PENDAHULUAN
RAID, singkatan dari Redundant Array of Independent Disks merujuk kepada sebuah teknologi di dalam penyimpanan data komputeryang digunakan untuk mengimplementasikan fitur toleransi kesalahanpada 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. 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
proprietaryyang 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
SEJARAH
Pada tahun
1978,
Norman Ken Ouchi dari
International Business Machines(IBM) dianugerahi paten
Amerika Serikat, dengan nomor 4092732 dengan judul "
System for recovering data stored in failed memory unit." Klaim untuk paten ini menjelaskan mengenai apa yang kemudian dikenal sebagai
RAID 5dengan penulisan
stripe secara penuh. Patennya pada tahun 1978 tersebut juga menyebutkan bahwa
disk mirroring atau
duplexing (yang kini dikenal sebagai
RAID 1) dan juga perlindungan dengan paritas khusus yang didedikasikan (yang kini dikenal dengan
RAID 4) bisa digunakan, meskipun saat itu belum ada implementasinya.
Istilah "RAID" pertama kali didefinisikan oleh
David A. Patterson,
Garth A. Gibson dan
Randy Katz dari
University of California,
Berkeley,
Amerika Serikat pada tahun
1987, 9 tahun berselang setelah paten yang dimiliki oleh
Norman Ken Ouchi. Mereka bertiga mempelajari tentang kemungkinan penggunaan dua
hard disk atau lebih agar terlihat sebagai sebuah perangkat tunggal oleh sistem yang menggunakannya, dan kemudian mereka mempublikasikannya ke dalam bentuk sebuah paper berjudul "
A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)" pada bulan
Juni 1988pada saat konferensi SIGMOD. Spesifikasi tersebut menyodorkan beberapa purwarupa RAID level, atau kombinasi dari drive-drive tersebut. Setiap RAID level tersebut secara teoritis memiliki kelebihan dan juga kekurangannya masing-masing. Satu tahun berselang, implementasi RAID pun mulai banyak muncul ke permukaan. Sebagian besar implementasi tersebut memang secara substansial berbeda dengan RAID level yang asli yang dibuat oleh Patterson dan kawan-kawan, tapi implementasi tersebut menggunakan nomor yang sama dengan apa yang ditulis oleh Patterson. Hal ini bisa jadi membingungkan, sebagai contoh salah satu implementasi RAID 5 dapat berbeda dari implementasi
RAID 5yang lainnya.
RAID 3dan
RAID 4juga bisa membingungkan dan sering dipertukarkan, meski pada dasarnya kedua jenis RAID tersebut berbeda.
Patterson menulis lima buah RAID level di dalam papernya, pada bagian 7 hingga 11, dengan membagi ke dalam beberapa level, sebagai berikut:
- RAID level pertama: mirroring
- RAID level kedua : Koreksi kesalahan dengan menggunakan kode Humming
- RAID level ketiga : Pengecekan terhadap disk tunggal di dalam sebuah kelompok disk.
- RAID level keempat: Pembacaan dan penulisan secara independen
- RAID level kelima : Menyebarkan data dan paritas ke semua drive (tidak ada pengecekan terhadap disk tunggal)
KONSEP
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 disksecara sekaligus pada satu waktu, akan tetapi bila satu hard disk mengalami kegagalan, maka keseluruhan hard disk akan mengalami inkonsistensi. Teknik pengecekan 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
shutdownketika 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.
Pada umumnya, RAID diimplementasikan di dalam komputer
server, tapi bisa juga digunakan di dalam
workstation. Penggunaan di dalam workstation umumnya digunakan dalam
komputeryang digunakan untuk melakukan beberapa pekerjaan seperti melakukan penyuntingan
video/
audio.
RAID (Redundant Array of Independent Disks) adalah teknologi yang menggabungkan beberapa HDD (bisa 2, 3, 4, dst) menjadi satu dan terbaca sebagai 1 harddisk. Ada istilahnya RAID 0, RAID 1, RAID 1+0, RAID 2 dst yang akan menentukan jenisnya.
Sebagai perbandingan, bila sistem operasi yang digunakan adalah windows, maka drive pada RAID yang muncul hanya C saja. Beda halnya jika konfigurasi RAID tidak digunakan maka drive yang muncul adalah C, D dan E atau bahkan lebih (satu drive untuk satu harddisk) tergantung berapa banyak harddisk yang digunakan.
TUJUAN
Tujuan RAID sendiri sebenarnya cuma ada 3, yaitu kecepatan data (stripping), keamanan data (mirroring) maupun keduanya.
Awalnya RAID hanya digunakan untuk server saja, di mana keamanan data & kecepatan sangat mutlak diperlukan. Dan untuk membuat konfigurasi RAID ini awalnya perlu RAID card tersendiri yang harganya sangat mahal. Namun beberapa tahun terakhir Intel menyelipkan fasilitas RAID controller ke dalam chipset ICHxR mereka sehingga RAID bisa dinikmati oleh user lewat onboard controller pada motherboard. RAID sebenarnya tidak serumit yang dibayangkan, karena prinsip dasarnya RAID sebenarnya hanya ada 2, yaitu : stripping dan mirroring.
Stripping adalah membagi kerja 2 atau lebih hardisk untuk mengolah 1 data pada saat bersamaan. Jadi misalnya Anda menyimpan data sebesar 1GB di 2 HDD yang distripping, maka 2 hardisk itu akan menyimpan masing2 500GB. Demikian juga dengan loading data, 2 HDD tersebut akan kerja bersamaan untuk membaca data. Hasilnya adalah waktu yang jauh lebih singkat (2x lebih cepat).
Kelemahan stripping adalah jika salah satu dari array HDD macet, maka separuh data yang disimpan di HDD yang lain pun tidak akan bisa terbaca.
Nah, kalau Mirroring artinya Anda akan membackup data yang sama persis di HDD lain secara realtime. Jadi ini ditujukan untuk keamanan data. Kelemahannya adalah kerugian kapasitas. Misalnya Anda punya 2 x HDD 2TB yang dimirroring, maka itu artinya Anda hanya memiliki 2TB data dan 2TB data mirror. Beda dengan stripping yang artinya jika Anda memiliki 2x HDD 2 TB, maka kapasitas totalnya adalah 4 TB.
RAID yang umum digunakan untuk pengguna di rumah adalah RAID 0, RAID 1, dan RAID 0+1.
RAID 0 banyak memberikan keuntungan secara speed & ekonomis. Peningkatan kecepatan yang akan Anda dapatkan adalah sebanding dengan jumlah HDD yang Anda stripping. Jadi misalnya 4 HDD bisa 400MB/s kecepatannya. Berarti bisa mengalahkan kecepatan sebuah SSD yang hanya rata-rata 180 MB/s.
Tabel Level RAID
| RAID0 | Level ini menerapkan stripping, tapi tidak mem-back-up data. Dengan demikian, kinerja PC bisa meningkat, kapasitas HDD meningkat 2x lipat, tetapi tak ada cadangan/backup data. |
| RAID1 | Level ini dikenal juga dengan nama mirroring. RAID1 membuat salinan data yang ada di harddisk lain sebagai back-up. Hal ini sangat berguna ketika data yang ada di harddisk adalah data yang sangat penting dan tidak boleh rusak. Akan tetapi, RAID1 tidak menawarkan peningkatan performa. Kinerja server maupun PC tetap biasa saja. |
| RAID2 | RAID2 menggunakan stripping antara harddisk yang digunakan. Hanya saja, beberapa harddisk digunakan untuk menyimpan informasi mengenai pemeriksaan error dan koreksi, Error Checking dan Correscting(ECC). |
| RAID3 | Tipe RAID ini menggunakan stripping dan menggunakan 1 harddisk untuk menyimpan informasi mengenai pariti (parity). RAID3 juga digunakan untuk mendeteksi adanya error. RAID3 berguna untuk sistem yang digunakan oleh 1 orang yang berisi data yang amat panjang. |
| RAID4 | RAID4 menggunakan stripe yang besar. Dengan demikian, sistem bisa membaca data dari 1 drive. Sistem yang menggunakan RAID4 bisa mengambil keuntungan dari adanya pembacaan data secara bersamaan. |
| RAID5 | Tipe RAID ini memiliki array pariti. Semua penulisan dan pembacaan data dapat dilakukan bersamaan. RAID5 menyimpan data pariti, tetapi tidak bisa melakukan back-up. RAID5 paling tidak butuh 3 harddisk. Tapi biasanya 5 harddisk yang digunakan. |
| RAID6 | Mirip dengan RAID5, tetapi memiliki pariti kedua yang tersebar di beberapa harddisk sehingga menawarkan back-up yang luar biasa. |
| RAID7 | RAID7 membuat sistem operasi sebagai controller, caching menggunakan jalur cepat. |
Di sesi ini saya akan membagi pengalaman dan pengetahuan mengenai server tentang bagaimana mengkonfigurasi RAID pada serve.
Pada PC Desktop atau Notebook sering kita jumpai single hard disk terpasang, meskipun ada lebih dari satu terpasang tetapi hanya digunakan sebagai penambahan hard disk sehingga tempat penyimpanan data bertambah. Lain halnya untuk server yang mempunyai karakteristik utama yaitu tidak boleh mati karena jika mati komputer klien yang menggunakan aplikasi yang terhubung dengan server tersebut akan terputus total. Selain itu data yang tersimpan pada server sangat penting, sehingga diperlukan suatu solusi agar data tidak hilang dikarenakan hard disk yang bermasalah, salah satu solusi selain melakukan backup data secara manual maupun otomatis adalah dengan menggunakan sistem RAID.
RAID merupakan kependekan dari Redundant Array of Inexpensive Disk dimana menggunakan lebih dari satu hard disk yang bekerja sama untuk memperoleh kinerja yang lebih dibanding menggunakan satu hard disk dan yang paling penting adalah memiliki redundant dimana jika ada hard disk yang bermasalah (mati) data tidak akan hilang . Beberapa RAID yang umum digunakan adalah RAID 0,1,5,6,10,1E.50 dan 60.
Raid 0 (Stripping)
Minimal menggunakan 2 hard disk identik.
Cara kerja : Keseluruhan hard disk yang dimiliki akan berfungsi sebagai tempat penyimpanan data. Data dipecah (striped) menjadi beberapa blok data dan masing-masing blok disimpan pada anggota dari RAID 0 pada hard disk yang berbeda.
Contoh : 2 hard disk berkapasitas 250GB dikonfigurasi dengan RAID 0 maka total hard disk yang dapat dijadikan penyimpanan data adalah keseluruhannya ( 500GB)
Kelebihan : Dengan RAID 0, kapasistas hard disk yang dimiliki untuk penyimpanan data adalah total dari keseluruhan hard disk yang dimiliki, tanpa ada pengurangan, proses penyimpanan dan pembacaan data lebih cepat karena data dipecah (striped) dan setiap blok data disimpan pada hard disk yang berbeda.
Kekurangan : Jika salah satu hard diskbermasalah atau rusak, maka data akan hilang tanpa ada penggantinya karena kehilangan beberapa blok data, menyebabkan data tidak utuh lagi.
RAID 0
Juga dikenal dengan modus stripping. Membutuhkan minimal 2 harddisk. Sistemnya adalah menggabungkan kapasitas dari beberapa harddisk. Sehingga secara logikal hanya “terlihat” sebuah harddisk dengan kapasitas yang besar (jumlah kapasitas keseluruhan harddisk).
Pada awalnya, RAID 0, digunakan untuk membentuk sebuah partisi yang sangat besar dari beberapa harddisk dengan biaya yang efisien. Data yang ditulis pada hardisk-hardisk tersebut terbagi-bagi menjadi fragmen-fragmen. Di mana fragmen-fragmen tersebut disebar di seluruh harddisk. Sehingga, jika salah satu harddisk mengalami kerusakan fisik, maka data tidak dapat dibaca sama sekali.
Namun ada keuntungan dengan adanya fragmen-fragmen ini: kecepatan. Data bisa diakses lebih cepat dengan RAID 0, karena saat komputer membaca sebuah fragmen di satu harddisk, komputer juga dapat membaca fragmen lain di harddisk lainnya.
RAID 1
Biasa disebut dengan modus mirroring. Membutuhkan minimal 2 harddisk. Sistemnya adalah menyalin isi sebuah harddisk ke harddisk lain dengan tujuan: jika salah satu harddisk rusak secara fisik, maka data tetap dapat diakses dari harddisk lainnya.
Contoh:
Sebuah server memiliki 2 unit harddisk yang berkapasitas masing-masing 80GB dan dikonfigurasi RAID 1. Setelah beberapa tahun, salah satu harddisknya mengalami kerusakan fisik. Namun data pada harddisk lainnya masih dapat dibaca, sehingga data masih dapat diselamatkan selama bukan semua harddisk yang mengalami kerusakan fisik secara bersamaan.
RAID 2
RAID 2, juga menggunakan sistem stripping. Namun ditambahkan tiga harddisk lagi untuk pariti hamming, sehingga data menjadi lebihreliable. 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.
RAID 3
RAID 3, juga menggunakan sistem stripping. Juga menggunakan harddisk tambahan untuk reliability, namun hanya ditambahkan sebuah harddisk lagi untuk pariti. 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 pariti 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.
RAID 4
Sama dengan sistem RAID 3, namun menggunakan pariti dari tiap blok harddisk, bukan bit. Kebutuhan harddisk minimalnya juga sama, 3 (n+1 ; n >1).
RAID 5
RAID 5 pada dasarnya sama dengan RAID 4, namun dengan pariti yang terdistribusi. Yakni, tidak menggunakan harddisk khusus untuk menyimpan paritinya, namun paritinya tersebut disebar ke seluruh harddisk. Kebutuhan harddisk minimalnya juga sama, 3 (n+1 ; n >1).
Hal ini dilakukan untuk mempercepat akses dan menghindari bottleneck yang terjadi karena akses harddisk tidak terfokus kepada kumpulan harddisk yang berisi data saja.
RAID 6
Secara umum adalah peningkatan dari RAID 5, yakni dengan penambahan parity menjadi 2 (p+q). Sehingga jumlah harddisk minimalnya adalah 4 (n+2 ; n > 1). Dengan adanya penambahan pariti sekunder ini, maka kerusakan dua buah harddisk pada saat yang bersamaan masih dapat ditoleransi. Misalnya jika sebuah harddisk mengalami kerusakan, saat proses pertukaran harddisk tersebut terjadi kerusakan lagi di salah satu harddisk yang lain, maka hal ini masih dapat ditoleransi dan tidak mengakibatkan kerusakan data di harddisk bersistem RAID 6.
SIMPULAN DAN SARAN A. Simpulan
RAID (Redundant Array of Independent Disks) adalah teknologi yang menggabungkan beberapa HDD (bisa 2, 3, 4, dst) menjadi satu dan terbaca sebagai 1 harddisk. Ada istilahnya RAID 0, RAID 1, RAID 1+0, RAID 2 dst yang akan menentukan jenisnya.
B. Saran
Dari uraian di atas penulis berharap agar kita bisa mengetahui macam-macam teknologi hardisk terutama teknologi RAID yang di bahas di atas. Selain itu kita dapat mengetahui bagaimana teknologi RAID hardisk bekerja dan bisa memakai teknologinya dengan mengetahui macam-macam teknologi RAID dan kekurangan dan kelebihannya masing-masing.
SUMBER:
http://kucingbasah.blogdetik.com/2009/11/19/sepintas-lalu-tentang-raid/
id.wikipedia.org/wiki/RAID
tenggosoft.wordpress.com/server/harddiskha/sistem-raid/
