آشنائی با RAID، انوع آن و کاربردها-2
۲۶ بهمن ۱۳۸۷
آشنائی با RAID، انوع آن و کاربردها-2
RAID 1
به اين سطح ،mirroring نيز گفته ميشود. و اساساً يك تركيب از دو هارد ديسك است كه اطلاعات يكي از اين دو ،عيناً روي ديگري كپي ميشود و در كامپيوتر به صورت يك درايو نمايش دادهميشود.تحمل خطا در RAID 1 وجود دارد.چراكه اگر يكي از ديسكها از كار بيفتد آرايه ميتواند همچنان به فعاليت خود ادامه دهد. به دليل اينكه همزمان از دو هارد ديسك استفاده ميشود ، زمان خواندن سريعتر ميشود.روشي كه در اينجا براي خواندن دادهها بهكارگرفته ميشود ، زمانبندي Round-robin ( روح سرگردان ! )نام دارد. كه سرور براي خواندن دادهها مرتباً از يك هارد به هارد ديگر ميرود و عملاً زمان را بين دو هارد ديسك تقسيم ميكند.سرعت خواندن در اين جا دوبرابر سرعت خواندن از يك درايومنفرد فاقدmirroring است. با اين حال در موقع نوشتن ، دادهها بايد روي دو هارد ديسك نوشتهشوند. و عملاً ميبينيم كه در مدت زمان نوشتن تغييري حاصل نخواهدشد.نسبت به ساير انواع آرايههاي افزايشي ،اين سطح بهترين كارآيي را دارد. ولي از لحاظ رتبه در هنگام ازكارافتادن درايو ،نسبت به RAID 5 كارآيي كمتري دارد.بزرگترين عيب اين سطح ،هزينهاي است كه براي درايوهاي اضافي آن پرداخت ميشود. به هر حال هيچچيز ارزان به دست نميآيد و براي داشتن يك سيستم امن و كارآ بايد هزينههاي زيادي پرداخت چراكه اگر سيستم ازكار بيفتد يا حتي براي ساعاتي متوقف شود ، هيچ هزينهاي نميتواند جايگزين دادهها و اطلاعات باارزش ازدست رفته ما باشد.
Duplexing : در بيشتر متونِ منبع در مورد آرايههاي ديسك (RAID ) در ادامهي مبحث RAID 1 به موضوعي اشارهشده كه به آن Duplexing گفته ميشود. اما Duplexing چيست؟اساساً Duplexing در مواقعي مورد بررسي قرار خواهد گرفت كه ما خواستهباشيم RAID را به صورت نرمافزاري اجراكنيم . مثلاً بوسيلهي سيستم عامل ويندوز 2000 يا XP .( در فصلهاي بعدي توضيحات كاملتري از RAID نرمافزاري و سختافزاري خواهيم آورد)در روش استفاده هارد ديسک ها با استفاده از کنترلرهای يکسان مشكل اين است كه يك كنترلر هم درايو اصلي و هم درايو آيينهاي را كنترل ميكند. اگر كنترل كننده ديسك از كار بيفتد هر دو درايو غير قابل دسترسي ميشوند . تكنيكي كه براي جلوگيري از اين مشكل پيشنهاد ميشود Duplexing است. يعني اينكه براي هر ديسك يك كنترلر جداگانه استفاده كنيم.
RAID 2
در RAID 2 نيز از روش Striping استفاده ميشود و دادهها به صورت نوارهاي سكتوري ذخيره ميشوند . و بعضي از درايوهاي آرايه براي اطلاعات ECC در نظرگرفته ميشوند.با وجود اينكه اين سطح بهندرت در كاربردهاي تجاري استفاده شدهاست ولي بيانگر مفهوم ديگري از تضمين دادهها ست. هر بيت داده كه روي هارد ديسكها نوشتهميشود ، كد تصحيح خطا يا ECC مربوط به خود را دارد. اين كدها روي درايوهاي جداگانه ذخيره ميشوند و به منظور حفاظت از يكپارچگي و سلامت دادهها مورد استفاده قرار ميگيرند.ECC ارزشهاي عددي دادههاي ذخيرهشده بر روي بلوكهاي مشخص در درايو مجازي را با استفاده از فرمولي به نام check-sum ( جمع كنترلي ) جدول بندي ميكند. سپس در صورت نياز ، جمع كنترلي براي تاييد سلامت دادهها به انتهاي بلوك داده الحاق ميشود.هنگامي كه دادهها مجدداً خوانده ميشوند ، جدول بندي ECCمجدداً محاسبه ميشود . سپس جمع كنترلي هر بلوك دادهي خاص ،خوانده شده و با آخرين جدول بندي مقايسه ميشود. چنانچه اعداد همانند باشند دادهها بدون نقص هستند ، اما اگر تناقضي وجود داشتهباشد ، دادهها ي از دست رفته با استفاده از اولين جمع كنترلي (يا جمع كنترلي قبلي )به عنوان يك نقطهي مرجع ،قابل محاسبهي مجدد هستند.از اين سطح به ندرت استفاده ميشود. به دليل اينكه تمام هارد ديسكها امروزه اطلاعات ECC را در هر سكتور جاسازي ميكنند ، RAID 2مزيت قابل توجهي نسبت به ساير نمونههاي RAID ندارد . ( ضمناً كنترلرهاي Adaptec اين سطح را پشتيباني نميكنند)
RAID 3
امروزه ،بسيار كم مورد استفاده قرار ميگيرد. RAID 3خيلي شبيه RAID 2 ميباشد . و اطلاعات را به صورت سكتوري روي گروهي از درايوها stripe ميكند. تفاوت آن ايناست كه يك درايو جداگانه براي ذخيرهي دادههاي پريتي درنظر ميگيرد. RAID 3 بر دادههاي ECC جاسازي شده در هر سكتور براي رديابي اشكالات ، تكيه دارد. اگر درايوي از كار افتاد ، بهوسيلهي XOR كردن اطلاعات موجود روي ساير درايوها ،عمليات بازيابي را انجام ميدهد.
اين سطح در واقع انطباقي از RAID 0 است كه مقداري از طرفيت هر يك از درايوها را قرباني ميكند اما به سطح بالايي از سلامت اطلاعات و تحمل خطا دستيابد.در اين حالت ، بلوكهاي داده به نوارهايي تقسيم شده و بر روي تمام درايوهاي درون آرايه به جز يكي از آنها نوشته ميشوند. اطلاعات موازنهي نوار كه براي بررسي سلامت داده در تمام درايوهاي درون زيرسيستم مورد استفاده قرار ميگيرند د رهنگام نوشتن دادهها ، ايجاد شده و بر روي ديسك پريتي ،نوشته ميشوند. درايو موازنه نيز به نوارهايي تقسيم شدهاست و هر يك از اين نوارها در درايو موازنه براي نگهداري اطلاعات پريتي مربوط به نوارهاي دادهي متناظر آن كه در سراسر آرايه گسترده شده ، مورد استفاده قرار ميگيرد. اطلاعات موازنه هنگام خواندن دادهها بازبيني ميشود.اين شيوه با خواندن يا نوشتن دادهها بر روي تمام درايوها به طور همزمان يا به صورت موازي توانايي انتقال داده بسيار بالايي را در اختيار قرار ميدهد ولي در عين حال مزيت بازسازي داده در صورت از كارافتادن يكي از درايوها و حفظ سلامتي دادهها براي سيستم را نيز از دست نميدهد.ركوردهايي كه در تمام درايوها گسترده شدهاند ، نرخ انتقال را در ديسك بهينه ميكنند.به دليل اينكه هر درخواست I/O به چندين درايو از آرايه دسترسي دارد. در اين سطح RAID در يك زمان فقط به يك درخواست پاسخ داده ميشود. و براي محيطهاي تك كاربره ، تك كاره با ركوردهاي طولاني ، بهترين كارآيي را دارد. درايوهاي spindle همگام شده (؟) براي پرهيز از پايين آمدن كارآيي در مقابل كار با ركوردهاي كوچك به RAID 3 نيازدارند. ( به دليل اينكه RAID 5 با نوارهاي كوچك ميتواند همان كارآيي RAID 3 را داشتهباشد، (كنترلرهاي Adaptec اين نمونه را نيز پشتيباني نميكنند)
RAID 4
RAID 4 با RAID 3 يكسان است . به جز اينكه از نوارهاي بزرگتري استفاده ميكند.به همين دليل ركوردها از هر درايو جداگانه ميتوانند خواندهشوند(البته به جز درايو پريتي). اين عمل اين امكان را ميدهد تا عمليات خواندن به اشتراك گذاشتهشود. در هنگام نوشتن ،عمليات آهسته ميشود جون پس از ذخيره شدن دادهها بر روي يك ديسك ،بايد اطلاعات پريتي نيز در درايو مربوط به پريتي نوشته شوند. به هرحال با هر بار عمل نوشتن بايد پريتي به روزآوري شود و لذا درايوها در موقع نوشتن نميتوانند مشتركاً استفاده شوند. اين ساختار مزيت ويژهاي نسبت به ساير حالات ندارد و كنترلرهاي Adaptec اين نمونه را پشتيباني نميكنند.در يك جمله ميتوان گفت كه استفاده از نوارهاي بزرگتر ( معمولاً دو بلوك ) در RAID 4 به نرمافزار مديريت RAID امكان ميدهد تا با استقلال بيشتري نسبت به RAID 3 به ادارهي ديسكها بپردازد.
RAID 5
اساساً RAID 5 شبيه RAID 1 است . با اين تفاوت كه RAID 5 براي هر نوار از دادهها يك پريتي ذخيره ميكند. اما در مقايسه با RAID 1 عمليات نوشتن آهستهتر است. زيرا يك زمان اضافي براي نوشتن اطلاعات پريتي نياز است.در موقع نوشتن اطلاعات RAID 5 تقريباً 60 درصد آهستهتر از RAID 1 عمل ميكند. عمليات خواندن هم هيچ تغييري پيدا نميكند.براي رسيدن به بهترين كارآيي ، RAID 5 بايد يك فضاي ذخيرهسازي داشته باشد برابر با حاصل جمع فضاي تمامي هارد ديسكها منهاي 1.بعضي مواقع به اين سطح از RAID ،” آرايه با پريتي چرخشي ” نيز گفتهميشود. چرا كه مانند RAID 4 پريتيها را در يك درايو جداگانه جمع نميكند و اين اطلاعات را در تمام آرايه و بر تمام درايوها توزيع ميكند.هيچ درايو منحصر بفردي براي ذخيرهي اطلاعات پريتي وجود ندارد. تمام درايوها شامل داده هستند و عمليت خواندن ميتواند از تمام درايوها به صورت مشترك انجام شود. براي نوشتن اطلاعات نيز به يك درايو داده و نيز يك درايو ديگر براي ذخيرهي اطلاعات پريتي نياز داريم. با توجه به اينكه ،پريتي ركوردهاي مختلف روي درايوهاي ديگر قرارميگيرد ،عمليا ت نوشتن معمولاً ميتواند به اشتراك گذاشته شود.بيشترين استفاده از RAID 5 در سرورها و شبكههاي محلي ميباشد ، جايي كه فضاي ذخيرهسازي و تحمل خطا بسيار اهميت دارد. در اين روش نيازي به وجود درايو آيينه وجود ندارد . زيرا اگر يكي از ديسكهاي اصلي از كار بيفتد ، سرور اطلاعات از دست رفته از نوارهاي پريتي ذهيره شده روي ديگر درايوها بازسازي ميكند. براي اجراي RAID 5 ،حداقل به سه هارد ديسك نياز داريم.
RAID سخت افزاري يا نرم افزاري ؟ كدام يك بهتر است؟
بستگي دارد به هدف و ميزان هزينه شما و انتظاراتي كه شما داريد. RAID نرم افزاري از طريق يك سيستم عامل تنظيم مي شود و به طور ذاتي كارايي كمتري نسبت به كنترلرهاي سخت افزاري RAID دارد. اين به علت فقدان سخت افزار اختصاصي براي مديريت آرايه هاي RAID است. اما بايد گفت كه تنظيم آن، دست كم موقع استفاده از Windows XP Professional، نسبت به سيستم هاي مبتني بر سخت افزار ساده تر و انعطاف پذير تر است.دومين عامل در زمينه بررسي و انتخاب نوع RAID، اين است كه آيا شما مي خواهيد سيستم عامل تان قسمتي از آرايه باشد يا خير؟ بزرگترين محدوديت در انجام RAID در ويندوز XP اين است كه سيستم عامل بايد قبل از ايجاد آرايه RAID نصب شود. به اين معنا كه اگر شما بخواهيد ديسك سيستم عامل خود را Strip كنيد، براي افزايش سرعت Loading راهي جز رفتن به سمت كنترلرهاي RAID سخت افزاري نداريد.بنابراين اگر بدون ايجاد درايوهاي Strip شده ، مي خواهيد حداكثر استفاده را ببريد يا اگر براي Backup هاي خود نياز داريد كه از RAID استفاده نماييد از مادربردي استفاده كنيد كه كنترلر RAID را به صورت Onboard در خود دارد و يا اينكه از يك كارت كنترلر PCI استفاده كنيد. اما اگر مي خواهيد سرعت درايوهاي Stripped را امتحان كنيد به سراغ RAID نرم افزاري برويد كه همان طور كه گفتيم در ويندوز XP, 2000 اين امکان فراهم شده است و ضمناً آسانتر و ارزانتر نيز مي باشد.
این خبر برگرفته از سایت http://www.iritn.com می باشد.