hình lưu trữ chuyên nghiệp có hoặc không cần RAID tùy theo nhu cầu
3. Ổ cứng SSD không cần RAID
Ngay cả ổ cứng thể rắn cũng có thể hỏng
Bạn nghĩ rằng ổ SSD của mình sẽ không bị hỏng vì nó không có bộ phận chuyển động? Hãy nghĩ lại, vì những ổ đĩa này có thể ít bị hỏng đột ngột hơn so với các ổ đĩa cơ học có bộ phận chuyển động, nhưng một ổ SSD vẫn có thể bị hao mòn do ghi quá nhiều dữ liệu vào ổ đĩa. Nó cũng có thể gặp phải lỗi nghiêm trọng đột ngột do các vấn đề về nguồn điện. Một hệ thống RAID có thể bảo vệ mảng SSD của bạn giống như cách nó bảo vệ các ổ cứng cơ học (HDD). Nó hoạt động theo cùng một cách mà không mang lại nhiều lợi ích về tốc độ, vì SSD vốn đã khá nhanh, đặc biệt là các mẫu NVMe PCIe.
Chừng nào bạn có đủ ngân sách để chi trả chi phí thay thế một ổ SSD bị lỗi, hệ thống RAID của bạn sẽ giúp bạn an toàn khỏi việc mất bất kỳ dữ liệu nào bằng cách xây dựng lại mảng. Có một số giải pháp khác nếu bạn không muốn thiết lập và quản lý RAID. Unraid là một hệ điều hành NAS không sử dụng RAID mà thay vào đó tạo các ổ đĩa parity và sử dụng chúng để phục hồi từ các lỗi. Điều này cho phép hệ điều hành linh hoạt hơn một chút, vì bạn có thể điều chỉnh mảng cho phù hợp, bao gồm tăng hoặc giảm dung lượng của mỗi ổ đĩa và thậm chí kết hợp các dung lượng khác nhau.
Biểu trưng (logo) của Unraid, một hệ điều hành NAS thay thế RAID bằng phương pháp ổ đĩa parity để tăng tính linh hoạt
Hàng loạt ổ cứng Western Digital Red (WD Red) chuyên dụng cho NAS, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc bảo vệ dữ liệu trên cả HDD và SSD bằng RAID hoặc các giải pháp tương đương
4. RAID bảo vệ chống mất dữ liệu hoàn toàn
Không nếu bạn vô tình xóa dữ liệu hoặc bị tấn công
Chỉ vì NAS của bạn đã cấu hình RAID trên các ổ đĩa lưu trữ, điều đó không có nghĩa là bạn sẽ hoàn toàn tránh được việc mất dữ liệu. Nếu bạn tải xuống một phần mềm độc hại nào đó bằng cách nào đó quản lý để xóa sạch các ổ đĩa của bạn, bạn sẽ gặp rắc rối lớn. Điều tương tự cũng xảy ra nếu bạn vô tình xóa toàn bộ pool hoặc cấu hình RAID. Giống như việc định dạng nhầm ổ đĩa trong quá trình cài đặt hệ điều hành, bạn sẽ chỉ có thể tự trách mình nếu không có bản sao lưu nào để hỗ trợ các nỗ lực phục hồi.
RAID được thiết kế để bảo vệ chống lại lỗi phần cứng của một hoặc nhiều ổ đĩa trong mảng, nhưng nó không phải là một lá chắn chống lại lỗi người dùng, các cuộc tấn công của phần mềm độc hại, virus, hoặc các sự cố bên ngoài như hỏa hoạn, lũ lụt, hoặc trộm cắp. Dữ liệu bị xóa nhầm trên một hệ thống RAID vẫn sẽ bị xóa trên tất cả các ổ đĩa trong mảng (nếu có tính năng nhân đôi hoặc đồng bộ), bởi vì RAID xem đây là một thao tác hợp lệ. Để bảo vệ toàn diện, RAID cần được kết hợp với một chiến lược sao lưu mạnh mẽ.
Thiết bị NAS Synology DiskStation D224+ với hai ổ cứng, minh họa hệ thống lưu trữ có thể cấu hình RAID nhưng vẫn cần sao lưu để chống lại lỗi người dùng hoặc phần mềm độc hại
5. RAID là một giải pháp sao lưu dữ liệu
Hãy nhớ rằng: RAID không phải là sao lưu
Bạn không bao giờ nên dựa vào RAID như một giải pháp sao lưu. Nó nên được sử dụng để lưu trữ nhiều dữ liệu trên một mảng ổ đĩa, nhưng bạn phải luôn tuân thủ một chiến lược sao lưu riêng. Chúng tôi khuyên bạn nên áp dụng quy tắc sao lưu 3-2-1: bạn tạo 3 bản sao dữ liệu trên 2 thiết bị khác nhau với 1 bản được lưu trữ ngoài site.
Lấy máy tính của bạn làm ví dụ. Sao chép dữ liệu vào một NAS, và bạn đã có hai bản sao trên hai thiết bị. Thêm lưu trữ đám mây vào, và bạn có ba bản sao với một bản được lưu trữ ngoài site. Thật dễ dàng! Việc duy trì các bản sao lưu thường xuyên là rất quan trọng để bảo vệ bạn khỏi mất dữ liệu.
Một hệ thống RAID được thiết kế để phục hồi từ một lỗi ổ đĩa, nhưng nó không phải là sự đảm bảo tuyệt đối, và mọi thứ có thể leo thang nếu bạn mất thêm một ổ đĩa ngoài khả năng chịu lỗi của RAID. Nếu hệ thống RAID của bạn bị lỗi và bạn chưa nỗ lực sao lưu bất cứ thứ gì, bạn có thể sẽ không thể phục hồi được nhiều từ mảng bị lỗi, nếu có bất cứ thứ gì. Đây là lý do tại sao chúng tôi luôn khuyên bạn nên tránh sử dụng RAID như một hình thức sao lưu, vì nó không sao lưu bất cứ thứ gì. RAID cho phép bạn nhóm các ổ đĩa lại với nhau một cách tiện lợi và tránh mất dữ liệu trong nhóm nếu một hoặc nhiều ổ đĩa bị lỗi, và nên được coi là như vậy.
Bảo vệ dữ liệu gần như tuyệt đối là có thể
Với chiến lược sao lưu đúng đắn, cấu hình RAID phù hợp và một chút hiểu biết, bạn có thể bảo vệ tất cả phần cứng của mình khỏi mất dữ liệu. Trang blogcongnghe.net cung cấp rất nhiều hướng dẫn có thể giúp bạn thiết lập mạng, máy chủ, phòng thí nghiệm tại nhà và các thiết bị cá nhân để giảm thiểu tác động của việc mất ổ đĩa do những nguyên nhân ngoài ý muốn của bạn. Hãy nhớ sao lưu, sao lưu bản sao lưu đó, và di chuyển bản sao lưu thứ hai đó đến một nơi khác.
Bạn có đang sử dụng RAID không? Bạn đã từng gặp phải sự cố mất dữ liệu nào không? Chia sẻ kinh nghiệm và quan điểm của bạn trong phần bình luận bên dưới, hoặc khám phá thêm các bài viết chuyên sâu về lưu trữ và bảo mật dữ liệu trên blogcongnghe.net!