Raid چیست؟

[آبجی]

گذرگاه IDE در طبقه بندی گذرگاههای سیستم ، جزء گذرگاههای خارجی محسوب می شود و در سیستم کامپیوتر از آن به منظور ارتباط قطعاتی مانند Rewriter ، CD-ROM ، HDD و ... استفاده می شود . در سیستمهای امروزی به طور معمول دو كانكتور IDE برای برقراری ارتباط بین 4 وسیله جانبی وجود دارد ولی در پاره ای سیستم ها تعداد این كانكتورها 4 مورد می باشد ، دو كانكتور به عنوان IDE ، و دو كانكتور اضافی برای استفاده تحت عنوان RAID یا ATA 133,ATA 100

همانطور كه می دانیم با استفاده از كانكتورهای IDE ی موجود روی مادر برد امكان استفاده از حداكثر دو دستگاه بر روی هر كانكتور وجود دارد RAID تكنولوژی است كه امكاناتی نظیر افزایش سرعت Back up گیری همزمان روی یك یا چند درایو و … در اختیار كاربر قرار می دهد . برای هر كدام از آرایشهای ممكن هنگام استفاده از دو یا چند هاردیسك نسخه های متفاوت RAID مطرح می شود به عنوان مثال RAID1 , RAID0 و….

در این مقاله سعی داریم كه به نسخه های متفاوت RAID نگاهی نزدیكتر و دقیق تر بیا ندازیم .


RAID0 ذخیره سازی روی چند دیسك بدون كنترل خطا

مزایا و مشخصات :
- داده ها به بلوكهایی تبدیل می شوند و هر بلوك در هارد دیسك مجزا ذخیره می شود.

- باعث بالا رفتن كارایی سیستم I/O می گردد چرا كه بار ترافیكی نقل و انتقالات بین چندین كانال مجزا تقسیم می شود.

- بالارفتن كارایی بدلیل وجود كنترلرهای مختلفی كه عمل كنترل ترافیك را به عهده می گیرند (افزایش سرعت)

- طراحی بسیار ساده ( زیرا مدار محاسبه Parity وجود ندارد)

- عدم پرداختن به محاسبات مربوطه به Parity وكنترل خطا (افزایش سرعت به دلیل عدم پرداختن به محاسبات مربوط به Parity

معایب :
- عدم استفاده ازParity که هیچ گونه كد تشخیص و تصحیح خطا در این نوع RAID وجود ندارد.

- از كار افتادن یك درایو باعث از دست رفتن كلیه اطلاعات خواهد شد.

- عدم كارایی در محیطهای حساس به حفظ داده ها

موارد استفاده :
- میكس و پردازش تصاویر ویدیویی- میكس و مونتاژ.

- واژه پردازی نرم افزارهای تایپ و...

- كارهایی كه نیاز به سرعت بالا دارد.

[آبجی]

Backup : RAID1 گیری همزمان داده ها به منظور Mirroring و Duplexing

+ Mirroning كپی برداری هم زمان روی دو درایو

+ Duplexing زمانی است كه یكی از درایوها دچار مشكل شود و درایو سالمی را جایگزین نماییم سپس داده ها را روی درایو سالم كپی كنیم .


مزایا و مشخصات :
-در سیكل نوشتن گویی اطلاعات روی یك دیسك نوشته می شود (در صورتی كه عملا" بر روی
دو دیسك نوشته می شود . مانند RAID0 ) ولی عمل خواندن از هر دو دیسك انجام می شود ( كاهش ترافیك گذرگاه - نوشتن بر روی هر دو دیسك ولی خواندن مجزا )

- قابلیت برگرداندن %100 داده ها هنگام بروز مشكل برای یك دیسك .

- در نرخ انتقالات داده تغییر محسوسی نداریم. (یعنی وجود دو دیسك تفاوتی با یك دیسك ندارد )

- در شرایط خاص RAID1 توانایی تحمل خرابی بیش از یك دیسك را نیز دارد .

- ساده ترین طراحی در تكنولوژی RAID که مدار مربوط به Parity وجود ندارد


معایب :
- بیشترین تعداد هارد دیسك در میان انواع RAID بسته به انتخاب User
- هزینه بالا

[آبجی]

RAID2 دارای خاصیت ECC با استفاده از كد همینگ

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

معایب :
- طراحی بسیار پیچیده كه با صدمه دیدن یك دیسك دچار مشكل می شود .
- نامناسب در دید تجاری (تعداد زیاد درایوها )


كد همینگ :
یكی از روشهای محاسبه و كنترل خطا در سیستمهای دیجیتال می باشد . انواع روشها برای كنترل ترافیك داده های دیجیتال وجود دارد به عنوان مثال Parity haming code كه مجموعه این روشها را ECC می نامند . (Error Checking and Correcting)

RAID3 انتقال موازی با استفاده از خاصیت Parity

مزایا و مشخصات :
- سیكل خواندن و نوشتن بسیار سریع .

معایب :
- طراحی بسیار پیچیده كه با صدمه دیدن یك دیسك مجموعه دچار مشكل می شود .

كاربرد :
- میكس و مونتاژ تصویر

- ویرایش تصویر مانند RAID0

[آبجی]

RAID4 دیسك های داده مجزا دیسك مربوط به Parity مشترك

مزایا و مشخصات:
- سیكل خواندن بسیار سریع ( ترافیك كمتر در گذرگاه)

معایب :
- پیچیدگی بسیار بالا در طراحی مدار كنترلی مشكل در برگرداندن داده ها هنگام بروز اشكال در یك دیسك ( چرا كه داده ها روی دیسكها توزیع شده است )


RAID5 : دیسك های داده مجزا و Parity توزیع شده در دیسكهای Data

مزایا و مشخصات :
- در این نوع به حداقل 3 درایو دیسك سخت نیاز داریم .

- تك تك بلوك های داده روی دیسك ها نوشته می شوند و Parity مربوط به هر بلوك نیز داخل هارد مربوط ذخیره می گردد.

- سیكل خواندن بسیار سریع (ترافیك كمتر در گذرگاه )

- سیكل نوشتن متوسط (محاسبات مربوط به Parity)

- قابلیت و اطمینان بالا (وجود ECC)

معایب :
- خرابی در یك دیسك در خروجی تاثیر ندارد.

- طراحی پیچیده مدار كنترلی

- مشكل در برگرداندن داده ها هنگام بروز اشكال

كاربرد :
- در سیستمهای Server و بانكهای اطلاعاتی ISPها

[آبجی]

RAID6 دیسكهای داده ها مجزا با دو Parity توزیع شده مجزا

مزایا و مشخصات :
RAID6 در واقع نسخه پیشرفته RAID5 می باشد كه تصحیح و كنترل خطا را بهبود می بخشد . این ویرایش RAID اطمینان و توانایی بالا در زمینه data storage فراهم می كند .

- بهترین انتخاب برای كاربردهای بحرانی و حساس

معایب :
- طراحی مدار كنترلی بسیار پیشرفته و پیچیده .

- سیكل نوشتن بسیار كند ( دوبار محاسبه مربوط به Parity )

- نیاز به N+2 درایو دیسك سخت . بدلیل دارا بودن حالت Parity دو بعدی ( Nتعداد دیسكهای 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 كنترلگرهای مستقل.

- درایو مجزا برای ذخیره كردن اطلاعات مربوط بهParity

- برخورداری از سیستم Open System و استفاده از گذرگاهSCSI

- گذرگاه Cache داخلی با سرعت بالا (X-bus )

- دیسك های خواندن و نوشتن از امكان Choching استفاده میكنند.

- تكنولوژی مدار تولید Parity تا حدودی با سایر انواع Raid تفاوت دارد .

-امكان Hot Swaping

[آبجی]

Open system

به سیستمی اطلاق می شود كه قابلیت سازگاری با سخت افزارها و نرم افزارهای مختلف را داشته باشد و امكان كاركردن در سیستمهای مختلف را به راحتی داشته باشد .

RAID10 این Raid حداقل به 4 دستگاه هاردیسك نیاز دارد

مزایا و مشخصات :
- عمل تكه تكه كردن بلوكهای داده همانند Raid1 انجام می پذیرد .

- تصحیح و كنترل خطا نیز مانند Raid2 می باشد .

- نرخ انتقال بالا

- در شرایط معین , امكان تحمل خرابی چند دیسك 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 بانكهای اطلاعاتی .


RAID53 : نرخ انتقال بالا همراه با قابلیت انتقال مناسب

مشخصات و مزایا :
-این آرایه RAID حداقل به 5 دستگاه دیسك 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 دیسك ها باید با همدیگر سنكرون شوند كه انتخاب نوع و مدل درایو را محدود می سازد .

- Stripe كردن در سطح بایت ها نهایتأ در محاسبه ظرفیت فرمت شده تأثیر منفی می گذارد .

[آبجی]

RAID 0+1 نرخ انتقال داده بهینه


مزایا و مشخصات :
- حداقل به 4 دستگاه هاردیسك نیاز دارد .

- RAID 0+1 به عنوان آرایه آینه ای نیز معروف است با این تفاوت كه 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 كه به كارایی بالا بدون توجه به حداكثر اطمینان نیاز داشته باشند .

معایب :
- RAID 0+1 نباید با RAID10 اشتباه گرفته شود . كوچكترین مشكل در عملكرد یك درایو آرایه را به مدل RAID0 تبدیل خواهد كرد .

- قیمت بسیار بالا

- جابجایی درایوها باید به صورت موازی انجام گیرد .

كاربرد :

- پردازشهای تصویری و fileserever های عمومی .

نتیجه گیری :

همانطور كه مشخص شد ، استفاده ازRAID برای مقاصد معین می باشد و در كاربردهای عادی و روزمره كارایی چشمگیری را به سیستم PC اضافه نمی كند . به عنوان مثال امكان استفاده از CD-ROM و Rewriter روی این كانكتورها وجود ندارد .بنابراین هنگام استفاده از RAID ابتدا هدف و مورد استفاده خود را مشخص كنید سپس RAID مناسب را انتخاب نمایید.

منبع : شركت آواژنگ