RAID Biçimleri

RAID, farklı performans, kapasite ve hata toleransı (redundancy) dengeleri sunan çeşitli seviyelerde (levels) uygulanır. En yaygın standart RAID seviyeleri şunlardır:

RAID 0 (Striping - Şeritleme)

• Minimum Disk: 2

• Konsept: Veri blokları (şeritler - stripes) birden fazla diske bölünerek yazılır.

• Avantajları:

  • Yüksek Performans: Hem okuma hem de yazma işlemleri disk sayısıyla orantılı olarak hızlanır (teorik olarak N disk ile N kat).

  • Tam Kapasite: Tüm disklerin toplam kapasitesi kullanılır.

• Dezavantajları:

  • Hata Toleransı Yok: Disklerden herhangi birinin arızalanması durumunda dizideki tüm veri kaybedilir. Güvenilirlik, tek bir diske göre daha düşüktür (disk sayısı arttıkça arıza olasılığı artar).

• Kullanım Alanları: Hızın kritik olduğu ancak veri kaybının tolere edilebildiği durumlar (örn. geçici dosyalar, video düzenleme scratch diskleri). Kesinlikle kritik veriler için kullanılmamalıdır.

RAID 1 (Mirroring - Aynalama)

• Minimum Disk: 2

• Konsept: Verinin aynısı, dizideki tüm disklere (genellikle 2 disk) aynı anda yazılır.

• Avantajları:

  • Yüksek Hata Toleransı: Disklerden biri arızalansa bile veri diğer disk(ler)de güvendedir. N diskli bir mirror'da N-1 disk arızasına tolerans gösterir.

  • Yüksek Okuma Performansı: Okuma istekleri farklı disklerden paralel olarak yapılabileceği için okuma hızı artar (teorik olarak N disk ile N kat).

• Dezavantajları:

  • Düşük Kapasite Verimliliği: Kullanılabilir kapasite sadece tek bir diskin kapasitesi kadardır (N disk varsa Kapasite = Tek Disk Kapasitesi). Disk alanının yarısı (veya daha fazlası) yedeklilik için kullanılır.

  • Yazma Performansı: Yazma hızı genellikle tek bir diskin yazma hızından daha yüksek değildir (hatta biraz daha yavaş olabilir).

• Kullanım Alanları: İşletim sistemi diskleri, veritabanı logları gibi yüksek güvenilirlik ve iyi okuma performansı gerektiren durumlar.

RAID 5 (Striping with Distributed Parity - Dağıtılmış Eşlikli Şeritleme)

• Minimum Disk: 3

• Konsept: Veri blokları (stripes) ve bu blokların eşlik (parity) bilgisi (XOR ile hesaplanır) tüm disklere dağıtılarak yazılır. Eşlik bilgisi, diğer disklerdeki verilerden hesaplanan bir sağlama değeridir.

• Avantajları:

  • İyi Okuma Performansı: Veri birden fazla diskten okunabilir (RAID 0 kadar hızlı değil).

  • İyi Kapasite Verimliliği: Kullanılabilir kapasite, toplam disk kapasitesinin (N-1) disk kadarıdır (N disk varsa Kapasite = (N-1) * Tek Disk Kapasitesi). Sadece bir disk alanı eşlik bilgisi için kullanılır.

  • Hata Toleransı: Herhangi bir diskin arızalanmasına tolerans gösterir. Arızalı disk değiştirildiğinde, kalan disklerdeki veri ve eşlik bilgisi kullanılarak kayıp veri yeniden oluşturulabilir (rebuild).

• Dezavantajları:

  • Yazma Performansı Düşüklüğü: Her yazma işlemi, hem verinin hem de eşlik bilgisinin yazılmasını gerektirir. Özellikle küçük ve rastgele yazma işlemlerinde performans düşüktür ("RAID 5 write penalty").

  • Rebuild Süresi ve Riski: Bir disk arızalandığında rebuild işlemi uzun sürebilir ve bu süre zarfında ikinci bir disk arızalanırsa tüm veri kaybedilir. Büyük kapasiteli disklerde bu risk artar.

  • Write Hole Riski: Geleneksel RAID 5'te, veri ve eşlik bilgisi yazılırken bir güç kesintisi olursa, eşlik bilgisi güncellenmeden kalabilir ve veri tutarsızlığı oluşabilir (ZFS RAID-Z gibi modern implementasyonlar bu sorunu çözer).

• Kullanım Alanları: Okuma ağırlıklı iş yükleri, dosya sunucuları, arşivleme gibi durumlarda maliyet/kapasite/güvenilirlik dengesi için kullanılır. Ancak yazma performansı ve rebuild riski nedeniyle kritik sistemlerde RAID 10 veya RAID 6 daha çok tercih edilebilir.

RAID 6 (Striping with Double Distributed Parity - Çift Dağıtılmış Eşlikli Şeritleme)

• Minimum Disk: 4

• Konsept: RAID 5'e benzer, ancak veri blokları için iki farklı eşlik bilgisi hesaplanır ve tüm disklere dağıtılır.

• Avantajları:

  • Yüksek Hata Toleransı: Herhangi iki diskin aynı anda arızalanmasına tolerans gösterir. Bu, RAID 5'e göre daha yüksek güvenilirlik sağlar.

  • İyi Okuma Performansı: RAID 5'e benzer.

  • İyi Kapasite Verimliliği: Kullanılabilir kapasite, toplam disk kapasitesinin (N-2) disk kadarıdır.

• Dezavantajları:

  • Daha Düşük Yazma Performansı: İki ayrı eşlik bilgisinin hesaplanması ve yazılması gerektiği için yazma performansı RAID 5'ten daha düşüktür.

  • Daha Uzun Rebuild Süresi: Rebuild işlemi RAID 5'e göre daha karmaşık ve uzun sürebilir.

• Kullanım Alanları: Yüksek kapasite ve yüksek güvenilirliğin önemli olduğu durumlar, arşivleme, büyük veri depolama. RAID 5'in rebuild riskinin yüksek olduğu büyük diskli sistemlerde tercih edilir.

RAID 10 (veya RAID 1+0) (Mirroring + Striping)

• Minimum Disk: 4 (ve çift sayıda olmalı)

• Konsept: Önce diskler ikili gruplar halinde aynalanır (RAID 1), sonra bu aynalanmış gruplar şeritlenir (RAID 0).

• Avantajları:

  • Yüksek Performans: Hem okuma hem de yazma performansı yüksektir (RAID 0'ın hızını RAID 1'in okuma avantajıyla birleştirir).

  • İyi Hata Toleransı: Her bir mirror grubundan bir disk arızalanabilir (toplamda N/2 diske kadar, ancak aynı gruptan iki disk arızalanmamalıdır).

  • Hızlı Rebuild: Arızalı bir diskin yerine yenisi takıldığında, sadece ilgili mirror grubundaki diğer diskten veri kopyalanır, bu da RAID 5/6'ya göre çok daha hızlıdır.

• Dezavantajları:

  • Düşük Kapasite Verimliliği: Kullanılabilir kapasite, toplam disk kapasitesinin yarısıdır (RAID 1 gibi).

• Kullanım Alanları: Yüksek performans (özellikle yazma) ve yüksek güvenilirliğin aynı anda gerektiği durumlar (örn. veritabanları, sanallaştırma ortamları). Maliyeti RAID 5/6'ya göre daha yüksektir.

Diğer RAID Seviyeleri (Nested RAID)

• RAID 0+1: Önce diskler şeritlenir (RAID 0), sonra bu şeritlenmiş gruplar aynalanır (RAID 1). RAID 10'a benzer ancak hata toleransı daha düşüktür (tek bir disk arızası tüm bir RAID 0 grubunu bozabilir ve bu da tüm diziyi etkileyebilir). Genellikle RAID 10 tercih edilir.

• RAID 50 (RAID 5+0): RAID 5 grupları oluşturulur ve bunlar RAID 0 ile şeritlenir. RAID 5'ten daha iyi yazma performansı ve daha hızlı rebuild sunar. En az 6 disk gerektirir.

• RAID 60 (RAID 6+0): RAID 6 grupları oluşturulur ve bunlar RAID 0 ile şeritlenir. RAID 6'dan daha iyi performans sunar ve çok yüksek hata toleransı sağlar. En az 8 disk gerektirir.

Yazılımsal RAID (mdadm)

Linux'ta yazılımsal RAID dizileri oluşturmak ve yönetmek için standart araç mdadm'dir (multiple disk admin). mdadm, yukarıda bahsedilen standart RAID seviyelerinin çoğunu (RAID 0, 1, 4, 5, 6, 10) ve bazı ek özellikleri (örn. hot spare diskler) destekler. mdadm ile oluşturulan RAID dizileri /dev/mdX (örn. /dev/md0, /dev/md127) gibi aygıt dosyaları olarak görünür ve bunlar üzerine LVM kurulabilir veya doğrudan dosya sistemi oluşturulabilir.

Doğru RAID seviyesini seçmek, uygulamanın ihtiyaçları (performans, kapasite, güvenilirlik) ve bütçe arasındaki dengeye bağlıdır.