Klasifikasi dan Manfaat RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks)
Basuki Winoto, Agus Fatulloh Politeknik Negeri Batam
Parkway, Batam Centre, Batam 29461, Indonesia bas@polibatam.ac.id, agus@polibatam.ac.id
Abstract
RAID was intended to resolve the need of having an abundant storage capacity by aggregating multiple disks. The ability to mirror one disk to another allows user obtaining a very basic fault tolerant system with RAID. Mirror disk provides an exact copy of the mirrored one. In the event of one disk failed, the data contained in it can be rebuilt based on the copy stored in the mirror disk.
The use of Hamming-code parity provides fault tolerant system similar to mirroring with more usable capacity in aggregate. Parity requires less space per chunk of data, yet it has the ability to reconstruct the missing data. Parity data can be stored in a single disk or can be distributed to multiple disks for a better write performance. An improvement in fault tolerant level can be achieved by storing the parity data twice as much that will allow the system to rebuild the data in the event of two disks failure at the same time.
This paper covers the classification of basic and hybrid RAID, and also the benefit of RAID system. The implementation of RAID in modern operating systems, Windows 7 and Ubuntu 10.04, will give reader a sense of RAID systems at work.
Keywords: RAID, storage capacity, aggregation, fault tolerant
1.
RAID dan Kebutuhan Hard disk
RAID atau Redundant Array of Inexpensive Disks adalah teknik agregasi sejumlah perangkat hard disk untuk mengatasi kebutuhan kapasitas hard disk yang
terus meningkat. Dalam implementasinya RAID berupa sekumpulan hard disk yang diatur sedemikian rupa sehingga memiliki total kapasitas lebih banyak dibanding kapasitas satu buah hard disk paling mutakhir [1].
Kebutuhan teknik RAID muncul akibat perkembangan kebutuhan penyimpanan data yang lebih cepat dibandingkan dengan perkembangan kapasitas sebuah hard disk. Terlebih lagi di lingkungan data center, kebutuhan kapasitas untuk menyimpan data bisa mencapai ribuan kali lipat lebih banyak dari kapasitas satu buah hard disk. Di tahun 2007, IDC memperkirakan pertumbuhan informasi mengalami peningkatan lebih pesat dibandingkan kapasitas penyimpanan tersedia [2].
Gambar 1. Ledakan Informasi
2. Klasifikasi RAID
kebutuhan ruang hard disk yang lu kebutuhan ruang hard disk sebesar 12 T bisa dipenuhi dengan cara menggabung hard disk dengan kapasitas masing-m Teknik penggabungan seperti dem sebagai RAID level 0.
Selain untuk mendapatkan kapasitas h luas, teknik RAID juga digun menyelamatkan data dari potensi kerus adalah dengan memanfaatkan bebera untuk menyimpan data yang sama. buah hard disk dengan kapasitas masin GB (Gigabytes) digabung dengan t namun kali ini hard disk kedua akan dig menyimpan data yang sama denga pertama. Sehingga jika hard disk pertam kerusakan, maka data masih dapat dise salinan di hard disk kedua. Teknik ini d RAID level 1. Total kapasitas yang b tetap 500 GB dan bukan jumlah total 1 pada teknik RAID 0.
Gambar 2. Perbandingan RAID 0 dan
Dari kedua teknik tersebut, RAID 0 keuntungan pemanfaatan kapasitas ha maksimal, sementara RAID 1 mengu sisi penyelamatan data di saat terja Sebaliknya kedua teknik di atas j kelemahan. Jika terjadi kerusakan p
luas. Misalkan TB (Terabytes) ngkan tiga buah masing 4 TB. mikian disebut
hard disk yang iselamatkan dari i disebut sebagai bisa digunakan l 1 TB layaknya
D 0 dan RAID 1
0 memberikan hard disk yang guntungkan dari rjadi kerusakan. juga memiliki pada RAID 0,
maka data tidak dapat diselamatk salinannya, sedangkan RAID kapasitas yang dapat digunakan kapasitas total seluruh hard d berikutnya adalah RAID 2, RA yang bertujuan memberikan pem hard disk yang maksimal sek peluang penyelamatan data jika disk.
Teknik RAID 2, RAID 3, dan RA salah satu hard disk sebagai pen menurut aturan Hamming code. dapat digunakan untuk error-co disk dalam rangkaian RAID kerusakan. Ketiga teknik ini h satu hard disk saja sebagai ha sehingga kapasitas yang bisa di dari setengah total kapasitas hard Misalkan empat buah hard disk masing-masing 1 TB disusun den maka satu hard disk berperan sebesar 1 TB dan tiga hard digunakan untuk menyimpan da total 3 TB.
Dibandingkan dengan RAID 0 d RAID 2, RAID 3 dan RAI keuntungan dari dua sisi, yaitu pe dan penyelamatan data. Pada R parity dilakukan untuk setiap bi Sementara pada RAID 3 data setiap byte data. RAID 4 men untuk setiap blok data. Ketig menyimpan data parity pada satu
tkan karena tidak ada D 1 menyebabkan n hanya setengah dari disk. Teknik RAID AID 3, dan RAID 4 emanfaatan kapasitas ekaligus memberikan a ada kerusakan hard
RAID 4 menggunakan enyimpan data parity . Data parity tersebut correcting pada hard D yang mengalami hanya menggunakan hard disk parity-nya, digunakan bisa lebih ard disk dalam RAID. isk dengan kapasitas engan teknik RAID 3, n sebagai parity disk disk lainnya dapat data dengan kapasitas
Gambar 3. Ilustrasi RAID 4
Penulisan data parity pada hard menyebabkan kinerja ketiga teknik RA dan RAID 4 tergantung pada proses hard disk yang digunakan sebagai parit RAID 5 diperkenalkan sebagai te penggunaan data parity terdistribusi, parity tidak lagi terkumpul di satu har tersebar di seluruh hard disk dalam su tidak seperti RAID 4 yang parity datany satu hard disk yang sama. Keuntungan RAID 5 ini adalah masing-masing ha blok yang berbeda bergantian peran disk bagi hard disk lainnya. Seh penulisan data parity, yang menentukan terbagi rata ke semua hard disk. Kapas yang bisa digunakan pada teknik R dengan RAID 4. Misalkan empa berkapasitas masing-masing 2 TB di teknik RAID 5, maka kapasitas yang b sebesar 6 TB sedangkan yang 2 TB dig menyimpan data parity.
AID 4
disk tertentu AID 2, RAID 3 ses pengaksesan rity disk. Teknik teknik dengan , artinya data ard disk namun susunan RAID, nya disimpan di n dengan teknik hard disk dalam n sebagai parity ehingga beban an kinerja total, asitas maksimal RAID 5 sama pat hard disk disusun dengan bisa digunakan digunakan untuk
Gambar 4. Ilustrasi RAI
Baik RAID 2, RAID 3, RAID merupakan teknik yang baik un kerusakan salah satu hard disk RAID. Keberadaan data parity ma data hilang di satu hard disk akan seperti semula. Namun demiki teknik tersebut hanya berlaku un satu hard disk saja. Keempat tek tidak dapat mengembalikan dat kerusakan pada dua hard disk bersamaan.
Untuk dapat menjamin kemb kerusakan dua hard disk sekaligu data parity dua kali lipat. Teknik RAID 6 yaitu komposisi hard di parity tersebar. Keberadaan memungkinkan penyelamatan d kerusakan dua hard disk ber maksimal adalah total kapasitas dikurangi dua kali data parity. M disk berukuran 500 GB disusun d 6, maka kapasitas yang tersedia a 1 TB digunakan untuk menyimpa
trasi RAID 5
4 maupun RAID 5 untuk mengantisipasi isk dalam rangkaian mampu menjamin jika an dapat dikembalikan ikian, batas toleransi untuk kerusakan pada teknik RAID tersebut ata pada saat terjadi isk sekaligus secara
Gambar 5. Ilustrasi RAID 6
Ketujuh teknik RAID di atas dikombinasikan dalam implementas kombinasi teknik RAID tersebut di hybrid RAID. Misalkan kombinasi dar RAID 1 atau yang dikenal sebagai RAI teknik penggabungan RAID 0 diikuti penyalinan pada RAID 1. Dari empat b A, B, C dan D, hard disk A dan B dig hard disk AB dengan teknik RAID 0 k disk C dan D digabung untuk menyalin AB tersebut.
Tabel 1. Perbandingan RAID
Tipe Jumlah
*dengan jumlah hard disk minimal **hingga dua
AID 6
masih dapat tasinya. Proses disebut sebagai ari RAID 0 dan
3.
Implementasi RAID
Teknik RAID umumnya diimple menggunakan perangkat keras RA mendukung RAID 0, RAID 1, RA beberapa hybrid RAID. Teknik R RAID 4 sudah jarang digunaka kinerja dan manfaat sudah tergan Sementara implementasi RAI perangkat lunak dapat ditemui sistem operasi. Dibandingkan den RAID, pengunaan perangkat l membebani sistem operasi dan me sistem.
Gambar 6. RAID 0 dan RAID 1 d
Gambar di atas adalah layar Management pada sistem operasi empat buah hard disk tambahan (D 3, Disk 4) dengan kapasitas masi (Megabytes). Disk 1 dan Disk 2 d teknik RAID 0 menjadi sebuah v RAID0 dan dikenali oleh sistem huruf E: berkapasitas total 1018 M 4 digabungkan dengan teknik sebuah volume dengan nama R oleh sistem operasi sebagai disk h total 509 MB.
Disk E: yang mengunakan R kapasitas maksimal yang lebih yang menggunakan RAID 1, nam F: masih bisa diselamatkan mesk disk mengalami kerusakan.
plementasikan dengan RAID controller yang RAID 5, RAID 6 dan engan perangkat keras lunak RAID lebih mempengaruhi kinerja
RAID 1 di WIndows 7
ar panel Computer si Windows 7 dengan (Disk 1, Disk 2, Disk asing-masing 509 MB 2 digabungkan dengan volume dengan nama operasi sebagai disk MB. Disk 3 dan Disk ik RAID 1 menjadi RAID1 dan dikenali huruf F: berkapasitas
Gambar 7. Efek Kerusakan Hard disk pada si dan RAID 1
Layar panel menunjukkan kedua volum gagal diakses saat Disk 2 mengalami ke 2 seharusnya berisi setengah data pa Disk 2 tidak dikenali oleh sistem volume E: secara keseluruhan dinyatak diakses. Sementara Disk 1 hanya mem dari keseluruhan data yang seharusnya.
Demikian pula dengan RAID1 (F:) gag Disk 4 mengalami kerusakan. Si menyatakan secara keseluruhan volu dapat diakses. Meskipun demikian, k RAID 1 adalah menyalin seluruh data disk maka dalam keadaan ini Disk 3 m data yang utuh. Dengan demikian prose data masih dapat dilakukan setelah men dengan hard disk baru.
Gambar 8. Proses Rekonstruksi Data pad
Setelah Disk 2 dan Disk 4 diganti den disk baru berkapasitas sama. Volume diaktifkan kembali melalui proses rek menggunakan data utuh yang tersimpan
pada sistem RAID 0
ume RAID0 (E:) kerusakan. Disk pada E:. Ketika operasi maka akan tidak dapat emiliki setengah
a.
agal diakses saat Sistem operasi olume F: tidak karena metode ata ke dua hard masih memiliki ses rekonstruksi engganti Disk 4
Data pada RAID 1
engan dua hard e RAID1 dapat ekonstruksi data an pada Disk 3.
Data akan disalin ulang ke Disk 4 volume RAID1 kembali seperti s sebagai disk huruf F: [3].
Sementara volume RAID0 tidak d seperti halnya RAID1 karena sete akibat kerusakan pada Disk 2. Dis setengah data saja dan disk pengg informasi yang tadinya dimiliki hal ini, volume E: tidak dapat dire
Lingkungan sistem operasi Wind penggunaan software RAID unt dan RAID 1 saja. Sedangkan un membutuhkan perangkat keras RA
Di lingkungan sistem operasi Li implementasi software RAID paket aplikasi mdadm yang me RAID 1, RAID 4, RAID 5, RAID Aplikasi mdadm juga tersedia lainnya [4]. Gambar di bawah a buah hard disk /dev/sdb
/dev/sdd1 dan /dev/sde1
masing-masing 500 MB yang RAID 5. Hasil penggabungan d sebagai perangkat baru dengan Kapasitas total yang diperoleh dar tersebut adalah 1,5 GB dengan kapasitas untuk menyimpan data p
Gambar 9. Implementasi RAID
4 pengganti sehingga ti semula dan dikenali
k dapat direkonstruksi tengah datanya hilang isk 1 hanya memiliki gganti tidak memiliki i oleh Disk 2. Dalam irekonstruksi.
indows 7 mendukung ntuk sistem RAID 0 untuk RAID 5 masih RAID controller.
Linux Ubuntu 10.04, dilakukan melalui mendukung RAID 0, ID 6 dan RAID 1+0. a untuk distro Linux adalah contoh empat
b1, /dev/sdc1,
1 dengan kapasitas
ng digabung dengan dikenali oleh sistem n nama /dev/md0. dari keempat hard disk an 500 MB sebagai a parity.
4.
Kesimpulan
RAID berguna dalam hal memperoleh kapasitas hard disk yang luas dari hasil penggabungan beberapa hard disk (RAID 0). RAID juga berguna untuk memperoleh sistem yang toleran terhadap kerusakan hard disk (selain RAID 0). Dukungan RAID dapat diperoleh melalui perangkat keras RAID controller maupun perangkat lunak RAID. Sistem operasi Windows 7 mendukung implementasi RAID 0 dan RAID 1. Aplikasi mdadm di lingkungan Linux mendukung implementasi RAID 0, RAID 1, RAID 4, RAID 5, RAID 6 dan RAID 1+0.
5.
Pustaka
[1] SNIA, “Common RAID Disk Data Format Specification”, SNIA, 2009
[2] Gantz, John F., “The Diverse and Exploding Digital Universe”, IDC, 2008
[3] -, “Replace a Drive in a Windows 7 RAID 1”,
http://answers.microsoft.com/en- us/windows/forum/windows_xp-hardware/replace- drive-in-a-windows-7-raid-1/08f79d67-c05f-4fca-96ea-766e81d13a56, diakses bulan Maret 2012
[4] -, “RAID Setup”,
