Teknologi Raid

TEKNOLOGI RAID

A.Pengertian RAID 

    RAID(Redundant Array of Independent Disk)merujuk kepada sebuah teknologi di dalam penyimpanan data komputer yang digunakan untuk mengimplementasikan fitur toleransi kesalahan pada media penyimpanan komputer (terutama hard disk) dengan menggunakan cara redundansi (penumpukan) data, baik itu dengan menggunakan perangkat lunak, maupun unit perangkat keras RAID terpisah. 

B.Konsep RAID 

    Sejak pertama kali diperkenalkan, RAID dibagi ke dalam beberapa skema, yang disebut dengan “RAID Level“. Pada awalnya, ada lima buah RAID level yang pertama kali dikonsepkan, tetapi seiring dengan waktu, level-level tersebut berevolusi, yakni dengan menggabungkan beberapa level yang berbeda dan juga mengimplementasikan beberapa level proprietary yang tidak menjadi standar RAID.

   Ada beberapa konsep kunci di dalam RAID: mirroring (penyalinan data ke lebih dari satu buah hard disk), striping (pemecahan data ke beberapa hard disk) dan juga koreksi kesalahan, di mana redundansi data disimpan untuk mengizinkan kesalahan dan masalah untuk dapat dideteksi dan mungkin dikoreksi (lebih umum disebut sebagai teknik fault tolerance/toleransi kesalahan). 

C.Karakteristik RAID

Pada mainboard generasi sekarang, banyak sekali yang sudah dilengkapi dengan fitur RAID, terutama pada mainboard hi-end. RAID, singkatan dari Redundant Array of Independent Disks merujuk kepada sebuah teknologi di dalam penyimpanan data komputer yang digunakan untuk mengimplementasikan fitur toleransi kesalahan pada media penyimpanan komputer (utamanya adalah hard disk) dengan menggunakan cara redundansi (penumpukan) data, baik itu dengan menggunakan perangkat lunak, maupun unit perangkat keras RAID terpisah.

 Kata “RAID” juga memiliki beberapa singkatan Redundant Array of Inexpensive Disks, Redundant Array of Independent Drives, dan juga Redundant Array of Inexpensive Drives yakni teknologi penyimpanan data komputer yang pada intinya mengimplementasikan toleransi kesalahan penyimpanan terutama pada hard disk baik menggunakan perangkat lunak maupun perangkat keras. Secara umum RAID merupakan tata cara penggabungan beberapa cakram keras (hard disk) menjadi satu kesatuan dengan tujuan meningkatkan reliabilitas data dan performa sistem.

Teknologi ini membagi atau mereplikasi data ke dalam beberapa hard disk terpisah. RAID didesain untuk meningkatkan keandalan data dan/atau meningkatkan kinerja I/O dari hard disk.Sejak pertama kali diperkenalkan, RAID dibagi ke dalam beberapa skema, yang disebut dengan “RAID Level”. Pada awalnya, ada lima buah RAID level yang pertama kali dikonsepkan, tetapi seiring dengan waktu, level-level tersebut berevolusi, yakni dengan menggabungkan beberapa level yang

Pada mainboard generasi sekarang, banyak sekali yang sudah dilengkapi dengan fitur RAID, terutama pada mainboard hi-end. RAID, singkatan dari Redundant Array of Independent Disks merujuk kepada sebuah teknologi di dalam penyimpanan data komputer yang digunakan untuk mengimplementasikan fitur toleransi kesalahan pada media penyimpanan komputer (utamanya adalah hard disk) dengan menggunakan cara redundansi (penumpukan) data, baik itu dengan menggunakan perangkat lunak, maupun unit perangkat keras RAID terpisah.

 Kata “RAID” juga memiliki beberapa singkatan Redundant Array of Inexpensive Disks, Redundant Array of Independent Drives, dan juga Redundant Array of Inexpensive Drives yakni teknologi penyimpanan data komputer yang pada intinya mengimplementasikan toleransi kesalahan penyimpanan terutama pada hard disk baik menggunakan perangkat lunak maupun perangkat keras. Secara umum RAID merupakan tata cara penggabungan beberapa cakram keras (hard disk) menjadi satu kesatuan dengan tujuan meningkatkan reliabilitas data dan performa sistem.

Teknologi ini membagi atau mereplikasi data ke dalam beberapa hard disk terpisah. RAID didesain untuk meningkatkan keandalan data dan/atau meningkatkan kinerja I/O dari hard disk.Sejak pertama kali diperkenalkan, RAID dibagi ke dalam beberapa skema, yang disebut dengan “RAID Level”. Pada awalnya, ada lima buah RAID level yang pertama kali dikonsepkan, tetapi seiring dengan waktu, level-level tersebut berevolusi, yakni dengan menggabungkan beberapa level yang berbeda dan juga mengimplementasikan beberapa level proprietary yang tidak menjadi standar RAID.

RAID menggabungkan beberapa hard disk fisik ke dalam sebuah unit logis penyimpanan, dengan menggunakan perangkat lunak atau perangkat keras khusus. Solusi perangkat keras umumnya didesain untuk mendukung penggunaan beberapa hard disk secara sekaligus, dan sistem operasi tidak perlu mengetahui bagaimana cara kerja skema RAID tersebut. Sementara itu, solusi perangkat lunak umumnya diimplementasikan di dalam level sistem operasi, dan tentu saja menjadikan beberapa hard disk menjadi sebuah kesatuan logis yang digunakan untuk melakukan penyimpanan.

   RAID terbagi menjadi 7 tingkatan (level), mulai dari RAID 0 s.d RAID 6. Setiap level bukan hubungan hierarki tetapi perbedaan desain Arsitektur . Tingkatan-tingkatan (level) dalam RAID terbagi menjadi 3 karakteristik sbb:

berbeda dan juga mengimplementasikan beberapa level proprietary yang tidak menjadi standar RAID.

RAID menggabungkan beberapa hard disk fisik ke dalam sebuah unit logis penyimpanan, dengan menggunakan perangkat lunak atau perangkat keras khusus. Solusi perangkat keras umumnya didesain untuk mendukung penggunaan beberapa hard disk secara sekaligus, dan sistem operasi tidak perlu mengetahui bagaimana cara kerja skema RAID tersebut. Sementara itu, solusi perangkat lunak umumnya diimplementasikan di dalam level sistem operasi, dan tentu saja menjadikan beberapa hard disk menjadi sebuah kesatuan logis yang digunakan untuk melakukan penyimpanan.

   RAID terbagi menjadi 7 tingkatan (level), mulai dari RAID 0 s.d RAID 6. Setiap level bukan hubungan hierarki tetapi perbedaan desain Arsitektur . Tingkatan-tingkatan (level) dalam RAID terbagi menjadi 3 karakteristik , antara lain:

1. RAID sebagai kumpulan dari beberapa hard disk (physical disk drive) yang oleh sistem operasi hanya terlihat sebagai sebuah logical drive.
2. Data didistribusikan ke semua beberapa hard disk dalam array tsb.
3. Redundant disk yang digunakan untuk menyimpan informasi bit paritas, fungsinya untuk mengembalikan data apabila terdapat salah satu hard disk data yang rusak.

     a.RAID 0 (Disk Striping)

 

Disk Striping mengijinkan kita untuk menulis data ke beberapa Harddisk daripada menulis data ke satu Harddisk saja. Dengan Disk Striping, setiap Harddisk fisik akan dibagi menjadi beberapa elemen stripe (berkisar antara 8 KB, 16 KB, 32 KB, 64 KB, 128 KB, 256KB, 512KB, to 1024KB). Setiap bagian stripe dalam setiap Harddisk disebut strip.

Disk Striping dapat meningkatkan kinerja karena pengaksesan data diakses dengan lebih dari satu harddisk, sehingga lebih banyak spindle disk yang bekerja dalam melayani I/O data. Namun Disk Striping (RAID 0) tidak memiliki data redundancy / proteksi data terhadap kerusakan harddisk, karena semua data ditulis langsung apa adanya ke semua Harddisk.

Dari sisi kapasitas, maka RAID 0 kita dapat menggunakan 100% dari total jumlah kapasitas harddisk yang terpasang.

Contoh: 4 unit Harddisk 300GB RAID 0 akan menghasilkan total kapasitas yang dapat digunakan sebesar 1.2TB.

b. RAID 1 (Disk Mirroring)

 RAID 1 (Disk Mirroring) bekerja dengan prinsip cermin, yaitu berpasang-pasangan dan identik  antara satu dengan yang lainnya. Jadi dengan RAID 1, data yang ditulis ke satu Harddisk secara  simultan ditulis juga ke Harddisk yang lainnya. 

Sehingga jika terjadi kerusakan 1 Harddisk pada  RAID 1, system server masih memiliki data cadangan di harddisk yang lainnya. Dan pada saat  Harddisk yang rusak diganti dengan yang baru, maka secara otomatis, harddisk pengganti yang baru dipasang akan melakukan sinkronisasi data dengan harddisk yang masih berfungsi (rebuilding) Keuntungan dari RAID 1 adalah data memiliki cadangan antara yang ada di harddisk yang satu dengan yang lainnya. Dan karena isi dari kedua Harddisk tersebut adalah identik, tidak jadi masalah harddisk yang mana yang boleh rusak selama pada suatu saat hanya satu Harddisk yang rusak, sampai proses sinkronisasi berikutnya selesai.

Dari sisi kapasitas, maka RAID 1 kita akan hanya memiliki kapasitas harddisk yang dapat digunakan sebanyak 50% dari total kapasitas Harddisk yang terpasang

Contoh: 4 unit Harddisk 300GB RAID 1 akan menghasilkan total kapasitas yang dapat digunakan sebesar 600GB.

 c. RAID 2

  Raid juga menggunakan sistem stripping. Namun ditambahkan tiga harddisk lagi untuk pariti hamming, sehingga data menjadi lebih reliable. Karena itu, jumlah harddisk yang dibutuhkan adalah minimal 5 (n+3, n > 1). Ketiga harddisk terakhir digunakan untuk menyimpan hamming code dari hasil perhitungan tiap bit-bit yang ada di harddisk lainnya.

Contoh:

   Kita memiliki 5 harddisk (sebut saja harddisk A,B,C, D, dan E) dengan ukuran yang sama, masing-masing 40GB. Jika kita mengkonfigurasi keempat harddisk tersebut dengan RAID 2, maka kapasitas yang didapat adalah: 2 x 40GB = 80GB (dari harddisk A dan B). Sedangkan harddisk C, D, dan E tidak digunakan untuk penyimpanan data, melainkan hanya untuk menyimpan informasi pariti hamming dari dua harddisk lainnya: A, dan B. Ketika terjadi kerusakan fisik pada salah satu harddisk utama (A atau B), maka data tetap dapat dibaca dengan memperhitungkan pariti kode hamming yang ada di harddisk C, D, dan E.

d. RAID 3

  Raid 3 juga menggunakan sistem stripping. Juga menggunakan harddisk tambahan untuk reliability, namun hanya ditambahkan sebuah harddisk lagi untuk parity.. Karena itu, jumlah harddisk yang dibutuhkan adalah minimal 3 (n+1 ; n > 1). Harddisk terakhir digunakan untuk menyimpan parity dari hasil perhitungan tiap bit-bit yang ada di harddisk lainnya.

Contoh kasus:

  Kita memiliki 4 harddisk (sebut saja harddisk A,B,C, dan D) dengan ukuran yang sama, masing-masing 40GB. Jika kita mengkonfigurasi keempat harddisk tersebut dengan RAID 3, maka kapasitas yang didapat adalah: 3 x 40GB = 120GB. Sedangkan harddisk D tidak digunakan untuk penyimpanan data, melainkan hanya untuk menyimpan informasi parity dari ketiga harddisk lainnya: A, B, dan C. Ketika terjadi kerusakan fisik pada salah satu harddisk utama (A, B, atau C), maka data tetap dapat dibaca dengan memperhitungkan parity yang ada di harddisk D. Namun, jika harddisk D yang mengalami kerusakan, maka data tetap dapat dibaca dari ketiga harddisk lainnya.

e. RAID 4

  Raid 4 Sama dengan sistem RAID 3, namun menggunakan parity dari tiap block harddisk, bukan bit. Kebutuhan harddisk minimalnya juga sama, 3 (n+1 ; n >1).

f. RAID 5 (Disk Striping with Distributed Parity)

  Raid 5 Sesuai dengan namaya, cara kerja RAID 5 sama dengan cara kerja RAID 0, yaitu menggunakan disk striping.Yang membedakan anatara keduanya adalah Parity. Parity ini digunakan untuk pengecekan dan perbaikan kesalahan (error checking and correcting).   Parity ini disebar di beberapa disk untuk menghindari pengurangan kinerja (Performance bottleneck) pada saat pembuatan parity. Jika Parity disimpan di satu harddisk saja, maka disebut RAID 3 (Disk Striping with Dedicated Parity). Dengan adanya parity ini, maka system RAID 5 tersebut akan tetap berfungsi jika ada salah satu harddisk dalam RAID 5 tersebut itu rusak. Dan harddisk yang rusak tersebut dapat harddisk yang mana saja selama berada dalam satu system RAID 5 yang sama. 

 Karena parity ini berasal dari perhitungan matematik dari suatu beberapa pecahan data, maka, pada saat ada satu bagian pecahan data yang hilang/rusak, system RAID 5 dapat “mengetahui” pecahan data yang hilang tesebut dengan menghitung ulang parity dengan pecahan data yang lainnya.

  Secara sederhana, parity bisa dianalogikan dengan perhitungan matematik sbb; 6 + 5 = 11. Dimana angka 6 & 5 adalah data, dan angka 11 adalah parity. Jika suatu saat angka (Harddisk) 5 mengalami kerusakan, maka system dapat menghitung ulang berdasarkan parity (angka 11), angka(Harddisk) apa yang hilang tersebut. Jadi data yang ada pada harddisk yang rusak, tetaplah rusak, hanya saja dengan bantuan parity maka data pada harddisk yang hilang tersebut dapat dihitung ulang kembali. Hal ini juga yang menyebabkan untuk RAID 5 mengalami kerusakan harddisk adalah sebanyak 1 harddisk saja pada suatu saat.Kembali dengan analogi matematik diatas, jika angka (Harddisk) 6 + 5 hilang, maka kemungkinan angka 11 didapat bisa memiliki banyak kemungkinan, seperti 2+9, 3 + 8, dst. komputer tidak dapat membuat suatu perhitungan yang tepat jika data yang tersedia memiliki banyak kemungkinan.

Dari sisi kapasitas, maka RAID 5 kita akan memiliki kapasitas harddisk yang dapat digunakan sebanyak (N-1) x Kapasitas HDD dari total kapasitas Harddisk yang terpasang, dimana N adalah jumlah Harddisk.

Contoh:
• 3 unit Harddisk 300GB RAID 5 akan menghasilkan total kapasitas yang dapat digunakan sebesar 600GB.

• 4 unit Harddisk 300GB RAID 5 akan menghasilkan total kapasitas yang dapat digunakan sebesar 900GB.

• 5 unit Harddisk 300GB RAID 5 akan menghasilkan total kapasitas yang dapat digunakan sebesar 1.2TB, dst.

g. RAID 6 (Disk Striping with Dual Parity)

  Raid6 mulai didukung HANYA di PERC6 dan selanjutnya
Dapat dilihat dari namanya, RAID 6 menggunakan cara kerja dan konsep yang sama dengan RAID 5 dari sisi penulisan data yang tersebar di beberapa hard disk. Yang membedakan antara RAID 6 dan RAID 5 adalah jumlah parity yang ditulis pada saat penulisan data. 

 Jika RAID 5 menggunakan satu parity, maka RAID 6 menggunakan dua parity. Dengan menulis 2 parity, maka RAID 6 dapat mengakomodasikan kerusakan harddisk maksimal 2 unit pada saat yang bersamaan dari sisi kapasitas, maka RAID 6 kita akan memiliki kapasitas harddisk yang dapat digunakan sebanyak (N-2) x Kapasitas HDD dari total kapasitas Harddisk yang terpasang, dimana N adalah jumlah Harddisk.

Contoh:
• 4 unit Harddisk 300GB RAID 6 akan menghasilkan total kapasitas yang dapat digunakan sebesar 600GB.

• 5 unit Harddisk 300GB RAID 6 akan menghasilkan total kapasitas yang dapat digunakan sebesar 900GB.

• 6 unit Harddisk 300GB RAID 6 akan menghasilkan total kapasitas yang dapat digunakan sebesar 1.2TB, dst.