RAID چیست ؟

 

raid چیست ؟

RAID سرنام کلمات Redundant Array of Independent Disks  می باشد.سال 1987  Patterson ، Gibson  و Katz  در دانشگاه کالیفرنیا مقاله ای با عنوان “RIAD” ارائه کردند. در این مقاله اشاره جدی به نحوه چگونگی قرارگیری دیسک های در فناوری raid داشت.

در تعریف فناوری raid می توان گفت؛افزودن هارد درایو به كامپیوتر نه تنها فضای ذخیره‌سازی شما را افزایش می‌دهد، بلكه موجب افزایش سرعت سیستم شده و به هنگام بروز اشكال در هارد درایو به بازیابی آن كمك بسیاری می‌كند. درایوهایی كه به صورت RAID پیكربندی می‌شوند، نتیجه بهتری نسبت به بقیه درایوها ارائه می‌دهند. در هر نوع RAID آمادگی در برابر خطای سیستم به گونه‌ای متفاوت است.  با قرار دادن چند هارد دیسک در کنار هم و پیاده سازی RAID  همه هارد دیسکهای ما به یک واحد تبدیل میشوند.

 

انواع raid

پیاده سازی RAID همچون بسیاری دیگر از تکنولوژی ها ؛هم به صورت سخت افزاری و هم نرم افزاری امکان پذیر است که مسلماً مدل سخت افزاری دارای سرعت و پایداری بیشتری است. که امروزه اکثر کاربردهای آن در نوع سخت افزاری می باشد.

در ادمه به توضیح مختصری از انواع سخت افزاری ،  نرم افزاری و ترکیبی می پرردازیم.

Hardware RAID:

در این روش برنامه RAID از طریق CPU و RAM موجود در دستگاهی مستقل از کامپیوتر میزبان اجرا می‌شود.

 Software RAID:

در این حالت نرم افزار بدون نیاز به  سخت افزار و  تنها با استفاده از امکانات سیستم به عنوان یک نرم افزار کاربردی در کنار سایر نرم افزارهای اجرا شده در سیستم عامل خواهد بود. هارد دیسک مورد استفاده در این روش همان دیسکی است که سیستم عامل روی آن قرار دارد.

MD driver در هسته لینوکس نمونه ای از این نوع است. این هسته از RAIDهای 1، 0، 4 و 5 پشتیبانی می کند.

RAIDهای ترکیبی:

این نوع از raid ترکیبی از سخت افزارها و نرم افزارهای موجود می باشد. مزیت این روش نسبت به دو روش بالا کم هزینه بودن و بازدهی مطلوب با توجه به هزینه کم می باشد.

تکنیک striping

در واقع در این تکنیک داده ها را به صورت هم زمان روی چند دیسک پخش می کنند.

مجموعه دیسک‌های سخت زیر فرمان کنترلر RAID، دیسک‌های سخت مجازی نامیده می‌شوند. سروری که به یک دستگاه RAID به هم می‌رسد، تنها دیسک سخت مجازی را می‌بیند؛ این حقیقت که کنترلر RAID، داده‌ها را روی چندین دیسک سخت فیزیکی پخش می‌کند، تماما از دید سرور پنهان است.

نوشتن داده ها رو چند دیسک و خواندن آنها از روی یک دیسک صورت می پذیرد.

دیسک‌های hot spare، در حالت عادی مورد استفاده قرار نمیگیرند. اگر یک دیسک دچار آسیب شود، کنترلر RAID، بی درنگ آغاز به  کپی نمودن داده‌های دیسک درست به جامانده روی یک دیسک hot spare می‌نماید. پس از جایگزینی دیسک آسیب دیده، دیسک تازه در زمرهٔ دیسک‌های hot spare می‌باشد. بازسازی داده‌ها از یک دیسک سخت آسیب دیده، همزمان با پردازش خواندن/نوشتن سرور روی دیسک سخت مجازی انجام می‌گیرد، به گونه ای که از دیدگاه سرور، یک افت کوچک در کارکرد، قابل مشاهده خواهد بود. دیسک‌های سخت مدرن، مجهز به برنامه‌های شناسایی هستند که خطاهای خواندن/نوشتن را به سرور گزارش می‌دهند.

انواع قرارگیری  RAID

انواع RAID را می توان به صورت زیر نام برد:

RAID 0

به عنوان مثال اگر دو دیسک p1 و p2 داشته باشیم و تعداد داده به نام های A، B ، C و D این چهار داده در دو دیسک موجود پخش می شوند. داده A و B در دیسک p1 و داده C و D در دیسک  p2 .

در این روش داده ها همزمان در دیسک ها نوشته می شوند

حداقل دو عدد دیسک مورد نیاز است.

کارایی عالی.

فاقد افزونگی داده ها می باشد.

برای سیستم ها و موقعیت های خطرناک استفاده نمی شود.

RAID 1

به عنوان مثال اگر دو دیسک p1 و p2 داشته باشیم و تعداد داده به نام های A، B و C، این سه داده همزمان در دیسک p1 و دیسک p2 نوشته می شوند.

حداقل دو عدد دیسک مورد نیاز است.

افزونگی عالی.

در واقع هر بلوک آینه بلوک دیگر می باشد.

RAID 2

دارای خاصیت ECC با استفاده از کد همینگ می باشد.

کد همینگ : یکی از روشهای محاسبه و کنترل خطا در سیستمهای دیجیتال می باشد.

RAID 3

این مرحله از RAID هم کاملا شبیه به RAID 5  است با اندکی تفاوت به همین دلیل اکثرا به جای استفاده از raid 3 از raid 5 استفاده می شود که در ادامه توضیح خواهیم داد.

RAID 4

این نوع RAID تقریبا شبیه به RAID 5 می باشد. بنابر این ممکن است یک فایل روی چند دیسک ذخیره شود. از معایب این روش پیچدگی بسیار زیاد آن است.

RAID 5

این نوع RAID همانند RAID 1 یکی از پرکاربردترین نوع می باشد.

این نوع نیز امكان تقسیم داده‌ها و محافظت از آنها را در اختیار قرار می‌دهد، اما نحوه حفاظت از داده‌های آن موثرتر از RAID 1 است.

حداقل دیسک مورد نیاز 3 عدد می باشد

کارایی خوب(درایوها دارای قابلت striping می باشند)

افزونگی خوب(توزیع parity بین دیسک ها)

RAID 6

در این نوع به حداقل ۳ درایو دیسک سخت نیاز داریم .

تک تک بلوک های داده روی دیسک ها نوشته می شوند و Parity مربوط به هر بلوک نیز داخل هارد مربوط ذخیره می گردد.

قابلیت و اطمینان بالا (با وجود ECC)

مشکل در برگرداندن داده ها هنگام بروز اشکال

RAID 10

*این نکته بسیار حائز اهمیت می باشد که RAIDهای  0+1 و 10 با هم تفاوت هایی دارند که در دانشنامه های آتی تهران هاست به آنها اشاره خواهیم کرد.

در حالت استفاده از 4دیسک ، دیسک ها دو به دو داده ها را نگهداری می کنند

جابجایی درایوها باید به صورت موازی انجام گیرد.

کارایی و افزونگی بسیار عالی

بسیار گران قیمت
مناسب سیستم های بسیار حساس مانند بانکهای اطلاعاتی

 

در انواع یاد شده از فناوری RAID هر کدام داری مزایا و معایبی می باشند که کاربر باید بسته نیاز و امکانات نوع مورد نظر خود را انتخاب کند.

====

منابع:

What is RAID

RAID Diagrams

Advantages of RAID

Hardware RAID and Software RAID

RAID term