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NAS 251

RAID 簡介

介紹關於 RAID 的各種組態與邏輯,以及如何在 NAS 建立一個 RAID 儲存空間。

2024-06-21

課程目的

完成此課程後您將能夠:

  1. 了解 RAID 的作用以及不同 RAID 等級的用途。
  2. 能夠建立新的 RAID Volume。

必修項目

課程必修項目:

學生須先具備以下知識:


大綱

1. RAID 簡介

1.1 什麼是 RAID?

1.2 不同的 RAID 等級

2. 設定你的 NAS

2.1 建立一個新的 RAID Volume

2.2 新增及移除 RAID Volume 備用硬碟





1. RAID 簡介

1.1 什麼是 RAID?

Redundant Array of Independent Disks (簡稱 RAID ─ 磁碟陣列),是一種管理儲存空間資料的技術。其主要原理是透過資料分散排列於多顆硬碟的設計來達成加速、備份、容錯等機制。許多不同的資料分散排列方式已經標準化為各種的 RAID 等級,每個 RAID 等級提供不同程度的資料保護、資料存取效能以及儲存空間的取捨,例如:某個 RAID 等級可能提升資料的保護,但卻減少了可用的儲存空間;另一個 RAID 等級可能增加了可用的儲存空間,但卻減低了資料存取效能。

切分:

RAID 能夠利用將資料分散儲存的技術,來提升資料存取的效能。透過資料切分方式將資料分散儲存在多顆硬碟,可增加資料存取的速度。

鏡射:

透過鏡射的儲存技術,RAID 得以提升資料的保護。磁碟鏡射技術能夠將你硬碟內的資料複製至另一個硬碟,如此一來你的資料便可以得到保護。



1.2 不同的 RAID 等級

下列為所有 ASUSTOR NAS 所支援的 RAID 等級:

非 RAID 架構:

  • 單一:使用單一硬碟建立儲存空間,這種組態不提供任何的資料保護。
  • JBOD:將多個硬碟合併成一個儲存空間,可使用空間為所有硬碟容量的加總。這種組態的優點是能夠將不同容量的硬碟合併成一個大的儲存空間,但是這種組態不提供任何的資料保護,而且資料讀取的效能低於 RAID 0。

RAID 架構:

  • RAID 0:將多個硬碟合併成一個儲存空間,可使用空間為所有硬碟容量的加總。這種組態的優點是能夠將不同容量的硬碟合併成一個大的儲存空間,但是這種組態不提供任何的資料保護。
  • RAID 1:RAID 1 模式下你的資料將直接同時寫入兩顆硬碟成為 "鏡像對映",任何時刻兩顆硬碟上的資料都會完全相同,當其中一顆硬碟故障時,系統也能夠正常運作。這種組態的優點是提供資料保護,RAID 1 的缺點是當你使用兩顆不同容量的硬碟來建立RAID 組態時,可用的儲存空間將會等於最小硬碟容量。

    可使用空間:(最小硬碟容量) * (1)

  • RAID 5:由三顆或以上的硬碟所組成,能夠允許一顆硬碟故障而不會造成資料流失。當硬碟損壞時,你只需更換新的硬碟,系統將會自動替你重建 RAID 組態。RAID 5 的優點是提供資料保護,然而如果你使用不同容量的硬碟來建立 RAID 組態時,可用的儲存空間將會以最小硬碟容量來計算。

    可使用空間:(最小硬碟容量) * (硬碟總數 - 1)

  • RAID 6:由四顆或以上的硬碟所組成,能夠允許兩顆硬碟故障而不會造成資料流失。當硬碟損壞時,你只需更換新的硬碟,系統將會自動替你重建 RAID 組態。RAID 6 的優點是提供資料保護,然而如果你使用不同容量的硬碟來建立 RAID 組態時,可用的儲存空間將會以最小硬碟容量來計算。

    可使用空間:(最小硬碟容量) * (硬碟總數 - 2)

  • RAID 10 (1+0):由四顆或以上的硬碟所組成,可允許多顆硬碟故障而不會造成資料流失 (必須非相同的鏡像對映硬碟),RAID 10 綜合了 RAID 1 的資料保護以及 RAID 0 的資料存取速度。RAID 10 是利用 RAID 1 先將資料鏡射到兩組硬碟,再用 RAID 0 將所有硬碟分為兩組。建立 RAID 10 時需要四顆或以上的雙數硬碟,當使用不同容量的硬碟來建立 RAID 組態時,可用的儲存空間將會以最小硬碟容量來計算。

    可使用空間:(最小硬碟容量) * (硬碟總數 / 2)

注意:RAID 0 或 JBOD Volume 無法升級遷移到其他 RAID 等級。需要將資料備份到另一個儲存裝置上,然後建立新的 RAID 等級。

M.2 Volume

安裝於 ASUSTOR NAS 上的 M.2 SSD,使用者可以選擇當 SSD 快取,也可以選擇建立超高速儲存空間。當使用者選擇 M.2 SSD 作為超高速儲存空間,M.2 SSD 可提供比大多數硬碟更佳的連續和隨機存取效能。

  • ADM 3.5.2 及以上版本支援建立 M.2 Volume。
  • 為了保持 M.2 SSD 的效能,M.2 SSD 無法跟安裝於內建插槽或 AS6004U 的硬碟及 SATA SSD 合併建立同一個 Volume。


2. 設定你的 NAS

2.1 建立一個新的 RAID Volume

本章節我們為你將逐步解如何在 ASUSTOR NAS 上建立一個新的 RAID Volume。在下列的範例中,NAS 原本以單顆硬碟建立了一個儲存空間,我們將增加兩顆新的硬碟,並示範如何以這兩顆硬碟來建立新的儲存空間。

步驟 1

  • 請先將硬碟確實安裝好,然後開啟 [儲存管理員]。你可以看到硬碟群組頁面已經有一個儲存空間 "Volume 1",點擊 [建立] 來建立新的儲存空間。


步驟 2

  • 選擇 [快速設定] 然後點選 [下一步]


步驟 3

  • 選擇 [兼顧儲存空間與資料防護] 然後點選 [下一步]


注意:

在這個步驟將詢問你對於儲存空間的需求,一般來說會有三種選項:

  1. 最大儲存空間:這個配置將提供最大的儲存空間。
  2. 較好的資料防護:這個配置將提供最好的資料保護。
  3. 兼顧儲存空間與資料防護:這個配置將會在資料保護與儲存使用空間上取得最佳平衡。

這裡將示範 [兼顧儲存空間與資料防護] 這個配置。


根據你選擇的配置方式與可用硬碟數量,儲存空間精靈將會替新的儲存空間選擇最合適的 RAID 等級,詳細的選擇的方式如下表:

硬碟數量 最大儲存空間 較好的資料防護 兼顧儲存空間與資料防護
RAID 等級 RAID 等級 容許同時損壞硬碟數量 RAID 等級 容許同時損壞硬碟數量
1 單一 X 0 X 0
2 RAID 0 RAID 1 1 RAID 1 1
3 RAID 0 RAID 5 1 RAID 5 1
4 RAID 0 RAID 6 2 RAID 5 1
5 ~ 16 RAID 0 RAID 6 2 RAID 5 1

步驟 4

  • 請在此詳細檢查精靈列出的設定總結,你可看到本範例中精靈將替新增的兩顆硬碟選擇 RAID 1,此設定可允許一顆硬碟故障而不會毀損儲存的資料,如果你確定要套用該設定,請點選 [完成]


步驟 5

  • 此時你將會看到 "Volume 2" 已被建立,右上方會顯示資料同步的狀況,此時 NAS 已能夠正常使用。
    * 資料同步所需時間將因硬碟容量而有所差異。



2.2 新增及移除 RAID Volume 備用硬碟

ADM 支援在使用 RAID 1、RAID 5、RAID 6 及 RAID 10 等級的 Volume 時可以直接設定備用硬碟,當 RAID Volume 中有硬碟損壞時,ADM 會自動將資料同步至備用硬碟中,以備用硬碟取代損壞的硬碟,確保 Volume 的正常運作,避免 Volume 進入降級模式。

當新增硬碟至 NAS 中,可將閒置硬碟設定為現有 Volume 的備用硬碟。單一 Volume 可新增至多 2 個備用硬碟,備用硬碟的容量必須等於或大於 Volume 中最小的硬碟容量。

閒置未使用的 M.2 SSD 也可以設定為 M.2 Volume 的備用硬碟。

下列範例將介紹如何將閒置的硬碟設定為 Volume 的備用硬碟。


  • 新增硬碟至 NAS 中,開啟 [儲存管理員]。
  • 點擊 [硬碟] 頁面,確認新增的硬碟狀態是 [閒置]。


  • 選擇系統上任一可支援備用硬碟的 Volume,[備用硬碟] 按鍵將會啟用,點擊 [備用硬碟]。


  • 選擇所需的硬碟,點擊 [確定]。


  • 成功設定備用硬碟後,該 Volume 將更新備用硬碟資訊。


備用硬碟容量不得小於 Volume 的容量,若硬碟容量小於 [備用硬碟大小限制] 的容量,將無法被設定為備用硬碟。


當不再需要時,可以輕鬆移除備用硬碟。

  • 選擇已設定備用硬碟的 Volume,點擊 [備用硬碟]。
  • 選擇要移除的備用硬碟,點擊 [確定]。



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