PENDAHULUAN
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. 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
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 5
dengan 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 1988
pada 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 5
yang lainnya.
RAID 3
dan
RAID 4
juga 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 disk
secara 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
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.
Pada umumnya, RAID
diimplementasikan di dalam komputer
server,
tapi bisa juga digunakan di dalam
workstation.
Penggunaan di dalam workstation umumnya digunakan dalam
komputer
yang 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 disk
bermasalah 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/