RAID 的各種類別

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QNAP網路體驗中心
Introducing
QNAP NAS升級與還原
.RAID基本種類介紹
.NAS與RAID升級方法
.RAID資料還原
歡迎大家參加 QNAP 網路體驗中心活動
本課程將於 PM 3:30 準時開始
先到的學員可以利用 Questions 功能, 提出您想問的問題!!
課程開始
QNAP網路體驗中心
Introducing
QNAP NAS升級與還原
.RAID基本種類介紹
.NAS與RAID升級方法
.RAID資料還原
RAID基本種類介紹
世界級NAS品牌
為什麼要使用 RAID ?
為重要的資料買一份保險
一般使用者習慣將許多個人寶貴的資料存在硬碟中,如果
遇到了硬碟損壞時,家人照片、上課筆記、財務資訊、親
友通訊錄等一夕之間通通都消失不見,這樣子的感覺是不
是真的很糟呢?
資料安全非常重要,不幸損毀無法重來!
因此將硬碟以「RAID」方式運作,會為重要資料提供一
定程度的安全保障!隨著資訊電腦化的增加,數位資料日
趨重要的情況下,RAID普及到一般家庭使用者,必定會
是一個未來趨勢。
RAID 的各種架構比較表
適用對象
RAID方案
安全性
硬碟數
可用容量
效能
追求高效能者
RAID 0
無
大於2
全部
最高
在意資料安全者
RAID 1
最好
2
總容量的
50%
稍有提升
在意資料安全
但有預算限制
RAID 5
好
3以上
N-1顆
讀快寫慢
重視資料安全
的企業級使用者
RAID 6
更好
四以上
N-2顆
讀快寫慢
RAID 10
最好
4以上的偶
數
總容量的
50%
高
同時要備份和效能
而且預算無上限者
什麼是 RAID
獨立磁碟多重陣列
所謂的「RAID」是「Redundant Array of Independent
Disks 」的縮寫,一般多稱它為「磁碟陣列」。它主要的
原理是利用二顆以上的硬碟來組成一整個硬碟陣列,並利
用磁碟陣列控制器來將硬碟區分為不同的運作模式,進而
提供更好的傳輸效能及資料備援的功能。
RAID的好處
.增強資料整合度。
.增強容錯功能。
.增加處理量或容量。
RAID 的各種類別
「RAID 0」
.將多個硬碟合併成一個大的磁碟,把全部的容量合併在
一起使用。
.藉由將儲存資料切分到各個硬碟上,來進行平行讀寫的
動作,達到提高傳輸效能的功用。
.只要兩顆硬碟以上就能組成,建置成本較低。
.缺點是完全沒有容錯的能力,只要一顆硬碟故障,所有
資料都會損毀。
RAID 的各種類別
RAID 0 容量計算方式
計算公式:
Size = 2 x 每顆硬碟的最小容量
250G
500G
+ 250G
+ 250G
=
=
500G
可用容量
500G
可用容量
RAID 的各種類別
「RAID 1」
.需要至少兩顆硬碟來組合運行,運作過程中將同一份資
料同時分別寫入到組合中的每一顆硬碟上。
.確保所有的資料都儲存在另一個備份碟中,安全性較高。
.讀取資料時,速度會有所提升。
.缺點是可使用的硬碟容量,只有全部硬碟容量相加的一
半而已。
RAID 的各種類別
RAID 1 容量計算方式
計算公式:
Size = 2顆硬碟中的最小容量
250G
500G
+ 250G
+ 250G
=
=
250G
可用容量
250G
可用容量
RAID 的各種類別
「RAID 5」
.需要至少三顆硬碟或更多來組合運行,將同位元資料分
別以輪流的方式儲存在組合中每顆硬碟上。
.RAID 5是利用XOR同位元資料演算方式,需要一顆硬碟
來存放同位檢查碼。
.為一分散的存取架構,因此效能提升明顯。
.組合中任何一顆硬碟毀損,資料都還可以救得回來。
.缺點是其中一顆硬碟容量,無法使用。
RAID 的各種類別
RAID 5 容量計算方式
計算公式:
Size = 所有硬碟數-1後,
再取其中的最小容量值
250G
500G
+250G
+250G
+250G
+250G
=
=
500G
可用容量
500G
可用容量
RAID 的各種類別
「RAID 6」
.需要至少四顆以上的硬碟來組合運行。
.與RAID 5相比多增加了一顆備援硬碟,共有二顆備援碟
,資料檔案的安全性非常高。
.最多容許損壞兩顆磁碟,更換新磁碟後,資料將會重新
算出並寫入新的磁碟中。
.缺點是必須使用兩顆備援硬碟因而提高成本。
.缺點是「寫入性能」速度較差,因資料寫入時的同位元
校正機制必須執行兩次,所以資料重建時,回復的時間
也較RAID 5要多一倍。
RAID 的各種類別
RAID 6 容量計算方式
計算公式:
Size = 所有硬碟數-2後,
再取其中的最小容量值的總合
+
+
+
250G 250G 250G
1 TB
+250G +250G +
250G
250G
=
=
500G
可用容量
500G
可用容量
RAID 的各種類別
「RAID 10 / 01」
.RAID 10/01其實可細分為「RAID 1+0」與「RAID 0+1」
二種情況,必須擁有四個以上的偶數硬碟才能使用。
.「RAID 1+0」是先鏡射再分割資料:將所有硬碟分為
兩組,RAID 0是最低的組合,然後將這兩組各自視為
RAID 1運作。「RAID 1+0」有著良好的讀取速度,而
且擁有比RAID 0更高的資料保護性。
.「RAID 0+1」是先分割再將資料鏡射到兩組硬碟:將所
有的硬碟分為兩組,RAID 1是最低的組合,將這兩組硬
碟各自視為RAID 0運作。「RAID 0+1」有著更快的讀
寫速度,但只要同一組的硬碟全部損毀就會停止運作。
RAID 的各種類別
RAID 1+0 容量計算方式
計算公式:
Size =[(硬碟容量+硬碟容量) + (硬碟容量+硬碟容量)]/ 2
注意:當其中一組 RAID 1 的二顆硬碟都故障,RAID 1+0
就會損毀!! 例如 Disk 0 與 Disk 1 都故障,就會停止運作!!
+
250G
250G
+
250G
+
=
250G
500G
可用容量
RAID 的各種類別
RAID 0+1 容量計算方式
計算公式:
Size =[(同組硬碟最小值) + (同組硬碟最小值)]
注意:當二組 RAID 0 的同一顆硬碟都故障, RAID 0+1
就會損毀!! 例如 Disk 0 與 Disk 2 都故障,就會停止運作!!
+
500G
250G
+
500G
+
=
250G
500G
可用容量
RAID 的各種類別
.JBOD
將多顆硬碟連在一起,當作一顆超大硬碟來使用。但除了
容量提升之外,它的速度還是跟單一硬碟相同,安全性也
沒有提升。
.Q-RAID 1
是用USB硬碟外接盒,外接一顆硬碟到 NAS 上,然後
NAS 中的硬碟資料就可以備份到外接硬碟上。
.多重磁碟組態
在一台 NAS 上同時建立二種不同的 RAID 組態,同時使
用二種不同的 RAID 效能。
在意資料安全
建立 RAID 5
追求效能
建立 RAID 0
5-Bay 一組的 NAS
RAID升級方法
世界級NAS品牌
什麼情況下需要 RAID 升級
當您使用了一陣子 QNAP NAS,發現原有的硬碟容易已經
滿了,這時候許多使用者會很傷腦筋,該怎麼辦?是否需
要花錢再買一台新NAS?
不必煩惱
QNAP Turbo NAS 提供了多種先進的 RAID 磁碟陣列的組
態設定,同時支援硬碟熱抽換設計,可在不需要關機的情
況下就將發生故障的硬碟替換掉,以及讓有需要的消費者
隨時升級 NAS 功能、提升資料安全。
先進的RAID技術與資料保護
線上RAID 容量擴充及組態遷移
.容量擴充:藉由替換更大容量的硬碟來擴充RAID 磁碟的容量。
.增加硬碟:若系統還有空的硬碟插槽,插入新硬碟,可直
接透過新增硬碟的方式來擴充RAID 磁碟的容量。
.組態遷移:插入新的硬碟後,可將磁碟組態升級到更高的層
級的RAID 組態。
.以上所有的資料都會完整保留,在過程中完全不需要關機。
擴充容量
容量擴充
當原有 Turbo NAS 中的磁碟容量已不夠使用時,可用更大容
量的硬碟更換原有的硬碟,即可完成 QNAP Turbo NAS 容量
擴充,讓使用者可以儲存更多的重要資料。
如:把現有的二顆 500G 硬碟,更換成二顆 1 TB 的新硬碟,
如此一來可使用容量將擴充至 2 TB。
增加硬碟
增加硬碟
只要將硬碟從原有的 Turbo NAS 取下,依原本排列順序插入
更多硬碟槽的 Turbo NAS 中,即可完成系統遷移。後續可再
由線上擴充 RAID 磁碟的容量。
如:把現有二顆 2 TB 的硬碟,再插入一顆 2 TB 的硬碟,
Turbo NAS 容量就擴充至 6 TB。
線上RAID容量擴充
案例說明:
當我購買了 QNAP TS-559 Pro II 時,同時也買了四顆250GB
的硬碟,並且使用四顆硬碟建立了RAID 5。(四顆250GB硬碟
可以建立約750GB的 RAID5的邏輯容量)
經過一年之後,750GB的儲存容量已經無法滿足我的使用,我
選擇用1TB的硬碟來做擴充,我該如何進行?
線上RAID容量擴充
1
在 [磁碟管理] → [RAID 管理工具] 頁面中
選擇要擴充的硬碟,然後按 [擴充容量]。
2
對要被替換的第一個硬碟按 [更換]。
線上RAID容量擴充
3
當說明欄位顯示 [請拔出這顆硬碟],請移除舊的硬碟,
移除硬碟後,NAS會發出兩次嗶聲。
4
當顯示 [請插入新的硬碟]時,請插入新的硬碟至插槽中。
線上RAID容量擴充
5
插入硬碟後,NAS會發出兩次嗶聲,並開始硬碟重建。
6
硬碟重建完成後,請重覆上述步驟更換其他硬碟
(依序置換第二、三、四顆硬碟)。
線上RAID容量擴充
7
更換所有硬碟及重建後,按 [擴充容量] 進行容量擴充。
8
按 [確定] 繼續, NAS會發出嗶聲,並開始擴充容量。
線上RAID容量擴充
9
10
此過程約需數小時至數十小時完成,視硬碟大小而定,
擴充過程中,切勿關閉NAS之電源。
新的硬碟組態容量將顯示於頁面上,狀態為[正常]。
線上RAID組態遷移
線上RAID組態遷移
「Online RAID Level Migration」功能可以幫助使用者在初期
先以一顆硬碟作為建置的開始,當未來需要加強並升級RAID的
備援等級時,能夠在不停機且保留資料的狀態下,執行線上
RAID等級的遷移。
可以進行RAD組態遷移功能的方式有:
.從單獨硬碟模式升級到RAID 1、RAID 5、RAID 6或RAID 10。
.從RAID 1升級到RAID 5、RAID 6或RAID 10 。
.從RAID 5升級到RAID 6。
線上RAID組態遷移
案例說明:
當我一開始使用 QNAP TS-559 Pro II 時,只先安裝了一顆1TB
的硬碟,並且設定為「單一硬碟模式」開始使用,並且把 TS559 Pro II 當作檔案伺服器來使用。
經過一年之後,我開始把重要的資料存放到 TS-559 Pro II 上,
很擔心硬碟損壞,會讓我的重要資料丟失,因此想要將系統升
級為 「RAID5」我該如何進行?
線上RAID組態遷移
.先準備好要新增的相等容量(或更大)的硬碟插入NAS中。
.執行 RAID Migration,從單一硬碟直接升級為四顆RAID 5。
1
前往 [磁碟管理] → [硬碟管理] 頁面,
可看見目前硬碟狀態為單一硬碟模式。
線上RAID組態遷移
2
分別在硬碟 2、3、4 插入新的1TB硬碟,系統會顯示
偵測到的未掛接 (Unmount) 硬碟,狀態如以下圖示。
線上RAID組態遷移
3
前往 [磁碟管理] → [RAID 管理工具] 頁面,
選擇要遷移的硬碟然後按 [遷移]。
線上RAID組態遷移
4
選取至少一個以上的可用硬碟,並選擇希望遷移成哪
一種磁碟陣列組態,然後按 [遷移],即可開始進行。
彈跳視窗會提醒,選擇的硬碟中所有資料將被清除,
請按 [OK] 繼續。
線上RAID組態遷移
5
.頁面會持續更新顯示目前遷移所進行的完成度。
.當系統在執行遷移功能,NAS的服務仍將持續進行,但系統
為保護RAID遷移的前後狀態一致,當完成進度在 11%–49%
的這一段過程,系統會進入唯讀模式保護RAID的內容。
線上RAID組態遷移
6
.依照硬碟大小不同,這動作可能需要數十小時,請耐心等候。
.遷移完畢後,硬碟組態變更為新的組態,這時系統已經從原
本的 [單一硬碟模式] 升級為 [RAID5],即可開始使用新的硬
碟組態空間。
更多資訊請見:
http://docs.qnap.com/nas/tc/index.html?raid_management.htm
RAID資料還原
世界級NAS品牌
為什麼需要 RAID 資料還原
如果您是公司的MIS員工,某天在工作時,NAS中的硬碟
不小心壞軌!或是在未關機的狀況下,被不知情的同事不
小心拔取出來!這時候身為負責人的您該怎麼救回公司的
重要資料?
不用害怕
QNAP NAS 獨家專利的 RAID 復原技術,在關鍵時刻可以
解決您的困擾,只要將被移除的硬碟插回原來的硬碟插槽,
然後回復至 [降級模式]救回重要資料,即可保住您的飯碗。
RAID資料還原
RAID Recovery
QNAP NAS支援RAID復原技術,若NAS設定為RAID 1、RAID
5 或RAID 6磁碟陣列,並有硬碟意外地被移除,您可以將被移
除的硬碟插回原來的硬碟插槽,然後在頁面按 [回復],磁碟陣
列的狀態將由 [未啟動] 回復至 [降級模式]。
如硬碟群組設定為RAID 0或JBOD,並有一顆或以上硬碟意外
地被移除,您可以將被移除的硬碟插回原來的硬碟插槽,然後
使用此功能將磁碟組態由 [未啟動] 回復至 [正常]。
RAID資料還原
磁碟組態
支援RAID回復
允許被移除的
最大硬碟數目
RAID 0
是
1顆或以上
RAID 1
是
1顆或2顆
RAID 5
是
2顆或以上
RAID 6
是
3顆或以上
RAID 10
否
---
.將RAID 1、RAID 5或RAID 6磁碟群組從 [未啟動] 回復至降階模式後,
您可以正常讀寫資料,磁碟群組在資料同步後,將回復至正常狀態。
.如被移除的硬碟已損毀,復原功能將無法使用。
RAID資料還原
Bitmap
啟動 Bitmap 的優點是可減少磁碟陣列因損壞、移除或新增新
磁碟之後,重組陣列所需之時間。
安裝 Bitmap 的缺點是,會稍微影響磁碟的讀寫速度。
.注意:Bitmap 只適用於 RAID 1、RAID 5、RAID 6 磁碟組態。
RAID資料還原
全域備援
.全域備援可以對多個RAID磁碟建立一個以上的備援磁碟。
.當任何一個RAID磁碟上的硬碟故障時,全域備援的硬碟會自
動取代故障的硬碟。
.相較於原有的RAID備援硬碟,全域備援提供更有效益及更彈
性的備援硬碟使用方式。
注意:
全域備用硬碟的容量必須大於或等於磁碟陣列成員硬碟的大小。
RAID資料還原
設定全域備用硬碟
要設定全域備用硬碟,請選取一顆單一硬碟,
然後按 [設定全域備用硬碟] 即算完成,硬碟所有資料將被清除。
RAID資料還原
取消全域備用硬碟
要取消全域備用硬碟,請選取該硬碟並按 [取消全域備用硬碟] 。
RAID資料還原
案例說明:
小明購買了一台 QNAP TS-469 Pro 回家,同時也買了四顆硬
碟,小明想要建立 RAID 來保護他硬碟中所儲存的寶貴資料,
小明有許多種的 RAID 組合可以選擇使用,他該選擇那一種比
較好呢? 是建立 RAID 6、 RAID 10、還是選擇全域備援比較好
呢?
RAID資料還原
方案1:建立 RAID 6
.同時擁有二顆備援硬碟,安全性好。
.但是可使用的硬碟容量,只有 50%。
RAID 6
方案2:建立全域備援
.同時擁有二顆備援硬碟,安全性好。
.當RAID 5上的硬碟故障時,全域備援
的硬碟會自動取代,讓安全更有保障。
RAID 5
.一開始只可使用50%的硬碟容量,但
未來可將全域備援取消,增加硬碟使
全域備援
用容量,讓儲存更有彈性。
QNAP NAS 滿足您的各種需求
家庭及個人工作室級 RAID 支援列表
機
種
型
號
RAID 支援
1-Bay
TS-119P II、TS-112、TS-119P+、
TS-110、TS-119
單一磁碟
Q-RAID 1
2-Bay
TS-219P II、TS-212、
TS-219P+、TS-210
單一磁碟
JBOD
RAID 0/1
TS-419P II、TS-412、
TS-419P+、TS-410
單一磁碟、JBOD
RAID O、RAID 1
RAID 5、RAID 6
RAID 1O、全域備援、
5+熱備援
4-Bay
以上機種
QNAP NAS 滿足您的各種需求
QNAP NAS 功能完善
QNAP Turbo NAS 先進的RAID技術與資料保護功能,完全可
以滿足剛入門者、初階使用者、進階使用者、到企業用戶對
硬碟擴充、資料安全的各種需求。
Thank You!
謝謝大家的參與,如有問題歡迎發言詢問
http://www.qnap.com/

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