Lưu trữ: Disk Anatomy & RAID

🎯 Mục tiêu bài học

Dữ liệu là tài sản quý giá nhất. Hiểu cách lưu trữ để không bao giờ mất nó.

1. HDD (Hard Disk Drive) - Cơ học

Cấu tạo giống máy hát đĩa than.

• Platter: Đĩa từ quay (5400/7200 RPM).
• Actuator Arm: Cánh tay robot đọc ghi.
• Sector: Đơn vị lưu trữ nhỏ nhất (512 byte).

Thời gian truy cập = Seek Time (Di chuyển tay) + Rotational Latency (Chờ đĩa quay) + Transfer Time.

Do đó: HDD rất sợ đọc ngẫu nhiên (Random Access) vì đầu đọc phải nhảy lung tung.

2. SSD (Solid State Drive) - Điện tử

Dùng chip nhớ NAND Flash. Không có bộ phận chuyển động.

• Nhanh gấp 100 lần HDD.
• Vấn đề: Flash có tuổi thọ ghi (Write Endurance). Ghi đè nhiều sẽ hỏng (Cell death).
• Giải pháp: Wear Leveling (Thuật toán dàn đều dữ liệu để các cell mòn đều nhau).

3. RAID (Redundant Array of Independent Disks) - Sức mạnh tập thể

Gộp nhiều ổ đĩa thành 1 ổ lớn (Logical Volume).

RAID 0 (Striping - Tốc độ)

Dữ liệu "Hello" chia đôi: "He" ghi ổ 1, "llo" ghi ổ 2 song song.

• Tốc độ: x2. Dung lượng: x2.
• An toàn: 0. Hỏng 1 ổ -> Mất sạch 100% dữ liệu.

RAID 1 (Mirroring - An toàn)

Ghi "Hello" vào cả ổ 1 và ổ 2.

• Tốc độ đọc: x2. Tốc độ ghi: x1. Dung lượng: Chia đôi (50%).
• An toàn: Hỏng 1 ổ vẫn chạy tốt.

RAID 5 (Parity - Cân bằng) - Phổ biến nhất

Cần tối thiểu 3 ổ. Dùng phép tính XOR để tạo dữ liệu phục hồi (Parity P).

• Ổ 1: Data A (1010)
• Ổ 2: Data B (1100)
• Ổ 3: Parity P = A XOR B = 0110.

Nếu Ổ 1 chết? Ta lấy Ổ 2 XOR Ổ 3: $1100 oplus 0110 = 1010$ (Chính là Data A!). Dữ liệu được hồi sinh!

• Dung lượng: (N-1) ổ. (Mất 1 ổ cho Parity).
• Chịu lỗi: Chết 1 ổ vẫn cứu được. Chết 2 ổ là toang.

RAID 10 (1+0) - Đại gia

Kết hợp RAID 1 và RAID 0. Mua 4 ổ cứng, chỉ dùng được 2 ổ (50% dung lượng).

• Gồm 2 cặp RAID 1 (Mirror) được nối với nhau bằng RAID 0 (Stripe).
• Nhanh như RAID 0, An toàn như RAID 1.
• Chết 1 ổ trong mỗi cặp mirror vẫn sống. (Có thể chịu chết tối đa 2 ổ nếu khác cặp).

🔥 Interview Q&A