Raid چیست و چگونه کار می کند ؟

Raid تکنولوژی است که برای افزایش سرعت و قابلیت اطمینان دستگاه های ذخیره سازی اطلاعات به کار می رود. عبارت Raid مخفف Redundant array of inexpensive Disks است . در یک سیستم Raid حداقل دو دستگاه ذخیره سازی به صورت موازی با هم به کار می روند. این دستگاه ها می ‌توانند هارد دیسک و یا SSD باشند . Raid شامل چندین تعریف می باشد که با اعداد مشخص می شود و هر کدام برای مقاصد خاصی به کار می رود و برای اهداف مشخصی بهینه شده اند. مراحل و یاlevel هایRaid به شرح زیر می باشند:

بخشی که وظیفه کنترل Raid را انجام می دهد می ‌تواند به صورت سخت افزاری و یا به صورت نرم افزاری باشد . بعضی از نسخه های ویندوز مانند Server 2012 و یا Mac OSX این قابلیت Raid را به صورت درایور( نرم افزاری ) در خود دارند مسلماٌ اگر Raid Controller سخت افزاری باشد سرعت و بازدهی بیشتری به نسبت کنترلرهای نرم افزاری دارد مخصوصا درRaid های ۵ و ۶ . تکنولوژیRaid می تواند با Interface های مختلفی مانندSCSI ، IDE ، SATA و یا FC بکار رود. حال به شرح انواعRaid می پردازیم.

در این نوع Raid ، داده ها به صورت بسته های کوچک تقسیم شده و به صورت مساوی در دو یا چند دستگاه نوشته می شوند. با توجه به اینکه داده ها توسط دو یا چند هد دیسک نوشته می شوند سرعت بالا می رود. Strip به معنی خط خطی است و به این معناست که داده ها تقسیم شده و هر کدام در یک دستگاه نوشته می شوند. همانطور که می‌دانیم سرعت IPهمیشه کمتر از سرعت پردازش اطلاعات است . در این Raid با افزایش تعداد هارد ها و تقسیم داده ها بین آنها سرعت IP بیشتر می شود.

- سرعت بالا در نوشتن و خواندن اطلاعات
- همه فضای ذخیره سازی استفاده می شود و هیچ گونه افزونگی وجود ندارد
- پیاده سازی این نوع بسیار آسان است

- این نوع Raid هیچگونه قابلیت اطمینان در مقابل خرابی ندارد و اگر یکی از دستگاه های ذخیره سازی ( هارد دیسکها ) خراب شود کل اطلاعات از بین می‌رود و قابل برگشت نیست.

در این روش داده ها علاوه بر این که روی یک درایو نوشته می‌شوند همزمان یک کپی از آن بر روی یک یا چند درایو دیگر نیز نوشته می شود. بنابراین همیشه حداقل یک کپی از اطلاعات بر روی یک دستگاه دیگر موجود است و در صورتی که یکی از هاردها خراب شوند یک کپی دیگر وجود دارد و می‌توان از آن استفاده کرد.

- سرعت آن مانند استفاده از یک درایو است و هیچگونه تاخیری به نسبت یک درایو ندارد.
- اگر یک هارد خراب شود اطلاعات از بین نمی رود و می توان فقط با کپی کردن هارد دیگر اطلاعات را بازگرداند.

- فضای ذخیره سازی نصف می شود چون اطلاعات دوبار نوشته می‌شوند.
- در صورت خرابی امکان بازگرداندن سیستم به وضعیت نرمال به صورت hot swap و در حالت روشن بودن سیستم وجود ندارد و باید سیستم خاموش شده و اطلاعات یک هارد بر روی هارد دیگری کپی شده و سیستم دوباره راه اندازی شود.

از این نوع Raid معمولا در مواقعی که اطلاعات حساس و مهم باید ذخیره و نگهداری شوند مانند سرورهای حسابداری استفاده می شود. این نوع Raid برای وب سرورها و سرورهایی که باید همیشه روشن و Online باشند خیلی مناسب نیست.

این نوع هم حداقل ۳ هارد دیسک و یا دستگاه ذخیره سازی لازم دارد و حداکثر تا ۱۶ دستگاه قابل استفاده است. در این نوع اطلاعات به صورت بسته های کوچک در بین درایوها ذخیره می‌شوند و در یکیParity checksum بسته های دیگر نوشته می شود. اطلاعاتparity در یک درایو ذخیره نمی شود و بین چندین دستگاه ذخیره سازی پخش شده و نوشته می‌شود. بنابراین در صورتی که یکی از دستگاه ‌های ذخیره ‌سازی خراب شود ، با اطلاعات موجود در هارد و اطلاعات parity ذخیره شده می‌توان اطلاعات سایر دستگاه ها را دوباره تولید نمود ، در این نوع Raid استفاده از کنترلرهای سخت افزاری Raid توصیه می شود. معمولا در کنترلرهای سخت افزاری Raid در این نوع یک حافظه cache جهت افزایش بهره وری استفاده می شود.

- سرعت خواندن اطلاعات بسیار بالاست.
- اگر یک دستگاه خراب شود ، همچنان به اطلاعات دسترسی دارید و نیازی به خاموش کردن دستگاه نیست و در زمانی که هارد خراب در حال جایگزین شدن درحالت روشن است اطلاعات می‌توانند بدون هیچگونه اشکالی خوانده شوند و سپس کنترلر Raid اقدام به بازسازی اطلاعات بر روی هارد جدید می نماید.


- نوشتن اطلاعات به نسبت خواندن کند است.
- در صورت خرابی یکی از هارد ها ، بازدهی سیستم پایین می‌آید ولی قابل قبول است.
- روش استفاده شده پیچیده است و بازسازی اطلاعات ممکن است یک روز به طول انجامد و اگر در حین بازسازی اطلاعات ، هارد دیگری خراب شود کل اطلاعات از بین می رود.


این نوع Raid برای سرورهای فایل سرور و Application Server که تعدادی مشخص و محدود هارد دارد مناسب است.

این نوع Raid شبیه Raid5 است اما اطلاعات parity در دو دستگاه ذخیره می‌شود بنابراین در این نوع Raid حداقل ۴ دستگاه ذخیره سازی لازم است و در صورتی که 2 دستگاه خراب شوند باز می تواند به کار خود ادامه دهد با توجه به اینکه احتمال خرابی دو هارد در یک زمان پایین است این روش قابلیت اطمینان بالایی را فراهم می نماید.

- سرعت خواندن اطلاعات بالا است .
- اگر دو درایو خراب شوند همچنان به کل اطلاعات دسترسی دارید حتی در زمانی که هارد خراب با هارد جدید جایگزین می‌شود.


- نوشتن اطلاعات به نسبت Raid5کندتر است (حدود ۲۰ درصد)
- خرابی هاردها در کارایی و سرعت خواندن و نوشتن تأثیر دارد و قابل قبول است .
- ساختن اطلاعات در صورت خرابی هارد زمان زیادی به طول می انجامد.


در سرورهایی که به عنوان Application Server و با فضاهای زیاد ذخیره سازی بکار می روند بسیار مناسب است.

در این روش اطلاعات به صورت بسته های کوچک تقسیم شده و هر کدام در دو هارددیسک به صورت موازی و کپی هم ذخیره می شوند. در واقع در این روش از ترکیب 0 Raid و 1 Raid استفاده شده است. در این روش قابلیت اطمینان از طریق نگهداری کپی اطلاعات به سرعت و با تقسیم اطلاعات به دو بخش و نوشتن آن حاصل می شود .

- در صورتی که یک هارد خراب شود کپی آن وجود دارد و قابلیت بازگشت دارد.
- سرعت نوشتن و خواندن بالاست.
- سرعت بازسازی اطلاعات بسیار سریع است و 1TB اطلاعات در عرض نیم ساعت باسازی می‌شود.


- نصف فضای ذخیره سازی جهت Mirroring استفاده می شود و کل فضا استفاده نمی شود.


این Raid ها نیز وجود دارند ولی خیلی مورد استفاده قرار نمی گیرند.