آیا نگهداری اطلاعات در یک هارد دیسک کار عاقلانه و منطقی است؟ اگر این اطلاعات از آن هارد پاک شود چه؟ در مجموعه و سازمان های بزرگ که اطلاعات مهم و حیاتی در آنها وجود دارد چه؟

اگر دقت کرده باشید شما حتی برای نگهداری عکسهای خانوادگی هم در چندجا اطلاعاتتان را کپی می‌کنید و به خوبی از آنها نگهداری خواهید کرد. اینجاست که در مجموعه های بزرگ raid معنی پیدا می‌کند.

در واقع تکنولوژی raid ترکیب و گروه بندی کردن چند هارد دیسک فیزیکی مجزا در یک درایو بزرگتر با هم است تا باعث افزایش کارایی و امنیت ذخیره سازی دیسک شود. این تکنولوژی بیشتر در سرورهای درارای کارایی بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

تعریف ساده از raid چیست ؟

در مقدمه گفتیم که این تکنولوژی برای افزایش عملکرد و اطمینان از ذخیره سازی اطلاعات استفاده می‌شود. کلمه raid مخفف Redundant Array of Inexpensive Disks است.

در سالهای اخیر به دلیل از دست رفتن اطلاعات و از دست رفتن هارد دیسک و با توجه به مشکلات زیادی که وجود داشت، فناوری به وجود اورده شد توسط ۳ محقق دانشگاه کالیفرنیا که این امکان را می‌دهد تا اطلاعات همزمان بجای ذخیره شدن بر روی یک هارد بر روی چندین هارد همزمان ذخیره شوند.

درست است که کاربران و حتی سیستم عامل بعنوان یک هارد نگاه می‌کنند و شاید اصلا متوجه چند هارد بودن آن نشوند اما این کار به شدت به امنیت اطلاعات کمک خواهد کرد.

یک سیستم رید تشکیل شده از دو یا چند هارد دیسک بسته به نوع و استراتژی مدیر IT  است. این فناوری دو نوع مختلف ایجاد دارد:

• سخت افزاری
• نرم افزاری

ایجاد Raid نرم افزاری

در این نوع خود سیستم عامل وظیفه raid بندی هاردیسک ها را بر عهده دارد به عبارت دیگر از ابزار های خود سیستم عامل برای عملیات raid استفاده می‌شود.

مزیت این روش این است که دیگر نیاز به خرید سخت افزار جداگانه ای برای عملیات نیست و خود سیستم عامل این کار را انجام می‌دهد. در مقابل این روش معایبی مثل سربار اضافی بر روی سیستم عامل و کندی عملکرد کلی دارد.

ایجاد Raid سخت افزاری

در روش ایجاد raid به صورت سخت افزاری از ماژولی با عنوان RAID Controller برای ایجاد raid استفاده می‌شود. در این روش ایجاد این قطعه حتی قبل از راه اندازی سیستم عامل وارد عمل می‌شود و وابستگی به سیستم عامل ندارد.

مزیت این روش نسبت به روش نرم افزاری عملکرد بهتر و قابلیت اعتماد بیشتر است. چون در روش نرم افزاری ما وابسته به سیستم عامل هستیم و با ایجاد اختلال در سیستم عامل ممکن است دیتا از دست بدهیم . همچنین این روش نسبه به روش نرم افزاری شامل هزینه بیشتری برای خرید تجهیزات اضافی است.

raid controller چیست ؟

تقریبا از اسم آن می‌توان حدس زد که چه کاری انجام می‌دهد. تمامی دستگاه‌ها کنترل‌هایی برای ارتباط دارند. raid ها هم برای ارتباط کنترل دارند. هارد درایوها از کنترلرها استفاده می‌کنند تا بتوانند با CPU و سیستم عامل صحبت کنند.

این مطلب را بخوانید: مک آدرس چیست

انواع raid

raid کردن دیسک های ذخیره فایل بر اساس تعداد دیسکت های سخت افزاری، سرعت مورد انتظار، و همچنین مقدار قابلیت اطمینان مد نظر به دسته های زیر تقسیم بندی می‌شود:

RAID 0 چیست؟

در این نوع raid ما حداقل به دو دیسک احتیاج داریم . در این روش هر فایلی که به raid controller می‌رسد به تعداد دیسک های موجود تقسیم می‌شود و هر قسمت در یک دیسک ذخیره می‌گردد. برای مثال اگر ما 4 دیسک داشته باشیم و آن ها را با هم raid  صفر کرده باشیم یک فایلی که به raid controller می‌رسد به چهار قسمت تrسیم شده و هر قسمت بر روی دیسکی ذخیره می‌شود.

در این روش ما به تعداد دیسک ها و ظرفیت آن‌ها فضا برای ذخیره سازی دیتا خواهیم داشت.

مزایا: این نوع که به crazy raid هم معروف است به شدت سرعت بالایی دارد و برای cash server ها و همچنین محیط آموزشی مناسب است.

معایب : این نوع اصلا تحمل خرابی ندارد و با از دست رفتن حتی یک دیسک اطلاعات ما تحت تاثیر قرار گرفته و قابل استفاده نیستند، چون از هر فایل مقداری در همان دیسکتی که خراب شده ذخیره شده است.

RAID 1 چیست؟

در این نوع هم ما حداقل به دو دیسک احتیاج داریم . در این روش دیتاها بعد از عبور از raid controller بر روی هر دو دیسک به صورت آینه نوشته می‌شوند. توجه داشته باشید که در raid 1 تعداد هاردیسک ها باید زوج باشد. برای مثال اگر ما چهار دیسک را به صورت raid 1، پیکربندی کنیم دو دیسک بکاپ دو دیسک دیگر خواهند بود. در این روش عملکرد نوشتن پایین تر از خواندن دیتا است.

در این روش عملا فضای ذخیره ما نصف می‌شود. برای مثال اگر ما چهار عدد دیسکت ۱ ترابایتی داشته باشیم، در نهایت ۲ ترابایت ظرفیت برای ما باقی خواهد ماند.

مزایا: این روش امنیت به خوبی دارد، و دسترسی پذیری و سرعت ریکاوری بسیار بالایی دارد.

معایب: هزینه این روش به دلیل نصف شدن ظرفیت ذخیره سازی بسیار بالاست و معمولا در مراکز بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد.

RAID 5 چیست؟

این نوع برای پوشاندن ضعف های raid های یک و صفر ایجاد شده است، در این نوع ما حداقل به سه دیسک احتیاج داریم. روش کار به این صورت است که دیتا بعد از عبور از raid controller به n-1 قسمت تقسیم می‌شود هر هر قسمت بر روی دیسکی نوشته می‌شود. همچنین در دیسک باقیمانده Parity آن قسمت ها قرار می‌گیرد.

Parity یک فرمول به دست آمده از آن دیتا ها است. اگر بخواهیم به صورت ساده کاربرد Parity را بیان کنیم، باید بگوییم که با ترکیب پریتی و دیتای دیسک اول به دیتای دیسک دوم و همچنین با ترکیب پریتی با دیتای دیسک دوم به دیتای ذخیره شده بر روی دیسک اول می‌رسیم.

در این روش parity  به صورت چرخشی بر روی دیسک ها ذخیره می‌شود. همچنین در این روش به نسبت raid 1 عملکرد نوشتن پایین تر است.

برای مثال در این نوع اگر ما ۳ دیسک یک ترابایتی داشته باشیم فضای ذخیره سازی که خواهیم داشت ۲ ترابایت است.

مزایا : به این ترتیب با از دست رفتن یکی از سه دیسک اطلاعات قابل دستیابی هستند. پس در این روش تحمل خرابی یک دیسک و ظرفیت بیشتری نسبت به raid 1 خواهیم داشت.

معایب: یکی از معایب آن سرعت پایین در بازیافت دیتا است. زمانی که یک دیسک دچار مشکل شود زمان زیادی مورد نیاز است تا raid controller دیتا را بازیابی کند.

کاربرد این raid در file server ها و یا webserver ها است.

RAID 6 چیست؟

این نوع raid همانند raid 5 ولی با تحمل خرابی بیشتر است. در این نوع ما حداقل به چهار دیسک احتیاج خواهیم داشت و تفاوت آن با raid 5 این است که ما 2 پریتی خواهیم داشت.

در این روش دیتا وارد شده به n-2  قسمت تقسیم می‌شود هر قسمت در دیسکی ذخیره شده و در دیسک های باقیمانده پریتی ها ذخیره می‌شوند.

برای مثال اگر از ۴ دیسک ۱ ترابایتی استفاده کنیم فضای ذخیره سازی که در اختیار ما قرار دارد دو ترابایت است.

مزایا: این روش تحمل پذیری خطای بسیار بالایی دارد چون با از بین رفتن دو دیسک باز هم اطلاعات قابل بازیافت هستند.

معایب: این روش سرعت نوشتن پایینی دارد چون parity  بر روی دو دیسک ذخیره می‌شود، همچنین همانند raid 5  بازیابی داده ها به زمان زیادی احتیاج دارد. از معایب دیگر آن این است که فضای ذخیره سازی کمی در اختیار ما قرار می‌دهد.

کاربرد این نوع  هم همانند raid 5  است با این تفاوت که به اطمینان بیشتری دست خواهیم یافت.

RAID 10 چیست؟

این روش تلفیقی از raid0 و raid1 است، که برای پیکربندی حداقل به 4 دیسک احتیاج دارد، به این روش raid 1+0 هم گفته می‌شود. این روش را با مثالی توضیح می‌دهیم:

برای مثال فرض کنید که ما 4 دیسک داریم اگر پیکر بندی raid10 را برای این 4 دیسک انتخاب کنیم دو دیسک اول با همدیگر raid 1 می‌شوند، و دو دیسک دوم هم با همدیگر Raid 1  خواهند شد سپس هر دوی این جفت raid 1 ها با همدیگر raid 0  می‌شوند. در این نوع دیتا بعد از عبور از raid controller  به n-2 قسمت تقسیم شده هر قسمت در یک جفت raid 1 نوشته می‌شود.

اطمینان پذیری این روش به شانس شما بستگی دارد اکر برای مثال از 8 دیسک 4 دیسک دچار مشکل شوند و هر چهار دیسک یک دیسک دیگر در raid 1 خود داشته باشند شانس با شما یار است و با وجود از بین رفتن نیمی از دیسک ها باز هم اطلاعات شما باقی خواهد ماند، بد شانسی زمانی است که هر دو جفت یک raid 1  با هم دچار مشکل شوند در آن صورت مل اطلاعات غیر قابل بازیابی خواهد بود.

مزایا: از مزایای این روش می‌توان به سرعت نوشتن و خواندن بالای آن اشاره کرد.

معایب:  در این روش نیمی از فضای دیسک های سخت افزاری خود را از دست خواهیم داد و عملا روش پر هزینه ای است.

به بیان ساده تر این روش سرعت raid 0  و همچین اطمینان پذیری raid 1  را در اختیار ما قرار می‌دهد.

از این نوع در پایگاه داده هایی که که به سرعت بالا و همچنین نرم افزار هایی که به سرعت بالا احتیاج دارند استفاده می‌شود.

RAID 01 چیست؟

این نوع بر خلاف raid 10 جفت دیسک ها raid 0 و آن جفت ها در کنار یکدیگر raid 1 می‌شوند. این نوع Raid برای فایل سرورها و دیتا بیس های با حجم متوسط استفاده می‌شود.

RAID 50 چیست؟

این نوع raid از ترکیب raid 0 و raid 5 ایجاد می‌شود. در این نوع هر دیتایی که وارد raid controller  می‌شود به تعدادی که قرار است دیسک ها در کنار همدیگر raid 5 ایجاد کنند تقسیم می‌شود و در نهایت تمام این raid 5  ها در کنار یکدیگر raid 0 می‌شود.

برای این نوع می‌توان توالی مختلفی تعریف کرد. برای مثال 24 عدد دیسک می‌توانند به دو بسته 12 تایی raid 5  و در نهایت به raid 0 ، و یا سه بسته 6 تایی raid 5 و در نهایت این سه بسته با همدیگر raid 0 شوند.

این نوع حداقل به شش دیسک احتیاج دارد.

مزایا: این نوع raid قابلیت اطمینان بسایار بالایی برای ما فراهم می‌کند همچنین قابلیت بازیابی آن به نسبت raid 5 بسیار بالاتر است.

معایب: عیب بزرگ این روش این است که به raid controller پیشرفته ای احتیاج خواهیم داشت که به مراتب هزینه بالایی دارد.

از این نوع در جاهایی استفاده می‌شود که اطلاعات بسیار مهمی نگهداری می‌شود.

 

raid 60 چیست ؟

این نوع از ترکیب raid 0 و raid 6 ایجاد می‌شود. به بیان ساده تر همان raid 50 است ولی  دیسک ها در خوشه هایی با raid 6 کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و در نهایت همه آن ها با یکدیگر raid 0 می‌شوند.

در این روش با حداقل به هشت هاردیسک احتیاج خواهیم داشت.

می‌توان گفت که این روش به نسبت raid 50 باز هم از اطمینان بالاتری بر خوردار است.

جمع بندی 

به عنوان یک مدیر آی تی و یا مسئول بخش دیتای یک مرکز باید همیشه یک راه بازگشت برای اتفاقات پیش رو داشته باشیم. یکی از این روش ها که در سطوح ابتدایی راه اندازی باید انجام بگیرد raid بندی هاردیسک هایی است که بر روی سرور قرار می‌گیرد. انجام با برنامه ریزی و مناسب و آینده نگرانه آن می‌تواند خیال شما را از بابت از بین رفتن دیتا راحت کند.