چرا باید از RAID ریدها استفاده کنیم ؟

نقیمت بالای ریکاوری یا RAID هارد HDD ؟

رید RAID چیست ؟

RAID برای ایجاد یک مجموعه ی واحد از چند هارد دیسک HDD

برای کم کردن قیمت هزینه های ثانویه و نیز افزایش کارایی هارد به کار میرود.

رید RAID در سال 1987 توسط سه دانشمند در عرصه تکنولوژی با نام های دیوید پترسون و رندی کتز و گارث آلن گیبسون برای استفاده در بهترین حالت هارد مطرح شد.

RAID رید تکنولوژی

RAID مخفف اصطلاح Redundant Array of Independent Disks می‌ باشد.

با قرار دادن چند HDD در کنار هم ,سپس  RAID آنها همه هارد دیسک ها به یک مجموع واحد تبدیل میشوند

و سیستم عامل، همه آن ها را به عنوان یک هارد واحد نمایش میدهد.

به زبان ساده RAID درواقع تکنولوژی مجازی ساخت یک مجموعه ای برای ذخیره اطلاعات است.

برای شناسایی تعداد زیادی هارد بعنوان یک هارد توسط سیستم، باید این HDD ها به روشی به هم متصل شوند.

این روش که به صورت نرم ‌افزاری یا سخت‌ افزاری است ، با نام RAID مشهور است.

نکته (رید RAID نرم افزاری ممکن است با سیستم سازگار نباشد و رید سخت افزاری هزینه زیادی دارد)

رید ( RAID ) ها دارای سطح بندی متفاوتی هستند , بسته به اینکه چه نوع RAID نیاز داریم ،

می توان از مزایای آن :

• افزایش کارایی هاردها
• امنیت اطلاعات با رید RAID هارد و کم کردن قیمت و هزینه های ثانویه ریکاوری
• یا مجموعه ای از افزایش کارایی و امنیت اطلاعات

بهره ببریم.

این تکنولوژی RAID را اغلب در انواع :

• وب سرور
• کامپیوتر های شخصی
• ایجاد رید RAID در مواردی خاص که نیاز به افزایش کارایی و بالا بردن سرعت پردازش هارد HDD و امنیت اطلاعات با قیمت و هزینه کمتر دارند

به کار میبرند.

عملیات RAID کردن هاردها را میتوان بسیار ساده و ابتدایی در محیط ویندوز و از راه Disk Management

یا مرحله حرفه ‌ای , با استفاده از کارت ‌های HBA  انجام داد

اما با هر روشی ساختار کلی که در هاردها صورت می‌گیرد را RAID مینامیم

RAID از راه Disk Management، به این صورت است که حالت چند هارد را به حالت Dynamic  تغییر میدهیم

و با انتخاب تمام هارد های مورد نظر، آنها را به صورت RAID تنظیم میکنیم

این حالت تنها دو مدل Strip و Spanned را بعنوان RAID میشناسد.

نکته (  در صورت تغییر هر هاردی به حالت Dynamic و در کل در صورت انجام RAID هارد،اطلاعات شما از روی آن پاک میشود.

از انجام مختلف رید RAID چه هدفی داریم ؟

• افزایش امنیت اطلاعات در هارد ها
  

در این حالت اطلاعات کاربران بر روی دو یا بیشتر از دو هارد ذخیره میگردد

و این نشانگر امنیت در RAID است زیرا اگر برای اطلاعات یا دیسک مشکلی پدید آمد

همچنان از طریق سایر هارد HDD های رید RAID خود به اطلاعات دسترسی داریم قیمت و هزینه ی کمتری را پرداخت کریدم .

• افزایش کارایی اطلاعات و سرعت ورودی و خروجی هاردها
  

این امکان برای کنترلر هست که اطلاعات را به دو قسمت تقسیم و هر یک از بخش ها را در یک هارد قرار دهد

و با این رید دسترسی به اطلاعات برای READ/WRITE دو برابر میگردد.

• افزایش ظرفیت هارد
  

میتوان دو یا چند هارد دیسک با هم RAID شوند و یک حافظه ی قوی برای ذخیره سازی اطلاعات ایجاد کنند.

انواع ثبت اطلاعات در رید : RAID

• HDD Mirroring

Mirroring یا حالت آیینه یعنی اطلاعات در بیش از یک هارد ذخیره شوند.

در این حالت هاردها محتوای یکسانی دارند.

زمانی درایو اولی به مشکلی برخورد کند ، عملیات READ/WRITE اطلاعات به شکل مستقیم در هارد دوم انجام می شود.

عملیات خواندن هارد Mirroring در مقایسه با هارد تنها به دلیل اینکه سیستم شما ، اطلاعات را از چندین هارد و در یک زمان می خواند سریعتر است.

در مقابل عملیات نوشتن از آنجایی که اطلاعات باید در چند هارد به جای یک هارد نوشته شوند، کند تر می باشد.

بازسازی اطلاعات در هارد mirror شده بسیار راحتاست زیرا براحتی اطلاعات از هارد سالم به هارد جدید کپی می شوند .

هنگام بازسازی اطلاعات سرعت خواندن کاهش پیدا می کند . زیرا فقط  یک هارد mirror در دسترس است.

• HDD Striping

عملیات جداسازی اطلاعات از چندین هارد است.

در این حالت اطلاعات را در دو هارد قرار می دهد و تنها کارآیی را افزایش می دهد.

عملیات READ/WRITE در هارد Striping نسبت به هارد های تکی سریع تر می باشد.

• HDD Error correction

اطلاعات parity به شکلی در هارد ها ذخیره میشوند که به آن ها اجازه پیدا کردن و احتمال تصحیح مشکلات را بدهد

و این نوع رید تکنولوژی تصحیح خطا بشمار می آید.

به این شکل که سه نوار اطلاعات در دو دیسک اول تشکیل میشود و parity را در دیسک سومی قرار میگیرد.

هارد HDD Error correction به علت  تکنولوژی آن به تححیح خطا منجر میشود عملیات READ/WRITE را کاهش یا تحت شعاع قرار میدهد.

زیرا هم اطلاعات باید نوشته شود و همزان parity  اطلاعات هم در دیسک دیگری نوشته شود

نکته ( ( parity ) اطلاعات مانند روش نواری به بلاک های یکسان تقسیم و به طور همزمان و با استفاده از تکنیک checksum در RAID ذخیره می‌شوند.

در این تکنیک از تابعی استفاده می‌شود که هنگام بروز خرابی در یک هارد، بلاک از بین رفته را به کمک چکسام دوباره محاسبه می‌کند.)

اما برای حفاظت از اطلاعات مهم باید از این رید استفاده کرد .

• انواع رید RAID :

• Raidاستاندارد
• Raid ترکیبی
• Raid غیر استاندارد

RAID 0 : اولین و راحت ترین و کم قیمت ترین نوع رید RAID است و به صورت معمول بر روی همه ی هارد HDD ها و سیستم‌ عامل ‌ها وجود دارد.

در صورتی که در Disk Management سیستم خود دو هارد را با هم به صورت Dynamic و Strip متصل کرده باشید

در اصل از این حالت RAID استفاده نموده ‌اید.

دو حالت Stripped و Spanned از انواع RAID 0 است.

و در آن تمام هارد ها بدون هیچ هارد جایگزینی ، به صورت متوالی به هم متصل هستند.

این مدل RAID سرعت بسیار بالا دارد و در این حالت رید RAID تقریباً , مجموع تمام حجم هارد ها را د راختیار دارید.

این رید با حداقل دو هارد برای شما در دسترس است .

1 RAID : رید ای که بیشتر در سرور ها استفاده میشود

در این مدل تعداد هارد ها هر چند تا که باشد , باید تعدادشان زوج باشند .

نیمی از هارد هایی که در این نوع رید RAID به کار میبرید حالت رزرو آنلاین هارد های دیگر را دارند.

یعنی اگر بر روی هارد اصلی خود اطلاعاتی ثبت کردید یک کپی از اطلاعات بر روی هارد رزرو کپی میشود.

همچنین سرعت هارد در این نوع رید RAID نصف حالت معمولی است .

ولی با از دست رفتن یک هارد در این سیتم رید RAID یک هارد جایگزین با اطلاعات همان هارد را در اختیار دارید و نیاز نیست درگیر قیمت و هزینه ی ریکاوری شوید.

این نوع رید RAID معمولا در Workstation ها  و مراکزی که اطلاعات ارزشمندو مهمی را در خود جای میدهند استفاده میشوند.

RAID 2 : از کد Hamming برای تصحیح خطاها بهره میبرند

از این نوع رید در نواربندی در هارد ها و تامین امنیت اطلاعات و از ECC استفاده می‌کند.

این نوع رید RAID با هزینه بالا و اجرای سخت کمتر مورد اسفاده قرار میگیرد و یک رید غیر استاندارد است.

Raid 3  : در این نوع رید از نواربندی اطلاعات استفاده می‌شود، و یک HDD را برای ذخیره اطلاعات parity اختصاص میدهد.

با استفاده از ECC امکان تشخیص خطاها در RAID 3 امکان پذیر می‌باشد.

RAID 4 : شباهت زیادی به RAID 3 دارد و فقط تفاوت آن ها در این است که از نوارهای بزرگ تر در اشتراک گذاری اطلاعات استفاده میکند

البته این موضوع سبب میشود که عملکرد هارد ها بطور چشم گیری افزایش پیدا کند و حداقل هارد مورد نیاز برای RAID4 سه هارد دیسک است .

 

RAID 5 : مثل RAID 1 اطلاعات به‌ صورت Mirroring در دیسک‌ ها ذخیره می‌شود.

همچنین یک کد parity در بین هارد ها پخش می‌شود که باعث افزایش کارایی میشود

و هنگام مشکل می‌توان اطلاعات خود  را توسط آن بازیابی کرد.

تفاوت این رید با RAID1 این است که RAID 5، سرعت کمتری در نوشتن اطلاعات دارد.

زیرا زمانی هم برای نوشتن اطلاعات parity مورد نیاز است.

در حال حاضر یکی از پرکاربردترین مدل‌ های RAID در انواع Storage ها همین حالت RAID 5 می‌باشد

و اکثرا در Storage ها و Workstation خانگی یا اداری از این RAID برای حفظ اطلاعات هاردهای خود استفاده می‌کند.

RAID 6 : همانند RAID 5 است ولی تعداد هارد دیسک های رزرو آفلاین در مدل RAID 6 به دو عدد افزایش پیدا کرد.

که در نتیجه این کار باعث افزایش ضریب امنیت نسبت به RAID 5 شد .

این رید از جدید ترین RAID  ها است و بخاطر امنیت اطلاعات و سرعت بهتر از RAID5 و تعداد کمتر هارد ها در اکثر کشور ها رایج است.

RAID 7 :RAID 7 بر مبنای RAID 3 و RAID 4 است و Caching را هم اضافه‌تر دارد.

کشینگ از طریق گذرگاه های سریع و همچنین ویژگی‌های یک کامپیوتر معمولی فراهم می‌شود.

همچنین به عنوان کنترلر , دارای سیستم عامل داخلی است.

RAID 10  : مجموع دو حالت RAID 0 و RAID 1 است.

یعنی نصف تعداد هارد ها با هم RAID1 میشوندو نصف دیگر RAID0 ,

تا از سرعت آن کم نشود , البته این نوع رید نسبت به RADI5  و RAID6 کمتر مورد قبول است.

raid 50 : مجموع دو حالت RAID 0 و RAID 5  است.

بعضی از  STORAGE محدودیت تعداد هارد در RAID5 دارند ولی این رید در ابتدا تمام  HDD ها را به بخش ‌های کوچکتر تقسیم و هر قسمت را به صورت RAID 5 تنظیم میکند.

و تمام بخش ها در آخر بصورت RAID0 تنظیم میشود تا دسترسی به همه ی هارد ها حفظ شود

RAID 60 :RAID 60 تلفیقی از RAID 0 و RAID 6 است.

RAID60  اطلاعات را بین دو دسته هارد که RAID6 شده‌اند به صورت نواری توزیع می‌کند.

برای راه‌اندازی RAID60 حداقل به 8 عدد هارد نیاز خواهد بود.

نکته ( ساختار داخلی در هاردهای که RAID5 و RAID6  شدند بعلت استفاده از هاردهای جایگزین و ساختار داخلی تکنولوژی این رید ها کمتر میشود ظرفیت کمتری را به شما میدهد )

بطور خلاصه میتوان گفت :

• RAID 0 سریع‌ترین رید
  
• RAID 1 مطمئن‌ترین رید
  
• RAID 5 ترکیبی از سرعت و قابلیت اطمینان بودن

 

 این تکنولوژی چه مزایایی دارد ؟

• کم کردن هزینه ها و حذف قیمت های ریکاوری هارد HDD های رید RAID
• افزایش قدرت در اختیار با استفاده از چند HDD
• بالا بردن سرعت READ/WRITE هارد
• تسریع بازیابی اطلاعات هارد با قمت و هزینه ی کم تر
• افزودن به ضریب اطمینان در حفظ  اطلاعات

RAID رید کردن چه معایبی دارد ؟

• در صورت انتخاب اشتباه RAID با از بین رفتن اطلاعات در یک هارد ممکن است اطلاعات دیگر هارد ها نیز بخطر بیفتد.
• رید های نرم افزاری از RAID های سخت افزاری کند تر هستند.
• هزینه ی اولیه بیشتر است
• اطلاعات تا زمانی که هارد خراب تعویض نشود، آسیب‌پذیر هستن
• RAID 1 و RAID 5 فقط می‌توانند خرابی یک هارد را پوشش بدهند
• Rebuild و استفاده سیستم از هارد جدید ممکن است کمی طول بکشد

نکته( عملکرد رید RAID مستقیم با نوع پیکربندی آن در ارتباط است )

RAID CONTROLLER

رید کنترلر میتواند یک قطعه‌ی سخت‌افزاری باشد یا یا یک نرم‌افزار.

برای مدیریت و پشتیبانی از وظیفه های یک هارد ، هر هاردی نیاز به یک RAID CONTROLLER دارد تا بتواند وظیفه خود را به درستی انجام دهد.

یک تراشه یا چیپست که ما بین سیستم عامل و هارد قرا دارد تا کارایی هارد را کامل کند و حج اطلاعات را مدیریت کند.

این تراشه در هنگام ایجاد خرابی ها از اطلاعات شما محافظت میکندو باعث بیشتر شدن طول عمر هارد شما و عملکرد آن میشود .

شرکت های ساخت هارد

هم اکنون اکثریت کمپانی های ساخت هارد اعم از :

• HDD SEAGATE
• HDD TOSHIBA
• HDD WESTERN DIGITAL
• HDD HP

از این تکنولوژی بهره میبرند.

در حال حاضر توسعه دهندگان درایو SSD نیز بدنبال افزودن این تکنولوژی به محصول خود هستند .

 

بخش های مختلف این مقاله :

1. رید RAID چیست
2. تکنولوژی RAID
3. مزایای سطوح مختلف RAID
4. چه سیستم هایی از RAID استفاده میکنند
5. از انجام مختلف رید RAID چه هدفی داریم
6. افزایش امنیت اطلاعات در هارد ها
7. افزایش کارایی اطلاعات و سرعت ورودی و خروجی هاردها
8. افزایش ظرفیت هارد
9. HDD Mirroring
10. HDD Striping
11. HDD Error correction
12. انواع رید RAID :
13. RAID0 چیست
14. RAID1 چیست
15. RAID2 چیست
16. RAID3 چیست
17. RAID4 چیست
18. RAID5 چیست
19. RAID6 چیست
20. RAID7 چیست
21. RAID10 چیست
22. RAID50 چیست
23. RAID60 چیست
24.  این تکنولوژی چه مزایایی دارد
25. RAID رید کردن چه معایبی دارد
26. RAID CONTROLLER