4.2.3. سازماندهی آرایه های دیسک (حمله)
راه دیگر برای بهبود عملکرد حافظه دیسک، ساخت آرایه‌های دیسک است، اگرچه این هدف نه تنها (و نه چندان زیاد) دستیابی به عملکرد بالاتر، بلکه قابلیت اطمینان بیشتر دستگاه‌های ذخیره‌سازی دیسک است.
تکنولوژی RAID ( آرایه اضافی از دیسک های مستقل- یک آرایه اضافی از دیسک های مستقل) به عنوان ترکیبی از چندین ارزان قیمت تصور شد دیسکهای سختدر یک آرایه دیسک واحد برای افزایش عملکرد، ظرفیت و قابلیت اطمینان بیش از یک دیسک واحد. در این مورد، کامپیوتر باید چنین آرایه ای را به عنوان یک دیسک منطقی ببیند.
اگر به سادگی چندین درایو را در یک آرایه (غیر زائد) ترکیب کنید، میانگین زمان بین خرابی ها (MTBF) برابر است با MTTF یک درایو تقسیم بر تعداد درایوها. این رقم برای برنامه هایی که برای خرابی های سخت افزاری حیاتی هستند بسیار کم است. می توان آن را با استفاده از افزونگی که به روش های مختلف در هنگام ذخیره اطلاعات پیاده سازی می شود، بهبود بخشید.
در سیستم های RAID، برای افزایش قابلیت اطمینان و عملکرد، از ترکیبی از سه مکانیسم اصلی استفاده می شود که هر یک به طور جداگانه شناخته شده است: - سازماندهی دیسک های "آینه"، به عنوان مثال. تکثیر کامل اطلاعات ذخیره شده؛ - شمارش کدهای چک (تعادل، کدهای همینگ) که به شما امکان می دهد در صورت خرابی اطلاعات را بازیابی کنید. - توزیع اطلاعات در سراسر دیسک های مختلفآرایه به همان روشی انجام می شود که در هنگام دسترسی های interleaved به بلوک های حافظه انجام می شود (به interleave مراجعه کنید)، که امکان عملکرد موازی دیسک ها را در طول عملیات بر روی اطلاعات ذخیره شده افزایش می دهد. هنگام توصیف RAID، این تکنیک "دیسکهای جدا شده" نامیده می‌شود که در لغت به معنای "دیسکهای تقسیم شده به نوارها" یا به سادگی "دیسکهای جدا شده" است.
برنج. 43. تقسیم دیسک ها به بلوک های متناوب - "نوار".
در ابتدا، پنج نوع آرایه دیسک تعریف شد که RAID 1 - RAID 5 نامگذاری شد که در ویژگی ها و عملکرد آنها متفاوت بود. هر یک از این انواع، به دلیل افزونگی خاصی از اطلاعات ثبت شده، تحمل خطا را در مقایسه با یک درایو منفرد فراهم می کند. علاوه بر این، آرایه‌ای از دیسک‌هایی که افزونگی ندارند، اما امکان افزایش عملکرد (به دلیل طبقه‌بندی دسترسی‌ها) را فراهم می‌کنند، اغلب RAID 0 نامیده می‌شوند.
انواع اصلی آرایه های RAID را می توان به طور خلاصه به شرح زیر توضیح داد.
RAID 0. به طور معمول این نوع آرایه به عنوان گروهی از دیسک های راه راه بدون برابری و بدون افزونگی داده تعریف می شود. اندازه نوارها می تواند در یک محیط چند کاربره بزرگ یا در یک سیستم تک کاربره کوچک باشد، زمانی که رکوردهای طولانی به طور متوالی در دسترس هستند.
سازمان RAID 0 دقیقاً با آنچه در شکل نشان داده شده است مطابقت دارد. 43. عملیات نوشتن و خواندن را می توان به طور همزمان در هر درایو انجام داد. حداقل تعداد درایو برای RAID 0 دو عدد است.
این نوع با بهره وری بالا و کارآمدترین استفاده مشخص می شود فضای دیسک، اما خرابی یکی از دیسک ها کار با کل آرایه را غیرممکن می کند.
RAID 1. این نوع آرایه دیسک (شکل 44، آ) همچنین به عنوان درایوهای آینه ای شناخته می شوند و به سادگی جفت درایوهایی هستند که داده هایی را که ذخیره می کنند کپی می کنند، اما به عنوان یک درایو در رایانه ظاهر می شوند. و اگرچه راه‌بندی در یک جفت دیسک آینه‌ای انجام نمی‌شود، نوار‌بندی بلوک را می‌توان برای چندین آرایه RAID 1 سازماندهی کرد و با هم یک آرایه بزرگ از چندین جفت دیسک آینه‌شده را تشکیل داد. این نوع سازمان RAID 1 + 0 نامیده می شود. گزینه معکوس نیز وجود دارد.
تمام عملیات نوشتن به طور همزمان روی هر دو دیسک جفت آینه انجام می شود تا اطلاعات موجود در آنها یکسان باشد. اما هنگام خواندن، هر یک از درایوهای جفت می‌توانند به طور مستقل عمل کنند، و اجازه می‌دهند دو خواندن به طور همزمان انجام شوند و در نتیجه عملکرد خواندن دو برابر شود. از این نظر، RAID 1 بهترین عملکرد را در بین تمام گزینه های آرایه دیسک ارائه می دهد.
RAID 2. در این آرایه‌های دیسک، بلوک‌ها - بخش‌های داده - در میان گروهی از دیسک‌ها قرار می‌گیرند که برخی از آنها فقط برای ذخیره اطلاعات کنترل - کدهای ECC (کدهای تصحیح خطا) استفاده می‌شوند. اما از آنجایی که همه درایوهای مدرن دارای کنترل داخلی با استفاده از کدهای ECC هستند، RAID 2 در مقایسه با سایر انواع RAID چیز کمی ارائه می دهد و اکنون به ندرت استفاده می شود.
RAID 3. مانند RAID 2 در این نوع آرایه دیسک (شکل 44، ب) بلوک‌های بخش در میان گروهی از دیسک‌ها قرار می‌گیرند، اما یکی از دیسکهای گروه به ذخیره اطلاعات برابری اختصاص داده شده است. اگر یک درایو دیسک خراب شود، بازیابی داده ها با محاسبه مقادیر تابع انحصاری یا (XOR) از داده های ثبت شده روی دیسک های باقی مانده انجام می شود. رکوردها معمولاً همه دیسک ها را اشغال می کنند (از آنجایی که نوارها کوتاه هستند)، که سرعت کلی انتقال داده را افزایش می دهد. از آنجایی که هر عملیات ورودی/خروجی نیاز به دسترسی به هر دیسک دارد، آرایه RAID 3 می‌تواند تنها یک درخواست را در هر زمان انجام دهد. بنابراین، این نوع بهترین عملکرد را برای یک کاربر در یک محیط تک وظیفه ای با رکوردهای طولانی ارائه می دهد. هنگام کار با رکوردهای کوتاه، همگام سازی دوک های درایو برای جلوگیری از کاهش عملکرد لازم است. از نظر مشخصات، RAID 3 به RAID 5 نزدیک است (به زیر مراجعه کنید).
RAID 4. این سازمان، نشان داده شده در شکل. 35، V) شبیه RAID 3 است تنها با این تفاوت که از بلوک های بزرگ (راه راه) استفاده می کند تا رکوردها از هر دیسکی در آرایه خوانده شوند (به جز دیسکی که کدهای برابری را ذخیره می کند). این به شما امکان می دهد تا عملیات خواندن را روی دیسک های مختلف ترکیب کنید. عملیات نوشتن همیشه دیسک برابری را به روز می کند، بنابراین نمی توان آنها را ترکیب کرد. به طور کلی، این معماری هیچ مزیت خاصی نسبت به سایر گزینه های RAID ارائه نمی دهد.
RAID 5. این نوع آرایه دیسک مشابه RAID 4 است، اما کدهای برابری را نه بر روی یک دیسک اختصاصی خاص، بلکه در بلوک هایی که به طور متناوب روی همه دیسک ها قرار دارند، ذخیره می کند. این سازمان حتی گاهی اوقات آرایه ای با "برابری چرخشی" نامیده می شود (می توان به تشابه خاصی با اختصاص خطوط وقفه برای اسلات باس PCI یا با اولویت چرخه ای کنترل کننده وقفه در پردازنده های خط x86 اشاره کرد). این توزیع از محدودیت نوشتن همزمان به دلیل ذخیره کدهای برابری تنها در یک دیسک، مشخصه RAID 4 جلوگیری می کند. 44، جی) آرایه ای متشکل از چهار درایو دیسک را نشان می دهد و برای هر سه بلوک داده یک بلوک برابری وجود دارد (این بلوک ها سایه دار هستند) که مکان آن برای هر سه بلوک داده تغییر می کند و به صورت چرخه ای در هر چهار درایو دیسک حرکت می کند.
عملیات خواندن را می توان به صورت موازی برای همه دیسک ها انجام داد. عملیات نوشتن که به دو درایو (برای داده و برابری) نیاز دارند، معمولاً می توانند با هم ترکیب شوند، زیرا کدهای برابری در همه درایوها توزیع می شوند.
مقایسه گزینه های مختلف برای سازماندهی آرایه های دیسک موارد زیر را نشان می دهد.
RAID 0 سریعترین و کارآمدترین گزینه است، اما تحمل خطا را ارائه نمی دهد. حداقل به 2 درایو دیسک نیاز دارد. عملیات نوشتن و خواندن را می توان به طور همزمان در هر درایو انجام داد.
معماری RAID 1 برای برنامه‌های کاربردی با کارایی بالا و قابلیت اطمینان بالا مناسب‌ترین است، اما همچنین گران‌ترین است. همچنین تنها گزینه ای است که زمانی که فقط از دو درایو استفاده می شود تحمل خطا دارد. عملیات خواندن می تواند به طور همزمان برای هر درایو انجام شود.
معماری RAID 2 به ندرت استفاده می شود.
آرایه دیسک RAID 3 می تواند برای سرعت بخشیدن به انتقال داده ها و بهبود تحمل خطا در محیط تک کاربره هنگام دسترسی به رکوردهای طولانی به صورت متوالی استفاده شود. اما اجازه ترکیب عملیات را نمی دهد و نیاز به چرخش هماهنگ دوک های درایو دارد. حداقل به سه درایو نیاز دارد: 2 برای داده و یکی برای کدهای برابری.
معماری RAID 4 از عملیات همزمان پشتیبانی نمی کند و هیچ مزیتی نسبت به RAID 5 ندارد.
RAID 5 کارآمد، انعطاف پذیر است و عملکرد خوبی دارد. اما عملکرد نوشتن و عملکرد خرابی درایو بدتر از RAID 1 است. به ویژه، از آنجایی که یک بلوک از کدهای برابری برای کل بلوک در حال نوشتن اعمال می شود، اگر فقط بخشی از آن نوشته شده باشد، لازم است ابتدا داده های نوشته شده قبلی خوانده شود، سپس مقادیر کد برابری جدید را محاسبه کنید و تنها پس از آن داده های جدید (و برابری) بنویسید. عملیات تنظیم مجدد نیز به دلیل نیاز به تولید کدهای برابری بیشتر طول می کشد. این نوع RAID به حداقل سه درایو دیسک نیاز دارد.
علاوه بر این، بر اساس رایج ترین گزینه های RAID: 0، 1 و 5، می توان معماری های به اصطلاح دو سطحی را تشکیل داد که اصول سازماندهی انواع مختلف آرایه ها را ترکیب می کند. به عنوان مثال، چندین آرایه های RAIDاز همان نوع را می توان در یک گروه آرایه داده یا آرایه برابری ترکیب کرد.
با توجه به این سازماندهی دو سطحی، می توان به تعادل مورد نیاز بین افزایش قابلیت اطمینان ذخیره سازی داده آرایه های RAID 1 و RAID 5 و سرعت خواندن بالای ذاتی بلوک های نواری روی دیسک ها در یک آرایه RAID 0 دست یافت. طرح های سطح گاهی اوقات RAID 0+1 یا 10 و 0+5 یا 50 نامیده می شوند.
عملکرد آرایه های RAID نه تنها در سخت افزار، بلکه در نرم افزار نیز قابل کنترل است که امکان آن در برخی از نسخه های سرور سیستم عامل ها فراهم شده است. اگرچه واضح است که چنین پیاده سازی ویژگی های عملکردی به طور قابل توجهی بدتر خواهد بود.
با سلام خدمت همه خوانندگان عزیز سایت وبلاگ. من فکر می کنم بسیاری از شما حداقل یک بار با چنین عبارت جالبی در اینترنت روبرو شده اید - "آرایه RAID". معنای آن چیست و چرا یک کاربر معمولی ممکن است به آن نیاز داشته باشد، این چیزی است که امروز در مورد آن صحبت خواهیم کرد. این یک واقعیت شناخته شده است که کندترین قطعه در رایانه شخصی است و نسبت به پردازنده و پردازنده پایین تر است.
برای جبران کندی «فطری» در جایی که کاملاً نامناسب است ( ما در مورددر درجه اول در مورد سرورها و رایانه های شخصی با کارایی بالا) ایده استفاده از آرایه دیسک به اصطلاح RAID - نوعی "بسته" از چندین هارد دیسک یکسان که به طور موازی کار می کنند، مطرح شد. این راه حل به شما امکان می دهد تا به طور قابل توجهی سرعت عملیات همراه با قابلیت اطمینان را افزایش دهید.
اول از همه، یک آرایه RAID به شما امکان می دهد با ترکیب چندین هارد دیسک در یک دیسک، تحمل خطای بالایی را برای هارد دیسک (HDD) رایانه خود فراهم کنید. عنصر منطق. بر این اساس، برای پیاده سازی این فناوری به حداقل دو مورد نیاز خواهید داشت دیسکهای سخت . علاوه بر این، RAID به سادگی راحت است، زیرا تمام اطلاعاتی که قبلاً باید در منابع پشتیبان (هارد دیسک های خارجی) کپی می شد، اکنون می تواند "همانطور که هست" باقی بماند، زیرا خطر از دست دادن کامل آن حداقل است و به صفر می رسد، اما نه همیشه، در مورد این کمی پایین تر.
RAID تقریباً به این صورت ترجمه می شود: مجموعه ای محافظت شده از دیسک های ارزان قیمت. این نام از زمانی می آید که هارد دیسک های بزرگ بسیار گران بودند و مونتاژ یک آرایه مشترک از دیسک های کوچکتر ارزان تر بود. ماهیت از آن زمان تاکنون تغییر نکرده است، به طور کلی، مانند نام، فقط اکنون می توانید از چندین هارد دیسک بزرگ فقط یک فضای ذخیره سازی غول پیکر ایجاد کنید یا آن را طوری بسازید که یک دیسک دیسک دیگری را کپی کند. همچنین می توانید هر دو عملکرد را با هم ترکیب کنید و از این طریق مزایای یکی و دیگری را به دست آورید.
همه این آرایه ها تحت شماره خود هستند، به احتمال زیاد شما در مورد آنها شنیده اید - حمله 0، 1...10، یعنی آرایه های سطوح مختلف.
انواع RAID
Speed Raid 0
Raid 0 ربطی به قابلیت اطمینان ندارد، زیرا فقط سرعت را افزایش می دهد. شما به حداقل 2 هارد دیسک نیاز دارید و در این حالت داده ها "کات" و همزمان روی هر دو دیسک نوشته می شوند. یعنی شما به ظرفیت کامل این دیسک ها دسترسی خواهید داشت و از نظر تئوری به این معنی است که سرعت خواندن/نوشتن 2 برابر بیشتر می شود.
اما بیایید تصور کنیم که یکی از این دیسک ها خراب می شود - در این مورد، از دست دادن تمام داده های شما اجتناب ناپذیر است. به عبارت دیگر، برای اینکه بتوانید بعداً اطلاعات را بازیابی کنید، همچنان باید به طور منظم نسخه پشتیبان تهیه کنید. معمولاً 2 تا 4 دیسک در اینجا استفاده می شود.
Raid 1 یا "Mirror"
در اینجا قابلیت اطمینان به خطر نمی افتد. شما فضای دیسک و عملکرد تنها یک هارد دیسک را دریافت می کنید، اما قابلیت اطمینان دو برابری دارید. یک دیسک خراب می شود - اطلاعات در دیگری ذخیره می شود.
آرایه سطح RAID 1 روی سرعت تأثیر نمی گذارد، بلکه بر حجم تأثیر می گذارد - در اینجا شما فقط نیمی از کل فضای دیسک را در اختیار دارید، که اتفاقاً در RAID 1 می تواند 2، 4 و غیره باشد. یک عدد زوج است. به طور کلی، ویژگی اصلی یک حمله سطح اول قابلیت اطمینان است.
Raid 10
تمام بهترین انواع قبلی را ترکیب می کند. من پیشنهاد می کنم با استفاده از مثال چهار هارد دیسک به نحوه کار این کار نگاه کنیم. بنابراین، اطلاعات به صورت موازی روی دو دیسک نوشته می شود و این داده ها روی دو دیسک دیگر کپی می شوند.
نتیجه افزایش 2 برابری سرعت دسترسی و همچنین ظرفیت تنها دو مورد از چهار دیسک موجود در آرایه است. اما اگر هر دو دیسک از کار بیفتند، هیچ از دست دادن اطلاعات رخ نخواهد داد.
حمله 5
این نوع آرایه از نظر هدف بسیار شبیه به RAID 1 است، فقط اکنون حداقل به 3 دیسک نیاز دارید که یکی از آنها اطلاعات لازم برای بازیابی را ذخیره می کند. به عنوان مثال، اگر چنین آرایه ای حاوی 6 هارد دیسک باشد، تنها 5 عدد از آنها برای ضبط اطلاعات استفاده می شود.
با توجه به اینکه داده ها به طور همزمان روی چندین هارد دیسک نوشته می شوند، سرعت خواندن بالاست که برای ذخیره حجم زیادی از داده ها در آنجا عالی است. اما، بدون یک کنترلر حمله گران قیمت، سرعت خیلی بالا نخواهد بود. خدا نکند یکی از دیسک ها خراب شود - بازیابی اطلاعات زمان زیادی می برد.
حمله 6
این آرایه می تواند از خرابی دو هارد دیسک به طور همزمان جان سالم به در ببرد. این بدان معنی است که برای ایجاد چنین آرایه ای به حداقل چهار دیسک نیاز دارید، علیرغم اینکه سرعت نوشتن حتی کمتر از RAID 5 خواهد بود.
لطفاً توجه داشته باشید که بدون یک کنترلر حمله قدرتمند، چنین آرایه ای (6) بعید است که مونتاژ شود. اگر فقط 4 هارد دارید، بهتر است RAID 1 بسازید.
نحوه ایجاد و پیکربندی آرایه RAID
کنترلر RAID
با اتصال چند هارد دیسک می توان یک آرایه Raid ایجاد کرد مادربردپشتیبانی از کامپیوتر این تکنولوژی. این بدان معناست که چنین مادربردی دارای یک کنترلر یکپارچه است که معمولاً در . اما، کنترل کننده می تواند خارجی نیز باشد که از طریق یک کانکتور PCI یا PCI-E متصل می شود. هر کنترل کننده، به عنوان یک قاعده، نرم افزار پیکربندی خاص خود را دارد.
این حمله هم در سطح سخت افزار و هم در سطح نرم افزار قابل سازماندهی است. کاربران از کنترلر تعبیه شده در مادربرد به دلیل قابلیت اطمینان ضعیف آن خوششان نمی آید. علاوه بر این، اگر مادربرد آسیب ببیند، بازیابی اطلاعات بسیار مشکل خواهد بود. در سطح نرم افزار، نقش کنترلر بازی می شود، اگر اتفاقی بیفتد، می توانید به راحتی آرایه حمله خود را به رایانه دیگری منتقل کنید.
سخت افزار
چگونه یک آرایه RAID بسازیم؟ برای انجام این کار شما نیاز دارید:
- با پشتیبانی Raid آن را به جایی برسانید (در صورت RAID سخت افزاری).
- حداقل دو هارد دیسک مشابه بخرید. بهتر است نه تنها از نظر مشخصات، بلکه از همان سازنده و مدل یکسان باشند و به تشک متصل شوند. تخته با استفاده از یکی .
- تمام داده ها را از هارد دیسک های خود به رسانه های دیگر منتقل کنید، در غیر این صورت در طی فرآیند ایجاد Raid از بین می روند.
- در مرحله بعد، شما باید پشتیبانی RAID را در بایوس فعال کنید، اما من نمی توانم به شما بگویم که چگونه این کار را در مورد رایانه خود انجام دهید، زیرا بایوس همه افراد متفاوت است. معمولاً این پارامتر چیزی شبیه به این نامیده می شود: "پیکربندی SATA یا پیکربندی SATA به عنوان RAID".
- سپس رایانه شخصی خود و یک جدول با موارد دیگر را مجدداً راه اندازی کنید تنظیمات خوبحمله ممکن است مجبور شوید کلید ترکیبی "ctrl+i" را در طی مراحل POST فشار دهید تا این جدول ظاهر شود. برای کسانی که دارند کنترل کننده خارجیبه احتمال زیاد باید "F2" را فشار دهید. در خود جدول، روی "Create Massive" کلیک کنید و سطح آرایه مورد نیاز را انتخاب کنید.
پس از ایجاد یک آرایه حمله در BIOS، باید به "مدیریت دیسک" در OS -10 بروید و ناحیه تخصیص نشده را قالب بندی کنید - این آرایه ما است.
برنامه
برای ایجاد یک RAID نرم افزاری، لازم نیست چیزی را در بایوس فعال یا غیرفعال کنید. در واقع، شما حتی نیازی به پشتیبانی Raid ندارید مادربرد. همانطور که در بالا ذکر شد، این فناوری با استفاده از پردازنده مرکزی رایانه شخصی و خود ویندوز پیاده سازی شده است. بله، شما حتی نیازی به نصب نرم افزار شخص ثالث ندارید. درست است، به این ترتیب شما فقط می توانید یک RAID از نوع اول ایجاد کنید، که یک "آینه" است.
کلیک کلیک راستبه "رایانه من" - "مدیریت" - "مدیریت دیسک" بروید. سپس روی هر یک از هارد دیسک های در نظر گرفته شده برای حمله (disk1 یا disk2) کلیک کنید و "Create mirror volume" را انتخاب کنید. در پنجره بعدی، دیسکی را انتخاب کنید که آینه یک هارد دیسک دیگر باشد، سپس یک حرف اختصاص دهید و پارتیشن نهایی را فرمت کنید.
در این ابزار، حجم های آینه ای به یک رنگ (قرمز) برجسته می شوند و با یک حرف مشخص می شوند. در این صورت فایل ها در هر دو جلد یک بار تا یک جلد و همان فایل در جلد دوم کپی می شود. قابل ذکر است که در پنجره "کامپیوتر من" آرایه ما به صورت یک بخش نمایش داده می شود، بخش دوم پنهان است تا چشم درد نباشد، زیرا همان فایل های تکراری در آنجا قرار دارند.
اگر هارد دیسک خراب شود، خطای Failed Redundancy ظاهر می شود، در حالی که همه چیز در پارتیشن دوم دست نخورده باقی می ماند.
بیایید خلاصه کنیم
RAID 5 برای گستره محدودی از وظایف مورد نیاز است، زمانی که تعداد بسیار بیشتری از هارد دیسک (از 4 دیسک) در آرایه های بزرگ مونتاژ می شود. برای اکثر کاربران، Raid 1 بهترین گزینه است.به عنوان مثال، اگر چهار دیسک با ظرفیت هر کدام 3 ترابایت وجود دارد، در RAID 1 در این مورد 6 ترابایت ظرفیت موجود است. RAID 5 در این مورد فضای بیشتری را فراهم می کند، با این حال، سرعت دسترسی به طور قابل توجهی کاهش می یابد. RAID 6 همان 6 ترابایت را می دهد، اما حتی سرعت دسترسی کمتری دارد و همچنین به یک کنترلر گران قیمت نیاز دارد.
بیایید دیسک های RAID بیشتری اضافه کنیم و خواهید دید که چگونه همه چیز تغییر می کند. برای مثال، هشت دیسک با همان ظرفیت (3 ترابایت) را در نظر بگیرید. در RAID 1 فقط 12 ترابایت فضا برای ضبط در دسترس خواهد بود، نیمی از حجم بسته می شود! RAID 5 در این مثال 21 ترابایت فضای دیسک را ارائه می دهد + دریافت اطلاعات از هر هارد دیسک آسیب دیده امکان پذیر خواهد بود. RAID 6 18 ترابایت می دهد و داده ها را می توان از هر دو دیسک به دست آورد.
به طور کلی، RAID چیز ارزانی نیست، اما شخصاً دوست دارم یک RAID سطح اول دیسک 3 ترابایتی را در اختیار داشته باشم. روشهای پیچیده‌تری نیز وجود دارد، مانند RAID 6 0، یا «حمله از آرایه‌های حمله»، اما این امر با تعداد زیادی HDD، حداقل 8، 16 یا 30، منطقی است - باید موافق باشید، این بسیار فراتر از محدوده استفاده معمولی "خانگی" و تقاضای مورد استفاده بیشتر در سرورها است.
چیزی شبیه به این، نظر بگذارید، سایت را به بوکمارک ها اضافه کنید (برای راحتی)، چیزهای جالب و مفید بسیار بیشتری وجود خواهد داشت و به زودی شما را در صفحات وبلاگ می بینیم!
RAID- مخفف عبارت Redundant Array of Independent Disk - "آرایه ایمن دیسک های مستقل" (قبلاً گاهی اوقات به جای Independent از کلمه Inexpensive استفاده می شد). مفهوم ساختاری متشکل از چندین دیسک که در یک گروه ترکیب شده‌اند که تحمل خطا را فراهم می‌کند در سال 1987 در کار اصلی پترسون، گیبسون و کاتز متولد شد.
انواع RAID اصلی
RAID-0
اگر باور کنیم که RAID "تحمل خطا" است (Redundant...)، پس RAID-0 "تحمل خطا صفر" است، عدم وجود آن. ساختار RAID-0 یک "آرایه راه راه از دیسک ها" است. بلوک های داده به ترتیب در تمام دیسک های موجود در آرایه یک به یک نوشته می شوند. از آنجایی که ضبط بین چندین دستگاه موازی می شود، این کارایی را در حالت ایده آل به اندازه تعداد دیسک های موجود در آرایه افزایش می دهد.
با این حال، قابلیت اطمینان به همان میزان کاهش می یابد، زیرا در صورت خرابی هر یک از دیسک های موجود در آرایه، داده ها از بین می روند.
RAID-1
این به اصطلاح "آینه" است. عملیات نوشتن بر روی دو دیسک به صورت موازی انجام می شود. قابلیت اطمینان چنین آرایه ای بیشتر از یک دیسک منفرد است، اما عملکرد کمی افزایش می یابد (یا اصلاً افزایش نمی یابد).
RAID-10
تلاش برای ترکیب مزایای دو نوع RAID و محروم کردن آنها از معایب ذاتی آنها. اگر یک گروه RAID-0 با کارایی افزایش یافته بگیریم و به هر یک از آنها (یا کل آرایه) دیسک های "Mirror" بدهیم تا از داده ها در برابر از دست رفتن به دلیل خرابی محافظت کنند، یک آرایه مقاوم به خطا با افزایش کارایی در نتیجه دریافت خواهیم کرد. استفاده از خط کشی
امروزه، "در طبیعت" این یکی از محبوب ترین انواع RAID است.
معایب - ما برای تمام مزایای فوق با نیمی از ظرفیت کل دیسک های موجود در آرایه پرداخت می کنیم.
RAID-2
یک گزینه کاملاً نظری باقی ماند. این آرایه‌ای است که در آن داده‌ها با یک کد Hamming مقاوم در برابر خطا کدگذاری می‌شوند که به شما امکان می‌دهد تکه‌های معیوب را به دلیل افزونگی آن بازیابی کنید. به هر حال، اصلاحات مختلف کد Hamming، و همچنین جانشینان آن، در فرآیند خواندن داده ها از هد مغناطیسی هارد دیسک ها و خوانندگان CD/DVD نوری استفاده می شود.
RAID-3 و 4
"توسعه خلاقانه" ایده حفاظت از داده ها با کد اضافی. کد هامینگ در مورد یک جریان "مداوم غیرقابل اعتماد" که با خطاهای مداوم و ضعیف قابل پیش بینی اشباع شده است، مانند، برای مثال، یک کانال ارتباطی هوای پر سر و صدا، ضروری است. اما در مورد هارد ها مشکل اصلی خطاهای خواندن نیست (ما معتقدیم که هارد دیسک ها در صورت کارکرد، اطلاعات را به شکلی که نوشته ایم خروجی می دهند) بلکه خرابی کل درایو است.
برای چنین شرایطی، می توانید یک طرح نواری (RAID-0) را ترکیب کنید و برای محافظت در برابر خرابی یکی از دیسک ها، اطلاعات ضبط شده را با افزونگی تکمیل کنید، که به شما امکان می دهد در صورت از بین رفتن بخشی از آن، داده ها را بازیابی کنید. برای این امر اختصاص می دهد دیسک اضافی.
اگر هر یک از دیسکهای داده را از دست بدهیم، می‌توانیم داده‌های ذخیره شده روی آن را با استفاده از عملیات ریاضی ساده روی داده‌های افزونگی بازیابی کنیم، اگر دیسک با داده‌های افزونگی از کار بیفتد، همچنان داده‌هایی از آرایه دیسک نوع RAID-0 خوانده می‌شود.
گزینه‌های RAID-3 و RAID-4 از این جهت متفاوت هستند که در حالت اول، بایت‌های جداگانه به هم متصل می‌شوند، و در مورد دوم گروه‌های بایت، «بلوک‌ها» به هم متصل می‌شوند.
نقطه ضعف اصلی این دو طرح افراطی است سرعت کمدر آرایه می نویسد، زیرا هر عملیات نوشتن باعث به روز رسانی "checksum" می شود، بلوکی از افزونگی برای اطلاعات نوشته شده. بدیهی است که با وجود ساختار راه راه، عملکرد آرایه RAID-3 و RAID-4 توسط عملکرد یک دیسک محدود می شود، دیسکی که "بلوک افزونگی" روی آن قرار دارد.
RAID-5
تلاش برای دور زدن این محدودیت باعث ایجاد نوع بعدی RAID شد که در حال حاضر گسترده ترین است، همراه با RAID-10. اگر نوشتن «بلوک افزونگی» روی دیسک کل آرایه را محدود می کند، بیایید آن را در بین دیسک های آرایه نیز پخش کنیم، یک دیسک تخصیص نشده برای این اطلاعات بسازیم، در نتیجه عملیات به روز رسانی افزونگی در تمام دیسک های آرایه توزیع می شود. یعنی مانند RAID-3(4)، دیسک هایی را برای ذخیره N اطلاعات به مقدار N + 1 دیسک می گیریم، اما برخلاف نوع 3 و 4، این دیسک برای ذخیره داده های مخلوط با داده های افزونگی نیز استفاده می شود. ، مانند بقیه N.
ایرادات؟ بدون آنها چگونه خواهد بود؟ مشکل ضبط کند تا حدودی حل شد، اما هنوز به طور کامل حل نشده است. با این حال، نوشتن در آرایه RAID-5 کندتر از نوشتن در آرایه RAID-10 است. اما RAID-5 مقرون به صرفه تر است. برای RAID-10، ما هزینه تحمل خطا را دقیقاً با نیمی از دیسک ها می پردازیم و در مورد RAID-5 فقط یک دیسک است.
با این حال، سرعت نوشتن متناسب با افزایش تعداد دیسکهای آرایه کاهش می‌یابد (بر خلاف RAID-0 که فقط افزایش می‌یابد). این به این دلیل است که هنگام نوشتن یک بلوک داده، آرایه نیاز به محاسبه مجدد بلوک افزونگی دارد، که برای این کار، بلوک های "افقی" باقی مانده را می خواند و بلوک افزونگی را مطابق با داده های آنها دوباره محاسبه می کند. یعنی برای یک عملیات نوشتن، آرایه ای از 8 دیسک (7 دیسک داده + 1 دیسک اضافی) 6 عملیات خواندن را در حافظه پنهان ایجاد می کند (بلاک های داده باقیمانده از همه دیسک ها برای محاسبه بلوک افزونگی)، بلوک افزونگی را از این موارد محاسبه کنید. بلاک کنید، و 2 تا بنویسید (نوشتن یک بلوک از داده های ضبط شده و رونویسی یک بلوک افزونگی). که در سیستم های مدرناین مشکل تا حدی با ذخیره سازی کاهش می یابد، اما با این وجود، طولانی کردن گروه RAID-5، اگرچه باعث افزایش متناسب در سرعت خواندن می شود، همچنین باعث کاهش متناظر در سرعت نوشتن می شود.
وضعیت کاهش عملکرد هنگام نوشتن در RAID-5 گاهی اوقات باعث افراط گرایی جالبی می شود، به عنوان مثال، http://www.baarf.com/ ;)
با این حال، از آنجایی که RAID-5 کارآمدترین ساختار RAID از نظر مصرف دیسک در هر "مگابایت خطی" است، به طور گسترده در مواردی استفاده می شود که کاهش سرعت نوشتن یک پارامتر تعیین کننده نیست، به عنوان مثال، برای ذخیره سازی طولانی مدت داده یا برای داده هایی که در درجه اول خوانده می شوند.
به طور جداگانه لازم به ذکر است که گسترش آرایه دیسک RAID-5 با افزودن یک دیسک اضافی باعث محاسبه مجدد کامل کل RAID می شود که ممکن است ساعت ها و در برخی موارد روزها طول بکشد که در طی آن عملکرد آرایه به طور فاجعه باری کاهش می یابد.
RAID-6
توسعه بیشتر ایده RAID-5. اگر افزونگی اضافی را بر اساس قانونی متفاوت از آنچه در RAID-5 استفاده می‌شود محاسبه کنیم، در صورت خرابی دو دیسک آرایه، می‌توانیم دسترسی به داده‌ها را حفظ کنیم.
قیمت این یک دیسک اضافی برای داده های دومین "بلوک افزونگی" است. یعنی برای ذخیره داده‌های برابر با حجم N دیسک، باید دیسکهای N + 2 را در نظر بگیریم. ، اما قابلیت اطمینان افزایش می یابد. علاوه بر این، در برخی موارد حتی از سطح قابلیت اطمینان RAID-10 نیز فراتر می رود. به راحتی می توان فهمید که RAID-10 همچنین می تواند در برابر شکست دو دیسک در آرایه مقاومت کند، اما اگر این دیسک ها متعلق به یک "آینه" یا به دو دیسک آینه ای متفاوت باشند. و احتمال چنین وضعیتی را نمی توان نادیده گرفت.
افزایش بیشتر در تعداد انواع RAID به دلیل "هیبرید شدن" اتفاق می افتد، این همان چیزی است که RAID-0+1 ظاهر می شود، که تبدیل به RAID-10 مورد بحث قبلی شده است، یا انواع RAID-51 کایمریک و غیره.
خوشبختانه، آنها در حیات وحش یافت نمی شوند و معمولاً به عنوان "رویای ذهن" باقی می مانند (به جز RAID-10 که قبلاً در بالا توضیح داده شد).
RAID (آرایه اضافی از دیسکهای مستقل)- یک آرایه اضافی از دیسک های مستقل، به عنوان مثال. ترکیب هارد دیسک های فیزیکی در یک درایو منطقی برای حل هر مشکلی. به احتمال زیاد، شما از آن برای تحمل خطا استفاده خواهید کرد. اگر یکی از دیسک ها خراب شود، سیستم به کار خود ادامه می دهد. که در سیستم عاملآرایه مانند یک هارد دیسک معمولی به نظر می رسد. RAID- آرایه ها در بخش ایجاد شده اند راه حل های سرور، اما در حال حاضر گسترده شده و در حال حاضر در خانه استفاده می شود. برای مدیریت RAID از یک تراشه مخصوص با هوشمندی استفاده می شود که کنترلر RAID نام دارد. این یا یک چیپست روی مادربرد است یا یک برد خارجی جداگانه.
انواع آرایه های RAID
سخت افزار- این زمانی است که وضعیت آرایه توسط یک تراشه خاص کنترل می شود. این تراشه CPU مخصوص به خود را دارد و تمام محاسبات روی آن انجام می شود و CPU سرور را از بار غیرضروری آزاد می کند.
برنامه– این زمانی است که وضعیت آرایه کنترل می شود برنامه ویژهدر سیستم عامل در این صورت بار اضافی روی CPU سرور ایجاد خواهد شد. بالاخره تمام محاسبات بر عهده اوست.
نمی توان به صراحت گفت که کدام نوع حمله بهتر است. در صورت حمله نرم افزاری، نیازی به خرید یک کنترلر گران قیمت نداریم. که معمولا از 250 دلار قیمت دارد. (می توانید آن را با 70 دلار پیدا کنید، اما من داده ها را به خطر نمی اندازم) اما همه محاسبات بر روی CPU سرور است. نرم افزار
این پیاده سازی برای حملات 0 و 1 مناسب است. آنها بسیار ساده هستند و برای کار کردن نیازی به محاسبات بزرگ ندارند. بنابراین، حملات نرم افزاری بیشتر در راه حل های سطح ورودی استفاده می شود. حمله سخت افزاری از یک کنترلر حمله برای کار استفاده می کند. Raid controller پردازنده مخصوص به خود را برای محاسبات دارد و این پردازنده است که عملیات I/O را انجام می دهد.
سطوح RAID
تعداد آنها بسیار زیاد است. اینها اصلی هستند - 0، 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7 و ترکیبی - 10، 30، 50، 53 ... ما فقط محبوب ترین آنها را در نظر خواهیم گرفت که در شرکت های مدرن استفاده می شود. زیر ساخت. حرف D در نمودارها مخفف داده یا بلوک داده است.
RAID 0 (آرایه دیسک راه راه بدون تحمل خطا)
راه راه آکا. این زمانی است که دو یا چند درایو فیزیکی به منظور ترکیب فضا در یک درایو منطقی ترکیب می شوند. یعنی دو دیسک 500 گیگابایتی می گیریم، آنها را در RAID 0 ترکیب می کنیم و در سیستم 1 HDD با ظرفیت 1 ترابایت می بینیم. اطلاعات به طور مساوی در تمام دیسک های حمله به شکل بلوک های کوچک (راه راه) توزیع می شود.
جوانب مثبت - عملکرد بالا، سهولت اجرا.
معایب: عدم تحمل خطا. هنگام استفاده از این حمله، قابلیت اطمینان سیستم به نصف کاهش می یابد (اگر از دو دیسک استفاده کنیم). پس از همه، اگر حداقل یک دیسک از کار بیفتد، تمام اطلاعات خود را از دست می دهید.
RAID 1 (Mirroring & Duplexing)
آینه آینه. این زمانی است که دو یا چند درایو فیزیکی در یک درایو منطقی برای بهبود تحمل خطا ترکیب می شوند. اطلاعات به طور همزمان در هر دو دیسک آرایه نوشته می شود و هنگامی که یکی از آنها خارج می شود، اطلاعات در دیگری ذخیره می شود.
طرفداران - سرعت بالاخواندن/نوشتن، پیاده سازی آسان.
معایب: افزونگی بالا. در صورت استفاده از 2 دیسک این 100٪ است.
RAID 1E
RAID 1E به این صورت عمل می کند: سه دیسک فیزیکی در یک آرایه ترکیب می شوند و پس از آن یک حجم منطقی ایجاد می شود. داده ها در بین دیسک ها توزیع می شوند و بلوک ها را تشکیل می دهند. یک قطعه داده (نوار) با علامت ** یک کپی از قطعه قبلی * است. در این حالت، هر بلوک از کپی آینه ای با یک شیفت روی یک دیسک نوشته می شود
ساده ترین راه حل مقاوم در برابر خطا، RAID 1 (Mirroring) است که تصویر آینه ای از دو دیسک است. در دسترس بودن داده های بالا با وجود دو نسخه کامل تضمین می شود. این افزونگی ساختار آرایه بر هزینه آن تأثیر می گذارد - بالاخره ظرفیت مفید نصف ظرفیت استفاده شده است. از آنجایی که RAID 1 بر روی دو هارد دیسک ساخته شده است، به وضوح برای برنامه های مدرن و تشنه دیسک کافی نیست. با توجه به چنین الزاماتی، دامنه RAID 1 معمولاً به حجم خدمات (OS، SWAP، LOG) محدود می شود.
RAID 1E ترکیبی از توزیع اطلاعات بین دیسک ها (استریپینگ) از RAID 0 و انعکاس از RAID 1 است. همزمان با نوشتن یک ناحیه داده در یک درایو، یک کپی از آن در دیسک بعدی در آرایه ایجاد می شود. تفاوت با RAID 1 در این است که تعداد HDD ها می تواند فرد باشد (حداقل 3). همانند RAID 1، ظرفیت قابل استفاده 50 درصد از ظرفیت کل دیسک های آرایه است. درست است، اگر تعداد دیسک ها زوج باشد، ترجیحاً از RAID 10 استفاده شود که با استفاده از ظرفیت یکسان، از دو (یا چند) "آینه" تشکیل شده است. اگر یکی از درایوهای RAID 1E به طور فیزیکی از کار بیفتد، کنترلر درخواست های خواندن و نوشتن را به درایوهای باقی مانده در آرایه تغییر می دهد.
مزایای:
- امنیت داده بالا؛
- عملکرد خوب
ایرادات:
- مانند RAID 1، تنها 50 درصد از ظرفیت دیسک آرایه استفاده می شود.
RAID 2
در آرایه‌هایی از این نوع، دیسک‌ها به دو گروه تقسیم می‌شوند - برای داده‌ها و برای کدهای تصحیح خطا، و اگر داده‌ها روی دیسک‌ها ذخیره می‌شوند، دیسک‌ها برای ذخیره کدهای تصحیح مورد نیاز هستند. داده ها به همان روشی که در RAID 0 وجود دارد بر روی دیسک های مربوطه نوشته می شوند و بر اساس تعداد دیسک های در نظر گرفته شده برای ذخیره اطلاعات به بلوک های کوچک تقسیم می شوند. دیسکهای باقیمانده کدهای تصحیح خطا را ذخیره می‌کنند که در صورت خرابی، هارد دیسکدر صورت عدم موفقیت اطلاعات، امکان بازیابی اطلاعات وجود دارد. روش Hamming مدت‌هاست که در حافظه ECC مورد استفاده قرار می‌گیرد و امکان تصحیح خطاهای تکی و تشخیص خطاهای مضاعف را فراهم می‌کند.
نقطه ضعف آرایه RAID 2 این است که عملکرد آن به ساختاری تقریباً دو برابر تعداد دیسک نیاز دارد، بنابراین این نوع آرایه گسترده نیست.
RAID 3
در آرایه RAID 3 از دیسک‌ها، داده‌ها به قطعات کوچکتر از یک بخش (به بایت‌ها) یا یک بلوک تقسیم می‌شوند و در بین دیسک‌ها توزیع می‌شوند. دیسک دیگری برای ذخیره بلوک های برابری استفاده می شود. RAID 2 برای این منظور از یک دیسک استفاده می‌کرد، اما بیشتر اطلاعات روی دیسکهای کنترلی برای تصحیح خطا در لحظه استفاده می‌شد، در حالی که اکثر کاربران در صورت خرابی دیسک به بازیابی اطلاعات بسادگی رضایت می‌دهند که اطلاعات کافی است. برای قرار دادن روی یک هارد دیسک اختصاصی
تفاوت بین RAID 3 و RAID 2: ناتوانی در تصحیح خطاها و افزونگی کمتر.
مزایای:
- سرعت خواندن و نوشتن داده ها؛
- حداقل تعداد دیسک برای ایجاد یک آرایه سه عدد است.
ایرادات:
- آرایه ای از این نوع فقط برای کار تک کاره با فایل های بزرگ مناسب است، زیرا زمان دسترسی به یک بخش جداگانه، تقسیم بر دیسک ها، برابر با حداکثر فواصل دسترسی به بخش های هر دیسک است. برای بلوک های کوچک، زمان دسترسی بسیار بیشتر از زمان خواندن است.
- بار زیادی روی دیسک کنترل وجود دارد و در نتیجه قابلیت اطمینان آن در مقایسه با دیسک های ذخیره داده به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
RAID 4
RAID 4 مشابه RAID 3 است، اما در این تفاوت که داده ها به جای بایت به بلوک تقسیم می شوند. بنابراین، می توان تا حدی بر مشکل سرعت کم انتقال داده در حجم های کوچک غلبه کرد. به دلیل اینکه برابری بلوک در حین ضبط ایجاد می شود و روی یک دیسک نوشته می شود، نوشتن کند است. در میان سیستم های ذخیره سازی پرکاربرد، RAID-4 در دستگاه های ذخیره سازی NetApp (NetApp FAS) استفاده می شود، جایی که کاستی های آن به دلیل عملکرد دیسک ها در حالت ضبط گروهی خاص، تعیین شده توسط حافظه داخلی مورد استفاده در دستگاه ها، با موفقیت برطرف می شود. . سیستم فایل WAFL.
RAID 5 (دیسک های داده مستقل با بلوک های برابری توزیع شده)
محبوب ترین نوع آرایه حمله، به طور کلی، به دلیل مقرون به صرفه بودن استفاده از رسانه های ذخیره سازی است. بلوک های داده و جمع های چک به صورت چرخه ای بر روی همه دیسک های موجود در آرایه نوشته می شوند. اگر یکی از دیسک ها خراب شود، عملکرد به طور قابل توجهی کاهش می یابد، زیرا برای عملکرد آرایه باید دستکاری های اضافی انجام شود. Raid خود سرعت خواندن/نوشتن نسبتاً خوبی دارد اما کمی کمتر از RAID 1 است. برای سازماندهی RAID 5 به حداقل سه دیسک نیاز دارید.
جوانب مثبت - استفاده اقتصادی از رسانه، سرعت خوبخواندن/نوشتن تفاوت عملکرد در مقایسه با RAID 1 به اندازه صرفه جویی در فضای دیسک قابل توجه نیست. در مورد استفاده از سه هارد دیسک، افزونگی تنها 33 درصد است.
معایب: بازیابی و پیاده سازی اطلاعات پیچیده.
RAID 5E
RAID 5E به این صورت عمل می کند. یک آرایه از چهار دیسک فیزیکی مونتاژ می شود و یک دیسک منطقی در آن ایجاد می شود. یک دیسک یدکی توزیع شده است فضای خالی. داده ها در بین درایوها توزیع می شوند و بلوک هایی روی یک دیسک منطقی ایجاد می کنند. چک‌سام‌ها نیز در بین دیسکهای آرایه توزیع می‌شوند و به صورت افست دیسک به دیسک نوشته می‌شوند، درست مانند RAID 5. پشتیبان گیری از هارد دیسکخالی می ماند
RAID 5 "کلاسیک" سالهاست که استانداردی برای تحمل خطا در نظر گرفته شده است زیر سیستم های دیسک. برای هر یک از بخش‌های تعریف‌شده در آن از توزیع داده‌ها (طرح زدن) در آرایه HDD استفاده می‌کند، جمع‌های چک (برابر) محاسبه و نوشته می‌شوند. بر این اساس، سرعت ضبط به دلیل محاسبه مجدد ثابت CS با ورود داده های جدید کاهش می یابد. برای افزایش عملکرد، رکوردهای CS در تمام درایوهای آرایه توزیع می‌شوند و متناوب با داده‌ها. ذخیره سازی سی دی ها ظرفیت یک رسانه را مصرف می کند، بنابراین RAID 5 از یک دیسک کمتر از تعداد کل دیسک های موجود در آرایه استفاده می کند. RAID 5 به حداقل سه (و حداکثر 16) هارد دیسک نیاز دارد و بازده فضای دیسک آن بسته به تعداد دیسک ها در محدوده 67 تا 94 درصد است. بدیهی است که این بیشتر از RAID 1 است که از 50 درصد ظرفیت موجود استفاده می کند.
سربار کم اجرای افزونگی RAID 5 منجر به اجرای نسبتاً پیچیده و فرآیند بازیابی اطلاعات طولانی می شود. شمردن چک جمع هاو آدرس‌ها به کنترلر RAID سخت‌افزاری با تقاضای بالا در پردازنده، منطق و حافظه کش اختصاص داده می‌شود. عملکرد آرایه RAID 5 در حالت تخریب شده بسیار کم است و زمان بازیابی بر حسب ساعت اندازه گیری می شود. در نتیجه، مشکل عدم کفایت آرایه با خطر خرابی مکرر یکی از دیسک ها قبل از بازیابی RAID تشدید می شود. این باعث می شود حجم داده ها از بین برود.
یک رویکرد رایج، گنجاندن یک دیسک اختصاصی یدکی در RAID 5 برای کاهش زمان خرابی قبل از جایگزینی فیزیکی یک دیسک خراب است. پس از از کار افتادن یکی از درایوهای آرایه اصلی، کنترلر یک درایو یدکی را در آرایه قرار می دهد و فرآیند بازسازی RAID را آغاز می کند. لازم به توضیح است که قبل از این اولین خرابی، درایو پشتیبان در حالت غیرفعال است و ممکن است سال ها در عملکرد آرایه شرکت نکند و ممکن است برای خطاهای سطحی بررسی نشود. درست مانند موردی که بعداً برای تعویض گارانتی به جای معیوب وارد می شود، در سبد دیسک قرار داده می شود و به عنوان پشتیبان تعیین می شود. یک شگفتی بزرگ ممکن است عدم کارکرد آن باشد و این در نامناسب ترین لحظه مشخص خواهد شد.
RAID 5E RAID 5 با دیسک داغ دائمی موجود در آرایه است که ظرفیت آن به طور مساوی به هر عنصر آرایه اضافه می شود. RAID 5E به حداقل چهار هارد دیسک نیاز دارد. مانند RAID 5، داده ها و چک جمع ها در بین دیسک های آرایه توزیع می شوند. استفاده از ظرفیت مفید در RAID 5E کمی کمتر است، اما عملکرد بالاتر از RAID 5 با Hot Spare است.
ظرفیت یک ولوم منطقی RAID 5E به میزان حجم دو رسانه کمتر از ظرفیت کل است (ظرفیت یکی برای جمع‌بندی‌های کنترلی و دیگری برای hot-spar استفاده می‌شود). اما خواندن و نوشتن در چهار دستگاه فیزیکی RAID 5E سریعتر از عملیات با سه درایو فیزیکی RAID 5 با هات یدکی کلاسیک است (در حالی که چهارمین، هات یدکی، در کار شرکت نمی کند). دیسک پشتیبان در RAID 5E یک عضو دائمی کامل آرایه است. نمی‌توان آن را به پشتیبان‌گیری از دو آرایه مختلف اختصاص داد ("یک خدمتکار دو استاد" - همانطور که در RAID 5 مجاز است).
اگر یکی از دیسکهای فیزیکی خراب شود، داده‌های درایو خراب بازیابی می‌شوند. آرایه فشرده می شود و دیسک یدکی توزیع شده بخشی از آرایه می شود. درایو منطقی در سطح RAID 5E باقی می ماند. پس از جایگزینی دیسک خراب با دیسک جدید، داده های دیسک منطقی به گسترش می یابد حالت اولیهطرح های توزیع HDD هنگام استفاده از دیسک منطقی RAID 5E در طراحی های خوشه شکست، عملکردهای خود را در طول فشرده سازی/فشرده سازی داده ها انجام نمی دهد.
مزایای:
- امنیت داده بالا؛
- استفاده از ظرفیت قابل استفاده بیشتر از RAID 1 یا RAID 1E است.
- عملکرد بهتر از RAID 5 است.
ایرادات:
- عملکرد کمتر از RAID 1E است.
- نمی تواند دیسک یدکی را با آرایه های دیگر به اشتراک بگذارد.
RAID 5EE
توجه: در همه کنترلرها پشتیبانی نمی شود RAID level-5EE مشابه RAID-5E است، اما با تعداد بیشتری استفاده موثر دیسک پشتیبانو زمان نقاهت کوتاه تر مشابه سطح RAID-5E، این سطح آرایه RAID ردیف هایی از داده ها و جمع های کنترلی را در تمام درایوهای آرایه ایجاد می کند. RAID-5EE امنیت و عملکرد بهتری را فراهم می کند. هنگام استفاده از RAID level-5E، ظرفیت یک حجم منطقی به ظرفیت دو هارد درایو فیزیکی در آرایه محدود می شود (یکی برای کنترل، یکی برای پشتیبان گیری). دیسک یدکی بخشی از یک آرایه RAID level-5EE است. با این حال، برخلاف RAID level-5E که از غیرپارتیشن بندی شده استفاده می کند مکان آزادبرای پشتیبان‌گیری، در RAID level-5EE بلوک‌های چک‌سوم در دیسک پشتیبان وارد می‌شوند، همانطور که در مثال زیر نشان داده شده است. این به شما امکان می دهد در صورت خرابی دیسک فیزیکی، داده ها را سریعتر بازسازی کنید. با این پیکربندی، نمی توانید از آن با آرایه های دیگر استفاده کنید. اگر برای آرایه دیگری به درایو یدکی نیاز دارید، باید هارد دیسک یدکی دیگری داشته باشید. RAID level-5E به حداقل چهار درایو نیاز دارد و بسته به سطح سیستم عامل و ظرفیت آنها، از 8 تا 16 درایو پشتیبانی می کند. RAID level-5E دارای سیستم عامل خاصی است. توجه: برای RAID level-5EE، فقط می توانید از یک حجم منطقی در آرایه استفاده کنید.
مزایای:
- 100% حفاظت از داده ها
- ظرفیت دیسک فیزیکی بزرگ در مقایسه با RAID-1 یا RAID -1E
- عملکرد بهتر در مقایسه با RAID-5
- سریعتر بازیابی RAIDدر مقایسه با RAID-5E
ایرادات:
- عملکرد پایین تر از RAID-1 یا RAID-1E
- تنها یک حجم منطقی در هر آرایه را پشتیبانی می کند
- عدم امکان اشتراک گذاریدیسک پشتیبان با آرایه های دیگر
- همه کنترلرها پشتیبانی نمی شوند
RAID 6
RAID 6 مشابه RAID 5 است، اما از درجه اطمینان بالاتری برخوردار است - ظرفیت 2 دیسک برای چک جمع ها اختصاص داده شده است، 2 مقدار با استفاده از الگوریتم های مختلف محاسبه می شود. به یک کنترلر RAID قدرتمندتر نیاز دارد. عملکرد پس از خرابی همزمان دو دیسک را تضمین می کند - محافظت در برابر خرابی های متعدد. حداقل 4 دیسک برای سازماندهی آرایه مورد نیاز است. به طور معمول، استفاده از RAID-6 باعث کاهش تقریباً 10-15٪ در عملکرد گروه دیسک در مقایسه با عملکرد مشابه RAID-5 می شود، به دلیل حجم بالای پردازش برای کنترلر (نیاز به محاسبه یک جمع کنترل دوم، همچنین خواندن و هنگام نوشتن هر بلوک، بلوک های دیسک بیشتری را بازنویسی کنید).
RAID 7
RAID 7 - ثبت شده است علامت تجاریاز Storage Computer Corporation، یک سطح RAID جداگانه نیست. ساختار آرایه به شرح زیر است: داده ها روی دیسک ها ذخیره می شوند، یک دیسک برای ذخیره بلوک های برابری استفاده می شود. نوشتن روی دیسک با استفاده از حافظه پنهان ذخیره می شود حافظه دسترسی تصادفی، آرایه خود به یک UPS اجباری نیاز دارد. در صورت قطع برق، داده ها خراب می شوند.
RAID 10 یا RAID 1+0 (قابلیت اطمینان بسیار بالا با عملکرد بالا)
ترکیبی از حمله آینه ای و حمله راه راه دیسک. در این نوع حمله، دیسک ها به صورت جفت به صورت حملات آینه ای (RAID 1) ترکیب می شوند و سپس تمام این جفت های آینه ای در یک آرایه راه راه (RAID 0) ترکیب می شوند. شما فقط می توانید تعداد زوج دیسک را در یک حمله ترکیب کنید، حداقل 4، حداکثر 16 است. ما قابلیت اطمینان را از RAID 1 و سرعت را از RAID 0 به ارث برده ایم.
مزایا - تحمل خطا و عملکرد بالا
معایب - هزینه بالا
RAID 50 یا RAID 5+0 (نرخ ورودی/خروجی بالا و عملکرد انتقال داده)
همچنین به عنوان RAID 50 شناخته می شود، ترکیبی از RAID 5 و RAID 0 است. آرایه ترکیبی است. عملکرد بالاو تحمل خطا
جوانب مثبت - تحمل خطا بالا، سرعت انتقال داده و اجرای پرس و جو
معایب - هزینه بالا
RAID 60
یک آرایه سطح RAID 60 ویژگی های سطوح 6 و 0 را ترکیب می کند. یک آرایه RAID 60 نوار مستقیم سطح بلوک RAID 0 را با نوار برابری دوگانه RAID 6 ترکیب می کند، یعنی: RAID 0 بین عناصر RAID 6 توزیع شده است. RAID 60 دیسک مجازیمی تواند از دست دادن دو هارد دیسک در هر راه اندازی RAID 6 بدون از دست دادن اطلاعات جان سالم به در ببرد. با داده ها کارآمدترین است، قابلیت اطمینان بالا مورد نیاز است، درخواست بالانرخ، انتقال داده بالا و ظرفیت های متوسط تا بزرگ. حداقل تعداد دیسک 8 عدد است.
RAID خطی
خطی RAID ترکیبی ساده از دیسک ها است که یک دیسک مجازی بزرگ ایجاد می کند. در RAID خطی، بلوک‌ها ابتدا بر روی یک دیسک موجود در آرایه تخصیص داده می‌شوند، سپس، اگر آن یکی پر باشد، بر روی دیگری و غیره. چنین یکپارچه سازی مزایای عملکردی را ارائه نمی دهد، زیرا به احتمال زیاد عملیات I/O بین دیسک ها توزیع نمی شود. RAID خطی همچنین فاقد افزونگی است و در واقع احتمال شکست را افزایش می دهد - اگر فقط یک درایو خراب شود، کل آرایه از کار می افتد. ظرفیت آرایه برابر با ظرفیت کل دیسک ها است.
نتیجه اصلی که می توان گرفت این است که هر سطح Raid مزایا و معایب خاص خود را دارد.
بیشتر مهم ترین نتیجه گیری- حمله یکپارچگی داده های شما را تضمین نمی کند. یعنی اگر کسی فایلی را حذف کند یا در اثر فرآیندی آسیب ببیند، حمله به ما کمکی نمی کند. بنابراین، Raid ما را از نیاز به تهیه نسخه پشتیبان رها نمی کند. اما زمانی که مشکلاتی با دیسک ها در سطح فیزیکی ایجاد می شود کمک می کند.
فناوری RAID که در دهه 1980 توسعه یافت، به عنوان ترکیب چندین دیسک در یک آرایه دیسک برای افزایش ظرفیت، بهبود قابلیت اطمینان و در دسترس بودن داده ها تصور شد. بیایید نگاهی کوتاه به سطوح اصلی RAID بیاندازیم
RAID0: Striping
شرح : داده ها به طور مساوی در تمام دیسک های موجود در آرایه توزیع می شوند. یک آرایه از دو یا چند دیسک تشکیل شده است
کارایی : یک بیت داده را می توان همزمان نوشت و خواند
طرفداران : عملکرد خواندن/نوشتن
موارد منفی : بدون رزرو هر دیسکی که از کار بیفتد منجر به از بین رفتن آرایه و در نتیجه از دست رفتن تمام داده ها می شود.
استفاده : برنامه هایی که نیاز به تبادل داده با سرعت بالا، ذخیره سازی موقت فایل، داده های غیر بحرانی دارند
RAID1: Mirroring
شرح : داده ها به طور همزمان روی دو یا چند دیسک آرایه ای نوشته/خوانده می شوند
کارایی : عملیات خواندن سریعتر انجام می شود زیرا داده ها از تمام دیسک های موجود در آرایه به طور همزمان خوانده می شود. عملیات نوشتن کندتر است زیرا ضبط دو بار یا بیشتر انجام می شود (بسته به تعداد دیسک های موجود در آرایه)
طرفداران : خرابی هر تعداد دیسک آرایه ای به جز آخرین دیسک منجر به از دست رفتن اطلاعات نمی شود
موارد منفی : قیمت متناسب با تعداد دیسک های موجود در آرایه
استفاده : پارتیشن های سیستم، پارتیشن هایی با داده های مهم، برنامه های کاربردی با استفاده از تراکنش ها
RAID3: خط کشی با دیسک برابری اختصاصی (بلوک های دیسک مجازی)
شرح : داده ها روی دیسک های آرایه در سطح بایت راه راه می شوند. یک دیسک اضافی برای ذخیره اطلاعات برابری مورد نیاز است. حداقل سه دیسک در آرایه
کارایی : عملیات نوشتن کم است
طرفداران : حتی اگر یکی از درایوها از کار بیفتد، داده ها کاملاً قابل دسترسی هستند
موارد منفی : کارایی
استفاده : داده هایی که به ندرت تغییر می کنند، اغلب خوانده می شوند
RAID4: خط کشی با دیسک برابری اختصاصی
شرح : داده ها در سطح بلوک به هم متصل می شوند. یک دیسک اضافی برای ذخیره اطلاعات برابری مورد نیاز است. حداقل سه دیسک در آرایه
کارایی : عملیات نوشتن کم است
طرفداران : این بهتر از RAID3 است. حتی اگر یکی از درایوها از کار بیفتد، داده ها کاملاً قابل دسترسی هستند. می توانید هر تعداد دیسک را به آرایه اضافه کنید
موارد منفی : گلوگاه چنین آرایه ای دیسک برابری اختصاصی است. تا زمانی که جمع چک در دیسک برابری نوشته نشود، داده ها نوشته نمی شوند
استفاده : برای سیستم های فعال نوشتن/خواندن با کارایی بالا مناسب نیست
RAID5: برابری راه راه
شرح : برخلاف RAID4، داده ها و برابری در تمام دیسک های آرایه راه راه هستند. در صورت خرابی یکی از دیسک های آرایه، داشتن یک دیسک خالی اضافی (دیسک یدکی داغ) بسیار خوب است. سپس کنترل کننده دیسک خالی را برمی دارد و آرایه دوباره ساخته می شود. حداقل سه دیسک در آرایه
کارایی : بهتر از RAID4 زیرا مشکل یک دیسک برابری اختصاصی را حل کرد
طرفداران : خواندن / نوشتن / ذخیره موجودی به دست آمده است
موارد منفی : کاهش عملکرد در طول بازسازی آرایه. اگر از حافظه پنهان نوشتن استفاده نشود (کنترل کننده Raid مجهز به باتری نیست و پیکربندی نشده است) ، در این صورت تخلیه بسیار حساس خواهد بود.
استفاده : سرورهای وب، سرورهای فایل که در آنها از خواندن فشرده داده استفاده می شود
RAID6: برابری دوگانه
شرح : مشابه RAID5 با این تفاوت که دو دیسک برابری در آرایه وجود دارد که باعث افزایش قابلیت اطمینان سیستم می شود. حداقل چهار دیسک در آرایه
کارایی : 10%-15% بدتر از RAID5 به دلیل الگوریتم پیچیده‌تر برای محاسبه چک‌سوم‌ها. عملیات خواندن/نوشتن بیشتر
طرفداران : بهبود قابلیت اطمینان امنیت داده ها. سیستم با دو دیسک از کار افتاده باقی خواهد ماند
موارد منفی : قیمت کاهش عملکرد در طول بازسازی آرایه
استفاده : ذخیره سازی اطلاعات پشتیبان با افزایش قابلیت اطمینان
RAID10
شرح : RAID0 از گروه های آرایه RAID1 ساخته شده است
کارایی : سریع ترین و مطمئن ترین آرایه در نظر گرفته می شود
