انواع Raid : ذخيره سازي روي چند ديسك

[rezalaghaian]

گذرگاه IDE در طبقه بندي گذرگاههاي سيستم ، جزء گذرگاههاي خارجي محسوب مي شود و در سيستم از آن به منظور ارتباط قطعاتي مانند cdwriter ، CD-ROM ، HDD و ... استفاده مي شود . در سيستمهاي امروزي به طور معمول دو كانكتور IDE براي برقراري ارتباط بين 4 وسيله جانبي وجود دارد ولي در پاره اي سيستم ها تعداد اين كانكتورها 4 مورد مي باشد ، دو كانكتور به عنوان IDE ، و دو كانكتور اضافي براي استفاده تحت عنوان RAID يا ATA 133,ATA 100 .

همانطور كه مي دانيم با استفاده از كانكتورهاي IDE ي موجود روي مادر برد امكان استفاده از حداكثر دو دستگاه بر روي هر كانكتور وجود دارد .RAID تكنولوژي است كه امكاناتي نظير افزايش سرعت , Back up گيري همزمان روي يك يا چند درايو و … در اختيار كاربر قرار مي دهد . براي هر كدام از آرايشهاي ممكن هنگام استفاده از دو يا چند هارديسك , نسخه هاي متفاوت RAID مطرح مي شود به عنوان مثال : RAID1 , RAID0 و….

در اين مقاله سعي داريم كه به نسخه هاي متفاوت RAID نگاهي نزديكتر و دقيق تر بيا ندازيم .

[rezalaghaian]

RAID0 : ذخيره سازي روي چند ديسك بدون كنترل خطا

مزايا و مشخصات :
- داده ها به بلوكهايي تبديل مي شوند و هر بلوك در هارد ديسك مجزا ذخيره مي شود.
- باعث بالا رفتن كارايي سيستم I/O مي گردد چرا كه بار ترافيكي نقل و انتقالات بين چندين كانال مجزا تقسيم مي شود.
- بالارفتن كارايي بدليل وجود كنترلرهاي مختلفي كه عمل كنترل ترافيك را به عهده مي گيرند (افزايش سرعت)
- طراحي بسيار ساده ( زيرا مدار محاسبه Parity وجود ندارد )
- عدم پرداختن به محاسبات مربوطه به Parity وكنترل خطا (افزايش سرعت به دليل عدم پرداختن به محاسبات مربوط به Parity )
معايب :
- عدم استفاده از Parity .(هيچ گونه كد تشخيص و تصحيح خطا در اين نوع RAID وجود ندارد ).
- از كار افتادن يك درايو باعث از دست رفتن كليه اطلاعات خواهد شد.
- عدم كارايي در محيطهاي حساس به حفظ داده ها

موارد استفاده :
- ميكس و پردازش تصاوير ويديويي (ميكس و مونتاژ ).
- واژه پردازي (نرم افزارهاي تايپ و... )
- كارهايي كه نياز به سرعت بالا دارد.

[rezalaghaian]

Backup : RAID1 گيري همزمان داده ها به منظور Mirroring و Duplexing

Mirroning : كپي برداري هم زمان روي دو درايو
Duplexing : زماني است كه يكي از درايوها دچار مشكل شود و درايو سالمي را جايگزين نماييم سپس داده ها را روي درايو سالم كپي كنيم .
مزايا و مشخصات :
-هنگام سيكل نوشتن , گويي اطلاعات روي يك ديسك نوشته مي شود (در صورتيكه عملأ بر روي
دو ديسك نوشته مي شود . مانند RAID0 ) ولي عمل خواندن , ازهر دوديسك انجام مي شود ( كاهش ترافيك گذرگاه - نوشتن بر روي هر دو ديسك ولي خواندن مجزا )
- قابليت برگرداندن %100 داده ها هنگام بروز مشكل براي يك ديسك .
- در نرخ انتقالات داده تغيير محسوسي نداريم. (يعني وجود دو ديسك تفاوتي با يك ديسك ندارد ) .
- در شرايط خاص RAID1, توانايي تحمل خرابي بيش از يك ديسك را نيز دارد .
- ساده ترين طراحي در تكنولوژي RAID (مدار مربوط به Parity وجود ندارد )

معايب :
- بيشترين تعداد هارد ديسك در ميان انواع RAID (بسته به انتخاب User )
- هزينه بالا

[rezalaghaian]

RAID2 : داراي خاصيت ECC با استفاده از كد همينگ
مزايا و مشخصات :
- تصحيح خطاي بسيار سريع
- مناسب براي انتقال اطلاعات

معايب :
- طراحي بسيار يچيده كه با صدمه ديدن يك ديسك دچار مشكل مي شود .
- نامناسب در ديد تجاري (تعداد زياد درايوها )
كد همينگ :
يكي از روشهاي محاسبه و كنترل خطا در سيستمهاي ديجيتال مي باشد . انواع روشها براي كنترل ترافيك داده هاي ديجيتال وجود دارد به عنوان مثال Parity haming code ,… كه مجموعه اين روشها را ECC مي نامند . (Error Checking and Correcting)

[rezalaghaian]

RAID3 : انتقال موازي با استفاده از خاصيت Parity
مزايا و مشخصات :
- سيكل خواندن و نوشتن بسيار سريع .

معايب :
- طراحي بسيار پيچيده كه با صدمه ديدن يك ديسك مجموعه دچار مشكل مي شود .

كاربرد :
- ميكس و مونتاژ تصوير
- ويرايش تصوير مانند RAID0

[rezalaghaian]

RAID4 : ديسك هاي داده مجزا ديسك مربوط به Parity مشترك

مزايا و مشخصات :
- سيكل خواندن بسيار سريع ( ترافيك كمتر در گذرگاه)

معايب :
- پيچيدگي بسيار بالا در طراحي مدار كنترلي مشكل در برگرداندن داده ها هنگام بروز اشكال در يك ديسك ( چرا كه داده ها روي ديسكها توزيع شده است )

[rezalaghaian]

RAID5 : ديسك هاي داده مجزا و Parity توزيع شده در ديسكهاي Data

مزايا و مشخصات :
- در اين نوع به حداقل 3 درايو ديسك سخت نياز داريم .
- تك تك بلوك هاي داده روي ديسك ها نوشته مي شوند و Parity مربوط به هر بلوك نيز داخل هارد مربوط ذخيره مي گردد.
- سيكل خواندن بسيار سريع (ترافيك كمتر در گذرگاه )
- سيكل نوشتن متوسط (محاسبات مربوط به Parity )
- قابليت و اطمينان بالا (وجود ECC )

معايب :
- خرابي در يك ديسك در خروجي تاثير ندارد.
- طراحي پيچيده مدار كنترلي
- مشكل در برگرداندن داده ها هنگام بروز اشكال

كاربرد :
- در سيستمهاي Server و بانكهاي اطلاعاتي ISPها

[rezalaghaian]

RAID6 : ديسكهاي داده ها مجزا با دو Parity توزيع شده مجزا

مزايا و مشخصات :
- RAID6 در واقع نسخه پيشرفته RAID5 مي باشد كه تصحيح و كنترل خطا را بهبود مي بخشد . اين ويرايش RAID اطمينان و توانايي بالا در زمينه data storage فراهم مي كند .
- بهترين انتخاب براي كاربردهاي بحراني و حساس

معايب :
- طراحي مدار كنترلي بسيار پيشرفته و پيچيده .
- سيكل نوشتن بسيار كند ( دوبار محاسبه مربوط به Parity )
- نياز به N+2 درايو ديسك سخت . بدليل دارا بودن حالت Parity دو بعدي . ( N تعداد ديسكهاي سخت در حالت معمولي )
- ادغام اطمينان بالا با قابليت بالا

[rezalaghaian]

RAID7 : نقل وانتقال بهينه شده غير همزمان به منظوردستيابي به نرخ انتقال بسيار سريع

مزايا و مشخصات :
- نقل و انتقال غير همزمان و داراي كنترلگرهاي مستقل.
- درايو مجزا براي ذخيره كردن اطلاعات مربوط بهParity
- برخورداري از سيستم Open System و استفاده از گذرگاهSCSI
- گذرگاه Cache داخلي با سرعت بالا (X-bus )
- ديسك هاي خواندن و نوشتن از امكان Choching استفاده ميكنند.
- تكنولوژي مدار توليد Parity تا حدودي با ساير انواع Raid تفاوت دارد .
-امكان Hot Swaping

Open system :
به سيستمي اطلاق مي شود كه قابليت سازگاري با سخت افزارها و نرم افزارهاي مختلف را داشته باشد و امكان كاركردن در سيستمهاي مختلف را به راحتي داشته باشد .

[rezalaghaian]

RAID10 : اين Raid حداقل به 4 دستگاه هارديسك نياز دارد

مزايا و مشخصات :
- عمل تكه تكه كردن بلوكهاي داده همانند Raid1 انجام مي پذيرد .
- تصحيح و كنترل خطا نيز مانند Raid2 مي باشد .
- نرخ انتقال بالا
- در شرايط معين , امكان تحمل خرابي چند ديسك در اين نوع RAID وجود دارد .

معايب :
- بسيار گران قيمت
- منبع تغذيه حتمأ بايد متصل به ups باشد .
- جابجايي درايوها بايد به صورت موازي انجام گيرد .
- سيستمهاي Server و بانكهاي اطلاعاتي .

RAID53 : نرخ انتقال بالا همراه با قابليت انتقال مناسب

مشخصات و مزايا :
-اين آرايه RAID حداقل به 5 دستگاه ديسك سخت نياز دارد .
- RAID53 در واقع بايد RAID03 نلميده شود زيرا عمل Striping آن همانند RAID0 بوده و Segment بندي آن نيز مانند RAID3 مي باشد.
- تحمل خطاي آن مانند RAID3 مي باشد.
- نسبت به RAID3 داراي نرخ انتقال بسيار بهتري مي باشد.

معايب :
- قيمت بالا
- همه ديسك ها بايد با همديگر سنكرون شوند كه انتخاب نوع و مدل درايو را محدود مي سازد .
- Stripe كردن در سطح بايتها نهايتأ در محاسبه ظرفيت فرمت شده تأثير منفي مي گذارد .

[rezalaghaian]

RAID 0+1 : نرخ انتقال داده بهينه

مزايا و مشخصات :
- حداقل به 4 دستگاه هارديسك نياز دارد .
- RAID 0+1 به عنوان آرايه آينه اي نيز معروف است با اين تفاوت كه قطعات داده ها يا Segment ها طبق استراتژي RAID0 ايجاد شده اند .
- تحمل خطاي اين نوع آرايه مانند RAID5 مي باشد .
- نرخ انتقال بالا .
- بهترين انتخاب براي سيستمهايي كه به كارايي بالا بدون توجه به حداكثر اطمينان نياز داشته باشند .

معايب :
- RAID 0+1 نبايد با RAID10 اشتباه گرفته شود . كوچكترين مشكل در عملكرد يك درايو , آرايه را به مدل RAID0 تبديل خواهد كرد .
- قيمت بسيار بالا
- جابجايي درايوها بايد به صورت موازي انجام گيرد .

كاربرد :
- پردازشهاي تصويري و fileserever هاي عمومي

[rezalaghaian]

نتيجه گيري :

همانطور كه مشخص شد ، استفاده ازRAID براي مقاصد معين مي باشد و در كاربردهاي عادي و روزمره كارايي چشمگيري را به سيستم PC اضافه نمي كند . به عنوان مثال امكان استفاده از CD-ROM و Rewriter روي اين كانكتورها وجود ندارد .بنابراين هنگام استفاده از RAID ابتدا هدف و مورد استفاده خود را مشخص كنيد سپس RAID مناسب را انتخاب نماييد.