انواع سطوح RAID؛ بهترین نوع RAID کدام است؟
اگر به دنبال خرید یک دستگاه یا سرور NAS برای کسب و کار کوچک خود بودهاید، بدون شک اصطلاح “RAID” به گوشتان خورده است. RAID مخفف عبارت Redundant Array of Inexpensive Disks است. و به مجموعهای از هارد دیسکها میگویند که دادهها را با روشهای ویژه ذخیره میکنند. RAID امکان ذخیره امن دادهها را روی هارد فراهم میکند و سرعت ذخیره سازی را افزایش میدهد. به طور کلی، یک سیستم مجهز به RAID از دو یا چند هارد دیسک برای بهبود عملکرد یا ارائه سطحی از تحمل خطا استفاده میکند. بهتر است برای انتخاب درست تر با انواع سطوح RAID آشنا شوید.
تحمل خطا یعنی ایجاد یک شبکه امن برای سخت افزار. به این معنا که باعث افزایش بهره وری میشود و همچنین احتمال از دست رفتن دادهها را به طور چشمگیری کم میکند. روشی که در آن تحمل خطا را تنظیم میکنید به سطح RAID شما بستگی دارد. هنگام خرابی سخت افزار، ایمن نگه داشتن دادهها برای کسب و کارها اهمیت دارد. سطوح مختلف RAID تنظیمات مختلفی را با هدف ایجاد تعادل میان عملکرد بهینه و محافظت از دادهها نشان میدهد. همانطور که گفته شد، چندین سطح RAID وجود دارد و استفاده از آنها بستگی به این دارد که از آن برای چه هدفی استفاده میکنید. همچنین باید تعیین کنید که به RAID سخت افزاری نیاز دارید یا نرم افزاری؛ زیرا RAID نرم افزاری نسبت به RAID مبتنی بر سخت افزار از سطوح کمتری پشتیبانی میکند. در ادامه با سطوح مختلف RAID بیشتر آشنا میشوید.
تکنولوژی RAID چیست؟
RAID یک فناوری مجازیسازی استوریج است که چندین هارد دیسک را در یک یا چند واحد برای افزونگی دادهها، بهبود عملکرد یا هر دو ترکیب میکند. سیستم RAID شامل دو یا چند درایو است که به صورت موازی کار میکنند. این درایوها معمولا هارد دیسک یا SSD هستند. از طریق این فناوری، دیتاها به شکل برابر در هارد دیسکها نگهداری میشوند. این کار باعث حفظ امنیت دیتاها میشود و اگر برای هارد دیسکها مشکلی پیش آمد، به دیتاها آسیبی وارد نخواهد شد. همچنین سرعت پردازش دادهها و عملکرد آن نیز افزایش پیدا میکند.
RAID چندین دیسک مستقل و نسبتا کوچک را در فضای استوریج ترکیب میکند. دیسکهای موجود در مجموعه اعضای آن محسوب میشوند. این دیسکها به روشهای مختلف در مجموعه ترکیب شده که به عنوان سطوح RAID شناخته میشوند و هر یک از آنها ویژگیهای خاص خود را دارند:
- “تحمل خطا” توانایی مدیریت یک یا چند هارد دیسک خراب است.
- “عملکرد” تغییر در سرعت خواندن و نوشتن کل مجموعه را در مقایسه با یک هارد دیسک نشان میدهد.
- “ظرفیت مجموعه” با مقدار دادههای نوشته شده در آن تعیین میشود.
ظرفیت مجموعه به سطح RAID بستگی دارد و همیشه به این شکل نیست که با دیسکها مطابقت داشته باشد. سیستمهای RAID میتوانند از چندین رابط مانند SATA، SCSI، IDE، یا FC استفاده کنند. برخی از سیستمها به صورت داخلی از SATA استفاده میکنند، اما دارای یک رابط FireWire یا SCSI برای سیستم میزبان نیز هستند. گاهی اوقات دیسکها در سیستم ذخیره سازی به عنوان JBOD تعریف میشوند که مخفف عبارت Just a Bunch of Disk میباشد. این بدان معنی است که آن دیسکها از سطح RAID خاصی استفاده نمیکنند و کاملا مستقل عمل میکنند.
انواع سطوح RAID کدامند؟
روشهای مختلف توزیع دادهها در سطوح مختلف RAID تعریف شدهاند. هر سطح RAID یک جنبه از حفاظت داده، عملکرد سیستم و فضای ذخیره سازی را ارائه میدهد که به سه دسته استاندارد، ترکیبی و غیر استاندارد تقسیم میشوند. در زیر محبوبترین و استانداردترین انواع سطوح RAID را مشاهده میکنید:
RAID 0
این Raid برای افزایش عملکرد سرور استفاده میشود و در آن دادهها در چندین هارد دیسک نوشته میشوند. RAID 0 کارایی را افزایش میدهد چرا که چندین درایو همزمان در حال خواندن و نوشتن دادهها هستند. این بدان معناست که کار کامپیوتر توسط چندین دیسک انجام میشود نه فقط یک دیسک. به همین ترتیب، در صورت خرابی یکی از دیسکها اطلاعات دیسکهای دیگر از بین میرود. از دست دادن هر دیسک باعث از بین رفتن کامل اطلاعات در دیسکهای دیگر میشود و بنابراین این سطح زیاد قابل اعتماد نیست.
RAID 1 (دیسکهای آینهای)
RAID 1 در برابر خطا بسیار مقاوم است که به عنوان “Disk Mirroring” شناخته میشود. با RAID 1، دادهها به طور یکپارچه و به طور همزمان از یک دیسک در دیسک دیگر کپی میشوند و یک آینه ایجاد میکنند. اگر یک دیسک خراب شود، دیگری به کار خود ادامه میدهد. این سادهترین راه برای تحمل خطا است و هزینه نسبتا پایینی دارد. نکته منفی این است که RAID 1 اندکی باعث کاهش عملکرد میشود. این RAID را میتوان از طریق نرم افزار یا سخت افزار پیاده سازی کرد.
حداقل دو دیسک برای پیاده سازی سخت افزار RAID 1 مورد نیاز است. با نرم افزار RAID 1، به جای دو دیسک فیزیکی میتوان دادهها را روی یک دیسک جمع آوری کرد. نکته دیگری که باید به خاطر داشته باشید این است که RAID 1 ظرفیت کل دیسک را به نصف کاهش میدهد.
RAID 5
RAID 5 تا حد زیادی رایجترین پیکربندی RAID برای سرورهای تجاری و NAS های سازمانی است. این سطح RAID عملکرد بهتری نسبت به Mirroring و همچنین تحمل خطا ارائه میدهد. با RAID 5، دادهها و اطلاعات اضافی در سه یا چند دیسک تقسیم میشوند. اگر دیسکی با خطا مواجه شود یا از کار بیوفتد، دادهها بهطور یکپارچه و خودکار دوباره ایجاد میشوند.
یکی دیگر از مزایای RAID 5 این است که به درایوهای NAS و سرور اجازه میدهد تا قابلیت تعویض داشته باشند. به این معنی که در صورت خرابی یک درایو در مجموعه میتوان آن را با یک درایو جدید بدون خاموش کردن سرور تعویض کرد. یعنی حتی زمانی که بخواهید درایو خراب را با درایو دیگری جایگزین کنید، سیستم همچنان فعال است.
RAID 6
RAID 6 نیز اغلب در شرکتها استفاده میشود و مشابه RAID 5 است، با این تفاوت که راه حل قویتری ارائه میدهد. دادههای مشابه مجموعه را قادر میسازد تا حتی اگر دو دیسک به طور همزمان از کار بیافتند، همچنان به کار خود ادامه دهد. با این حال، این قابلیت هزینهای هم در پی دارد. RAID 6 عملکرد کندتری نسبت به RAID 5 ارائه میدهد و احتمال خرابی دیسکها در آن بسیار کم است. با این حال، اگر یک درایو در یک سیستم RAID 5 از بین برود و با یک درایو جدید جایگزین شود، زمان زیادی برای بازسازی آن نیاز خواهد بود.
RAID 10
RAID 10 ترکیبی از RAID 1 و 0 است و اغلب با RAID 1+0 نشان داده میشود. این سطح RAID بهترین عملکرد را ارائه میدهد اما تقریبا پرهزینه است و برای 4 دیسک به دو برابر سایر سطوح RAID نیاز دارد. این سطح بسیار ایده آل است. RAID 10 را میتوان به عنوان سخت افزار یا نرم افزار پیاده سازی کرد، اما به نظر میرسد که بسیاری از مزایای عملکردی آن با استفاده از نرم افزار از بین میروند.
دیگر انواع سطوح RAID
سطوحی که در بالا توضیح داده شد معمولا در دستگاههای NAS و مشاغل کوچک استفاده میشوند، اما چندین سطح RAID دیگر از جمله 2، 3، 4، 7 و 0+1 نیز وجود دارند. با این حال، اینها فقط انواعی از تنظیمات اصلی RAID هستند که برای موارد خاص استفاده میشوند. در اینجا در مورد هر کدام مختصر میخوانید:
RAID 2 شبیه به RAID 5 است، اما striping آن در سطح بیت رخ میدهد. هزینه پیاده سازی RAID 2 معمولا زیاد است (یک راه اندازی معمولی به 10 دیسک نیاز دارد) و در برخی موارد عملکرد ضعیفی را با برخی از عملیات ورودی/خروجی ارائه میدهد. RAID 3 نیز مشابه RAID 5 است، با این تفاوت که این راهکار به یک درایو اختصاصی نیاز دارد. معمولا RAID 3 در پایگاه داده یا محیط پردازشی استفاده میشود.
پیکربندی RAID 4 به گونهای است که در آن نوار دیسک در سطح بایت اتفاق میافتد، نه در سطح بیت مانند RAID 3. یک سطح اختصاصی از RAID است که متعلق به Storage Computer Corporation است که اکنون از بین رفته است. RAID 0+1 اغلب با RAID 10 (که RAID 1+0 است) اشتباه گرفته میشود، اما یکسان نیستند. RAID 0+1 یک مجموعه آینهای با بخشهایی است که همگی RAID 0 هستند و در زیرساختهای خاصی که نیاز به عملکرد بالا دارند پیادهسازی میشوند. برای بیشتر اهداف تجاری کوچک تا متوسط، RAID 0، 1، 5 و در برخی موارد 10 برای تحمل خطا و عملکرد خوب گزینه مناسبی محسوب میشوند.
نتیجه گیری
همانطور که گفتیم، انواع سطوح RAID مجموعهای از دیسکها هستند که عملکرد را بهبود میبخشند، قابلیتهای ذخیره سازی را توسعه میدهند و تحمل خطا را بالا میبرند. کسبوکارها در هر اندازهای از این تکنولوژی برای ذخیره امن دادههای خود و دسترسی سریع به آنها استفاده میکنند. این دیسکها به روشهای مختلف تنظیم میشوند که به آنها سطوح RAID میگویند. انواع سطوح RAID مانند RAID 0،1،2،3،4،5،6،7 وجود دارند و میتوان آنها را برای برای رفع نیازهای خاص با یکدیگر ترکیب کرد. به طور کلی، RAID 0، 1 و 5 برای مشاغل کوچک تا متوسط مناسب است و RAID 10 برای شرکتهای بزرگی که به عملکرد قویتری نیاز دارند، ایده آل میباشد. از طرفی دیگر RAID 1 اغلب برای کاربران خانگی مناسب است.
