صفحه اصلی - جوان سرور

تکنولوژی RAID بهمراه مزایا و معایب آن

مروری بر تکنولوژی RAID

(Raid (redundant array of Disks نوعی تکنولوژی است که باعث افزایش ظرفیت ذخیره سازی و بالا بردن اطمینان از طریق تکنیک های مرتب کردن دیسک ها به شکل

آرایه می شود . آرایه ی RAID توسط چندین دیسک فیزیکی که با ساختار RAID مانند RAID0,RAID1 و . . . پیکربندی شده اند ایجاد می شود . در حالیکه آرایه RAID

داده ها را از طریق چندین دیسک توزیع می کند ، اما سیستم عامل سرور به عنوان یک دیسک آن را در نظر می گیرد .

در این آموزش سعی داریم که به نسخه های متفاوت RAID نگاهی نزدیکتر و دقیق تر بیندازیم .

RAID0 : ذخیره سازی روی چند دیسک بدون کنترل خطا


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

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

Backup : RAID1 گیری همزمان داده ها به منظور Mirroring و Duplexing
Mirroning : کپی برداری هم زمان روی دو درایو
Duplexing : زمانی است که یکی از درایوها دچار مشکل شود و درایو سالمی را جایگزین نماییم سپس داده ها را روی درایو سالم کپی کنیم .


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 RAID0 ) ولی عمل خواندن , ازهر دودیسک انجام می شود ( کاهش ترافیک گذرگاه – نوشتن بر روی هر دو دیسک ولی خواندن مجزا )
– قابلیت برگرداندن %100 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 RAID1, توانایی تحمل خرابی بیش از یک دیسک را نیز دارد .
– ساده ترین طراحی در تکنولوژی RAID (مدار مربوط به Parity وجود ندارد )

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

RAID2 : دارای خاصیت ECC با استفاده از کد همینگ

مزایا و مشخصات :
– تصحیح خطای بسیار سریع
– مناسب برای انتقال اطلاعات

معایب :
– طراحی بسیار یچیده که با صدمه دیدن یک دیسک دچار مشکل می شود .
– نامناسب در دید تجاری (تعداد زیاد درایوها )

کد همینگ : یکی از روشهای محاسبه و کنترل خطا در سیستمهای دیجیتال می باشد . انواع روشها برای کنترل ترافیک داده های دیجیتال وجود دارد به عنوان مثال Parity haming code ,… که مجموعه این روشها را ECC می نامند . (Error Checking and Correcting)

RAID3 : انتقال موازی با استفاده از خاصیت Parity


مزایا و مشخصات :
– سیکل خواندن و نوشتن بسیار سریع .

معایب :
– طراحی بسیار پیچیده که با صدمه دیدن یک دیسک مجموعه دچار مشکل می شود .

کاربرد :
– میکس و مونتاژ تصویر
– ویرایش تصویر مانند RAID0

RAID4 : دیسک های داده مجزا دیسک مربوط به Parity مشترک


مزایا و مشخصات :
– سیکل خواندن بسیار سریع ( ترافیک کمتر در گذرگاه)

معایب :
– پیچیدگی بسیار بالا در طراحی مدار کنترلی مشکل در برگرداندن داده ها هنگام بروز اشکال در یک دیسک ( چرا که داده ها روی دیسکها توزیع شده است )

RAID5 : دیسک های داده مجزا و Parity توزیع شده در دیسکهای Data


مزایا و مشخصات :
– در این نوع به حداقل 3 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

RAID6 : دیسکهای داده ها مجزا با دو Parity توزیع شده مجزا


مزایا و مشخصات :
– RAID6 در واقع نسخه پیشرفته RAID5 می باشد که تصحیح و کنترل خطا را بهبود می بخشد . این ویرایش RAID اطمینان و توانایی بالا در زمینه data storage فراهم می کند .
– بهترین انتخاب برای کاربردهای بحرانی و حساس

معایب :
– طراحی مدار کنترلی بسیار پیشرفته و پیچیده .
– سیکل نوشتن بسیار کند ( دوبار محاسبه مربوط به Parity )
– نیاز به N+2 درایو دیسک سخت . بدلیل دارا بودن حالت Parity دو بعدی . ( N تعداد دیسکهای سخت در حالت معمولی )
– ادغام اطمینان بالا با قابلیت بالا

RAID7 : نقل وانتقال بهینه شده غیر همزمان به منظوردستیابی به نرخ انتقال بسیار سریع
مزایا و مشخصات :
– نقل و انتقال غیر همزمان و دارای کنترلگرهای مستقل.
– درایو مجزا برای ذخیره کردن اطلاعات مربوط بهParity
– برخورداری از سیستم Open System و استفاده از گذرگاهSCSI
– گذرگاه Cache داخلی با سرعت بالا (X-bus )
– دیسک های خواندن و نوشتن از امکان Choching استفاده میکنند.
– تکنولوژی مدار تولید Parity تا حدودی با سایر انواع Raid تفاوت دارد .
-امکان Hot Swaping

Open system : به سیستمی اطلاق می شود که قابلیت سازگاری با سخت افزارها و نرم افزارهای مختلف را داشته باشد و امکان کارکردن در سیستمهای مختلف را به راحتی داشته باشد .

RAID10 : این Raid حداقل به 4 دستگاه هاردیسک نیاز دارد
مزایا و مشخصات :
– عمل تکه تکه کردن بلوکهای داده همانند Raid1 انجام می پذیرد .
– تصحیح و کنترل خطا نیز مانند Raid2 می باشد .
– نرخ انتقال بالا
– در شرایط معین , امکان تحمل خرابی چند دیسک در این نوع RAID وجود دارد .

معایب :
– بسیار گران قیمت
– منبع تغذیه حتمأ باید متصل به ups باشد .
– جابجایی درایوها باید به صورت موازی انجام گیرد .
– سیستمهای Server و بانکهای اطلاعاتی .

RAID53 : نرخ انتقال بالا همراه با قابلیت انتقال مناسب
مشخصات و مزایا :
-این آرایه RAID حداقل به 5 دستگاه دیسک سخت نیاز دارد .
– RAID53 در واقع باید RAID03 نلمیده شود زیرا عمل Striping آن همانند RAID0 بوده و Segment بندی آن نیز مانند RAID3 می باشد.
– تحمل خطای آن مانند RAID3 می باشد.
– نسبت به RAID3 دارای نرخ انتقال بسیار بهتری می باشد.

معایب :
– قیمت بالا
– همه دیسک ها باید با همدیگر سنکرون شوند که انتخاب نوع و مدل درایو را محدود می سازد .
– Stripe کردن در سطح بایتها نهایتأ در محاسبه ظرفیت فرمت شده تأثیر منفی می گذارد .

RAID 0+1 : نرخ انتقال داده بهینه
مزایا و مشخصات :
– حداقل به 4 دستگاه هاردیسک نیاز دارد .
– RAID 0+1 به عنوان آرایه آینه ای نیز معروف است با این تفاوت که قطعات داده ها یا Segment ها طبق استراتژی RAID0 ایجاد شده اند .
– تحمل خطای این نوع آرایه مانند RAID5 می باشد .
– نرخ انتقال بالا .
– بهترین انتخاب برای سیستمهایی که به کارایی بالا بدون توجه به حداکثر اطمینان نیاز داشته باشند .
معایب :
– RAID 0+1 نباید با RAID10 اشتباه گرفته شود . کوچکترین مشکل در عملکرد یک درایو , آرایه را به مدل RAID0 تبدیل خواهد کرد .
– قیمت بسیار بالا
– جابجایی درایوها باید به صورت موازی انجام گیرد .

کاربرد :
– پردازشهای تصویری و fileserever های عمومی .
در پایان میتوان گفت که :

استفاده ازRAID برای مقاصد معین می باشد و در کاربردهای عادی و روزمره کارایی چشمگیری را به سیستم PC اضافه نمی کند . به عنوان مثال امکان استفاده از CD-ROM و Rewriter روی این کانکتورها وجود ندارد .بنابراین هنگام استفاده از RAID ابتدا هدف و مورد استفاده خود را مشخص کنید سپس RAID مناسب را انتخاب نمایید.

سایر آموزش ها
به راهنمایی بیشتری نیاز دارید؟‌ با ما در تماس باشید 66950028-021
logo-enamad