معرفی انواع Raid در سرورها

برای ذخیره‌سازی اطلاعات در شبکه از انواع Raid در سرورها استفاده می شود. در این مقاله قصد داریم که شناخت ابتدایی نسبت به آن ها به دست بیاوریم و ببینیم که انواع Raid ها در چه دسته بندی هایی قرار میگیرد و مزیت و عیب هر کدام به چه شکل است. در مقاله های آینده در همین وبلاگ، سعی خواهیم کرد که با کلامی فنی‌تر هر کدام از این موارد را واشکافی کنیم.

انواع Raid در سرورها

عبارت RAID مخفف عبارت «Redundant Array of Independent Disks» است. این عبارت از لحاظ فنی به معنای آرایه اضافه از دیسک های مستقل و جدا از هم است. با بهره‌گیری از این فناوری امکان دسترسی مستقل به یک یا چند آرایه مهیا شده که در نتیجه می تواند به بهبود عملکرد ظرفیت و دسترسی بینجامد. در ادامه این مقاله این موضوع را بیشتر بررسی می کنیم.

یکی از دلایلی که از انواع Raid در یک سیستم ذخیره‌سازی استفاده می شود آن است که با استفاده از این قطه امکان بهینه تر کردن عملیات خروج و ورود اطلاعات به هاردها بهتر شده و به بالاتر رفتن سرعت کمک می کند.

اصلی ترین مشکلی که در هارد دیسک ها ذخیره سازها وجود دارد آن است که امکان خراب شدن و یا از کار افتادن آن ها در طول کار وجود دارد. برای همین کارشناسان به فکر طراحی کرد سیستمی افتادند که بتواند از خرابی و گم شدن اطلاعات جلوگیری کند. با استفاده از آرایه ها و انواع Raid این امکان به وجود می آید که اطلاعات ما در چند آرایه به طور همزمان ذخیره‌سازی و مدیریت شوند.

انواع مختلفی از Raid در سرورها به کار گرفته می شوند که در زیر فهرستی از آن ها ارائه شده است:

•  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؛

بسته به نوع کارکرد شبکه و سرورها انواع Raid سرورها در آن ها استفاده می شود. در زیر فهرستی از کاربرد انواع Raid سرورها ارائه شده است.

انواع Raid ها

در بالا فهرستی از انواع Raid سرور ها را ارائه کردیم در ادامه به بررسی اجمالی آن ها می پردازیم.

Raid 0

این نوع از Raid اطلاعات را به قسمت های مساوی که به آن ها نوار یا Chunk می گویند تقسیم می کند. هر کدام از این قسمت ها در ادامه در یکی از بخش های هارد درایوها ذخیره می شوند. این کار باعث می شود که چندین هد به صورت همزمان با همدیگر کار کنند و به همین خاطر سرعت و بهره وری کار ذخیره‌سازی افزایش می کند. برای استفاده از Raid 0 ما حداقل به دو هارد دیسک نیاز داریم. در اینجا هیچ افزونگی وجود ندارد و ضریب خطایی ما هم به صفر می رسد. این نمونه از راید در بین انواع Raid سرورها جزو سریعترین رایدها هستند.

RAID 1

به این نوع از راید ها اصطلاحا «راید آینه ای یا  Mirror RAID» هم می گویند. در اینجا باید حتما از تعداد هاردها با ضریب دو (یا تعداد زوج هارد) استفاده کرد.هم چنین  این مدل اطلاعات به صورت کاملا همزمان و مشابه بر روی هر دو هارد ذخیره سازی می شوند. در نتیجه در صورت از بین رفتن اطلاعات بر روی یکی از هاردها هاردهای پشتیبان هنوز وجود دارند.

از جمله مشکلات این سیستم ان است که فضای ذخیره‌سازی ما به دو برابر افزایش پیدا می کند. با این حال در جایی که ما می خواهیم امنیت بیشتری داشته باشیم. سرعت خوانش در این سیستم ها بسیار بالاست و اما سرعت نوشتن بر روی آن ها کمی کند است.

RAID 5

در این نمونه از Raid ها ما حداقل به سه هارد نیاز داریم با این حال تعداد ۵ هارد تعداد بسیار توصیه شده ای است. در این نمونه از ذخیره‌سازی ما از یک بیت افزونه یا Parity استفاده می کنیم با استفاده از این شیوه، ما تقریبا یک سوم از فضای ذخیره‌سازی خودمان را از دست می دهیم. با این حال اگر یکی از هاردها دچار مشکل شود، بقیه هاردها بدون مشکلی منابع از دست رفته را جایگزین می کنند. این سیستم یکی از بهترین شیوه های ذخیره‌سازی برای مراکز شلوغ به حساب می آید.

در حالت RAID 5، عملیات خواندن و نوشتن بر روی هاردها پخش می شود و این کار سبب می شود که کارآیی عملیات ذخیره‌سازی و هاردها افزایش یابد. یکی از مشکلات این روش آن است که سرعت کاهش پیدا می کند. اما با این حال این روش برای بانک های اطلاعاتی نظیر SQL بسیار مناسب است. اگر قصد ذخیره‌سازی داده ها به شکل فشرده شده را داشته باشیم استفاده از شیوه RAID 5 اصلا توصیه نمی شود. این امر به خاطر وجود بیت Parity در زمان نوشتن اطلاعات است. این کار سبب می شود که بازیابی اطلاعات در هنگامی که بخشی از آن از دست رفته باشید بسیار مشکل باشد.

RAID 10

در این شیوه ما به حداقل ۴ هارد نیازمندیم. در این شیوه اطلاعات به صورت آینه ای ذخیره می شود. مادامی که هر کدام از جفت هاردها فعال باشد، اطلاعات به صورت کامل در دسترس است. با این حال اگر هر دو جفت هارد دچار مشکل شوند، دیگر امکان دسترسی به اطلاعات را نداریم. این شیوه بسیار مطمئن است. و برای بسیاری از مراکز حساس که اطلاعات مهمی را ذخیره‌سازی می کنند استفاده می شود.

در زیر فهرستی از انواع Raid سرورها و ویژگی های آنها ارائه شده است.

RAID 50

این Raid ترکیبی از Raid 0 و Raid 5 است. در اینجا ما برای ذخیره‌سازی به حداقل ۶ هارد نیاز داریم. قابلیت بازیابی اطلاعات در این شیوه بسیار بالاست. کارایی این شیوه به نسب حالت Raid 5 بسیار بیشتر است. این نمونه از Raid دارای ضریب تحمل «۴» است و به همین خاطر یکی از امن ترین سیستم های ذخیره‌سازی به حساب می آید. برای مثال اگر در یکی از آرایه ها یکی از هاردها خراب شود، باز هم ۴ درایو فعال در اختیار ما قرار دارد و به همین علت هیچ مشکلی را در زمینه ذخیره‌سازی نخواهیم داشت و اطلاعات به هیچ عنوان از دست نخواهند رفت.

پیاده‌سازی RAID 50 نیازمند استفاده از کنترلر های سخت افزاری پیشرفته تری است و به همین خاطر ممکن است مشکلات حادتری را در سامانه ذخیره‌سازی ما ایجاد کند. ولی باز همان معادله «امنیت و هزینه» پیش می آید و اینجا باید یک تصمیم درست بگیرید. اگر به نظرتان این سیستم بسیار پیچیده می آید ما استفاده از RAID 5 را به جای آن توصیه می کنیم. این سامانه امکانات بهتری را به شما می دهد.

RAID 6

این نمونه از RIAD ها از دو بیت Parity استفاده می کنند. به این شکل از RAID ها  «Double Parity RAID» هم می گویند. در واقع ساختار آن کاملا مشابه با RAID 5 است اما در اینجا از دو بیت آدرس اضافه استفاده شده است. در این شیوه اطلاعات به صورت الگوریتمی بر روی هاردها توزیع می شوند و در صورتی که حتی دو هارد از بین برود، باز هم سرور می تواند بدون هیچ مشکلی کار خودش را ادامه دهد. ضریب تحمل خطا در این سیستم برابر با «۲» است. به این معنا که برای از دست دادن اطلاعات حداقل باید ۳ دیسک از بین برود. که این تقریبا در بسیاری از مواقع بسیار کم احتمال است.

یکی از خوبی های این سیستم آن است که در آن یک هارد به نام Hot Spare وجود دارد. این هارد می تواند به سرعت جایگزین درایو از کار افتاده شود. برای راه‌اندازی این RAID ما نیازمند ۴ هارد هستیم.

RAID 60

همانطور که از نام این Raid پیداست آن ترکیبی از Raid 0 و Raid 6، است. در صورتی که از این سیستم استفاده کنیم باید از حداقل ۸ هارد درایو بهره ببریم.

در این مقاله انواع raid در سرور ها را بررسی کردیم. اما هنوز مطالب زیادی برای ما به جا مانده است. برای آنکه بحث به درازا نکشد. ادامه مطلب را در مقالات آینده ادامه خواهیم داد. اما در کل شیوه ذخیره‌سازی به همان صورتی است که در این جا به آن اشاره کردیم. گرچه با توسعه سیستم های ذخیره‌سازی جدید کمی در ساختارهای راید کنترلرهای جدید تغییراتی ایجاد شده است که در مقالات آینده بیشتر درباره آنها صحبت خواهیم کرد.