معرفی RAID و تکنولوژی آن

RAID مخفف عبارت Redundant Array of Inexpensive Disks می‌باشد.

این تکنولوژی به منظور ترکیب چند هارد دیسک و تبدیل آنها به یک واحد ایجاد شده است. در این فناوری، اطلاعات به طور موازی و همزمان روی چند دیسک ذخیره میشوند به این ترتیب داده ها به هیچ عنوان از بین نخواهند رفت. RAID باعث افزایش کارآیی، سرعت و امنیت سیستم میگردد و معمولا در سرورها و کامپیوترهای با کارآیی بالا استفاده میشود.

در هارد دیسک های قدیمی تر، به طور معمول از یک دیسک برای ذخیره اطلاعات استفاده میکردند اما بعد از ایجاد این فناوری سیستم ها میتوانند اطلاعات را روی چند هارد دیسک ذخیره کنند. این روش علاوه بر افزایش کارآیی سیستم، باعث افزایش ظرفیت ذخیره سازی نیز میشود.

RAID به دو صورت سخت افزاری و نرم افزاری پیاده سازی میشود و مشخص است که مدل سخت افزاری از سرعت و پایداری بیشتری برخوردار است. استفاده از مدل نرم افزاری در زمانی که کمبود بودجه و امکانات وجود دارد توصیه میشود. در روش نرم افزاری سیستم عامل مسئول پیاده سازی Raid خواهد بود.

RAID در ابتدا برای استفاده در دیسک های SCSI مطرح شد و با دیسک های SATA به اوج خودش رسید.

در فناوری RAID سه مفهوم مطرح است

RAID - فناوری RAID

Mirroring: که به معنای کپی یکسان اطلاعات است.

Striping: که به معنای تقسیم داده به صورت مساوی و موازی است.

Parity: که به معنی صحت اطلاعات است.

این تکنولوژی دارای انواع مختلفی میباشد که در زیر به آنها اشاره شده است.

RAID 0

حداقل دیسک مورد نیاز: ۲ عدد

این RAID در واقع اطلاعات را بین هارد دیسک ها تقسیم میکند و در نتیجه از کل فضای هارد دیسک ها استفاده خواهد شد.

در این نوع آرایه کنترل و تصحیح خطا انجام نمیشود.

مزایا:

– در این روش داده ها به بلوکهایی (Striping) تبدیل میشوند که هر بلوک در هارد دیسک جدا ذخیره میشود .این امر باعث افزایش سرعت خواندن و نوشتن اطلاعات میشود.

– باعث افزایش کارآیی سیستم میشود زیرا حجم نقل و انتقال اطلاعات بین چندین کانال متفاوت تقسیم میشود. به دلیل استفاده از کنترل های مختلف باعث افزایش سرعت سیستم میشود.

– استفاده از بالاترین فضای ممکن معادل با کل فضای دیسک ها

– طراحی بسیار ساده ای دارد چون مقدار خطا محاسبه نمیشود و عدم پرداختن به محاسبات کنترل خطا باعث افزایش سرعت میشود.

پيشنهاد وب رمز: سرور مجازی

معایب:

– امنیت پایین تر به دلیل عدم استفاده از Parity، هیچگونه کنترل، تشخیص و تصحیح خطایی صورت نمیگیرد.

– کم شدن امنیت با افزایش دیسک های آرایه

– اگر یکی از دیسک ها دچار مشکل شود دیگر دسترسی به اطلاعات وجود ندارد و نمیتوان اطلاعات را بازیابی کرد.

کاربرد: این نوع بیشتر در سیستم های رسانه ای و بازی استفاده میشود و به طور کلی در سیستم هایی امنیت داده اهمیت کمتری دارد.

RAID 1

حداقل دیسک مورد نیاز: ۲ عدد

این نوع از RAID در واقع همان Mirroring است. در این نوع آرایه، داده ها و اطلاعات همزمان روی دیسک ها ذخیره میشوند. چنانچه مشکلی برای یکی از دیسک ها ایجاد شود تا زمانی که دیسک دیگر باقی است اطلاعات نیز وجود دارند و خطری آنها را تهدید نمیکند. در RAID1 سرعت خواندن و نوشتن نسبت به RAID0 کمتر است. فضای آرایه برابر با فضای یکی از دیسک ها میباشد.

مزایا:

– امنیت بالای اطلاعات ( برگرداندن ۱۰۰ درصد اطلاعات در صورت بروز مشکل برای یکی از دیسک ها)

– سرعت خواندن بالا

معایب:

– فضای زیادی برای نگه داشتن کپی اطلاعات از دست میرود. کل فضای قابل استفاده به اندازه فضای یکی از دیسک ها میباشد.

– هزینه زیاد

کاربرد: استفاده در سیستم هایی که تغییرات کمی دارند و امنیت اطلاعات در آنها اولویت دارد.

RAID2

RAID - RAID2

حداقل دیسک مورد نیاز: ۲ عدد

در این آرایه به طور همزمان از تقسیم داده روی دیسک ها و بررسی صحت اطلاعات (کنترل خطا)، استفاده میشود. در RAID2 اطلاعات روی دیسک ها تقسیم میشوند و اطلاعات مربوط به تصحیح خطا (ECC) روی دیسک های دیگری به صورت بیت های داده ذخیره میشوند.

هر بیت از اطلاعات که روی دیسک ذخیره میشود دارای کد تصحیح خطا (ECC) مخصوص خود میباشد که این کدها روی درایوهای جداگانه ذخیره میشوند.

حداقل دیسک مورد نیاز: ۲ عدد

در این آرایه به طور همزمان از تقسیم داده روی دیسک ها و بررسی صحت اطلاعات (کنترل خطا)، استفاده میشود. در RAID2 اطلاعات روی دیسک ها تقسیم میشوند و اطلاعات مربوط به تصحیح خطا (ECC) روی دیسک های دیگری به صورت بیت های داده ذخیره میشوند.

هر بیت از اطلاعات که روی دیسک ذخیره میشود دارای کد تصحیح خطا (ECC) مخصوص خود میباشد که این کدها روی درایوهای جداگانه ذخیره میشوند.

در هنگام خواندن اطلاعات، داده ها با اطلاعات کنترلی تطابق داده میشوند و چنانچه خطایی وجود داشته باشد تصحیح و برطرف میشود. با صدمه دیدن یکی از دیسک ها این آرایه میتواند به کار خود ادامه دهد.

امروزه به ندرت از این آرایه در کاربردهای تجاری استفاده میشود.

مزایا:

– کنترل و تصحیح خطا از سرعت بالا برخوردار است (تصحیح خطا در هنگام On the fly)

– سرعت خواندن و نوشتن خوب است.

معایب:

– امنیت آن نسبتا پایین است.

– هزینه کنترل کننده تصحیح خطا بالا است.

– طراحی آن پیچیده است و با به وجود آمدن صدمه در یک دیسک، دچار مشکل میشود.

کاربرد: هنوز در هیچ موردی به کار گرفته نشده است.

RAID 3

حداقل دیسک مورد نیاز: ۲ عدد

از این نوع بسیار کم استفاده میشود. عملکرد آن مشابه RAID2 است . اطلاعات را روی تعدادی از دیسک ها تقسیم و به صورت کلمه (بایت) ذخیره میکند و اطلاعات مربوط به تصحیح خطای آن در دیسک مجزایی نوشته میشود. در این نوع آرایه اگر دیسکی صدمه ببیند توسط XOR کردن داده های موجود روی دیسک های دیگر، عملیات بازیابی اطلاعات را انجام میدهد و به کار خود ادامه میدهد.

مزایا:

– امنیت خوبی دارد.

– فضای مناسبی دارد.

– سرعت خواندن ترتیبی بالا است

معایب:

– سرعت در خواندن و نوشتن تصادفی بسیار پایین است.

– کنترل کننده خطا پیچیده است.

کاربرد: توجه به اینکه در این نوع تنها به یک درخواست پاسخ داده میشود برای محیط های تک کاربره با حجم اطلاعات زیاد مفید است.

تدوین و گردآوری: حبیبه سورانی

 

رتبه: 4.8 از 966 رأی

برچسب ها :

دیدگاهتان را بنویسید

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