Understanding RAID in Computer Systems and Its Levels

understanding raid in computer systems.

 Pengertian RAID Dalam Sistem Komputer Dan Level-Levelnya


Pengertian RAID


RAID adalah teknologi yang digunakan untuk meningkatkan kinerja dan / atau keandalan penyimpanan data. Untuk menambah pengetahuan dan wawasan kalian berikut ini penjelasan mengenai pengertian RAID (Redundant Array of Independent Disks ) dan level-level nya.


Baca Juga: Jenis-Jenis Topologi Jaringan Beserta Kelebihan Dan Kekurangannya

DAFTAR ISI

1. Pengertian RAID

2. Teknik Penyimpanan RAID

3. Fungsi RAID

4. Level Level RAID

5. 1. RAID level 0

6. 2. RAID Level 1

7. 3. RAID Level 2

8. 4. RAID Level 3

9. 5. RAID Level 4

10. 6. RAID Level 5

11. 7. RAID Level 6

12. 8. RAID Level 10 (0 + 1 Atau 1 + 0)

13. Kesimpulan


Pengertian RAID


RAID (Redundant Array of Independent Disks) atau dalam bahasa indonesia penyimpan data redundan yaitu sebuah teknologi dalam penyimpanan data yang digunakan untuk meminimalkan kesalahan pada saat penyimpanan dan pembacaan data dengan menggunakan redundansi (penumpukan data) dengan menggunakan perangkat lunak atau menggunakan hard disk itu sendiri. Pola RAID terdiri atas enam level dan level nol sampai lima. Level ini tidak mengartikan hubungan hierakis (urutan tingkat) namun penandaan arsitektur rancangan yang berbeda yang mempunyai tiga karakteristik umum:

  * RAID merupakan sekumpulan disk drive yang dianggap oleh sistem operasi sebagai sebuah drive logical tunggal.

  * Data didistribusikan (disalurkan) ke drive fisik.

  * Kapasitas redundant disk digunakan untuk menyimpan informasi paritas (penggunaan sandi),yang menjamin pemulihan data ketika terjadi kegagalan disk.


Teknik Penyimpanan RAID


Metode utama menyimpan data dalam array adalah:

  * Striping – memisahkan aliran data menjadi blok-blok dengan ukuran tertentu (disebut “block sizeâ€�) kemudian menulis blok-blok ini melintasi RAID satu per satu. Cara penyimpanan data ini memengaruhi kinerja.

  * Mirroring adalah teknik penyimpanan di mana salinan data yang identik disimpan pada anggota RAID secara bersamaan. Jenis penempatan data ini memengaruhi toleransi kesalahan serta kinerja.

  * Parity adalah teknik penyimpanan yang digunakan metode striping dan checksum. Dalam teknik paritas, fungsi paritas tertentu dihitung untuk blok data. Jika drive gagal, blok yang hilang dihitung ulang dari checksum, memberikan toleransi kesalahan RAID.


Fungsi RAID


Dengan teknologi RAID, data dapat dicerminkan pada satu disk atau lebih dalam array yang sama, sehingga jika satu disk gagal, data akan disimpan. Berkat teknik yang dikenal sebagai striping (teknik untuk menyebarkan data melalui beberapa disk drive), RAID juga menawarkan opsi read atau write ke lebih dari satu disk pada saat yang sama untuk meningkatkan kinerja.


Dalam pengaturan ini, data sekuensial dipecah menjadi segmen-segmen yang dikirim ke berbagai disk dalam array, mempercepat throughput. Array RAID khas menggunakan beberapa disk yang tampaknya merupakan perangkat tunggal sehingga dapat memberikan kapasitas penyimpanan lebih dari satu disk.


Level Level RAID


1. RAID level 0


RAID Level 0


RAID 0 merupakan non-redundant disk array, tidak memiliki redundansi sama sekali. skema ini memberikan peningkatan performa dan penambahan media penyimpanan namun tanpa toleransi fault. Semakin banyak disk yang digunakan semakin besar pula kemungkinan disk failurenya. peningkatan bandwidth namun memiliki resiko kehilangan data yang lebih besar. Biasanya digunakan untuk komputer yang membutuhkan performa dan kapasistas yang besar, bukan reliabilitas, seperti pada lingkungan super-computing.


Data dibagi-bagi dan ditulis dalam satuan yang disebut blok-blok. urutan blok ini ditandai dengan stripe-size yang merupakan paramater konfigurasi array. masing-masing blok dituliskan pada disk yang berbeda secara simultan. ini memungkinkan bagian yang lebih kecil dari keseluruhan data untuk dibaca secara parallel dari drive-drive, sehingga performa I/O-nya didapatkan.


RAID 0 yang dikenal juga dengan metode striping digunakan untuk mempercepat kinerja hard disk. Kapasitas total hard disk pada metode ini adalah jumlah kapasitas hard disk pertama ditambah hard disk kedua. Metodenya dilakukan dengan cara membagi data secara terpisah ke dua hard disk. Jadi, separuh data ditulis ke hard disk pertama dan separuhnya lagi ditulis ke hard disk kedua. Secara teoritis cara ini akan mempercepat read/ write hard disk. Kelemahan dari cara ini adalah apabila salah satu hard disk rusak maka seluruh data akan hilang.


2. RAID Level 1


RAID Level 1


Skema yang digunakan pada RAID 1 adalah mirrorring. data yang dituliskan pada satu drive akan diduplikasi atau dituliskan juga pada drive lainnya. pada umumnya skema ini diterapkan dengan 2 harddisk/diskdrive tapi aplikasi mengunakan 3 atau lebih disk drive juga memungkinkan. dengan skema ini didapatkan data yang reliable, kerusakan pada satu disk tidak akan mempengaruhi disk yang lain, sistem akan tetap bekerja selama salah satu disk berada dalam kondisi yang baik. kekurangannya adalah penurunan performa pada penulisan data.


Cara ini dapat meningkakan kinerja disk, tetapi jumlah disk yang dibutuhkan menjadi dua kali lipat, sehingga biayanya menjadi sangat mahal. Pada level 1 (disk duplexing dan disk mirroring) data pada suatu partisi hard disk disalin ke sebuah partisi di hard disk yang lain sehingga bila salah satu rusak, masih tersedia salinannya di parrisi mirror.


Metodenya dilakukan RAID 1yaitu dengan cara menyalin isi hard disk pertama ke hard disk kedua. Jadi, apa yang ditulis pada hard disk pertama juga akan ditulis di hard disk kedua. Apabila salah satu hard disk rusak, maka data pada hard disk yang satunya masih ada. Kekurangan dari cara ini adalah tidak adanya peningkatan kinerja sama sekali, performanya malah akan sedikit lebih pelan dibanding performa hard disk single (nonRAID). Selain itu kapasitas total yang kamu dapat dengan metode ini hanyalah sebesar kapasitas satu hard disk saja.


3. RAID Level 2


RAID Level 2


RAID level 2 pada level ini, menggunakan teknik akses paralel, seluruh anggota disk berpartisipasi dalam mengeksekusi setiap request I/O. Umumnya, pemutaran setiap drive disinkronisasikan sehingga seluruh head disk selalu berada pada posisi yang sama pada setiap disk yang terdapat pada array.


Pada RAID 1.evel 2 digunakan striping data, dengan RAID level 2 code errorcorrecting dihitung melalui semua bit-bit yang bersangkutan pada setiap disk data. RAID Level 2 hanya akan menjadi pilihan yang tepat untuk lingkungan yang sering mengalami disk error. Pada keadaan rehabilitas disk dan disk drive yang tinggi RAID Level 2 tidak tepat untuk digunakan.


Pada RAID2 data di stripe untuk beberapa disk dengan putaran disk yang sama, masing-masing bit data dimasukkan kedalam masing-masing disk, disertai dengan parity yang digunakan untuk melakukan identifikasi disk yang error/salah dan melakukan error recovery. Bit level party pada RAID type ini diterapkan menggunakan Hamming Code. Karena striping dan parity dilakukan pada level bit sesuai dengan Hamming Code maka dibutuhkan disk-disk khusus untuk menyimpan masing masing bit parity-nya yang jumlahnya akan menyesuaikan dengan jumlah harddisk utama yang ingin digunakan.


4. RAID Level 3


RAID Level 3


Pada level ini pengorganisasian sama dengan pada level 2. Perbedaan yang mendasar adalah level 3 hanya mebutuhkan disk redundant tunggal, tidak bergantung pada besarnya array disk. Level 3 menggunakan akses paralel dengan data yang didistribusikan dalam bentuk-bentuk kecil, code error-correcting tidak dihitung, melainkan bit paritas sederhana yang dihitung untuk sejumlah bit-bit individual yang berada dalam posisi yang sama pada seluruh disk data.


5. RAID Level 4


RAID Level 4


RAID level 4 menggunakan konsep yang sama dengan RAID level 3 hanya saja pada RAID 4 striping dilakukan pada blok-blok yang ukurannya didefinisikan dalam stripesize. ukuran masing-masing blok pada umumnya dalam satuan KiB. Stripe size yang ada biasanya dalam rentang 2KiB hingga 512 Kib, dengan ukuran yang diijinkan adalah dalam 2 pangkat x, (2, 4, 8, … ) KiB. dengan ukuran blok seperti ini dan dedicated parity / parity yang disimpan khusus dalam sebuah drive dapat timbul bottleneck.


Request pembacaan file yang ukurannya lebih kecil dari stripe-size akan mengakses hanya 1 disk. Request penulisan file harus melakukan update terhadap blok dan melakukan penghitungan parity. Untuk file besar yang penulisannya membutuhkan striping pada setiap disk (semua disk), maka perhitungan parity akan mudah dilakukan, sedang untuk penulisan file yang ukurannya lebih kecil dari 1 blok maka harus dilakukan pengaksesan dan penulisan pada blok yang telah ada.


Perbandingan data baru dan data lama pada blok tersebut juga harus dilakukan untuk kemudian dituliskan parity-nya. Proses ini disebut juga read-modifywrite procedure. Bottleneck dapat timbul karena pada setiap penulisan file, parity mungkin akan dihitung ulang dan diupdate, efeknya timbul pada pengaksesan secara lebih pada disk yang digunakan untuk khusus menyimpan parity.


6. RAID Level 5


RAID Level 5


RAID 5 mirip dengan RAID 4 dalam skema blok stripingnya, namun RAID 5 menggunakan parity yang didistribusikan ke dalam tiap disk, tentu saja untuk menghilangkan bottleneck yang mungkin timbul pada skema RAID 4. Skema ini memiliki performa yang paling baik untuk request pembacaan file kecil dan penulisan file yang berukuran besar. peningkatan performa pembacaan karena semua disk dapat berkontribusi dalam pengaksesan. Kekurangan dari skema ini adalah pada penulisan file berukuran kecil karena proses read, modify, write yang terjadi untuk penulisan file kecil. Prosedure ini juga mengakibatkan penulisan file kecil pada RAID 5 kurang efisien dibandingkan dengan mirrorring pada RAID 1.


7. RAID Level 6



RAID Level 6


RAID level 6 disebut juga redundansi P + Q. Mirip seperti RAID level 5, tetapi menyimpan informasi redundan tambahan untuk mengantisipasi kegagalan dan beberapa disk sekaligus. RAID level 6 melakukan dua perhitungan paritas yang herbeda, kemudian disimpan di dalam blok-blok yang terpisah pada disk-disk yang berbeda. Jadi, jika disk data yang digunakan sebanyak n buah disk, maka jumlah disk yang dibutuhkan untuk RAID level 6 ini adalah n + 2 disk.


Kelebihan dari RAID level 6 ini adalah kehandalan data yang sangat tinggi, karena untuk menyebabkan data hilang, kegagalan harus terjadi pada tiga buah disk dalam interval rata-rata untuk perbaikan data (Mean Time To Repair atau MTTR). Kerugiannya yaitu pinalti waktu pada saat penulisan data, karena setiap penulisan yang dilakukan akan mempengaruhi dua paritas blok.


8. RAID Level 10 (0 + 1 Atau 1 + 0)


RAID Level 10


RAID level 0 + 1 dan 1 + 0 ini merupakan kombinasi dan RAID level 0 dan 1. RAID Level 0 memiliki kinerja yang baik, sedangkan RAID level 1 memiliki kehandalan. Namun, dalam kenyataannya kedua hal ini sama pentingnya. Dalam RAID 0 + 1, sekumpulan disk di-strip,kemudian strip tersebut di-mirror ke disk-disk yang lain, menghasilkan strip-strip data yang sama. Kombinasi Iainnya yaitu RAID 1 + 0, di mana disk-disk di-mirror secara berpasangan,dan kemudian hasil pasangan mirromya di-strip.


RAID 1 + 0 ini mempunyai kelebihan lebih dibandingkan dengan RAID 0 + 1. Sebagai contoh, jika sebuah disk gagal pada RAID 0 + 1, seluruh strip-nya tidak dapat diakses, hanya sebagian strip saja yãng dapat diakses, sedangkan pada RAID 1 + 0, disk yang gagal tersebut tidak dapat diakses, tetapi pasangan mirror-nya masih dapat diakses, yaitu disk-disk selain dan disk yang gagal. Metode ini merupakan kombinasi RAID 0 dan RAID 1. Selain memperoleh kecepatan juga memperoleh keamanan data. Untuk metode ini diperlukan minimal 4 hard disk. Kapasitas total yang kamu dapat adalah sejumlah kapasitas 2 hard disk.


Kesimpulan


RAID merupakan teknologi yang memberikan solusi terhadap masalah ketersediaan ukuran, reliablitias data, dan performa I/O media penyimpanan. Secara konsep masing-masing RAID memiliki kelebihan dan kekurangan yang merupakan trade-off dari kecepatan, kualitas, dan harga. Pemilihan dan penggunaan RAID sebaiknya disesuaikan dengan performa yang ingin diperoleh dan budjet yang ada, sehingga bisa tepat sasaran.


Hopefully, this article about Understanding RAID in Computer Systems and Its Levels, gives you a little insight. Also, read an article about Understanding Routing Tables and Routing Protocols that you may need to know. Thank you.

Previous Post Next Post