سفر به دنیای دیجیتال | هر آنچه آموختم

RAID چیست؟ این فناوری در واقع روشی برای ذخیره داده‌های مشابه در مکان‌های مختلف است، به این صورت که داده‌ها روی چندین هارد دیسک یا درایوهای حالت جامد (SSD) ذخیره می‌شوند. هدف از این کار حفاظت از داده‌ها در صورت خرابی یک درایو است.

 

RAID مخفف آرایه اضافی دیسک‌های مستقل است و دارای سطوح مختلفی است که همه آنها الزاماً به ارائه افزونگی نمی‌پردازند.

 

نحوه عملکرد RAID

RAID با قرار دادن داده‌ها بر روی چندین دیسک عمل می‌کند و این اجازه را می‌دهد که عملیات ورودی/خروجی (I/O) همزمان انجام شود و عملکرد کلی سیستم افزایش یابد.

 

استفاده از چندین دیسک، میانگین زمان بین خرابی‌ها را افزایش می‌دهد؛ این باعث می‌شود که تحمل خطا نیز بیشتر شود.

 

آرایه‌های RAID به سیستم عامل (OS) به‌صورت یک درایو منطقی واحد نمایش داده می‌شوند. RAID از تکنیک‌های Mirroring (آینه‌سازی) و Disk Striping (تقسیم‌بندی داده‌ها) استفاده می‌کند. در Mirroring، داده‌های یکسان روی بیش از یک درایو کپی می‌شوند و Striping به توزیع داده‌ها بر روی چندین درایو کمک می‌کند.

 

فضای ذخیره‌سازی هر درایو به واحدهایی تقسیم می‌شود که اندازه آنها از 512 بایت تا چندین مگابایت است. نوارهای همه دیسک‌ها به ترتیبی قرار می‌گیرند و آدرس‌دهی می‌شوند. همچنین امکان ترکیب Mirroring و Striping در یک آرایه RAID وجود دارد.

 

در سیستم‌های تک‌کاربره، که رکوردهای بزرگ ذخیره می‌شوند، نوارها معمولاً کوچک در حدود 512 بایت تنظیم می‌شوند، بنابراین یک رکورد کلیه دیسک‌ها را پوشش می‌دهد و می‌توان سریعاً با خواندن آن به اطلاعات دسترسی پیدا کرد. اما در سیستم‌های چندکاربره، به دلیل نیاز به عملکرد بهتر، نوارها باید اندازه مناسبی داشته باشند تا بتوانند دیسک I/O را درایو کنند.

 

تکنولوژی RAID چیست؟

کنترلر RAID چیست؟

کنترلر RAID دستگاهی است که برای مدیریت هارد دیسک‌ها در یک آرایه ذخیره‌سازی استفاده می‌شود. این کنترلر نقش یک سطح انتزاعی بین سیستم عامل و دیسک‌های فیزیکی را ایفا کرده و دیسک‌ها را به صورت منطق‌های واحد ارائه می‌کند.

 

این کنترلر می‌تواند مبتنی بر سخت‌افزار یا نرم‌افزار باشد. در محصولاتی که بر پایه سخت‌افزار عمل می‌کنند، یک کنترل‌کننده فیزیکی کل آرایه را مدیریت می‌کند. همچنین قادر است از فرمت‌های مختلف درایو مانند Serial ATA و SCSI پشتیبانی کند. در برخی موارد، کنترلر فیزیکی می‌تواند روی مادربرد سرور تعبیه شود.

 

در مقابل، RAID مبتنی بر نرم‌افزار از منابع سیستم سخت‌افزاری مانند پردازنده و حافظه بهره می‌برد. اگرچه عملکرد مشابهی با کنترلر سخت‌افزاری دارد، اما ممکن است نتواند عملکرد را بیشتر کند و حتی می‌تواند بر عملکرد دیگر برنامه‌ها بر روی سرور تاثیر بگذارد.

 

اگر پیاده‌سازی مبتنی بر نرم‌افزار با فرآیند راه‌اندازی سیستم متناسب نیست و کنترلرهای سخت‌افزاری بسیار گران هستند، استفاده از سیستم عامل یا RAID مبتنی بر درایور گزینه‌ای مناسب است. این نوع کنترلرها روی مادربرد نصب شده و عملیات توسط CPU انجام می‌شود. اما فقط در آغاز فرآیند بوت فعال هستند. وقتی سیستم عامل بارگیری شد، درایور کنترلر مسئولیت عملکرد را بر عهده می‌گیرد. کنترلرهای سیستمی به اندازه سخت‌افزاری گران نیستند، اما ممکن است فشار بیشتری به CPU وارد کنند.

 

انواع RAID شامل:

RAID نرم‌افزاری (مبتنی بر سیستم عامل)

RAID هیبریدی یا جعلی (مدل ترکیبی)

 

مزایای RAID:

RAID مقرون به صرفه است زیرا از دیسک‌های ارزان قیمت به تعداد زیادی بهره می‌برد.

استفاده از انواع مختلف هارددیسک باعث بهبود عملکرد کلی سیستم ذخیره‌سازی می‌شود.

سرعت و قابلیت اطمینان کامپیوتر پس از خرابی افزایش می‌یابد، بسته به پیکربندی انجام شده.

درایوهای با RAID 0 از سرعت خواندن و نوشتن بالایی برخوردار هستند زیرا سیستم فایل به صورت تقسیم‌شده بین درایوهای مختلفی که روی یک فایل کار می‌کنند، توزیع می‌شود. در مقابل، RAID 5 قابلیت دسترسی و انعطاف‌پذیری را افزایش می‌دهد.

 

اعتماد به نفس در شرایط بحرانی و خرابی درایو با استفاده از Mirroring حاصل می‌شود. زیرا دو درایو در Mirroring می‌توانند حاوی داده‌های یکسانی باشند، بنابراین در صورت خرابی یکی، دیگری همچنان به کار خود ادامه خواهد داد.

 

معایب RAID

 

با این حال، RAID محدودیت‌های خاص خود را دارد که شامل می‌شوند:

 

راه‌اندازی سطوح RAID تو در تو هزینه بیشتری نسبت به سطوح کلاسیک دارد زیرا به دیسک‌های بیشتری نیاز است. این امر باعث افزایش هزینه هر گیگابایت برای دستگاه‌های ذخیره‌سازی می‌شود. احتمال خرابی یک درایو دیگر در آرایه نیز با خرابی یک درایو، افزایش می‌یابد زیرا بسیاری از درایوها برای افزونگی مورد استفاده قرار می‌گیرند. به دلیل نصب همزمان همه درایوهای یک آرایه RAID، تمامی آن‌ها تحت سایش یکسانی هستند.

 

برخی از سطح‌های RAID مانند RAID 1 و 5 تنها می‌توانند یک شکست درایو را مدیریت کنند. آرایه‌های RAID و داده‌ها تا زمان جایگزینی درایوی که خراب شده و پر شدن دیسک جدید با داده‌ها، آسیب‌پذیر هستند. با توجه به افزایش ظرفیت درایوها نسبت به گذشته، بازسازی درایوهای خراب زمان زیادی می‌برد و ممکن است بازسازی کامل آرایه تضمین نشود.

 

اما سطوح RAID تو در تو با ارائه افزونگی بیشتر بسیاری از این چالش‌ها را رفع کرده و احتمال شکست کلی آرایه را به دلیل خرابی همزمان دیسک کاهش می‌دهند.

 

سخن پایانی: چه زمانی باید از RAID استفاده کرد؟

 

زمانی که حجم زیادی از اطلاعات نیاز به بازیابی دارد.

زمانی که سرعت بازیابی اطلاعات اهمیت بالایی دارد.

وقتی زمان کار و دسترسی اهمیت دارد.

 

یکی از خدمات ارائه شده توسط امداد سیستم، بازیابی سرور رید است

https://emsys.ir/what-is-raid/