RAID 10: una com­bi­na­zio­ne di mirroring e striping

Sebbene l’idea originale legata all’eco­no­mi­ci­tà sia passata in secondo piano, se non ad­di­rit­tu­ra diventata del tutto ir­ri­le­van­te, i RAID trovano ancora oggi impiego, spe­cial­men­te nell’ambito dei server. Il focus dei vari standard definiti come livelli RAID riguarda prin­ci­pal­men­te l’ot­ti­miz­za­zio­ne della sicurezza dati e delle pre­sta­zio­ni. I livelli possono essere combinati per sfruttare al meglio i vantaggi dei singoli approcci, esat­ta­men­te come accade con il RAID 10.

Ma a quale standard cor­ri­spon­de la com­bi­na­zio­ne RAID 10? Quali vantaggi e svantaggi porta con sé un sistema complesso di questo tipo? E come funziona esat­ta­men­te una con­ca­te­na­zio­ne RAID 10?

Un RAID 10 è una com­bi­na­zio­ne dei livelli RAID 1 e 0 dove diversi sistemi RAID 1 formano un sistema RAID 0. Per questo motivo capita piuttosto spesso di trovare anche la de­no­mi­na­zio­ne “1+0” per le con­ca­te­na­zio­ni di questo tipo, composte da un minimo di quattro dischi rigidi.

Il principio alla base del RAID 1 serve a rendere possibile la replica (mirroring) dei file all’interno della con­ca­te­na­zio­ne RAID 10. Tutti i file sono ar­chi­via­ti in duplice versione così da garantire piena ri­don­dan­za.

A questo si aggiunge anche lo striping dei dati: i blocchi di dati vengono scomposti in singole strisce (stripe) e ar­chi­via­ti sui supporti con­ca­te­na­ti nel RAID 10. Gli hard disk che formano uno dei RAID 1 che com­pon­go­no il sistema di­spon­go­no perciò sempre dello stesso set di dati, diverso però da quello degli altri cluster RAID 1. Ogni con­ca­te­na­zio­ne gestisce porzioni di in­for­ma­zio­ni separate, senza che le ap­pli­ca­zio­ni che accedono al set di dati ne siano al corrente.

Il guasto di uno dei dischi rigidi può essere com­pen­sa­to in un RAID 10 per ogni sot­toar­ray, ossia ogni RAID 1, in quanto in ogni momento può contare su una versione replicata con­te­nen­te lo stesso set di dati. Questo significa però anche che al massimo la capacità di ar­chi­via­zio­ne per i dati utente può cor­ri­spon­de­re soltanto alla metà di quella dei singoli dischi rigidi. L’equa sud­di­vi­sio­ne dei dati serve però anche a offrire agli utenti una velocità di lettura maggiore.

Il RAID 10 archivia tutti i dati in duplice versione. Fin tanto che almeno un disco di ciascuna coppia continua a fun­zio­na­re le in­for­ma­zio­ni ar­chi­via­te sono al sicuro anche nel caso di guasto dell’altro hard disk. I dati vanno perduti soltanto se tutti i supporti di ar­chi­via­zio­ne di uno dei RAID 1 del sistema smettono di fun­zio­na­re a causa di un guasto.

A questo si deve uno dei prin­ci­pa­li vantaggi dei RAID 1+0 rispetto al sistema al­ter­na­ti­vo RAID 0+1, il quale risulta com­pro­mes­so nel caso di guasto a uno dei dischi rigidi dei sot­to­si­ste­mi RAID 0. La ri­co­stru­zio­ne dei dati in un sistema RAID 10 risulta molto meno com­pli­ca­ta e rapida.

Un grande punto di forza dei RAID 10 sta nella loro velocità di tra­sfe­ri­men­to dei dati in uscita: grazie allo striping dei dati, le porzioni dei blocchi sono di­spo­ni­bi­li in parallelo. Un’ap­pli­ca­zio­ne che accede al sistema ha la pos­si­bi­li­tà di leggere con­tem­po­ra­nea­men­te da due o più dischi rigidi e ottenere im­me­dia­ta­men­te più dati di una stessa striscia. Come singola unità i dischi rigidi con­ca­te­na­ti non offrono questa opzione, motivo per il quale un’ot­ti­miz­za­zio­ne della velocità di lettura sia ri­scon­tra­bi­le in pra­ti­ca­men­te tutti i sistemi RAID 10.

La piuttosto costosa com­bi­na­zio­ne di striping e replica dei dati non comporta però soltanto vantaggi. Ci sono due prin­ci­pa­li svantaggi da tenere a mente: da un lato questo approccio limita for­te­men­te la capacità di ar­chi­via­zio­ne massima, in quanto per ogni gigabyte di dati utente bisogna calcolare anche un gigabyte per la copia degli stessi dati.

Dall’altro, il RAID 10 comporta il rischio di perdita di dati diretta, nel caso in cui entrambi i supporti di una stessa coppia con­ca­te­na­ta in un RAID 1 smettano di fun­zio­na­re con­tem­po­ra­nea­men­te. In questo caso lo striping non è in grado di com­pen­sa­re il guasto di due dischi rigidi. Diverso è il discorso se il guasto riguarda due hard disk di due coppie diverse.

Sicurezza e velocità: sono questi i due prin­ci­pa­li punti di forza delle con­ca­te­na­zio­ni del RAID di livello 10. Il fattore costi com­pa­ra­bil­men­te elevato costringe però a ri­flet­te­re bene sull’impiego di un sistema di questo tipo. Se disponete del budget ne­ces­sa­rio, un RAID 10 rap­pre­sen­ta sempre una valida soluzione per l’ar­chi­via­zio­ne dati che:

• permetta un accesso regolare;
• debba essere leggibile ra­pi­da­men­te;
• offra la massima sicurezza.

Ambiti di impiego tipici del RAID 10 sono perciò i server di database e server di ap­pli­ca­zio­ni che devono poter contare su un’af­fi­da­bi­li­tà elevata e una buona velocità in uscita.

Presi sin­go­lar­men­te, i due livelli RAID al­ter­na­ti­vi 0 (striping) e 1 (mirroring) offrono le ca­rat­te­ri­sti­che del RAID 10. Da un lato le pre­sta­zio­ni ot­ti­miz­za­te e dall’altro un’elevata pro­te­zio­ne contro i crash. Con il RAID 5 e il RAID 6 potete invece contare su approcci che non con­si­sto­no di una com­bi­na­zio­ne di più livelli, ma che offrono comunque un aumento di ri­don­dan­za e pre­sta­zio­ni. Potete trovare in­for­ma­zio­ni più det­ta­glia­te sui vari metodi di con­ca­te­na­zio­ne nella nostra guida sui vari livelli RAID a confronto.