مروری بر تکنولوژی RAID

(Raid (redundant array of Disks نوعی تکنولوژی است که باعث افزایش ظرفیت ذخیره سازی و بالا بردن اطمینان از طریق تکنیک های مرتب کردن  دیسک ها به شکل  آرایه می شود . آرایه ی RAID توسط چندین دیسک فیزیکی که با ساختار RAID مانند RAID0,RAID1 و . . . پیکربندی شده اند ایجاد می شود . در حالیکه آرایه RAID داده ها را از طریق چندین دیسک توزیع می کند ، اما سیستم عامل سرور به عنوان یک دیسک آن را در نظر می گیرد .

معماری های مختلف  RAID جهت برآورده شدن  حداقل یکی از دو اهداف زیر طراحی شده اند  .

افزایش قابلیت اطمینان داده .

افزایش کارایی داده های ورودی و خروجی

مفاهیم :

RAID در واقع آرایه ای است که از دو دیسک سخت و یا بیشتر که در روی یک واحد قرار گرفته اند تشکیل یافته است . برای اینکه  به آرایه RAID سه ویژگی بیشتر در مقایسه با JBOD داده شود سه مفهوم اساسی استفاده می شوند . :

  • Mirroring
  • Striping
  • Error correction

مفهوم Mirroring  : یعنی داده ها در بیش از یک دیسک نوشته شوند . مثال اساسی Mirroring آرایه RAID1 با دو دیسک می باشد  . هر دو دیسک محتوای یکسانی دارند . زمانی که برای درایو اولی مشکلی پیش بیاید ،  عملیات خواندن و نوشتن به شکل مستقیم در دیسک دوم انجام می شود . عملیات خواندن در ارایه های Mirroring  در مقایسه با دیسک تنها به دلیل اینکه  سیستم ، داده ها را از چندین دیسک و در یک زمان می خواند سریع تر است . اگرچه عملیات نوشتن از آنجایی که داده  ها باید  در چند دیسک به جای یک دیسک نوشته شوند ، کند تر می باشد . بازسازی آرایه دیسک mirror شده بسیار آسان است  داده ها از دیسک سالم به دیسک جدید کپی می شوند . در طول بازسازی کارایی خواندن کاهش پیدا می کند . چرا که تنها یک دیسک mirror قابل استفاده می باشد.

Striping : عملیات جداسازی داده ها از چندین دیسک است .برای مثال آرایه  RAID 0  داده ها را در دو دیسک قرار می دهد که این کار تنها کارآیی را افزایش می دهد . عملیات خواندن و نوشتن در آرایه ی Striping در مقایسه با دیسک های تکی سریع تر می باشد .

Error correction  : داده های parity را با روشی که به آنها اجازه یافته شدن و احتمال تصحیح مشکلات را بدهد بر روی دیسک ذخیره می کند .  RAID5 مثال خوبی از مکانیزم تصحیح خطا است .مثلا آرایه RAID5 از سه نوار داده در دو دیسک اول تشکیل یافته و parity را در دیسک سومی قرار می دهد . مکانیزم تصحیح خطا باعث کاهش کارایی خصوصا در عملیات نوشتن می شود چراکه هم داده و هم parity باید نوشته شود .

طراحی شمای raid شامل حفاظت از داده و کارایی آن می شود . با توجه به نیازهای سرور شما باید پیکربندی مناسب RAID را انتخاب نمایید  .

در ادامه نحوه پیاده سازی چند RAID مختلف آمده است  :

RAID0 :  این نوع پیاده سازی کاملی از striping است . برای پیاده سازی آن حداقل دو نوع دیسک مورد نیاز است . اطلاعات parity  با  هدف  ردوندانسی ذخیره نمی شود . نکته مهم این است که  RAID 0 یکی از سطوح raid اصلی نمی باشد و REDUNDANCY داده ها را فراهم نمی نماید . raid 0 برای افزایش کارایی مورد استفاده قرار می گیرد .و برای جاهایی که افزونگی مهم نیست بسیار مفید است . این نوع raid می تواند دیسک ها با اندازه مختلف را ایجاد نماید اما فضای کلی آرایه با توجه به کوچکترین دیسک محدود می شود . مثلا اگر یک دیسک 450 گیگابایتی با دیسک 300 گیگا بایتی وجود داشته باشند ، فضای قابل استفاده آرایه به شکل زیر  محاسبه می شود:

2 x min(450GB, 300GB) = 600GB.

برای عملیات خواندن و نوشتن با بلاک های کوچک مانند پایگاه داده اکسس داده ها به صورت مستقل واکشی خواهد شد  . سرعت انتقال آرایه معادل سرعت همه ی دیسک هاست که با سرعت  کنترلر raid  محدود می شود . برای خواندن و نوشتن داده ها با بلاک های بزرگتر مانند کپی فایل ها و یا ویدئو ، داده ها در یک دیسک ، واکشی شده و کارایی ارایه RAID0 کاهش پیدا خواهد کرد.

RAID1 :  پیاده سازی ضعیفی از mirroring  است و حداقل دو دیسک برای پیاده سازی این تکنولوژی مورد نیاز است . این زمانی مفید است که کارایی خواندن یا اطمینان از ذخیره سازی برای ما مهم تر باشند  . از آنجایی که هر دیسک یک نسخه کامل از داده ها را نگهداری می کند ، آدرس دهی آن مستقل بوده و به دنبال آن قابلیت  Tear and wear افزایش پیدا می کند . در این تکنولوژی مانند RAID0 نیز زمانی یک دیسک 450 گیگابایت با یک دیسک 300 گیگابایت  mirror شود ، فضای قابل استفاده ی آرایه حداقل در نظر گرفته می شود . یعنی 450GB, 300GB) = 300GB  .

 RAID5 : در تکنولوژی RAID5 آرایه از striping بلاک شده به همراه بلاک های parity پخش شده در همه ی دیسک ها استفاده می کند . دیسکی که برای بلاک parity استفاده می شود ، از یک strip به دیگری به صورت متناوب کار می کند . برای این تکنولوژی حداقل 3 دیسک نیاز داریم . این  تعداد برای RAID6 برابر حداقل 4 دیسک می باشد . با افزایش مقدار RAID تعداد دیسک ها نیز افزایش می یابد .

گونه ای از دیسک ها به نام Hot spare نیز وجود دارد که به عنوان پشتیبانی برای آرایه RAID به کار می روند . این دیسک ها به صورت فیزیکی در آرایه نصب شده وتا زمانیکه دیسک های فعال از کار بیفتند غیر فعال هستند  . کنترلر RAID به صورت اتوماتیک درایوهای fail را با دیسک spare تعویض می کند و شروع به ایجاد مجدد  فرآیند ها برای آرایه می نماید .  برای مثال آرایه ی RAID5 با یک دیسک Hotspare مساوی تعداد دیسک های  RAID6 بوده و  از نظر حفاظت در هنگام به وجود آمدن  خطا تسهیلات بیشتری را فراهم می کنند.

نتیجه گیری :

آرایه های RAID باعث  ایجاد سطح بالایی از کارایی و اطمینان برای ذخیره سازی سرور  می شوند . درحالیکه RAID1 نقطه شروع خوبی برای برنامه هایی مانند ایمیل و وب سرور است ، RAID10 برای برنامه  های دیتابیس پشنهاد داده می شود .RAID5 , RAID50 می توانند جهت کاربردهای پشتیبانی با خطای پایین و ظرفیت ذخیره سازی بالا استفاده شوند .

 

لیست مطالب مرتبط

NAT چگونه کار می کند؟

CDN چیست؟

معرفی تکنولوژی NAS

 مسیریاب NAT  ترافیک ورودی و خروجی از شبکه private را ترجمه می کند، با استفاده مجدد از نشانی های IP به ما در بهبود امنیت کمک می کند

یکی از تکنولوژی های محبوب وبمسترها CDN که مخفف کلمات Content delivery network و به معنای شبکه توزیع محتوا است که با آن می توانند....

یکی از پیشرفته ترین آنها تکنولوژی nas می باشد که به شبکه های خانگی و تجاری اجازه می دهد تا حجم بالایی از اطلاعات را  ذخیره و بازیابی نمایند.


 

 

 
هاست لینوکس خرید هاست لینوکس خرید سرور مجازی خرید هاست لینوکس ارزان