RAID مخفف عبارت Redundant Array of Independent Disks و تکنولوژی برای ترکیب چندین هارد دیسک به یک واحد با هدف افزایش سرعت، کارایی و امنیت وسایل ذخیره سازی میباشد. بدین صورت که چندین هارد دیسک به یکدیگر متصل شده و یک واحد را تشکیل میدهند، بسته به اینکه در چه سطحی از تکنیک RAID پیاده سازی شده باشند، باعث افزایش کارایی سیستم میگردد. این تکنولوژی معمولا در سرورها و کامپیوترهایی که دارای کارایی بالا هستند، مورد استفاده قرار میگیرد. به کمک RAID اطلاعات میتوانند به صورت موازی بر روی یک یا چند هارد دیسک ذخیره شوند؛ بنابراین اگر یکی از دیسکها با مشکل مواجه شود، اطلاعات باز در دسترس خواهد بود. پیاده سازی RAID همچون بسیاری دیگر از تکنولوژیها، به دو صورت سختافزاری و نرمافزاری امکان پذیر است که مسلما مدل سخت افزاری دارای سرعت و پایداری بیشتری است. مدل نرمافزاری تنها در شرایطی پیشنهاد میشود که با کمبود امکانات و بودجه مواجه هستیم، و یا اینکه قرار است بر روی یک سیستم پشتیبان و نه سیستم اصلی پیاده سازی شود.
در روش نرمافزاری سیستمعامل یا BIOS مسئول پیاده سازی آن خواهد بود، و در روش سختافزاری کنترل کنندههایی به نام Raid Controller این وظیفه را بر عهده دارند. ولی از آنجایی که کنترل کنندههای سخت افزاری قابلیتهای بیشتری نسبت به روش نرمافزاری دارند، لذا کارایی این نوع به مراتب بهتر از نوع نرمافزاری است.
دیسکهای متصل شده به یکدیگر همانند یک آرایه میباشند. به هر کدام از این هارد دیسکها یک عضو آرایه گفته می شود و بسته به اینکه چگونه به یکدیگر متصل شدهباشند در سطحی قرار می گیرند که با عنوان RAID level شناخته میشود. به عنوان مثال RAID 0 یا RAID 1
هدف از معماری های مختلف RAID
- افزایش امنیت
- افزایش کارایی داده های ورودی و خروجی
- افزایش ظرفیت
تکنیکها و انواع ذخیره سازی RAID:
Striping : تقسیم اطلاعات به بخشهایی با اندازههای مشخص، سپس نوشتن این اطلاعات به ترتیب در هارد دیسکها. این تکنیک باعث افزایش فضای سیستم ذخیره سازی میگردد.
Mirroring: تکنیکی برای نوشتن یک کپی از اطلاعات به طور همزمان بر روی چندین هارد دیسک است. این تکنیک باعث جلوگیری در از بین رفتن اطلاعات میشود.
Parity: در این تکنیک همانند تکنیک Striping اطلاعات به بخشهای مساوی شکسته میشوند. همچنین یک کد parity توازن تولید و در یک یا چند هارد دیسک ذخیره میگردد. اطلاعات parity به سیستم RAID اجازه میدهد در صورتی که اطلاعات هارد دیسک دچار مشکل شده باشد، آنها را شناسایی و بازسازی کند.
تمام تکنیکهای دیگر RAID، بر اساس این سه تکنیک striping، mirroring، parity و یا ترکیبی از این سه عمل میکنند.
در ادامه با معرفی هر raid با تفاوت raid ها آشنا می شوید:
تکنولوژی raid 0 چیست ؟
در تعریف raid و انواع آن ابتدا به بررسی raid 0 می پردازیم، RAID 0 اولین و سادهترین نوع RAID می باشد که به صورت معمول بر روی سیستم عامل ها وجود دارد. در صورتی که در Disk Management سیستم خود دو هارد را با هم به صورت Dynamic و Strip متصل کرده باشید در اصل از این حالت RAID استفاده نموده اید. همانطور که گفته شد دو حالت Stripped و Spanned از انواع RAID 0 می باشد. در این حالت تمام هاردها بدون هیچ هارد رزرو و جایگزین، به صورت متوالی به هم متصل میشوند. سرعت در این مدل RAID بسیار بالا میباشد و تقریباً از مجموع تمام حجم هاردها می توان استفاده نمود. این مدل RAID باید حداقل دو عدد هارد بر روی سیستم یا Storage وجود داشته باشد.
تکنولوژی raid 1
این مدل تقریباً یکی از امن ترین انواع raid در سرورها می باشد. در مدل RAID 1 که حتماً تعداد زوج هارد باید بر روی سیستم یا Storage موجود باشد، نیمی از هاردها به صورت هاردهای رزرو آنلاین برای نیمی دیگر از آنها در نظر گرفته میشوند. بدین صورت که در هنگام نوشتن یک فایل بر روی هارد اصلی، یک کپی به عنوان پشتیبان نیز بر روی هارد رزرو نوشته میشود. در این حالت سرعت RAID نصف حالت معمول است زیرا عملیات نوشتن دو بار صورت میگیرد. اما در صورتی که به هر دلیلی هاردی کامل از بین برود، یک هارد پشتیبان از آن در دستگاه وجود داشته و می توان بدون هیچ مشکل یا قطعی در سیستم، از هارد رزرو استفاده کرد. در مراکز مهم که امنیت بسیار اهمیت بالاتری نسبت به سرعت دارد، از این نوع RAID در انواع هاردهای سیستم ها استفاده میشود
تکنولوژی raid 2
تکنولوژی raid 2 تکنیکی است که از کد Hamming برای تصحیح خطاها استفاده میکند Raid 2 از نواربندی در دیسکها و برای تامین امنیت داده از ECC استفاده میکند. تکنولوژی RAID 2 به دلیل هزینه بالا و اجرای سخت هم اکنون منسوخ شده است. این رید از نوع ریدهای غیر استاندارد است.
تکنولوژی raid 3
Raid 3 یکی دیگر از انواع raid است که در آن از نواربندی اطلاعات استفاده میشود، و یک هارد دیسک را برای ذخیره اطلاعات parity اختصاص داده است. با استفاده از ECC امکان تشخیص خطاها در raid 3 امکان پذیر میباشد
تکنولوژی raid 4
RAID 4 شباهت زیادی به RAID 3 دارد. تفاوت اصلی در نحوه به اشتراک گذاری دادهها میباشد. این Raid از نوارهای بزرگ استفاده میکند. بدین معنی که شما میتوانید هر رکوردی را از هر درایوی بخوانید. این توزیع به طور چشمگیری عملکرد را افزایش میدهد. RAID 4 برای پیاده سازی و پیکربندی کامل حداقل به سه دیسک نیاز دارد
تکنولوژی raid 5
در مدل RAID 5 حداقل به ۳ دیسک نیاز است. همانند RAID 1 اطلاعات به صورت Mirroring در دیسک ها ذخیره میشود. همچنین یک کد parity در بین دیسک ها پخش میشود که باعث افزایش کارایی میگردد و در هنگام بروز مشکل میتوان اطلاعات از دست رفته را توسط آن بازیابی کرد. در مقایسه با RAID 1 این سطح ، سرعت کمتری در نوشتن اطلاعات دارد. زیرا زمانی هم برای نوشتن اطلاعات parity مورد نیاز است. در حال حاضر یکی از پرکاربردترین مدل های RAID در انواع Storage ها همین حالت RAID 5 میباشد و اکثر قریب به اتفاق Storage ها و برخی از سیستمهای Workstation خانگی یا اداری از این مدل برای شناسایی تعداد بالای هاردها استفاده میکند.
گونه ای از دیسک ها به نام Hot spare نیز وجود دارد که به عنوان پشتیبانی برای آرایه RAID به کار می روند . این دیسک ها به صورت فیزیکی در آرایه نصب شده وتا زمانیکه دیسک های فعال از کار بیفتند غیر فعال هستند. کنترلر RAID به صورت اتوماتیک درایوهای fail را با دیسک spare تعویض می کند و شروع به ایجاد مجدد فرآیند ها برای آرایه می نماید. برای مثال آرایه ی RAID5 با یک دیسک Hotspare مساوی تعداد دیسک های RAID6 بوده و از نظر حفاظت در هنگام به وجود آمدن خطا تسهیلات بیشتری را فراهم می کنند.
تکنولوژی raid 6
این مدل نیز مانند RAID 5 میباشد با این تفاوت که تعداد هارد رزرو آفلاین در مدل RAID 6 به دو عدد افزایش یافته است. این کار باعث افزایش ضریب امنیت در این مدل RAID نسبت به مدل RAID 5 شده است. این مدل از جدیدترین مدلهای RAID می باشد و به همین خاطر با وجود امنیت و سرعت بالاتر نسبت که RAID 5 ، همچنان تعداد کمتری از Storageها در اقصی نقاط دنیا از این مدل استفاده میکنند.
تکنولوژی raid 10
مدل RAID 10 یکی دیگر از انواع RAID می باشد که از ترکیب دو حالت RAID 0 و RAID 1 تشکیل میشود. برای مثال در صورتی که ۶ هارد داشته باشیم ، این هاردها با هم RAID 1 شده و امنیت بالایی را به وجود میآورند و تعداد ۳ هارد باقیمانده نیز به صورت RAID 0 شده تا سرعت نوشتن بر روی این هاردها نیز به نسبت افزایش یابد.
تکنولوژی raid 50
در مدل RAID 50 نیز از ترکیب دو حالت RAID 0 و RAID 5 استفاده شده است. در برخی از Storageهای معمول ، تنها تعداد محدودی از هارد را میتوان RAID 5 نمود. این مشکل با معرفی حالت RAID 50 تا حدی برطرف شده است. امروزه در این مدل Storage ها ، در ابتدا تمام هاردها به بخش های کوچک تر تقسیم شده و هر قسمت به صورت RAID 5 تنظیم می شوند. در نهایت تمام بسته های RAID 5 با هم به صورت RAID 0 تنظیم میشود تا امکان دسترسی به تمام هاردها و حجم آنها برای کاربران وجود داشته باشد.
لازم به ذکر است در حالت RAID 5 , 6 ، ظرفیت نهایی Storage به دلیل استفاده از هاردهای رزرو و ساختار داخلی این RAIDها پایین می باشد. برای مثال اگر شما Storage با ظرفیت ۲۴ عدد هارد داشته باشید و تمام هاردهای شما نیز ظرفیت ۲ ترابایت داشته باشند ، ظرفیت نهایی در حالت RAID 5 برابر با ۴۰ ترابایت خواهد شد.
raid controller چیست؟
رید کنترلر یک قطعهی سختافزاری یا نرمافزاری میباشد. در اصل میتوان گفت برای اینکه یک هارد دیسک بتواند وظیفه خود را به درستی انجام دهد، برای مدیریت و پشتیبانی، نیاز به یک raid controller دارد.
در واقع یک تراشه است که بین هارد دیسک و سیستمعامل قرار میگیرد تا عملکرد دیسک را بهبود ببخشد و حجم زیادی داده را مدیریت کنند. رید کنترلر برای بهبود کارایی استفاده میشود و در هنگام رخداد خرابی، از اطلاعات محافظت میکند. از مهمترین مزایای استفاده از از رید کنترلر میتوان به محافظت از هارد، افزایش طول عمر مفید HDDو افزایش عملکرد هارد اشاره کرد.
بهترین نوع RAID کدام است؟
همانطور که می دانید سطح و نوع رید بر اساس نیازهای اپلیکیشنهای در حال اجرا بر روی سرور باید مشخص شود. اما در حالت کلی RAID 0 سریعترین رید، RAID 1 مطمئنترین رید، و RAID 5 ترکیبی از سرعت و قابلیت اطمینان بودن را دارد.
در صورت وجود سوال در مورد این مقاله لطفاً از طریق دیدگاه های همین بخش با ما در ارتباط باشید.
دیدگاه خود را بنویسید