Pengertian Lengkap dan Level RAID (Redundant Array Independent Disk)
A. Pengertian RAID
RAID, singkatan dari 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.
Kata “RAID” juga memiliki beberapa singkatan Redundant Array of
Inexpensive Disks, Redundant Array of Independent Drives, dan juga
Redundant Array of Inexpensive Drives. Teknologi ini membagi atau
mereplikasi data ke dalam beberapa hard disk terpisah. RAID didesain
untuk meningkatkan keandalan data dan meningkatkan kinerja I/O dari hard
disk.
RAID merupakan organisasi disk memori yang mampu menangani
beberapa disk dengan sistem akses paralel dan redudansi ditambahkan
untuk meningkatkan reliabilitas. Kerja paralel ini menghasilkan resultan kecepatan disk yang lebih cepat.
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.
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.
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).
Level-level RAID yang berbeda tersebut menggunakan salah satu
atau beberapa teknik yang disebutkan di atas, tergantung dari kebutuhan
sistem. Tujuan utama penggunaan RAID adalah untuk meningkatkan
keandalan/reliabilitas yang sangat penting untuk melindungi informasi
yang sangat kritis untuk beberapa lahan bisnis, seperti halnya basis
data, atau bahkan meningkatkan kinerja, yang sangat penting untuk
beberapa pekerjaan, seperti halnya untuk menyajikan video on demand ke
banyak penonton secara sekaligus.
Konfigurasi RAID yang berbeda-beda akan memiliki pengaruh yang
berbeda pula pada keandalan dan juga kinerja. Masalah yang mungkin
terjadi saat menggunakan banyak disk adalah salah satunya akan mengalami
kesalahan, tapi dengan menggunakan teknik pengecekan kesalahan, sistem
komputer secara keseluruhan dibuat lebih andal dengan melakukan reparasi
terhadap kesalahan tersebut dan akhirnya “selamat” dari kerusakan yang
fatal.
Teknik mirroring dapat
meningkatkan proses pembacaan data mengingat sebuah sistem yang
menggunakannya mampu membaca data dari dua disk atau lebih, tapi saat
untuk menulis kinerjanya akan lebih buruk, karena memang data yang sama
akan dituliskan pada beberapa hard disk yang tergabung ke dalam larik
tersebut.
Teknik striping,
bisa meningkatkan performa, yang mengizinkan sekumpulan data dibaca
dari beberapa hard disk secara sekaligus pada satu waktu, akan tetapi
bila satu hard disk mengalami kegagalan, maka keseluruhan hard disk akan
mengalami inkonsistensi.
Teknik pengecekan kesalahan /
koreksi kesalahan juga pada umumnya akan menurunkan kinerja sistem,
karena data harus dibaca dari beberapa tempat dan juga harus
dibandingkan dengan checksum yang ada. Maka, desain sistem RAID harus
mempertimbangkan kebutuhan sistem secara keseluruhan, sehingga
perencanaan dan pengetahuan yang baik dari seorang administrator
jaringan sangatlah dibutuhkan. Larik-larik RAID modern umumnya
menyediakan fasilitas bagi para penggunanya untuk memilih konfigurasi
yang diinginkan dan tentunya sesuai dengan kebutuhan.
Beberapa sistem RAID dapat didesain untuk terus berjalan, meskipun
terjadi kegagalan. Beberapa hard disk yang mengalami kegagalan tersebut
dapat diganti saat sistem menyala (hot-swap) dan data dapat diperbaiki
secara otomatis. Sistem lainnya mungkin mengharuskan shutdown ketika
data sedang diperbaiki. Karenanya, RAID sering digunakan dalam
sistem-sistem yang harus selalu on-line, yang selalu tersedia (highly
available), dengan waktu down-time yang, sebisa mungkin, hanya beberapa
saat saja.
C. Struktur RAID
Disk memiliki resiko untuk mengalami kerusakan. Kerusakan ini
dapat berakibat turunnya kinerja atau pun hilangnya data. Meski pun
terdapat backup data, tetap saja ada kemungkinan data yang hilang karena
adanya perubahan setelah terakhir kali data di-backup. Karenanya
reliabilitas dari suatu disk harus dapat terus ditingkatkan.
Berbagai macam cara dilakukan untuk meningkatkan kinerja dan juga
reliabilitas dari disk. Biasanya untuk meningkatkan kinerja, dilibatkan
banyak disk sebagai satu unit penyimpanan. Tiap-tiap blok data dipecah
ke dalam beberapa subblok, dan dibagi-bagi ke dalam disk-disk tersebut.
Ketika mengirim data disk-disk tersebut bekerja secara paralel, sehingga
dapat meningkatkan kecepatan transfer dalam membaca atau menulis data.
Ditambah dengan sinkronisasi pada rotasi masing-masing disk, maka
kinerja dari disk dapat ditingkatkan. Cara ini dikenal sebagai RAID.
Selain masalah kinerja RAID juga dapat meningkatkan realibilitas dari
disk dengan jalan melakukan redundansi data.
- RAID adalah sekumpulan disk drive yang dianggap sebagai sistem tunggal disk.
- Data didistribusikan ke drive fisik array.
- Kapasitas redunant disk digunakan untuk menyimpan informasi paritas,
yang menjamin recoveribility data ketika terjadi masalah atau kegagalan
disk.
Jadi, RAID merupakan salah satu jawaban masalah kesenjangan kecepatan
disk memori dengan CPU dengan cara menggantikan disk berkapasitas besar
dengan sejumlah disk-disk berkapasitas kecil dan mendistribusikan data
pada disk-disk tersebut sedemikian rupa sehingga nantinya dapat dibaca
kembali.
D. Level RAID
RAID dapat dibagi menjadi 8 level yang berbeda, yaitu level 0, level 1, level 2,
level 3, level 4, level 5, level 6, level 0+1 dan 1+0. Setiap level
tersebut memiliki kelebihan dan kekurangannya.
1. RAID level 0
RAID level 0 menggunakan kumpulan disk dengan striping pada level
blok, tanpa redundansi. Jadi hanya menyimpan melakukan striping blok
data ke dalam beberapa disk. Level ini sebenarnya tidak termasuk ke
dalam kelompok RAID karena tidak menggunakan redundansi untuk
peningkatan kinerjanya.
2. RAID level 1
RAID level 1 ini merupakan disk mirroring, menduplikat setiap disk.
Cara ini dapat meningkatkan kinerja disk, tetapi jumlah disk yang
dibutuhkan menjadi dua kali lipat, sehingga biayanya menjadi sangat
mahal. Pada level 1 (disk duplexing dan disk mirroring) data pada suatu
partisi hard disk disalin ke sebuah partisi di hard disk yang lain
sehingga bila salah satu rusak , masih tersedia salinannya di partisi
mirror.
3. RAID level 2
RAID level 2 ini merupakan pengorganisasian dengan
error-correcting-code (ECC). Seperti pada memori di mana pendeteksian
terjadinya error menggunakan paritas bit. Setiap byte data mempunyai
sebuah paritas bit yang bersesuaian yang merepresentasikan jumlah bit di
dalam byte data tersebut di mana paritas bit=0 jika jumlah bit genap
atau paritas=1 jika ganjil. Jadi, jika salah satu bit pada data berubah,
paritas berubah dan tidak sesuai dengan paritas bit yang tersimpan.
Dengan demikian, apabila terjadi kegagalan pada salah satu disk, data
dapat dibentuk kembali dengan membaca error-correction bit pada disk
lain.
4. RAID level 3
RAID level 3 merupakan pengorganisasian dengan paritas bit
interleaved. Pengorganisasian ini hampir sama dengan RAID level 2,
perbedaannya adalah RAID level 3
ini hanya memerlukan sebuah disk redundan, berapapun jumlah kumpulan
disk-nya. Jadi tidak menggunakan ECC, melainkan hanya menggunakan sebuah
bit paritas untuk sekumpulan bit yang mempunyai posisi yang sama pada
setiap disk yang berisi data. Selain itu juga menggunakan data striping
dan mengakses disk-disk secara paralel.
5. RAID level 4
RAID level 4 merupakan pengorganisasian dengan paritas blok
interleaved, yaitu menggunakan striping data pada level blok, menyimpan
sebuah paritas blok pada sebuah disk yang terpisah untuk setiap blok
data pada disk-disk lain yang bersesuaian. Jika sebuah disk gagal, blok
paritas tersebut dapat digunakan untuk membentuk kembali blok-blok data
pada disk yang gagal tadi. Kecepatan transfer untuk membaca data tinggi,
karena setiap disk-disk data dapat diakses secara paralel. Demikian
juga dengan penulisan, karena disk data dan paritas dapat ditulis secara
paralel.
6. RAID level 5
RAID level 5 merupakan pengorganisasian dengan paritas blok
interleaved tersebar. Data dan paritas disebar pada semua disk termasuk
sebuah disk tambahan. Pada setiap blok, salah satu dari disk menyimpan
paritas dan disk yang lainnya menyimpan data. Sebagai contoh, jika
terdapat kumpulan dari 5 disk, paritas blok ke n akan disimpan pada disk
(n mod 5) + 1; blok ke n dari empat disk yang lain menyimpan data yang
sebenarnya dari blok tersebut. Sebuah paritas blok tidak menyimpan
paritas untuk blok data pada disk yang sama, karena kegagalan sebuah
disk akan menyebabkan data hilang bersama dengan paritasnya dan data
tersebut tidak dapat diperbaiki. Penyebaran paritas pada setiap disk ini
menghindari penggunaan berlebihan dari sebuah paritas disk seperti pada
RAID level 4.
7. RAID level 6
RAID level 6 disebut juga redundansi P+Q, seperti RAID level 5,
tetapi menyimpan informasi redundan tambahan untuk mengantisipasi
kegagalan dari beberapa disk sekaligus. RAID level 6 melakukan dua
perhitungan paritas yang berbeda, kemudian disimpan di dalam blok-blok
yang terpisah pada disk-disk yang berbeda. Jadi, jika disk data yang
digunakan sebanyak n buah disk, maka jumlah disk yang dibutuhkan untuk
RAID level 6 ini adalah n+2 disk. Keuntungan dari RAID level 6 ini
adalah kehandalan data yang sangat tinggi, karena untuk menyebabkan data
hilang, kegagalan harus terjadi pada tiga buah disk dalam interval
rata-rata untuk perbaikan data (Mean Time To Repair atau MTTR).
Kerugiannya yaitu penalti waktu pada saat penulisan data, karena setiap
penulisan yang dilakukan akan mempengaruhi dua buah paritas blok.
8. RAID level 0+1 dan 1+0
RAID level 0+1 dan 1+0 ini merupakan kombinasi dari RAID level 0 dan
1. RAID level 0 memiliki kinerja yang baik, sedangkan RAID level 1
memiliki kehandalan. Namun, dalam kenyataannya kedua hal ini sama
pentingnya. Dalam RAID 0+1, sekumpulan disk di-strip, kemudian strip
tersebut di-mirror ke disk-disk yang lain, menghasilkan strip-strip data
yang sama.
Kombinasi lainnya yaitu RAID 1+0, di mana disk-disk di-mirror secara
berpasangan, dan kemudian hasil pasangan mirrornya di-strip. RAID 1+0
ini mempunyai keuntungan lebih dibandingkan dengan RAID 0+1. Sebagai
contoh, jika sebuah disk gagal pada RAID 0+1, seluruh strip-nya tidak
dapat diakses, hanya sebagian strip saja yang dapat diakses, sedangkan
pada RAID 1+0, disk yang gagal tersebut tidak dapat diakses, tetapi
pasangan mirror-nya masih dapat diakses, yaitu disk-disk selain dari
disk yang gagal.
Sekian artikel yang dapat share di malam ini :) sebenernya masih banyak
lagi yang mau saya bahas berhubung ada acara di malam minggu ini saya
sudahi dulu ya :D hehe semoga bermanfaat ya gan artikel tentang Pengertian Lengkap dan Level RAID (Redundant Array Independent Disk) Jangan lupa komentarnya ya gan ;) hehe
