Daftar isi
A. Apa Itu RAID?
RAID merupakan singkatan dari Redundant Array Of Independent Disk. RAID juga memiliki beberapa singkatan lain seperti Redundant Array of Inexpensive Disks, Redundant Array of Independent Drives, dan juga Redundant Array of Inexpensive Drives.
Raid merupakan teknologi virtualisasi storage yang menggabungkan beberapa hardisk fisik ke dalam sebuah logical unit storage yang memiliki kemampuan data redundancy dan juga performance improvement untuk meningkatkan kinerja I/O dari hard disk.
Teknologi Redundancy/Redundant memiliki fitur toleransi kesalahan(fault tolerance) dalam suatu media penyimpanan dengan cara penumpukkan data dengan membagi atau mereplikasi data kedalam beberapa hard disk terpisah yang disebut dengan paritas, baik dengan memakai software atau perangkat lunak, maupun unit perangkat keras RAID yang terpisah(Hard RAID). Dengan adanya paritas ini kita dapat mengembalikan data secara benar jika terjadi kegagalan penulisan data oleh perangkat keras media penyimpanan. Cara penyebaran data pada hardisk sesuai dengan level RAID. Pada setiap level memiliki perbedaan reliability, availability, performance dan capacity.
B. Konsep RAID
Sejak pertama kali diperkenalkan, RAID dibagi dalam beberapa skema, yang disebut dengan RAID Level. Pada awalnya, hanya ada lima buah level yang dikonspekan, tetapi seiring berjalannya waktu level-level tersebut berevolusi dengan menggabungkan beberapa level yang berbeda dan juga menimplementasikan beberapa level proprietary yang tidak menjadi standar RAID.
Ada beberapa konsep kunci di dalam RAID• Mirroring (mereplika data kedalam hardisk lain)
• Striping (pemecahan data kedalam beberapa hardisk)
• Error protection/fault tolerance(redundansi data disimpan untuk mengizinkan kesalahan dan masalah untuk dapat dideteksi dan dikoreksi)
Setiap level menggunakan salah satu atau beberapa fitur seperti yang disebutkan diatas, tergantung dari kebutuhan sistem.Tujuan utama penggunaan RAID adalah untuk meningkatkan reliabilitas yang sangat dibutuhkan untuk melindungi informasi yang sangat penting.
RAID memiliki 3 karakteristik umum:
• Data di distribusikan pada drive fisik array
• RAID merupakan sekumpulan disk drive yang di klaim sebagai system tunggal pada disk
• Kapasitas redundant disk di pakai untuk menyimpan informasi paritas, yang sudah menjamin recoverability data pada saat terjadi kegagalan disk atau terjadi suatu masalah.
C. Kelebihan dan Kekurangan Fitur
- Fitur mirroring, dapat meningkatkan proses pembacaan data karena menggunakan sistem yang dapat membaca data dari 2 disk atau lebih, tetapi saat digunakan untuk menulis data kinerjanya akan lebih buruk, karena data yang sama akan dituliskan pada beberapa disk yang tergabung dalam penyimpanan tergantung level RAID yang digunakan. Data yang ada akan tersimpan kedalam 2 atau lebih hardisk lain secara realtime. Hal ini bertujuan untuk menjaga keamanan data. Kelemahannya adalah banyak memakan kapasitas. Misalkan anda memiliki 2 buah HDD yang masing-masing memiliki kapasitas 4TB yang menggunakan fitur mirroring, maka Anda hanya memiliki 4TB untuk penyimpanan dan 4TB lagi untuk backup data/mirroring.- Fitur striping, mengizinkan sekumpulan data dibaca/diolah dari beberapa hard disk secara sekaligus pada waktu yang sama, akan tetapi bila satu hard disk mengalami kegagalan, maka keseluruhan hard disk akan mengalami inkonsistensi. Misalkan anda menyimpan data sebesar 100GB di 2HDD yang distripping, maka 2 hardisk itu akan menyimpan masing-masing 50GB. Demikian juga dengan hal pembacaan data, 2 buah HDD tersebut akan berkerja secara bersamaan untuk membaca data, Alhasil waktu yang dibutuhkan lebih cepat.
Kelemahan dari fitur stripping adalah jika salah satu dari array HDD macet, maka separuh data yang disimpan di HDD yang lainpun tidak akan bisa terbaca.
- Fitur Fault Tolerance, fitur toleransi kesalahan pada umumnya akan menurunkan kinerja sistem, Karena data yang akan ditampilkan harus dibaca dari beberapa hardisk dan harus dicocokkan dengan checksum yang tersedia. Oleh karena itu, desain sistem RAID harus mempertimbangkan kebutuhan sistem secara keseluruhan, sehingga perencanaan dan pengetahuan yang baik dari seorang administrator jaringan sangatlah dibutuhkan. Karena semakin majunya teknologi pada umumnya RAID menyediakan fasilitas bagi para penggunanya untuk memilih konfigurasi yang diinginkan dan tentunya sesuai dengan kebutuhan.
Hampir semua sistem RAID dapat didesain untuk terus berjalan, meskipun terjadi kegagalan. Beberapa hard disk yang mengalami kegagalan tersebut dapat diganti saat sistem menyala (hot-swap) dan data dapat diperbaiki secara otomatis. Sistem lainnya mungkin mengharuskan shutdown ketika data sedang diperbaiki. Karenanya, RAID sering digunakan dalam sistem-sistem yang harus selalu on-line(aktif), dan selalu tersedia (highly available) kapanpun dibutuhkan, dengan waktu down-time(waktu istirahat) yang sesingkat-singkatnya.
D. Struktur RAID
Hardisk memiliki resiko untuk mengalami kerusakan. Kerusakan ini dapat mengakibatkan turunnya kinerja atau pun hilangnya data. Meski pun data memiliki backup, tetap saja ada kemungkinan data yang hilang karena adanya perubahan setelah terakhir kali data di-backup. Karenanya keandalan/reliabilitas dari suatu disk harus dapat terus ditingkatkan.Berbagai macam cara pun dilakukan untuk meningkatkan kinerja dan juga reliabilitas dari disk. Biasanya untuk meningkatkan kinerja, dilibatkan banyak disk sebagai satu unit penyimpanan. Tiap-tiap blok data dipecah ke dalam beberapa subblok, dan dibagi-bagi ke dalam disk-disk tersebut. Ketika mengirim data disk-disk tersebut bekerja secara paralel, sehingga dapat meningkatkan kecepatan transfer dalam membaca atau menulis data. Ditambah dengan adanya sinkronisasi pada rotasi masing-masing disk, maka kinerja dari disk dapat ditingkatkan.
Maka dari itu, RAID adalah salah satu jawaban yang dapat menyelesaikan masalah kesenjangan kecepatan disk memori dengan CPU dengan cara menggantikan disk berkapasitas besar dengan sejumlah disk-disk berkapasitas kecil dan mendistribusikan/menyebar/membagi data pada disk-disk tersebut sedemikian rupa sehingga data yang didistribusikan nantinya akan dapat dibaca kembali.
Contohnya, bila sistem operasi yang kita gunakan adalah windows, maka drive pada RAID yang muncul hanya C saja. Beda halnya jika konfigurasi RAID tidak digunakan maka drive yang muncul adalah C, D dan E atau bahkan lebih (satu drive untuk satu harddisk) tergantung berapa banyak harddisk yang digunakan.
Awalnya RAID hanya digunakan untuk server saja, dimana keamanan data & kecepatan sangat mutlak diperlukan. Pada awalnya untuk membuat konfigurasi RAID perlu RAID card tersendiri yang harganya sangat mahal. Namun dalam beberapa tahun terakhit Intel memasukkan/menyelipkan fasilitas/fitur RAID controller kedalam chipset ICHxR mereka sehingga RAID bisa dinikmati oleh pengguna lewat onboard controller pada motherboard.
E. Sejarah RAID
Sumber : news.berkeley.edu
Penggunaan istilah RAID pertama kali diperkenalkan oleh David A. Patterson, Garth A. Gibson dan Randy Katz yang berasal dari University of California, Berkeley, Amerika Serikat pada tahun 1987. Tetapi, walaupun istilah RAID pertama kali digunakan oleh mereka, Sayangnya hak paten terhadap penemuan RAID dimiliki oleh Norman Ken Ouchi dari International Businness Machines (IBM), Beliau mendapatkan hak paten tersebut pada tahun 1978 dari Amerika serikat dengan nomor paten 092732 dengan judul “System for recovering data stored in failed memory unit”. Klaim paten ini menjelaskan mengenai apa yang kemudian dikenal sebagai RAID 5 dengan penulisan stripe secara penuh. Didalam paten tersebut juga terlulis bahwa disk mirroring atau duplexing (yang kini kita kenal sebagai RAID 1) dan juga perlindungan dengan paritas khusus yang didedikasikan (yang kini dikenal dengan RAID 4) bisa digunakan, Walaupun pada saat itu belum ada implementasinya.
9 tahun berlalu setelah hak paten didapatkan oleh Norman Ken Ouchi, David A. Patterson, Garth A. Gibson dan Randy Katz ingin mempelajari mengenai kemungkinan penggunaan dua buah hard disk atau lebih namun terlihat sebagai sebuah perangat yang tunggal oleh sistem yang menggunakannya, dan kemudian mereka mempublikasikannya ke dalam bentuk sebuah dokumen yang berjudul "A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)" pada bulan Juni tahun 1988 saat konferensi SIGMOD. Dalam dokumen tersebut terdapat beberapa purwarupa RAID level, atau kombinasi dari drive-drive tersebut. Setiap RAID level tersebut secara teoretis memiliki kelebihan dan juga kekurangannya masing-masing.
Satu tahun berselang pada tahun 1989, implementasi/penerapan RAID pun mulai banyak muncul ke permukaan. Sebagian besar implementasi tersebut memang secara substansial berbeda dengan RAID level yang asli yang dibuat oleh Patterson dan kawan-kawan, tetapi implementasi tersebut menggunakan nomor yang sama dengan apa yang ditulis oleh Patterson. Hal ini bisa membuat perdebatan yang tak berujung yang berakhir kebingungan, Contohnya saja implementasi RAID 5 antara yang satu berbeda dengan yang lainnya, Begitu juga dengan RAID 3 dan RAID 4 yang sering dipertukarkan, meski pada dasarnya kedua jenis RAID tersebut berbeda.
Patterson menulis lima buah RAID level sebagai berikut:
RAID level 1 : mirroring
RAID level 2 : Fitur koreksi kesalahan dengan menggunakan kode Humming
RAID level 3 : Pengecekan terhadap disk tunggal di dalam sebuah kelompok disk.
RAID level 4 : Pembacaan dan penulisan data secara independen
RAID level 5 : Menyebarkan data dan paritas ke semua drive (tidak ada pengecekan terhadap disk tunggal)
RAID level 6 : Pengembangan terhadap RAID level kelima
F. Level-Level Standar RAID
Pada dasarnya, level standar RAID ada 5. Tetapi seiring dengan perkembangan teknologi komputer, beberapa level-level baru bermunculan. Di artikel ini, saya akan membahas 10 level RAID yang sering digunakan.
RAID Level 0RAID Level 1
RAID Level 2
RAID Level 3
RAID Level 4
RAID Level 5
RAID Level 6
RAID Level 7
RAID Level 10
RAID Level 50
RAID Level 60
1. RAID Level 0
Sumber : kavm.blogspot.com
RAID level 0 Juga dikenal dengan modus stripping. dan hanya membutuhkan minimal 2 harddisk. Cara kerjanya adalah menggabungkan kapasitas dari beberapa hardisk. Sehingga hanya terlihat sebagai sebuah hardisk dengan kapasitas yang besar (jumlah kapasitas keseluruhan hardisk). Pada awalnya, RAID 0 digunakan untuk membentuk sebuah partisi yang sangat besar menggunakan beberapa hardisk untuk menghemat biaya.Jika kalian menggunakan RAID Level ini semua hardisk yang terpasang bisa digunakan sebagai tempat penyimpanan, dengan kata lain data yang kita simpan kedalam hardisk akan disimpan secara terpisah dan merata keseluruh hardisk yang digunakan, tanpa parity untuk meningkatkan kecepatan kinerja mesin. Parity data pada RAID digunakan untuk memeriksa error pada hardisk dan melakukan redudansi data. Secara singkatnya, jika ada hardisk yang rusak, maka secara otomatis RAID akan melakukan perbaikan dan pemindahan data pada hardisk yang baru.
Karena pada RAID 0 tidak menggunakan parity, sehingga jika ada salah satu hardsik yang rusak, maka secara otomatis data akan rusak dan hilang. Karena penggunaan RAID 0 terfokus untuk meningkatkan peforma untuk baca/tulis, atau untuk memperbesar kapasitas penyimpanan, tapi mengesampingkan redundansi data/keamanan data. Namun dengan cara ini data bisa diakses lebih cepat, karena saat komputer membaca bagian dari data di satu hardisk, komputer juga dapat membaca bagian lain di harddisk lainnya.
Seperti yang sudah saya jelaskan diatas dengan menggunakan RAID 0, kecepatan I/O hardisk akan meningkat karena kinerja baca/tulis dikerjakan bersama-sama. sehingga kecepatan masing-masing hardisk akan digabungkan untuk mendapatkan kecepatan yang sekencang-kencangnya.
Sebenarnya RAID level 0 tidak termasuk di dalam kelompok RAID karena tidak menggunakan redundant.
2. RAID Level 1
Sumber : support.enjayworld.com
RAID Level 1 Biasa disebut dengan modus mirroring. dan Membutuhkan minimal 2 harddisk. Cara kerjanya adalah dengan menyalin/menduplikasi/membackup data dari sebuah hardisk ke hardisk lain dengan tujuan jika salah satu hardisk rusak , maka data tetap bisa diakses dari hardisk lainnya(hardisk yang menjadi mirror/backup) untuk menggantikan fungsi hardisk utama sampai diganti dengan hardisk yang baru, tanpa menurunannya performance dari keseluruhan hardisk, selama tidak semua hardisk yang mengalami kerusakan fisik secara bersamaan.Karena fitur mirroring ini setengah dari penyimpanan tidak bisa dipakai karena berfungsi sebagai mirroring, maka kita hanya dapat menggunakan setengah media penyimpanan lagi. Kemampuan baca/tulis pada RAID 1 bila dibilang cukup bagus, walaupun tidak sebagus RAID 0. RAID 1 biasanya digunakan pada operating system (OS) & transactional database.
3. RAID level 2
Sumber : everylogi.blogspot.com
RAID level ini menggunakan pengorganisasian dengan Error-Correcting-Code (ECC). Pendeteksian error dilakukan menggunakan paritas bit. Seriap bit data mempunyai paritas bit yang bersuaian yang merepresentasikan jumlah bit didalam byte data tersebut dimana partias bit=0 jika jumlah bit genap, sedangkan jika ganjil maka paritas-1. Jadi, jika salah satu bit mengalami perubaham. paritas akan berubah dan tidak sesuai dengan paritas bit yang tersimpan. Oleh karena itu, jika terjadi error atau kegagalan pada salah satu disk, data dapat dibentuk kembali dengan membaca Error-Correction bit pada disk yang lain.4. RAID LEVEL 3
Sumber : everylogi.blogspot.com
RAID level ini menggunakan pengorganisasian dengan paritas bit interleaved. Cara kerjanya hampir sama dengan RAID 2. Perbedaannya adalah RAID Level 3 hanya membutuhkan sebuah disk sebagai redundant/parity dari sekian banyak disk yang dipakai. RAID level ini tidak menggunakan teknik ECC, melainkan hanya menggunakan sebuah bit paritas untuk sekumpulan bit yang mempunyai posisi yang sama pada setiap disk yang berisi data. RAID Level 3 juga menggunakan data stripping dan mengakses disk yang ada secara paralel.Jika kita menggunakan 4 buah hardisk maka kapasitas yang kita bisa pakai berasal dari 3 buah hardisk, sedangkan 1 hardisk yang tersisa digunakan untuk menyimpan informasi parity dari ketiga hardisk yang digunakan untuk menyimpan data. Jadi, jika terjadi kerusakan fisik pada salah satu dari 3 hardisk ini, maka data tetap dapat dibaca dengan memperhitungkan parity yang ada pada hardisk ke-4. Namun, jika hardisk ke-4 yang mengalami kerusakan, maka data tetap dapat dibaca dari ketiga hardisk lainnya.
5. RAID level 4
Sumber : everylogi.blogspot.com
RAID Level ini merupakan pengorganisasian dengan paritas blok interleaved, yaitu dengan cara menggunakan striping data pada level blok, menyimpan sebuah paritas blok pada sebuah disk yang terpisah untuk setiap blok data pada disk lain yang bersesuaian. Jika sebuah disk mengalami error atau gagal, blok paritas tersebut dapat digunakan untuk membentuk kembali blok-blok data pada disk yang gagal tadi. Kecepatan transfer untuk membaca/menulis data terbilang tinggi, karena setiap disk data dapat diakses secara paralel, dan paritas dapat ditulis secara paralel. Paling sedikit menggunakan 3 buah Hardisk.6. RAID level 5
Sumber : mwave.com.au
RAID Level 5 merupakan pengorganisasian dengan paritas blok interleaved tersebar. Data dan paritas akan disebar pada semua disk termasuk disk tambahan. Pada setiap blok, salah satu dari disk akan menyimpan paritas dan disk yang lainnya akan digunakan sebagai tempat penyimpanan data. Sebuah paritas blok tidak dapat menyimpat paritas untuk blok data pada disk yang sama, karena kegagalan sebuah disk akan menyebabkan data hilang bersama dengan paritasnya dan data tersebut tidak bisa diperbaiki. Penyebaran paritas pada setiap disk ini bertujuan untuk menghindari penggunaan berlebihan dari sebuah paritas disk seperti pada RAID level 4. Paling sedikit menggunakan 4 hardisk karena adanya pembagian data dan parity. Kelebihannya yaitu, jika salah satu hardisk mengalami masalah, hardisk masih tetap berfungsi. Sedangkan kekuranngannya adalah performa akan menurun jika hardisk mengalami masalah.7. RAID level 6
Sumber : everylogi.blogspot.com
Paling sedikit menggunakan 5 buah hardisk, 3 diantaranya akan dijadikan sebagai tempat penyimpanan data, dan 2 lagi sebagai parity. RAID Level 6 biasa disebut dengan redundansi P+Q, Hampir sama seperti RAID level 5, tetapi RAID level 6 menyimpan informasi redundan tambahan dengan menggunakan extra parity block 2 disk untuk mengantisipasi kegagalan dari beberapa disk sekaligus. RAID level 6 melakukan 2 buah perhitungan paritas yang berbeda, kemudian akan disimpan didalam blok-blok yang teripisah pada disk yang berbeda.Kelebihan dari RAID level 6 adalah kehandalan dalam menjaga data yang tinggi, karena untuk menyebkan hilangnya data, kegagalan harus terjadi pada 3 buah disk dalam interval rata-rata untuk perbaikan data (Mean Time To Reapair / MTTR). Jadi, selama hardisk yang mengalami gagal hanya 2 buah maka fungsi hardisk masih tetap bisa dijalankan. Kekurangannya adalah penalti waktu pada saat penulisan data, karena setiap penulisan yang dilakukan akan mempengaruhi dua buah paritas blok, dan performa akan menurun jika hardisk mengalami fails/gagal.
RAID Level 6 biasanya digunakan untuk solusi HA (High Availability), Mission Critical Apps, dan server yang membutuhkan kapasitas simpan yang besar.
8.RAID Level 7
Sumber : storelab-rc.ru
RAID level 7 mencakup sistem operasi dan prosesor tertanam yang real time untuk mendapatkan kemampuan baca/tulis data atau sistem I/O dan kemampuan penyimpanan data yang baik. RAID Level 7 bisanya digunakan pada penyimpanan data komputer dari suatu perusahaan. RAID level ini menggabungkan RAID level 3 dan RAID level 4. RAID level 7 memiliki sistem cache yang terintegrasi dan prosesor yang dirancang khusus untuk mengelola array yang dapat membantu mencapai sistem baca/tulis yang lebih cepat. Ketergantungan terhadap disk paritas juga lebih rendah karena penggunaan perangkat keras tambahan sebagai pengontrol yaitu cache dan prosesor. Jadi, data dikontrol oleh sistem operasi, dan RAID 7 juga menyediakan 3 parity/paritas.9. RAID Level 1+0 dan 0+1
Sumber : support.enjayworld.com
RAID Level 1+0 dan 0+1 perbedannya terletak pada penggunaan Level yang dibalik. Penggunaan 2 buah Level bertujuan untuk memenuhi kebutuhan. RAID 0 yang digunakan sebagai data Striping dan RAID 1 yang beguna sebagai mirroring. Penggabungan ini menciptakan performa baca/tulis dan redundasi data yang tinggi karena memiliki toleransi kerusakan hingga beberapa hardisk. Cara kerja RAID 0+1 adalah sekumpulan disk akan di-strip, kemudian strip tersebut akan dimirror ke disk-disk lainnya, sehingga menghasilkan strip-strip data yang sama. Sedangkan cara kerja RAID level 1+0 adalah disk akan dimirror secara berpasangan, dan hasil pasangan mirror tersebut akan distrip.RAID 10 memiliki keunggulan lebih baik dibanding RAID 0+1. Karena jika sebuah disk mengalami error pada RAID 0+1, maka seluruh stripnya tidak akan bisa diakses, hanya sebagian saja yang bisa diakses, Sedangkan pada RAID 10, disk yang mengalami error tidak dapat diakses, tetapi pasangan mirrornya masih dapat diakses, yaitu disk selain dari disk yang mengalami gagal.
RAID Level ini sebenarnya tidak termasuk level standar. Kita harus menyediakan 4 buah hardisk agar bisa menggunakan Level ini. RAID 10 biasanya digunakan pada database, web server & server aplikasi atau server-server yang membutuhkan performa hardisk tinggi.
10.RAID 50 (RAID 5 + RAID 0)
Sumber : datatechlab.com
RAID 50 merupakan gabungan dari RAID 5+ RAID 0, RAID 0 yang memiliki kemampuan baca/tulis tinggi/ block-level striping, dan RAID 5 yang memiliki kemampuan redundant yang baik/distribusi parity. Maka terciptalah RAID 50 memiliki peforma baca/tulis & redundansi data yang tinggi ( dapat berjalan walau mengalami kerusakan pada beberapa hardisk), Karena memiliki toleransi kerusakan 1 hardisk per sub-array.Memilik toleransi kerusakan 1 hardisk per sub-array. RAID 50 biasanya dipakai pada server database, sever aplikasi, dan server penyimpanan file. RAID 50 membutuhkan minimal 6 buah hardisk.Pada RAID 50 jika salah satu hardisk dari masing-masing sub-array mengalami kerusakan, maka data yang ada tetap akan aman. Tetapi jika hardisk yang mengalami kerusakan tidak segera diganti, dan terjadi kerusakan pada hardisk lainnya maka data akan rusak. Penggantian hardisk yang rusak harus dilakukan agar data tetap terjaga redundansinya.
11.RAID 60 (RAID 6 + RAID 0)
Sumber : everylogi.blogspot.com
RAID 50 merupakan gabungan dari RAID 6 dan RAID 0, RAID 6 yang memiliki kemampuan block-level striping dan RAID 6 yang memiliki kemampuan distribusi parity. RAID 60 membutuhkan minimal 8 buah hardisk. RAID 60 biasanya digunakan pada solusi Hight Availability, Mission Critical Apps, atau server yang membutuhkan kapasitas penyimpanan yang besar.RAID 50 dan RAID 60 tidak terlalu banyak perbedaan, Perbedannya terletak pada toleransi kerusakan hardisk, jika pada RAID 50 toleransi kerusakan yang disajikan 1 hardisk per sub-array, sedangkan pada RAID 60 adalah 2 hardisk per sub-array.
Pada umumnya, RAID digunakan/diimplementasikan pada komputer server, tetapi bisa juga digunakan di dalam workstation. Penggunaan di dalam workstation umumnya digunakan pada komputer yang digunakan untuk melakukan beberapa pekerjaan seperti melakukan editing video/audio.
 Pada Hardisk/HDD){kind=link}
0 Komentar