انواع سطوح RAID هارد دیسک ها-قسمت دوم

اگرتاکنون به دنبال خرید یک سرور سخت افزاری ویا تجهیزاتی مثل NAS یا SAN بوده اید حتما با واژه RAID برخوردکرده اید. چه بخواهید و چه نخواهید اگر به دنبال بالا بردن کارایی و مقابله با Data Loss در سرورها و تجهیزات ذخیره سازی خود باشید

به معماری به نام RAID نیاز خواهید داشت. اما نکته مهم در این خصوص این است که ما انواع و اقسام RAID در سطوح مختلف داریم که هر کدام برای برطرف کردن یک سری از نیازهای ما طراحی شده اند.

(انواع سطوح RAID هارد دیسک ها-قسمت دوم)

معرفی RAID Level 1

RAIL Level 1 به اسامی Disk Mirroring یا Mirror هم معروف است. همانطور که از نامش هم پیداست در این نوع RAID حداقل دو دیسک استفاده می شود و همانطور که در معنی کلمه Mirror مشخص است، هر چیزی که در یک دیسک کپی می شود

در دیسک دوم نیز عینا کپی می شود و دیسک دوم دقیقا مشابه اطلاعاتی را دارد که در دیسک اول نوشته می شود. زمانیکه اطلاعات در یک دیسک کپی می شود، بصورت همزمان همان اطلاعات بر روی دیسک دیگر نیز نوشته می شود و همین امر یعنی

در RAID Level 1 ما خطاپذیری یا Redundancy را داریم و در صورت خراب شدن و از بین رفتن یکی از دیسک ها، عین داده ها در دیسک دیگر وجود دارد و می توانیم در ادامه از داده هایمان استفاده کنیم. این نوع RAID یکی از ساده ترین و پرکاربرد

ترین نوع RAID می باشد که با کمترین هزینه قابل پیاده سازی و استفاده است.

(انواع سطوح RAID هارد دیسک ها-قسمت دوم)

مزایا و مشخصات :

• هنگام سیکل نوشتن , گویی اطلاعات روی یک دیسک نوشته می شود (در صورتیکه عملأ بر روی دو دیسک نوشته می شود . مانند RAID0 ) ولی عمل خواندن , ازهر دو دیسک انجام می شود ( کاهش ترافیک گذرگاه – نوشتن بر روی هر دو دیسک ولی خواندن مجزا )
• قابلیت برگرداندن ۰ داده ها هنگام بروز مشکل برای یک دیسک .
• در نرخ انتقالات داده تغییر محسوسی نداریم. (یعنی وجود دو دیسک تفاوتی با یک دیسک ندارد ) .
• در شرایط خاص RAID1, توانایی تحمل خرابی بیش از یک دیسک را نیز دارد .
• ساده ترین طراحی در تکنولوژی RAID (مدار مربوط به Parity وجود ندارد )

معایب :

• بیشترین تعداد هارد دیسک در میان انواع RAID (بسته به انتخاب User )
• هزینه بالا
• اگر شما در این نوع RAID دو عدد هارد دیسک ۱ ترابایتی استفاده کنید تنها قادر به استفاده از ۱ ترابایت از حداکثر ظرفیت ممکن که ۲ ترابایت است خواهید بود زیرا اطلاعات همزمان دو برابر فضای معمول از دیسک ها استفاده می کنند

معرفی RAID Level 5

در این تکنیک همانند RAID Level 0 داده ها بصورت Striped یا ریز ریز شده در بین دیسک ها ذخیره می شوند و علاوه بر اینکار قابلیت Parity نیز بر روی دیسک ها نوشته می شود. در صورتیکه یکی از هارد دیسک های ما دچار مشکل و اختلال شود،

داده های ما از سایر دیسک های موجود قابل بازیابی خواهد بود و اینکار توسط همان Parity انجام می شود که صحبت کردیم، معمولا اینکار بصورت خودکار با اضافه شدن هارد دیسک جدید انجام می شود و مهمترین نکته در خصوص RAID Level 5

این است که در زمان خارج کردن هارد دیسک مشکل دار و جایگزینی آن، سازمانی کاری و روند سرویس دهی سرور شما دچار اختلال نخواهد شد.

یکی از مهمترین نکات مثبتی که در خصوص RAID Level 5 وجود دارد این است که به سرورها و NAS Storage ها قابلیت Hot Swappable را می دهد، قابلیت Hot Swappable به این معنا است که شما می توانید یک هارد دیسک مشکل دار را از روی

سرور یا NAS Storage خارج کرده و هارد دیسک جدید را وارد کنید و در این حین به هیچ عنوان نیازی به خارج کردن سرور از مدار یا خاموش کردن و Restart کردن دستگاه نیست و همین موضوع باعث می شود سرویس دهی به کاربران قطع نشود.

استفاده از RAID Level 5 در سرورهایی که هم برایشان سرعت و هم کارایی و هم Fault Tolerance یا خطا پذیری مهم است پیشنهاد می شود.

دیسک های داده مجزا و Parity توزیع شده در دیسکهای Data سرعت انتشار : ۱۵۸ مگابایت بر ثانیه

مزایا و مشخصات :

• 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.
• سیکل خواندن بسیار سریع (ترافیک کمتر در گذرگاه )
• سیکل نوشتن متوسط (محاسبات مربوط به Parity )
• قابلیت و اطمینان بالا (وجود ECC )

معایب :

• خرابی در یک دیسک در خروجی تاثیر ندارد.
• طراحی پیچیده مدار کنترلی
• مشکل در برگرداندن داده ها هنگام بروز اشکال

کاربرد:

• در سیستمهای Server و بانکهای اطلاعاتی ISPها

معرفی RAID Level 6

یکی از نقاط ضعفی که در RAID Level 5 وجود دارد این است که با از بین رفتن دو عدد هارد دیسک که در مجموعه RAID ما قرار گرفته اند، کل داده های ما از بین می رفت و RAID Level 5 تنها قابلیت ریکاوری داده ها در زمانی را دارد که یکی از هارد

دیسک های ما Fail شود. اما در RAID Level 6 این نقطه ضعف برطرف شده است. در واقع RAID Level 6 یک ویژگی اضافه شده به RAID Level 5 است که این امکان را می دهد که در صورتیکه دو عدد از هارد دیسک های مجموعه RAID از بین رفتند

همچنان قابلیت ریکاوری داده ها را داشته باشیم. طبیعی است که حداقل تعداد هارد دیسک های که برای پیاده سازی این نوع RAID مورد نیاز است از RAID Level 5 بیشتر است. این نوع RAID به ندرت در سازمان ها و شرکت های کلان مورد استفاده

قرار می گیرد.

دیسکهای داده ها مجزا با دو Parity توزیع شده مجزا

مزایا و مشخصات :

• RAID6 در واقع نسخه پیشرفته RAID5 می باشد که تصحیح و کنترل خطا را بهبود می بخشد. این ویرایش RAID اطمینان و توانایی بالا در زمینه data storage فراهم می کند.
• بهترین انتخاب برای کاربردهای بحرانی و حساس
• نقل و انتقال غیر همزمان و دارای کنترل گرهای مستقل.
• درایو مجزا برای ذخیره کردن اطلاعات مربوط بهParity
• برخورداری از سیستم Open System و استفاده از گذرگاهSCSI
• گذرگاه Cache داخلی با سرعت بالا (X-bus )
• دیسک های خواندن و نوشتن از امکان Choching استفاده میکنند.
• تکنولوژی مدار تولید Parity تا حدودی با سایر انواع Raid تفاوت دارد .
• امکان Hot SwapingOpen system : به سیستمی اطلاق می شود که قابلیت سازگاری با سخت افزارها و نرم افزارهای مختلف را داشته باشد و امکان کار کردن در سیستمهای مختلف را به راحتی داشته باشد .

معایب :

• طراحی مدار کنترلی بسیار پیشرفته و پیچیده .
• سیکل نوشتن بسیار کند ( دوبار محاسبه مربوط به Parity )
• نیاز به N+2 درایو دیسک سخت . بدلیل دارا بودن حالت Parity دو بعدی . (N تعداد دیسکهای سخت در حالت معمولی )
• ادغام اطمینان بالا با قابلیت بالاRAID 7

معرفی RAID Level 10

RAID Level 10 در واقع باید بصورت RAID Level یک و صفر خوانده شود زیرا ترکیبی از RAID Level 1 و RAID Level 0 است، این نوع RAID معمولا به شکل RAID 1+0 نمایش داده می شود. در اینجا قابلیت Mirror کردن RAID Level 1 با قابلیت

Striping در RAID Level 0 ترکیب شده اند. در این نوع RAID شما بهترین حالت کارایی یا Performance را تجربه خواهید کرد اما هر که بامش بیش برفش بیشتر، برای پیاده سازی RAID Level 10 شما هزینه بیشتری برای پیاده سازی نیاز دارید زیرا

حداقل تعداد هارد دیسک هایی که برای پیاده سازی این نوع RAID استفاده می شود ۴ عدد است.

این نوع RAID برای سرورهای پایگاه داده ای که دارای فرآیند های نوشتن و خواندن زیادی هستند بسیار مناسب است. RAID Level 10 را می توان هم بصورت نرم افزاری و هم بصورت سخت افزاری پیاده سازی کرد اما در صورت پیاده سازی بصورت نرم

افزاری بسیاری از قابلیت هایی که در این نوع RAID برای بالا بردن کارایی و سرعت پیاده سازی شده است از بین خواهد رفت بنابراین بهترین گزینه برای پیاده سازی این نوع RAID با استفاده از RAID Controller سخت افزاری است.

RAID10 بسیار شبیه به RAID 0+1 میباشد با این تفاوت که تقسیم بلوکهای اطلاعات بین زوج درایوها انجام میشود. و عملیات Mirroring در هر زوج از درایوها صورت میگیرد، یعنی درایو یک و درایو دو RAID1 شده و Mirror هستند. درایو سه و درایو

چهار نیز mirror یکدیگر هستند. این دو مجموعه درایو به صورت Strip تنظیم شده و با هم کار میکنند.

سرعت انتشار : ۲۴۳ مگابایت بر ثانیه

مزایا و مشخصات :

• عمل تکه تکه کردن بلوکهای داده همانند Raid1 انجام می پذیرد.
• تصحیح و کنترل خطا نیز مانند Raid2 می باشد.
• نرخ انتقال بالا
• در شرایط معین , امکان تحمل خرابی چند دیسک در این نوع RAID وجود دارد.

معایب :

• بسیار گران قیمت
• منبع تغذیه حتمأ باید متصل به ups باشد .
• جابجایی درایوها باید به صورت موازی انجام گیرد .
• سیستمهای Server و بانکهای اطلاعاتی .