Menu
RAID Made Simple: що це і який рівень підходить вашому проєкту

RAID Made Simple: що це і який рівень підходить вашому проєкту

Диски не вічні. Вони виходять з ладу, раптово втрачають продуктивність або просто не встигають за зростанням навантаження. RAID – це спосіб об’єднати кілька фізичних накопичувачів у один логічний масив, щоб отримати потрібний баланс швидкості, ємності та відмовостійкості. Навколо RAID багато міфів: дехто вважає, що «RAID = бекап», інші переконують, що «RAID 5 помер», хтось плутає RAID10 із 1+0. Розберімося спокійно й практично: що таке RAID, як він працює, чим рівні відрізняються і який обрати саме під ваш сценарій.

Матеріал орієнтований на власників проєктів, CTO/тімлідів та інженерів, які планують інфраструктуру на VPS або виділених серверах Unihost і хочуть швидко прийняти зважене рішення без зайвої теорії.

Що це таке

RAID (Redundant Array of Independent Disks) – «надлишковий масив незалежних дисків». Ідея проста: взяти кілька накопичувачів і скомпонувати їх так, щоб система бачила один том із бажаними властивостями. Базові «цеглинки» логіки RAID:

  • Striping (чергування/смуги) – дані ріжуться на блоки й послідовно пишуться на різні диски. Дає швидкість читання/запису завдяки паралелізму (приклад – RAID 0).
  • Mirroring (дзеркалювання) – кожен блок записується на два й більше дисків. Дає відмовостійкість і стабільну швидкість читання (приклад – RAID 1).
  • Parity (чітність) – до даних додається «контрольна інформація», яка дозволяє відновити блок у разі відмови диска (приклад – RAID 5/6). Це компроміс між ємністю та надійністю.

Важливо: RAID не замінює бекапи. Він захищає насамперед від відмови диска, але не від видалення файлів, шифрувальників, логічних помилок застосунку чи людського фактора. Думайте про RAID як про безперервність сервісу, а про бекап – як про відновлення даних.

Як це працює (коротко і по суті)

Апаратний vs програмний RAID

  • Апаратний RAID (контролер) – окрема карта або вбудований чипсет із кешем/BBU (акумулятор або суперконденсатор). Плюси: високий inline‑перформанс, write‑back кеш, розвантаження CPU, зручні утиліти. Мінуси: залежність від конкретного контролера/прошивки, складні міграції, вища ціна.
  • Програмний RAID – реалізується ОС (Linux mdadm, Windows Storage Spaces, BSD geom). Плюси: прозорість, гнучкість, легкі міграції, відсутність vendor lock‑in. Мінуси: немає апаратного кеша, навантаження на CPU (зазвичай помірне), залежність від налаштувань ОС.

Окрема категорія – ZFS/Btrfs: це не «класичний RAID», а файлові системи з власними рівнями відмовостійкості (RAIDZ, дзеркала) і контрольними сумами на кожному блоці, що захищає від «тихого псування» (bit rot). Для задач, де критична цілісність, ZFS – дуже сильний кандидат.

Ключові поняття

  • Розмір смуги/страйпа – блок даних, який записується на диск перед переходом до наступного. Впливає на продуктивність під конкретні навантаження (дрібні/великі запити).
  • Гаряча заміна (hot spare) – диск у «черзі»: при відмові одного з робочих він автоматично підхоплює відновлення.
  • Rebuild (перезбірка) – процес відновлення масиву після відмови диска. Ключовий параметр – час перезбірки: що більший обсяг і повільніші диски, то вищий ризик другої відмови.
  • URE (Unrecoverable Read Error) – ймовірність невідновної помилки читання під час перезбірки. На великих масивах і дешевих дисках URE може зірвати відновлення.

Чому це важливо

  • Безперервність сервісу: простої сайту, бази чи сховища напряму б’ють по виручці та репутації. RAID знижує ризик падіння через поломку одного диска.
  • Продуктивність під профіль навантаження: правильно підібраний рівень RAID прискорює саме ті операції, що важливі вам – послідовні потоки (медіа, бекапи) або випадкові IOPS (БД, віртуалізація).
  • Економіка: масив із N дисків може дати більше корисної ємності за потрібної відмовостійкості, ніж одиночні великі диски. Також RAID допомагає відкласти частину горизонтального масштабування.

Рівні RAID – простою мовою

RAID 0 – смуги без надлишковості

  • Як працює: дані чергуються по всіх дисках.
  • Плюси: максимум швидкості й корисної ємності.
  • Мінуси: відмова будь‑якого диска руйнує масив повністю. Нуль відмовостійкості.
  • Де доречно: тимчасові дані, кеш, високошвидкісна обробка, де все легко відновлюється з інших джерел.

RAID 1 – дзеркала

  • Як працює: кожен блок записується на два диски (або більше).
  • Плюси: проста логіка, швидке випадкове читання, надійна відмовостійкість одного диска.
  • Мінуси: 50% корисної ємності при дзеркалі з двох дисків; запис може бути не швидшим за одиночний диск.
  • Де доречно: системні томи, критичні базові сервіси, невеликі БД, де важливі передбачуваність і простота.

RAID 5 – смуги + одна чітність

  • Як працює: дані й блок чітності розподіляються по всіх дисках. Переживає відмову одного диска.
  • Плюси: добрий баланс ємності/надійності/швидкого читання.
  • Мінуси: запис дорожчий через обчислення чітності; довга перезбірка на великих обсягах; ризик URE. Для сучасних великих HDD – помітно ризикований.
  • Де доречно: коли читання переважає над записом, помірні обсяги, файлові шари, медіаархіви, де критичне співвідношення ціна/ємність і є бекап.

RAID 6 – смуги + подвійна чітність

  • Як працює: як RAID 5, але з двома блоками чітності. Переживає відмову двох дисків.
  • Плюси: значно безпечніший за RAID 5 на великих обсягах.
  • Мінуси: ще дорожчий запис; мінімум 4 диски.
  • Де доречно: великі HDD‑масиви, архіви, об’єктні сховища, коли важливіша цілісність, ніж швидкість запису.

RAID 10 (1+0) – дзеркала, об’єднані смугами

  • Як працює: пари дзеркал об’єднуються у загальний страйп. Мінімум 4 диски.
  • Плюси: відмінна випадкова продуктивність, швидка деградація і перезбірка (копіюється лише дзеркало, а не рахується чітність на весь масив), добра відмовостійкість.
  • Мінуси: 50% корисної ємності. Дорожчий за RAID 5/6 за терабайт.
  • Де доречно: бази даних, віртуалізація (де важливі IOPS і низька латентність), високонавантажені журнали/черги.

RAID 50/60 – комбіновані

  • Як працює: страйпи поверх кількох груп RAID 5 або RAID 6.
  • Плюси: масштабованість, підвищена відмовостійкість порівняно з одиночним RAID 5, краще розподілення навантаження.
  • Мінуси: складніше планування й моніторинг; усе ще є «ціна» запису на чітність.
  • Де доречно: великі кластери зберігання, медіапотоки, резервні майданчики.

JBOD і «просто набір дисків»

  • JBOD – без надлишковості, кожен диск – свій том. Не RAID, але інколи доречно для різнорідних даних, що незалежно реплікуються застосунком.

Продуктивність: що на що впливає

  • Послідовні потоки (throughput): бекапи, медіа, аналітичні скани – виграють від striping (RAID 0/5/6/10). Чим більше дисків, тим вища сумарна пропускна здатність.
  • Випадкові IOPS: бази даних і віртуалізація – сильна сторона RAID 10 завдяки паралельним дзеркалам. RAID 5/6 поступаються через «ціну запису» (read‑modify‑write).
  • Латентність: нижча у дзеркалах (RAID 1/10) і на NVMe. Контролери з write‑back кешем (і BBU) зменшують затримки запису.
  • Перезбірка та деградація: при відмові диска масив із чітністю (5/6) сповільнюється сильніше, ніж дзеркальний (1/10). Це критичний фактор для прод‑навантажень.

Ризики та міфи

  • RAID ≠ бекап: миттєве видалення таблиці або шифрування відобразиться на всіх дисках водночас. Потрібні offsite‑бекапи і снапшоти.
  • «RAID 5 помер» – міф із нюансами. На великих HDD (10+ ТБ) і довгих перезбірках ризик URE високий; краще дивитися на RAID 6/10. На невеликих обсягах і за правильної стратегії бекапів/моніторингу RAID 5 усе ще застосовний.
  • SSD і RAID: так, SSD теж виходять з ладу. Плюс, у них є особливості (TRIM, вирівнювання, зношування). Використовуйте однакові моделі й слідкуйте за wear‑level. На SSD RAID 10 часто дає кращий запис для БД.
  • Небезпека write‑back кеша: небезпечний лише без BBU/суперконденсатора та UPS. З захистом – корисний, суттєво прискорює запис.

Як обрати RAID під ваш проєкт

1) Проаналізуйте профіль навантаження

  • Тип I/O: послідовний (медіа/бекапи) vs випадковий (БД/VM).
  • Розміри блоків: великі файли чи дрібні транзакції.
  • Співвідношення читання/запису: читання 80/20 vs запис 50/50 тощо.
  • Потрібна латентність: p95/p99.

2) Визначте вимоги за RPO/RTO

  • RPO (скільки даних допустимо втратити) та RTO (за який час відновитися). Для низького RTO важлива швидка перезбірка (RAID 10).

3) Оцініть обсяг і темп зростання

  • Великі HDD‑масиви → схиляємось до RAID 6 або дзеркал.
  • SSD/NVMe під БД → частіше RAID
  • Архів/медіа → RAID 6/60 або ZFS RAIDZ

4) Подумайте про контролер і кеш

  • Апаратний RAID із BBU – добре для інтенсивного запису.
  • Програмний RAID – гнучко й прозоро, особливо на Linux (mdadm) або ZFS.

5) Приклади рішень за сценаріями

  • База даних OLTP (PostgreSQL/MySQL): RAID 10 на SSD/NVMe. Окремий том під WAL/журнали. Мета – низька латентність і швидка перезбірка.
  • Віртуалізація/контейнери (KVM/VMware/Proxmox): RAID 10 на SSD/NVMe; якщо потрібна ємність із перевагою читання – RAID 6 на HDD + кеш/SSD‑журнал.
  • Файлове сховище та медіа: RAID 6/60 на HDD, «гарячі» файли – на SSD‑кеші; обов’язкові бекапи і моніторинг перезбірки.
  • Логи, черги, стримінг: RAID 10 на SSD, багато паралельних дрібних записів.
  • Бекапи/архів: RAID 6/60 або ZFS RAIDZ2/3; пріоритет – ємність і цілісність.

Найкращі практики експлуатації

  • Гомогенні диски: однаковий розмір/модель/покоління – передбачувана продуктивність і відновлення.
  • Hot spare: тримайте хоча б один запасний диск у масиві; зменшує «вікно ризику».
  • Моніторинг S.M.A.R.T. і подій контролера: температури, ремапи секторів, затримки. Алерти в Slack/Email/SMS.
  • Тест відновлення: регулярні DR‑навчання; бекап, який ви не відновлювали, – не бекап.
  • Вирівнювання і розмір страйпа: підбирайте під профіль I/O; для БД частіше менший страйп, для медіа – більший.
  • UPS + BBU: захист write‑back кеша і даних на записі.
  • Вимикайте кеш дисків за наявності апаратного кеша контролера (або узгоджуйте політику), щоб уникнути «подвійного кешування».
  • TRIM/Discard для SSD: вмикайте за регламентом, але не на шкоду продуктивності під навантаженням.
  • Холодна заміна: плануйте регламенти, акуратно працюйте з лотками/бекплейном, ведіть облік серійників.

RAID і файлові системи нового покоління: ZFS/Btrfs

Якщо важлива цілісність і виявлення «тихого псування», спробуйте ZFS: – Контрольні суми на кожному блоці, скрабінг (регулярна перевірка й виправлення), знімки (snapshots), реплікація, RAIDZ1/2/3 і дзеркала.
– Мінуси: вимогливість до RAM і дисципліни налаштувань.
– Для Linux також є Btrfs із дзеркалами/RAID‑профілями та контрольними сумами на рівні ФС.

ZFS добре підходить для архівів, NAS, репозиторіїв бекапів і дедуплікованих сховищ.

Чому Unihost

Unihost пропонує конфігурації під будь‑які сценарії RAID – від простого дзеркала на системному томі до продуктивних RAID 10 на NVMe та ємнісних RAID 6/60 на HDD.

  • Залізо під задачу: сервери з NVMe Gen4/Gen5, великими боксами під HDD, контролерами з BBU/кешем, а також підтримкою програмного RAID (mdadm/ZFS).
  • Гнучка мережа: приватні VLAN, DDoS‑фільтрація, передбачуваний uplink для стабільних вікон перезбірки та низької латентності.
  • Сховище без сюрпризів: допоможемо підібрати розмір страйпа, рознести журнали/дані, виділити томи під логи та бекапи.
  • Автоматизація: Terraform/Ansible‑шаблони, снапшоти й offsite‑бекапи за політикою, моніторинг S.M.A.R.T./контролерів з алертами.
  • Експертиза: підкажемо, де RAID 10 виграє проти RAID 6, як скоротити «вікно відновлення», як налаштувати ZFS під ваш профіль.

Короткий алгоритм вибору (TL;DR)

  • БД/віртуалізація, важливі IOPS і p95 → RAID 10 на SSD/NVMe.
  • Архів/медіа, головне – ємність і читання → RAID 6/60 на HDD, холодні/теплі рівні, SSD‑кеш.
  • Бекапи, цілісність → ZFS (RAIDZ2/3) або RAID 6 + регулярний скраб/перевірки.
  • Системний том, простота → RAID 1 (дзеркало).
  • Тестові стенди/кеш → RAID 0 (лише якщо відновлення легке й є бекапи).

Висновок

RAID – не модна абревіатура і не «срібна куля». Це інструмент, який за грамотного використання знижує ризики простоїв, підвищує продуктивність і спрощує життя SRE/DevOps‑команди. Секрет – зіставити профіль вашого навантаження зі сильними сторонами конкретного рівня RAID, не забути про бекапи й спостережність, а також передбачити сценарії перезбірки.

Якщо потрібен практичний старт – команда Unihost підбере сервери, диски й контролери, збере масив, протестує швидкість, увімкне моніторинг і навчить вашу команду регламентам експлуатації.

Спробуйте сервери Unihost – стабільна інфраструктура для ваших проєктів.
Замовляйте виділений сервер на Unihost із потрібним RAID‑профілем і отримуйте баланс швидкості, ємності та надійності – без компромісів.