آشنایی با سیستم RAID (قسمت دوم)

RAID 10 or 1+0
RAID10بسیار شبیه به RAID 0+1میباشد با این تفاوت که تقسیم بلوکهای اطلاعات بین زوج درایوها انجام
میشود و عملیات Mirroringدر هر زوج از درایوها صورت میگیرد، یعنی درایو یک و درایو دو RAID1شده و Mirror
هستند. درایو سه و درایو چهار نیز mirrorیکدیگر هستند. این دو مجموعه درایو به صورت Stripتنظیم شده و با هم
کار میکنند (  فیبرنوری ،پشتیبانی شبکه).
مثال زیر نحوه نوشته شدن اطلاعات در مدل RAID10را نشان میدهد.

	Drive 1	Drive 2	Drive 3	Drive 4
Block 1	1	1	2	2
Block 2	3	3	4	4
Block 3	5	5	6	6

 

RAID10نیز همانند ،RAID0+1حداقل نیاز به چهار دیسک سخت دارد. کارایی تقریباً مانند RAID0+1است اما
حفاظت از اطلاعات کمی بهتر انجام میشود. بالارفتن کارایی و کیفیت ذخیره سازی و همچنین داشتن
Redundancyکامل اطلاعات از مزایای این مدل میباشد. کم شدن ظرفیت مؤثر ذخیره سازی و همچنین نیاز به
داشتن تعداد زیاد گرداننده دیسک سخت از معایب این سیستم محسوب میشود.
RAID 5
قدرتمندترین مدل RAIDدر کامپیوترهای Desktopبه کار گرفته میشود. به طور کلی این متد نیز نیازمند کارت کنترلر
جهت مدیریت آرایه میباشد اما برخی از سیستم عاملهای کا مپیوترهای رومیزی نیز میتوانند RAIDرا ایجاد کنند.
این روش از روش Strippingبا قابلیت ایجاد Parityدر جهت ایجاد Redundancyاطلاعات استفاده میکند. حداقل
سه گرداننده دیسک سخت برای ایجاد آرایه Raid5مورد نیاز است. برای بالابردن کارایی ، هم ظرفیت بودن آن ها
توصیه میشود. (کابل کشی شبکه)
Parityیا زوجیت حاصل از فرمولی ریاضی است که دو بلوک از اطلاعات را مقایسه کرده و بلوکی جدید حاصل از دو
بلوک اول ایجاد میکند. ساده ترین راه برای توضیح آن زوج یا فرد بودن است. اگر مجموع دو بلوک زوج باشد پس بیت
Parityنیز زوج خواهد شد و اگر مجموع دو بلوک فرد باشد بیت Parityنیز فرد خواهد شد. بنابراین 0+0و 1+1هردو
برابر 0خواهند شد و در 0+1یا 1+0برابر یک خواهد شد. منطبق بر این مدل ریاضی باینری درصورت مشکل در یک
درایو  )در یک آرایه (این امکان وجود دارد که با بیت Parityبتوان اطلاعات را بازیابی کرد.
حال مثالی از RAID5را مرور میکنیم. در جدول زیر هر سطر نمایانگر بلوک فیزیکی درایو خواهد بود و هر ستون یک
درایو مستقل است. شماره ها نشان دهنده بلوک های اطلاعات هستند. تکرار شماره ها نیز نشانگر تکرار بلوک
اطلاعاتی خواهد بود. در این جدول ” “Pبیت Parityرا برای دو بلوک اطلاعاتی نشان میدهد.

	Drive 1	Drive 2	Drive 3
Block 1	1	2	p
Block 2	3	p	4
Block 3	P	5	6

 

بیت Parityدر درایوهای مختلف کپی شده است. در این روش به دلیل وجود چندین درایو ، سرعت نوشتن اطلاعات
بالاتر میرود لذا کارایی در این حالت بالاتر رفته است. همچنین اطلاعات به دلیل وجود بیت Parityکاملا Redundant
هستند. درصورت وجود خطا در درایو شماره دو ، اطلاعات به دلیل وجود بیت Parityو قسمتی از اطلاعات در درایو
دیگر قابل بازیابی هستند. ظرفیت ذخیره سازی به دلیل ایجاد Parityتا حدودی کاهش مییابد. ظرفیت آرایه منطبق
بر فرمول زیر کاهش مییابد. در این فرمول nتعداد درایوها و zنمایانگر ظرفیت آن هاست.
(n-1)z = Array Capacity
به طور مثال درصورتی که سه درایو 500 GBداشته باشیم حجم کلی موثر قابل استفاده معادل (3-1)x500GBیا
1000GBخواهد شد.
سخت افزار RAID5همچنین میتواند تابعی به نام Hot Swapرا پشتیبانی کند و آن بدین صورت است که میتوان
در حالی که سیستم در حال کار است درایو جدیدی را به مجموعه درایوهای آرایه اضافه کنیم و یا اینکه در صورت
آسیب دیدن یکی از درایوها ، آن را با درایو سالم تعویض کنیم. بدیهی است برای بازیابی اطلاعات آرایه زمان مورد
نیاز است. با توجه به موارد فوق مزایا و عیوب این مدل عبارتند از :
مزایا:
• بالابردن کارایی آرایه
Redundancy •
• همیشه بالا بودن سیستم
عیوب:
• هزینه بالای پیاده سازی
• کاهش کارایی در هنگام بازیابی
RAIDسخت افزاری یا نرم افزاری :
جهت پیاده سازی RAIDنیاز به سیستم عامل و یا سخت افزاری است که بتواند جریان اطلاعات را از سیستم
کامپیوتر به آرایهای از درایوها هدایت کند. در راستای پیاده سازی نرم افزاری، بخشی از قدرت پردازش پردازنده به طور مستقل به RAIDاختصاص خواهد یافت. پیاده سازی نرم افزاری مقرون به صرفه تر خواهد بود زیرا تمام آنچه که باید هزینه شود خرید دیسک سخت خواهد بود. مشکل پیاده سازی نرم افزاری کیفیت آن است. به طور کلی کیفیت این روش کاملا وابسته به پردازنده، حافظه، درایوها و مدل RAIDای است که استفاده میشود.
RAIDسخت افزاری به دلیل وجود مدار الکترونیکی اختصاصی و پردازش RAIDمستقل از پردازنده اصلی سیستم
مفیدتر است. این مدل بهترین کیفیت را برای پیاده سازی RAIDدر یک آرایه درایو ارائه میدهد. بزرگترین مشکل
RAIDسخت افزاری هزینه زیاد آن است.
انتخاب گرداننده دیسک سخت مناسب:
کفیت پیاده سازی RAIDکاملا ً وابسته به کیفیت درایوهایی خواهد بود که در یک آرایه مورد استفاده قرار میگیرند.
برای داشتن بهترین نتیجه، کلیه دیسکهای سخت باید از یک برند و هم ظرفیت باشند و آن به این معناست که کلیه
درایوها دارای کیفیت و ظرفیت یکسان هستند. ظرفیت یک آرایه RAIDوابسته به روشی است که انتخاب میکنیم.
در RAID0عملیات Stripingتنها قابل پیاده سازی روی ظرفیتی یکسان از دو دیسک سخت خواهد بود. به طور مثال
درصورتی که از دو دیسک سخت با ظرفیت های 80GBو 100GBاستفاده شود ظرفیت نهایی 160GBخواهد بود. در
، RAID1اطلاعات روی ظرفیت کمتر Mirrorخواهند شد. از این رو اگر دو دیسک سخت فوق را در نظر بگیریم،
ظرفیت مؤثر 80GBخواهد بود. RAID5به دلیل وجود فرمول ریاضی کمی پیچیده تر است. در این حالت کمترین ظرفیت
مورد استفاده قرار خواهد گرفت. درصورتی که دارای دیسکهای سخت 100GB ، 80GBو 120GBباشیم ظرفیت
نهایی 160GBخواهد بود. همچنین کیفیت آرایه به درایوها بستگی خواهد داشت .(دکل مهاری)
جمع بندی :
با توجه به مطالبی که مطالعه کردید کلیه RAIDها منطبق بر نیاز سازمان و تامین شرایط اولیه سخت افزاری قابل
پیاده سازی هستند. بسیاری از مشتریان به دلیل بالا بودن کیفیت ، RAID0آن را برای پیاده سازی ترجیح میدهند.
همچنین بیشتر سیستمهای کامپیوتری تنها از RAID0یا 1پشتیبانی میکنند. پیاده سازی RAID0+1یا RAID5
مستلزم هزینه بالا است و لذا بیشتر در شبکه های بزرگ و سرورهای اصلی مورد استفاده قرار میگیرد.