تکنولوژی RAID چیست ؟

اصول کار سیستم های نظارت تصویری بدین شکل است که با تولید ویدئو شروع و با پخش آن به پایان می رسد. در صورتی که ذخیره سازی این ویدئو ها به مشکل بخورد، کل سیستم با شکست مواجه خواهد شد. راهکاری برای امنیت و مقابله با Data Loss در این سیستم ها و تجهیزات ذخیره سازی به عنوان  Raid(Redundndant Array Of Independent) ارائه شده است.

Raid مخفف Disks Redundant Array Of Independent به معنی آرایه ای از دیسک های مستقل است. نکته ی مهم انواع و اقسام Raid در سطوح مختلف است که هر کدام برای برطرف شدن برخی از نیازهای ما طراحی شده است که در ادامه به توضیح هر یک می پردازیم.

سه مفهوم در تکنولوژی Raid وجود دارد:

Mirroring : این مفهوم به معنی ایجاد یک نسخه یکسان از داده های دیسک بر روی بیش از یک دیسک است.
Striping: این مفهوم به معنی است که اطلاعات را به بیش از یک دیسک پخش می کند.
Error Correction: تکنولوژی Raid این قابلیت را دارد که با ذخیره کردن یکسری اطلاعات اضافی (Redundant or parity data) در صورت بروز مشکل در ذخیره اطلاعات مشکل را شناسایی و رفع می کند.
هر کدام از نسخه های Raid حداقل یکی از تکنیک های ذکر شده را همراه دارند اما وجود هر یک از این سه تکنیک به محل استفاده و به کاربرد تکنولوژی بستگی دارد.هر یک از نسخه های تکنولوژی  Raid سرعت و قابلیت اطمینان را به شکل متفاوتی تحت تاثیر قرار می دهد.

تکنیک Miroring می تواند سرعت خواندن اطلاعات را بالا ببرد زیرا اطلاعات از روی چند دیسک می تواند بخواند ولی در نوشتن اطلاعات موجب کندی سرعت می شود.

تکنیک Striping باعث افزایش سرعت در خواندن و نوشتن اطلاعات(record&Playback) می شود. در این تکنیک اطلاعات بر روی چند دیسک پخش می شود و هنگام نوشتن و خواندن اطلاعات به جای یک دیسک از چند دیسک به صورت موازی استفاده می شود که مطمئنا سرعت عملیات را افزایش می دهد.

تکنیک Error Correction سرعت کاهش می یابد چون اطلاعات از روی چند دیسک خوانده و مقایسه می شود و اطلاعات پس از تایید صحت و اصلاح احتمالی منتقل می شود.

حال به بررسی هر یک از انواع Raid می پردازیم:

 Raid 0

RAID Level 0 به اسامی مثل Disk Striping Without Parity یا در برخی موارد به Disk Striping هم معروف است. Stripe به معنی راه راه یا خط خطی است ، یعنی داده ها بصورت ریز زیر شده در بین دو یا چند دیسک به نسبت مساوی تقسیم می شوند ، از این نوع RAID برای بالا بردن سرعت و کارایی دستگاه ها استفاده می شود. و بر روی حداقل دو عدد هارد دیسک انجام می شود به گونه ای که خواندن و نوشتن اطلاعات همزمان بر روی دو یا چند دیسک انجام می شود و به همین دلیل سرعت خواندن و نوشتن داده ها بسیار بیشتر از حالت معمول است چون دو عدد هارد درایو همزمان داده ها را در بین خود تقسیم می کنند و طبیعتا Head های دو عدد هارد دیسک برای نوشتن و خواندن اطلاعات استفاده می شود ، هر چقدر تعداد این Head های نوشتن و خواندن بیشتر باشد سرعت نیز بالاتر خواهد رفت.

Raid 1

RAID Level 1  

به اسامی Disk Mirroring یا Mirror هم معروف است.

همانطور که از نامش هم پیداست در این نوع RAID حداقل دو دیسک استفاده می شود و همانطور که در معنی کلمه Mirror مشخص است ، هر چیزی که در یک دیسک کپی می شود در دیسک دوم نیز عینا کپی می شود و دیسک دوم دقیقا مشابه اطلاعاتی را دارد که در دیسک اول نوشته می شود. زمانیکه اطلاعات در یک دیسک کپی می شود ، بصورت همزمان همان اطلاعات بر روی دیسک دیگر نیز نوشته می شود و همین امر یعنی درRAID Level1  ما خطاپذیری یاRedundancy  را داریم و در صورت خراب شدن و از بین رفتن یکی از دیسک ها ، عین داده ها در دیسک دیگر وجود دارد و می توانیم در ادامه از داده هایمان استفاده کنیم. این نوع RAID یکی از ساده ترین و پرکاربردترین نوع RAID می باشد که با کمترین هزینه قابل پیاده سازی و استفاده است.

Raid 5 :

RAID Level 5 به عنوان Disk Striping With Parity هم معروف است. این نوع RAID بیشترین استفاده را در سرورهای سازمانی و سخت افزارهای NAS Storage دارد. در این نوع RAID شما علاوه بر اینکه Fault Tolerance یا خطاپذیری دارید ، سرعت و کارایی به نسبت بالایی را نیز تجربه خواهید کرد. در این نوع RAID داده ها وقتی که بر روی دیسک ها نوشته می شوند همزمان داده ای به نام Parity نیز بر روی دیسک های دیگر بصورت منظم نوشته می شود که این Parity برای بازیابی اطلاعات در مواقعی که مشکل به وجود می آید، استفاده می شود ، در این تکنیک همانند RAID Level 0 داده ها بصورت Striped یا ریز ریز شده در بین دیسک ها ذخیره می شوند و علاوه بر اینکار قابلیت Parity نیز بر روی دیسک ها نوشته می شود. در صورتیکه یکی از هارد دیسک های ما دچار مشکل و اختلال شود ، داده های ما از سایر دیسک های موجود قابل بازیابی خواهد بود و اینکار توسط همان Parity انجام می شود ، معمولا اینکار بصورت خودکار با اضافه شدن هارد دیسک جدید انجام می شود و مهمترین نکته در خصوص RAID Level 5 این است که در زمان خارج کردن هارد دیسک مشکل دار و جایگزینی آن ، کار و روند سرویس دهی، دچار اختلال نخواهد شد.

 Raid 6  :

یکی از نقاط ضعفی که در RAID Level 5 وجود دارد این است که با از بین رفتن دو عدد هارد دیسک که در مجموعه RAID ما قرار گرفته اند کل داده های ما از بین می رفت و RAID Level 5 تنها قابلیت ریکاوری داده ها در زمانی را دارد که فقط یکی از هارد دیسک های ما Fail شود. اما در RAID Level 6 این نقطه ضعف برطرف شده است. در واقع RAID Level 6 یک ویژگی اضافه شده به RAID Level 5 است که این امکان را می دهد که در صورتیکه دو عدد از هارد دیسک های مجموعه RAID از بین رفتند همچنان قابلیت ریکاوری داده ها را داشته باشیم . طبیعی است که حداقل تعداد هارد دیسک های که برای پیاده سازی این نوع RAID مورد نیاز است از RAID Level 5 بیشتر است.

Raid 10 :

RAID Level 10 در واقع باید بصورت RAID Level صفر و یک خوانده شود زیرا ترکیبی از RAID Level 1 و RAID Level 0 است ، این نوع RAID معمولا به شکل RAID 1+0 نمایش داده می شود. در اینجا قابلیت Mirror کردن RAID Level 1 با قابلیت Striping در RAID Level 0 ترکیب شده اند. در این نوع RAID شما بهترین حالت کارایی یا Performance را تجربه خواهید کرد، برای پیاده سازی RAID Level 10 شما هزینه بیشتری برای پیاده سازی نیاز دارید زیرا حداقل تعداد هارد دیسک هایی که برای پیاده سازی این نوع RAID استفاده می شود ۴ عدد است.