مشکل افزایش قابلیت اطمینان ذخیره سازی اطلاعات همیشه در دستور کار است. این امر به ویژه در مورد مجموعه داده های بزرگ، پایگاه داده هایی که عملکرد سیستم های پیچیده در طیف وسیعی از صنایع به آنها بستگی دارد، صادق است. این امر به ویژه برای عملکرد بالاسرورها

همانطور که می دانید، عملکرد پردازنده های مدرن به طور مداوم در حال رشد است، که به وضوح برای پردازنده های مدرن در توسعه آنها به موقع نیست.
هارد دیسک ها وجود یک دیسک، خواه SCSI باشد یا حتی بدتر از آن، IDE، در حال حاضر وجود دارد نمی تواند تصمیم بگیردوظایف مربوط به زمان ما شما به دیسک‌های زیادی نیاز دارید که مکمل یکدیگر باشند، اگر یکی از آنها بیرون آمد جایگزین کنید، نسخه‌های پشتیبان ذخیره کنید، کارآمد و کارآمد باشند.

با این حال، فقط داشتن هارد دیسک های متعدد کافی نیست، بلکه باید کافی باشد در یک سیستم ترکیب شوند، که به آرامی کار می کند و در صورت خرابی های مربوط به دیسک اجازه از دست دادن داده ها را نمی دهد.

شما باید از قبل از ایجاد چنین سیستمی مراقبت کنید ، زیرا همانطور که ضرب المثل معروف می گوید - خدا حافظسرخ شده در روغن خروس بانگ نمی زند- کافی نیست شما می توانید اطلاعات خود را از دست بدهید غیر قابل برگشت.

این سیستم می تواند باشد RAID- فناوری ذخیره سازی اطلاعات مجازی که چندین دیسک را در یک عنصر منطقی ترکیب می کند. آرایه RAID نامیده می شود آرایه اضافیدیسک های مستقل معمولا برای بهبود عملکرد و قابلیت اطمینان استفاده می شود.

برای ایجاد Raid به چه چیزی نیاز دارید؟ حداقل وجود دو هارد. تعداد وسایل ذخیره سازی مورد استفاده بسته به سطح آرایه متفاوت است.

آرایه های حمله چیست؟

آرایه های RAID پایه و ترکیبی وجود دارد. مؤسسه در برکلی، کالیفرنیا پیشنهاد کرد که این حمله به دو دسته تقسیم شود سطوح مشخصات:

• پایه ای:
  • RAID 1 ;
  • RAID 2 ;
  • RAID 3 ;
  • RAID 4 ;
  • RAID 5 ;
  • RAID 6 .
• ترکیب شده:
  • RAID 10 ;
  • RAID 01 ;
  • RAID 50 ;
  • RAID 05 ;
  • RAID 60 ;
  • RAID 06 .

رایج ترین مورد استفاده را در نظر بگیرید.

Raid 0

RAID 0 مورد نظربرای افزایش سرعت و ضبط این قابلیت اطمینان ذخیره سازی را افزایش نمی دهد و بنابراین اضافی نیست. همچنین نام او است راه راه (راه راه - "متناوب"). معمولا استفاده شده 2 تا 4 دیسک

داده ها به بلوک هایی تقسیم می شوند که به نوبه خود روی دیسک نوشته می شوند. سرعتنوشتن / خواندن در این مورد چند برابر افزایش می یابد، مضربی از تعداد دیسک ها. از جانب کاستی هامی توان به افزایش احتمال از دست دادن داده ها با چنین سیستمی اشاره کرد. منطقی نیست که پایگاه داده ها را روی چنین دیسک هایی ذخیره کنید، زیرا هر گونه جدی است شکستباعث می شود حمله به طور کامل شکست بخورد، زیرا هیچ وسیله ای برای بازیابی وجود ندارد.

حمله 1

RAID 1 فراهم می کند آینهذخیره سازی داده ها در سطح سخت افزار آرایه نیز نامیده می شود آینه، یعنی چه « آینه» . یعنی داده های دیسک در این مورد کپی شده است. می توان استفاده کنیدبا تعداد دستگاه های ذخیره سازی از 2 تا 4.

سرعتنوشتن / خواندن در همان زمان عملا تغییر نمی کند، که می توان به آن نسبت داد فواید. آرایه در صورتی کار می کند که حداقل یک دیسک حمله در حال کار باشد، اما حجم سیستم برابر با حجم یک دیسک باشد. در عمل، زمانی که شکستیکی از هارد دیسک ها، باید در اسرع وقت نسبت به تعویض آن اقدام کنید.

Raid 2

RAID 2 - از به اصطلاح استفاده می کند کد همینگ. داده ها در هارد دیسک ها به طور مشابه RAID 0 تقسیم می شوند، درایوهای باقی مانده ذخیره می شوند کدهای تصحیح خطا، در صورت شکست که می توانید بازسازی کنداطلاعات این روش اجازه می دهد تا در پرواز پیدا کردنو سپس درستخرابی در سیستم

سرعت خواندن/نوشتندر این مورد در مقایسه با استفاده از یک دیسک بالا می رود. نقطه ضعف تعداد زیادی دیسک است که در آنها منطقی است از آن استفاده کنید تا هیچ افزونگی داده وجود نداشته باشد، معمولاً این 7 و بیشتر.

RAID 3 - در یک آرایه، داده ها در تمام دیسک ها تقسیم می شوند، به جز یکی، که بایت های برابری را ذخیره می کند. مقاوم به خرابی های سیستم. اگر یکی از دیسک ها از نظم خارج می شود. سپس اطلاعات آن با استفاده از داده‌های جمع‌سنجی برابری به راحتی قابل «افزایش» است.

در مقایسه با RAID 2 هیچ امکانی وجود نداردتصحیح خطا در حال پرواز این آرایه متفاوت است عملکرد بالاو امکان استفاده از 3 دیسک یا بیشتر.

رئیس منهایچنین سیستمی را می توان افزایش بار روی دیسک در نظر گرفت که بایت های برابری را ذخیره می کند و قابلیت اطمینان پایین این دیسک را دارد.

Raid 4

به طور کلی، RAID 4 مشابه RAID 3 است تفاوتکه داده های برابری به جای بایت ها در بلوک ها ذخیره می شوند که سرعت انتقال داده های کوچک را افزایش داده است.

منهایآرایه مشخص شده سرعت نوشتن است، زیرا برابری نوشتن روی یک دیسک تولید می شود، مانند RAID 3.

به نظر می رسد راه حل خوبی برای آن دسته از سرورهایی باشد که فایل ها بیشتر از نوشته شدن خوانده می شوند.

حمله 5

RAID 2 تا 4 این عیب را دارد که نمی تواند عملیات نوشتن را موازی کند. RAID 5 حذف می کنداین کمبود بلوک های برابری نوشته شده است همزمانبه تمام دستگاه های دیسک موجود در آرایه، بدون همگام سازیدر توزیع داده، به این معنی که برابری توزیع شده است.

عدداستفاده از هارد دیسک از 3. آرایه به دلیل آن بسیار رایج است جهانی بودنو اقتصاد، هرچه از دیسک های بیشتری استفاده کنید فضای دیسک شما به صرفه تر خواهد بود. سرعتکه در آن بالابه دلیل موازی سازی داده ها، اما کاراییبه دلیل تعداد زیاد عملیات نسبت به RAID 10 کاهش یافته است. اگر یکی از درایوها از کار بیفتد، قابلیت اطمینان به RAID 0 کاهش می یابد. بازیابی زمان زیادی طول می کشد.

حمله 6

فناوری RAID 6 مشابه RAID 5 است، اما ارتقا یافته است قابلیت اطمینانبا افزایش تعداد دیسک های برابری.

با این حال، دیسک‌ها در حال حاضر به حداقل 5 پردازنده قدرتمند یا بیشتر نیاز دارند تا تعداد عملیات‌های افزایش‌یافته را مدیریت کنند، و تعداد دیسک‌ها لزوماً باید برابر با عدد اول 5،7،11 و غیره باشد.

Raid 10، 50، 60

بعدی بیا ترکیباتحملاتی که قبلا ذکر شد به عنوان مثال، RAID 10 RAID 0 + RAID 1 است.

ارث می برند و فوایدآرایه های اجزای آنها از نظر قابلیت اطمینان، کارایی و تعداد دیسک ها و در عین حال مقرون به صرفه بودن.

ایجاد یک آرایه حمله در رایانه خانگی

مزایای ایجاد یک آرایه حمله در خانه آشکار نیست، به دلیل این واقعیت است که غیر اقتصادی، از دست دادن اطلاعات در مقایسه با سرورها چندان مهم نیست و اطلاعاترا می توان در نسخه های پشتیبان ذخیره کرد و به طور دوره ای نسخه پشتیبان تهیه کرد.

برای این اهداف، شما نیاز خواهید داشت کنترل کننده حمله، که بایوس و تنظیمات خاص خود را دارد. در مادربردهای مدرن، Raid Controller می تواند باشد یکپارچهبه پل جنوبی چیپست. اما حتی در چنین بردی می توانید با اتصال به کانکتور PCI یا PCI-E یک کنترلر دیگر را متصل کنید. به عنوان مثال دستگاه هایی از Silicon Image و JMicron هستند.

هر کنترل کننده می تواند ابزار پیکربندی خاص خود را داشته باشد.

ایجاد Raid را با استفاده از رام گزینه Intel Matrix Storage Manager در نظر بگیرید.

منتقل کردنتمام داده ها از دیسک های شما، در غیر این صورت، در طول فرآیند ایجاد یک آرایه، آنها خواهند بود پاک شد.

قابل اعتماد و متخصص BIOSبرپاییمادربرد خود را روشن کنید و حالت کار را روشن کنید RAIDبرای هارد دیسک sata شما

برای اجرای ابزار، کامپیوتر خود را مجددا راه اندازی کنید، کلیک کنید ctrl+iدر طول روش پست. در پنجره برنامه لیستی از دیسک های موجود را مشاهده خواهید کرد. کلیک Massive ایجاد کنید، بعد انتخاب کنید سطح آرایه مورد نیاز.

در آینده، به دنبال رابط بصری، وارد کنید اندازه آرایهو تاییدایجاد آن

اگر به این مقاله علاقه مند هستید، ظاهراً با یکی از مشکلات زیر در رایانه خود مواجه شده اید یا انتظار دارید به زودی با یکی از مشکلات زیر روبرو شوید:

- به وضوح حجم فیزیکی هارد دیسک کافی به عنوان یک دیسک منطقی وجود ندارد. اغلب این مشکل هنگام کار با فایل های بزرگ (ویدئو، گرافیک، پایگاه داده) رخ می دهد.
- واضح است که عملکرد هارد دیسک کافی نیست. بیشتر اوقات، این مشکل هنگام کار با سیستم های ویرایش غیر خطی ویدیو یا زمانی که تعداد زیادی از کاربران به طور همزمان به فایل های روی هارد دیسک دسترسی دارند رخ می دهد.
- بدیهی است که قابلیت اطمینان کافی هارد دیسک وجود ندارد. اغلب، این مشکل زمانی رخ می دهد که شما باید با داده هایی کار کنید که هرگز نباید از بین بروند یا همیشه باید در دسترس کاربر باشند. تجربه غم انگیز نشان می دهد که حتی مطمئن ترین تجهیزات گاهی اوقات و به عنوان یک قاعده در نامناسب ترین لحظه خراب می شوند.

این و برخی مشکلات دیگر را می توان با ایجاد یک سیستم RAID بر روی رایانه خود حل کرد.

"RAID" چیست؟

در سال 1987، پترسون، گیبسون و کاتز از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، پرونده ای برای آرایه های اضافی دیسک های ارزان قیمت (RAID) را منتشر کردند. این مقاله انواع مختلفی از آرایه های دیسک را شرح می دهد که به اختصار RAID نامیده می شود - آرایه اضافی دیسک های مستقل (یا ارزان قیمت) (آرایه اضافی از درایوهای مستقل (یا ارزان)). RAID بر اساس ایده زیر است: با ترکیب چندین درایو کوچک و / یا ارزان در یک آرایه، می توانید سیستمی را بدست آورید که از نظر حجم، سرعت و قابلیت اطمینان از گران ترین درایوها پیشی می گیرد. علاوه بر این، از دیدگاه یک کامپیوتر، چنین سیستمی مانند یک درایو واحد به نظر می رسد.
می دانیم که میانگین زمان بین خرابی یک آرایه از درایوها برابر است با میانگین زمان بین خرابی یک درایو تقسیم بر تعداد درایوهای موجود در آرایه. در نتیجه، MTBF یک آرایه برای بسیاری از کاربردها بسیار کوتاه است. با این حال، یک آرایه دیسک را می‌توان به روش‌های مختلف نسبت به خرابی یک درایو منفرد تحمل کرد.

در مقاله فوق پنج نوع (سطح) آرایه دیسک تعریف شد: RAID-1، RAID-2، ...، RAID-5. هر نوع تحمل خطا و همچنین مزایای متفاوتی را نسبت به یک درایو ارائه می دهد. در کنار این پنج نوع، آرایه دیسک RAID-0 غیر زائد نیز محبوب شده است.

سطوح RAID چیست و کدام را باید انتخاب کنم؟

RAID-0. معمولاً به عنوان یک گروه درایو غیر زائد و بدون برابری تعریف می شود. RAID-0 گاهی اوقات با روش قرار دادن اطلاعات روی درایوهای موجود در آرایه، "Striping" ("راه راه" یا "جلیقه") نامیده می شود:

از آنجایی که RAID-0 اضافی نیست، خرابی یک درایو باعث از کار افتادن کل آرایه می شود. از سوی دیگر، RAID-0 حداکثر سرعت تبادل و استفاده کارآمد از فضای دیسک را فراهم می کند. از آنجایی که RAID-0 به محاسبات پیچیده ریاضی یا منطقی نیاز ندارد، هزینه های اجرای آن حداقل است.

محدوده: برنامه های صوتی و تصویری که به انتقال مداوم داده با سرعت بالا نیاز دارند، که توسط یک درایو قابل ارائه نیست. به عنوان مثال، مطالعات انجام شده توسط Mylex برای تعیین پیکربندی بهینه سیستم دیسک برای یک ایستگاه ویرایش غیرخطی ویدیو نشان می دهد که در مقایسه با یک درایو واحد، یک آرایه RAID-0 دو درایو 96٪ افزایش سرعت نوشتن / خواندن را از سه درایو - 143٪ (طبق تست معیار Miro VIDEO EXPERT).
حداقل تعداد درایوها در یک آرایه "RAID-0" 2 عدد است.

RAID-1. بیشتر به عنوان "Mirroring" شناخته می شود، یک جفت درایو است که حاوی اطلاعات یکسان است و یک درایو منطقی را تشکیل می دهد:

ضبط در هر دو درایو در هر جفت انجام می شود. با این حال، درایوهای یک جفت می توانند خواندن همزمان انجام دهند. بنابراین "Mirroring" می تواند سرعت خواندن را دو برابر کند، اما سرعت نوشتن ثابت باقی می ماند. RAID-1 100% افزونگی دارد و خرابی یک درایو منجر به خرابی کل آرایه نمی شود - کنترل کننده به سادگی عملیات خواندن/نوشتن را به درایو باقی مانده تغییر می دهد.
RAID-1 بالاترین عملکرد را در بین انواع آرایه های اضافی (RAID-1 - RAID-5) به خصوص در محیط چند کاربره ارائه می دهد، اما بدترین استفاده از فضای دیسک را دارد. از آنجایی که RAID-1 به محاسبات پیچیده ریاضی یا منطقی نیاز ندارد، هزینه های اجرای آن حداقل است.
حداقل تعداد درایوها در یک آرایه "RAID-1" 2 عدد است.
چندین آرایه RAID-1 را می توان با RAID-0 ترکیب کرد تا سرعت نوشتن را افزایش داده و اطمینان داده ها را تضمین کند. این پیکربندی RAID "دو سطحی" یا RAID-10 (RAID 0+1) نامیده می شود:

حداقل تعداد درایوها در آرایه "RAID 0+1" 4 عدد است.
دامنه: آرایه های ارزان قیمت، که در آنها نکته اصلی قابلیت اطمینان ذخیره سازی داده ها است.

RAID-2. داده ها را به صورت نوارهایی به اندازه بخش در میان گروهی از درایوها توزیع می کند. برخی از درایوها به ذخیره سازی ECC (کد تصحیح خطا) اختصاص داده شده اند. از آنجایی که اکثر درایوها کدهای ECC هر بخش را به طور پیش فرض ذخیره می کنند، RAID-2 مزیت کمی نسبت به RAID-3 دارد و بنابراین به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرد.

RAID-3. مانند مورد RAID-2، داده ها بر روی نوارهایی با اندازه یک بخش توزیع می شوند و یکی از درایوهای آرایه برای ذخیره اطلاعات برابری اختصاص داده می شود:

RAID-3 به کدهای ECC ذخیره شده در هر بخش برای تشخیص خطا متکی است. در صورت خرابی یکی از درایوها، می توان اطلاعات ذخیره شده روی آن را با محاسبه OR (XOR) انحصاری از روی اطلاعات درایوهای باقیمانده بازیابی کرد. هر ورودی معمولاً در تمام درایوها توزیع می‌شود، بنابراین این نوع آرایه برای برنامه‌های فشرده دیسک مناسب است. از آنجایی که هر عملیات I/O به تمام درایوهای آرایه دسترسی دارد، RAID-3 نمی تواند چندین عملیات را همزمان انجام دهد. بنابراین، RAID-3 برای یک محیط تک کاربره و تک وظیفه با نوشتن طولانی خوب است. برای کار با ضبط های کوتاه، همگام سازی چرخش درایوهای دیسک مورد نیاز است، زیرا در غیر این صورت کاهش نرخ ارز اجتناب ناپذیر است. به ندرت استفاده می شود، زیرا. از نظر استفاده از فضای دیسک از RAID-5 بهتر عمل می کند. اجرا پرهزینه است
حداقل تعداد درایوها در یک آرایه "RAID-3" 3 عدد است.

RAID-4. RAID-4 با RAID-3 یکسان است با این تفاوت که اندازه نوار بسیار بزرگتر از یک بخش است. در این مورد، خواندن از یک درایو منفرد است (بدون احتساب درایوی که اطلاعات برابری را ذخیره می کند)، بنابراین می توان چندین خواندن را همزمان انجام داد. با این حال، از آنجایی که هر عملیات نوشتن باید محتویات درایو برابری را به روز کند، چندین عملیات نوشتن را نمی توان همزمان انجام داد. این نوع آرایه هیچ مزیت قابل توجهی نسبت به آرایه RAID-5 ندارد.
RAID-5. گاهی اوقات به این نوع آرایه «آرایه برابری چرخشی» می گویند. این نوع آرایه با موفقیت بر نقطه ضعف ذاتی RAID-4 غلبه می کند - ناتوانی در انجام همزمان چندین عملیات نوشتن. این آرایه مانند RAID-4 استفاده می کند راه راهبزرگ است، اما برخلاف RAID-4، اطلاعات برابری نه در یک درایو، بلکه در همه درایوها به نوبه خود ذخیره می شود:

عملیات نوشتن به یک درایو با داده و درایو دیگر با اطلاعات برابری دسترسی پیدا می کند. از آنجایی که اطلاعات برابری برای نوارهای مختلف در درایوهای مختلف ذخیره می‌شود، تنها در موارد نادری که داده‌ها یا نوارهای برابری روی یک درایو هستند، می‌توان چندین نوشتن همزمان انجام داد. هر چه تعداد درایوها در آرایه بیشتر باشد، مکان اطلاعات و نوارهای برابری کمتر با هم مطابقت دارند.
محدوده: آرایه های قابل اعتماد با حجم زیاد. اجرا پرهزینه است
حداقل تعداد درایوها در یک آرایه "RAID-5" 3 عدد است.

RAID-1 یا RAID-5؟
در مقایسه با RAID-1، RAID-5 از فضای دیسک اقتصادی تر استفاده می کند، زیرا یک "کپی" از اطلاعات را برای افزونگی ذخیره نمی کند، بلکه یک شماره کنترل را ذخیره می کند. در نتیجه، هر تعداد درایو را می توان در RAID-5 ترکیب کرد که تنها یکی از آنها حاوی اطلاعات اضافی است.
اما بهره وری بالاتر استفاده از فضای دیسک به قیمت کاهش نرخ تبادل اطلاعات به دست می آید. هنگام نوشتن اطلاعات در RAID-5، باید هر بار اطلاعات برابری را به روز کنید. برای انجام این کار، باید تعیین کنید که کدام بیت های برابری تغییر کرده اند. ابتدا اطلاعات قدیمی که قرار است به روز شود خوانده می شود. سپس این اطلاعات با اطلاعات جدید XOR می شود. نتیجه این عملیات یک بیت ماسک است که در آن هر بیت = 1 به این معنی است که اطلاعات برابری در موقعیت مربوطه باید با یک مقدار جایگزین شود. سپس اطلاعات برابری به روز شده در محل مناسب نوشته می شود. بنابراین، برای هر درخواست برنامه برای نوشتن اطلاعات، RAID-5 دو خواندن، دو نوشتن و دو XOR انجام می دهد.
استفاده کارآمدتر از فضای دیسک (یک بلوک برابری به جای یک کپی از داده‌ها ذخیره می‌شود) هزینه دارد: تولید و نوشتن اطلاعات برابری به زمان بیشتری نیاز دارد. این بدان معناست که سرعت نوشتن در RAID-5 کمتر از RAID-1 در نسبت 3:5 یا حتی 1:3 است (یعنی سرعت نوشتن در RAID-5 3/5 تا 1/3 نوشتن است. سرعت RAID-1). به همین دلیل، RAID-5 برای ایجاد در نرم افزار بی معنی است. همچنین نمی توان آنها را در مواردی که سرعت نوشتن مهم است توصیه کرد.

کدام راه برای پیاده سازی RAID - نرم افزار یا سخت افزار؟

با خواندن توضیحات سطوح مختلف RAID، متوجه خواهید شد که در هیچ کجا سخت افزار خاصی برای پیاده سازی RAID لازم نیست. از آن می توان نتیجه گرفت که تنها چیزی که برای پیاده سازی RAID نیاز است، اتصال تعداد مورد نیاز درایو به کنترل کننده موجود در رایانه و نصب نرم افزار ویژه بر روی رایانه است. این درست است، اما نه کاملاً!
در واقع، امکان پیاده سازی نرم افزاری RAID وجود دارد. به عنوان مثال سیستم عامل Microsoft Windows NT 4.0 Server است که در آن اجرای نرم افزار RAID-0، -1، و حتی RAID-5 امکان پذیر است (Microsoft Windows NT 4.0 Workstation فقط RAID-0 و RAID-1 را ارائه می دهد). با این حال، این راه حل باید بسیار ساده شده در نظر گرفته شود، و اجازه نمی دهد تا به طور کامل توانایی های یک آرایه RAID را درک کنید. کافی است بگوییم که با پیاده سازی نرم افزاری RAID، کل بار قرار دادن اطلاعات بر روی درایوهای دیسک، محاسبه کدهای کنترل و غیره را به دوش می کشد. روی پردازنده مرکزی می افتد که طبیعتاً عملکرد و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش نمی دهد. به همین دلایل، عملاً هیچ عملکرد سرویسی در اینجا وجود ندارد و کلیه عملیات تعویض درایو معیوب، افزودن درایو جدید، تغییر سطح RAID و غیره با از دست دادن کامل داده ها و با ممنوعیت کامل انجام هر گونه انجام می شود. سایر عملیات تنها مزیت اجرای نرم افزار RAID، حداقل هزینه است.

- یک کنترلر تخصصی CPU را از عملیات اصلی با RAID آزاد می کند و کارایی کنترلر هر چه بیشتر قابل توجه است ، سطح پیچیدگی RAID بالاتر است.
- کنترلرها معمولاً مجهز به درایورهایی هستند که به شما امکان می دهند تقریباً برای هر سیستم عامل محبوب یک RAID ایجاد کنید.
- بایوس داخلی کنترلر و برنامه های کنترلی متصل به آن به مدیر سیستم اجازه می دهد تا به راحتی درایوهای موجود در RAID را متصل، قطع یا جایگزین کند، چندین آرایه RAID حتی در سطوح مختلف ایجاد کند، وضعیت آرایه دیسک را نظارت کند. ، و غیره. با کنترلرهای "پیشرفته"، این عملیات را می توان "در حال پرواز" انجام داد، یعنی. بدون خاموش کردن واحد سیستم بسیاری از عملیات را می توان در "پس زمینه" انجام داد، یعنی. بدون وقفه در کار جاری و حتی از راه دور، یعنی. از هر (البته، در صورت دسترسی) محل کار؛
- کنترلرها را می توان به یک حافظه بافر ("کش") مجهز کرد که چند بلوک آخر داده را ذخیره می کند، که با دسترسی مکرر به همان فایل ها، می تواند سرعت سیستم دیسک را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.

نقطه ضعف RAID سخت افزاری هزینه نسبتاً بالای کنترلرهای RAID است. با این حال، از یک طرف، شما باید برای همه چیز (قابلیت اطمینان، سرعت، خدمات) هزینه کنید. از طرف دیگر، اخیراً با توسعه فناوری ریزپردازنده، هزینه کنترلرهای RAID (مخصوصاً مدل های پایین تر) به شدت شروع به کاهش کرد و با هزینه کنترل کننده های دیسک معمولی قابل مقایسه شد که امکان نصب سیستم های RAID را نه تنها در مین‌فریم‌های گران قیمت، بلکه در سرورها، ایستگاه‌های کاری سطح اولیه و حتی.

چگونه یک مدل کنترلر RAID انتخاب کنیم؟

انواع مختلفی از کنترلرهای RAID بسته به عملکرد، طراحی و هزینه آنها وجود دارد:
1. کنترلرهای درایو با قابلیت RAID.
در واقع، این یک کنترل کننده دیسک معمولی است که به لطف یک سیستم عامل ویژه BIOS، به شما امکان می دهد درایوها را در یک آرایه RAID ترکیب کنید، معمولاً سطح 0، 1 یا 0 + 1.

کنترلر SCSI Ultra (Ultra Wide) از Mylex KT930RF (KT950RF).
از نظر خارجی، این کنترلر هیچ تفاوتی با یک کنترلر SCSI معمولی ندارد. تمام "تخصص" در BIOS است، که، همانطور که بود، به دو بخش تقسیم می شود - "پیکربندی SCSI" / "پیکربندی RAID". با وجود هزینه کم (کمتر از 200 دلار)، این کنترلر دارای مجموعه عملکردهای خوبی است:

- ترکیب حداکثر 8 درایو در RAID 0، 1 یا 0+1.
- پشتیبانی یدکی داغبرای جایگزینی "در حال پرواز" یک درایو ناموفق؛
- امکان تعویض خودکار (بدون دخالت اپراتور) درایو معیوب؛
- کنترل خودکار یکپارچگی و هویت (برای RAID-1) داده ها؛
- وجود رمز عبور برای دسترسی به BIOS؛
- برنامه RAIDPlus اطلاعاتی در مورد وضعیت درایوها در RAID ارائه می دهد.
- درایورهای DOS، Windows 95، NT 3.5x، 4.0

هارد دیسک ها نقش مهمی در کامپیوتر دارند. اطلاعات مختلف کاربر روی آنها ذخیره می شود، سیستم عامل از آنها راه اندازی می شود و غیره. هارد دیسک ها برای همیشه دوام نمی آورند و دارای حاشیه ایمنی خاصی هستند. و همچنین هر دیسک سخت ویژگی های متمایز خود را دارد.

به احتمال زیاد، روزی شنیده اید که آرایه های به اصطلاح Raid را می توان از هارد دیسک های معمولی ساخت. این به منظور بهبود عملکرد درایوها و همچنین اطمینان از قابلیت اطمینان ذخیره سازی اطلاعات ضروری است. علاوه بر این، چنین آرایه هایی می توانند اعداد خاص خود را داشته باشند (0، 1، 2، 3، 4، و غیره). در این مقاله در مورد آرایه های RAID به شما خواهیم گفت.

RAIDمجموعه ای از دیسک های سخت یا آرایه دیسک است. همانطور که قبلاً گفتیم، چنین آرایه ای قابلیت اطمینان ذخیره سازی داده ها را تضمین می کند و همچنین سرعت خواندن یا نوشتن اطلاعات را افزایش می دهد. پیکربندی های RAID مختلفی وجود دارد که با اعداد 1، 2، 3، 4 و غیره مشخص شده اند. و در عملکردهایی که انجام می دهند متفاوت هستند. با استفاده از چنین آرایه هایی با پیکربندی 0، عملکرد را تا حد زیادی بهبود خواهید داد. یک آرایه RAID، امنیت کامل داده های شما را تضمین می کند، زیرا اگر یکی از درایوها از کار بیفتد، اطلاعات روی هارد دوم قرار می گیرد.

در حقیقت، آرایه RAIDتعداد 2 یا n ام هارد دیسک متصل به مادربرد است که از توانایی ایجاد Raid پشتیبانی می کند. از نظر برنامه‌ریزی، می‌توانید پیکربندی raid را انتخاب کنید، یعنی مشخص کنید که همین دیسک‌ها چگونه باید کار کنند. برای این کار باید تنظیمات را در BIOS مشخص کنید.

برای نصب آرایه به مادربردی نیاز داریم که از تکنولوژی raid پشتیبانی کند، 2 هارد یکسان (کاملاً از همه نظر) که به مادربرد وصل می کنیم. در BIOS، شما باید پارامتر را تنظیم کنید پیکربندی SATA: RAID.وقتی کامپیوتر بوت شد، کلید ترکیبی را فشار دهید CTR-I،و در حال حاضر در آنجا ما راه اندازی RAID را انجام می دهیم. و بعد از آن طبق معمول ویندوز را نصب می کنیم.

شایان ذکر است که اگر یک حمله ایجاد یا حذف کنید، تمام اطلاعات موجود در درایوها حذف می شود. بنابراین ابتدا باید از آن یک کپی تهیه کنید.

بیایید نگاهی به تنظیمات RAID که قبلاً در مورد آنها صحبت کردیم بیندازیم. چندین مورد از آنها وجود دارد: RAID 1، RAID 2، RAID 3، RAID 4، RAID 5، RAID 6 و غیره.

RAID-0 (راه راه)آرایه سطح صفر یا "آرایه تهی". این سطح سرعت کار با دیسک ها را به ترتیبی افزایش می دهد، اما تحمل خطا اضافی را ارائه نمی دهد. در واقع، این پیکربندی یک آرایه حمله کاملاً رسمی است، زیرا با این پیکربندی هیچ افزونگی وجود ندارد. ضبط در چنین بسته‌ای در بلوک‌هایی اتفاق می‌افتد که یک به یک در دیسک‌های مختلف آرایه نوشته می‌شوند. نقطه ضعف اصلی در اینجا غیرقابل اعتماد بودن ذخیره سازی داده ها است: اگر یکی از دیسک های موجود در آرایه خراب شود، تمام اطلاعات از بین می روند. چرا اینطور است؟ و این به این دلیل اتفاق می افتد که هر فایل را می توان به صورت بلوک در چندین هارد دیسک به طور همزمان نوشت و در صورت خرابی هر یک از آنها، یکپارچگی فایل نقض می شود و بنابراین، امکان بازیابی آن وجود ندارد. اگر به سرعت اهمیت می دهید و مرتباً پشتیبان تهیه می کنید، می توان از این سطح آرایه در رایانه خانگی استفاده کرد که عملکرد قابل توجهی را افزایش می دهد.

RAID-1 (آینه کاری)- حالت آینه ای می‌توانید این سطح از آرایه‌های RAID را سطح پارانوئید بنامید: این حالت تقریباً عملکرد سیستم را افزایش نمی‌دهد، اما کاملاً از داده‌های شما در برابر آسیب محافظت می‌کند. حتی اگر یکی از دیسک ها خراب شود، یک کپی دقیق از دیسک گم شده در دیسک دیگری ذخیره می شود. این حالت، مانند حالت اول، می‌تواند توسط افرادی که داده‌های روی دیسک‌های خود را بسیار ارزشمند می‌دانند، روی رایانه‌های شخصی خانگی پیاده‌سازی کنند.

هنگام ساخت این آرایه ها، از یک الگوریتم بازیابی اطلاعات با استفاده از کدهای Hamming استفاده می شود (یک مهندس آمریکایی که این الگوریتم را در سال 1950 برای تصحیح خطاها در عملکرد رایانه های الکترومکانیکی توسعه داد). برای اطمینان از عملکرد این کنترلر RAID، دو گروه دیسک ایجاد می شود - یکی برای ذخیره داده ها، گروه دوم برای ذخیره کدهای تصحیح خطا.

این نوع RAID در سیستم های خانگی به دلیل افزونگی بیش از حد تعداد هارد دیسک ها به طور گسترده ای استفاده نمی شود - به عنوان مثال، در یک آرایه از هفت هارد دیسک، تنها چهار عدد برای داده ها اختصاص داده می شود. با افزایش تعداد دیسک ها، افزونگی کاهش می یابد که در جدول زیر نشان داده شده است.

مزیت اصلی RAID 2 توانایی تصحیح خطاهای ظاهر شده "در حال پرواز" بدون کاهش سرعت تبادل داده بین آرایه دیسک و پردازنده مرکزی است.

RAID 3 و RAID 4

این دو نوع آرایه دیسک در طرح ساخت خود بسیار شبیه به هم هستند. هر دو از چندین هارد دیسک برای ذخیره اطلاعات استفاده می کنند که یکی از آنها صرفاً برای قرار دادن چک سام ها استفاده می شود. سه هارد دیسک برای ایجاد RAID 3 و RAID 4 کافی است. برخلاف RAID 2، بازیابی اطلاعات "در حال پرواز" غیرممکن است - اطلاعات پس از تعویض هارد دیسک خراب برای مدتی بازیابی می شود.

تفاوت بین RAID 3 و RAID 4 در سطح پارتیشن بندی داده ها است. در RAID 3، اطلاعات به بایت های جداگانه تقسیم می شود، که منجر به کندی جدی در هنگام نوشتن / خواندن تعداد زیادی فایل کوچک می شود. در RAID 4، داده ها به بلوک های جداگانه تقسیم می شوند که اندازه آنها از اندازه یک بخش روی دیسک تجاوز نمی کند. در نتیجه، سرعت پردازش فایل‌های کوچک افزایش می‌یابد که برای رایانه‌های شخصی بسیار مهم است. به همین دلیل، RAID 4 گسترده تر شده است.

یک نقطه ضعف قابل توجه آرایه های مورد بررسی، افزایش بار روی هارد دیسک است که برای ذخیره سازی چک در نظر گرفته شده است، که به طور قابل توجهی منابع آن را کاهش می دهد.

RAID-5. به اصطلاح آرایه تحمل خطا از دیسک های مستقل با ذخیره سازی چک جمع توزیع شده. این بدان معنی است که در آرایه ای از n دیسک، n-1 دیسک برای ذخیره سازی مستقیم داده ها اختصاص داده می شود و آخرین مورد، جمع کنترلی تکرار نوار n-1 را ذخیره می کند. برای توضیح واضح تر، تصور کنید که باید یک فایل بنویسیم. به بخش هایی با طول یکسان تقسیم می شود و به نوبه خود شروع به ضبط چرخه ای روی همه دیسک های n-1 می کند. جمع بررسی بایت‌های بخش‌های داده هر تکرار در آخرین دیسک نوشته می‌شود، جایی که جمع کنترلی توسط یک عملیات XOR بیتی اجرا می‌شود.

شایان ذکر است که اگر هر یک از دیسک ها از کار بیفتد ، همه به حالت اضطراری می روند که عملکرد را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد ، زیرا. برای جمع آوری فایل با هم، دستکاری های غیر ضروری برای بازیابی قسمت های "از دست رفته" آن انجام می شود. اگر دو یا چند دیسک به طور همزمان از کار بیفتند، اطلاعات ذخیره شده روی آنها قابل بازیابی نیست. به طور کلی، اجرای آرایه حمله سطح پنجم سرعت دسترسی نسبتاً بالایی، دسترسی موازی به فایل های مختلف و تحمل خطای خوبی را فراهم می کند.

تا حد زیادی مشکل فوق با ساخت آرایه ها مطابق با طرح RAID 6 حل می شود.در این ساختارها به ذخیره سازی چک جمع ها که به صورت چرخه ای و به طور مساوی در دیسک های مختلف توزیع می شوند، مقدار حافظه ای برابر با حجم اختصاص می یابد. از دو دیسک سخت به جای یکی، دو چک جمع محاسبه می شود که یکپارچگی داده ها را در صورت خرابی همزمان دو هارد دیسک در آرایه به طور همزمان تضمین می کند.

از مزایای RAID 6 درجه بالایی از امنیت اطلاعات و کاهش عملکرد کمتر در فرآیند بازیابی اطلاعات هنگام جایگزینی دیسک آسیب دیده نسبت به RAID 5 است.

نقطه ضعف RAID 6 کاهش نرخ تبادل کل داده ها در حدود 10٪ به دلیل افزایش میزان محاسبات لازم چک و همچنین افزایش مقدار اطلاعات نوشته شده / خوانده شده است.

انواع RAID ترکیبی

علاوه بر انواع اصلی مورد بحث در بالا، ترکیبات مختلفی از آنها به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد که کاستی های خاص RAID ساده را جبران می کند. به طور خاص، استفاده از طرح های RAID 10 و RAID 0+1 گسترده است. در حالت اول، یک جفت آرایه آینه ای در یک RAID 0 ترکیب می شوند، در حالت دوم، برعکس، دو آرایه RAID 0 در یک آینه ترکیب می شوند. در هر دو مورد، افزایش عملکرد RAID 0 به امنیت اطلاعات RAID 1 اضافه می شود.

اغلب، به منظور افزایش سطح حفاظت از اطلاعات مهم، از طرح های ساخت و ساز RAID 51 یا RAID 61 استفاده می شود - انعکاس آرایه های از قبل بسیار محافظت شده، ایمنی داده های استثنایی را در صورت هر گونه خرابی تضمین می کند. با این حال، به دلیل افزونگی بیش از حد، اجرای چنین آرایه‌هایی در خانه غیرعملی است.

ساخت آرایه ای از دیسک ها - از تئوری تا عملی

یک کنترلر تخصصی RAID وظیفه ساخت و مدیریت عملیات هر RAID را بر عهده دارد. تا حد زیادی برای آسودگی کاربر معمولی رایانه شخصی، در اکثر مادربردهای مدرن این کنترلرها قبلاً در سطح تراشه جنوبی پل اجرا می شوند. بنابراین، برای ساخت آرایه ای از هارد دیسک ها، کافی است مراقب به دست آوردن تعداد مورد نیاز آنها و تعیین نوع RAID مورد نظر در قسمت مربوطه تنظیمات BIOS باشید. پس از آن در سیستم به جای چندین هارد فقط یک هارد را مشاهده خواهید کرد که در صورت تمایل می توان آن را به بخش ها و درایوهای منطقی تقسیم کرد. لطفا توجه داشته باشید که اگر هنوز از ویندوز XP استفاده می کنید، باید یک درایور اضافی نصب کنید.

و در نهایت، یک توصیه دیگر - برای ایجاد یک RAID، دیسک های سخت با همان اندازه، همان سازنده، همان مدل و ترجیحا از همان دسته خریداری کنید. سپس آنها به همان مجموعه های منطقی مجهز می شوند و عملکرد آرایه این هارد دیسک ها پایدارترین خواهد بود.

برچسب ها: , https://website/wp-content/uploads/2017/01/RAID1-400x333.jpg 333 400 لئونید بوریسلاوسکی /wp-content/uploads/2018/05/logo.svg?3لئونید بوریسلاوسکی 2017-01-16 08:57:09 2017-01-16 07:12:59 آرایه های RAID چیست و چرا به آنها نیاز است

مروری کوتاه بر فناوری RAID

این سند عناصر اساسی فناوری RAID را تشریح می کند و یک نمای کلی از سطوح مختلف RAID ارائه می دهد.

• RAID 2, 3

  RAID 4، 5

  جدول: مزایا و معایب سطوح پایه RAID

RAIDمخفف است آرایه اضافی از دیسک های مستقل.

آرایه دیسک مجموعه ای از دستگاه های دیسک است که با هم کار می کنند تا سرعت و قابلیت اطمینان یک سیستم ورودی/خروجی را افزایش دهند. این مجموعه از دستگاه ها توسط یک کنترلر RAID ویژه کنترل می شود ( کنترل کننده آرایه) که توابع قرار دادن داده ها در یک آرایه را کپسوله می کند. و برای بقیه سیستم، به شما امکان می دهد کل آرایه را به عنوان یک دستگاه I/O منطقی نشان دهید. با اجرای خواندن و نوشتن در چندین درایو به صورت موازی، آرایه نرخ انتقال سریع‌تری نسبت به یک درایو بزرگ ارائه می‌دهد.

آرایه ها همچنین می توانند ذخیره سازی اطلاعات اضافی را فراهم کنند تا در صورت خرابی یکی از درایوها، داده ها از بین نرود. بسته به سطح RAID، انعکاس یا توزیع داده ها در بین دیسک ها انجام می شود.

سطوح RAID

هر یک از چهار سطح اصلی RAID از روش منحصر به فردی برای نوشتن داده ها بر روی دیسک ها استفاده می کند و بنابراین هر سطح مزایای متفاوتی را ارائه می دهد. سطوح RAID 1،3 و 5 انعکاس یا ذخیره بیت های برابری را فراهم می کنند. و بنابراین به شما امکان می دهد در صورت خرابی یکی از دیسک ها اطلاعات را بازیابی کنید.

RAID سطح 0

RAID 0 به عنوان نوار داده نیز شناخته می شود ( نوار داده ها). با استفاده از این فناوری، اطلاعات به قطعات تقسیم می شود (مقدار ثابتی از داده ها که معمولاً به آنها بلوک می گویند). و این قطعات روی دیسک نوشته می شوند و به صورت موازی از روی آنها خوانده می شوند. از نظر عملکرد، این به معنای دو اصلی است فواید:

با بارگذاری همزمان چندین رابط، توان ورودی/خروجی سریال را افزایش می‌دهد.

تأخیر دسترسی تصادفی کاهش می یابد. درخواست های متعدد به بخش های کوچک مختلف اطلاعات را می توان به طور همزمان اجرا کرد.

نقص: RAID 0 فقط برای اهداف عملکردی است و افزونگی داده را ارائه نمی دهد. بنابراین، هر گونه خرابی دیسک نیازمند بازیابی اطلاعات از رسانه پشتیبان است.

کنترل کننده آرایه
دیسک 1	دیسک 2	دیسک 3	دیسک 4	دیسک 5
بخش 1	بخش 2	بخش 3	بخش 4	بخش 5
بخش 6	بخش 7	بخش 8	بخش 9	بخش 10

برنج. 1. طرح عملکرد آرایه و توزیع داده ها در بین دیسک ها برای RAID 0. توجه: بخش 2 بلوک دیسک 512 بایتی است.

سطح RAID 1

فناوری RAID 1 به عنوان Mirroring نیز شناخته می شود. انعکاس دیسک). در این حالت، کپی‌هایی از هر بخش از اطلاعات در یک دیسک جداگانه ذخیره می‌شوند. یا معمولاً هر دیسک (استفاده شده) یک "دوقلو" دارد که ذخیره می کند کپی دقیقاین دیسک اگر یکی از دیسک های اصلی خراب شود، این دیسک با "دوبل" جایگزین می شود. اگر یکی از "دوقلوها" که سر آنها نزدیکتر به بلوک مورد نظر قرار دارد برای خواندن اطلاعات استفاده شود، عملکرد خواندن تصادفی را می توان بهبود بخشید.

زمان ضبط ممکن است چند تا دیگرنسبت به یک دیسک منفرد، بسته به استراتژی نوشتن: نوشتن روی دو دیسک می تواند به صورت موازی (برای سرعت) یا کاملاً متوالی (برای قابلیت اطمینان) انجام شود.

RAID 1 برای برنامه هایی که به قابلیت اطمینان بالا، تأخیر خواندن کم و در جاهایی که به حداقل رساندن هزینه نیازی نیست، مناسب است. RAID 1 ذخیره سازی اضافی اطلاعات را فراهم می کند، اما در هر صورت، باید یک نسخه پشتیبان از داده ها نگهداری کنید، زیرا. این تنها راه برای بازیابی فایل ها یا دایرکتوری های حذف شده تصادفی است.

دیسک 1 (داده)	دیسک 2 (کپی از دیسک 1)	دیسک 3 (داده)	دیسک 4 (کپی از دیسک 3)	دیسک 5 (رایگان)
بخش 1	بخش 1	بخش 2	بخش 2
بخش 3	بخش 3	بخش 4	بخش 4

برنج. 2. توزیع داده ها در بین دیسک ها برای RAID 1.

سطوح RAID 2 و 3

فناوری RAID سطوح 2 و 3 عملکرد موازی ("در هماهنگی") همه دیسک ها را فراهم می کند. این معماری به ذخیره بیت های برابری برای هر قطعه از اطلاعات توزیع شده در دیسک ها نیاز دارد. تفاوت RAID 3 با RAID 2 فقط در این است که RAID 2 از چندین دیسک برای ذخیره بیت های برابری استفاده می کند، در حالی که RAID 3 فقط از یک دیسک استفاده می کند. RAID 2 به ندرت استفاده می شود.

اگر یک دیسک داده خراب شود، سیستم می تواند محتویات آن را از محتویات دیسک های داده دیگر و دیسک برابری بازیابی کند.

عملکرد در این مورد برای حجم زیادی از اطلاعات بسیار بالا است، اما می تواند برای حجم های کوچک بسیار کم باشد، زیرا خواندن همپوشانی چندین بخش کوچک از اطلاعات غیرممکن است.

دیسک 1 (داده)	دیسک 2 (داده)	دیسک 3 (داده)	دیسک 4 (داده)	دیسک 5 (اطلاعات برابری)
				بایت برابری
				بایت برابری

برنج. 3. توزیع داده ها در دیسک ها برای RAID 3.

سطوح RAID 4 و 5

RAID 4 برخی از کاستی های RAID 3 را با استفاده از اطلاعات بزرگی که در همه درایوها به جز درایو برابری پخش شده است، تصحیح می کند. در این حالت برای حجم کم اطلاعات فقط از دیسکی که اطلاعات لازم روی آن قرار دارد استفاده می شود. این بدان معنی است که چندین درخواست خواندن را می توان همزمان اجرا کرد. با این حال، درخواست های نوشتن هنگام نوشتن اطلاعات برابری قفل ایجاد می کنند. RAID 4 به ندرت استفاده می شود.

RAID 5 بسیار شبیه RAID 4 است اما مسدود کردن مربوط به آن را حذف می کند. تفاوت این است که اطلاعات برابری در تمام دیسک های آرایه توزیع می شود. در این حالت، هر دو عملیات خواندن و نوشتن همزمان امکان پذیر است.

این فناوری برای برنامه هایی که با حجم کمی از داده ها کار می کنند، مانند سیستم های پردازش تراکنش، مناسب است.

دیسک 1	دیسک 2	دیسک 3	دیسک 4	دیسک 5
بخش برابری	بخش 1	بخش 2	بخش 3	بخش 4
بخش 5	بخش برابری	بخش 6	بخش 7	بخش 8
بخش 9	بخش 10	بخش برابری	بخش 11	بخش 12

برنج. 4. توزیع داده ها بر روی دیسک برای RAID 5.

مزایا و معایب سطوح پایه RAID

سطح RAID	مکانیسم قابلیت اطمینان	ظرفیت آرایه موثر	کارایی	منطقه برنامه
				برنامه های کاربردی بدون نیاز به قابلیت اطمینان قابل توجه
	آینه کاری		بالا یا متوسط	برنامه های کاربردی بدون نیاز به هزینه قابل توجه
	برابری			برنامه هایی که با حجم زیاد داده کار می کنند (گرافیک، CAD/CAM و غیره)
	برابری			برنامه هایی که با حجم کمی از داده ها کار می کنند (پردازش تراکنش)

حال بیایید ببینیم چه انواعی وجود دارد و چگونه تفاوت دارند.

UC Berkeley سطوح زیر از مشخصات RAID را معرفی کرد که به عنوان استاندارد واقعی پذیرفته شده است:

• RAID 0- آرایه دیسک با کارایی بالا با راه راه، بدون تحمل خطا.
• - آرایه دیسک آینه؛
• RAID 2برای آرایه هایی که از کد Hamming استفاده می کنند، رزرو شده است.
• RAID 3 و 4- آرایه های دیسک با نوار و دیسک برابری اختصاصی.
• - آرایه دیسک با نوار و "دیسک برابری تخصیص نیافته"؛
• - آرایه دیسک راه راه با استفاده از دو چک جمع محاسبه شده به دو روش مستقل.
• - آرایه RAID 0 که از آرایه های RAID 1 ساخته شده است.
• - آرایه RAID 0 که از آرایه های RAID 5 ساخته شده است.
• - یک آرایه RAID 0 که از آرایه های RAID 6 ساخته شده است.

یک کنترلر RAID سخت افزاری می تواند چندین آرایه RAID مختلف را به طور همزمان پشتیبانی کند که تعداد کل هارد درایوها از تعداد اسلات های آنها تجاوز نمی کند. در همان زمان، کنترلر تعبیه شده در مادربرد تنها دو حالت در تنظیمات بایوس دارد (فعال یا غیرفعال)، بنابراین یک هارد دیسک جدید متصل به یک کانکتور کنترل‌کننده استفاده نشده با حالت RAID فعال می‌تواند توسط سیستم نادیده گرفته شود تا زمانی که مرتبط شود. به‌عنوان آرایه RAID دیگر از نوع JBOD (فصلی) که از یک دیسک تشکیل شده است.

RAID 0 (راه راه - "متناوب")

حالتی که عملکرد را به حداکثر می رساند. داده ها به طور مساوی در بین دیسک های آرایه توزیع می شوند، دیسک ها در یکی ترکیب می شوند که می تواند به چندین تقسیم شود. عملیات خواندن و نوشتن توزیع شده به شما امکان می دهد سرعت کار را به میزان قابل توجهی افزایش دهید، زیرا چندین دیسک به طور همزمان بخشی از داده های خود را می خوانند / می نویسند. کل حجم دیسک ها در دسترس کاربر است، اما این امر قابلیت اطمینان ذخیره سازی داده ها را کاهش می دهد، زیرا اگر یکی از دیسک ها از کار بیفتد، معمولاً آرایه از بین می رود و بازیابی داده ها تقریبا غیرممکن است. دامنه - برنامه هایی که به سرعت بالای تبادل دیسک نیاز دارند، مانند ضبط ویدئو، ویرایش ویدئو. برای استفاده با درایوهای با قابلیت اطمینان بالا توصیه می شود.

(آینه کاری - "آینه کاری")

آرایه ای از دو دیسک که کپی کامل یکدیگر هستند. نباید با آرایه‌های RAID 1+0، RAID 0+1 و RAID 10 اشتباه گرفت که از بیش از دو درایو و مکانیزم‌های پیچیده‌تر آینه‌کاری استفاده می‌کنند.

سرعت نوشتن قابل قبول و افزایش سرعت خواندن را هنگام موازی کردن پرس و جوها فراهم می کند.

قابلیت اطمینان بالایی دارد - تا زمانی که حداقل یک دیسک در آرایه کار می کند کار می کند. احتمال خرابی دو دیسک در یک زمان برابر است با حاصل ضرب احتمال خرابی هر دیسک، یعنی. به طور قابل توجهی کمتر از احتمال خرابی یک درایو واحد است. در عمل، اگر یکی از دیسک ها خراب شود، باید اقدامات فوری انجام شود - افزونگی باید دوباره بازیابی شود. برای انجام این کار، با هر سطح RAID (به جز صفر)، توصیه می شود از دیسک های یدکی داغ استفاده کنید.

مشابه RAID10، گونه‌ای از توزیع داده‌ها در بین دیسک‌ها، اجازه استفاده از تعداد فرد دیسک را می‌دهد (حداقل تعداد 3 عدد است)

RAID 2، 3، 4

گزینه های مختلف برای ذخیره سازی توزیع شده با دیسک های اختصاص داده شده برای کدهای برابری و اندازه های مختلف بلوک. در حال حاضر به دلیل عملکرد کم و نیاز به اختصاص فضای دیسک زیاد برای ذخیره سازی کدهای ECC و/یا برابری عملاً استفاده نمی شوند.

نقطه ضعف اصلی RAID سطوح 2 تا 4 ناتوانی در انجام عملیات نوشتن موازی است، زیرا از یک دیسک برابری جداگانه برای ذخیره اطلاعات برابری استفاده می شود. RAID 5 این عیب را ندارد. بلوک های داده و جمع های چک به صورت چرخه ای روی همه دیسک های موجود در آرایه نوشته می شوند، هیچ گونه عدم تقارن در پیکربندی دیسک وجود ندارد. چک جمع ها نتیجه یک عملیات XOR (انحصاری یا) هستند. Xorدارای ویژگی است که امکان جایگزینی هر عملوند را با نتیجه و با استفاده از الگوریتم ممکن می کند xor، در نتیجه عملوند گم شده را دریافت کنید. مثلا: a xor b = c(جایی که آ, ب, ج- سه دیسک از آرایه حمله)، اگر آامتناع می کند، ما می توانیم او را با قرار دادن او در جای خود به دست آوریم جو خرج کردن xorبین جو ب: xor b = a.این بدون توجه به تعداد عملوندها اعمال می شود: a xor b xor c xor d = e. اگر شکست بخورد جسپس هجای او را می گیرد و xorدر نتیجه بدست می آوریم ج: a xor b xor e xor d = c. این روش اساساً تحمل خطای نسخه 5 را ارائه می دهد. برای ذخیره نتیجه xor فقط 1 دیسک طول می کشد که اندازه آن به اندازه هر دیسک دیگری در Raid است.

مزایای

RAID5 در درجه اول به دلیل مقرون به صرفه بودن آن گسترده شده است. اندازه آرایه دیسک RAID5 با استفاده از فرمول (n-1)*hddsize محاسبه می‌شود که n تعداد دیسک‌های موجود در آرایه و hddsize اندازه کوچک‌ترین دیسک است. به عنوان مثال، برای یک آرایه از چهار دیسک 80 گیگابایتی، حجم کل خواهد بود (4 - 1) * 80 = 240 گیگابایت. منابع اضافی برای نوشتن اطلاعات در یک حجم RAID 5 صرف می شود و عملکرد کاهش می یابد، زیرا محاسبات اضافی و عملیات نوشتن مورد نیاز است، اما هنگام خواندن (در مقایسه با یک هارد دیسک جداگانه)، سود وجود دارد، زیرا جریان داده از چندین دیسک آرایه می تواند به صورت موازی پردازش شود.

معایب

عملکرد RAID 5 به طور قابل توجهی پایین تر است، به خصوص در عملیات Random Write (نوشتن به ترتیب تصادفی)، که در آن عملکرد 10-25٪ نسبت به عملکرد RAID 0 (یا RAID 10) کاهش می یابد، زیرا به عملیات دیسک بیشتری نیاز دارد (هر کدام عملیات می نویسد، به استثنای نوشتن های به اصطلاح نواری کامل، سرور در کنترلر RAID با چهار - دو خواندن و دو نوشتن جایگزین می شود. مضرات RAID 5 زمانی ظاهر می شود که یکی از دیسک ها از کار بیفتد - کل حجم به حالت بحرانی می رود (تزلزل)، تمام عملیات نوشتن و خواندن با دستکاری های اضافی همراه است، عملکرد به شدت کاهش می یابد. در این حالت، سطح قابلیت اطمینان به قابلیت اطمینان RAID-0 با تعداد مناسب دیسک کاهش می‌یابد (یعنی n برابر کمتر از قابلیت اطمینان یک دیسک). اگر قبل از بازیابی کامل آرایه خرابی رخ دهد، یا یک خطای خواندن غیرقابل بازیابی حداقل در یک دیسک دیگر رخ دهد، آرایه از بین می‌رود و داده‌های روی آن را نمی‌توان با روش‌های مرسوم بازیابی کرد. همچنین باید در نظر داشت که فرآیند بازسازی RAID (بازیابی داده های RAID به دلیل افزونگی) پس از خرابی دیسک باعث بار خواندن شدید دیسک ها برای چندین ساعت به طور مداوم می شود که می تواند باعث از کار افتادن هر یک از دیسک های باقی مانده در این مورد شود. حداقل دوره حفاظت شده عملیات RAID، و همچنین شناسایی خرابی های خوانده شده قبلی در آرایه های داده سرد (داده هایی که در طول عملکرد عادی آرایه، داده های بایگانی شده و غیر فعال قابل دسترسی نیستند)، که خطر خرابی در طول بازیابی داده ها را افزایش می دهد.

حداقل تعداد دیسک های استفاده شده سه عدد است.

RAID 6 - شبیه به RAID 5، اما دارای درجه اطمینان بالاتری است - ظرفیت 2 دیسک برای چک‌سام‌ها اختصاص داده شده است، 2 مجموع با استفاده از الگوریتم‌های مختلف محاسبه می‌شوند. به یک کنترلر RAID قدرتمندتر نیاز دارد. عملکرد پس از خرابی همزمان دو دیسک را فراهم می کند - محافظت در برابر خرابی های متعدد. حداقل 4 دیسک برای سازماندهی یک آرایه مورد نیاز است. به طور معمول، استفاده از RAID-6 باعث کاهش 10-15٪ در عملکرد گروه دیسک در مقایسه با RAID 5 می شود، که ناشی از پردازش زیاد برای کنترلر است (نیاز به محاسبه یک جمع دوم و خواندن و بازنویسی بیشتر دیسک وقتی هر بلوک نوشته می شود، بلوک می کند).

RAID 0+1

RAID 0+1 اساساً می تواند به معنای دو گزینه باشد:

• دو RAID 0 در RAID 1 ادغام شدند.
• سه یا چند دیسک در یک آرایه ترکیب می شوند و هر بلوک داده در دو دیسک از این آرایه نوشته می شود. بنابراین، با این رویکرد، مانند RAID 1 "خالص"، حجم مفید آرایه نصف حجم کل دیسک‌ها است (اگر دیسک‌هایی با ظرفیت یکسان باشند).

RAID 10 (1+0)

RAID 10 یک آرایه آینه ای است که در آن داده ها به صورت متوالی روی چندین دیسک نوشته می شوند، مانند RAID 0. این معماری یک آرایه از نوع RAID 0 است که بخش های آن به جای دیسک های جداگانه، آرایه های RAID 1 هستند. بر این اساس، آرایه ای از این سطح باید حداقل 4 دیسک (و همیشه یک عدد زوج) داشته باشد. RAID 10 تحمل خطا و عملکرد بالا را ترکیب می کند.

این ادعا که RAID 10 قابل اعتمادترین گزینه ذخیره سازی است با این واقعیت توجیه می شود که اگر همه درایوهای یک آرایه از کار بیفتند، یک آرایه از کار می افتد. با از کار افتادن یک درایو، احتمال خرابی درایو دوم در همان آرایه 1/3*100=33٪ است. اگر دو درایو در آرایه های مختلف از کار بیفتند، RAID 0+1 از کار خواهد افتاد. احتمال خرابی یک درایو در یک آرایه همسایه 2/3*100=66% است، اما از آنجایی که درایو در آرایه ای با درایوی که قبلاً از کار افتاده است دیگر استفاده نمی شود، این احتمال وجود دارد که درایو بعدی آن را غیرفعال کند. کل آرایه 2/2 * 100 = 100٪ است

آرایه ای شبیه به RAID5، با این حال، علاوه بر ذخیره سازی توزیع شده کدهای برابری، از توزیع مناطق یدکی استفاده می شود - در واقع از یک هارد دیسک استفاده می شود که می توان آن را به عنوان یدکی به آرایه RAID5 اضافه کرد (این گونه آرایه ها نامیده می شوند. 5+ یا 5+ زاپاس). در آرایه RAID 5، درایو یدکی تا زمانی که یکی از هارد دیسک های اولیه از کار بیفتد، بیکار است، در حالی که در آرایه RAID 5EE، این درایو همیشه با بقیه HDD به اشتراک گذاشته می شود که بر عملکرد آرایه تأثیر مثبت می گذارد. به عنوان مثال، یک آرایه RAID5EE از 5 هارد دیسک می تواند 25٪ عملیات ورودی/خروجی بیشتری در هر ثانیه نسبت به یک آرایه RAID5 از 4 هارد اصلی و یک هارد یدکی انجام دهد. حداقل تعداد دیسک برای چنین آرایه ای 4 عدد است.

ترکیب دو (یا بیشتر، اما به ندرت استفاده می شود) آرایه RAID5 در یک نوار، به عنوان مثال. ترکیبی از RAID5 و RAID0، تا حدی نقطه ضعف اصلی RAID5 را اصلاح می کند - سرعت پایین نوشتن داده ها به دلیل استفاده موازی از چندین آرایه از این قبیل. ظرفیت کل آرایه با ظرفیت دو درایو کاهش می‌یابد، اما برخلاف RAID6، تنها می‌تواند یک درایو بدون از دست رفتن اطلاعات را تحمل کند و حداقل تعداد درایوهای مورد نیاز برای ایجاد آرایه RAID50 6 عدد است. در کنار RAID10، این بهترین سطح RAID برای استفاده در برنامه هایی است که عملکرد بالا همراه با قابلیت اطمینان قابل قبول مورد نیاز است.

ادغام دو آرایه RAID6 در یک نوار. سرعت نوشتن تقریباً دو برابر سرعت نوشتن در RAID6 است. حداقل تعداد دیسک برای ایجاد چنین آرایه ای 8 عدد است. اگر دو دیسک از هر آرایه RAID 6 خراب شود، اطلاعات از بین نمی رود.