چگونه RAID عملکرد و حفاظت از داده ها را بهبود می بخشند

یک آرایه اضافی از دیسک‌های مستقل، که با نام دیگر RAID شناخته می‌شود، یک تکنیک ذخیره‌سازی است که برای ارائه عملکرد و حفاظت بیشتر از منابع داده سازمانی طراحی شده است. پیاده‌سازی‌های RAID این کار را با ترکیبی از افزونگی سخت‌افزار و تکنیک‌های عملیاتی انجام می‌دهند که سطوح مختلفی از افزایش عملکرد و/یا حفاظت را فراهم می‌کنند.

در این مقاله، ما قصد داریم نگاهی دقیق به نحوه عملکرد RAID، چه جنبه‌هایی از مشتریان ذخیره‌سازی RAID داشته باشند، و پیامدهای خرابی در یک آرایه RAID داشته باشیم.

چگونه کار می کند؟

سه تکنیک اساسی برای پیاده سازی سطوح مختلف RAID استفاده می شود. برای برخی از سطوح RAID، تنها یکی از این تکنیک ها استفاده می شود، در حالی که در برخی دیگر به صورت پشت سر هم استفاده می شوند.

خط کشی دیسک

Disk striping از چندین دیسک فیزیکی استفاده می کند که با هم به عنوان یک موجود منطقی عمل می کنند. بلوک های بزرگی از داده ها شکسته می شوند و در چندین دستگاه ذخیره سازی ذخیره می شوند که چندین مزیت را ارائه می دهد.

• به جای دسترسی به هر یک از دیسک های فیزیکی زیرین، یک فرآیند به آنها اجازه می دهد تا به عنوان یک حجم منطقی واحد دسترسی داشته باشند که مدیریت منابع را ساده می کند.

• بهبود عملکرد ورودی/خروجی با انجام عملیات خواندن و نوشتن چند رشته ای در چندین دیسک به طور همزمان حاصل می شود.

یکی از معایب نوار دیسک، انعطاف پذیری پایین آن است. اگر یکی از دیسک ها از کار بیفتد، ممکن است دسترسی به هر یک از اطلاعات ذخیره شده در دیسک های دیگر که داده ها در آنها حذف شده اند، غیرممکن باشد. مقادیر زیادی از داده ها را می توان از دست داد مگر اینکه پیاده سازی با قابلیت دسترسی بالا با قابلیت انجام مبادله داغ وجود داشته باشد.

انعکاس دیسک

Disk Mirroring تکنیکی است که توسط آن داده ها به طور همزمان روی چندین دیسک نوشته می شود. به طور دقیق، این یک روش پشتیبان گیری نیست، اما از داده ها با در دسترس قرار دادن آنها در بیش از یک دستگاه فیزیکی محافظت می کند.

Mirroring افزونگی و انعطاف پذیری داده را فراهم می کند. اگر دیسکی از کار بیفتد، دیسک آینه‌شده را می‌توان بلافاصله بدون از دست دادن عملکرد سیستم استفاده کرد. این یک ویژگی بسیار مهم برای سیستم‌های آنلاین و حیاتی است که نمی‌توانند از پس هزینه‌های خرابی برآیند.

برابری

در بررسی خطای برابری، داده های افزونگی برای هر قطعه داده ای که روی یک دیسک نوشته می شود محاسبه می شود. داده برابری با هر داده باقیمانده برای بازسازی اطلاعات موجود در درایوهای خراب استفاده می شود. استفاده از بررسی خطای برابری نیازمند خواندن و مقایسه داده ها از چندین مکان است که می تواند عملکرد سیستم را کُند کند.

سطوح مختلف RAID چه چیزی را ارائه می دهند؟

هنگام انتخاب نوع فضای ذخیره سازی دیسک مورد نیاز یک سیستم یا برنامه آنلاین، لازم است بدانید سطوح مختلف RAID چه ویژگی هایی را ارائه می دهند. این دانش به شما امکان می دهد گزینه های ذخیره سازی را از ارائه دهنده ابر VPS خود انتخاب کنید.

در اینجا یک نمای کلی از مزایا و هزینه های انتخاب های مختلف در پیاده سازی RAID آورده شده است.

RAID 0 عبارت است از خط کشی ساده بین دو یا چند درایو بدون برابری. بهتر است با برنامه های غیر بحرانی که به عملکرد خواندن و نوشتن با سرعت بالا نیاز دارند استفاده شود.

مزایا - عملکرد خواندن و نوشتن خوب ارائه شده است.
معایب - بدون افزونگی داده به این معنی که در صورت خرابی یک دیسک، تمام داده ها از بین می روند.
الزامات سخت افزاری - حداقل دو درایو دیسک مورد نیاز است.

RAID 1 داده ها را به دو یا چند درایو بدون برابری منعکس می کند. این سطح از RAID برای سیستم هایی که به سطح بالایی از عملکرد و در دسترس بودن نیاز دارند خوب است.

مزایا - در دسترس بودن بالا و حفاظت از داده های پیشرفته ارائه شده است.
معایب - کپی کردن داده ها در چندین دیسک هزینه های سخت افزاری را افزایش می دهد.
الزامات سخت افزاری - حداقل دو درایو دیسک مورد نیاز است.

RAID 5 از دیسک striping با توازن توزیع شده و میان لایه استفاده می کند. از دیسک برابری اختصاصی استفاده نمی کند. این سطح از RAID در شرایطی که تعداد درایوها محدود است محافظت می کند.

مزایا - آرایه می تواند در برابر شکست یک درایو با کاهش عملکرد مقاومت کند.
معایب - اگر دو دیسک خراب شود آرایه از کار می افتد.
الزامات سخت افزاری - حداقل سه درایو دیسک مورد نیاز است.

RAID 6 از برابری توزیع شده دوگانه با نوار دیسک استفاده می کند. این برای نگهداری طولانی مدت داده ها و برنامه های کاربردی حیاتی تجاری خوب است.

مزایا - آرایه می تواند در برابر شکست دو درایو مقاومت کند.
معایب - اگر بیش از دو دیسک خراب شود آرایه از کار می افتد.
الزامات سخت افزاری - حداقل سه درایو دیسک مورد نیاز است.

RAID 10 برابری RAID 1 و RAID 0 را بدون برابری ترکیب می کند. RAID 10 برای به حداقل رساندن خرابی و رفع نیازهای سنگین I/O خوب است.

مزایا - آرایه می تواند در برابر شکست چندین درایو مقاومت کند.
معایب - این سطح RAID به درایوهای دیسک اضافی نیاز دارد.
الزامات سخت افزاری - حداقل چهار درایو دیسک مورد نیاز است.

RAID 50 برابری توزیع شده RAID 5 و نوار دیسک RAID 0 را ترکیب می کند.

مزایا - عملکرد بهتر نوشتن، افزایش حفاظت از داده ها و بازسازی سریعتر با RAID 50 حاصل می شود.
معایب - این سطح RAID به درایوهای دیسک اضافی نیاز دارد.
الزامات سخت افزاری - حداقل شش درایو دیسک مورد نیاز است.

چه نوع مشکلاتی بر روی این آرایه ها تأثیر می گذارد؟

آرایه های RAID ممکن است به دلایل مختلفی دچار شکست کامل یا جزئی شوند. هنگامی که یک آرایه از کار می افتد، بهترین کار این است که استفاده از آن را متوقف کنید تا زمانی که مشکلات حل شوند.

• کنترلر ممکن است به دلیل نوسانات برق یا مشکلات دیگر از کار بیفتد. این مشکل می تواند مشکلات مختلفی را با آرایه RAID از جمله ناتوانی در بوت شدن سیستم ایجاد کند.

• گم شدن پارتیشن ها می تواند ناشی از دیسک های خراب باشد و به درستی کار نکند.

• بازسازی نادرست حجم می تواند منجر به مشکلات دسترسی به داده ها یا شکست کامل RAID شود.

• خرابی های متعدد دیسک می تواند باعث از کار افتادن آرایه کامل شود. اجرای آرایه با دیسک خراب در حالت تخریب شده، خطر از دست رفتن کل را افزایش می دهد و باید تا حد امکان از آن اجتناب شود.

• خرابی سرور میزبان می تواند آرایه را غیر قابل دسترس کند.

اندازه یک درایو عامل تعیین کننده اصلی در زمان مورد نیاز برای بازسازی آن در صورت خرابی است. عدم رسیدگی سریع به خرابی های درایو و اجازه دادن به آرایه RAID برای عملکرد ضعیف، مشکل را تشدید می کند و زمان مورد نیاز برای تعمیر سیستم را طولانی تر می کند. آرایه های RAID بزرگ و پیچیده ممکن است هفته ها یا ماه ها طول بکشد تا با موفقیت بازسازی شوند.

آیا آرایه های RAID نیاز به نظارت دارند؟

پاسخ ساده به سوال بالا "بله" است. بدون یک استراتژی نظارتی مناسب، خطر از دست دادن داده ها و کاهش عملکرد سیستم را دارید. شما می توانید از ابزارهای نرم افزاری اختصاصی ارائه شده توسط سازندگان تامین کننده سخت افزار برای ساخت آرایه استفاده کنید. راه‌حل‌های نظارتی عمومی‌تر که دید مورد نیاز را در دیسک‌های فیزیکی و منطقی تشکیل‌دهنده آرایه فراهم می‌کنند نیز در دسترس هستند.

مانیتورینگ باید توسط تیم مسئول پیاده سازی و مدیریت سیستم RAID انجام شود. در مورد سرورهای اختصاصی میزبان ابر یا سرورهای خصوصی مجازی (VPS)، ارائه دهنده شما معمولاً این کار را انجام می دهد تا اطمینان حاصل شود که داده های شما همیشه در دسترس و محافظت می شوند.

پیشنهادات RAID Atlantic.Net چیست؟

Atlantic.Net چندین پیاده سازی RAID را برای مشتریان میزبان اختصاصی خود و میزبانی VPS در دسترس دارد. در اینجا برخی از گزینه های ذخیره سازی انعطاف پذیر آنها ارائه شده است.

مشتریان میزبان ابر اختصاصی می توانند از طرح های زیر انتخاب کنند.

• SATA SSD RAID1
• SATA SSD RAID10
• NVMe SSD RAID10
• فضای ذخیره سازی کاملاً قابل تنظیم در دسترس است که به مشتریان امکان می دهد هر سطحی از RAID را که نیاز دارند پیاده سازی کنند.

مشتریانی که راه حل VPS را برای نیازهای میزبانی ابری خود انتخاب می کنند، از حفاظت از داده ها و عملکرد معماری ذخیره سازی RAID 10 بسیار زائد لذت می برند. حتی زمانی که اجزای سخت‌افزاری منفرد از کار بیفتند، داده‌ها در دسترس باقی می‌مانند و عملکرد بهینه سیستم حفظ می‌شود و کسب‌وکار شما را قادر می‌سازد تا به طور مولد به کار خود ادامه دهد.