Rebuild RAID là gì? Vì sao SSD dung lượng lớn rebuild lâu?

Rebuild RAID là gì?

Rebuild RAID là một quá trình được RAID Controller điều khiển để khôi phục lại dữ liệu lên một ổ cứng mới sau khi một ổ cứng bị thay thế do lỗi hoặc hỏng.

Khi một ổ trong mảng RAID bị hỏng, dữ liệu sẽ không lập tức biến mất vì đã được lưu trữ theo cơ chế mirror hoặc parity trên nhiều ổ cứng khác nhau. Tuy nhiên, để hệ thống quay trở lại trạng thái an toàn ban đầu, RAID Controller cần thực hiện quá trình rebuild để ghi lại toàn bộ dữ liệu cần thiết lên ổ mới.

Rebuild RAID được thực hiện khi thay thế ổ cứng lỗi bằng một ổ mới

Quá trình Rebuild RAID diễn ra như thế nào?

Khi phát hiện một ổ cứng trong hệ thống bị lỗi, RAID Controller sẽ đánh dấu ổ đó là failed và chuyển hệ thống lưu trữ sang trạng thái degraded. Sau khi ổ cứng mới được thay, controller sẽ bắt đầu đọc dữ liệu từ các ổ còn lại và tính toán phần dữ liệu bị thiếu để ghi vào ổ mới.

Trong RAID 1 hoặc RAID 10 quá trình rebuild RAID sẽ diễn ra bằng cách copy dữ liệu từ ổ còn lại rồi chuyển sang ổ đĩa mới vì dữ liệu đã được lưu theo cơ chế mirror từ trước.

Với RAID 5 và RAID 6 thì quá trình rebuild phức tạp hơn do dữ liệu lưu trữ phân tán kèm với parity. Controller sẽ phải đọc dữ liệu từ toàn bộ các ổ còn lại, tính toán parity rồi ghi lại vào ổ mới. Điều này khiến quá trình rebuild tốn thời gian và tốn nhiều tài nguyên của hệ thống hơn.

Nếu bạn đang chạy RAID 5 hoặc RAID 1 thì chỉ cần tháo ổ bị hỏng ra và thay ổ mới vào là quá trình rebuild sẽ tự động được thực hiện. Ngoài ra, ở các level RAID khác thì bạn sẽ phải tắt hệ thống và thực hiện các thao tác rebuild thủ công.

Xem thêm: Các loại RAID phổ biến dùng trong server.

Tổng quan quá trình Rebuild RAID

Vì sao ổ cứng SSD dung lượng lớn Rebuild lâu?

Các ổ cứng SSD có tốc độ đọc/ghi dữ liệu vượt trội, nhưng thời gian rebuild của những ổ cứng SSD dung lượng lớn vẫn rất lâu. Nguyên nhân chính là vì quá trình rebuild không chỉ phụ thuộc vào tốc độ ổ cứng mà còn phụ thuộc vào tổng lượng dữ liệu cần phải đọc và tính toán.

Các ổ cứng SSD dung lượng càng lớn thì thời gian rebuild càng lâu

Khi rebuild, controller sẽ phải đọc gần như toàn bộ dữ liệu từ các ổ cứng còn lại trong mảng RAID. Nếu hệ thống sử dụng các ổ SSD dung lượng 8TB, 15TB hoặc lớn hơn thì lượng dữ liệu cần xử lý là rất lớn nên thời gian rebuild có thể kéo dài hàng giờ, thậm chí hàng chục giờ.

Ngoài ra, raid controller còn thường giới hạn tốc độ rebuild để tránh ảnh hưởng đến các workload đang chạy. Điều này khiến quá trình rebuild diễn ra lâu hơn.

Một yếu tố khác ảnh hưởng đến thời gian rebuild là do giới hạn tốc độ IOPS. Thường thì khi rebuild hệ thống vẫn sẽ hoạt động bình thường để không gây ra gián đoạn đến công việc của doanh nghiệp. Lúc này, IOPS sẽ bị chia sẻ cho cả workload và rebuild khiến tốc độ khôi phục giảm đáng kể.

Cách tính thời gian rebuild RAID

Như đã đề cập ở trên, thời gian rebuild RAID phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Tuy nhiên, chúng ta vẫn có thể ước lượng được khoảng thời gian này bằng công thức. Để sử dụng được công thức này, bạn cần biết được các thông số: tốc độ ổ đĩa, dung lượng ổ đĩa, dung lượng dữ liệu cần khôi phục, tốc độ của raid controller và tải của hệ thống.

Công thức tính thời gian Rebuild cho RAID 1:
Thời gian Rebuild = Data size/Rebuild rate
*Rebuild rate = Drive Speed x Controller speed x Systemload

Công thức tính thời gian Rebuild cho RAID 5
Thời gian rebuild = Data size/Rebuild rate
*Rebuild rate = Drive Speed x Controller speed x Systemload x (n-1) với n là số ổ cứng trong mảng raid.

Công thức tính thời gian Rebuild cho RAID 6
Thời gian rebuild = Data size/Rebuild rate
*Rebuild rate = Drive Speed x Controller speed x Systemload x (n-2) với n là số ổ cứng trong mảng raid.

Ví dụ:
Một hệ thống chạy RAID 6 với các thông số:
Số ổ cứng: 6 ổ 1TB
Dung lượng dữ liệu: 6TB
Tốc độ ổ cứng: 150MB/s mỗi ổ
Tốc độ controller: 85%
Tải của hệ thống: 50%

Thời gian Rebuild = 6.000.000MB / (150MB/s x 0.85 x 0.5 x (6-2)) = 23592s = 6,53 giờ.

Làm thế nào để cải thiện thời gian rebuild RAID?

Có một số điều chỉnh mà bạn có thể thực hiện để tiết kiệm thời gian mỗi khi mảng RAID tiến hành rebuild. Những điều chỉnh này cần được thực hiện trước khi quá trình rebuild diễn ra, thậm chí là trước khi setup mảng RAID.

- Đầu tiên, hãy sử dụng các ổ cứng có cùng tốc độ, cùng chuẩn giao tiếp và cùng dung lượng. Khi các ổ cứng trong mảng RAID không đồng nhất, tốc độ của quá trình rebuild sẽ bị giới hạn bởi ổ chậm nhất.

- Tiếp theo, sử dụng SSD luôn tốt hơn HDD vì SSD có tốc độ đọc ghi cao hơn nên khi rebuild thì thời gian đọc dữ liệu từ các ổ còn lại và sau đó ghi vào ổ mới sẽ nhanh hơn. Mặc dù các ổ có dung lượng lớn thì rebuild vẫn lâu, nhưng SSD vẫn nhanh hơn HDD rất nhiều.

- Hãy sử dụng raid Controller cao cấp, đặc biệt là khi dùng raid 5, raid 6. Vì quá trình rebuild lúc này không chỉ là copy dữ liệu mà còn phải tính toán parity. Các controller phần cứng cao cấp sẽ có chip xử lý và bộ nhớ đệm riêng để xử lý quá trình này nhanh hơn. Để hiểu hơn về RAID Controller và các loại RAID Controller chất lượng, bạn có thể tham khảo bài viết RAID Controller là gì? Tìm hiểu về các bộ điều khiển RAID phổ biến hiện nay.

- Bạn có thể cài đặt để quá trình rebuild diễn ra vào ban đêm, khi hệ thống có ít workload chạy hơn hoặc tăng rebuild priority.

- Bạn cũng nên thường xuyên theo dõi tình trạng ổ cứng để thay thế kịp thời trước khi ổ hỏng hoàn toàn. Việc thay sớm giúp quá trình rebuild diễn ra an toàn hơn và giảm nguy cơ mất dữ liệu.

- Hãy nhớ luôn luôn backup vì quá trình rebuild không an toàn 100%. Khi đang rebuild mà có thêm ổ cứng bị lỗi thì giữ liệu có thể bị mất hết. Vì vậy, việc chuẩn bị back up dữ liệu từ trước là rất quan trọng.

Sử dụng ổ SSD luôn nhanh hơn ổ HDD

Kết Luận

Rebuild RAID là một quá trình rất quan trọng để duy trì khả năng bảo vệ dữ liệu và đảm bảo hệ thống lưu trữ luôn hoạt động an toàn khi xảy ra sự cố ổ cứng. Việc hiểu rõ cơ chế rebuild sẽ giúp người quản trị chủ động hơn trong quá trình vận hành, đồng thời có thể đưa ra lựa chọn cấu hình phù hợp để giảm thời gian khôi phục và hạn chế rủi ro cho hệ thống.

Để tối ưu thời gian rebuild và giữ cho server hoạt động ổn định, nên sử dụng RAID controller hiệu năng cao cùng các dòng ổ cứng chuyên dụng cho máy chủ. Nếu bạn cần tư vấn lựa chọn thiết bị lưu trữ, RAID controller hoặc cấu hình RAID phù hợp với nhu cầu doanh nghiệp, CNTTShop sẵn sàng hỗ trợ với kinh nghiệm triển khai thực tế trong nhiều hệ thống server và hạ tầng lưu trữ chuyên nghiệp.