دوستان در مقالات قبلی تلاش کردیم درباره قطعات ذخیره سازی در سرورهای اچ پی اطلاعات مفیدی را برای شما منتقل کنیم و انواع درایوهای ذخیره‌سازی و دسته بندی و نقاط قوط و ضعف هر کدام تشریح شد و مفهوم RAID هم چندین بار توضیح داده شده اما یکی از مواردی که مدیران IT را همیشه درباره انتخاب آن شاید دچار مشکل شوند انتخاب RAID مناسب جهت گروه بندی درایوهای ذخیره‌سازی سرور یا دستگاه ذخیره‌سازشان می‌باشد.
آشنائی با انواع RAID و نحوه انتخاب درست آن‌ها
چرا استفاده از RAID در سرورها ضروری است؟
برای درک اهمیت RAID، ابتدا تصور کنیم که سروری بدون این فناوری در حال فعالیت است. در چنین شرایطی، چند پرسش کلیدی مطرح می‌شود:
- سؤال اول: اگر سرور فقط یک هارد داشته باشد و ۲۰۰ کاربر هم‌زمان از آن استفاده کنند، آیا این هارد توان پاسخ‌گویی به حجم درخواست‌ها را دارد؟
- سؤال دوم: اگر ظرفیت هارد سرور در حال پر شدن باشد یا حتی بیشترین ظرفیت موجود در بازار (مثلاً ۲۰ ترابایت) پاسخ‌گوی حجم اطلاعات ما نباشد، چه راهکاری وجود دارد؟
- سؤال سوم: اگر هارد سرور دچار خرابی یا سوختگی شود، چه بر سر اطلاعات حیاتی سازمان خواهد آمد؟
این پرسش‌ها دغدغه بسیاری از سازمان‌هاست و پاسخ به آن‌ها، دلیل اصلی پیدایش فناوری RAID است. RAID (Redundant Array of Independent Disks) یا آرایه‌ای از دیسک‌های مستقل، راهکاری است برای افزایش عملکرد، ارتقاء ظرفیت ذخیره‌سازی و محافظت از اطلاعات در برابر خرابی سخت‌افزاری.
با استفاده از RAID، می‌توان چند دیسک را به‌صورت گروهی به کار گرفت تا:
- سرعت خواندن و نوشتن داده‌ها به‌طور چشمگیری افزایش یابد
- ظرفیت ذخیره‌سازی به‌صورت تجمیعی در اختیار سیستم قرار گیرد
- امنیت اطلاعات با مکانیزم‌های پشتیبان‌گیری و افزونگی تضمین شود
برای مثال، در RAID 5 حتی اگر یکی از دیسک‌ها خراب شود، اطلاعات کل آرایه از بین نمی‌رود و قابل بازیابی خواهد بود. به همین دلیل، RAID به یکی از اجزای حیاتی در زیرساخت‌های سروری تبدیل شده است.
در اینجا انواع RAIDها معرفی می‌شوند و نقاط قوت و ضعف هر کدام تشریح خواهد شد. پر استفاده‌ترین RAIDها موارد ذیل می‌باشند
RAID 0، حداکثر سرعت، حداقل ایمنی
RAID 0 یکی از ساده‌ترین و سریع‌ترین انواع RAID است که برای راه‌اندازی آن حداقل به یک دیسک نیاز داریم. تعداد دیسک‌های قابل پشتیبانی در این نوع RAID بسته به برند و کنترلر سرور متفاوت است.
در RAID 0، ظرفیت تمام دیسک‌های مشارکت‌کننده به‌طور کامل قابل استفاده است. به‌عنوان مثال، اگر سه هارد ۱ ترابایتی داشته باشیم، مجموعاً به فضای ۳ ترابایت دسترسی خواهیم داشت. هنگام نوشتن اطلاعات، داده‌ها به‌صورت نواری (Striped) بین همه دیسک‌ها تقسیم می‌شوند. این روش ذخیره‌سازی مزایا و معایب خاص خود را دارد:
- مزیت: عملکرد نوشتن بسیار بالا؛ RAID 0 یکی از سریع‌ترین گزینه‌ها برای عملیات Write محسوب می‌شود.
- عیب: در صورت خرابی حتی یکی از دیسک‌ها، کل اطلاعات از بین خواهد رفت.
- محدودیت: امکان تعریف دیسک یدک (Spare) در این نوع RAID وجود ندارد.
چه زمانی RAID 0 انتخاب مناسبی است؟
RAID 0 برای سازمان‌هایی مناسب است که:
- نیاز به استفاده کامل از ظرفیت ذخیره‌سازی دارند
- امنیت داده‌ها در اولویت نیست و اطلاعات قابل بازیابی یا کم‌اهمیت‌اند
- عملکرد نوشتن با سرعت بالا برایشان اهمیت حیاتی دارد (مانند پردازش‌های گرافیکی یا ویرایش ویدئو)
RAID 1، آینه‌ای برای امنیت داده‌ها
RAID 1 یکی از مطمئن‌ترین روش‌های ذخیره‌سازی است که برای راه‌اندازی آن حداقل به دو دیسک یا SSD نیاز داریم. بسته به نوع دستگاه، برند و محدودیت‌های کنترلر، امکان استفاده از دو یا سه دیسک در این نوع RAID وجود دارد.
در این ساختار، اطلاعات به‌صورت آینه‌ای (Mirror) روی تمام دیسک‌های مشارکت‌کننده نوشته می‌شود. به‌عنوان مثال، اگر دو دیسک ۱ ترابایتی را در RAID 1 قرار دهیم، تنها ۱ ترابایت فضای قابل استفاده خواهیم داشت، زیرا داده‌ها به‌طور کامل روی هر دو دیسک ذخیره می‌شوند.
ویژگی‌های کلیدی RAID 1 عبارت‌اند از:
- ایمنی بالا: تا زمانی که حداقل یکی از دیسک‌ها سالم باشد، اطلاعات قابل دسترسی خواهد بود؛ فرقی نمی‌کند کدام دیسک دچار خرابی شود.
- پشتیبانی از دیسک یدک (Spare): به دلیل قابلیت تحمل خرابی، می‌توان دیسک یدکی برای افزایش پایداری سیستم تعریف کرد.
- عملکرد: سرعت نوشتن در RAID 1 نسبتاً پایین است، اما سرعت خواندن متوسط و قابل قبول است.
چه زمانی RAID 1 انتخاب مناسبی است؟
RAID 1 برای سازمان‌هایی مناسب است که:
- امنیت داده‌ها برایشان اولویت دارد
- تعداد دیسک‌های محدودی در اختیار دارند
- سرعت نوشتن بالا نیاز ندارند، اما خواندن با سرعت متوسط کافی است
- به دنبال راه‌حلی مطمئن برای نصب سیستم‌عامل یا دیسک بوت هستند
RAID 10، ترکیبی از سرعت و ایمنی
RAID 10 که با نام RAID 1+0 نیز شناخته می‌شود، ترکیبی از دو سطح RAID محبوب یعنی RAID 1 و RAID 0 است. برای راه‌اندازی این نوع RAID، حداقل به ۴ دیسک یا SSD نیاز داریم و تعداد دیسک‌ها باید زوج باشد. حداکثر تعداد دیسک قابل استفاده نیز به نوع دستگاه، برند و مدل کنترلر بستگی دارد.
در این ساختار، دیسک‌ها ابتدا به‌صورت جفتی در RAID 1 (آینه‌ای) قرار می‌گیرند و سپس این جفت‌ها با هم در RAID 0 (نواری) ترکیب می‌شوند. به‌عنوان مثال، در RAID 10 با چهار دیسک، دو جفت RAID 1 تشکیل می‌شود و سپس این دو جفت به‌صورت RAID 0 با هم ترکیب می‌شوند.
عملکرد و تحمل خطا
RAID 10 با بهره‌گیری از مزایای هر دو سطح RAID، عملکرد خواندن عالی RAID 1 و سرعت نوشتن بالای RAID 0 را به‌طور هم‌زمان ارائه می‌دهد. این ترکیب باعث می‌شود RAID 10 یکی از بهترین گزینه‌ها برای محیط‌هایی باشد که به سرعت و ایمنی هم‌زمان نیاز دارند.
از نظر تحمل خطا، اگر تعداد دیسک‌ها را n در نظر بگیریم، RAID 10 می‌تواند تا n/2 دیسک خراب را تحمل کند؛ البته به شرطی که در هر جفت RAID 1 فقط یکی از دیسک‌ها دچار خرابی شود. اگر هر دو دیسک یک جفت RAID 1 خراب شوند، کل آرایه RAID 10 از دست خواهد رفت. به همین دلیل، استفاده از دیسک یدکی (Spare) در این نوع RAID توصیه می‌شود.
محدودیت ظرفیت
یکی از نقاط ضعف RAID 10، کاهش ظرفیت قابل استفاده است. تنها نیمی از ظرفیت کل دیسک‌ها در دسترس خواهد بود. برای مثال، اگر چهار دیسک ۱ ترابایتی داشته باشیم، فقط ۲ ترابایت فضای ذخیره‌سازی قابل استفاده خواهد بود.
موارد کاربرد RAID 10
RAID 10 گزینه‌ای مناسب برای سازمان‌هایی است که:
- حداقل ۴ دیسک یا SSD در اختیار دارند
- به عملکرد بالا در خواندن و نوشتن هم‌زمان نیاز دارند
- امنیت داده‌ها برایشان در سطح متوسط اهمیت دارد
- استفاده کامل از ظرفیت دیسک‌ها اولویت اصلی نیست
- بودجه کافی برای پیاده‌سازی این ساختار را در نظر گرفته‌اند
RAID 5 چیست؟
RAID 5 یکی از پرکاربردترین روش‌های ذخیره‌سازی داده‌ها در سازمان‌هاست که ترکیبی از عملکرد مناسب، امنیت قابل قبول و بهره‌وری از فضای دیسک‌ها را ارائه می‌دهد.
ویژگی‌های اصلی RAID 5:
- برای راه‌اندازی به حداقل سه دیسک نیاز دارد.
- بسته به نوع کنترلر (مثلاً در سرورهای HPE)، حداکثر تعداد دیسک‌ها می‌تواند تا ۱۴ عدد باشد.
- تعداد دیسک‌ها می‌تواند زوج یا فرد باشد و محدودیتی از این نظر وجود ندارد.
- در صورت خرابی یک دیسک، اطلاعات از طریق Parity قابل بازیابی است؛ یعنی RAID 5 توان تحمل یک خرابی را دارد، فارغ از تعداد دیسک‌ها.
- برای افزایش امنیت داده‌ها، از مفهوم Parity استفاده می‌شود که به‌صورت موازی بین دیسک‌ها توزیع می‌گردد. اگر تعداد دیسک‌ها n عدد باشد، حدود 1/n از فضای هر دیسک صرف ذخیره Parity خواهد شد.
- عملکرد خواندن (Read) در RAID 5 متوسط است، اما عملکرد نوشتن (Write) نسبت به RAIDهای دیگر ضعیف‌تر است. البته اگر از کنترلرهای سخت‌افزاری مجهز به کش و باتری استفاده شود، این ضعف تا حدی جبران می‌شود.
- به دلیل توزیع Parity روی همه دیسک‌ها، مهم نیست کدام دیسک خراب شود؛ تا زمانی که فقط یک دیسک از کار بیفتد، اطلاعات قابل بازیابی خواهد بود.
- با افزودن یک دیسک Spare (ذخیره)، می‌توان امنیت سیستم را افزایش داد و در صورت خرابی، دیسک جایگزین به‌طور خودکار وارد مدار می‌شود.
کاربردهای رایج RAID 5
RAID 5 معمولاً در سناریوهایی به کار می‌رود که شرایط زیر برقرار باشد:
- سیستم دارای حداقل سه دیسک باشد.
- سازمان به عملکرد خواندن متوسط و نوشتن نسبتاً ضعیف (در صورت عدم استفاده از کنترلر سخت‌افزاری) رضایت دهد.
- نیاز به امنیت متوسط تا خوب داشته باشد.
- تمام ظرفیت دیسک‌ها مورد نیاز نباشد؛ چرا که بخشی از فضا صرف ذخیره Parity می‌شود.
- کنترلر RAID از نوع RAID 5 را پشتیبانی کند.
کاربردهای رایج RAID 6
RAID 6 معمولاً در شرایطی استفاده می‌شود که امنیت داده‌ها اولویت اصلی باشد و سازمان حاضر باشد در ازای آن، بخشی از ظرفیت و سرعت را قربانی کند:
- سیستم دارای حداقل ۴ دیسک باشد.
- امنیت بالا مورد نیاز باشد، به‌ویژه برای سرویس‌هایی که باید بدون توقف و در تمام ساعات شبانه‌روز فعال باشند.
- عملکرد خواندن و نوشتن بسیار بالا در اولویت نباشد.
- سازمان به کل ظرفیت دیسک‌ها نیاز نداشته باشد؛ چرا که فضای معادل دو دیسک صرف ذخیره Parity می‌شود.
- کنترلر RAID مورد استفاده، پشتیبانی کامل از RAID 6 داشته باشد.
RAID 6 چیست؟
RAID 6 یکی از امن‌ترین روش‌های ذخیره‌سازی داده‌هاست که با استفاده از دو لایه Parity، توانایی تحمل خرابی هم‌زمان دو دیسک را دارد. این ویژگی آن را به گزینه‌ای مناسب برای سرویس‌هایی تبدیل کرده که باید به‌صورت ۲۴ ساعته و بدون توقف در دسترس باشند.
ویژگی‌های اصلی RAID 6:
- برای راه‌اندازی به حداقل ۴ دیسک نیاز دارد.
- حداکثر تعداد دیسک‌ها بسته به نوع کنترلر RAID متفاوت است.
- تعداد دیسک‌ها می‌تواند زوج یا فرد باشد.
- RAID 6 توانایی تحمل خرابی هم‌زمان دو دیسک را دارد، فارغ از اینکه کدام دیسک‌ها دچار مشکل شوند.
- مانند RAID 5، در این مدل نیز از مفهوم Parity استفاده می‌شود، با این تفاوت که دو Parity به‌صورت موازی روی دیسک‌ها نوشته می‌شود. همین ویژگی باعث افزایش تحمل خطا تا دو دیسک شده است.
- عملکرد خواندن (Read) در RAID 6 متوسط است، اما عملکرد نوشتن (Write) به‌دلیل محاسبه و نوشتن دو Parity، ضعیف‌تر از سایر مدل‌هاست و آن را به یکی از کندترین RAIDها در زمینه نوشتن تبدیل می‌کند.
- با استفاده از کنترلرهای سخت‌افزاری مجهز به کش و باتری، عملکرد نوشتن می‌تواند تا ۴ برابر بهبود یابد.
RAID50
-
حداقل 4 عدد دیسک مورد نیاز است
-
دیسک‌ها 3 تا 3 تا با هم RAID5 می‌شوند و مجموع با هم RAID0 می‌شوند
-
هر گروه RAID5 قابلیت تحمل خطا تا یک عدد خرابی را دارند و اگر با 4 عدد دیسک RAID50 ساخته شده باشد تا 2 عدد خرابی تحمل می‌شود.
-
برای ساختن RAID50 بالاتر از 4 تا دیسک باید مضربی از 3 باشد یعنی 9 تا 12 تا و غیره
به عنوان مقال اگر 4 عدد دیسک یک ترابایتی با هم RAID50 شوند حدود 4 ترابایت فضا در اختیار خواهیم داشت.
-
این نوع RAID می‌تواند دیسک Spare را بپذیرد
-
مزایا و معایب RAID0 و RAID50 را به ارث می‌برد
-
RAID50 و RAID60 خیلی کمتر در سازمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند، شاید یکی از دلایل کندی Write و از دست دادن فضای زیادی در RAID بعلت داشتن Parityهای چندگانه می‌باشد.
RAID 60 چیست؟
RAID 60 ترکیبی از دو سطح RAID است: RAID 6 و RAID 0. این مدل با هدف افزایش امنیت و عملکرد طراحی شده و برای سازمان‌هایی مناسب است که هم به تحمل خطای بالا نیاز دارند و هم به سرعت قابل قبول.
ساختار و ویژگی‌ها:
- برای راه‌اندازی RAID 60 به حداقل ۸ دیسک نیاز است.
- دیسک‌ها به صورت گروه‌های ۴تایی ابتدا با RAID 6 پیکربندی می‌شوند، سپس این گروه‌ها با هم RAID 0 می‌شوند.
- هر گروه RAID 6 توانایی تحمل تا ۲ دیسک خراب را دارد. بنابراین اگر RAID 60 با ۸ دیسک ساخته شود، سیستم می‌تواند تا ۲ خرابی را بدون از دست رفتن اطلاعات تحمل کند.
- برای افزایش تعداد دیسک‌ها در RAID 60، باید از مضرب‌های عدد ۴ استفاده شود؛ مثلاً ۱۲، ۱۶، ۲۰ و به همین ترتیب.
- به عنوان نمونه، اگر ۸ دیسک یک ترابایتی در RAID 60 قرار گیرند، حدود ۴ ترابایت فضای قابل استفاده خواهید داشت؛ چرا که بخشی از فضا صرف ذخیره Parity در هر گروه RAID 6 می‌شود.
- این مدل قابلیت استفاده از دیسک Spare (ذخیره) را نیز دارد تا در صورت خرابی، به‌طور خودکار جایگزین شود.
- RAID 60 ترکیبی از مزایا و معایب RAID 0 و RAID 6 را به همراه دارد:
- از RAID 0: سرعت بالا در خواندن و نوشتن
- از RAID 6: امنیت بالا و تحمل خطای دوگانه در هر گروه
JBOD
این ویژگی به شرطی که توسط کنترلر پشتیبانی شود نوعی RAID نمی‌باشد، قابلیتی است که دیسک‌های نصب شده را بدون اینکه RAID شوند در اختیار سیستم عامل قرار می‌دهد. شرکت HPE به این قابلیت HBA Mode می‌گوید و در صورت فعال سازی آن کنترلر هیچ کنترلی برروی هاردها نخواهد داشت و اگر از قبل RAID تنظیم کرده باشید از دسترس خارج خواهد شد.
بعضی مواقع سیستم عامل‌ها قادر به شناسایی فضای ذخیره‌سازی مجازی (RAID) نمی باشد، در چنین مواقعی مجبوریم از این ویژگی استفاده کنیم . مثل سرویس Free NAS که فضای Logical را نمی‌تواند شناسایی کند.
امیدواریم این مقاله تا حدودی توانسته باشد راهنمایی لازم را درباره انتخاب RAID مناسب مجموعه شما انجام داده باشد
شرکت HPE در عکس و جدول ذیل بصورت خلاصه نسبت به اولویت‌های سازمان شما کمک می‌کند RAID مناسب را انتخاب کنید.
| Suggest RAID level | Also Important | Most important criterion |
|---|---|---|
| RAID 6 | Cost effectiveness | Fault tolerance |
| RAID 10 (ADM), RAID 1+0, RAID 50, RAID 60 | l/O performance | |
| RAID 6 | Fault tolerance | Cost effectiveness |
| RAID 5 (RAID 0 if fault tolerance is not required) | l/O performance | |
| RAID 5 (RAID 0 if fault tolerance is not required) | Cost effectiveness | l/O performance |
| RAID 10 (ADM), RAID 1+0, RAID 50, RAID 60 | Fault tolerance |
RAID بندی سرورهای اچ پی یکی از مهم‌ترین مراحل در راه‌اندازی زیرساخت‌های ذخیره‌سازی سازمانی است. با انتخاب صحیح نوع RAID، می‌توان عملکرد سرورهای HP را به‌طور چشمگیری افزایش داد و در عین حال امنیت داده‌ها را تضمین کرد. مدل‌های مختلفی مانند RAID 0، RAID 1، RAID 5، RAID 6 و RAID 10 در سرورهای اچ‌پی قابل پیاده‌سازی هستند که هرکدام مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارند. شناخت تفاوت‌ها و کاربردهای هر مدل، نقش کلیدی در بهره‌برداری بهینه از منابع سخت‌افزاری دارد.
در فرآیند RAID بندی سرورهای اچ پی، عواملی مانند تعداد دیسک‌ها، نوع اطلاعات ذخیره‌شده، نیاز به تحمل خطا و سرعت پردازش باید در نظر گرفته شوند. ابزارهای مدیریتی HP مانند Smart Array Controller و نرم‌افزارهای مربوطه، امکان پیکربندی دقیق و مانیتورینگ RAID را فراهم می‌کنند. با انتخاب مناسب‌ترین سطح RAID، نه‌تنها از خرابی‌های احتمالی جلوگیری می‌شود، بلکه عملکرد کلی شبکه نیز بهبود می‌یابد. این موضوع به‌ویژه برای دیتاسنترها و کسب‌وکارهایی با حجم بالای داده، اهمیت ویژه‌ای دارد.
1 دیدگاه. دیدگاه تازه ای بنویسید
[…] درایو ذخیره‌سازی و ویژگی‌های آن‌ها و همچنین تشریح انواع RAIDها در مقاله‌ای دیگر به تفضیل صحبت خواهیم کرد، در این […]