رید چیست؟ معرفی انواع سطوح RAID
- رید چیست؟
- تاریخچه رید چیست؟
- رید (Raid) چگونه کار می کند؟
- Raid چگونه سازماندهی می شود؟
- سطوح مختلف رید چیست؟
رید چیست ؟
رید مخفف عبارت Redundant Array Of Inexpensive Disks است که گاها با نام Redundat Array Of Independent Disk نیز شناخته می شود. معنای لغوی رید (Raid) آرایه افزونه دیسک های مستقل است. اما اگر بخواهیم آن را به شکلی جامع تر توضیح دهیم، باید آن را تکونولوژی ترکیب چند هارد دیسک به یکدیگر دانست. با این کار داده هایی که قرار است در یک هارد دیسک ذخیره شوند، به صورت یکسان در دیسک های متصل شده به هم در یک رید ذخیره می شوند. این کار باعث بالا رفتن سرعت، ظرفیت، بهبود عملکرد و حفظ داده ها در هنگام وقوع آسیب در دیسک ها می شود. البته دقت داشته باشید تکنولوژی های دیگری نیز برای حفظ اطلاعات وجود دارد همچون بکاپ گیری های منظم در سرورهای مجزا که در صورت خرابی هارد دیسک اصلی، اطلاعات به هیچ وجه از دست نخواهد رفت. مجموعه میزبان فا از این تکنیک برای نگهداری اطلاعات کاربران خود بهره می گیرد. تاریخچه رید چیست ؟ اصطلاح رید برای اولین بار در سال 1987 توسط دیوید پترسون، رندی کتز و گارث گیبسون به جهانیان معرفی شد. آنها بر این باور بودند که استفاده از چند بخش مستقل و در دسترس در کنار هم می تواند عملکرد هارد دیسک اصلی را بهبود ببخشد. علاوه بر این نگهداری اطلاعات در چندین هارد می تواند خیال افراد را بابت حفظ اطلاعات روی هارد دیسک ها در هنگام مواجه با مشکلات سیستمی راحت کند. این نظریه مورد بررسی و بحث قرار گرفت و با گذشت زمان تکامل پیدا یافت. در حال حاضر رید بندی هارد یکی از تکنولوژی های پرکاربرد در جهان است. البته درست است که اصطلاح رید برای اولین بار توسط این گروه 3 نفره معرفی شد، اما قبل از آن افرادی مثل پتنتی یا شرکت Digital Equipment نیز روی این نظریه کار کرده بودند. اما با گزارش این گروه 3 نفره بود که یک تعریف کامل و یکپارچه درباره رید (Raid) ارائه شد.
رید (RAID) چگونه کار می کند؟
تا اینجا سعی شده است تا به خوبی به سوال رید چیست ؟ پاسخ داده شود. اکنون قصد داریم شما را با نحوه کار با آن اشنا کنیم. در یک Raid بسته به نوع آن از هارد دیسک های مشخصی استفاده می شود و همین امر سبب تفاوت میان ریدهای مختلف موجود در بازار می شود. هر یک از این ریدها با نام سطوح مختلف Raid شناخته می شوند. تفاوت سطوح مختلف رید به ویژگی های ایجاد شده توسط ترکیب هارد دیسک ها بستگی دارد. این ویژگی ها عبارتند از:- تحمل خطا (Fault Tolerance) رید چیست ؟ یکی از اصلی ترین هدف های رید ایجاد امکانی برای حفظ اطلاعات در برابر بروز هرگونه مشکل در هارد دیسک بوده است. شکل های مختلف رید در بحث مقاومت در برابر ایجاد مشکل در هارد دیسک با یکدیگر تفاوت دارند.
- عملکرد (Performance) چیست؟ از آنجایی که از چند هارد دیسک در یک رید استفاده می شود، سرعت پردازش داده ها به شکل موثری افزایش پیدا می کند و شاهد عملکرد خوبی خواهیم بود. حال با توجه به نوع رید (Raid) نوع عملکرد نیز متفاوت خواهد بود.
- ظرفیت (capacity) چیست؟ ظرفیت مورد دیگری است که با توجه به نوع رید تغییر خواهد کرد. تعداد هارد دیسک های ترکیب شده در یک رید و همچنین نوع اتصال میان آنها می تواند ظرفیت های مختلفی را ایجاد نماید.
RAID چگونه سازماندهی می شود؟
پس از بررسی رید چیست و نوع عملکرد آن، زمان آن رسیده است که جزئیات بیشتری را درباره Raid به شما ارائه دهیم. در بحث سازماندهی یک رید به طور کلی باید دو جنبه مختلف را در نظر گرفت:- تکنیک ذخیره سازی
- اجرای رید
1. سازماندهی داده ها در یک آرایه (تکنیک های ذخیره سازی در رید)
به طور کلی برای ذخیره سازی داده های روی یک رید از 4 روش اصلی استفاده می شود. این روش ها عبارتند از: تکنیک striping رید چیست ؟ در این روش داده ها به اندازه های مشخص و یکسانی تقسیم می شوند. به اندازه تعیین شده اصطلاحا اندازه بلوک گفته می شود. بعد از تقسیم داده در اندازه بلوک یکسان، زمان قرار دادن این بلوک ها روی رید به صورت یک به یک فرا می رسد. ذخیره سازی اطلاعات به این روش می تواند عملکرد را بهبود بخشد. تکنیک mirroring رید چیست ؟ یکی دیگر از روش های ذخیره سازی اطلاعات، mirroring است. در این روش نسخه های یکسان داده به صورت همزمان روی همه هاردهای یک رید ذخیره می شوند. بدین ترتیب علاوه بر بهبود عملکرد، تحمل خطا (Fault Tolerance) نیز به شکل مناسبی افزایش پیدا می کند. تکنیک parity رید چیست ؟ هنگام استفاده از تکنیک parity، داده ها همانند striping به بلوک های یکسان تقسیم می شوند. اما به طور همزمان از روش چکسام (checksum) نیز در آن استفاده می شود. در این روش یک تابع برابری مشخص برای بلوک های داده تعریف می شود. به همین دلیل زمانی که هاردی دچار مشکل می شود، بلوک از بین رفته به کمک چکسام دوباره محاسبه می گردد. این امر سبب بالا رفتن تحمل خطا در یک رید خواهد شد. چک سام (Checksum) در واقع قسمتی از یک فایل داده است که از فایل در برابر تغییراتی که ایجاد می شود، محافظت می کند. چک سام در ابتدا بر اساس یک الگوریتم مشخص تعداد بایت یا بیت های یک فایل را محاسبه می کند. سپس در صورت بروز هر گونه تغییری در محتوای فایل، این تغییر را به شما گزارش می دهد. ترکیبی از سه تکنیک عنوان شده: گاهی می توان از 3 روش بیان شده در کنار هم استفاده کرد و از آن به عنوان یک تکنیک ذخیره سازی دیگر یاد کرد.
2. اجرای رید (RAID)
برای ترکیب هارد دیسک ها و ساخت یک رید می توان از دو روش نرم افزاری و سخت افزاری استفاده نمود.ساخت رید به روش نرم افزاری
در این روش از سیستم عامل برای اجرای یک رید استفاده می شود. به همین دلیل این روش اجرایی را نرم افزاری می دانیم. مزایا:- از نظر قیمت بسیار به صرفه تر از روش دیگر است. چرا که نیازی به خرید یک سخت افزار مجزا نیست.
- به دلیل استفاده از منابع سیستم در حالت نرم افزاری، کارایی و سرعت کاهش پیدا می کند.
- تقریبا همه سیستم عامل ها قابلیت ایجاد یک رید را دارند. اما از همه سطوح رید پشتیبانی نمی کنند.
- به دلیل قرار گرفتن روی سیستم عامل برای اجرا از CPU سیستم میزبان استفاده می کند.
- به دلیل استفاده از سیستم عامل امکان بوت کردن سیستم برای برخی از سطوح رید وجود ندارد.
- امکان تعویض هارد بدون نیاز به خاموش کردن دستگاه وجود ندارد. به همین دلیل در جاهایی که نیاز است سیستم به صورت مداوم در دسترس باشد، نمی تواند مورد استفاده قرار گیرد.
ساخت رید به روش سخت افزاری
منظور از روش سخت افزاری این است که برای اجرای Raid از یک سخت افزار مشخص استفاده شود. مزایا:- از CPU کامپیوتر میزبان استفاده نمی کند.
- به کاربر امکان بوت کردن را می دهد.
- به دلیل داشتن ارتباط مستقیم با تجهیزات، امکان رفع خطاها به شکل راحت تری فراهم می باشد.
- از قابلیت Hot-Swapping پشتیبانی می کند. در نتیجه شما هر زمان که بخواهید می توانید بدون ایجاد اختلال در روند کار سیستم، هارد دیسک رید خود را تعویض نمایید.
- به دلیل نیاز به خرید یک سخت افزار مجزا، هزینه آن در مقایسه با رید نرم افزاری بیشتر است.
سطوح مختلف رید چیست ؟
سطوح مختلف رید بر اساس تکنیک مورد استفاده پایه گذاری می شود بر همین اساس سطوح مختلف با ویژگی های متفاوتی نیز ایجاد می گردد که در ادامه با انواع آن ها آشنا خواهیم شد.1.سطح Raid 0
این رید بر پایه تکنیک striping پایه گذاری شده است. به همین دلیل به همین نام نیز شناخته می شود. در این سطح به حداقل دو هارد نیاز است. در این مدل عملکرد سیستم به شکل مناسبی افزایش پیدا می کند. اما تحمل خطا تغییری نمی کند.
2. سطح Raid 1
برای ایجاد 1 Raid نیز به حداقل دو هارد نیاز دارد. در این مدل از تکنیک mirroring استفاده می شود. استفاده از این رید سرعت را افزایش می دهد. در کنار آن تحمل خطا نیز افزایش پیدا می کند و در صورت بروز هر گونه مشکلی، اطلاعات در بخش های دیگر ذخیره شده است.
3. سطح Raid 5
زمانی که تکنیک striping و parity را در کنار هم به کار ببریم، Raid 5 ایجاد می شود. برای ایجاد آن به حداقل 3 هارد دیسک نیاز است. در نتیجه استفاد از Raid 5 سرعت به طرز قابل توجهی افزایش پیدا می کند و حتی در صورت از بین رفتن یکی از هارد دیسک های موجود، محتوا باقی می ماند.
4. سطح Raid 6
این رید از نظر عملکرد مثل Raid 5 است. یعنی تکنیک striping و parity را در کنار هم به کار برده می شود. اما از دو parity به طور همزمان استفاده می شود. به همین دلیل تحمل خطا بالاتری در مقایسه با رید 5 دارد. سرعت در Raid 6 همانند Raid 5 می باشد.
5. سطح Raid 1+0
زمانی که تکنیک های striping و mirroring را با یکدیگر ترکیب کنیم، Raid 1+2 ایجاد می شود. این Raid در واقع بهبود عملکرد Raid 0 و تحمل خطا Raid 1 را در کنار هم ارائه می دهد.
6. سطح Raid 5+0
از ترکیب Raid 0 و Raid 5 به وجود می آید. نام دیگر آن Raid 50 است. برای داشتن یک Raid 5+0 به حداقل 6 هارد نیاز است. تحمل خطا رید 50 در مقایسه با Raid 5 بیشتر است. چرا که در صورت بروز هرگونه مشکلی تنها، یکی از آرایه های اطلاعات تحت تاثیر قرار می گیرد.
7. سطح Raid 6+0
با ترکیب Raid 0 و Raid 6 نیز می توان رید جدیدی به نام Raid 60 را داشت. این رید را با نام Raid 60 نیز می شناسند. برای ایجاد این رید حداقل به 8 هارد نیاز است. نحوه ذخیره سازی اطلاعات در رید 60 همانند Raid 50 می باشد. اما تفاوتی که سبب تمایز آن شده است این است که parity در آن دوبار تعریف شده است. بدین ترتیب حتی اگر سیستم نیز دچار مشکلی شود باز می تواند بدون وقفه به کار خود ادامه دهد.
بدون دیدگاه