RAID 5 là gì, nên sử dụng khi nào, cơ chế sao lưu và phục hồi dữ liệu ra sao

Trong bài viết này mình sẽ cố gắng giải thích một cách đơn giản nhất để các bạn dễ dàng nắm được bản chất của RAID 5 cũng như lý do tại sao giải pháp lưu trữ này lại ưu việt.

RAID là gì? Có những kiểu RAID nào phổ biến?

RAID là viết tắt của Redundant Array of Independent Disks. Về cơ bản, thì RAID là một giải pháp dùng để kết hợp 2 hay nhiều ổ địa với nhau giúp đảm bảo an toàn dữ liệu hoặc gia tăng tốc độ truy xuất hoặc cả hai. 

Các kiểu RAID phổ biến gồm RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10. Trong đó RAID 0 và RAID 1 khá dễ hiểu. Với RAID 0 thì dữ liệu được chia đều ra hai ổ cứng, nếu bạn có 2 ổ SSD PCIe 3GB/s, mỗi ổ dung lượng 1TB thì sau khi RAID Windows sẽ hiển thị một ổ dung lượng 2TB và tốc độ lý thuyết bạn nhận được lúc này là 6GB/s. Vấn đề của RAID 0 là chỉ cần một ổ hư coi như mất dữ liệu.

RAID 1 ngược lại, dữ liệu được ghi đồng thời trên cả hai ổ, vì mỗi ổ đều chứa đầy đủ lượng dữ liệu của bạn nên trong trường hợp hư một trong hai dữ liệu vẫn còn nguyên. Để an toàn hơn, RAID 1 cũng có thể ghi đồng thời 3 ổ đĩa hoặc hơn nhưng Windows chỉ hiển thị dung lượng của 1 ổ (với điều kiện dung lượng tất cả các ổ bằng nhau). Nhược điểm là bạn sẽ tốn gấp đôi số ổ đĩa để RAID 1 với 2 ổ đĩa, gấp ba nếu RAID 1 với 3 ổ đĩa…

RAID 10 chính là kết hợp của RAID 1 và RAID 0. Còn RAID 5 và 6 phức tạp hơn, hai kiểu RAID khá giống nhau trong đó RAID 6 an toàn hơn, nếu hư 2 ổ đĩa dữ liệu vẫn an toàn. Còn với kiểu RAID 5 thì chỉ cho phép hư một ổ đĩa.

RAID 5 là gì?

RAID 5 về cơ bản gần giống với RAID 1 kết hợp với RAID 0, tức là dữ liệu vừa được chia ra nhiều ổ, vừa có phương án dự phòng trong trường hợp một ổ cứng bị hư.

Để RAID 5 thì cần tối thiểu có 3 ổ đĩa trở lên, trong đó dung lượng sẽ trừ đi 1 ổ. Ví dụ bạn có 3 ổ 1TB chạy RAID 5 thì dung lượng bạn nhìn thấy là 2TB. Nếu có 5 ổ 1TB chạy RAID 5 thì dung lượng là 4TB. 

RAID 5 sử dụng kỹ thuật phân chia chẵn lẻ (parity) để có thể lấy lại dữ liệu nếu không may một ổ cứng bất kỳ bị hư. Các parity phân bố dữ liệu đồng đều trên tất cả các ổ đĩa cứng.

Ví dụ bạn có 8 đoạn dữ liệu ghi vào 3 ổ đĩa được RAID 5 thì thứ tự ghi sẽ là:

• Đoạn 1 và 2 ghi vào đĩa 1 và 2, đoạn sao lưu (parity) ghi vào đĩa 3.
• Đoạn 3 và 4 ghi vào đĩa 1 và 3, đoạn sao lưu (parity) ghi vào đĩa 2.
• Đoạn 5 và 6 ghi vào đĩa 2 và 3, đoạn sao lưu (parity) ghi vào đĩa 1.
• Đoạn 7 và 8 ghi vào đĩa 1 và 2, đoạn sao lưu (parity) ghi vào đĩa 3.

Vấn đề là đoạn sao lưu ghi như thế nào mà lại chỉ tốn một phần dung lượng, đây chính là điều mà có lẽ nhiều bạn sẽ thắc mắc. Ở phần tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu vấn đề này.

Cơ chế ghi và phục hồi dữ liệu bị mất của RAID 5

Nếu như RAID 1 có 2 ổ cứng lưu song song, một ổ hư thì thì cần thay ổ mới vào, ổ còn lại sẽ tự động sao lưu lại sang ổ vừa thay. Quá đơn giản và dễ hiểu rồi. Nhưng cơ chế của RAID 5 thì khá phức tạp. Ví dụ chúng ta sử dụng 5 ổ 1TB chạy RAID 5 thì dung lượng là 4TB. Vậy làm thế nào để 1TB kia có thể backup dữ liệu cho 4TB? Đó là lúc sử dụng đến cơ chế chẵn lẻ.

Để dễ hình dung, bạn hãy nhìn vào hình bên dưới. Có lẽ các bạn cũng biết tất cả dữ liệu máy tính đọc và xử lý đều được mã hóa dưới dạng nhị phân với 2 giá trị 0 và 1. Ví dụ mình có 2 khối dữ liệu được ghi vào đĩa 1 và 2. Thì ở đĩa 3 sẽ lưu giá trị chẵn lẻ.

Nhìn vào hình trên có thể các bạn đã phần nào hình dung được cách mà dữ liệu được ghi vào đĩa thứ ba rồi đúng không. Cụ thể hơn nhé, ví dụ ở giá trị đầu tiên của cả hai khối đều là 1, 1+1=2, tức giá trị chẵn, giá trị chẵn biểu thị bởi số 0. Ở giá trị thứ hai của khối 1 là số 1 còn giá trị thứ hai của khối 2 là số 0. 1+0=1, tức giá trị lẻ, biểu thị bởi số 1. Cứ làm như vậy cho đến hết.

Trong trường hợp RAID 5 với 4 ổ thì sao, nguyên tắc cũng giống hệt như vậy. Lúc này thay vì 2 thì chúng ta có 3 giá trị cộng với nhau. Ví dụ, giá trị 1 là 11xxxxxx, giá trị 2 là 11xxxxxx, giá trị 3 là 01xxxxxx thì lúc này giá trị đầu tiên ghi trên ổ đĩa thứ 4 là 0 (vì 1+1+0=2, số chẵn), giá trị thứ 2 ghi trên ổ đĩa thứ 4 là 1 (vì 1+1+1=3, số lẻ).

Nếu có một ổ bất kỳ nào đó bị hư có thể dễ dàng suy luận ngược lại để biết chuỗi dữ liệu bị mất là gì. Hy vọng đến đây thì các bạn đã có thể hình duy ra được cơ chế ghi và phục hồi dữ liệu của RAID 5 rồi đúng không nào.

Ưu và nhược điểm của RAID 5, nên sử dụng khi nào?

Ưu điểm của RAID 5

Dễ thấy, ưu điểm đầu tiên của RAID 5 có khả năng bảo vệ dữ liệu nếu một ổ cứng bị lỗi trong khi vẫn tối ưu được chi phí hơn nhiều so với phương pháp RAID 1 hay RAID 10. Tốc độ đọc của RAID 5 cũng rất nhanh, vì dữ liệu được ghi trên nhiều ổ.

Nhược điểm của RAID 5

RAID 5 không phải là không có nhược điểm, đầu tiên là tốc độ ghi khá chậm do hệ thống phải phân chia chẵn lẻ. RAID 5 cũng yêu cầu tối thiểu 3 ổ đĩa để hoạt động. Việc phục hồi dữ liệu sẽ tốn thời gian hơn RAID 1.

RAID 5 sử dụng khi nào?

Từ những đặc tính của RAID 5 dễ thấy RAID 5 sử dụng khi người dùng cần các yếu tố: an toàn dữ liệu, tiết kiệm chi phí tối đa và tốc độ truy xuất dữ liệu nhanh. Chính vì vậy RAID 5 là phương pháp lưu trữ phổ biến hàng đầu hiện nay được sử dụng nhiều trong các hệ thống NAS, trung tâm dữ liệu.

Với các dữ liệu quan trọng hơn, người ta có thể sử dụng thêm RAID 6 với cơ chế gần như tương tự nhưng cho phép rủi ro hư tới 2 ổ cùng lúc thay vì chỉ 1 như RAID 5.

Hy vọng là qua bài viết trên đây có thể giúp bạn hiểu rõ hơn về RAID 5 cũng như ứng dụng của nó trong thực tế.

Xem thêm: 

• Phục hồi dữ liệu là gì và nó hoạt động như thế nào?
• Top 7 phần mềm khôi phục dữ liệu miễn phí tốt nhất cho máy tính

Nếu bạn đang cần tìm giải pháp lưu trữ chất lượng, mức giá phải chăng thì hãy tham khảo ngay một số sản phẩm nổi bật của FPT Shop nhé. Xem chi tiết tại: 

USB - Ổ cứng