وبلاگ رسانگار
با ما حرفه ای باشید

سرور مجازی NVMe

RAID چیست ؟ معرفی جامع RAID و آشنایی با انواع و روشهای RAID

0 ۲۱۳
زمان لازم برای مطالعه: 14 دقیقه

اگر پیش از این با سرور در سازمان خود سر کار داشته اید و یا قصد خرید سرور اختصاصی یا مجازی داشته باشید حتما نام RAID را شنیده اید و اگر با این تکنولوژی آشنایی نداشته باشید و یا بخواهید با روش کار آن بصورت دقیق و حرفه ای آشنا شوید این مقاله برای شما است ، در وبلاگ رسانگار با ما همراه باشید

RAID چیست ؟

RAID مخفف عبارت Redundant Array of Inexpensive 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.

در سالهای اخیر، با توجه به مشکلات متعددی که باعث از دست رفتن اطلاعات هارد دیسک‌ها و در نتیجه خسارات مالی فراوان می‌شود، استفاده از تکنولوژی که بتواند از وقوع این گونه مشکلات جلوگیری کند، از اهمیت بالایی برای کاربران برخوردار است.

در سال ۱۹۸۷ سه محقق دانشگاه کالیفرنیا به نام‌های David Patterson، Garth A. Gibson و Randy Katz برای اولین بار اصطلاح RAID را که عنوان مقاله ‏A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)‎ بود، مطرح کردند.

آنها نظریه خود را با این عنوان که ذخیره و بازیابی اطلاعات بر روی هارد دیسک‌های گوناگون می‌تواند باعث افزایش کارایی سیستم، کاهش هزینه و همچنین کم کردن میزان انرژی مصرفی برای انجام کار شود، مطرح نمودند.

 تولیدکنندگان تکنولوژی RAID بعدها نام آن را به Redundant Array of Inexpensive Disks تغییر دادند.

 

RAID در ابتدا برای استفاده در دیسک‌های SCSI مطرح شد، با گذشت زمان و پیشرفت فناوری استفاده از این تکنولوژی در دیسک‌های IDE ناموفق بود. اما بعد از آن در دیسک‌های SATA به اوج خود رسید.

وسایل ذخیره سازی قدیمی‌تر، معمولا از یک هارد دیسک برای ذخیره اطلاعات استفاده می‌کردند. ولی پس از بوجود آمدن این تکنولوژی، سیستم‌ها قادر بودند تا اطلاعات را بر روی چندین هارد دیسک ذخیره نمایند. به این ترتیب اطلاعات به صورت پشت سرهم به بخش‌هایی شکسته و در چندین هارد دیسک ذخیره می‌شوند. این نحوه ذخیره سازی این امکان را فراهم می کرد که در کنار بهبود ساختن کارایی سیستم، ظرفیت ذخیره سازی اطلاعات نیز افزایش پیدا کند.

دیسک ها در RAID

امروزه این تکنولوژی تقریبا در همه وسایل ذخیره سازی به کار رفته است. با این وجود باز هم وسایلی هستند که از این تکنولوژی استفاده نمی‌کنند. سیستم‌عامل و کاربران به این حقیقت که وسیله ذخیره سازی از چندین هارد دیسک تشکیل شده‌است پی نمی‌برند، و با آن مانند یک دیسک مستقل رفتار می‌کنند. 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  (Array Member) 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 در بخش سوم این مقاله به انواع سطوح RAID اشاره خواهیم کرد و به مزایا و معایب هر یک از انها خواهیم پرداخت

کاربرد RAID چیست ؟

امروزه از فناوری RAID برای سه هدف افزایش کارایی، ظرفیت و امنیت استفاده می‌گردد.

افزایش ظرفیت معمولا در هر سیستم RAID مورد توجه قرار گرفته می‌شود. به عنوان مثال دو هارد دیسک می‌تواند به هم متصل شده و یک واحد ذخیره سازی با ظرفیت بالا را بوجود آورد.

 افزایش کارایی دلیل دیگری برای استفاده از این تکنولوژی می‌باشد. در مثال مشابه، دو هارد دیسک به هم متصل شده و یک حافظه را تشکیل می‌دهد. در این حالت کنترلر می‌تواند داده‌ها را به دو قسمت تقسیم کرده و هر قسمت را در یک هارد دیسک قرار دهد؛ با این عمل، کارایی سیستم ذخیره سازی برای خواندن و نوشتن اطلاعات دو برابر می‌گردد.

مورد سوم امنیت را برای اطلاعات کاربران فراهم می‌سازد. بدین صورت که اطلاعات بر روی دو یا چند هارد دیسک نوشته شده و در صورتی که یکی از دیسک‌ها با مشکل مواجه گردد، همچنان اطلاعات توسط هارد دیسک دیگر، قابل دسترس خواهد بود.

RAID چطور سازماندهی می‌شود؟

می توان دو جنبه مستقل برای سازماندهی RAID در نظر گرفت:

   ۱. قرار دادن اطلاعات در آرایه با استفاده از تکنیک‌های parity، striping و mirroring.

   ۲. پیاده سازی تکنولوژی RAID که شامل پیاده سازی نرم‌افزاری و سخت‌افزاری می‌شود.

 انواع تکنیکهای ذخیره سازی در 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.

انواع RAID از نظر نوع کنترل

در ابتدای مقاله در باره تکنولوژی RAID صحبت کردیم، در ادامه انواع RAID را از نظر کنترل کننده و رابط آن با سیستم عامل مورد بررسی قرار می دههیم بررسی کنیم. به‌طور کلی دو پیکربندی برای RAID  وجود دارد، که عبارتند از RAID  نرم‌افزاری و ‌RAID سخت‌افزاری.

‌RAID سخت‌افزاری یا Hardware RAID

RAID سخت‌افزاری بیشتر برای سرورهای سازمانی، تجاری و همچنین هنگامی که میزان تحمل خطا و بهینه شدن کارایی سیستم بسیار مورد اهمیت کاربراست، مورد استفاده قرار می‌گیرد. کارایی سیستم در هنگام خواندن و نوشتن اطلاعات با استفاده از کنترلرهای مختلف می‌تواند متفاوت باشد. در این‌RAID سخت‌افزاری از یک کنترلر هوشمند (RAID Controller) و آرایه ای از دیسک‌ها برای از بین نرفتن اطلاعات  و بهبود کارایی خواندن/نوشتن اطلاعات استفاده می‌شود.

RAID Controller، وظیفه مدیریت و کنترل دیسک‌های متصل شده به هم را بر عهده دارد. این  کنترلر هوشمند در دو مدل داخلی و خارجی طراحی شده‌است. مدل  داخلی آن در داخل سرور و به برد اصلی سرور متصل می‌شود و مدل دیگر آن که به صورت خارجی است، در RAIDهای سطح و مقیاس بالا به کار می‌رود.

بسته به پیکربندی‌های صورت گرفته،RAID  سخت‌افزاری کارایی‌های متفاوتی را فراهم می‌کند. علاوه بر اینکه مدیریت دیسک‌های گوناگون را آسان، این قابلیت را فراهم می‌کند تا کاربر آرایه‌ای از دیسک‌ها را فقط به صورت یک دیسک تنها مشاهده و مدیریت نمایید.

یکی ازنکات مثبتی که در این نوع RAID  وجود دارد این است که در بعضی موارد، کاربر حتی می‌تواند بدون خاموش کردن سیستم، دیسک معیوب را جدا کرده و دیسک جدیدی را به  سیستم اضافه نماید.

استفاده از روش ذخیره سازی به صورت آرایه‌ای از دیسک‌های متصل به هم، معمولا برای کامپیوترهایی با دیتابیس‌های بزرگ موثر می‌باشد.

معایب RAID سخت‌افزاری

  •  افزایش هزینه،  به این معنی که در کنار دیسک موجود، یک یا چند دیسک دیگر نیز مورد نیاز است.
  •  در صورتی که RAID Controller با مشکل مواجه  شود، تا زمان رفع مشکل و یا جایگزین کردن کنترلر جدید، دسترسی به اطلاعات دیسک‌ها نیز امکانپذیر نخواهد بود.
  • در صورتی که RAID Controller  با مشکل مواجه شود، برای بازگردانی اطلاعات، باید جایگزین دقیقی برای کنترلر، تهیه و استفاده شود.

مزایای RAID سخت‌افزاری

  • در RAID  سخت‌افزاری نیازی نیست که CPU  درگیر محاسبات کد Parity شود و این عملیات توسط کنترلر Raid انجام می‌شود.
  • اغلب RAID Controllerها جایی برای افزودن باتری دارند که درهنگام قطع ناگهانی برق، اطلاعات از دست نرود.
  •  کنترلرها دارای ویژگی‌هایی می‌باشند که در نوع Raid  نرم‌افزاری این ویژگی‌ها وجود ندارند. مانند hot-plugging drives، که  می‌توان با استفاده از این قابلیت، به‌صورت آنلاین ظرفیت سیستم را با افزودن دیسک دیگری، افزایش داد.

RAID نرم‌افزاری یا Software RAID

یک راه ساده برای تشریح RAID  نرم‌افزاری بیان این موضوع است که اجرای کارها، وظایف و همچنین مدیریت پارتیشن‌ها، همگی توسط CPU صورت می‌پذیرد.

قطعه کدی که ویژگی‌های RAID را فراهم می‌کند، توسط CPU اجرا می‌شود و در کنار آن قدرت پردازش  CPU را با همه برنامه‌ها و سیستم‌عامل به اشتراک می‌گذارد.

در Software Raid چنانچه برد اصلی و یا کنترلر RAID با مشکل مواجه شود، می‌توان دیسک را به سیستم دیگری منتقل نمود و همانند سیستم قبل به اطلاعات دسترسی پیدا کرد. مهمترین مزیت RAID  نرم‌افزاری نسبت به سخت‌افزاری، هزینه کم آن می‌باشد که در نوع سخت‌افزاری علاوه بر دیسک موجود، به یک یا چند دیسک دیگر نیز احتیاج داریم.

نوع نرم‌افزاری مسلما نسبت به  نوع سخت‌افزاری دارای قابلیت اعتماد کمتری می‌باشد و می‌تواند تحمل خطای ساده‌تری نسبت به نوع سخت‌افزاری ارائه دهد. اما قطعا اقتصادی‌تر می‌باشد وباعث کاهش هزینه مصرفی در سیستم می‌گردد. محدودیتی که در RAID نرم‌افزاری وجود دارد این است که کاربر نمی‌تواند پیکربندی پیچیده ای همانند نوع سخت‌افزاری اعمال کند. اما در صورتی که فقط بخواهیم از تکنیک mirroring، برای کپی یک نمونه از اطلاعات بر روی دیسک دیگر، استفاده کنیم، این روش هم ارزانتر است و هم دارای پیچیدگی کمتری می‌باشد.

در مقایسه با نوع سخت‌افزاری RAID، به جای استفاده از آرایه‌ای از هارددیسک‌ها و یک کنترلر، RAID نرم‌افزاری راه‌حل  بهتری برای مدیریت چندین پارتیشن منطقی در یک دیسک ارائه می‌دهد. اما به‌دلیل ارزانتر بودن و قابلیت اعتماد پایین‌تر، در صورتی که دیسک به طور کامل با مشکل مواجه شود، اطلاعات از بین خواهند رفت.

امروزه در CPUهای جدید ارائه شده، کارایی RAID نرم‌افزاری در مقابل RAID سخت‌افزاری بهبود قابل ملاحظه‌ای پیدا کرده‌است. در کل، می‌توان گفت که کارایی RAID نرم‌افزاری وابسته به کارایی CPU و میزان لود آن می‌باشد.

 مزایای RAID نرم‌افزاری

۱. پیکربندی بر اساس هسته سیستم‌عامل.

۲. قابلیت حمل پارتیشن‌های ایجاد شده به سیستم‌عامل‌های دیگر لینوکس، بدون نیاز به ایجاد مجددا آنها.

۳. پشتیبانی از دیسک‌های Hot-swappable.

معایب RAID نرم‌افزاری

۱. RAID نرم افزاری سرعت کمتری نسبت به نوع سخت افزاری دارد.

۲. سیستم RAID نرم‌افزاری محدود به سیستم عاملی که استفاده می‌کنیم می‌شود، یعنی اگر بخواهیم دو سیستم‌عامل را همزمان بارگذاری کنیم، سیستم‌عامل دوم، آرایه RAIDی که ایجاد شده‌است را شناسایی و پشتیبانی نخواهد کرد.

۳. درصورتی که RAID نرم‌افزاری توسط mainboard پیاده‌سازی شود و برد اصلی با مشکل مواجه شود، برای بازگردانی اطلاعات باید دقیقا همان مدل از برد اصلی در سیستم جایگزین گردد.

سطوح مختلف RAID

تا کنون در خصوص اینکه RAID چیست و انواع RAID صحبت کردیم، در ادامه قصد داریم به بررسی سطوح مختلف RAID پرداخته و با آنها آشنا شویم. AID  دارای چندین سطح می‌باشد که نوع آن معمولا به وسیله یک عدد مشخص می‌شود. وقتی که صحبت از سطوح RAID می‌شود منظور کیفیت ذخیره اطلاعات نیست، بلکه نحوه ذخیره‌سازی اطلاعات در آرایه‌ای از دیسک‌ها می‌باشد. تا کنون ۹ سطح متفاوت RAID پیاده‌سازی شده‌است که عبارتند از:

 RAID 0
RAID 1
RAID 2
RAID 3
RAID 4
RAID 5
RAID 6
RAID 1+0
RAID 03/ RAID 53
RAID 50
RAID 60
RAID 7
Adaptive RAID
RAID S

RAID 0 چیست ؟

RAID 0 چطور پیکربندی می‎شود
RAID 0 چطور پیکربندی می‎شود

RAID0 که باید از آن به عنوان خطرناک طرین روش RAID نام برد  اطلاعات را به بلوک‌هایی با اندازه‌های مساوی تقسیم و هر بلوک به یک دیسک منتقل می‌گردد. به عنوان مثال اطلاعات به بلوک‌های A و B  با اندازه‌های مساوی تقسیم و به دیسک‌ها منتقل می‌شوند. این روش توسط تکنیک striping استفاده می‌گردد و RAID 0 معمولا باعث افزایش سرعت خواندن و نوشتن اطلاعات به مقدار قابل توجهی خواهد شد

پیش از بکارگیری RAID0 همانطور که بالا تر گفته شد توجه داشته باشید، RAID 0 روشی برای مقابله با از دست رفتن اطلاعات نیست. به‌عبارتی در این روش هیچگونه کپی از اطلاعات تهیه نمی‌شود و هنگامی که یکی از دیسک‌ها با مشکل برخورد کند، اطلاعات کاملا از دست خواهد رفت که البته می‌توان با صرف هزینه های مالی و زمانی اطلاعات را تا حدودی بازیابی نمود. بنابراین در زمان استفاده از RAID-0 پشتیبان گیری از اطلاعات یک گزینه اختیاری نیست و باید حتما نسبت به تهیه پشتیبان اقدام کنید

RAID 1 چیست ؟

در 1 RAID  یا  Mirroring  معمولا اطلاعات برا روی حداقل یک دیسک بصورت موازی نوشته خواهد شد. در این روش حداقل دو دیسک لازم است که یک کپی از اطلاعات به‌صورت مجزا در هر دیسک ذخیره می‌شود. در این حالت کارایی خواندن به دلیل  اطلاعات از هر دو دیسک افزایش پیدا می‌کند و می‌توان اطلاعات را همزمان از هر دو دیسک خواند. همچنین کارایی نوشتن اطلاعات روی دیسک حداکثر همانند حالتی می‌باشد که فقط یک دیسک بر روی سیستم وجود دارد.

بصورت کلی سرعت خواندن اطلاعات در در RAID-1 با دو دیسک حدود 10 % بیشتر از یک دیسک است و با افزایش تعداد دیسک های آرایه به 3 دیسک سرعت خواندن اطلاعات تا 50% بیشتر شده و البته امنیت اطلاعات به واسطه افزایش تعداد دیسک آینه شده و البته هزینه افزایش قابل توجهی خواهد داشت

در RAID 1 چنانچه یکی از دیسک‌ها با مشکل مواجه شود، تا زمانی که دیسک جدید جایگزین دیسک معیوب شود، سیستم می‌تواند همچنان به کار خود ادامه دهد. این سطح ساده‌ترین و آسان‌ترین روش برای ایجاد یک کپی اطلاعات بر روی دیسک دیگر می‌باشد. اما معایبی در این روش وجود دارد و آن این است که هزینه دو دیسک توسط کاربر پرداخت می‌شود ولی فقط یک دیسک (۵۰ %) آن قابل استفاده خواهد بود. به‌عنوان مثال وقتی ۲ دیسک ۱ ترابایتی برای سیستم تهیه شود، با این روش فقط ۱ ترابایت آن توسط سیستم قابل استفاده خواهد بود.

‏‏‎RAID 10 ترکیب RAID 1 + 0

آشنایی با ساختار RAID 10
آشنایی با ساختار RAID 10

این نوع از RAID ترکیبی از RAID 0 و RAID 1  است. به‌عبارتی هم عمل اشتراک اطلاعات و  هم تکثیر آن انجام می‌گردد.

ترکیب دیسک‌ها در RAID 10 کمی پیچیده‌تر از سطح ۰ و ۱ است، همچنین کنترلر برای انجام این کار حداقل نیاز به ۴ هارد دیسک دارد.

ابتدا striping داده‌ها بین مجموعه دیسک‌ها صورت گرفته و سپس Mirroring بین آن‌ها اانجام می‌شود، به‌عبارتی دیگر ابتدا RAID 0 بر روی داده‌ها اعمال می‌گردد و سپس بر روی هر بلوک از داده‌ها عمل Mirroring. تقسیم بلوک‌های اطلاعات بین زوج درایوها انجام می‌گردد و عملیات Mirroring در هر زوج از درایوها صورت می‌گیرد، می‌توان گفت درایو یک و درایو دو RAID 1 شده‌اند و Mirror هستند، درایو سه و چهار نیز Mirror یکدیگر. این دو مجموعه درایو به صورت Strip تنظیم شده و با هم کار می‌کنند.

‏‏‎RAID 01 ترکیب RAID 0 + 1

در این سطح RAID نیز حداقل به ۴ دیسک نیازمندیم. عملکرد این سطح از RAID، برخلاف RAID 10 است. بدین صورت که در ابتدا اطلاعات به‌صورت Mirroring به هرمجموعه دیسک  منتقل می‌شود، هر مجموعه دارای یک جفت دیسک می‌باشد، سپس اطلاعات در این مجموعه به صورت striping  بر روی دیسک‌ها دخیره می‌شود.

این نوع RAID از نظر عملکردی و تعداد دیسک قابل تحمل برای Fail شدن تفاوت چندانی با RAID10 ندارد ، به همین دلیل احتمالا در برخی کنترلرهای سخت افزاری صرفا ترکیب 10 را مشاهده می‎کنید.

 

RAID 5 چیست ؟

در این سطح از RAID  حداقل به ۳ دیسک نیاز است. همانند RAID 1 اطلاعات به‌صورت Mirroring در دیسک‌ها ذخیره می‌شود. همچنین یک کد parity در بین دیسک‌ها 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.

بیشترین استفاده از RAID 5 در سرورها و شبکه هایی است که میخواهند فضای ذخیره سازی در دسترس بیشتر + تحمل خطا را بصورت همزمان داشته باشند.

RAID 5 + Spare

آرایه های RAID که از Spare بهره می‎برند ، در نتیجه دیسک ذخیره همیشه آماده سینک شدن با آرایه در شرایط بروز مشکلی برای یکی از دیسک ها است ، اگر یکی از دیسک های آرایه از دسترس خارح شود دیسک رخیره وارد مدار شده و اطلاعات از Parity ها ساخته شده و با دیسک ذخیره سینک می شود ، مزیت بکارگیری دیسک ذخیره در آرایه این است که نیاز به جایگزینی دستی هارد دیسک مشکل دار نیست ، وقتی که دیسک در آرایه RAID5 دچار مشکل شود سرعت آرایه به شدت کاهش پیدا می‎کند و در صورتی که دیسک دیگری از مدار خارج شود کل اطلاعات از بین‎ خواهد رفت ، بنابراین با بکارگیری Spare دیسک خراب سریعا با دیسک آماده جایگزین شده و آرایه به سرعت به وضعیت نرمال با کارایی مناسب باز خواهد گشت.

دو نکته در خصوص آرایه Raid5 با  Spare:

 

  1. دیسک Spare نمی‎تواند بخشی از فضای ذخیره در دسترس آرایه باشد.
  2. شما می‎توانید دیسک مشکل دار را سریعا جایگزین کنید و پس از سینک شدن دیسک Spare با آرایه دیسک جدید جایگزین را به عنوان دیسک Spare جدید معرفی کنید

RAID 50 ترکیب RAID 5 + 0

RAID 50 چیست
RAID 50 چیست

RAID60 در واقع نسخه Strip شده RAID6 است که عملکرد بهتری را به قیمت مقدار اندکی از پایداری از نظر آماری ارائه می‎کند ، 

آرایه RAID60 به حداقل 8 دیسک نیاز خواهد داشت و معمولا به کنترلرهای سخت افزاری گران قیمت که این تعداد دیسک را پشتیبانی کنند نیاز خواهید داشت که هزینه پیاده سازی این نوع آرایه را به شکل قابل توجهی افزایش خواهد داد

RAID 6 چیست ؟

آشنایی با ساختار RAID 6
آشنایی با ساختار RAID 6

 

تا حدودی مشابه RAID 5 می‌باشد، با این تفاوت که داده‌ها را با استفاده از تکنیک striping  به بخش‌هایی تبدیل کرده و دو مجموعه از اطلاعات parity را برای هر بلوک داده ذخیره می‌کند.

هدف از این کار بهبود تحمل خطای سیستم در هنگام مواجه با مشکلات احتمالی است. کارایی RAID 6 به‌دلیل ایجاد سربار درهنگام محاسبه اطلاعات parity  و همچنین نوشتن اطلاعات، کمی پایین‌تر از RAID 5  است ولی به‌دلیل اینکه اطلاعات در بین چند دیسک تقسیم شده‌اند، خواندن اطلاعات به صورت تصادفی کارایی را کمی افزایش می‌دهد.

RAID 60 ترکیب RAID 6 + 0

RAID60 در واقع نسخه Strip شده RAID6 است که عملکرد بهتری را به قیمت مقدار اندکی از پایداری از نظر آماری ارائه می‎کند ، 

آرایه RAID60 به حداقل 8 دیسک نیاز خواهد داشت و معمولا به کنترلرهای سخت افزاری گران قیمت که این تعداد دیسک را پشتیبانی کنند نیاز خواهید داشت که هزینه پیاده سازی این نوع آرایه را به شکل قابل توجهی افزایش خواهد داد

 

سطوح RAID منسوخ و کمتر استفاده و شناخته شده

RAID 2

این سطح RAID اطلاعات را با استفاده از تکنیک striping به دو قسمت تقسیم کرده و روی ۲  دیسک می‌نویسد. همچنین  اطلاعات کنترلی خطا (ECC) را روی دیسک دیگر، در قالب بیت‌‌های داده ذخیره می‌کند. برای محاسبه اطلاعات کنترل خطا از الگوریتم ‌هامر (Hammer Code)  استفاده می‌شود. در هنگام خواندن، داده با اطلاعات کنترلی تطابق داده می‌شود و اگر خطایی وجود داشته‌باشد، تصحیح خواهد شد ، در سطح ۲ RAID سرعت خواندن اطلاعات با توجه به استفاده از روش striping افزایش یافته، اما به دلیل نیاز به خواندن اطلاعات ECC مقداری کاهش پیدا می‌کند.

RAID-2 با توجه به پیشرفت تکنولوژی های کنترل خطا در دیسک و کنترلر ها و همچین وجود سطوح آرایه کارآمد تر عملا منسوخ و بلا استفاده است

RAID 3

دراین سطح پبکربندی RAID، روشStriping سطح بایت را با یک دیسک Parity اختصاصی فراهم می‌کند.

یکی از اثرهای جانبی پیکربندی آرایه به‌صورت RAID 3 این است که به‌طور همزمان نمی‌تواند به درخواست‌های متعددی سرویس دهد. زیرا که هر بلوک واحد از داده‌ها بر اساس تعریف در بین تمام دیسک‌های عضور آرایه تقسیم شده و بر روی موقعیت یکسانی از آن‌ها قرار می‌گیرد. به این ترتیب، هر عملیات I/O به فعالیت روی هر یک از دیسک‌ها نیاز خواهد داشت که معمولا مستلزم چرخش هماهنگ آن‌ها است. این پیکربندی برای برنامه‌هایی که نیازمند نرخ بالایی برای خواندن و نوشتن اطلاعات به صورت ترتیبی می باشند، مناسب است.
RAID-2 با توجه به پیشرفت تکنولوژی های ذخیره سازی و افزایش ظرفیت و قابلیت اطمینان دیسک های HDD و روی کار آمدن دیسک های SSD و  همچین وجود سطح های آرایه کارآمد تر مگر در موارد بسیار خاص استفاده نمی‌شود

RAID 4

 این سطح از RAID از striping بلوک داده با یک دیسک parity اختصاصی استفاده می‌کند. اطلاعات دیسک parity برای بازگردانی اطلاعات از دست رفته به کار میرود؛ یعنی هنگامی که اطلاعات یک دیسک با مشکل مواجه شود، می‌توان با استفاده از دیسک parity، داده‌های از دست رفته را بازگردانی نمود.

RAID 4 حداقل ۳ دیسک لازم دارد که ۲ دیسک آن برای اطلاعات و یک دیسک برای parity استفاده می‌شود. در این سطح به دلیل اینکه داده‌ها به صورت striping ذخیره شده‌اند سرعت خواندن اطلاعات افزایش پیدا می‌کند. ولی به دلیل اینکه داده‌های parity  نیز باید در یک دیسک مجزا ذخیره شوند، نوشتن اطلاعات کمی زمان‌بر خواهد بود. RAID4 بصورت کلی شبیه RAID5 می باشد اما به دلیل اینکه دیسک Parity یک دیسک مستقل است و نه بخشی از همه دیسک ها کمتر مورد استفاده قرار می گیرد.

کدام روش پیاده سازی RAID بهتر است ؟

حال که با RAID آشنا شدیم و با انواع کنترل آن و همچنین انواع روشهای پیاده سازی آن آشنا شدید احتمالا سوالی که برای شما پیش آمده است اسنتاست که از میان انواع روشهای پیاده سازی RAID کدام یک مناسب شما خواهد بود ؟ برای اینکه پاسخ این سوال را بدانید لازم است با برخی سوالات زیر پاسخ دهید

بودجه شما برای RAID چقدر است ؟

اینکه سازمان یا پروژه شما چقدر برای زیرساختها بودجه تعیین نموده است نقش مهمی در تصمیم گیری خواهد داشت ، جدا از اینکه کنترلرهای سخت افزاری معمولا هزینه جداگانه نیاز خواهند داشت بسته به ظرفیت اطلاعات و نوع تکنولوژی انتخاب شده باید نسبت به تصمیم گیری در خصوص تعداد دیسک های مورد نیاز اقدام کنید که مستقیما تعیین کننده روش پیاده سازی آرایه خواهد بود ، شما با بودجه خرید 3 دیسک نمیتوانید RAID10 داشته باشید ،

دسترسی پذیری بالا بیشتر اهمیت دارد یا امنیت اطلاعات و جلوگیری از نابودی آنها ؟

بسته به اینکه میخواهید به هر قیمتی شده از اطلاعات محافظت کنید یا اینکه صرفا می خواهید آرایه و سرویس مربوطه به هر قیمتی دردسترس باشد باید تصمیم گیری های متفاوتی انجام دهید ، بنابراین قبل از اقدام به تهیه دیسک و یا تصمیم گیری در خصوص نوع آرایه اهداف و انتظارات خود را از RAID به خوبی مشخص کنید

 

جمع بندی

در این مقاله با RAID بصورت کامل آشنا شدیم و شما را راهنمایی کردیم کدام روش میتواند برای اجرایی شدن مطابق نیاز شما مناسب باشد.

علیرغم اینکه RAID امنیت اطلاعات شما را با افزایش تولرانس خطا بیشتر می کند و می‎تواند جلوی از دسترس رفتن اطلاعات به واسطه سوختن یک یا چند هارد دیسک  را بسته به نوع آرایه پیاده سازی شده بگیرد اما حقیقت این است که RAID هیچ گاه جایگزین Backup نیست

زیرا اگر چه RAID شما را در مقابل سوختن هارد دیسک ایمن میکند اما خود RAID میتواند به معنی Single Point of failure در نظر گرفته شده و در صورت بروز مشکل برای کنترلر RAID و یا سوختن تعداد بیشتر دیسک از تعداد قابل تحمل آرایه اطلاعات شما با خطر جدی مواجه خواهند شد ،

پسش از تصمیم گیری  درخصوص بکارگیری RAID و نوع آن برای پروژه های مهم در وهله اول نسبت به پیاده سازی راه کار پشتیبان گیری متناسب اقدام کنید و در مرحله بعدی نیست به پیاده سازی انواع روشهای دسترسی پذیری بالا (High Availability یا HA) که آنها نیز از فضای ذخیره متناسب با RAID یا Storage BOX ها بهره مند هستند اقدام کنید

دیدگاه شما در خصوص مطلب چیست ؟

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

لطفا دیدگاه خود را با احترام به دیدگاه های دیگران و با توجه به محتوای مطلب درج کنید