در مقاله قبلی به بررسی Raid و انواع تکنولوژی هایی که Raid controller برای ذخیره سازی داده ها استفاده می کند پرداختیم.
حال قصد داریم به بررسی انواع Raid ها بپردازیم:
همانطور که گفته شد عددی که بعد از کلمه RAID میآید بیانگر نسخه و نوع آن است ، هفت سطح مختلف RAID از RAID 0 تا RAID 6 وجود دارد.
Raid 0 :
- Raid 0 از تکنولوژی ذخیره سازی striping یا نواری استفاده میکند.
- افزونگی داده و Fault Tolerance ندارد و و ضریب خطای آن صفر است
- در بین تمام RAID ها سریعترین نوع محسوب میشود
- برای تنظیم این نوع RAID به حداقل ۲ هارد دیسک نیاز است
- Raid 0 داده ها را به بخش های مساوی به نام Stripe یا Chunk (نواری و قطعه قطعه) تقسیم بندی می کند و هر Stripe را روی یکی از هارد های موجود ذخیره می کند.
- در مواردی که کپی اصلی از داده موجود است و به راحتی از دستگاههای استوریج دیگر قابل ریکاوری است میتوان از RAID 0 را استفاده کرد.
|
|
مزایا Raid 0 |
|
1 |
مهم
ترین مزیت RAID 0 و Disk Stirping
افزایش کارایی
است. مثلا Stirpe
کردن داده روی
سه عدد دیسک، نسبت
به حالت تک دیسک،
پهنای باند را
سه برابر میکند.
اگر عملیات ورودی
و خروجی هر دیسک
در ثانیه،
۲۰۰ باشد، Disk Stirping
آن را به
۶۰۰ IOPS
می رساند. |
|
2 |
چون در تکنیک
Striping، داده
روی چند هارد فیزیکی
ذخیره میشود،
چند دیسک به محتوای
فایل دسترسی دارند
پس خواندن ها و
نوشتن ها بسیار
سریع انجام میشود.
زیرا باعث میشود
همزمان چندین
هد کار کند و در
نتیجه کارایی
افزایش مییابد. |
|
3 |
به علت نداشتن
پریتی باعث میشود
از تمام فضای دیسک
بتوانیم استفاده
کنیم. |
|
4 |
پیاده سازی
RAID 0 بسیار
آسان است و تمام
کنترلرهای سخت
افزاری از آن پشتیبانی
میکنند. |
|
5 |
ارزان ترین
نوع رید، RAID 0
است |
|
|
معایب Raid 0 |
|
1 |
افزونگی
یا Redundancy ندارد در
صورتی که یک درایو
فیزیکی در مجموعه
دیسک های استرایپ
شده خراب شود،
فقدان داده یا
Data Loss
در Striped
Unit رخ
میدهد. به همین
ترتیب، تمام داده
ذخیره شده روی
هارد دیسک های
استرایپ شده از
بین میرود. پس
RAID 0
اصلا گزینه
مناسبی برای کارهای
حساس و مهم و Mission-Critical
نیست. |
|
2 |
RAID 0 بر خلاف
ریدهای دیگر،
پریتی ندارد پس تکنیک
نواری بدون پریتی
به معنای نداشتن
افزونگی و Fault Tolerance
است. پس اگر هاردی
خراب شود، تمام
دیتا های آن هارد
از بین میرود. |
|
3 |
Resiliency در RAID 0
پایین است |
Raid 1 :
- 1Raid از تکنولوژی ذخیره سازی Mirroring یا آینه ای استفاده میکند
- حداقل دو هارد دیسک لازم دارد تا کپی کردن داده ها را فراهم کند و تعداد هارددیسکها باید زوج باشد.
- کارایی خواندن بالاست زیرا از هر دو دیسک همزمان میتواند بخواند.
- کارایی نوشتن از کارایی خواندن پایین تر است زیرا نوشتن، دو بار و روی دو دیسک انجام میشود.
|
|
مزایا Raid 1 |
|
1 |
داشتن ریداندنسی
از مزایای RAID 1 است. این مدل
ذخیره سازی دیتا
باعث میشود اگر
نصف تعداد هارددیسکها
از بین برود سیستم
بدون وقفه بتواند
کار سرویسدهی
خود را انجام دهد. |
|
2 |
خواندن همزمان
از تمام درایوها
سرعت را بی نهایت
افزایش میدهد. |
|
3 |
دسترس پذیری
بالا و سرعت ریکاوری
بالا از مزایای
RAID 1 است. |
|
|
معایب Raid 1 |
|
1 |
به دلیل
داشتن ریداندنسی،
نصف فضای مفید
ذخیرهسازی را
از دست خواهیم
داد. |
|
2 |
سرعت خواندن
و نوشتن در RAID 1 به RAID 0 نمی رسد. |
|
3 |
RAID 1 در واقع
روشی گرانقیمت
است و تعداد معدودی
سازمان های انترپرایزی
و بزرگ از آن استفاده
می کنند. |
RAID 2 :
تکنولوژی raid 2 تکنیکی است که از کد Hamming برای تصحیح خطاها استفاده میکند Raid 2 از نواربندی در دیسکها و برای تامین امنیت داده از ECC استفاده میکند. تکنولوژی RAID 2 به دلیل هزینه بالا و اجرای سخت هم اکنون منسوخ شده است. این رید از نوع ریدهای غیر استاندارد است.
Raid 3 :
- RAID 3 از Byte Level striping و یک هارد دیسک را به ذخیره اطلاعات پریتی اختصاص میدهد.
- میتواند پاسخگوی چندین درخواست همزمان باشد
- اطلاعات پریتی روی دیسکِ جداگانه قرار میگیرد و بلاک داده بین تمام هاردها تقسیم شده
- در هر عملیات I/O باید روی همه دیسک ها کار انجام شود و معمولا هم نیاز به همگام سازی Spindle است.
- عملیات I/O همزمان روی همه درایوها انجام میشود و RAID 3 نمیتواند I/O را به صورت Overlap و هم پوشی انجام دهد.
|
|
مزایا Raid 3 |
|
1 |
برای اپلیکیشنهایی
که انتقال دیتای
طولانی و تناوبی
(Sequential)
دارند، انتخاب
بهتری است |
|
2 |
RAID 3
در Streaming Media و ادیت ویدئوی
غیرفشرده و گرافیک
بسیار مناسب است |
|
3 |
برای سیستمهای
تک کاربره که اپلیکیشن
هایی با رکوردهای
بلند دارند مناسب
است |
|
|
معایب Raid 3 |
|
1 |
رید ۳ نمیتواند
پاسخگوی چندین
درخواست همزمان
باشد چون اطلاعات
پریتی روی دیسکِ
جداگانه قرار
می گیرد |
|
2 |
عملیات I/O همزمان روی همه
درایوها انجام
میشود و RAID 3
نمیتواند
I/O
را به صورت Overlap
و هم پوشی انجام
دهد |
|
3 |
بلاک روی
هاردها توزیع
میشود و پریتی
روی یک هارد قرار
میگیرد و توزیع
نمیشود. Random Write Performance
بسیار پایین است |
Raid 4 :
RAID 4 شباهت زیادی به RAID 3 دارد. تفاوت اصلی در نحوه به اشتراک گذاری دادهها میباشد. این Raid از نوارهای بزرگ استفاده میکند. بدین معنی که شما میتوانید هر رکوردی را از هر درایوی بخوانید. این توزیع به طور چشمگیری عملکرد را افزایش میدهد.
Raid 5 :
- RAID 5 دارای پیکربندی Parity Block-Level Striping است یعنی داده را استرایپ میکند و پریتی را هم بین تمام هاردها توزیع می کند.
- دیسک جداگانه برای پریتی نداریم. اطلاعات پریتی در هر درایو به صورت نوار در میآید و به همین خاطر اگر حتی یک درایو Fail شود، آرایه RIAD به کار خود ادامه میدهد.
- برای پیاده سازی RIAD 5 حداقل به ۳ دیسک نیاز است اما اغلب برای کارایی بیشتر، توصیه میشود حداقل ۵ دیسک استفاده شود.
- اطلاعات، روی دو هارددیسک اول و دوم ذخیره میشود و سپس محاسباتی روی دیتا انجام داده و با نام بیت افزونه یا Parity آن را روی هارد سوم ذخیره میکند. در دفعات بعدی Parity را روی هارددیسکها میچرخاند.
- در این نوع RAID حدودا فضای یک هارددیسک را از دست میدهیم.
- چنانچه یک هارددیسک به هر دلیلی دچار مشکل شود، سیستم بدون وقفه به ادامه کار خود میپردازد.
- پس از اینکه یک هارددیسک دچار مشکل شد میتوان یک هارد دیسک جدید روی سرور قرار داد و دیتا روی آن شروع به ریکاور شدن میکند.
|
|
مزایا Raid 5 |
|
1 |
معماری این
RAID
به گونهای
است که عملیات
خواندن و نوشتن
بر روی هاردها
پخش میشود در
نتیجه، مجموع
کارایی هاردها
از کارایی یک هارد
به مراتب بیشتر
است. |
|
2 |
RAID 5
یکی از امن ترین
انواع RAID است. |
|
3 |
قابلیت اطمینان
و افزونگی دارد |
|
4 |
در RAID
5 قابلیت
Hot Swapped وجود دارد
یعنی در صورت خرابی
یک هارد، میتوان
بدون Downtime و وقفه و
خاموشی، هارد
جدید را جایگزین
هارد معیوب کرد. |
|
5 |
حتی وقتی
درایو خراب، در
حال ری بیلد شدن
است هم به دیتا
دسترسی داریم
و میتوانیم آن
را بخوانیم. |
|
6 |
RAID 5
نسبت به RAID 1
سرعت نوشتن
بیشتری دارد |
|
7 |
سرعت از
مهم ترین مزایای
RAID 5
است. |
|
|
معایب Raid 5 |
|
1 |
مهم ترین
عیب RAID 5 این است
که سرعت و کارایی
پایینی در Rebuild
دارد. وقتی یک
هارد از مجموعه
هاردها Fail شود زمان زیادی
برای بازنشانی
و ریکاوری اطلاعات
لازم است یعنی
در اصطلاح زمان
زیادی برای ری
بیلد کردن رید
لازم است |
|
2 |
اگر در حین
این ریبیلد، دیسک
دیگری خراب شود،
اطلاعات برای
همیشه از بین میرود. |
|
3 |
بسته به
سرعت کنترلر
و حجم کار،
این کار میتواند
ساعت ها یا
روزها طول
بکشد. |
|
4 |
در سیستمهای
Write Intensive اصلا گزینه
مناسبی نیست زیرا
عملیات تولید
بیت افزونه Parity در زمان نوشتن
اطلاعات کمی زمانبر
است و کارایی نوشتن
را کم میکند. |
Raid 6 :
- تکنیک به کار رفته در RAID 6 مشابه RAID 5 است اما پریتی دومی هم روی درایوهای آرایه رید، توزیع میشود.
- نحوه ذخیرهسازی اطلاعات در RAID 6 مانند RAID 5 است با این تفاوت که رید ۶ از دو بیت افزونه استفاده میکند یعنی Parity را دو بار و با دو شیوه مختلف محاسبه کرده و روی دو هارد دیسک مختلف پراکنده میکند.
- مزیت این پریتی اضافه این است که حتی اگر دو درایو هم همزمان خراب شوند یا دو هارددیسک از بین برود سیستم بدون وقفه میتواند به ادامه کار خود بپردازد.
- قابلیت تحمل خطای این RAID، عدد ۲ است بدان معنا که اگر دو هارد به طور کامل Fail شوند، باز هم قابلیت بازیابی اطلاعات در آن وجود دارد.
- در صورتی که ۳ هارددیسک دچار مشکل شود دیتا از دسترس خارج خواهد شد.
- در صورت خرابی هارد، می توان هارد Hot Spare قرار داد تا سریعا جایگزین هارد Fail شده شود
|
|
مزایا Raid 6 |
|
1 |
بالاترین
سطح تحمل پذیری
خطا و Fault Tolerance |
|
2 |
RAID 6
فضای ذخیره
سازی بیشتری نسبت
به مثلا RAID 10 فراهم میکند |
|
|
معایب Raid 5 |
|
1 |
در RAID 6 هر مجموعه
پریتی باید به
صورت جداگانه
محاسبه شود در
نتیجه کارایی
در نوشتن کم میشود |
|
2 |
RAID 6
گران تر است
زیرا دو دیسک اضافی
برای پریتی لازم
دارد. |
|
3 |
زمان زیادی
برای Rabuild
کردن بعد از
رخ دادن خرابی
هارد لازم است |
|
4 |
RAID 6 به سخت افزارهای
خاص نیاز دارد
و مهم است که کنترلری
که از آن پشتیبانی
میکند استفاده
کنید |
نتیجه گیری:
|
Raid |
تعداد
هارد مورد
نیاز |
|
Raid 0 |
RAID 0
سریعترین
رید است و حداقل
۲ هارددیسک نیاز
دارد |
|
Raid 1 |
RAID 1 حداقل
۲ هارددیسک نیاز
دارد و تعداد هاردها
باید زوج باشد |
|
Raid 2 |
منسوخ شده و
دیگر
استفاده
نمیشود –
حداقل تعداد
هارد مورد
نیاز 3 عدد می
باشد |
|
Raid 3 |
منسوخ
شده و دیگر
استفاده
نمیشود –
حداقل تعداد
هارد مورد
نیاز 3 عدد می
باشد |
|
Raid 4 |
منسوخ شده و
دیگر
استفاده
نمیشود –
حداقل تعداد
هارد مورد
نیاز 3 عدد می
باشد |
|
Raid 5 |
RAID 5 حداقل
۳ هارد نیاز دارد
و تحملپذیری
در برابر خطا یک
هارددیسک است. |
|
Raid 6 |
RAID 6
حداقل ۴ هارد
نیاز دارد و تحملپذیری
در برابر خطا دو
هارددیسک است. |
الکی
الکی