RAID چیست؟ بررسی مزایا، معایب و انواع تکنولوژی راید

RAID چیست؟ راید نوعی فناوری ذخیره‌سازی است که مانند گروه ارکستر عمل می‌کند. هر درایو در این فناوری مثل یک ساز است که همگی با هم برای ذخیره داده می‌نوازند. طوری‌که سیستم‌عامل همه آن‌ها را به‌عنوان یک منبع ذخیره به‌شمار می‌آورد. طبق آمار، احتمال خرابی حدود ۳۵ درصد از درایوهای سخت‌افزاری در طی سه سال اول استفاده بیشتر است. RAID به محافظت از داده‌‌ها در برابر خرابی درایو کمک می‌کند. اگر مشتاق هستید اطلاعات کاملی راجع به این فناوری کسب کنید، خواندن این مقاله از آموزش سرور بلاگ پارس پک کمکتان خواهد کرد. 

تکنولوژی RAID چیست؟

RAID مخفف عبارت Redundant Array of Independent Disks به معنای آرایه اضافی از دیسک‌های مستقل است که شیوه‌ای جدید از ذخیره‌سازی اطلاعات را فراهم کرده است که در آن با کنار هم قرار گرفتن چند هارد دیسک، یک هارد مستقل به‌وجود می‌آید.

برای درک پاسخ سوال «رید چیست» به زبان ساده می‌توان گفت یک تکنولوژی مجازی‌سازی برای ذخیره اطلاعات است. در تکنولوژی رید هارد دیسک‌ها به‌صورت سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری کنار هم قرار می‌گیرند و سطح مختلف تکنولوژی RAID را به‌وجود می‌آورند.

RAID چگونه کار می‌کند؟

اکنون که دریافتیم RAID چیست، در این بخش می‌خواهیم نحوه کار آن را بررسی کنیم. RAID با ترکیب چندین دیسک سخت، عملکرد ذخیره‌سازی را افزایش می‌دهد. زیرا بار خواندن و نوشتن را بین چندین دیسک تقسیم می‌کند. این امر باعث می‌شود داده‌ها سریع‌تر خوانده و نوشته شوند. اگر بخواهیم این مفهوم را ساده‌تر توضیح دهیم، می‌توان چنین گفت که تکنولوژی RAID با ترکیب فضای ذخیره‌سازی چندین دیسک، ظرفیت ذخیره‌سازی را افزایش می‌دهد.

نکته:

RAID مثل یک گروه موسیقی است. اگر یک نفر از گروه خارج شود، همه چیز خراب می‌شود.

کاربرد تکنولوژی RAID چیست؟

تکنولوژی RAID برای اهداف مختلف استفاده می‌شود. با استفاده از RAID اطلاعات شما به‌صورت کپی شده روی چندین درایو ذخیره می‌شوند. به این ترتیب، اگر یکی از درایوها خراب شود، نگرانی از بابت از دست رفتن اطلاعات نخواهید داشت. چون همچنان اطلاعاتتان در هارد دیگر در دسترس است. تکنولوژی RAID در طیف گسترده‌ای از کاربردها استفاده می‌شود، از جمله:

• سرورهای وب
• سرورهای پایگاه داده
• کامپیوترهای شخصی
• سیستم‌های ذخیره‌سازی ابری
• سیستم‌های ذخیره‌سازی بکاپ

همچنین، RAID برای افزایش سرعت و کارایی در ذخیره‌سازی اطلاعات نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ درنتیجه فایل‌ها و برنامه‌ها با سرعت بیشتری اجرا شوند.

بررسی مزایا و معایب استفاده از تکنولوژی راید 

برای راحتی درک مزایا و معایب تکنولوژی RAID، آن‌ها را در یک جدول آوردیم. با نگاهی به جدول زیر خواهید فهمید معایب و مزایای تکنولوژی RAID چیست.

دلایل استفاده از تکنولوژی RAID چیست؟

تکنولوژی RAID راهکاری عالی برای ذخیره‌سازی داده‌ها در محیط‌های مختلف است. به‌ویژه در مواردی که نیاز به عملکرد بهتر و امنیت و پایداری بالا دارید، تکنولوژی RAID حرفی برای گفتن دارد. در این قسمت برخی از دلایل استفاده از RAID را بررسی خواهیم کرد:

۱. امکان بازیابی سریع داده‌ها فراهم است

اگر یک درایو خراب شود و داده‌ها از بین بروند، RAID به شما کمک می‌کند تا داده‌های خود را سریع‌تر از همیشه بازیابی کنید. زیرا داده‌های شما در سایر درایوها نیز ذخیره شدند. اگر برای کسب‌وکار شما مهم است که همیشه به داده‌های خود دسترسی داشته باشید، RAID به شما کمک می‌کند تا سرعت کار خود را افزایش دهید.

۲. سرعت و اطمینان بیشتر در کار با فایل‌های بزرگ و داده‌های کلان

اگر با داده‌های کلان کار می‌کنید، RAID سرعت و قابلیت اطمینان بیشتری برای شما فراهم می‌کند. زیرا RAID داده‌ها را در چندین درایو توزیع می‌کند و به شما امکان می‌دهد تا همزمان آن‌ها را بخوانید و بنویسید.

۳. کاهش فشار بر سخت‌افزار فیزیکی و افزایش عملکرد کلی

در پاسخ به این سوال که «منظور از کاهش فشار سخت‌افزاری با استفاده از RAID چیست؟» باید بگوییم اگر قصد کاهش فشار سخت‌افزاری و افزایش عملکرد کلی سیستم‌عاملی را دارید، RAID با دیسک‌های اضافی خود به شما کمک می‌کند.

۴. رفع مشکلات مربوط به دیسک I/O

اگر با مشکلات مربوط به دیسک I/O مواجه هستید، RAID به شما کمک می‌کند تا سرعت انتقال داده‌ها را افزایش دهید. زیرا RAID داده‌ها را از چندین درایو می‌خواند و می‌نویسد، بنابراین نیازی نیست منتظر بمانید تا یک درایو برای انجام وظیفه خود آزاد شود.

۵. هزینه مناسب و مقرون‌به‌صرفه

هزینه یک آرایه RAID در حال حاضر کمتر از گذشته است. امروزه از درایورهای ارزان‌تر بیشتر استفاده می‌شود، بنابراین مقرون‌به‌صرفه‌تر است.

انواع تکنیک ذخیره‌سازی در RAID 

RAID از چهار تکنیک اساسی برای انجام وظیفه خود استفاده می‌کند:

۱. آینه‌کاری (Mirroring) 

منظور از تکنیک Mirroring در RAID چیست؟ در پاسخ به این سوال باید گفت در تکنیک Mirroring، اطلاعات به‌جای یک دیسک روی چندین دیسک کپی می‌شود. به‌این‌ترتیب، درصورت خرابی یک دیسک، نگرانی از بابت از دست دادن اطلاعات نخواهید داشت.

۲. نواربندی (Striping)

Striping در RAID چیست؟ تکنیک Striping اطلاعات را به‌صورت فضاهایی بین چندین دیسک تقسیم می‌کند. فضای ذخیره‌سازی هر درایو به واحد‌هایی با اندازه بین یک بخش ۵۱۲ بایتی تا چند مگابایت تقسیم می‌شود. این امر باعث می‌شود چندین درایو اصلی بتوانند به‌طور همزمان به داده‌ها دسترسی داشته باشند و خواندن و نوشتن را سریع‌تر کنند.

۳. تحمل خطا (Fault Tolerance)

تحمل خطا یک ویژگی اضافه شده به RAID ۵ یا RAID ۶ است که مقدار داده موجود در دو درایو را روی عضو سوم ذخیره می‌کند. در این تکنیک، یک مقدار محاسبه‌شده به نام بیت توازن (Parity) برای هر درایو در آرایه محاسبه می‌شود. اگر یک درایو خراب شود، می‌توان از Parity برای بازیابی داده‌های آن درایو استفاده کرد.

۴. ترکیب یا گسترش (Concatenation یا Spanning)

Concatenation یا Spanning یک تکنیک ساده است که در آن تعداد زیادی درایو به هم متصل می‌شوند تا یک واحد ذخیره‌سازی واحد ایجاد کنند. آنچه Concatenation انجام می‌دهد این است که داده‌ها را تا زمانی که پر شوند روی یک درایو می‌نویسد. سپس به نوشتن داده‌ها روی درایو بعدی ادامه می‌دهد. فرق این تکنیک با تکنیک قبلی این است که در اینجا هیچ Redundancy یا Parity ایجاد نمی‌شود. این یک تکنیک ایدئال است که در آن از چندین درایو با ظرفیت‌های ذخیره‌سازی مختلف برای ایجاد یک واحد ذخیره‌سازی بزرگ‌تر استفاده می‌شود.

انواع و سطوح RAID چیست؟ 

انواع و سطوح RAID شامل چندین حالت است که هرکدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. با خواندن این بخش متوجه می‌شود که منظور از RAID بندی چیست. در جدول زیر به برخی از معروف‌ترین انواع و سطوح RAID اشاره کردیم.

۱. تکنولوژی RAID ۰؛ ابتدایی‌ترین سطح RAID

RAID 0 مانند یک ماشین رالی سریع است، اما اگر یک چرخ خراب شود، همه چیز از بین می‌رود. در این حالت، داده‌ها به‌صورت موازی روی دو یا بیشتر از هارد دیسک‌ها ذخیره می‌شوند. این حالت عملکرد خواندن و نوشتن داده‌ها را بهبود می‌دهد اما هیچ پشتیبانی از بازیابی و امنیت برای اطلاعات فراهم نمی‌آورد.

۲. تکنولوژی RAID ۱؛ امن‌ترین سطح RAID 

منظور از اولین سطح در RAID چیست؟ در این سطح، داده‌ها به‌صورت کپی روی دو هارد دیسک مشابه ذخیره می‌شوند. این حالت امنیت بیشتری را فراهم می‌کند؛ زیرا هرگونه خرابی یکی از دیسک‌ها توسط دیسک دیگر تامین می‌شود.

۳. تکنولوژی RAID ۲؛ از انواع غیراستاندارد RAID

RAID ۲ در اصل یک نسخه پیشرفته‌تر از RAID ۰ است. RAID ۲ از روشی به نام «Bit-Level Striping» استفاده می‌کند که در آن اطلاعات به‌صورت بیت به بیت بین چندین درایو منتقل می‌شود. هر بیت اطلاعات روی چندین درایو ذخیره می‌شود. علاوه‌براین، RAID ۲ به حداقل چهار درایو نیاز دارد. به علت اجرای دشوار و هزینه بالا، این رید منسوخ شده است.

۴. تکنولوژی RAID ۳؛ نوع پیشرفته‌تری از RAID ۲

RAID ۳ چیست؟ این رید نیز از نوارگذاری و اطلاعات ECC استفاده می‌کند، اما به جای ذخیره اطلاعات ECC در کنار داده‌ها، آن‌ها را به‌صورت بایت به بایت در یک درایو جداگانه ذخیره می‌کند. این باعث می‌شود که RAID ۳ کارآمدتر از RAID ۲ باشد.

۵. تکنولوژی RAID ۴؛ آرایه‌ای با عملکرد بالا برای خواندن داده‌ها

در این سطح RAID، داده‌ها به قطعات بزرگتری تقسیم می‌شوند و به کاربر این امکان را می‌دهد که اطلاعات را از هر درایو به‌صورت جداگانه بخواند. اما وقتی نیاز به نوشتن داده‌ها باشد، تمام عملیات نوشتن باید برای به‌روزرسانی درایو Parity انجام شود. از این رو هیچ امکان همپوشانی I/O برای عملیات نوشتن وجود ندارد.

۶. تکنولوژی RAID ۵؛ حفاظت از اطلاعات و سرعت قابل قبول

RAID ۵ یک سطح ذخیره‌سازی است که اطلاعات را به‌صورت قطعات کوچک روی چندین درایو ذخیره می‌کند. هر قطعه اطلاعات یک بیت Parity است که امکان بازیابی اطلاعات را درصورت خرابی یک درایو فراهم می‌کند. RAID ۵ به دستگاه اجازه می‌دهد اگر یکی از درایوها خراب شد، همچنان کار کند. این سطح عملکرد خواندن و نوشتن سریع را فراهم می‌کند، اما وقتی یک درایو خراب می‌شود، بازسازی ممکن است زمان‌بر باشد. به همین دلیل برای سیستم‌هایی با حجم بالای داده‌های نوشتاری مناسب نیست.

۷. تکنولوژی RAID ۶؛ سطح پایدارتر از RAID ۵

RAID ۶ نیز مانند RAID ۵ یک سطح ذخیره‌سازی است که اطلاعات را به‌صورت قطعات کوچک روی چندین درایو ذخیره می‌کند، با این تفاوت که دارای دو بیت Parity برای هر قطعه اطلاعات است. این یعنی RAID ۶ این قابلیت را دارد که درصورت خرابی دو درایو، اطلاعات را بازیابی کند. این ویژگی باعث می‌شود که RAID ۶ بسیار پایدارتر از RAID ۵ باشد و احتمال از دست دادن داده‌ها ناشی از خرابی درایوها کمتر شود.

۸. تکنولوژی RAID ۱۰؛ رید ترکیبی (Nested RAIDs) با قابلیت اطمینان و عملکرد بالا

RAID ۱۰ چیست؟ این سری از انواع RAID از رید‌های ترکیبی یا تو در تو (Nested RAIDs) هستند. در واقع ترکیبی از RAID ۱ و RAID ۰ است که داده‌ها به‌صورت تکراری و موازی روی دیسک‌ ذخیره می‌شوند. با استفاده از RAID ۱۰ امکان بروز خطا و رفع آن به‌صورت انعطاف‌پذیر‌تر فراهم می‌شود‍؛ زیرا هر گروه RAID ۱ مستقل از دیگری عمل می‌کند. اگر یک درایو در یک گروه RAID ۱ خراب شود، داده‌ها همچنان در دیسک دوم از همان گروه موجود خواهند بود.

۹. تکنولوژی RAID ۵۰؛ امن‌ترین نوع RAID تودرتو

RAID ۵۰ یک حالت ترکیبی از RAID است که برای ایجاد یک سیستم RAID پیچیده‌تر و امن‌تر از دو سطح مختلف، یعنی RAID ۵ و RAID ۰ استفاده می‌کند. در RAID ۵۰، گروه‌های RAID ۵ که هر یک از حداقل ۳ درایو تشکیل شدند، به‌صورت Striping با هم ترکیب می‌شوند. سپس این گروه‌های ترکیب‌شده به‌صورت یک RAID ۰ Striping راه‌اندازی می‌شوند. این سطح RAID توانایی جبران خرابی‌های یک درایو را دارد و همزمان سرعت خواندن و نوشتن داده‌ها نیز بهبود می‌دهد.

بهترین نوع تکنولوژی RAID چیست؟ 

پس از اینکه فهمیدیم RAID چیست و انواع آن را بررسی کردیم، نوبت به انتخاب میان بهترین‌ها می‌رسد. انتخاب بهترین نوع RAID وابسته به نیازهای خاص شما است. اما چندین نوع RAID محبوب و پرکاربرد وجود دارد که ممکن است برای شما مناسب باشد. به‌طورکلی:

۱. RAID ۰: این حالت برای افزایش سرعت عملیات خواندن و نوشتن مناسب است؛ اما ریسک بالایی درمورد از دست رفتن اطلاعات دارد.

۲. RAID ۱: این حالت برای داده‌های حساس و ایمنی بالا مناسب است؛ زیرا اطلاعات روی دو درایو کپی می‌شوند.

۳. RAID ۵: این حالت از Parity برای ایجاد ایمنی داده‌ها استفاده می‌کند و قادر است درصورت خرابی یک درایو داده‌ها را بازیابی کند.

۴. RAID ۶: این نوع RAID شبیه به RAID ۵ است اما از دو درایو Parity استفاده می‌کند و ایمنی بیشتری برای داده‌ها فراهم می‌کند.

با توجه به اهمیت ایمنی و ایمنی، RAID ۱ ،RAID ۵ و RAID ۶ معمولاً به عنوان بهترین نوع تکنولوژی راید برای حفظ داده‌ها شناخته شدند. اما لازم است برای انتخاب نوع مناسب RAID، نیازها و شرایط خاص خود را بررسی کنید.

منظور از RAID نرم‌افزاری چیست؟

RAID نرم‌افزاری، همانطور که از اسمش پیداست برای مدیریت آرایه RAID از نرم‌افزار در سیستم‌عامل استفاده می‌کند. این نرم‌افزار معمولاً به‌صورت یک درایور یا یک ابزار مدیریتی موجود در سیستم‌عامل ارائه می‌شود.

مزیت اصلی تکنولوژی راید نرم‌افزاری این است که ارزان‌تر از RAID سخت‌افزاری است؛ زیرا نیاز به کنترلر RAID سخت‌افزاری ندارد. علاوه‌براین، RAID نرم‌افزاری به‌راحتی قابل نصب و پیکربندی روی هر سیستم‌عاملی است که از RAID پشتیبانی می‌کند. البته چون نرم‌افزار RAID باید روی پردازنده اصلی سیستم اجرا شود، ممکن است شاهد کاهش عملکرد آن نسبت به RAID سخت افزاری باشید.

منظور از RAID سخت‌افزاری چیست؟

RAID سخت‌افزاری از یک کنترلر RAID اختصاصی برای مدیریت آرایه RAID استفاده می‌کند. این کنترلر معمولاً یک کارت PCI یا یک درایو SATA جداگانه است. مزیت اصلی RAID سخت‌افزاری عملکرد بسیار بالای آن است؛ زیرا کنترلر RAID سخت‌افزاری به‌جای استفاده از پردازنده اصلی به‌صورت اختصاصی برای مدیریت آرایه RAID طراحی شده است. به همین دلیل گران‌تر از RAID نرم‌افزاری است.

RAID نرم‌افزاری و RAID سخت‌افزاری چه تفاوت‌هایی دارند؟

انتخاب بین RAID سخت‌افزاری و نرم‌افزاری به نیازها و سیستم شما بستگی دارد. اگر به عملکرد بسیار بالا و قابلیت اطمینان بسیار زیاد نیاز دارید، RAID سخت‌افزاری بهترین گزینه برایتان است. اگر بودجه محدودی دارید یا می‌خواهید آرایه RAID خود را به راحتی مدیریت کنید، RAID نرم‌افزاری گزینه مناسب‌تری خواهد بود.

مقایسه RAID و SSD؛ تفاوت SSD و RAID چیست؟

اگر فقط به دنبال عملکرد بالا هستید، فضای ذخیره‌سازی RAID ۰ را می‌توانید با یک SSD جایگزین کنید. درصورتی‌که از سایر سطوح RAID استفاده می‌کنید و به دنبال Redundancy داده و حفاظت از آپ‌تایم هستید، RAID غیرقابل جایگزین است. علاوه‌براین، اگرچه امکان جایگزین کردن HDD‌های RAID با SSD وجود دارد، اما استفاده از SSD و جایگزین کردن آن به‌جای RAID امکان‌پذیر نیست. RAID همچنان یک روش موثر برای بهبود عملکرد ذخیره‌سازی، افزایش ظرفیت و محافظت از یکپارچگی داده است. در مقایسه SSD و RAID، جدول زیر به‌طور خلاصه تفاوت‌های این دو تکنولوژی را نشان می‌دهد.

تفاوت پشتیبان‌گیری و بازیابی اطلاعات با RAID چیست؟

RAID یک فناوری ذخیره‌سازی است که از چندین درایو سخت‌افزاری برای افزایش ظرفیت یا اطمینان از حفاظت داده‌ها استفاده می‌کند. پشتیبان‌گیری و بازیابی اطلاعات یک روش مدیریت داده‌ است که درصورت خرابی یا از دست رفتن داده‌ها از نسخه‌های پشتیبان برای بازیابی اطلاعات استفاده می‌کند. اگرچه RAID موجب بهبود عملکرد و قابلیت اطمینان سیستم ذخیره‌سازی داده‌ها می‌شود، اما همچنان نیاز به پشتیبان‌گیری و بازیابی اطلاعات برای حفاظت و محافظت از داده‌ها وجود دارد.

جمع‌بندی

RAID چیست؟ RAID نوعی فناوری مجازی‌سازی برای ذخیره اطلاعات است. در این مقاله از آموزش سرویس های میزبانی بلاگ پارس پک، همه‌ چیز راجع به این تکنولوژی کاربردی را بررسی کردیم. درصورتی‌که سوالی در این زمینه دارید یا RAID‌بندی را تجربه کردید، سوالات و نظراتتان را می‌توانید در انتهای همین مقاله بنویسید.

سؤالات متداول

۱. RAID چیست؟

RAID مخفف عبارت Redundant Array of Independent Disks نوعی فناوری ذخیره‌سازی است که از چندین درایو سخت‌افزاری برای افزایش عملکرد، ظرفیت یا قابلیت اطمینان برای ذخیره‌سازی اطلاعات استفاده می‌کند.

۲. آیا RAID موجب جلوگیری از نابودی و از دست رفتن داده‌ها می‌شود؟

خیر، RAID امکان جلوگیری از نابودی و از دست رفتن داده‌ها به‌طور کامل را ندارد. با این حال، RAID موجب کاهش خطر از دست رفتن داده‌ها می‌شود.

۳. قیمت RAID چقدر است؟

هزینه RAID به عوامل مختلفی از جمله تعداد درایوهای مورد نیازتان و نوع RAID مورد نظر شما بستگی دارد. با این حال، RAID گران‌تر از استفاده از یک درایو سخت‌افزاری واحد است.

۴. آیا RAID برای سیستم‌های خانگی مناسب است؟

بله، RAID برای سیستم‌های خانگی مناسب است. با استفاده از RAID می‌توانید از داده‌های شخصی خود مانند عکس‌ها، فیلم‌ها و فایل‌های مهم دیگر خود محافظت کنید.