Raid مخفف عبارت Redundant Array of Inexpensive Disks می باشد. این تکنولوژی برای اتصال چندین هارد دیسک به صورت همزمان به منظور افزایش سرعت و کارایی و یا حفظ اطلاعات و امنیت بیشتر استفاده می شود.
اولین بار در سال 1987 سه محقق از دانشگاه کالیفرنیا ، در مقاله ای اصطلاح Raid را مطرح نمودند. آنها نظریه خود را با این عنوان که ذخیره و بازیابی اطلاعات بر روی هارد دیسک های گوناگون می تواند باعث افزایش کارایی سیستم، کاهش هزینه و همچنین کم کردن میزان انرژی مصرفی برای انجام کار شود، مطرح نمودند.
RAID در ابتدا برای استفاده در دیسک های SCSI مطرح شد، اما با گذشت زمان استفاده از این تکنولوژی در دیسک های IDE ناموفق بود. ولی با ظهور دیسک های SATA ، تکنولوژی Raid بسیار مورد استقبال قرار گرفت.
کاربران معمولا از یک هارد دیسک برای ذخیره اطلاعات خود استفاده می کنند. این تکنولوژی قادر خواهد بود تا اطلاعات شما را بر روی چند هارد دیسک مختلف ذخیره نماید. به این ترتیب اطلاعات به بخش هایی شکسته و به صورت پشت سرهم در چندین هارد دیسک ذخیره می شوند.
به استفاده از تکنولوژی RAID اطلاعات می توانند به صورت موازی بر روی چند هارد دیسک ذخیره شوند ، بنابر این زمانی که یکی از هارد دیسک ها دچار مشکلی شود، اطلاعات شما همچنان در دسترس خواهد بود.
پیاده سازی RAID به دو صورت سخت افزاری و نرم افزاری امکان پذیر می باشد.
در صورتی که امکانات سخت افزاری موجود نباشد ، ناچار به استفاده از مدل نرم افزاری می باشیم.
Raid نرم افزاری:
روش نرم افزاری با استفاده از ابزارهایی که در سیستم عامل موجود می باشد قابل پیاده سازی است.
در Software Raid چنانچه برد اصلی و یا کنترلر RAID با مشکل مواجه شود ، هارد دیسک را می توان به سیستم دیگری منتقل کرد و همانند سیستم قبل به اطلاعات دسترسی داشته باشید. مهمترین مزیت RAID نرم افزاری نسبت به سخت افزاری، هزینه کم آن می باشد.
یکی از معایب نوع نرم افزاری نسبت به نوع سخت افزاری اعتماد کمتر و تحمل خطای ساده تر می باشد.
از محدودیت های RAID نرم افزاری می توان به عدم پیکربندی پیچیده توسط کاربر اشاره کرد. ولی در صورتی که قصد داشته باشیم از تکنیک mirroring ، برای کپی اطلاعات بر روی هارد دیسک دیگر استفاده کنیم ، می توان از این روش استفاده کرد.
مزایا : این روش بر روی هر سیستمی قابل اجرا می باشد ، زیرا نیاز به سخت افزار خاصی ندارد.
در نتیجه با هزینه بسیار پایین می توانید یک Raid نرم افزاری را بر روی سیستم خود راه اندازی کنید.
همچنین در این روش می توانید پارتیشن های ایجاد شده را به سیستم عامل های دیگر لینوکس، متصل کرده و بدون نیاز به ایجاد مجدد آن ها از اطلاعات استفاده کنید.
معایب : بدلیل استفاده از منابع سیستم عامل برای اجرا و مدیریت RAID ها ، باعث کندی و کاهش کارایی سیستم خواهد شد که این کاهش کارایی تا حد زیادی به نوع RAID که استفاده می کنیم نیز بستگی دارد.
سیستم RAID نرم افزاری محدود به سیستم عاملی که استفاده می کنیم می شود و در صورتی که دو سیستم عامل را همزمان بارگذاری کنیم، سیستم عامل دوم، آرایه RAIDایجاد شده را شناسایی و پشتیبانی نخواهد کرد.
درصورتی که RAID نرم افزاری توسط مادربرد پیاده سازی شود و مادربرد با مشکل مواجه شود، برای بازگردانی اطلاعات باید دقیقا همان مدل در سیستم جایگزین گردد.
Raid سخت افزاری:
از این روش برای سرورهای سازمانی، تجاری و همچنین هنگامی که میزان تحمل خطا و بهینه شدن کارایی سیستم بسیار مورد اهمیت کاربر است، استفاده می شود. در این روش به یک قطعه سخت افزاری مجزا به نام RAID Controller نیاز است تا وظیفه ایجاد و مدیریت RAID را انجام دهد.
Controller های سخت افزاری ممکن است بر روی سرورهای سخت افزاری وجود داشته باشد و نیازی به خرید قطعه ای مجزا نداشته باشید.
مزایا: RAID های سخت افزاری قابل اعتماد تر از RAID های نرم افزاری هستند. و وابستگی به نرم افزار یا همان سیستم عامل ندارند.
در روش نرم افزاری ابتدا نیاز به نصب سیستم عامل و در گام بعد راه اندازی RAID هست ولی در سخت افزاری قبل از راه اندازی سیستم عامل میتوان RAID ایجاد نمود.
در روش سخت افزاری چون خود ریدکنترلر ( به وسیله منابع پردازشی که دارد) امور مربوط به RAID و نحوه تقسیم دیتا را برعهده دارد طبیعتا سیستم عامل و منابع سیستم را درگیر نمی کند و در نتیجه باعث کاهش کارایی سیستم نمی شود.
معایب: Raid سخت افزاری بدلیل نیاز به قطعه مجزا برای سیستم ، هزینه بردار می باشد.
تکنیک های ذخیره سازی RAID:
قرار دادن اطلاعات در آرایه ها با استفاده از تکنیک های parity، striping و mirroring امکان پذیر می باشد. شرح عمل این تکنیک ها به صورت زیر می باشد.
Striping: این تکنیک با تقسیم اطلاعات به بخش هایی با اندازه های مشخص و سپس نوشتن این اطلاعات به ترتیب در هارد دیسک ها باعث افزایش فضای سیستم ذخیره سازی می گردد.
Mirroring: این تکنیک اطلاعات را به صورت همزمان بر روی چندین هارد دیسک ذخیره می کند. با استفاده از این تکنیک احتمال از بین رفتن اطلاعات بسیار کمتر می شود.
Parity: در این تکنیک همانند تکنیک Striping اطلاعات به بخش های مساوی شکسته می شوند. همچنین یک کد parity (توازن) تولید و در یک یا چند هارد دیسک ذخیره می گردد. اطلاعات parity به سیستم RAID اجازه می دهد در صورتی که اطلاعات هارد دیسک دچار مشکل شده باشد، آن ها را شناسایی و بازسازی کند.
تمام تکنیک های دیگر RAID، بر اساس این سه تکنیک striping، mirroring، parity و یا ترکیبی از این سه عمل می کنند.
انواع پیاده سازی Raid
RAID بر اساس ساختار به انواع مختلفی تقسیم می شود که هر کدام با توجه به نیاز کاربر و شرایط هر شبکه ، مورد استفاده خاص خود را دارد.
Raid 0 ، Raid 1 ، Raid 5 ، Raid 6 و Raid 10 از پر مصرف ترین انواع Raid می باشند.
مقالات مرتبط
Raid 0
Raid 0 ویا نواری ساده ترین نوع Raid می باشد. در این مدل داده ها به صورت بلوک های کوچک تقسیم شده و این بلوک های کوچک به صورت مساوی در دو یا چند هارد دیسک ذخیره می شود. بدلیل استفاده از چند هارد دیسک در این مدل ، سرعت نوشتن و خواندن اطلاعات بیشتر از حالت معمول می شود.
مزایا:
پیاده سازی بسیار راحت
سرعت بالا در نقل و انتقال اطلاعات
عدم پرداختن به محاسبات مربوط به کنترل خطا
معایب:
در صورت خراب شدن یک هارد دیسک در مجموعه ، کل اطلاعات از بین خواهد رفت.
Raid 1
Raid 1 یا آینه ای نوع دوم Raid می باشد. در این مدل داده ها بر روی یک هارد دیسک ذخیره می شوند و هم زمان یک نسخه دیگر از این اطلاعات بر روی هارد دیسک دیگر نوشته خواهد شد.
در این روش حداقل به 2 هارد دیسک نیاز می باشد و در صورت بیشتر بودن هارد دیسک ها ، حتما باید تعداد آن ها زوج باشد.
در این روش شما قادر خواهید بود تا از نیمی از فضای هارد دیسک های موجود خود استفاده نمایید. زیرا اطلاعات در دو هارد دیسک قرار می گیرند. در نتیجه هزینه اولیه بیشتری نسبت به حالت معمولی دارد. بدلیل اینکه اطلاعات همزمان در دو هارد دیسک قرار دارد ، سرعت خواندن اطلاعات بیشتر از حالت معمولی می باشد ، اما سرعت نوشتن اطلاعات معادل سرعت هارد دیسک می باشد.
مزایا:
سرعت جابجایی اطلاعات معادل سرعت هارد دیسک معمولی می باشد.
امنیت اطلاعات بسیار بالاست و در صورت خراب شدن یک هارد دیسک ، اطلاعات در هارد دیگر موجود می باشد.
معایب:
هزینه تمام شده بالا
در صورت خراب شدن هارد دیسک ، سیستم دچار اختلال می شود و اطلاعات هارد دیسک از طریق سیستم دیگر باید جابجا گردد.
Raid 5
Raid 5 یا Disk Striping With Parity یکی دیگر از Raid های پر کاربرد می باشد که در سرور های سازمانی و سخت افزار های NAS Storage بیشترین کاربرد را دارا می باشد.
این نوع Raid نیاز به حداقل 3 هارد دیسک دارد و بهترین کارایی را با 5 هارد دیسک به کاربر می دهد. در Raid 5 نهایتا از 16 هارد دیسک می توان استفاده کرد.
این مدل Raid قابلیت خطا پذیری را دارا می باشد و سرعت و کارایی به نسبت بالایی دارد.
زمانی که اطلاعات بر روی دیسک ها نوشته می شوند در همان حال نوعی داده به نام Parity بر روی دیسک های دیگر نوشته خواهد شد. در دفعات آتی این داده بر روی دیسک های مختلف به صورت چرخشی نوشته می شود. از این داده برای بازیابی اطلاعات در صورت بروز مشکل برای هارد دیسک استفاده می شود. در این تکنیک مانند RAID 0 اطلاعات به صورت بلوک های کوچک در بین هارد دیسک ها ذخیره می شوند و علاوه بر این ، قابلیت Parity نیز بر روی هارد دیسک ها نوشته می شود. عملیات بازیابی اطلاعات در صورتی هارد دیسکی خراب شود ، تنها با جایگزین کردن هارد دیسک جدید به صورت اتوماتیک انجام می گردد.
مهم ترین مزیتی که این Raid دارد ، عدم اختلال در کار سیستم در هنگام بروز مشکل برای یک هارد دیسک می باشد و با جایگزین کردن هارد دیسک جدید به سیستم روند سرویس دهی سیستم دچار اختلال نخواهد شد.
مزایا:
سرعت خواندن اطلاعات بسیار بالا
در صورت بروز مشکل برای هارد دیسک ، همچنان به اطلاعات دسترسی خواهید داشت و نیازی به خاموش کردن دستگاه نیست و زمانی که هارد خراب در حال جایگزین شدن درحالت روشن است اطلاعات می تواند بدون هیچگونه اشکالی خوانده شود و سپس کنترلر Raid اقدام به بازسازی اطلاعات بر روی هارد جدید می نماید.
معایب:
در صورت مشکل برای هارد دیسک ، بازدهی سیستم کم می گردد.
نوشتن اطلاعات با سرعت کمتری نسبت به خواندن اطلاعات انجام می گیرد.
روش پیاده سازی پیچیده می باشد و بازسازی اطلاعات ممکن است تا یک روز به طول انجامد و اگر در حین بازسازی اطلاعات ، هارد دیسک دیگری دچار مشکل شود کل اطلاعات از بین خواهد رفت.
در انتها پیشنهاد می گردد تا برای خرید هارد دیسک داخلی ، از فروشگاه اینترنتی قطعات کامپیوتر و لپ تاپ پورومیکس دیدن فرمایید.