معرفی:

RAID مخفف Redundant Array of Independent Disk به معنی آرایه چندگانه دیسک های مستقل می باشد. به طور کلی می توان گفت که RAID چندین دیسک سخت را در یک آرایه جهت بهبود و افزایش حجم در بین دیسک ها و همچنین کارایی و حفظ امنیت داده ای می باشد.

اهداف استفاده از فناوری RAID :

1– جهت افزایش توان کاری بالا (Performance) از طریق عملی بنام Striping

2– افزایش تحمل در برای خرابی (Fault-Tolerance) از طریق افزونگی (Redundancy)

تعریف تکنولوژی RAID :

یک فناوری است که جهت افزایش کارایی و قابلیت اطمینان ذخیره سازی داده ها مورد استفاده قرار می گیرد. معمولا یک سیستم RAID تشکل شده از دو یا چند درایور موازی می باشد.

این دیسک ها می تواند دیسک سخت (Hard Disk) باشد ولی می توان از فناوری RAID جهت ذخیره ساز های امروزی یعنی SSD یا (solid state drives) یا همان درایور های جامد استفاده نمود.

در RAID ها سطوح مختلفی وجود دارد که هر کدام برای یک موقعیت و وضعیت خاصی بهینه شده اند. در زیر معروف ترین نوع از RAID ها را به شما معرفی می کنیم :

  • RAID 0 یا striping
  • RAID 1 یا mirroring
  • RAID 5 یا striping with parity
  • RAID 6 یا striping with double parity
  • RAID 10 یا combining mirroring and striping

در نمونه های RAID که در بالا گفته شد ، نوع 2 و 3 و 4 هم وجود دارند ولی همگی آنها زیرمجموعه ای از RAID هایی هستند که در بالا به آنها اشاره کردیم.

جهت انجام عملیات RAID نرم افزار هایی وجود دارند که یا باید به صورت مستقل نصب گردند یا به صورت پیشفرض در سیستم عامل وجود دارند. در برخی از نسخه های ویندوز سرور 2012 و سیستم عامل مک نرم افزار هایی جهت کنترل و مدیریت RAID نیز وجود دارد. البته ناگفته نماند که به صورت سخت افزاری هم RAID ها قابلیت کنترل دارند که به مراتب عملکرد بهتری مخصوصا در RAID 5  و 6 ارائه می دهند.

گاهی دیسک ها در یک سیستم ذخیره سازی به عنوان JBOD مخفف (Just a Bunch Of Disks) به معنی ” فقط یک دسته از دیسک ها ” که این دیسک ها از یک سطح RAID خاصی استفاده نمی کنند و به صورت مستقل عمل می کنند. این نوع فناوری اغلب برای دیسک های انتقال داده مورد استفاده قرار می گیرد.

تصویر زیر نرم افزار مدیریت RAID در ویندوز می باشد که بسیار معروف و کاربردی بوده که با ورود به Computer Management قابل مشاهده می باشد.

windows-software-raid

تصویر زیر همانند ویندوز ، نرم افزار مدیریت RAID در سیستم عامل مک می باشد.

MAC-software-raid

و همانطورکه گفته شد می توان از نرم افزار های دیگری با قابلیت های فراوان بر روی سیستم عامل نصب نمود که به وسیله آن فناوری RAID را مدیریت نمود. تصویر زیر یک نمونه از این نرم افزار ها را نشان می دهد. 

software-raid-manager

 

معرفی RAID 0 یا striping :

در RAID 0 داده های سیستم ، به بلوک هایی تقسیم می شوند که در تمامی درایو ها آرایه نوشته می شوند. با استفاده از حداقل 2 دیسک همزمان این عمل انجام می شود.

storage-raid-0

مزایای RAID 0 :

عملکر این نوع RAID بسیار عالی است ، هر دو عمل خواندن و نوشتن را با هم انجام می دهد و تمام ظرفیت ذخیره سازی در این تکنولوژی مورد استفاده قرار می گیرد. لذا می توان بالاترین سرعت را در این نوع از RAID بدست آورد.

معایب RAID 0 :

در این نوع از RAID تعهدی به رخ دادن خطا ندارد. اگر یک درایور دچار مشکل شود تمامی فایل ها و داده های ذخیره شده از بین خواهند رفت. لذا از این نوع RAID نباید برای سیستم ها و داده های حساس و مهم استفاده نمود.

معرفی RAID 1 یا mirroring :

در این نمونه از RAID داده ها بر روی دو درایو همزمان نوشته می شوند که می تواند تعداد دیسک ها متفاوت باشد. اگر یک درایور به هر دلیلی از کار بیافتد به دلیل کپی بودن داده ها بر روی دیسک دیگر می توان اطلاعات را بازیابی کرده و به آن دسترسی داشت. معمولا برای این حالت شما نیازمند 2 دیسک به بالا می باشید.

storage-raid-1

مزایای RAID 1 :

سرعت خواندن و نوشتن بالا می باشد. در صورت خرابی دیسک ، داده ها از بین نمی روند و می توان آنها را کپی نمود. در کل می توان گفت فناوری این نوع RAID بسیار ساده می باشد.

معایب RAID 1 :

در این نوع ذخیره سازی ظرفیت هارد بسیار مهم می باشد. به دلیل استفاده همزمان و کپی کردن داده بر روی دیسک مجاور دائما با کمبود فضا مواجه خواهید شد.

در این حالت در صورت خرابی درایو امکان تعویض وجود ندارد و بایستی کامپیوتر خاموش گردد تا بتوان دیسک را جایگزین نمود.

معرفی RAID 5 یا striping with parity :

RAID 5 رایج ترین نوع از سطح RAID می باشد. جهت کار در این سطح نیازمند 3 درایو می باشید که می توان آنرا تا 16 عدد نیز افزایش دهید. بلوک های داده در این سطح در تمامی درایوها نوشته می شوند و این باعث بالا رفتن امنیت اطلاعات می شود. در نهایت می توان گفت که داده به صورت یک نواخت بر روی یک دیسک نمی باشد و در تمامی درایو ها پخش می باشد. در کل می توان گفت که RAID 5 از خرابی داده ها و دسترسی به داده جلوگیری می کند.

storage-raid-5

مزایای RAID 5 :

خواندن داده در این سطح بسیار سریع می باشد و در مقابل نوشتن آهسته صورت می گیرد و علت آن محاسبه Parity می باشد. اگر یک درایو از دسترس خارج شود ، شما باز هم به اطلاعات خود دسترسی دارید و اگر درایور خراب را هم جایگزین کنید کنترل کننده Storage می تواند اطلاعات را بازسازی کند.

معایب RAID 5

ممکن است خرابی درایو بر روی عملکرد کاری تاثیر بگذارد. در صورتی که یک دیسک حجم بالا مثلا 4 ترابایت دچار مشکل گردد به دلیل سرعت پایین بازسازی اطلاعات ممکن است این فرایند یک روز با بیشتر طول بکشد.

معرفی RAID 6 یا striping with double parity :

RAID 6 همانند RAID 5 می باشد اما داده های Parity بر روی دو درایو نوشته می شوند. این بدان معناست که حداقل 4 درایو نیاز دارد که می تواند به طور همزمان 2 درایو را بسوزاند. 

با اینحال اگرچه یک درایو در RAID 5 از بین می رود و با یک درایو جدید جایگزین می شود برای بازگرداندن داده ها ممکن است ساعت ها وقت صرف شود و اگر در بین این کار یک درایو از بین برود تمامی داده های شما از دست خواهند رفت اما در RAID 6 به دلیل دو درایو این احتمال بسیار ضعیف می باشد. 

storage-raid-6

مزایای RAID 6 :

مانند RAID 5 انتقال داده بسیار سریع انجام می شود. در RAID 6 اگر دو درایو دچار مشکل شوند ، شما هنوز هم می توانید به اطلاعات خود دسترسی داشته باشید حتی اگر درایو خراب هم جایگزین شده باشد. بنابراین می توان گفت RAID 6 از RAID 5 امن تر می باشد.

معایب RAID 6 :

به دلیل نوشته شدن داده های اضافی در RAID 6 معمولا انتقال داده ای از RAID 5 کمتر صورت می گیرد. خواندن گزارشات در این سطح خیلی پایین تر است. تکنولوژی پیچیده ای داشته و بازسازی یک آرایه در صورت آسیب دیدن درایو مدت زمان زیادی نیاز دارد. 

معرفی RAID 10 یا combining mirroring and striping :

همانطور که از نام این RAID مشخص است ، ترکیبی از دو RAID 0 و RAID 1 می باشد. این سطح ترکیبی می باشد و با معکوس کردن تمامی اطلاعات درایو های ثانویه می تواند سرعت انتقال داده را افزایش دهد.

storage-raid-10

مزایای RAID 10 :

اگر موردی در پیکربندی RAID 10 اشتباه باشد ، بازسازی آن به سرعت انجام می شود و علت آن کپی کردن اطلاعات از درایو های مجاور به درایور جدید می باشد. فرایند ذکر شده در یک درایو 1 ترابایت می تواند فقط 30 دقیقه باشد.

معایب RAID 10 :

نیمی از ظرفیت ذخیره سازی در این سطح صرف معکوس سازی می شود. در نتیجه در برابر RAID های بزرگی مانند RAID 5 و RAID 6 یک روش گرانقیمت به حساب می آید.

به پایان مقاله آموزشی فناوری RAID ها رسیدیم. امیدوارم که این مقاله آموزشی برای شما دوستان و دانشجویان فناوری مورد قبول واقع شده باشد.

موفق باشید.