بررسی RAID و تعریف انواع آن

بررسی raid

بررسی RAID و تعریف انواع آن

بررسی RAID و تعریف انواع آن (رید هارد دیسک)

اصطلاح RAID برگرفته از عبارت Redundant Array of Independent Disks به معنای آرایه ای افزونه از دیسک های مستقل و مجزا است. این تکنولوژی برای مجازی سازی متعدد هارد دیسک های مستقل به یک یا چند آرایه برای بهبود عملکرد، ظرفیت و دسترسی است.

استفاده از RAID به این دلیل صورت می گیرد که با قرار دادن داده ها بر روی بیش از یک عدد هارد دیسک، عملیات ورودی و خروجی به یک همپوشانی خاص رسیده که در نتیجه باعث افزایش کارایی می شود، افزایش کارایی سیستم یعنی افزایش سرعت خواندن و نوشتن.

اما هدف از این تکنولوژی، ریکاور کردن دیتا در اثر Fail شدن هارد دیسک است.

یعنی اگر یک هارد دیسک دچار مشکل شود سیستم می تواند کار سرویس دهی خود را ادامه بدهد. در صورتی که هاردها RAID شوند، سیستم عامل آن ها را به عنوان یک هارد واحد شناسایی خواهد کرد.

رید (RAID) چه کاربردی دارد؟

مرحله (level) های گوناگون تکنولوژی RAID می‌تواند باعث افزایش سرعت یا افزایش تحمل خطا یا هر دو گردد و به این ترتیب باعث افزایش کارایی آرایه می‌شود.

افزایش سرعت

در برخی از نوع های RAID (که در پایین گفته شده)، داده‌ها به صورت قطعه قطعه در هاردها ذخیره می‌شوند، به این تکنولوژی Data striping گفته می‌شود.

روش کار به این صورت است که کنترلر RAID (چه به صورت سخت افزاری و چه نرم افزاری)، فایل‌ها و داده‌ها را تکه تکه کرده سپس بر روی هاردهای خود ذخیره می‌کند.

در روش عادی که یک هارد داریم، اگر یک فایل را ذخیره سازی کنیم یا آن را بخوانیم، واحد Input/Output (به اختصار I/O) هارد مجبور است کل داده‌های فایل را ذخیره کرده یا تحویل دهد.

اما در حالت RAID، فایل‌ها تکه تکه شده بنابراین کار بین هر یک از واحدهای I/O هارد دیسک ها تقسیم می‌شود و به این ترتیب سرعت خواندن/نوشتن تا حد بسیار زیادی بهینه شده و افزایش می‌یابد.

افزایش تحمل خطا و امکان بازیابی

در برخی دیگر از نوع های RAID که به عنوان پشتیبان شناخته می‌شوند، همان داده‌ها به صورت موازی بر روی چندین هارد دیسک ذخیره می‌شود.

این یعنی با نابود شدن اطلاعات یک هارد، از طریق هارد دیگر می‌توانیم اطلاعات را بازیابی کنیم. همچنین این استانداردها از Error correcting code و بیت‌های توازن هم برای تصحیح خطای داده‌ها استفاده می‌کنند.

بیت توازن (parity): داده‌هایی است که از حاصل XOR دو داده (مثلاً در دو دیسک جدا) بوجود آمده و با آن می‌توان در صورت از بین رفتن هر یک از این دو داده اصلی، با استفاده از داده موجود و بیت توازن، داده از دست رفته را بوجود آورد.

در روش عادی که یک هارد داریم، وقتی فایلی آسیب ببیند یا قسمتی از هارد به صورت فیزیکی خراب شود، دیگر بازگرداندن اطلاعات آن تقریباً ناممکن است حال آن که در RAID خیلی راحت می‌توانیم اطلاعات را از یک دیسک دیگر برگردانیم.

انواع رید (RAID)های استاندارد

RAID بر اساس ساختار به چندین نوع مختلف تقسیم می شود که هر کدام با توجه به نیاز کاربر و شرایط هر شبکه، مورد استفاده خاص خود را دارند. که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد :

RAID 0
RAID 1
RAID 2
RAID 3
RAID 4
RAID 5
RAID 6
RAID 1+0
RAID 03/ RAID 53
RAID 50
RAID 7
Adaptive RAID
RAID S

تفاوت RAID ها

نحوه انتخاب نوع آن و این که چه مدلی از آن برای چه اپلیکیشنی مناسب تر است را می توانید در جدول زیر ببینید.

آموزش Raid هارد سرور

آموزش Raid هارد سرور

 نحوه تنظیم هارد دیسک بر روی سرورها

به طور کلی برای تنظیم هارد دیسک ها و  RAID، سه نرم افزار ACU ,SSA و ORCA وجود دارد که جدیدترین آنها SSA است که بر روی سرور hp مدل های G9 برای تنظیم RIAD و دیگر تنظیمات مربوط به هارد دیسک ها استفاده می شود.

برای ورود به این نرم افزار ابتدا باید وارد Intelligent Provisioning و سپس وارد SSA شد. برای تنظیم و استفاده از هارد دیسک ها ابتدا Array و سپس Logical ساخته می شود.

RAID 0

RAID 0 یا Stripping (نواری)، اطلاعات را به قسمت های مساوی به نام Stripe یا Chunk (نواری و قطعه قطعه) تقسیم کرده و هر قسمت را روی یک هارد ذخیره می کند در واقع بین مجموعه هاردهای موجود در آرایه توزیع و ذخیره می کند.

این کار باعث می شود همزمان چندین هد کار کند و در نتیجه کارایی افزایش می یابد. برای تنظیم آن به حداقل ۲ هارد دیسک نیاز است. در این نوع RAID هیچ نوعی از افزونگی وجود ندارد و ضریب خطای آن صفر است و در بین تمام RAID ها سریع ترین نوع محسوب می شود.

آموزش Raid 0

آموزش Raid 0

RAID 1

این RAID به نام Mirror یا آینه ای نیز شناخته می شود و حداقل به ۲ هارد دیسک جهت راه اندازی نیاز دارد و تعداد هارد دیسک ها باید زوج باشد.

در این مدل، ثبت اطلاعات روی هر دو دیسک انجام می شود بدین گونه که دیتا روی یک هارد دیسک دخیره می شود و سپس همان دیتا روی هادر دیسک دیگری رایت می شود. به عنوان مثال اگر ۴ هارد دیسک را با این روش RAID کنیم، دو هارد دیسک کپی دیتای دو هارد دیسک دیگر می شود.

این مدل ذخیره سازی دیتا باعث می شود اگر نصف تعداد هارد دیسک ها از بین برود سیستم بدون وقفه بتواند کار سرویس دهی خود را انجام دهد. ولی ایراد آن این است که نصف فضای مفید ذخیره سازی را از دست خواهیم داد و در واقع روشی گران قیمت اما برای سیستم عامل مناسب است.

در این نوع RAID اطلاعات همزمان می تواند از روی دو هارد خوانده شود و به همین علت سرعت خواندن در این ساختار بالاست. اما سرعت نوشتن بر روی هارد در این ساختار هم اندازه سرعت نوشتن اطلاعات بر روی یک تک هارد است.

آموزش Raid 1

آموزش Raid 1

 RAID 5

این نوع RAID نیاز به حداقل ۳ هارد دیسک دارد اما برای افزایش کارایی توصیه شده است که از ۵ هارد استفاده شود.

اطلاعات، روی دو هارد دیسک اول و دوم ذخیره می شود و سپس محاسباتی روی دیتا انجام داده و با نام بیت افزونه یا Parity آن را روی هارد سوم ذخیره می کند.

در دفعات بعدی Parity را روی هارد دیسک ها می چرخاند. در این نوع RAID حدودا فضای یک هارد دیسک را از دست می دهیم و چنانچه یک هارد دیسک به هر دلیلی دچار مشکل شود، سیستم بدون وقفه به ادامه کار خود می پردازد.

پس از اینکه یک هارد دچار مشکل شد می توان یک هارد جدید روی server (سرور hp ) قرار داد و دیتا روی آن شروع به ریکاور شدن می کند.

تحمل پذیری در برابر خطا در این مدل RAID در حد یک هارد دیسک است و چنانچه هارد دوم دچار مشکل شود ، اطلاعات از بین می رود. معماری این RAID به گونه ای است که عملیات خواندن و نوشتن بر روی هارد ها پخش می شود این امر باعث می شود که مجموع کارایی هارد ها از کارایی یک هارد به مراتب بیشتر باشد.

سرعت خواندن و نوشتن در 5 RAID نسبت به RAID 0  پائین تر و نسبت به RAID 1 و بالاتر است.

این RAID مناسب برای پایگاههای داده مانند SQL است. این RAID برای سیستم هایی که عملیات نوشتن زیاد و فشرده بر روی هارد ها دارند، اصلا گزینه مناسبی نیست زیرا عملیات تولید بیت افزونه Parity در زمان نوشتن اطلاعات کمی زمان بر است همچنین زمانی که یک هارد از مجموعه هارد ها Fail شود زمان زیادی برای بازنشانی اطلاعات لازم است.

آموزش Raid 5

آموزش Raid 5

 RAID 50

این نوع از RAID برای سیستم هایی که عملیات نوشتن زیادی بر روی هارد ها دارند بسیار مناسب است. حفاظت از سلامت اطلاعات و همچنین قابلیت بازیابی آن نسبت به RAID 5 به مراتب بیشتر است.

کارایی این RAID نسبت به RAID5 از این جهت بهتر شده است که هر یک Fail فقط بر یک آرایه از اطلاعات تاثیر می گذارد.
اگر Fail شدن اطلاعات در آرایه های مختلف RAID رخ دهد قابلیت تحمل این RAID عدد 4 خواهد بود.

RAID 50 جهت پیاده سازی نیاز به کنترلر سخت افزاری پیشرفته دارد که شاید این مورد را بتوان به عنوان یکی از معایب عمده آن در نظر گرفت.

اما زمانی که شما با اپلیکیشن هایی سر و کار دارید که اطلاعاتشان بسیار حیاتی است و امنیت آن ها از درجه اهمیت بالایی برخوردار است توصیه می شود از این نوع RAID استفاده نمایید.

آموزش Raid 50

آموزش Raid 50

RAID 10

برای راه اندازی این RAID حداقل ۴ هارد دیسک نیاز است و به این صورت عمل می کند که داده ها را بین هارد های آینه ای شده به صورت نواری توزیع می کند.

مادامی که یک هارد دیسک از هر جفت هارد آینه ای شده ، فعال باشد اطلاعات قابل بازیابی هستند. اما اگر هر دو هارد از یک جفت آینه ای Fail شوند، اطلاعات به دلیل عدم وجود بیت افزونه (Parity) دیگر قابل دسترس نخواهد بود.

آموزش Raid 10

آموزش Raid 10

RAID 6

RAID 6 به نام RAID با بیت افزونه دوتایی (Double Parity RAID) هم معرفی می شود که در واقع از ساختار آن بر گرفته شده است. نحوه ذخیره سازی اطلاعات مانند RAID 5 است با این تفاوت که این RAID از دو بیت افزونه استفاده می کند یعنی Parity را دوبار و با دو شیوه مختلف محاسبه کرده و روی دو هارد دیسک مختلف پراکنده می کند.

این کار باعث می شود چنانچه دو هارد دیسک نیز از بین برود سیستم بدون وقفه بتواند به ادامه کار خود بپردازد. در واقع قابلیت تحمل خطای این RAID، عدد 2 است بدان معنا که اگر دو هارد به طور کامل Fail شوند، باز هم قابلیت بازیابی اطلاعات در آن وجود دارد.

در صورتی که 3 هارد دیسک دچار مشکل شود دیتا از دسترس خارج خواهد شد. در RAID 5 ضریب اطمینان در حد یک هارد دیسک است.

در صورت از بین رفتن یک یا دو هارد دیسک یک مقدار افت کارایی خواهیم داشت و به همین دلیل می توان هارد Hot Spare قرار داد تا سریعا جایگزین هارد Fail شده شود. در RAID 6 حداقل 4 هارد مورد نیاز است.

آموزش Raid 6

آموزش Raid 6

RAID 60

این نوع RAID ترکیبی از RAID 0 و RAID 6 است و به گونه ای دیگر می توان این طور در نظر گرفت که اطلاعات را بین دو دسته هارد که RAID 6 شده اند به صورت نواری توزیع می کند. برای راه اندازی این مدل از RAID حداقل به 8 عدد هارد نیاز خواهد بود.

آموزش Raid 60

آموزش Raid 60

انواع دیگر رید های غیر استاندارد مانند RAID7، RAID53و … نیز وجود دارند که کاربرد آن‌ها برای نیازهای مختلف، متفاوت است.


شرکت فاوا افزار اولین وارد کننده سرور HPE DL380 G10 در ایران با ارائه 5 سال خدمات پس از فروش رایگان سرور HP DL380 G10 و یکسال گارانتی بی قید و شرط تمامی سرور های اچ پی (سرور HP : سرور HP DL380 G9 , سرور HP DL360 G10 , سرور HP DL360 G9 , سرور HP DL580 G10 , سرور HP DL580 G9 , سرور HP DL180 G9 , سرور HP DL80 G9 , سرور HP DL160 G9 , سرور HP DL20 G10 , سرور HP DL120 G9 ) در ایران میباشد . با ما در تماس باشید .

اشتراك گذاری نوشته

دیدگاه (3)

  • neda

    خیلی خوب و مفید بود

    24, دسامبر ,2018 در 2:41 ق.ظ
  • حسین

    کامل و مفید بود

    25, دسامبر ,2018 در 8:28 ب.ظ
  • mona

    ممنون بابت اطلاعات کاملتون

    26, دسامبر ,2018 در 2:48 ب.ظ

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *