رید چیست؟ معرفی انواع سطوح RAID

ما در این مقاله تصمیم داریم به معرفی انواع رید و ویژگی های آنها بپردازیم. اما رید (Raid) چیست؟ این سوالی است که پیش از هر چیزی باید به آن پرداخته و پاسخ مناسب آن را پیدا کنیم. اینکه raid در مادربرد چیست و بررسی آموزش رید کردن هارد سرور می تواند در کیفیت کار ما تاثیر بسزایی داشته باشد.

این تکنولوژی به منظور افزایش سرعت و امنیت در ذخیره سازی داده ها روی هارد دیسک به کار می رود. به همین دلیل شناسایی بهترین نوع raid و استفاده صحیح از آن می تواند تاثیر زیادی روی انتخاب سرویس میزبانی و در نهایت روی عملکرد شما داشته باشد. تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید تا بتوانید به شناخت خوبی درباره این تکنولوژی با اهمیت دست پیدا کنید.

رید چیست ؟

رید مخفف عبارت Redundant Array Of Inexpensive Disks است که گاها با نام Redundant Array Of Independent Disk نیز شناخته می شود. معنای لغوی رید (Raid) آرایه افزونه دیسک های مستقل است. اما اگر بخواهیم آن را به شکلی جامع تر توضیح دهیم، باید آن را تکونولوژی ترکیب چند هارد دیسک به یکدیگر دانست.

با این کار داده هایی که قرار است در یک هارد دیسک ذخیره شوند، به صورت یکسان در دیسک های متصل شده به هم در یک رید ذخیره می شوند. این کار باعث بالا رفتن سرعت، ظرفیت، بهبود عملکرد و حفظ داده ها در هنگام وقوع آسیب در دیسک ها می شود. البته دقت داشته باشید تکنولوژی های دیگری نیز برای حفظ اطلاعات وجود دارد همچون بکاپ گیری های منظم در سرورهای مجزا که در صورت خرابی هارد دیسک اصلی، اطلاعات به هیچ وجه از دست نخواهد رفت.

تاریخچه رید چیست ؟

اصطلاح رید برای اولین بار در سال ۱۹۸۷ توسط دیوید پترسون، رندی کتز و گارث گیبسون به جهانیان معرفی شد. آنها بر این باور بودند که استفاده از چند  بخش مستقل و در دسترس در کنار هم می تواند عملکرد هارد دیسک اصلی را بهبود ببخشد. علاوه بر این نگهداری اطلاعات در چندین هارد می تواند خیال افراد را بابت حفظ اطلاعات روی هارد دیسک ها در هنگام مواجه با مشکلات سیستمی راحت کند.

این نظریه مورد بررسی و بحث قرار گرفت و با گذشت زمان تکامل پیدا یافت. در حال حاضر رید بندی هارد یکی از تکنولوژی های پرکاربرد در جهان است. البته درست است که اصطلاح رید برای اولین بار توسط این گروه ۳ نفره معرفی شد، اما قبل از آن افرادی مثل پتنتی یا شرکت Digital Equipment نیز روی این نظریه کار کرده بودند. اما با گزارش این گروه ۳ نفره بود که یک تعریف کامل و یکپارچه درباره رید (Raid) ارائه شد.

رید (RAID) چگونه کار می کند؟

تا اینجا سعی شده است تا به خوبی به سوال رید چیست ؟ پاسخ داده شود. اکنون قصد داریم شما را با نحوه کار با آن اشنا کنیم. در یک Raid بسته به نوع آن از هارد دیسک های مشخصی استفاده می شود و همین امر سبب تفاوت میان ریدهای مختلف موجود در بازار می شود. هر یک از این ریدها با نام سطوح مختلف Raid شناخته می شوند. تفاوت سطوح مختلف رید به ویژگی های ایجاد شده توسط ترکیب هارد دیسک ها بستگی دارد. این ویژگی ها عبارتند از:

• تحمل خطا (Fault Tolerance) رید چیست ؟
  یکی از اصلی ترین هدف های رید ایجاد امکانی برای حفظ اطلاعات در برابر بروز هرگونه مشکل در هارد دیسک بوده است. شکل های مختلف رید در بحث مقاومت در برابر ایجاد مشکل در هارد دیسک با یکدیگر تفاوت دارند.
• عملکرد (Performance) چیست؟
  از آنجایی که از چند هارد دیسک در یک رید استفاده می شود، سرعت پردازش داده ها به شکل موثری افزایش پیدا می کند و شاهد عملکرد خوبی خواهیم بود. حال با توجه به نوع رید (Raid) نوع عملکرد نیز متفاوت خواهد بود.
• ظرفیت (capacity) چیست؟
  ظرفیت مورد دیگری است که با توجه به نوع رید تغییر خواهد کرد. تعداد هارد دیسک های ترکیب شده در یک رید و همچنین نوع اتصال میان آنها می تواند ظرفیت های مختلفی را ایجاد نماید.

RAID چگونه سازماندهی می شود؟

پس از بررسی رید چیست و نوع عملکرد آن، زمان آن رسیده است که جزئیات بیشتری را درباره Raid به شما ارائه دهیم. در بحث سازماندهی یک رید به طور کلی باید دو جنبه مختلف را در نظر گرفت:

1. تکنیک ذخیره سازی
2. اجرای رید

۱- سازماندهی داده ها در یک آرایه (تکنیک های ذخیره سازی در رید)

به طور کلی برای ذخیره سازی داده های روی یک رید از ۴ روش اصلی استفاده می شود. این روش ها عبارتند از:

تکنیک striping رید چیست ؟ در این روش داده ها به اندازه های مشخص و یکسانی تقسیم می شوند. به اندازه تعیین شده اصطلاحا اندازه بلوک گفته می شود. بعد از تقسیم داده در اندازه بلوک یکسان، زمان قرار دادن این بلوک ها روی رید به صورت یک به یک فرا می رسد. ذخیره سازی اطلاعات به این روش می تواند عملکرد را بهبود بخشد.

تکنیک mirroring رید چیست ؟ یکی دیگر از روش های ذخیره سازی اطلاعات، mirroring است. در این روش نسخه های یکسان داده به صورت همزمان روی همه هاردهای یک رید ذخیره می شوند. بدین ترتیب علاوه بر بهبود عملکرد، تحمل خطا (Fault Tolerance) نیز به شکل مناسبی افزایش پیدا می کند.

تکنیک parity رید چیست ؟ هنگام استفاده از تکنیک parity، داده ها همانند striping به بلوک های یکسان تقسیم می شوند. اما به طور همزمان از روش چکسام (checksum) نیز در آن استفاده می شود. در این روش یک تابع برابری مشخص برای بلوک های داده تعریف می شود. به همین دلیل زمانی که هاردی دچار مشکل می شود، بلوک از بین رفته به کمک چکسام دوباره محاسبه می گردد. این امر سبب بالا رفتن تحمل خطا در یک رید خواهد شد.

چک سام (Checksum) در واقع قسمتی از یک فایل داده است که از فایل در برابر تغییراتی که ایجاد می شود، محافظت می کند. چک سام در ابتدا بر اساس یک الگوریتم مشخص تعداد بایت یا بیت های یک فایل را محاسبه می کند. سپس در صورت بروز هر گونه تغییری در محتوای فایل، این تغییر را به شما گزارش می دهد.

ترکیبی از سه تکنیک عنوان شده: گاهی می توان از ۳ روش بیان شده در کنار هم استفاده کرد و از آن به عنوان یک تکنیک ذخیره سازی دیگر یاد کرد.

۲- اجرای رید (RAID)

برای ترکیب هارد دیسک ها و ساخت یک رید می توان از دو روش نرم افزاری و سخت افزاری استفاده نمود.

ساخت رید به روش نرم افزاری

در این روش از سیستم عامل برای اجرای یک رید استفاده می شود. به همین دلیل این روش اجرایی را نرم افزاری می دانیم.

مزایا:

• از نظر قیمت بسیار به صرفه تر از روش دیگر است. چرا که نیازی به خرید یک سخت افزار مجزا نیست.

معایب:

• به دلیل استفاده از منابع سیستم در حالت نرم افزاری، کارایی و سرعت کاهش پیدا می کند.
• تقریبا همه سیستم عامل ها قابلیت ایجاد یک رید را دارند. اما از همه سطوح رید پشتیبانی نمی کنند.
• به دلیل قرار گرفتن روی سیستم عامل برای اجرا از CPU سیستم میزبان استفاده می کند.
• به دلیل استفاده از سیستم عامل امکان بوت کردن سیستم برای برخی از سطوح رید وجود ندارد.
• امکان تعویض هارد بدون نیاز به خاموش کردن دستگاه وجود ندارد. به همین دلیل در جاهایی که نیاز است سیستم به صورت مداوم در دسترس باشد، نمی تواند مورد استفاده قرار گیرد.