تعریف RAID | RAID چیست و چه کاربردی دارد ؟

RAID چیست چه کاری انجام می‌دهد؟

RAID مخفف عبارت Redundant Arraye of Independent Disks است. برای اولین بار در سال ۱۹۸۸ طی مقاله‌ای توسط ۳ محقق دانشگاه برکلی به نام‌های Patterson،Gibson،Katz معرفی شد. در این مقاله پیکربندی آرایه‌ای و برنامه‌ای، برای چندین هارد دیسک ارزان قیمت برای داشتن قابلیت Fault Tolerance یا همان کاهش نرخ خطا و همچنین بهبود و افزایش نرخ دسترسی داده‌ها مهیا شد.
RAID قابلیت دسترسی چندگانه به چند دیسک به طور همزمان را مهیا می‌کند و این باعث می‌شود که ابتدا خطر از دست دادن اطلاعات که قبلا بر روی یک دیسک بود از بین برود و همچنین زمان دسترسی بهبود یابد.
به طور معمول RAID در فایل سرورهای بزرگ، تراکنش در سرورهای برنامه‌های کاربردی زمانی که Fault Tolerance و زمان دسترسی اهمیت دارد استفاده می‌شود. اما امروزه در کامپیوترهای رومیزی برای نرم‌افزارهایی همچون CAD (نرم‌افزارهای ویرایش فایل‌های چندرسانه‌‌ای) زمانی که نرخ انتقال داده‌ها بسیار زیاد است استفاده می‌شود.

انواع RAID:

Stripped Volume – RAID 0

Mirror Volume – RAID 1

Disk Stripping With Dedicated Parity Disk – RAID 3

Stripped with Parity – RAID 5

Disk Striping with Double Distributed Parity – RAID 6

Disk Striping with Triple Distributed Parity – RAID TP

RAID 0:

RAID 0 یا Stripped Volume  همان قابلیت‌های Spanned را دارد با این فرق که اطلاعات به صورت مساوی در بین هارد دیسک‌ها تقسیم می‌شود و این حالت Performance یا کارایی را برای Read (خواندن) و Write (نوشتن) بهبود می‌بخشد.

RAID 1:

RAID 1 یا Mirror Volume متشکل از ۲ هارد دیسک می‌باشد. هر هارد دیسکی را که بخواهیم می‌توانیم Mirror کنیم. در این حالت کپی از اطلاعات یک دیسک در دیسک دیگر قرار می‌گیرد و با از کار افتادن یکی از هارد دیسک‌ها ، هارد دیسک دیگر کار خود را به عنوان جایگزین با در اختیار داشتن تمامی اطلاعات انجام می‌دهد. در این حالت بالاترین قابلیت Fault Tolerance را شاهد هستیم.

RAID 3:

RAID 3 یا Disk Stripping With Dedicated Parity Disk، اطلاعات بین ۲ درایو تقسیم می‌شوند. در کنار ۲ درایو ، درایو دیگری فقط جهت نگه‌داشتن parity یا بیت توازن جهت تصحیح خطاها و بازیابی آن‌ها در نظر گرفته می‌شود. این حالت بیشتر برای برنامه‌هایی که انتقال داده یکطرفه با نرخ بالا دارند استفاده می‌شود. این برنامه‌ها معمولا شامل موارد زیر می‌شوند :

• پردازنده‌های تشخیص گرافیکی ، فایل‌های CAD و CAM و …
• برنامه‌های بدون غیرتراکنشی که حجم داده‌های ترتیبی بزرگی را پردازش می‌کنند.

قابل توجه است که برای این حالت حداقل به ۳ درایو نیاز است.

RAID 5:

در RAID 5 حداقل ۳ هارد دیسک و حداکثر ۳۲ هارد دیسک می‌توانیم داشته باشیم. همچنین در این حالت Parityها به صورت تصادفی در هارد دیسک‌های مختلف نوشته می‌شوند و با از دست دادن یک هارد دیسک می‌توانیم با اضافه کردن دیسک جدید و جایگزین به صورت اتوماتیک هارد دیسک دیگر ساخته و محاسبه و تکمیل گردد.

در این حالت هر چه تعداد هارد دیسک‌ها بیشتر باشد، تلفات اطلاعاتی کمتر خواهد بود و اگر کاملا یک هارد را از دست بدهیم، برخی اطلاعات برگردانده و ساخته می‌شود و برخی دیگر از دست می‌رود که با زیاد بودن این هارد دیسک‌ها، مقدار اطلاعاتی که از دست می‌رود کمتر خواهد بود.

پیشنهاد می‌دهیم در جاهایی که File Server ، SQL و یا بطور کل Database داریم از RAID 5 استفاده شود.

RAID 6 :

 RAID 6 بلوک‌های اطلاعاتی و همچنین بیت توازن (Parity) را همانند RAID 5 در یک آرایه تقسیم می‌کند. در RAID 6 به جای یک بیت توازن دو مجموعه از بیت‌های توازن اطلاعاتی را برای هر گروه از داده نگهداری می‌کند. نتیجه این عمل بهبود آرایه‌های تلرانس خطا  RAID 6 می‌باشد. در هنگام نوشتن بیت‌های توازن دارای سرعت کمتری نسبت به RAID 5  می‌باشد اما در هنگام خواندن اطلاعات به صورت تصادفی بسیار سبکتر و سریعتر در بین اطلاعات منتشر شده در بیش از یک دیسک نسبت به RAID 5 خواهد بود.
RAID 6  حداقل به ۴ هارد دیسک درایو جهت پیاده‌سازی نیاز دارد.

مزایا :

داده روی یک سطح بلوک در میان یک مجموعه از درایوها به همان روش، همانند RAID 5 تقسیم می‌شود ولی در دومین مجموعه از بیت توازن محاسبه و همچنین نوشتن در سرتاسر تمامی درایوها انجام می‌شود. RAID 6 تلرانس خطا و همچنین تلرانس خرابی هارد دیسک درایو را پیشنهاد می‌دهد. همچنین تحمل از کار افتادن همزمان چندین درایو را برای ماموریت برنامه‌های حیاتی را به صورت ایده‌آل فراهم می‌کند.

معایب :

RAID 6  به یک کنترلر کامل برای پیاده‌سازی و جبران کردن سربار محاسبه بیت توازن دو تایی نیاز دارد. همچنین به N+2 درایو برای پیاده‌سازی ساختار دو بعدی بیت توازن احتیاج دارد. از نو بنا کردن این حالت به طور مشخص بر روی کارایی سیستم تاثیر خواهد داشت.

برنامه‌های کاربردی پیشنهادی بر روی این حالت:

• نگهداری و ذخیره سازی سازمان‌ها
• گرفتن نسخه پشتیبان دیسک به دیسک
• نرم‌افزارهایی ویدئویی با کارایی کیفیت بسیار بالا
• پشتیبان گیری ثابت محتوا یا آرشیوی
• مقبولیت قوانین ذخیره سازی
• فاجعه ذخیره بازیابی اطلاعات

RAID 50 چیست؟

در محیط های ذخیره سازی مقیاس بزرگ مدرن، RAID 50 خیلی سریع به یکی از عناصر ذخیره سازی اطلاعات با عملکرد بالا تبدیل شده است. RAID 50 چندین مزیت را به کاربر ارائه می دهد، اول از همه از لحاظ سرعت خیلی سریع است. این آرایه ها ترکیبی از مزایای RAID 5 و RAID 0 را ارائه می دهند و فقط از لحاظ عملکرد توسط کنترلر و رابط هارددیسک محدود می شوند. RAID 50 همچنین از حداکثر ظرفیت ذخیره سازی استفاده می کنند و می تواند همان ظرفیت RAID 10 را با استفاده از درایوهای بسیار کمتر ارائه دهند چونکه تنها ظرفیت یک درایو در هر مجموعه RAID 5 برای پریتی اشغال می شود.

RAID TP:

RAID TP همانند RAID 5 و RAID 6 ، در (RAID TP (Triple Parity داده در بین درایوها تقسیم می‌شود. اما محاسبات برای ۳ بیت توازن برای نوشتن در ۳ دیسک خاص انجام می‌شود. RAID TP از ۳ معادله همچندی برای محاسبه هر بیت توازن خاص که دوباره سازی اطلاعات را در زمانی که ۳ دیسک یا بلوک در یک زمان خراب شوند استفاده می‌کند.
RAID TP یک سطح اضافی از افزونگی را برای محافظت از داده‌های شما مهیا می‌کند.

برنامه‌های کاربردی پیشنهادی بر روی این حالت:

• نگهداری و ذخیره سازی سازمان‌ها
• گرفتن نسخه پشتیبان دیسک به دیسک
• نرم‌افزارهایی ویدئویی با کارایی کیفیت بسیار بالا
• پشتیبان‌گیری ثابت محتوا یا آرشیوی
• مقبولیت قوانین ذخیره سازی
• فاجعه ذخیره بازیابی اطلاعات

* RAID TP برای پیاده‌سازی حداقل به ۴ درایو نیاز دارد.