رید چیست؟ معرفی انواع سطوح RAID

ما در این مقاله از پایگاه دانش میزبان فا تصیمیم داریم به معرفی انواع رید و ویژگی های آنها بپردازیم. اما رید (Raid) چیست؟ این سوالی است که پیش از هر چیزی باید به آن پرداخته و پاسخ مناسب آن را پیدا کنیم. اینکه raid در مادربرد چیست و بررسی آموزش رید کردن هارد سرور می تواند در کیفیت کار ما تاثیر بسزایی داشته باشد. این تکنولوژی به منظور افزایش سرعت و امنیت در ذخیره سازی داده ها روی هارد دیسک به کار می رود. به همین دلیل شناسایی بهترین نوع raid و استفاده صحیح از آن می تواند تاثیر زیادی روی انتخاب سرویس میزبانی و در نهایت روی عملکرد شما داشته باشد. تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید تا بتوانید به شناخت خوبی درباره این تکنولوژی با اهمیت دست پیدا کنید.

موضوعاتی که در این مقاله به آن خواهیم پرداخت، به شرح ذیل خواهند بود:

رید چیست ؟

رید مخفف عبارت Redundant Array Of Inexpensive Disks است که گاها با نام Redundat Array Of Independent Disk نیز شناخته می شود. معنای لغوی رید (Raid) آرایه افزونه دیسک های مستقل است. اما اگر بخواهیم آن را به شکلی جامع تر توضیح دهیم، باید آن را تکونولوژی ترکیب چند هارد دیسک به یکدیگر دانست. با این کار داده هایی که قرار است در یک هارد دیسک ذخیره شوند، به صورت یکسان در دیسک های متصل شده به هم در یک رید ذخیره می شوند. این کار باعث بالا رفتن سرعت، ظرفیت، بهبود عملکرد و حفظ داده ها در هنگام وقوع آسیب در دیسک ها می شود. البته دقت داشته باشید تکنولوژی های دیگری نیز برای حفظ اطلاعات وجود دارد همچون بکاپ گیری های منظم در سرورهای مجزا که در صورت خرابی هارد  دیسک اصلی، اطلاعات به هیچ وجه از دست نخواهد رفت. مجموعه میزبان فا از این تکنیک برای نگهداری اطلاعات کاربران خود بهره می گیرد.

تاریخچه رید چیست ؟

اصطلاح رید برای اولین بار در سال 1987 توسط دیوید پترسون، رندی کتز و گارث گیبسون به جهانیان معرفی شد. آنها بر این باور بودند که استفاده از چند  بخش مستقل و در دسترس در کنار هم می تواند عملکرد هارد دیسک اصلی را بهبود ببخشد. علاوه بر این نگهداری اطلاعات در چندین هارد می تواند خیال افراد را بابت حفظ اطلاعات روی هارد دیسک ها در هنگام مواجه با مشکلات سیستمی راحت کند.

این نظریه مورد بررسی و بحث قرار گرفت و با گذشت زمان تکامل پیدا یافت. در حال حاضر رید بندی هارد یکی از تکنولوژی های پرکاربرد در جهان است. البته درست است که اصطلاح رید برای اولین بار توسط این گروه 3 نفره معرفی شد، اما قبل از آن افرادی مثل پتنتی یا شرکت Digital Equipment نیز روی این نظریه کار کرده بودند. اما با گزارش این گروه 3 نفره بود که یک تعریف کامل و یکپارچه درباره رید (Raid) ارائه شد.

رید (RAID) چگونه کار می کند؟

تا اینجا سعی شده است تا به خوبی به سوال رید چیست ؟ پاسخ داده شود. اکنون قصد داریم شما را با نحوه کار با آن اشنا کنیم. در یک Raid بسته به نوع آن از هارد دیسک های مشخصی استفاده می شود و همین امر سبب تفاوت میان ریدهای مختلف موجود در بازار می شود. هر یک از این ریدها با نام سطوح مختلف Raid شناخته می شوند. تفاوت سطوح مختلف رید به ویژگی های ایجاد شده توسط ترکیب هارد دیسک ها بستگی دارد. این ویژگی ها عبارتند از:

RAID چگونه سازماندهی می شود؟

پس از بررسی رید چیست و نوع عملکرد آن، زمان آن رسیده است که جزئیات بیشتری را درباره Raid به شما ارائه دهیم. در بحث سازماندهی یک رید به طور کلی باید دو جنبه مختلف را در نظر گرفت:

1. تکنیک ذخیره سازی
2. اجرای رید

1. سازماندهی داده ها در یک آرایه (تکنیک های ذخیره سازی در رید)

به طور کلی برای ذخیره سازی داده های روی یک رید از 4 روش اصلی استفاده می شود. این روش ها عبارتند از:

تکنیک striping رید چیست ؟ در این روش داده ها به اندازه های مشخص و یکسانی تقسیم می شوند. به اندازه تعیین شده اصطلاحا اندازه بلوک گفته می شود. بعد از تقسیم داده در اندازه بلوک یکسان، زمان قرار دادن این بلوک ها روی رید به صورت یک به یک فرا می رسد. ذخیره سازی اطلاعات به این روش می تواند عملکرد را بهبود بخشد.
تکنیک mirroring رید چیست ؟ یکی دیگر از روش های ذخیره سازی اطلاعات، mirroring است. در این روش نسخه های یکسان داده به صورت همزمان روی همه هاردهای یک رید ذخیره می شوند. بدین ترتیب علاوه بر بهبود عملکرد، تحمل خطا (Fault Tolerance) نیز به شکل مناسبی افزایش پیدا می کند.
تکنیک parity رید چیست ؟ هنگام استفاده از تکنیک parity، داده ها همانند striping به بلوک های یکسان تقسیم می شوند. اما به طور همزمان از روش چکسام (checksum) نیز در آن استفاده می شود. در این روش یک تابع برابری مشخص برای بلوک های داده تعریف می شود. به همین دلیل زمانی که هاردی دچار مشکل می شود، بلوک از بین رفته به کمک چکسام دوباره محاسبه می گردد. این امر سبب بالا رفتن تحمل خطا در یک رید خواهد شد.

ترکیبی از سه تکنیک عنوان شده: گاهی می توان از 3 روش بیان شده در کنار هم استفاده کرد و از آن به عنوان یک تکنیک ذخیره سازی دیگر یاد کرد.

2. اجرای رید (RAID)

برای ترکیب هارد دیسک ها و ساخت یک رید می توان از دو روش نرم افزاری و سخت افزاری استفاده نمود.

ساخت رید به روش نرم افزاری

در این روش از سیستم عامل برای اجرای یک رید استفاده می شود. به همین دلیل این روش اجرایی را نرم افزاری می دانیم.

مزایا:

• از نظر قیمت بسیار به صرفه تر از روش دیگر است. چرا که نیازی به خرید یک سخت افزار مجزا نیست.

معایب:

• به دلیل استفاده از منابع سیستم در حالت نرم افزاری، کارایی و سرعت کاهش پیدا می کند.
• تقریبا همه سیستم عامل ها قابلیت ایجاد یک رید را دارند. اما از همه سطوح رید پشتیبانی نمی کنند.
• به دلیل قرار گرفتن روی سیستم عامل برای اجرا از CPU سیستم میزبان استفاده می کند.
• به دلیل استفاده از سیستم عامل امکان بوت کردن سیستم برای برخی از سطوح رید وجود ندارد.
• امکان تعویض هارد بدون نیاز به خاموش کردن دستگاه وجود ندارد. به همین دلیل در جاهایی که نیاز است سیستم به صورت مداوم در دسترس باشد، نمی تواند مورد استفاده قرار گیرد.

ساخت رید به روش سخت افزاری

منظور از روش سخت افزاری این است که برای اجرای Raid از یک سخت افزار مشخص استفاده شود.

مزایا:

• از CPU کامپیوتر میزبان استفاده نمی کند.
• به کاربر امکان بوت کردن را می دهد.
• به دلیل داشتن ارتباط مستقیم با تجهیزات، امکان رفع خطاها به شکل راحت تری فراهم می باشد.
• از قابلیت Hot-Swapping پشتیبانی می کند. در نتیجه شما هر زمان که بخواهید می توانید بدون ایجاد اختلال در روند کار سیستم، هارد دیسک رید خود را تعویض نمایید.

معایب:

• به دلیل نیاز به خرید یک سخت افزار مجزا، هزینه آن در مقایسه با رید نرم افزاری بیشتر است.

سطوح مختلف رید چیست ؟

سطوح مختلف رید بر اساس تکنیک مورد استفاده پایه گذاری می شود بر همین اساس سطوح مختلف با ویژگی های متفاوتی نیز ایجاد می گردد که در ادامه با انواع آن ها آشنا خواهیم شد.

1.سطح Raid 0

این رید بر پایه تکنیک striping پایه گذاری شده است. به همین دلیل به همین نام نیز شناخته می شود. در این سطح به حداقل دو هارد نیاز است. در این مدل عملکرد سیستم به شکل مناسبی افزایش پیدا می کند. اما تحمل خطا تغییری نمی کند.

2. سطح Raid 1

برای ایجاد 1 Raid نیز به حداقل دو هارد نیاز دارد. در این مدل از تکنیک mirroring استفاده می شود. استفاده از این رید سرعت را افزایش می دهد. در کنار آن تحمل خطا نیز افزایش پیدا می کند و در صورت بروز هر گونه مشکلی، اطلاعات در بخش های دیگر ذخیره شده است.

3. سطح Raid 5

زمانی که تکنیک striping و parity را در کنار هم به کار ببریم، Raid 5 ایجاد می شود. برای ایجاد آن به حداقل 3 هارد دیسک نیاز است. در نتیجه استفاد از Raid 5 سرعت به طرز قابل توجهی افزایش پیدا می کند و حتی در صورت از بین رفتن یکی از هارد دیسک های موجود، محتوا باقی می ماند.

4. سطح Raid 6

این رید از نظر عملکرد مثل Raid 5 است. یعنی تکنیک striping و parity را در کنار هم به کار برده می شود. اما از دو parity به طور همزمان استفاده می شود. به همین دلیل تحمل خطا بالاتری در مقایسه با رید 5 دارد. سرعت در Raid 6 همانند Raid 5 می باشد.

5. سطح Raid 1+0

زمانی که تکنیک های striping و mirroring را با یکدیگر ترکیب کنیم، Raid 1+2 ایجاد می شود. این Raid در واقع بهبود عملکرد Raid 0 و تحمل خطا Raid 1 را در کنار هم ارائه می دهد.

6. سطح Raid 5+0

از ترکیب Raid 0 و Raid 5 به وجود می آید. نام دیگر آن Raid 50 است. برای داشتن یک Raid 5+0 به حداقل 6 هارد نیاز است. تحمل خطا رید 50 در مقایسه با Raid 5 بیشتر است. چرا که در صورت بروز هرگونه مشکلی تنها، یکی از آرایه های اطلاعات تحت تاثیر قرار می گیرد.

7. سطح Raid 6+0

با ترکیب Raid 0 و Raid 6 نیز می توان رید جدیدی به نام Raid 60 را داشت. این رید را با نام Raid 60 نیز می شناسند. برای ایجاد این رید حداقل به 8 هارد نیاز است. نحوه ذخیره سازی اطلاعات در رید 60 همانند Raid 50 می باشد. اما تفاوتی که سبب تمایز آن شده است این است که parity در آن دوبار تعریف شده است. بدین ترتیب حتی اگر سیستم نیز دچار مشکلی شود باز می تواند بدون وقفه به کار خود ادامه دهد.

انتخاب یک رید مناسب برای ذخیره داده ها و بررسی قابلیت raid در ssd موضوع بسیار مهمی است. اهمیت آن زمانی خود را نشان می دهد که شما برای ذخیره اطلاعات خود به فضای کافی و سرعت و کارایی بالا نیاز داشته باشید. فضایی که بتوانید تمامی اطلاعات مهم خود را بدون داشتن نگرانی در خصوص از بین رفتن آنها حفظ کنید. البته نکته مهمی که باید به آن اشاره داشت این است که می توان به جای استفاده از Raid از تکنیک بکاپگیری روزانه یا هفتگی استفاده کرد. چرا که با رید کردن سرور بخش زیادی از فضای سرور گرفته می شود که چندان گزینه مناسبی به نظر نمی رسد. اما با جایگزین کردن بکاپ گیری می توان از پر شدن بیهوده فضای هاردها جلوگیری کرد.

در هاستینگ های ارائه شده توسط شرکت میزبان فا نیز به جای استفاده از رید، از بکاپ گیری منظم استفاده می شود. در هاست اشتراکی ایران از آخرین داده های سایت به صورت ماهانه و هفتگی در دو لایه (2 سرور مختلف) به صورت خودکار بکاپ گیری می شود. اما در هاست وردپرس و هاست ووکامرس backup گیری خودکار روزانه، هفتگی و ماهیانه در سه لایه مجزا صورت می گیرد. مزیت بکاپ گیری به رید کردن این است که از فضا به شکل بهینه تری استفاد می شود و از هدر دادن سخت افزار جلوگیری خواهد شد. در این مقاله از پایگاه دانش میزبان فا سعی بر این بوده است که به سوال بسیار مهم رید (Raid) چیست پاسخی کاملی دهیم. امید است مفید واقع گردد.

نوشته رید چیست؟ معرفی انواع سطوح RAID اولین بار در پایگاه دانش میزبان‌فا پدیدار شد.