در مقاله قبل در مورد RAID های  سخت افزاری و نرم افزاری و ویژگی های آن ها مطالبی ارائه کردیم.

حال در ادامه به بررسی سطوح مختلف رید می پردازیم و ویژگی های آن را بیان می کنیم. انتظار ما از سطوح مختلف RAID یا کارایی بالا ، یا خطا پذیری بالا و یا هر دوی این موارد بصورت همزمان است. البته این موضوع هم خیلی مهم است که نیاز شما با RAID های سخت افزاری برطرف می شود یا باید از RAID های نرم افزاری استفاده کنید. به این موضوع توجه کنید که برخی از سطوح RAID فقط در لایه سخت افزار قابل پیاده سازی هستند و تنها چند مورد RAID شناخته شده هستند که در لایه نرم افزار قابل پیاده سازی هستند. اگر قصد استفاده کردن از RAID های سخت افزاری را نیز داشته باشید نوع Controller ای که استفاده می کنید نیز در برطرف کردن نیاز شما موثر است ، RAID Controller های مختلف از سطوح مختلفی از RAID های سخت افزاری پشتیبانی می کنند ، همچنین حتی نوع هارد دیسک هایی که بر روی این RAID Controller ها پشتیبانی می شود نیز می تواند متفاوت باشد. RAID Controller ها می توانند از هارد دیسک های SAS ، SSD و یا SATA پشتیبانی کنند. حالا به سراغ معرفی انواع سطوح رید می رویم.

معرفی (RAID Level 0 (Stripe  

 

 RAID Level 0 به اسامی مثل Disk Striping Without Parity یا در برخی موارد به Disk Striping هم معروف است. Stripe به معنی راه راه یا خط خطی است ، یعنی داده ها بصورت ریز زیر شده در بین دو یا چند دیسک به نسبت مساوی تقسیم می شوند. از این نوع RAID برای بالا بردن سرعت و کارایی دستگاه ها استفاده می شود. در این نوع RAID ،کارهای کامپیوتر بر روی حداقل دو عدد هارد دیسک انجام می شود به گونه ای که خواندن و نوشتن اطلاعات همزمان بر روی دو یا چند دیسک انجام می شود و به همین دلیل سرعت خواندن و نوشتن داده ها بسیار بیشتر از حالت معمول است ، چون دو عدد هارد درایو همزمان داده ها را در بین خود تقسیم می کنند و طبیعتا Head های دو عدد هارد دیسک برای نوشتن و خواندن اطلاعات استفاده می شود ، هر چقدر تعداد این Head های نوشتن و خواندن بیشتر باشد سرعت نیز بالاتر خواهد رفت .

این نوع RAID دارای بهترین سرعت و کارایی در I/O است. همانطور که گفتیم برای پیاده سازی RAID Level 0 حداقل به دو عدد هارد دیسک نیاز داریم ، از طرفی این نوع RAID هم بصورت نرم افزاری و هم بصورت سخت افزاری قابل پیاده سازی است ، اما نکته منفی در خصوص استفاده از RAID Level 0 این است که این نوع از RAID ها قابلیت Fault Tolerance یا خطا پذیری ندارند ، یعنی زمانیکه یکی از هارد دیسک های ما از بین برود ، تمامی داده های ذخیره سازی شده بر روی سایر هارد دیسک ها نیز دچار مشکل شده و غیر قابل بازیابی می شوند. R در کلمه RAID به عنوان Redundant یا افزونگی معنی می شود و در واقع ماهیت RAID که خطاپذیری است را می رساند ، با توجه به اینکه RAID Level 0 به هیچ عنوان دارای افزونگی و خطاپذیری نمی باشد می توانیم از آن به عنوان AID نام ببریم . اگر برایتان سرعت مهم است و خطاپذیری اصلا مطرح نیست می توانید از این سطح از RAID استفاده کنید. در این نوع RAID اگر دو عدد دیسک ۱ ترابایتی داشته باشیم ظرفیتی که از آن می توانیم استفاده کنیم ، مجموع ظرفیت های دو دیسک یعنی ۲ ترابایت خواهد بود.

رید 0
RAID 0

مزایا و مشخصات :

 

  • داده ها به بلوکهایی تبدیل می شوند و هر بلوک در هارد دیسک مجزا ذخیره می شود.
  • باعث بالا رفتن کارایی سیستم I/O می گردد چرا که بار ترافیکی نقل و انتقالات بین چندین کانال مجزا تقسیم می شود.
  • بالارفتن کارایی بدلیل وجود کنترلرهای مختلفی که عمل کنترل ترافیک را به عهده می گیرند (افزایش سرعت)
  • طراحی بسیار ساده ( زیرا مدار محاسبه Parity وجود ندارد )
  • عدم پرداختن به محاسبات مربوطه به Parity وکنترل خطا ( افزایش سرعت به دلیل عدم پرداختن به محاسبات مربوط به Parity )

 

معایب :

 

  • عدم استفاده از Parity
  • هیچ گونه کد تشخیص و تصحیح خطا در این نوع RAID وجود ندارد 
  • از کار افتادن یک درایو باعث از دست رفتن کلیه اطلاعات خواهد شد.
  • عدم کارایی در محیطهای حساس به حفظ داده ها
  • امنیت پایین (از دست دادن کل اطلاعات در صورت آسیب دیدن یکی از هارددیسک ها)

 

موارد استفاده :

 

  • میکس و پردازش تصاویر ویدیویی (میکس و مونتاژ )
  • واژه پردازی (نرم افزارهای تایپ و… )
  • کارهایی که نیاز به سرعت بالا دارد.

 

معرفی (RAID Level 1 (Mirror

 RAID Level 1 به اسامی Disk Mirroring یا Mirror هم معروف است. همانطور که از نامش هم پیداست در این نوع رید حداقل دو دیسک استفاده می شود و همانطور که در معنی کلمه Mirror مشخص است ، هر چیزی که در یک دیسک کپی می شود در دیسک دوم نیز عینا کپی می شود و دیسک دوم دقیقا مشابه اطلاعاتی را دارد که در دیسک اول نوشته می شود. زمانیکه اطلاعات در یک دیسک کپی می شود ، بصورت همزمان همان اطلاعات بر روی دیسک دیگر نیز نوشته می شود و همین امر یعنی در RAID Level 1 ما خطاپذیری یا Redundancy را داریم و در صورت خراب شدن و از بین رفتن یکی از دیسک ها ، عین داده ها در دیسک دیگر وجود دارد و می توانیم در ادامه از داده هایمان استفاده کنیم. این نوع رید یکی از ساده ترین و پرکاربردترین نوع رید می باشد که با کمترین هزینه قابل پیاده سازی و استفاده است.

اما RAID Level 1 یک سری معایب نیز دارد . مهمترین نکته منفی در خصوص استفاده از RAID Level 1 سرعت پایین این نوع رید است. با توجه به اینکه هر داده ای که قرار است بر روی دیسک ها نوشته شود در واقع دو بار باید نوشته شود ، همین موضوع باعث کند شدن این رید می شود . RAID Level 1 هم بصورت نرم افزاری و هم بصورت سخت افزاری قابل پیاده سازی است و برای پیاده سازی سخت افزاری آن حداقل به دو عدد دیسک نیاز داریم اما در پیاده سازی نرم افزاری RAID Level 1 شما می توانید این رید را بر روی یک دیسک و چندین پارتیشن پیاده سازی کنید. اما نکته منفی و البته مهم دیگری که در استفاده از RAID Level 1 باید به خاطر داشته باشید این است که اگر شما در این نوع رید دو عدد هارد دیسک ۱ ترابایتی استفاده کنید تنها قادر به استفاده از ۱ ترابایت از حداکثر ظرفیت ممکن که ۲ ترابایت است خواهید بود زیرا اطلاعات همزمان دو برابر فضای معمول از دیسک ها استفاده می کنند.

رید 1
RAID 1

مزایا و مشخصات :

 

  • هنگام سیکل نوشتن , گویی اطلاعات روی یک دیسک نوشته می شود ( در صورتیکه عملأ بر روی دو دیسک نوشته می شود ( مانند رید 0  ) ولی عمل خواندن , ازهر دودیسک انجام می شود ( کاهش ترافیک گذرگاه )
  • نوشتن بر روی هر دو دیسک ولی خواندن مجزا
  • قابلیت برگرداندن %۱۰۰ داده ها هنگام بروز مشکل برای یک دیسک .
  • در نرخ انتقالات داده تغییر محسوسی نداریم. (یعنی وجود دو دیسک تفاوتی با یک دیسک ندارد ) .
  • در شرایط خاص رید 1 توانایی تحمل خرابی بیش از یک دیسک را نیز دارد .
  • ساده ترین طراحی در تکنولوژی رید ( مدار مربوط به Parity وجود ندارد )

 

معایب :

  • بیشترین تعداد هارد دیسک در میان انواع RAID بسته به انتخاب User  ( هزینه بالا )

 

معرفی (RAID Level 5 (Drives with Parity

 

RAID Level 5 به عنوان Disk Striping With Parity هم معروف است. این نوع رید بیشترین استفاده را در سرورهای سازمانی و سخت افزارهای NAS Storage دارد. در این نوع رید شما علاوه بر اینکه Fault Tolerance یا خطاپذیری دارید ، سرعت و کارایی به نسبت بالایی را نیز تجربه خواهید کرد. در این نوع رید داده ها زمانیکه بر روی دیسک ها نوشته می شوند همزمان نوعی داده به نام Parity نیز بر روی دیسک های دیگر بصورت منظم نوشته می شود که این Parity برای بازیابی اطلاعات در صورت بروز مشکل استفاده می شود ، در این تکنیک همانند RAID Level 0 داده ها بصورت Striped یا ریز ریز شده در بین دیسک ها ذخیره می شوند و علاوه بر اینکار قابلیت Parity نیز بر روی دیسک ها نوشته می شود. در صورتیکه یکی از هارد دیسک های ما دچار مشکل و اختلال شود ، داده های ما از سایر دیسک های موجود قابل بازیابی خواهد بود و اینکار توسط همان Parity انجام می شود. معمولا اینکار بصورت خودکار با اضافه شدن هارد دیسک جدید انجام می شود .

 

یکی از مهمترین نکات مثبتی که در خصوص RAID Level 5 وجود دارد این است که به سرورها و NAS Storage ها قابلیت Hot Swappable را می دهد. قابلیت Hot Swappable به این معنا است که شما می توانید یک هارد دیسک مشکل دار را از روی سرور یا NAS Storage خارج کرده و هارد دیسک جدید را وارد کنید و در این حین به هیچ عنوان نیازی به خارج کردن سرور از مدار یا خاموش کردن و Restart کردن دستگاه نیست و همین موضوع باعث می شود سرویس دهی به کاربران قطع نشود. استفاده از RAID Level 5 در سرورهایی که هم برایشان سرعت و هم کارایی و هم Fault Tolerance یا خطا پذیری مهم است پیشنهاد می شود ، برای مثال اگر سرور یک وب سایت که نیاز به خطاپذیری و سرعت بالا برای پایگاه داده خود دارد یکی از بهترین گزینه ها استفاده از   RAID Level 5 می باشد.

 

رید 5
RAID 5

 

مزایا و مشخصات :

 

  • در این نوع به حداقل ۳ درایو دیسک سخت نیاز داریم .
  • تک تک بلوک های داده روی دیسک ها نوشته می شوند و Parity مربوط به هر بلوک نیز داخل هارد مربوط ذخیره می گردد.
  • سیکل خواندن بسیار سریع ( ترافیک کمتر در گذرگاه )
  • سیکل نوشتن متوسط (محاسبات مربوط به Parity )
  • قابلیت و اطمینان بالا (وجود ECC )

 

معایب :

 

  • خرابی در یک دیسک در خروجی تاثیر ندارد.
  • طراحی پیچیده مدار کنترلی
  • مشکل در برگرداندن داده ها هنگام بروز اشکال

 

کاربرد :

 

  • در سیستمهای Server و بانکهای اطلاعاتی ISPها

 

در بالا در خصوص ریدهای سطوح ۰ ، ۱ و ۵ صحبت کردیم و گفتیم که این رید ها معمول ترین و مرسوم ترین نوع رید مورد استفاده در سرورها و دستگاه های NAS Storage شبکه هستند. هر سه نوع رید ای که در بالا عنوان کردیم امکان پیاده سازی بصورت نرم افزاری در سیستم عامل های مختلف را نیز دارند . اما رید ها فقط این مواردی نیستند که عنوان کردیم ، ما رید های دیگری مثل رید های 2 ، 3 ، 4 ، 6 ، 7 ، 10 ، 50 و 60 نیز داریم و در مقاله بعدی به سراغ  معرفی انواع آنها می رویم.

در مقاله بعدی در مورد رید های دیگر صحبت خواهیم کرد. برای محاسبات رید مورد نیاز خود می توانید به آدرس زیر مراجعه نمایید.

http://www.raid-calculator.com