بلاگ

 
 

 

 

RAID چیست؟
 
 

 

 

RAID چیست؟ آشنایی با فناوری جدید ذخیره سازی داده

1 رای، میانگین: 5

در عصر تحول دیجیتال، جایی که داده ها اغلب به عنوان سرمایه جدید توصیف می شوند، اطمینان از در دسترس بودن، یکپارچگی و امنیت برای هر سازمانی بسیار مهم است. از آنجایی که کسب‌ و کارها مقادیر زیادی داده، از جزئیات مشتریان گرفته تا نحوه انجام عملیات های سیستم را جمع آوری می کنند. توانایی ذخیره، مدیریت و حفاظت از این دادهها سنگ بنای زیرساختهای فناوری است. RAID رویکردی پیچیده برای ذخیرهسازی دادهها است که نه تنها نحوه ایمنسازی اطلاعات بلکه سرعت دسترسی را نیز افزایش میدهد و آن را به یک فناوری حیاتی در چشمانداز دادههای مدرن تبدیل می کند. در اواخر دهه 1980 در دانشگاه کالیفرنیا، RAID پاسخی به افزایش هزینه و محدودیتهای درایو ها و دیسک های بزرگ بود. این فناوری پیشنهاد کرد که سیستمی از چندین درایو کوچکتر و ارزان قیمت می تواند از یک درایو گران قیمت بهتر عمل کند. این پیکربندی نه تنها باعث صرفه جویی در هزینه شد بلکه بهبود های قابل توجهی را در عملکرد و قابلیت اطمینان داده ها ارائه کرد.

فهرست مطالب

RAID شامل توزیع داده ها در چندین دیسک به گونه ای است که داده ها می توانند برای بهبود عملکرد، ذخیره یا پخش شوند. در سناریوی خرابی دیسک، سیستم میتواند اطلاعات از دست رفته را از روی دادههای موجود بازسازی کند (به لطف افزونگییا تا زمانی که دیسک از کار افتاده جایگزین نشود عملیات را با عملکرد ضعیف ادامه دهد. RAID به غیر از اینکه یک راه حل یکسان برای همه باشد، چندین سطح را در بر می گیرد که هر یک برای نیازهای مختلف بهینه شده است.

همانطور که عصر اطلاعات در حال گسترش است، RAID یک مفهوم کلیدی در استراتژی های ذخیره سازی داده باقی می ماند و به تقاضای بی وقفه برای دسترسی به داده ها رسیدگی و در عین حال یکپارچگی و تداوم عملیات را حفظ می کند، حتی زمانی که اجزای ذخیره سازی فردی از کار بیفتند. درک این فناوری فقط به این معنی نیست که نقش آن در حفاظت از داده ها را تایید شود بلکه این در مورد شناخت عملکرد حیاتی آن است.

آشنایی با RAID

RAID یک فناوری اساسی است که نحوه ذخیرهسازی و دسترسی به دادهها در سیستمهای محاسباتی را بهتر کرده است. با پخش داده ها در چندین هارد دیسک، RAID اهداف افزایش قابلیت اطمینان، بهبود عملکرد و افزایش ظرفیت ذخیره سازی را متعادل می کند. در این بخش، مفاهیم اساسی و زیربنای فنی فناوری RAID را بررسی می کنیم و برای کسانی که به دنبال درک عملیات و مزایای اصلی آن هستند، مفید است.

Striping شامل پارتیشن بندی فضای ذخیره سازی هر درایو به واحد های مختلف از بخش ها از کوچکترین تا چندین مگابایت است. سپس این واحد ها در یک توالی چرخشی به هم متصل می شوند، بنابراین فضای ترکیبی یک دیسک منطقی واحد را تشکیل می دهند. عملیات خواندن و نوشتن می تواند به طور همزمان روی چندین دیسک اتفاق بیفتد و باعث افزایش توان و سرعت شود.

Mirroring، دادههای یک درایو را به درایو دیگر کپی می کند و یک «آینه» ایجاد می کند. این سطح بالایی از افزونگی داده را فراهم می کند زیرا حجم آینه ای یک کپی دقیق از داده ها را ذخیره می کند و اگر دیسکی از کار بیفتد، سیستم میتواند با استفاده از دادههای آینه خود بدون از دست دادن اطلاعات به کار خود ادامه دهد.

برابری روشی است که برای ارائه تحمل خطا با محاسبه و ذخیره داده های اضافی (اطلاعات برابری) بر اساس مقادیر واقعی استفاده می شود. RAID 5 از یک بلوک برابری در هر نوار استفاده می کند و RAID 6 از دو استفاده می کند که به آن اجازه می دهد تا دو شکست دیسک، به حیات خود ادامه بدهد. در هنگام خرابی دیسک، داده ها را می توان از دیسک های باقی مانده و بلوک های برابری، فراخوانی کرد.

RAID چگونه کار می کند؟

در نظر بگیرید که سه دیسک دارید: B ،A و C. در راه اندازی RAID 0، یک فایل به سه قسمت تقسیم می شود (مثلا X2 ،X1 و X3). سپس این قطعات به طور همزمان روی دیسک های B ،A و C نوشته می شوند و این کار عملکرد را افزایش می دهد زیرا وقتی به فایل دسترسی پیدا می شود، هر سه قسمت را می توان به طور همزمان خواند. در راه اندازی RAID 1 با استفاده از همان سه دیسک، این بار با دیسک های B و C به عنوان آینه A، کل فایل X روی هر سه نوشته می شود. اگر A خراب شود، سیستم همچنان می تواند از دیسک های B یا C به فایل دسترسی داشته باشد.

سطوح RAID و موارد استفاده

پیکربندی های مختلف RAID اهداف مختلفی را دنبال می کنند. مثلا: یک سرور بازی ممکن است از RAID 0 برای به حداکثر رساندن سرعت استفاده کند. یک سرور شرکتی ممکن است RAID 1 یا RAID 10 را برای افزونگی داده ها و عملکرد ترجیح دهد و شرکت هایی که مقادیر زیادی دادههای حیاتی دارند که زمان از کار افتادگی گزینهبسیار مهمی است، اغلب از RAID 5 یا RAID 6 برای تعادل افزونگی و کارایی ذخیرهسازی استفاده می کنند.

در نتیجه، درک اصول RAID ضرورری است چرا که نه تنها داده ها ذخیره میشوند بلکه از نظر ریاضی برای بهینهسازی سرعت، افزایش ظرفیت و اطمینان از افزونگی مهندسی شدهاند. این سه گانه مزایا در دنیایی که در دسترس بودن داده ها به اندازه خود داده مهم است، حیاتی است. سازوکارهای اساسی RAID چه برای جلوگیری از خرابی، سرعت بخشیدن به دسترسی به پایگاه داده یا به حداکثر رساندن سرعت در ذخیره سازی باشد، پایه ای قابل اعتماد را فراهم می کند که مدیریت داده مدرن بر آن ساخته شده است.

سخت افزار RAID در مقابل نرم افزار RAID

استراتژی های ذخیره سازی داده ها اغلب شامل تصمیم گیری بین استفاده از راه حل های سخت افزاری یا نرم افزاری برای مدیریت آرایه های دیسک می شود. هر دو فرم با مجموعه ای منحصر به فرد از ویژگی ها، مفاهیم عملکرد و ملاحظات هزینه ارائه می شوند و در زیر به بررسی تفاوت ها، مزایا و معایب این دو رویکرد می پردازیم.

راه حل های مبتنی بر سخت افزار: در بخش سخت افزاری، یک کارت کنترلر اختصاصی تمام عملکردهای آرایه را انجام می دهد. این کارت مستقل از منابع سیستم میزبان است و معمولاً عملکرد بهتری را ارائه می دهد زیرا کارت دارای پردازنده و حافظه کش مخصوص به خود برای مدیریت کارآمد عملیات در دیسک است. کنترل کنندههای سخت افزار اغلب با یک باتری پشتیبان ارائه میشوند که در صورت قطع برق، از دادههای موجود در حافظه پنهان محافظت می کنند. به طور معمول آن ها طیف بیشتری از انواع آرایه ها را پشتیبانی می کنند و ویژگی های پیشرفته تری مانند مهاجرت سطح RAID و تنظیمات RAID چند سطحی را ارائه می دهند و راهاندازی و مدیریت، اغلب از طریق یک رابط بایوس یا با یک ابزار مدیریت جداگانه قبل از راهاندازی، انجام میشود بنابراین به سیستم عامل میزبان وابسته نیست.

آرایه های مبتنی بر نرم افزار: راهحلهای نرمافزاری از منابع خود سیستم میزبان (CPU و RAM) برای اجرای توابع آرایه استفاده می کنند که این رویکرد مقرونبهصرفهتر است. این راه حل ها در سیستم عامل تعبیه شده اند که مدیریت آنها را با استفاده از ابزارهای نرم افزاری، نسبتاً آسان می کند. با این حال، این اتکا به سیستم میزبان می تواند به این معنی باشد که عملکرد، کمتر بهینه است به خصوص در مواردی که عملیات فشرده I/O وجود دارد. آن ها معمولاً به سخت افزار اضافی فراتر از کنترلرهای استاندارد SATA یا RAID مادربرد نیاز ندارند. عملکرد آرایههای نرمافزاری میتواند با پیشرفت در قدرت CPU و کارایی نرم افزار به طور قابل توجهی بهبود یابد و شکاف را بر روی همتایان سختافزاری آن ها کم کند.

انتخاب بین مدیریت آرایه سخت افزار و نرم افزار اغلب به اندازه و ماهیت محیط، سطح عملکرد مورد نیاز و محدودیت های بودجه بستگی دارد. برای محیط های با تقاضای بالا که عملکرد و قابلیت اطمینان بسیار مهم است، علیرغم هزینههای بالاتر، عموماً راه‌ حل‌ های سخت افزاری ترجیح داده میشوند. از طرف دیگر، تنظیمات کوچکتر یا آنهایی که بودجه محدودی دارند ممکن است متوجه شوند که راه حل های نرم افزاری برای نیازهای آنها کافی است. با افزایش قدرت پردازش و با پیشرفت در فناوری نرم افزار، آرایه های نرم افزاری به گزینه ای قانع کننده حتی در سناریوهایی که قبلاً تنها راه حل های سخت افزاری کافی بود، تبدیل می شوند. با این وجود، هر رویکرد باید بر اساس تقاضای داده های فعلی و پیش بینی شده ارزیابی شود تا تعادل بهینه بین عملکرد، قابلیت اطمینان و هزینه تضمین شود.

RAID و پشتیبان گیری از داده ها

در حالی که فناوریهای ذخیرهسازی اضافی برای حفظ دسترسی و یکپارچگی دادهها حیاتی هستند اما اهداف متفاوتی نسبت به سیستمهای پشتیبانگیری دارند. درک تمایز و به کارگیری هر دو در هماهنگی برای مدیریت و امنیت داده ها بسیار مهم است. این بخش نشان میدهد که چگونه استفاده از آرایههای اضافی و استراتژیهای پشتیبانگیری با هم میتواند یک دفاع قوی در برابر از دست دادن دادهها ایجاد کند. آرایه های اضافی در درجه اول در مورد زمان آپدیت و در دسترس بودن داده های فوری هستند و اگر دیسکی از کار بیفتد، سیستم بدون وقفه به کار خود ادامه می دهد و از خرابی سخت افزار محافظت می کند. این تنظیم برای عملیات مداوم ضروری است اما نباید با استراتژی پشتیبان گیری اشتباه شود و از سوی دیگر، پشتیبانگیری دادههای شبکه، ایمنی سیستم را تضمین و امکان بازیابی از انواع سناریوهای از دست دادن اطلاعات را فراهم میکنند که ذخیرهسازی اضافی نمیتواند از آنها محافظت کند مانند حذف تصادفی، اشکالات نرم افزاری یا رویداد های فاجعهباری که به طور همزمان بر همه درایوها تأثیر می گذارند.

حفاظت از داده های آنلاین: در اینجا افزونگی وارد عمل میشود و تضمین می‌کند که در صورت نقص سخت‌افزار، آرایه میتواند به سرویس دادهها یا بازسازی اطلاعات از دست رفته از دیسکهای دیگر، بدون توقف ادامه بدهد.

امنیت داده های آفلاین: پشتیبانگیریهای برنامهریزیشده منظم، اسنپ شات از دادهها که در مقاطع زمانی خاصی انجام می شوند. این نسخه های پشتیبان باید به طور ایمن، خارج از سایت یا در فضای ابری ذخیره شوند و در صورت نیاز برای بازیابی به راحتی در دسترس باشند.

برنامه ریزی برای بازیابی اطلاعات: یک برنامه بازیابی جامع اغلب شامل افزونگی و پشتیبان گیری می شود که در صورت بروز فاجعه، افزونگی امکان از بین رفتن کامل اطلاعات را از بین می برد در حالی که پشتیبانگیری قابلیت بازیابی طولانیمدت را تضمین میکند.

نتیجه گیری

فناوری RAID نقش مهمی در استراتژیهای مدیریت دیتا برای کسب‌ و کارها و افرادی دارد که به راهحلهای ذخیرهسازی قابل اعتماد نیاز دارند. با توزیع داده ها در چندین دیسک، RAID نه تنها افزونگی داده و تحمل خطا را افزایش می دهد بلکه پتانسیل افزایش عملکرد برای عملیات خواندن و نوشتن را نیز دارد. با سطوح مختلف RAID موجود، هر کدام تعادل متفاوتی را از نظر حفاظت، عملکرد و کارایی ذخیرهسازی ارائه و راهحلهای متناسب با نیازها و سناریو های خاص را فراهم می کند. با این حال، تشخیص این نکته ضروری است که RAID جایگزینی برای پشتیبان گیری معمولی از داده ها نیست، در حالی که RAID می تواند در برابر خرابی سخت افزار محافظت کند اما در برابر خرابی داده ها، حذف تصادفی یا رویدادهای فاجعه بار که می تواند کل سیستم ها را تحت تاثیر قرار دهد، محافظت نمی کند. بنابراین، RAID باید به‌عنوان بخشی از یک استراتژی حفاظت از دادههای گستردهتر که شامل پشتیبانگیری منظم و یک طرح بازیابی قوی است، مورد استفاده قرار گیرد. در نهایت، استفاده از این روش باید با درک روشنی از مزایا و محدودیتهای آن باشد. با پیاده سازی و نگهداری مناسب، می تواند به طور قابل توجهی انعطاف پذیری سیستم های ذخیره سازی را تقویت کند اما این باید با سایر روش های امنیت داده تکمیل شود تا از حفاظت جامع داده ها اطمینان حاصل شود. از آنجایی که داده ها همچنان دارایی ارزشمندی هستند، نقش این فناوری همچنان سنگ بنای حفاظت از اطلاعات و اطمینان از این که عملیات مبتنی بر داده می تواند با امنیت کامل ادامه یابد، باقی می ماند.

مقالات منتخب

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *