RAId چیست؟

RAID (آرایه اضافی از دیسک‌های مستقل) روشی برای ذخیره داده‌های مشابه در مکان‌های مختلف روی چندین هارد دیسک یا درایوهای حالت جامد (SSD) برای محافظت از داده‌ها در صورت خرابی درایو است. با این حال، سطوح مختلفی از این روش وجود دارد و همه هدفشان ارائه افزونگی نیست.

مروری کوتاه بر دیسک چرخان و درایوهای حالت جامد

دیسک چرخان، هارد دیسک های مکانیکی یا هارد دیسک ها (HDD) معمولاً در شرایطی انتخاب می شوند که نیازهایی مانند سرعت و عملکرد در درجه دوم هزینه قرار می گیرند. با توجه به محدودیت های فیزیکی و ماهیت مکانیکی بسیاری از قطعات متحرک با سرعت بالا موجود در آنها، هارد دیسک ها در مقایسه با SSD ها از میزان خرابی نسبتا بالایی نیز برخوردار هستند. RAID بسته به نوع RAID که استفاده می کنید، به منظور کمک به کاهش هر دوی این مشکلات است. به طور معمول، یک هارد دیسک مکانیکی در هر سال از کارکرد خود ۲.۵٪ احتمال خرابی دارد. این توسط گزارش های متعدد ثابت شده است و هیچ سازنده یا مدل خاصی تفاوت چشمگیری با نرخ ۲.۵٪ ندارد. به طور خلاصه، اگر داده‌های خود را ارزشمند می‌دانید، باید روش‌هایی را پیاده‌سازی کنید تا از خرابی درایو محافظت کنید.

SSD ها معمولاً در شرایطی انتخاب می شوند که سرعت و عملکرد در اولویت ملاحظات هزینه است. از آنجایی که قطعات متحرک ندارند، توانایی آنها در نوشتن و خواندن داده ها روی آنها به طور قابل توجهی سریعتر از HDD است (حداقل ۸-۱۰ برابر سریعتر). به طور قابل توجهی خطر را در مقایسه با یک هارد دیسک در حال چرخش کاهش می دهد.

به دلیل تفاوت چشمگیر بین فناوری های HDD و SSD، ذکر این نکته مهم است که برخی از پیاده سازی های RAID که برای HDD ها عالی هستند، برای SSD ها نیستند و بالعکس.

نحوه عملکرد RAID

RAID با قرار دادن داده ها بر روی چندین دیسک کار می کند و اجازه می دهد تا عملیات ورودی/خروجی (I/O) به صورت متعادل با هم همپوشانی داشته باشند و عملکرد را بهبود بخشد. از آنجایی که استفاده از چندین دیسک باعث افزایش میانگین زمان بین خرابی ها می شود، ذخیره داده ها به صورت اضافی نیز تحمل خطا را افزایش می دهد.

آرایه های RAID برای سیستم عامل (OS) به عنوان یک درایو منطقی منفرد ظاهر می شوند.

در این روش از تکنیک های دیسک Mirroring یا Disk striping استفاده می کند. Mirroring داده های یکسان را روی بیش از یک درایو کپی می کند. پارتیشن های Striping به پخش داده ها روی چندین درایو دیسک کمک می کند. فضای ذخیره سازی هر درایو به واحدهایی از یک بخش ۵۱۲ بایت تا چندین مگابایت تقسیم می شود. نوارهای همه دیسک ها به ترتیب در هم قرار گرفته و آدرس دهی می شوند. Disk Mirroring و Disk striping را نیز می توان در یک آرایه RAID ترکیب کرد.

در سیستم تک کاربره‌ای که رکوردهای بزرگ ذخیره می‌شوند، نوارها معمولاً کوچک (مثلاً ۵۱۲ بایت) تنظیم می‌شوند به طوری که یک رکورد واحد همه دیسک‌ها را در بر می‌گیرد و می‌توان با خواندن همه دیسک‌ها به‌سرعت به آن دسترسی پیدا کرد. زمان.

در یک سیستم چندکاربره، عملکرد بهتر به نواری به اندازه کافی پهن نیاز دارد تا رکورد معمولی یا حداکثر اندازه را نگه دارد و ورودی/خروجی دیسک را در درایوها فعال کند.

چه زمانی باید از RAID استفاده کنم؟

اگر زمان آپدیت و در دسترس بودن برای شما یا کسب و کارتان مهم باشد، RAID بسیار مفید است. پشتیبان گیری به شما کمک می کند تا از دست دادن داده های فاجعه بار مطمئن شوید. اما، بازیابی مقادیر زیادی از داده‌ها، مانند زمانی که با خرابی درایو مواجه می‌شوید، ممکن است ساعت‌ها طول بکشد. این پشتیبان‌گیری‌ها ممکن است ساعت‌ها یا روزها از عمرشان گذشته باشد و تمام داده‌های ذخیره‌شده یا تغییر یافته از آخرین نسخه پشتیبان را برای شما تمام کند. RAID به شما این امکان را می دهد تا بدون از دست دادن اطلاعات و در بسیاری از موارد بدون هیچ گونه خرابی، از شکست یک یا چند درایو عبور کنید.

این روش همچنین در مواردی که مشکلات مربوط به IO دیسک را دارید، جایی که برنامه‌ها برای انجام وظایف روی دیسک منتظر هستند، مفید است. استفاده از RAID با اجازه به شما امکان خواندن و نوشتن داده ها از چندین درایو به جای یک درایو واحد، توان عملیاتی بیشتری را برای شما فراهم می کند. علاوه بر این، اگر با RAID سخت‌افزاری استفاده می‌کنید، کارت RAID سخت‌افزاری شامل حافظه اضافی برای استفاده به عنوان حافظه پنهان می‌شود که فشار وارده بر سخت‌افزار فیزیکی را کاهش می‌دهد و عملکرد کلی را افزایش می‌دهد.

توجه: ما معمولاً استفاده از کارت RAID سخت افزاری را برای حجم های SSD توصیه نمی کنیم، زیرا به دلیل سرعت خود SSD ها، حافظه پنهان اضافی لازم نیست.

آینده RAID

RAID کاملاً مرده نیست، اما بسیاری از تحلیلگران می گویند که این فناوری در سال های اخیر منسوخ شده است. جایگزین هایی مانند کدگذاری پاک کردن، حفاظت بهتر از داده ها را ارائه می دهند - البته با قیمت بالاتر - و با هدف رفع نقاط ضعف RAID توسعه یافته اند. با افزایش ظرفیت درایو، احتمال خطا با آرایه RAID نیز افزایش می یابد و ظرفیت ها به طور مداوم افزایش می یابد.

افزایش SSD ها همچنین به عنوان کاهش نیاز به RAID در نظر گرفته می شود. SSD ها قطعات متحرک ندارند و به اندازه هارد دیسک خراب نمی شوند. آرایه‌های SSD اغلب از تکنیک‌هایی مانند تسطیح سایش به جای تکیه بر این روش برای حفاظت از داده‌ها استفاده می‌کنند. SSD های مدرن به اندازه کافی سریع هستند که سرورهای مدرن ممکن است به افزایش عملکرد جزئی که RAID ارائه می دهد نیاز نداشته باشند. با این حال، هنوز هم ممکن است در حال حاضر برای جلوگیری از از دست دادن داده ها استفاده شود.

رایانش هایپر مقیاس نیز با استفاده از سرورهای اضافی به جای درایوهای اضافی، نیاز به RAID را برطرف می کند.

با این حال، RAID بخشی ریشه‌دار از ذخیره‌سازی داده‌ها است و فروشندگان بزرگ فناوری همچنان به انتشار محصولات RAID ادامه می‌دهند. مثلا:

IBM RAID توزیع‌شده یا DRAID را با Spectrum Virtualize V8.3 خود ارائه می‌کند که وعده افزایش عملکرد RAID را می‌دهد.
آخرین نسخه فناوری ذخیره سازی سریع اینتل از RAID 0، ۱، ۵ و ۱۰ پشتیبانی می کند.
نرم افزار مدیریت NetApp OnTap از RAID-DP یا دو برابری یا RAID 4 برای محافظت در برابر سه خرابی همزمان درایو استفاده می کند.
پلتفرم Dell EMC Unity از RAID 5، ۶ و ۱۰ پشتیبانی می کند.