RAID چیست؟ آشنایی با انواع Raid

RAID یک فن‌آوری است که برای افزایش کارایی و یا قابلیت اطمینان ذخیره‌سازی داده‌ها استفاده می‌شود. RAID مخفف عبارت Array Redundant of Cheap Disks می‌باشد. یک سیستم RAID متشکل از دو یا چند درایو موازی است. این دیسک ها می توانند هارددیسک معمولی باشند اما روند استفاده از فناوری درایوهای حالت جامد یا همان SSDها به سرعت در حال افزایش است. پیکربندی RAID سطوح مختلفی دارد که هر کدام برای یک وضعیت خاص بهینه شده‌اند.

انواع Raid

• RAID 0 - Striping
• RAID 1 - معکوس کردن (Mirror)
• RAID 5 - نوار با هم زدن (n-1)
• RAID 6 - نوار با دو برابر شدن
• RAID 10 - ترکیب آینه و نوار

نرم افزار برای انجام عملیات RAID و کنترل درایوها می تواند بر روی یک کارت کنترل جداگانه قرار گیرد (یک کنترل کننده RAID سخت افزاری) برخی از نسخه‌های ویندوز مانند ویندوز سرور 2012 و همچنین سیستم عامل مک ایکس شامل قابلیت RAID نرم افزاری می‌باشند. کنترلر RAID سخت‌افزاری بیش از نرم‌افزار خالص هزینه می‌کند، اما همچنین عملکرد بهتر به ویژه با RAID 5 و6 ارائه می‌دهد.

رید (Raid) و انواع سطوح آن را می‌توان با تعدادی از رابط‌ها، از جمله SCSI، IDE، SATA یا FC (کانال فیبر) استفاده کرد. سیستم‌هایی هستند که از درایو SATA استفاده می‌کنند، اما دارای رابط FireWire یا SCSI برای سیستم میزبان است.

گاهی اوقات دیسک ها در یک سیستم ذخیره سازی به عنوان JBOD تعریف می شوند که "فقط یک دسته از دیسک ها" است . این بدان معنی است که این دیسک ها از یک سطح RAID خاص استفاده نمی‌کنند و به عنوان دیسک های مستقل عمل می‌کنند. این اغلب برای درایوهای حاوی فایل های مبادله یا داده های spool انجام می‌شود.

در زیر محبوب‌ترین سطوح RAID را بصورت کلی بررسی می‌کنیم.

سطح RAID 0 - نوارابزار

در RAID 0 داده‌های سیستم به بلوک هایی تقسیم می‌شوند که در تمامی درایوهای آرایه نوشته می‌شوند. با استفاده از چندین دیسک (حداقل 2) در همان زمان، این عملکرد برتر I/O ارائه می‌دهد. این عملکرد را می‌توان با استفاده از کنترلرهای چندگانه افزایش داد، ایده آل یک کنترلر در هر دیسک.

مزایای RAID 0

• RAID 0 عملکرد و سرعت فوق العاده‌ای در عملیات خواندن و نوشتن دارد.
• تمام ظرفیت ذخیره‌سازی مورد استفاده قرار میگیرد، هیچ سرباری وجود ندارد.
• یک تکنولوژی برای اجرای آسان است.

معایب RAID 0

• RAID 0 متعهد به خطا نیست. اگر یک درایو ایراد پیدا کند، تمام داده های موجود در آرایه RAID 0 از بین می‌روند. نباید برای سیستم‌های مهم و حیاتی استفاده شود.

استفاده ایده آل RAID 0

RAID 0 ایده‌آل برای ذخیره‌سازی غیرقابل انطباق داده‌هایی است که باید با سرعت بالا خواندن/نوشتن را انجام دهند، از جمله بر روی یک روتوش تصویر یا ایستگاه ویرایش تصویر.

RAID Level 1 - Mirroring

داده‌ها دو بار روی هر دو درایو نوشته می‌شود (یا مجموعه‌ای از درایوهای داده) و یک درایو آینه (یا مجموعه ای از درایو‌ها) ذخیره می‌شود. اگر یک درایو از بین برود، کنترل‌کننده از درایو داده یا درایو آینه برای بازیابی اطلاعات استفاده می‌کند و همچنان عملیات را ادامه می‌دهد. شما نیاز به حداقل 2 درایو برای آرایه RAID 1 دارید.

مزایای RAID 1

• RAID 1 سرعت خواندن عالی و سرعت نوشتن را که با یک درایو مشابه قابل مقایسه است ارائه می‌دهد.
• در صورت خرابی درایو، داده‌ها مجبور نیستند بازسازی شوند، فقط باید درایو جایگزینی کپی شوند.
• RAID 1 فناوری بسیار ساده‌ای است.

معایب RAID 1

• نکته اصلی این است که ظرفیت ذخیره‌سازی موثر تنها نصف ظرفیت درایو در کل است، زیرا تمام اطلاعات دو بار نوشته شده است. (یعنی از بین دو درایو RAID شده یک درایو را در اختیار شما قرار می‌دهد)
• راه‌حل‌های نرم‌افزاری RAID 1 همیشه امکان تعویض داغ از یک درایو شکست خورده را ندارند. این بدان معنی است که درایو خراب شده تنها پس از خاموش کردن کامپیوتر متصل به آن جایگزین می‌شود. برای سرورهایی که به طور همزمان توسط بسیاری از افراد مورد استفاده قرار می‌گیرند چنین سیستم هایی معمولا از کنترلرهای سخت افزاری استفاده می‌کنند که از مبادله گرم پشتیبانی می‌کنند.

استفاده ایده آل RAID 1

RAID-1 ایده آل برای ذخیره‌سازی اطلاعات مهم است، برای مثال برای سیستم‌های حسابداری مناسب برای سرورهای کوچک که در آن تنها دو درایو داده استفاده می‌شود.

سطح RAID 5

RAID 5 رایج‌ترین سطح RAID امن است. این نیاز به حداقل 3 درایو دارد، اما می‌تواند با 16 کار کند. بلوک‌های داده در میان درایوها داده های پریتی به یک درایو ثابت نوشته نشده است، همانطور که در زیر نشان داده شده است، در تمام درایوها پخش می‌شود. با استفاده از داده‌های پریتی، رایانه می‌تواند داده های یکی از بلوک‌های داده دیگر را دوباره محاسبه کند، اگر این داده ها دیگر در دسترس نباشند. به این معنا است که آرایه RAID 5 می‌تواند بدون خرابی داده‌ها و یا دسترسی به داده‌ها از یک درایو واحد جلوگیری کند. اگر چه RAID 5 را می‌توان در نرم افزار به دست آورد، ولی یک کنترل سخت افزاری توصیه می‌شود. اغلب حافظه پنهان اضافی در این کنترلرها برای بهبود عملکرد نوشتن استفاده می‌شود.

مزایای RAID 5

• خواندن معاملات داده‌ها بسیار سریع است در حالیکه نوشتن داده‌ها تقریبا آهسته‌تر است (با توجه به برابری که باید محاسبه شود).
• اگر یک درایو از بین برود شما هنوز هم به تمام داده‌ها دسترسی دارید، در حالیکه درایو خراب جایگزین شود کنترل‌کننده ذخیره‌سازی داده ها را بر روی درایو جدید بازسازی می‌کند.

معایب RAID 5

• خرابی های درایو بر روی عملکرد اثر می گذارد، اگر چه این هنوز قابل قبول است.
• این تکنولوژی پیچیده است. اگر یکی از دیسک‌های موجود در یک آرایه با استفاده از 4TB دیسک شکست خورده و جایگزین شود، بازگرداندن داده‌ها (زمان بازسازی) ممکن است بسته به بار بر روی آرایه و سرعت کنترل‌کننده یک روز یا بیشتر طول بکشد. اگر دیسک دیگری در آن زمان بد شود داده ها برای همیشه از بین می‌روند.

استفاده ایده آل RAID 5

RAID 5 یک سیستم جامع و کامل است که ذخیره‌سازی کارآمد را با امنیت عالی و عملکرد مناسب ارائه می‌دهد. این ایده‌آل برای سرورهای پرونده و برنامه کاربردی که دارای تعداد محدودی از درایوهای داده هستند استفاده می‌شود.

سطح RAID 6 - نوار با دو برابر شدن

RAID 6 مانند RAID 5 است، اما داده‌های پاریتی به دو درایو نوشته می‌شود. این بدان معنی است که حداقل 4 درایو نیاز دارد و می‌تواند به طور همزمان 2 درایو را بسوزاند. شانس‌هایی که دو رانندگی در همان لحظه از بین می‌روند البته بسیار کوچک است. با این حال اگر یک درایو در سیستم‌های RAID 5 می‌میرد و با یک درایو جدید جایگزین می‌شود، برای بازگرداندن درایو مبادله، ساعت‌ها یا حتی بیشتر از یک روز طول می‌کشد. اگر در آن زمان درایو دیگر بمیرد، همه اطلاعات خود را از دست می‌دهید. با RAID 6، آرایه RAID حتی از شکست دوم نیز می‌گذرد.

مزایای RAID 6

• مانند RAID 5، انتقال داده ها بسیار سریع انجام می‌شود.
• اگر دو درایو شکست خورده باشند، شما هنوز هم به تمام داده‌ها دسترسی دارید حتی در حالیکه درایوهای خراب جایگزین شده‌اند. بنابراین RAID 6 امن تر از RAID 5 است.

معایب RAID 6

• نوشتن داده‌ها با توجه به داده‌های پاریس اضافی که باید محاسبه شوند، معاملات کمتر از RAID 5 هستند. در یک گزارش من خواندن عملکرد نوشتن 20٪ پایین‌تر است.
• خرابی‌های درایو بر روی عملکرد اثر می‌گذارد، اگر چه این هنوز قابل قبول است.
• این تکنولوژی پیچیده است. بازسازی یک آرایه که در آن یک درایو نتواند مدت زمان زیادی را صرف کند.

استفاده ایده آل RAID 6

RAID 6 یک سیستم جامع و کامل است که ذخیره سازی کارآمد را با امنیت عالی و عملکرد مناسب و معقول ترکیب می‌کند. در RAID 5 در سرورهای پرونده و برنامه کاربردی که برای ذخیره سازی داده‌ها از بسیاری از درایوهای بزرگ استفاده می‌شود بهتر است.

RAID 10 - ترکیب RAID 1 و RAID 0

ممکن است مزایای (و معایب) RAID 0 و RAID 1 را در یک سیستم واحد ترکیب کنید. این یک پیکربندی RAID توپی یا ترکیبی است. این قابلیت را با معکوس کردن تمام اطلاعات درایوهای ثانویه در حین استفاده از نوار در هر مجموعه از درایو فراهم می‌کند تا سرعت انتقال داده‌ها را افزایش دهد.

مزایای RAID 10

• اگر چیزی در یک پیکربندی RAID 10 بر روی یکی از دیسک‌ها اشتباه باشد، زمان بازسازی خیلی سریع است زیرا همه چیز مورد نیاز کپی کردن همه داده‌ها از آینه باقی‌مانده به یک درایو جدید است. این می‌تواند به مدت 30 دقیقه برای درایوهای 1 تبلت باشد.

معایب RAID 10

• نیمی از ظرفیت ذخیره‌سازی به معکوس می‌رسد، بنابراین در مقایسه با RAID های بزرگ RAID 5 یا RAID 6، این یک روش گران قیمت برای اضافه‌کاری است.

در مورد سطوح RAID 2، 3، 4 و 7 چه خبر؟

این سطوح وجود دارد، اما شایع نیست (RAID 3 اساسا مانند RAID 5 است، اما با داده‌های تقریبی همیشه در یک درایو نوشته می شود) این فقط یک مقدمه ساده برای سیستم های RAID است.

RAID جایگزین پشتیبان نیست!

تمامی رید (Raid) و انواع سطوح آن به جز RAID 0 از یک رانندگی درایو محافظت می‌کنند. یک سیستم RAID 6 حتی دو دیسک هم به طور همزمان در حال مرگ است. برای امنیت کامل، شما هنوز هم نیاز به پشتیبان‌گیری از داده ها از یک سیستم RAID.

• این پشتیبان اگرچه تمام درایوها به علت انفجار قدرت به طور همزمان از کار افتاده‌اند، مفید خواهد بود.
• این سیستم زمانی محافظت می‌کند که سیستم ذخیره‌سازی دزدیده شود.
• پشتیبان‌گیری می‌تواند در مکان دیگری در خارج از سایت نگهداری شود. این می‌تواند مفید باشد اگر یک فاجعه طبیعی یا آتش سوزی محل کار شما را از بین ببرد.
• مهمترین دلیل برای پشتیبان گیری نسل های چندگانه داده ها خطای کاربری است. اگر شخصی به طور تصادفی برخی از داده‌های مهم را حذف کند و چند ساعت یا چند روز یا چند هفته آن را نادیده بگیرد، مجموعه‌ای از پشتیبان‌گیری‌ها اطمینان حاصل می‌کند که هنوز می‌توانید این فایل ها را بازیابی کنید.