RAID چیست ؟

RAID چیست ؟
RAID مخفف REDUNDANT ARRAY OF INTELLIGENT/INEXPENSIVE DISKS می‌باشد.
یكی از موانع مهم در مقابل افزایش كارائی سیستم‌های رایانه‌ای محدودیت سرعت عملیات ورودی/خروجی یا I/O است. در حالی كه سرعت ریز پردازنده‌ها و حجم حافظه با شتاب زیادی رو به افزایش است،پیشرفت در سرعت عملیات I/O به دلیل سروكارداشتن با پارامترهای مكانیكی مثل سرعت زاویه‌ای لختی به كندی انجام می‌شود. در سال ۱۹۹۸ سه محقق از دانشگاه بركلی در مقاله‌ای ایده اولیه RAID را مطرح ساختند. RAID آرایه‌ای از دیسك‌های مستقل است كه به طور موازی عملیات I/O را انجام داده و بدین ترتیب باعت بهبود كارائی در ورودی و خروجی سیستم می‌شوند. ایده اصلی RAID تركیب چندین هارددیسك مستقل، ارزان و با ظرفیت پائین و استفاده از آنها به عنوان یك هارد دیسك بزرگ و سریع است. متاسفانه زمان متوسط بروز خرابی چنین تركیبی پایین‌تر از یك درایو تكی می‌باشد. به همین دلیل در مقابله اولیه استفاده از دو روش یكی استفاده از كدهای PARITY‌ و دوم روش‌های اصلاح خطای ECC و نیز نوشتن مكرر اطلاعات روی دیسك‌ها پیشنهاد شده بود.
انواع RAID :
RAID۰: سریعترین و نامطمئن‌ترین نوع RAID است. این نوع RAID به منظور افزایش سرعت بكار می‌رود. در این روش به دلیل این كه اطلاعات روی درایوها تقسیم می‌شود ، در نتیجه ترافیك گذرگاه كمتر شده و در نتیجه سرعت انتقال اطلاعات بسیار بالا می‌رود ولی از آنجا كه اطلاعات به صورت REDUNMANT ذخیره نمی‌شود خرابی هر هارددیسك باعث از دست دادن كل اطلاعات می‌شود. این نوع RAID را با نام STRIPING هم می‌نامند.
RAID ۱ : در این نوع RAID كل اطلاعات به طور همزمان روی دو دیسك نوشته می‌شود. این روش از نظر سرعت دسترسی مزیتی ندارد. اما در صورت خرابی یك درایو كل اطلاعات روی دیسك دوم موجود است. نكته مثبت این روش امكان پیاده‌سازی آن تنها با دو هارددیسك است ولی چون از یك درایو تنها به عنوان نسخه دوم استفاده می‌شود هزینه ذخیره‌سازی برای هر مگا بایت نسبت به انواع دیگر RAID بالاتر است . این روش را اصطلاحا MIRROROING می‌نامند. از این روش برای تهیه نسخه پشتیبان یا هارد MIRROR سرورها و كامپیوترهائی كه حاوی اطلاعات حیاتی و مهم هستند مورد استفاده قرار می‌دهند. از آنجا كه گذرگاه باس در این نوع RAID به‌طور همزمان در اشتراك دو یا چند هارد برای نوشتن و ذخیره اطلاعات اس ترافیك نقل و انتقال داده‌ها بر روی یك گذرگاه بیشتر از RAID۰ و در نتیجه سرعت آن كمتر است.
RAID۲: این نوع RAID از كدهای اصلاح خطای ECC استفاده می‌كند. بوسیله این كدها می‌توان بروز خطا در زمان خواندن اطلاعات را تشخیص داد و آن را اصلاح كرد. از آنجا كه این خصوصیت در اكثر هارد دیسك‌های جدید به صورت داخلی (BUILT IN) وجود دارد این روش منسوخ شده است.
RAID۳ : اطلاعات را به صورت بایت به بایت روی چندین درایو نوشته می‌شود و یك درایو هم برای ذخیره كردن اطلاعات PARITY به كار می‌رود. این روش برای كار با ركوردهای حجیم مثلا كار با فایل‌های تصویر و صوت و یا در محیط‌های تك كاربر مناسب است.
RAID۴: مشابه حالت قبل است با این تفاوت كه اطلاعات به صورت بلوك بلوك و به‌طور مستقل روی دیسك‌ها نوشته می‌شود. استفاده از این RAID باعث سریع شدن سرعت دسترسی به ركوردها می‌شود در حالی كه از ظرفیت پائین‌تری نسبت به RAID۳ برخوردار است. به همین دلیل در كاربردهای كه نیاز به سرعت دسترسی بالا و درخواست‌های متعدد برای خواندن مقادیر كوچك داده‌ها دارند از عملكرد خوبی برخوردار است.
RAID۵ : شبیه RAID۴ است ولی PARITYها روی همه درایوها توزیع می‌شود. این امر باعث افزایش سرعت در نوشتن‌های كوتاه می‌شود. چون گلوگاه دیسك PARITY در این حالت وجود ندارد ولی در صورت بروز خطا و یا خرابی دیسك زمان بازسازی اطلاعات نسبت به روش‌های قبل طولانی‌تر است. این نوع RAID تركیب مناسبی از كارائی، اصلاح خطا و هزینه مناسب را عرضه می‌دارد و به همین دلیل به صورت رایج‌ترین نوع RAID برای كاربردهای مختلف از جمله فایل سرورها و سرورهای اینترنتی درآمده است. از تركیب حالت‌های گفته شده انواع دیگری از RAID از جمله ۶ ، ۱۰ ، ۵۰ تعریف شده است ولی هزینه بیشتری را در پی خواهد داشت.
چه نوع هارددیسك‌هائی را می‌توان برای RAID استفاده كرد؟
امروزه برای استفاده از RAID از هارددیسك‌های سازگار با استاندارد IDE پیشرفته یا EIDE و یا سازگار با استانداردATA۲ استفاده می‌كنند. همچنین هارد دیسك‌های ۳۳-۱۳۳ ULTRA ATA نیز برای این منظور بسیار مناسب هستند. برای بیشترین سرعت و بهترین سازگاری و بازده بهتر است از هارد دیسك‌هائی با یك مارك و ظرفیت استفاده نمود.
RAID را می توان هم به صورت نرم‌افزاری و هم به صورت سخت‌افزاری اجراء كرد. روش سخت‌افزاری ممكن است با استفاده از كارت كنترولر RAID و یا با استفاده از دستگاه‌های RAID جداگانه اجرا شود. RAID نرم‌افزاری به سیتم عامل وابسته هستند و مثل هر برنامه كاربردی حافظه و زمان پروسسور را اشغال می‌كنند. به همین دلیل استفاده از RAID سخت‌افزاری ارجحیت دارد.
با به بازار آمدن دیسك‌های سریع و پرظرفیت امروزی ممكن است تصور شود دیگر به استفاده از RAID نیازی نیست ولی تقاضا برای افزایش ظرفیت و سرعت سیستم‌های ذخیره‌سازی بسیار سریع‌تر از سرعت افزایش ظرفیت و كارائی هارد دیسك‌های امروزی است و RAID كماكان بهترین راه حل برای به دست آوردن حجم بالای ذخیره اطلاعات با قیمت مناسب و همزمان بهره‌مندی از مزایای حفاظتی آن است.

منبع : مرکز اطلاع‌رسانی خانواده شمیم