RAID چیست؟

گذرگاه IDE در طبقه بندی گذرگاههای سیستم ، جزء گذرگاههای خارجی محسوب می شود و در سیستم از آن به منظور ارتباط قطعاتی مانند Rewriter ، CD-ROM ، HDD و … استفاده می شود . در سیستمهای امروزی به طور معمول دو کانکتور IDE برای برقراری ارتباط بین ۴ وسیله جانبی وجود دارد ولی در پاره ای سیستم ها تعداد این کانکتورها ۴ مورد می باشد ، دو کانکتور به عنوان IDE ، و دو کانکتور اضافی برای استفاده تحت عنوان RAID یا ATA ۱۳۳,ATA ۱۰۰ .
همانطور که می دانیم با استفاده از کانکتورهای IDE ی موجود روی مادر برد امکان استفاده از حداکثر دو دستگاه بر روی هر کانکتور وجود دارد .RAID تکنولوژی است که امکاناتی نظیر افزایش سرعت , Back up گیری همزمان روی یک یا چند درایو و … در اختیار کاربر قرار می دهد . برای هر کدام از آرایشهای ممکن هنگام استفاده از دو یا چند هاردیسک , نسخه های متفاوت RAID مطرح می شود به عنوان مثال : RAID۱ , RAID۰ و….
در این مقاله سعی داریم که به نسخه های متفاوت RAID نگاهی نزدیکتر و دقیق تر بیا ندازیم .

RAID۰ : ذخیره سازی روی چند دیسک بدون کنترل خطا

مزایا و مشخصات :

- داده ها به بلوکهایی تبدیل می شوند و هر بلوک در هارد دیسک مجزا ذخیره می شود.
- باعث بالا رفتن کارایی سیستم I/O می گردد چرا که بار ترافیکی نقل و انتقالات بین چندین کانال مجزا تقسیم می شود.
- بالارفتن کارایی بدلیل وجود کنترلرهای مختلفی که عمل کنترل ترافیک را به عهده می گیرند (افزایش سرعت)
- طراحی بسیار ساده ( زیرا مدار محاسبه Parity وجود ندارد )
- عدم پرداختن به محاسبات مربوطه به Parity وکنترل خطا (افزایش سرعت به دلیل عدم پرداختن به محاسبات مربوط به Parity )

معایب :

- عدم استفاده از Parity .(هیچ گونه کد تشخیص و تصحیح خطا در این نوع RAID وجود ندارد ).
- از کار افتادن یک درایو باعث از دست رفتن کلیه اطلاعات خواهد شد.
- عدم کارایی در محیطهای حساس به حفظ داده ها

موارد استفاده :

- میکس و پردازش تصاویر ویدیویی (میکس و مونتاژ ).
- واژه پردازی (نرم افزارهای تایپ و… )
- کارهایی که نیاز به سرعت بالا دارد.

Backup : RAID۱ گیری همزمان داده ها به منظور Mirroring و Duplexing

Mirroning : کپی برداری هم زمان روی دو درایو
Duplexing : زمانی است که یکی از درایوها دچار مشکل شود و درایو سالمی را جایگزین نماییم سپس داده ها را روی درایو سالم کپی کنیم .

مزایا و مشخصات :

-هنگام سیکل نوشتن , گویی اطلاعات روی یک دیسک نوشته می شود (در صورتیکه عملأ بر روی
دو دیسک نوشته می شود . مانند RAID۰ ) ولی عمل خواندن , ازهر دودیسک انجام می شود ( کاهش ترافیک گذرگاه - نوشتن بر روی هر دو دیسک ولی خواندن مجزا )
- قابلیت برگرداندن %۱۰۰ داده ها هنگام بروز مشکل برای یک دیسک .
- در نرخ انتقالات داده تغییر محسوسی نداریم. (یعنی وجود دو دیسک تفاوتی با یک دیسک ندارد ) .
- در شرایط خاص RAID۱, توانایی تحمل خرابی بیش از یک دیسک را نیز دارد .
- ساده ترین طراحی در تکنولوژی RAID (مدار مربوط به Parity وجود ندارد )

معایب :

- بیشترین تعداد هارد دیسک در میان انواع RAID (بسته به انتخاب User )
- هزینه بالا

RAID۲ : دارای خاصیت ECC با استفاده از کد همینگ

مزایا و مشخصات :

- تصحیح خطای بسیار سریع
- مناسب برای انتقال اطلاعات

معایب :

- طراحی بسیار یچیده که با صدمه دیدن یک دیسک دچار مشکل می شود .
- نامناسب در دید تجاری (تعداد زیاد درایوها )

کد همینگ :

یکی از روشهای محاسبه و کنترل خطا در سیستمهای دیجیتال می باشد . انواع روشها برای کنترل ترافیک داده های دیجیتال وجود دارد به عنوان مثال Parity haming code ,… که مجموعه این روشها را ECC می نامند . (Error Checking and Correcting)
RAID۳ : انتقال موازی با استفاده از خاصیت Parity

مزایا و مشخصات :

- سیکل خواندن و نوشتن بسیار سریع .

معایب :

- طراحی بسیار پیچیده که با صدمه دیدن یک دیسک مجموعه دچار مشکل می شود .

کاربرد :

- میکس و مونتاژ تصویر
- ویرایش تصویر مانند RAID۰

RAID۴ : دیسک های داده مجزا دیسک مربوط به Parity مشترک

مزایا و مشخصات :

- سیکل خواندن بسیار سریع ( ترافیک کمتر در گذرگاه)

معایب :

- پیچیدگی بسیار بالا در طراحی مدار کنترلی مشکل در برگرداندن داده ها هنگام بروز اشکال در یک دیسک ( چرا که داده ها روی دیسکها توزیع شده است )

RAID۵ : دیسک های داده مجزا و Parity توزیع شده در دیسکهای Data

مزایا و مشخصات :

- در این نوع به حداقل ۳ درایو دیسک سخت نیاز داریم .
- تک تک بلوک های داده روی دیسک ها نوشته می شوند و Parity مربوط به هر بلوک نیز داخل هارد مربوط ذخیره می گردد.
- سیکل خواندن بسیار سریع (ترافیک کمتر در گذرگاه )
- سیکل نوشتن متوسط (محاسبات مربوط به Parity )
- قابلیت و اطمینان بالا (وجود ECC )

معایب :

- خرابی در یک دیسک در خروجی تاثیر ندارد.
- طراحی پیچیده مدار کنترلی
- مشکل در برگرداندن داده ها هنگام بروز اشکال

کاربرد :

- در سیستمهای Server و بانکهای اطلاعاتی ISPها

RAID۶ : دیسکهای داده ها مجزا با دو Parity توزیع شده مجزا

مزایا و مشخصات :

- RAID۶ در واقع نسخه پیشرفته RAID۵ می باشد که تصحیح و کنترل خطا را بهبود می بخشد . این ویرایش RAID اطمینان و توانایی بالا در زمینه data storage فراهم می کند .
- بهترین انتخاب برای کاربردهای بحرانی و حساس

معایب :

- طراحی مدار کنترلی بسیار پیشرفته و پیچیده .
- سیکل نوشتن بسیار کند ( دوبار محاسبه مربوط به Parity )
- نیاز به N+۲ درایو دیسک سخت . بدلیل دارا بودن حالت Parity دو بعدی . ( N تعداد دیسکهای سخت در حالت معمولی )
- ادغام اطمینان بالا با قابلیت بالا

RAID۷ : نقل وانتقال بهینه شده غیر همزمان به منظوردستیابی به نرخ انتقال بسیار سریع

مزایا و مشخصات :

- نقل و انتقال غیر همزمان و دارای کنترلگرهای مستقل.
- درایو مجزا برای ذخیره کردن اطلاعات مربوط بهParity
- برخورداری از سیستم Open System و استفاده از گذرگاهSCSI
- گذرگاه Cache داخلی با سرعت بالا (X-bus )
- دیسک های خواندن و نوشتن از امکان Choching استفاده میکنند.
- تکنولوژی مدار تولید Parity تا حدودی با سایر انواع Raid تفاوت دارد .
-امکان Hot Swaping
Open system :
به سیستمی اطلاق می شود که قابلیت سازگاری با سخت افزارها و نرم افزارهای مختلف را داشته باشد و امکان کارکردن در سیستمهای مختلف را به راحتی داشته باشد .

RAID۱۰ : این Raid حداقل به ۴ دستگاه هاردیسک نیاز دارد

مزایا و مشخصات :

- عمل تکه تکه کردن بلوکهای داده همانند Raid۱ انجام می پذیرد .
- تصحیح و کنترل خطا نیز مانند Raid۲ می باشد .
- نرخ انتقال بالا
- در شرایط معین , امکان تحمل خرابی چند دیسک در این نوع RAID وجود دارد .

معایب :

- بسیار گران قیمت
- منبع تغذیه حتمأ باید متصل به ups باشد .
- جابجایی درایوها باید به صورت موازی انجام گیرد .
- سیستمهای Server و بانکهای اطلاعاتی .

RAID۵۳ : نرخ انتقال بالا همراه با قابلیت انتقال مناسب

مشخصات و مزایا :

-این آرایه RAID حداقل به ۵ دستگاه دیسک سخت نیاز دارد .
- RAID۵۳ در واقع باید RAID۰۳ نلمیده شود زیرا عمل Striping آن همانند RAID۰ بوده و Segment بندی آن نیز مانند RAID۳ می باشد.
- تحمل خطای آن مانند RAID۳ می باشد.
- نسبت به RAID۳ دارای نرخ انتقال بسیار بهتری می باشد.

معایب :

- قیمت بالا
- همه دیسک ها باید با همدیگر سنکرون شوند که انتخاب نوع و مدل درایو را محدود می سازد .
- Stripe کردن در سطح بایتها نهایتأ در محاسبه ظرفیت فرمت شده تأثیر منفی می گذارد .

RAID ۰+۱ : نرخ انتقال داده بهینه

مزایا و مشخصات :

- حداقل به ۴ دستگاه هاردیسک نیاز دارد .
- RAID ۰+۱ به عنوان آرایه آینه ای نیز معروف است با این تفاوت که قطعات داده ها یا Segment ها طبق استراتژی RAID۰ ایجاد شده اند .
- تحمل خطای این نوع آرایه مانند RAID۵ می باشد .
- نرخ انتقال بالا .
- بهترین انتخاب برای سیستمهایی که به کارایی بالا بدون توجه به حداکثر اطمینان نیاز داشته باشند .

معایب :

- RAID ۰+۱ نباید با RAID۱۰ اشتباه گرفته شود . کوچکترین مشکل در عملکرد یک درایو , آرایه را به مدل RAID۰ تبدیل خواهد کرد .
- قیمت بسیار بالا
- جابجایی درایوها باید به صورت موازی انجام گیرد .

کاربرد :

- پردازشهای تصویری و serever های عمومی .
نتیجه گیری :
همانطور که مشخص شد ، استفاده ازRAID برای مقاصد معین می باشد و در کاربردهای عادی و روزمره کارایی چشمگیری را به سیستم PC اضافه نمی کند . به عنوان مثال امکان استفاده از CD-ROM و Rewriter روی این کانکتورها وجود ندارد .بنابراین هنگام استفاده از RAID ابتدا هدف و مورد استفاده خود را مشخص کنید سپس RAID مناسب را انتخاب نمایید.
منبع:http://www.academist.ir /س