RAID چیست؟

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

همانطور که می دانیم با استفاده از کانکتورهای IDE ی موجود روی مادر برد امکان استفاده از حداکثر دو دستگاه بر روی هر کانکتور وجود دارد .RAID تکنولوژی است که امکاناتی نظیر افزایش سرعت , Back up گیری همزمان روی یک یا چند درایو و … در اختیار کاربر قرار می دهد . برای هر کدام از آرایشهای ممکن هنگام استفاده از دو یا چند هاردیسک , نسخه های متفاوت RAID مطرح می شود به عنوان مثال : RAID1 , RAID0 و….

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

RAID0 : ذخیره سازی روی چند دیسک بدون کنترل خطا
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.

Backup : RAID1 گیری همزمان داده ها به منظور Mirroring و Duplexing
Mirroning : کپی برداری هم زمان روی دو درایو

Duplexing : زمانی است که یکی از درایوها دچار مشکل شود و درایو سالمی را جایگزین نماییم سپس داده ها را روی درایو سالم کپی کنیم .

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

RAID2 : دارای خاصیت ECC با استفاده از کد همینگ
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 همینگ :
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)

RAID3 : 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

RAID4 : 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 )

RAID5 : دیسک های داده مجزا و Parity توزیع شده در دیسکهای Data
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

RAID6 : 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

RAID7 : 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 .

RAID10 : این Raid حداقل به 4 دستگاه هاردیسک نیاز دارد
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 .

RAID53 : 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 .

نتیجه گیری :
همانطور که مشخص شد ، استفاده ازRAID برای مقاصد معین می باشد و در کاربردهای عادی و روزمره کارایی چشمگیری را به سیستم PC اضافه نمی کند . به عنوان مثال امکان استفاده از CD-ROM و Rewriter روی این کانکتورها وجود ندارد .بنابراین هنگام استفاده از RAID ابتدا هدف و مورد استفاده خود را مشخص کنید سپس RAID مناسب را انتخاب نمایید.

منبع:iritn.com