Raid چیست ؟

از واژه Redundant Array of Inexpensive Disks به معنای دیسک‌های ارزان قیمتی است که در یک صف یا آرایه قرار می‌گیرند می‌باشد. در این سیستم چندین دیسک سخت با هم طبق قاعده‌ای خاص مرتبط شده و ظرفیت بالایی از ذخیره‌سازی را با کیفیت بالا می‌سازد. در واقع ظرفیت ذخیره‌سازی و قابل اطمینان بودن از مشخصه‌های بارز سیستم ذخیره‌سازی جدید هستند. روش جدید ذخیره‌سازی در شبکه‌های بزرگ و بازار سرورهای استاندارد مورد استفاده قرار گرفت و در پنج سال گذشته این سیستم نزد کاربران متداول تر شد. با ISG همراه باشید.

فواید RAID
سه دلیل اصلی استفاده از RAID عبارتند از :

•افزونگی

•بالابردن کیفیت

•هزینه پایین تر
RAID0

پایین ترین سطح قابل استفاده RAID ، سطح صفر یا LEVEL0 می‌باشد که در واقع نسخه صحیحی از RAID نمی‌باشد. درصورتیکه یکی از درایوها دچار مشکل شود کلیه اطلاعات آسیب خواهند دید. Raid0 از روشی به نام Striping استفاده می‌کند.
Striping یک تکه از اطلاعات را (مانند یک تصویر گرافیکی) برداشته و در درایوها پخش می‌کند.
سرعت انتشار : 244 مگابایت بر ثانیه
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.

RAID 1

نسخه RAID1 اولین پیاده‌سازی واقعی RAID به شمار می‌رود و نمونه ساده‌ای از جایگزینی Redundancy به نام mirroring می‌باشد. این مدل به دو درایو با ظرفیت‌های یکسان نیاز دارد. یکی از درایوها فعال است و درایو دیگر Mirror می‌باشد. وقتی اطلاعات روی درایو فعال نوشته می‌شود همان اطلاعات روی درایو mirror هم کپی می‌شود.
سرعت انتشار : 99 مگابایت بر ثانیه
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

RAID 2
دارای خاصیت ECC با استفاده از کد Hamming
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 Hamming:
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)

RAID 3
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

RAID 4
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 )

RAID 5
دیسک های داده مجزا و Parity توزیع شده در دیسکهای Data
سرعت انتشار : 158 مگابایت بر ثانیه
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

RAID 6
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

RAID 7
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 .

RAID 10
RAID10 بسیار شبیه به RAID 0+1 می‌باشد با این تفاوت که تقسیم بلوک‌های اطلاعات بین زوج درایوها انجام می‌شود و عملیات Mirroring در هر زوج از درایوها صورت می‌گیرد، یعنی درایو یک و درایو دو RAID1 شده و Mirror هستند. درایو سه و درایو چهار نیز mirror یکدیگر هستند. این دو مجموعه درایو به صورت Strip تنظیم شده و با هم کار می‌کنند.
سرعت انتشار : 243 مگابایت برثانیه
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 .

RAID 53
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 .

ttttttttttttttttttttttt
raid چیست ، عملکرد raid controller
nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn
raid چیست: RAID مخفف عبارت Redundant Array of Inexpensive/Independent Disks است. RAID یک تکنیک مجازی سازی داده است که از چندین‌هارد دیسک یا درایوهای حالت جامد برای ایجاد پایداری در داده‌ها و بهبود عملکرد استفاده می‌شود.
همچنین تعداد بیشتر کپی از اطلاعات و انعطاف‌پذیری تهدید را برای داده‌ها در صورت رویدادهای پیش بینی نشده فراهم می‌کند. بنابراین RAID به جای داشتن تمام داده‌ها در یک SLED (هارد مادر) از چندین دیسک با اندازه کوچک استفاده می‌کند که امکان عملیات ورودی/خروجی سریع‌تر و ایجاد استحکام برای کل سیستم را فراهم می‌کند که در صورت از کار افتادن یکی از دیسک‌های سیستم، بقیه در امان مانده و کل سیستم از بین نمی‌رود.
RAID استفاده از چندین دیسک برای مدیریت داده‌های‌ هارد دیسک‌ها با استفاده از طیف وسیعی از تکنیک‌های مختلف است. این موارد معمولاً به ۶ سطح تقسیم می‌شوند RAID 0، RAID 1، RAID 2، RAID 3، RAID 4، RAID 5 که همه آنها از نظر استقرار داده‌ها و نوع کاربرد ارائه شده متفاوت هستند.
مزایای RAID چیست ؟

سرعت دسترسی به داده‌ها: سرعت دسترسی به داده‌ها در سیستم‌های RAID غیرقابل انکار و کاملا بهتر از سیستم‌های SLED است، RAID 4 و RAID 5 به طور ویژه برای دسترسی سریع و ارزان به داده‌ها طراحی شده اند.
انتقال اطلاعات انبوه: انتقال سریع داده‌های انبوه را فراهم می‌کند.
امنیت داده‌ها: امنیت داده‌ها را با داشتن تعداد زیاد کپی از اطلاعات بالا می‌برد.

معایب RAID چیست ؟

هزینه: هزینه سیستم‌های RAID بیشتر از سیستم‌های SLED است.
از دست دادن داده‌ها: سیستم‌های RAID در برابر برخی از حمله‌ها و از بین رفتن فایل‌ها آسیب پذیر هستند.
انتخابRAID: با توجه به اینکه سطوح RAID بسیار زیادی وجود دارد که هر کدام دارای معایب و ویژگی‌های خود هستند، انتخاب سیستمی‌که می‌تواند برای شما مناسب باشد دشوار است.
استفاده نادرست: اگر RAID به درستی استفاده نشود، ممکن است عملکرد کلی سیستم به طور کلی کاهش یابد.
فناوری پیچیده: RAID یک معماری سخت برای استفاده در ذخیره سازی داده بوده و به افراد ماهر و فنی نیاز دارد تا پتانسیل کامل RAID را پیاده‌سازی کند.

نحوه اجرای RAID
معمولا RAID مستقل از CPU میزبان پیاده‌سازی می‌شود. دو روش محبوب سخت افزار RAID از طریق اتصال PCI به رایانه میزبان یا یکپارچه شدن با دیسک درایو و اتصال به رایانه میزبان از طریق کانال فیبر یا SCSI است. RAID  سخت‌افزاری تا حد زیادی رایج‌ترین روش در سیستم‌های سروری است، زیرا هیچ بار پردازشی اضافی بر روی سرور ایجاد نمی‌کند.
raid controller چیست ؟
raid controller که به عنوان کنترل کننده دیسک نیز شناخته می‌شود، یک دستگاه سخت افزاری است که درایوهای دیسک فیزیکی را مدیریت می‌کند و آنها را به عنوان درایوهای منطقی به سرور یا سیستم ارائه می‌دهد. به عبارت دیگر، raid controller دستگاهی است که ارتباط بین سیستم عامل سرور و درایوها را امکان پذیر می‌کند. raid controller اساساً این ارتباط را برای پشتیبانی از داده‌ها یا بهبود عملکرد‌ هارد دیسک‌ها فراهم می‌کند. قسمت جلویی یک raid controller معمولاً از طریق HBA با سرور ارتباط برقرار می‌کند و قسمت پشتی raid controller با درایوها ارتباط برقرار کرده و مدیریت می‌شود.
مزایای کلیدی استفاده از raid controller

RAID کنترلر شما را قادر می‌سازد تا درایوها و پیکربندی RAID را مستقل از سیستم عامل مدیریت کنید. کارت RAID قدرت پردازش را از دیسک‌هایی که مدیریت می‌کند یا سیستم عامل یا سرور نمی‌گیرد، بنابراین سرعت بیشتری برای خواندن داده‌ها دارد.
محافظت در برابر از دست دادن داده‌ها یا خرابی‌هایی که ممکن است برای‌هارد دیسک رخ دهد، برای مثال در صورت قطع ناگهانی برق، اکثر کارت‌های RAID دارای حافظه کش (بافر) هستند که به سرعت بازیابی داده‌های از دست رفته می‌افزایند.

ویژگی‌هایی که هنگام خرید یک raid controller باید در نظر بگیرید

مقدار کش
مصرف برق
رتبه بندی IOPs
قابلیت رمزگذاری
سازگاری با سیستم عامل
تعداد دستگاه‌های پشتیبانی شده
دارا بودن رابط PCI-e PCI، PCI-e، PCI-X
سرعت عملکرد خواندن و پردازش اطلاعات
سطوح مختلف RAIDرا پشتیبانی می‌کند یا خیر
رابط SATA یا SAS و سرعت‌های عملیاتی هر یک از آنها
کابل کشی (مطمئن شوید که محصول تمام کابل‌های لازم برای نصب کارت را دارا است)
سازگاری با ظرفیت درایو (برخی از raid controllerها محدودیتی برای مقدار فیزیکی‌هارد دیسکی که ممکن است پشتیبانی کند دارند). به عنوان مثال: Dell H700 RAID Controller می‌تواند از درایوهایی با ظرفیت بیش از ۲ ترابایت پشتیبانی کند .

چگونه raid controller خود را بررسی کنیم؟
اگر رایانه یا سرور شما دارای raid controller نیست، می‌توانید بر روی آن نصب کنید تا سطوح دسترسی بالاتر و راحت‌تری را تجربه کنید. اگر می‌خواهید وضعیت raid controller خود را مشاهده کنید، در بیشتر موارد باید نرم افزار تخصصی را برای این کار نصب کنید.
خوب است بدانید که RAID را می‌توانید از طریق نرم افزار یا سخت افزار داشته باشید. اگر RAID مبتنی بر سخت افزار دارید، معمولاً می‌توانید آن را در اسلات PCIe مادربرد رایانه خود نصب کنید. پردازش بر روی یک سیستم RAID جداگانه انجام می‌شود، بر خلاف RAID نرم افزار، که بار CPU سیستم را کاهش می‌دهد. اما با گزینه نرم افزار، RAID از طریق نرم افزار مستقر در یک سیستم عامل انجام پیاده‌سازی می‌شود.
ابتدا با شناسایی نیازمندی‌های خود، می‌توانید مشخص کنید که کدام سطح و نوع raid controller مناسب‌تر است. علاوه بر سطوح RAID خاص که در پیشتر ذکر شد، کنترل‌کننده‌های RAID نیز بر اساس نوع درایو (مانند SATA یا SAS)، تعداد پورت‌ها و درایوهایی که می‌تواند پشتیبانی کند، معماری و میزان حافظه داخلی طبقه‌بندی می‌شوند. به عنوان مثال، یک raid controller ساخته شده برای آرایه SAS در محیط SATA کار نخواهد کرد. علاوه بر این، یک raid controller 1 را نمی‌توان به یک raid controller 10 تغییر داد.
در نتیجه در زمان خرید ریدکنترلر دقت داشته باشید که حتما باید با سیستم پیاده‌سازی شده توسط شما هماهنگی کامل داشته و مشخصات آن با raid controller شما سازگار باشد در غیر این صورت کار نکرده و شما خرید اشتباهی را انجام داده‌اید که دیگر قابل تغییر هم نیست.
نیازمندی شبکه هر شرکت به RAID
شرکت‌های بزرگ مرکز داده‌های بزرگ و اطلاعات مهم شرکت هستند، در نتیجه حفاظت از اطلاعات آنها امری مهم و اجتناب‌ناپذیر است. برای کنترل این حجم بزرگ از اطلاعات که می‌تواند طعمه خوبی برای افراد سودجو چه در داخل شرکت و چه در خارج از شرکت باشد نیازمند یک سیستم امنیتی حرفه‌ای برای حفاظت و همچنین وجود فردی برای پشتیبانی شبکه های کامپیوتری است.
در جدیدترین استراتژي‌های امنیتی که مهندسان ارائه می‌دهند استفاده از RAID برای شبکه هر شرکت است و به این صورت می‌توان همه ارتباطات و اطلاعات را محدود به استفاده افرادی خاص کرد که به غیر از آنها هیچ کس نمی‌تواند به آنها ورود کند. در نتیجه پیشنهادی که همواره برای مدیران بخش آی تی وجود دارد استفاده از سیستم‌های کنترلی رید است که می‌توان این موارد را در شبکه یک شرکت هم پیاده‌سازی کرد تا امنیت کامل اطلاعاتی برقرار شود.