اعتمادًا على مواصفات RAID المحددة، قد يتم تحسين سرعات القراءة والكتابة و/أو الحماية من فقدان البيانات.

عند العمل مع الأنظمة الفرعية للقرص، غالبًا ما يواجه متخصصو تكنولوجيا المعلومات مشكلتين رئيسيتين.

• الأول هو سرعة منخفضةالقراءة/الكتابة، وأحيانًا لا تكون سرعات محرك أقراص SSD كافية.
• والثاني هو فشل الأقراص، مما يعني فقدان البيانات، والتي قد يكون استعادتها مستحيلا.

يتم حل هاتين المشكلتين باستخدام تقنية RAID (مجموعة زائدة من الأقراص المستقلة) - وهي تقنية تخزين بيانات افتراضية تجمع بين عدة أقراص فعلية في عنصر منطقي واحد.

اعتمادًا على مواصفات RAID المحددة، قد يتم تحسين سرعات القراءة/الكتابة و/أو الحماية من فقدان البيانات.

مستويات مواصفات RAID هي: 1,2,3,4,5,6,0. بالإضافة إلى ذلك، هناك مجموعات: 01،10،50،05،60،06. في هذه المقالة سنلقي نظرة على الأنواع الأكثر شيوعًا لمصفوفات RAID. لكن لنفترض أولاً أن هناك مصفوفات RAID للأجهزة والبرامج.

مصفوفات RAID للأجهزة والبرامج

• يتم إنشاء مصفوفات البرامج بعد تثبيت نظام التشغيل باستخدام منتجات البرامج والأدوات المساعدة، وهو العيب الرئيسي لمصفوفات الأقراص هذه.
• تقوم أجهزة RAID بإنشاء مصفوفة أقراص قبل تثبيت نظام التشغيل ولا تعتمد عليها.

غارة 1

RAID 1 (يسمى أيضًا "المرآة" - المرآة) يتضمن النسخ الكامل للبيانات من قرص فعلي إلى آخر.

تشمل عيوب RAID 1 حقيقة حصولك على نصف مساحة القرص. أولئك. إذا كنت تستخدم قرصين بسعة 250 جيجابايت، فسيرى النظام حجمًا واحدًا فقط بسعة 250 جيجابايت. هذا النوعلا يوفر RAID زيادة في السرعة، ولكنه يزيد بشكل كبير من مستوى التسامح مع الخطأ، لأنه في حالة فشل أحد الأقراص، توجد دائمًا نسخة كاملة منه. يتم التسجيل والمسح من الأقراص في وقت واحد. إذا تم حذف المعلومات عمدا، فلن تكون هناك طريقة لاستعادتها من قرص آخر.

ريد 0

يتضمن RAID 0 (المعروف أيضًا باسم Striping) تقسيم المعلومات إلى كتل وكتابة كتل مختلفة على أقراص مختلفة في نفس الوقت.

تعمل هذه التقنية على زيادة سرعة القراءة/الكتابة، وتسمح للمستخدم باستخدام السعة الإجمالية الكاملة للأقراص، ولكنها تقلل من التسامح مع الخطأ، أو بالأحرى تقلله إلى الصفر. لذلك، إذا فشل أحد الأقراص، فسيكون من المستحيل تقريبا استعادة المعلومات. لإنشاء RAID 0، يوصى باستخدام الأقراص الموثوقة فقط.

يمكن تسمية RAID 5 بـ RAID 0 الأكثر تقدمًا. يمكنك استخدام ما يصل إلى 3 محركات أقراص ثابتة. يتم تسجيل Raid 0 على جميع الأقراص باستثناء واحد، ويتم تسجيل مجموع اختباري خاص على الأخير، مما يسمح لك بحفظ المعلومات على محركات الأقراص الثابتة في حالة "وفاة" أحدهم (ولكن ليس أكثر من واحد). سرعة تشغيل مثل هذه المصفوفة عالية. إذا قمت باستبدال القرص، فسوف يستغرق الأمر الكثير من الوقت.

ريد 2، 3، 4

هذه هي طرق تخزين المعلومات الموزعة باستخدام الأقراص المخصصة لرموز التكافؤ. أنها تختلف عن بعضها البعض فقط في أحجام الكتلة. من الناحية العملية، لا يتم استخدامها عمليًا بسبب الحاجة إلى تخصيص حصة كبيرة من سعة القرص لتخزين رموز ECC و/أو التكافؤ، وكذلك بسبب الأداء المنخفض.

ريد 10

إنه مزيج من صفائف RAID 1 و0.ويجمع بين مزايا كل منهما: الأداء العالي والتسامح العالي مع الأخطاء.

يجب أن يحتوي المصفوفة على عدد زوجي من الأقراص (4 على الأقل) وهو الخيار الأكثر موثوقية لتخزين المعلومات. العيب هو التكلفة العالية لمجموعة الأقراص: ستكون السعة الفعالة نصف السعة الإجمالية لمساحة القرص.

عبارة عن مزيج من صفائف RAID 5 و0. يتم إنشاء RAID 5، لكن مكوناته لن تكون محركات أقراص ثابتة مستقلة، بل مصفوفات RAID 0.

الخصائص.

إذا تعطلت وحدة تحكم RAID، فمن المستحيل تقريبًا استعادة المعلومات (لا ينطبق ذلك على المرآة). حتى إذا قمت بشراء وحدة التحكم نفسها تمامًا، فهناك احتمال كبير بأن يتم تجميع RAID من قطاعات القرص الأخرى، مما يعني فقدان المعلومات الموجودة على الأقراص.

كقاعدة عامة، يتم شراء الأقراص دفعة واحدة. وبناء على ذلك، قد تكون حياتهم العملية هي نفسها تقريبا. في هذه الحالة، يوصى بشراء بعض الأقراص الزائدة على الفور، في وقت شراء الأقراص للمصفوفة. على سبيل المثال، لتكوين RAID 10 من 4 أقراص، يجب عليك شراء 5 أقراص. لذلك، إذا فشل أحد هذه الأقراص، يمكنك استبداله بسرعة بآخر جديد قبل أن تفشل الأقراص الأخرى.

الاستنتاجات.

في الممارسة العملية، يتم استخدام ثلاثة أنواع فقط من صفائف RAID في أغلب الأحيان. وهي RAID 1 وRAID 10 وRAID 5.

فيما يتعلق بالتكلفة/الأداء/التسامح مع الخطأ، يوصى باستخدام:

• غارة 1(النسخ المتطابق) لتشكيل نظام فرعي للقرص لأنظمة تشغيل المستخدم.
• ريد 10للبيانات ذات متطلبات سرعة الكتابة والقراءة العالية. على سبيل المثال، لتخزين قواعد بيانات 1C:Enterprise، خادم البريد، إعلان.
• ريد 5تستخدم لتخزين بيانات الملف.

الحل المثالي للخادم وفقًا للأغلبية مسؤولي النظامهو خادم مع ستة أقراص. القرصان "متطابقان" ونظام التشغيل مثبت على RAID 1. يتم دمج محركات الأقراص الأربعة المتبقية في RAID 10 لتشغيل النظام بسرعة وموثوقية وخالية من المشاكل.

اليوم سنتحدث عنه صفائف RAID. دعونا نتعرف على ما هو ولماذا نحتاج إليه وكيف يبدو وكيفية استخدام كل هذا الروعة في الممارسة العملية.

إذن، على الترتيب: ما هو مجموعة RAIDأو فقط غارة؟ يرمز هذا الاختصار إلى "Redundant Array of Independent Disks" أو "Redundant Array of Independent Disks" أو "Redundant Array of Independent Disks." بكل بساطة، مجموعة RAIDهذه مجموعة من الأقراص الفعلية مدمجة في قرص منطقي واحد.

وعادة ما يحدث العكس - في وحدة النظامتم تثبيت قرص فعلي واحد، وقمنا بتقسيمه إلى عدة أقراص منطقية. الوضع هنا هو العكس - يتم دمج العديد من محركات الأقراص الثابتة أولاً في محرك واحد، ثم ينظر إليها نظام التشغيل على أنها واحدة. أولئك. يعتقد نظام التشغيل اعتقادًا راسخًا أنه يحتوي فعليًا على قرص واحد فقط.

صفائف RAIDهناك الأجهزة والبرامج.

الأجهزة صفائف RAIDيتم إنشاؤها قبل تشغيل نظام التشغيل عبر المرافق الخاصة، متماسكة في وحدة تحكم RAID- شيء من هذا القبيل BIOS. نتيجة لخلق مثل هذا مجموعة RAIDبالفعل في مرحلة تثبيت نظام التشغيل، "ترى" مجموعة التوزيع قرصًا واحدًا.

برمجة صفائف RAIDيتم إنشاؤها بواسطة أدوات نظام التشغيل. أولئك. أثناء التمهيد، "يفهم" نظام التشغيل أنه يحتوي على عدة أقراص فعلية، وذلك فقط بعد بدء تشغيل نظام التشغيل برمجةيتم دمج الأقراص في المصفوفات. وبطبيعة الحال، لا يوجد نظام التشغيل نفسه مجموعة RAIDلأنه تم تثبيته قبل إنشائه.

"لماذا كل هذا مطلوب؟" - تسأل؟ الجواب هو: زيادة سرعة قراءة/كتابة البيانات و/أو زيادة التسامح مع الخطأ والأمان.

"كيف مجموعة RAIDهل يمكن زيادة السرعة أو تأمين البيانات؟" - للإجابة على هذا السؤال، فكر في الأنواع الرئيسية صفائف RAIDوكيف تتشكل وماذا تعطي نتيجة لذلك.

غارة-0. ويسمى أيضًا "الشريط" أو "الشريط". يتم دمج اثنين أو أكثر من محركات الأقراص الثابتة في محرك أقراص واحد عن طريق الدمج المتسلسل وتلخيص وحدات التخزين. أولئك. إذا أخذنا قرصين بسعة 500 جيجابايت وقمنا بإنشائهما غارة-0، سوف ينظر نظام التشغيل إلى هذا على أنه قرص واحد تيرابايت. وفي الوقت نفسه، ستكون سرعة القراءة/الكتابة لهذه المصفوفة ضعف سرعة قرص واحد، لأنه، على سبيل المثال، إذا كانت قاعدة البيانات موجودة فعليًا بهذه الطريقة على قرصين، فيمكن لمستخدم واحد قراءة البيانات من قرص واحد ويمكن لمستخدم آخر الكتابة إلى قرص آخر في نفس الوقت. بينما في حالة موقع قاعدة البيانات على قرص واحد، فإن القرص الصلبمهام القراءة/الكتابة مستخدمين مختلفينسيتم تنفيذها بالتسلسل غارة-0سيسمح بالقراءة/الكتابة بالتوازي. ونتيجة لذلك، والمزيد من الأقراص في المجموعة غارة-0كلما زادت سرعة عمل المصفوفة نفسها. يتناسب الاعتماد بشكل مباشر - تزيد السرعة N مرات، حيث N هو عدد الأقراص في المصفوفة.
في المصفوفة غارة-0هناك عيب واحد فقط يفوق كل مزايا استخدامه - وهو الغياب التام للتسامح مع الخطأ. إذا مات أحد الأقراص الفعلية للمصفوفة، فستموت المصفوفة بأكملها. هناك نكتة قديمة حول هذا الموضوع: "ماذا يعني الرقم "0" في العنوان؟ غارة-0؟ - كمية المعلومات المستعادة بعد موت المصفوفة!"

غارة-1. وتسمى أيضًا "المرآة" أو "المرآة". يتم دمج اثنين أو أكثر من محركات الأقراص الثابتة في محرك أقراص واحد عن طريق الدمج المتوازي. أولئك. إذا أخذنا قرصين بسعة 500 جيجابايت وقمنا بإنشائهما غارة-1، سوف ينظر نظام التشغيل إلى هذا على أنه قرص واحد بسعة 500 جيجابايت. في هذه الحالة، ستكون سرعة القراءة/الكتابة لهذه المصفوفة هي نفس سرعة قرص واحد، حيث تتم قراءة/كتابة المعلومات على كلا القرصين في وقت واحد. غارة-1لا يوفر زيادة في السرعة، ولكنه يوفر قدرًا أكبر من التسامح مع الأخطاء، لأنه في حالة وفاة أحد محركات الأقراص الثابتة، توجد دائمًا نسخة مكررة كاملة من المعلومات الموجودة على محرك الأقراص الثاني. يجب أن نتذكر أنه يتم توفير التسامح مع الخطأ فقط في حالة وفاة أحد أقراص الصفيف. إذا تم حذف البيانات عمدا، فسيتم حذفها من جميع أقراص المصفوفة في وقت واحد!

غارة-5. خيار أكثر أمانًا لـ RAID-0. يتم حساب حجم المصفوفة باستخدام الصيغة (ن - 1) * حجم القرص غارة-5من ثلاثة أقراص سعة 500 جيجابايت، نحصل على مصفوفة سعة 1 تيرابايت. جوهر المصفوفة غارة-5هو أنه يتم دمج عدة أقراص في RAID-0، ويقوم القرص الأخير بتخزين ما يسمى بـ "المجموع الاختباري" - معلومات الخدمة المخصصة لاستعادة أحد أقراص المصفوفة في حالة وفاته. سرعة كتابة المصفوفة غارة-5أقل إلى حد ما، حيث يتم قضاء الوقت في حساب المجموع الاختباري وكتابته على قرص منفصل، ولكن سرعة القراءة هي نفسها كما في RAID-0.
إذا كان أحد أقراص الصفيف غارة-5عندما يموت، تنخفض سرعة القراءة/الكتابة بشكل حاد، نظرًا لأن جميع العمليات تكون مصحوبة بمعالجات إضافية. في الحقيقة غارة-5يتحول إلى RAID-0 وإذا لم يتم الاعتناء بالاسترداد في الوقت المناسب مجموعة RAIDهناك خطر كبير بفقدان البيانات بالكامل.
مع مصفوفة غارة-5يمكنك استخدام ما يسمى بالقرص الاحتياطي، أي. إضافي. أثناء التشغيل المستقر مجموعة RAIDهذا القرص خامل وغير مستخدم. ومع ذلك، في حالة وجود موقف حرج، والترميم مجموعة RAIDيبدأ تلقائيًا - تتم استعادة المعلومات من القرص التالف إلى القرص الاحتياطي باستخدام المجاميع الاختبارية الموجودة على قرص منفصل.
غارة-5يتم إنشاؤه من ثلاثة أقراص على الأقل ويحفظ من الأخطاء الفردية. في حالة حدوث أخطاء مختلفة في وقت واحد على أقراص مختلفة غارة-5لا يحفظ.

غارة-6- نسخة محسنة من RAID-5. الجوهر هو نفسه، فقط بالنسبة للمجموعات الاختبارية، لا يتم استخدام قرص واحد، بل يتم استخدام قرصين، ويتم حساب المجموع الاختباري باستخدام خوارزميات مختلفة، مما يزيد بشكل كبير من التسامح مع الخطأ في كل شيء مجموعة RAIDعمومًا. غارة-6تجميعها من أربعة أقراص على الأقل. تبدو صيغة حساب حجم المصفوفة (ن - 2) * حجم القرص، حيث N هو عدد الأقراص في المصفوفة، وDiskSize هو حجم كل قرص. أولئك. عند الإنشاء غارة-6ومن خمسة أقراص بسعة 500 جيجابايت، نحصل على مصفوفة سعة 1.5 تيرابايت.
سرعة الكتابة غارة-6أقل من RAID-5 بحوالي 10-15%، وذلك بسبب الوقت الإضافي الذي يتم قضاؤه في حساب وكتابة المجاميع الاختبارية.

غارة-10- ويسمى أحيانا أيضا ريد 0+1أو ريد 1+0. إنه تعايش بين RAID-0 وRAID-1. تم إنشاء المصفوفة من أربعة أقراص على الأقل: على قناة RAID-0 الأولى، وعلى RAID-0 الثانية لزيادة سرعة القراءة/الكتابة، وبينهما في مرآة RAID-1 لزيادة التسامح مع الخطأ. هكذا، غارة-10يجمع بين مزايا الخيارين الأولين - سريع ومتسامح مع الأخطاء.

ريد-50- وبالمثل، فإن RAID-10 هو تعايش بين RAID-0 وRAID-5 - في الواقع، تم إنشاء RAID-5، فقط العناصر المكونة له ليست محركات أقراص ثابتة مستقلة، ولكن صفائف RAID-0. هكذا، ريد-50يوفر سرعة قراءة/كتابة جيدة جدًا ويحتوي على ثبات وموثوقية RAID-5.

ريد-60- نفس الفكرة: لدينا بالفعل RAID-6، تم تجميعه من عدة مصفوفات RAID-0.

هناك أيضًا صفائف مدمجة أخرى ريد 5+1و ريد 6+1- يبدون ريد-50و ريد-60والفرق الوحيد هو أن العناصر الأساسية للمصفوفة ليست أشرطة RAID-0، بل مرايا RAID-1.

كيف تفهم صفائف RAID المدمجة: غارة-10, ريد-50, ريد-60والخيارات غارة X+1هم أحفاد مباشرون لأنواع المصفوفات الأساسية غارة-0, غارة-1, غارة-5و غارة-6وتعمل فقط على زيادة سرعة القراءة/الكتابة أو زيادة التسامح مع الخطأ، مع تحمل وظائف الأنواع الأساسية الأساسية صفائف RAID.

إذا انتقلنا إلى الممارسة والحديث عن استخدام معين صفائف RAIDفي الحياة، المنطق بسيط للغاية:

غارة-0نحن لا نستخدمه في شكله النقي على الإطلاق؛

غارة-1نستخدمها حيث لا تكون سرعة القراءة/الكتابة ذات أهمية خاصة، ولكن التسامح مع الخطأ مهم - على سبيل المثال، on غارة-1من الجيد تثبيت أنظمة التشغيل. في هذه الحالة، لا أحد، باستثناء نظام التشغيل، يصل إلى الأقراص، وسرعة الأقراص الصلبة نفسها كافية للتشغيل، ويتم ضمان التسامح مع الخطأ؛

غارة-5نقوم بتثبيته عندما تكون هناك حاجة إلى السرعة والتسامح مع الأخطاء، ولكن لا يوجد ما يكفي من المال لشراء المزيد من محركات الأقراص الثابتة أو تكون هناك حاجة لاستعادة المصفوفات في حالة حدوث تلف دون توقف العمل - ستساعدنا محركات الأقراص الاحتياطية هنا. التطبيق المشترك غارة-5- تخزين البيانات؛

غارة-6يتم استخدامه عندما يكون الأمر مخيفًا أو يكون هناك تهديد حقيقي بموت عدة أقراص في المصفوفة مرة واحدة. من الناحية العملية، هذا نادر جدًا، خاصة بين الأشخاص المصابين بجنون العظمة.

غارة-10- يستخدم حيث يكون من الضروري العمل بسرعة وبشكل موثوق. أيضا الاتجاه الرئيسي للاستخدام غارة-10نكون خوادم الملفاتوخوادم قواعد البيانات.

مرة أخرى، إذا قمنا بتبسيط الأمر أكثر، فإننا نتوصل إلى نتيجة مفادها أنه في حالة عدم وجود عمل كبير وضخم مع الملفات، فهذا يكفي تمامًا غارة-1- نظام التشغيل، AD، TS، البريد، الوكيل، الخ. عندما يكون العمل الجاد مع الملفات مطلوبًا: غارة-5أو غارة-10.

الحل المثالي لخادم قاعدة البيانات هو جهاز يحتوي على ستة أقراص فعلية، اثنان منها مدمجان في مرآة غارة-1ويتم تثبيت نظام التشغيل عليه، ويتم دمج الأربعة المتبقية في غارة-10لمعالجة البيانات بسرعة وموثوقية.

إذا قررت، بعد قراءة كل ما سبق، تثبيته على خوادمك صفائف RAIDولكنك لا تعرف كيف تفعل ذلك ومن أين تبدأ - اتصل بنا! - سنساعدك في اختيار المعدات اللازمة، وكذلك القيام بأعمال التركيب للتنفيذ صفائف RAID.

مجموعة RAID (صفيف متكرر من الأقراص المستقلة) - توصيل عدة أجهزة لزيادة الأداء و/أو موثوقية تخزين البيانات، في الترجمة - مجموعة زائدة عن الحاجة من الأقراص المستقلة.

وفقًا لقانون مور، تزداد الإنتاجية الحالية كل عام (أي أن عدد الترانزستورات الموجودة على الشريحة يتضاعف كل عامين). ويمكن ملاحظة ذلك في كل صناعة أجهزة الكمبيوتر تقريبًا. تعمل المعالجات على زيادة عدد النوى والترانزستورات، بينما تقلل العملية، تزيد ذاكرة الوصول العشوائي من التردد وعرض النطاق الترددي، والذاكرة محركات الأقراص ذات الحالة الصلبةيزيد من مقاومة التآكل وسرعة القراءة.

لكن محركات الأقراص الصلبة البسيطة (HDD) لم تتقدم كثيرًا خلال السنوات العشر الماضية. نظرًا لأن السرعة القياسية كانت 7200 دورة في الدقيقة، فإنها تظل كذلك (دون الأخذ في الاعتبار محركات الأقراص الثابتة للخادم ذات الثورات التي تبلغ 10000 دورة في الدقيقة أو أكثر). لا يزال هناك 5400 دورة في الدقيقة البطيئة على أجهزة الكمبيوتر المحمولة. بالنسبة لمعظم المستخدمين، من أجل زيادة أداء أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم، سيكون الأمر أكثر ملاءمة لشراء SDD، ولكن سعر 1 غيغابايت من هذه الوسائط أعلى بكثير من سعر محرك الأقراص الصلبة البسيط. "كيف يمكن زيادة أداء محركات الأقراص دون خسارة الكثير من المال والحجم؟ كيف تحفظ بياناتك أو تزيد من أمان بياناتك؟ هناك إجابة على هذه الأسئلة - مجموعة RAID.

أنواع صفائف RAID

على في اللحظةتوجد الأنواع التالية من صفائف RAID:

RAID 0 أو "الشريط"– مجموعة من قرصين أو أكثر لتحسين الأداء العام. سيكون حجم الغارة إجماليًا (HDD 1 + HDD 2 = الحجم الإجمالي)، وستكون سرعة القراءة/الكتابة أعلى (بسبب تقسيم التسجيل إلى جهازين)، ولكن ستتأثر موثوقية أمن المعلومات. إذا فشل أحد الأجهزة، سيتم فقدان جميع المعلومات الموجودة في المصفوفة.

RAID 1 أو "المرآة"– تقوم عدة أقراص بنسخ بعضها البعض لزيادة الموثوقية. تظل سرعة الكتابة على نفس المستوى، وتزداد سرعة القراءة، وتزداد الموثوقية عدة مرات (حتى لو فشل أحد الأجهزة، فسيعمل الجهاز الثاني)، ولكن تكلفة 1 غيغابايت من المعلومات تزيد مرتين (إذا قمت بإنشاء مصفوفة من اثنين من الأقراص الصلبة).

RAID 2 عبارة عن مصفوفة مبنية على أقراص لتخزين المعلومات وأقراص تصحيح الأخطاء. يتم حساب عدد محركات الأقراص الثابتة لتخزين المعلومات باستخدام الصيغة "2^n-n-1"، حيث n هو عدد تصحيحات الأقراص الصلبة. يستخدم هذا النوع عندما كميات كبيرة HDD، الحد الأدنى للرقم المقبول هو 7، حيث 4 لتخزين المعلومات، و3 لتخزين الأخطاء. ميزة هذا النوع هي زيادة الأداء مقارنة بقرص واحد.

RAID 3 - يتكون من أقراص "n-1"، حيث n هو قرص لتخزين كتل التكافؤ، والباقي عبارة عن أجهزة لتخزين المعلومات. يتم تقسيم المعلومات إلى أجزاء أصغر من حجم القطاع (مقسمة إلى بايت)، ومناسبة تمامًا للعمل مع الملفات الكبيرة، وسرعة قراءة الملفات الصغيرة منخفضة جدًا. تتميز بالأداء العالي ولكن الموثوقية المنخفضة والتخصص الضيق.

يشبه RAID 4 النوع 3، ولكنه مقسم إلى كتل بدلاً من بايت. وتمكن هذا الحل من تصحيح انخفاض سرعة القراءة للملفات الصغيرة، لكن سرعة الكتابة ظلت منخفضة.

RAID 5 و 6 - بدلا من قرص منفصل لارتباط الأخطاء، كما هو الحال في الإصدارات السابقة، يتم استخدام الكتل الموزعة بالتساوي عبر جميع الأجهزة. في هذه الحالة، تزداد سرعة قراءة/كتابة المعلومات بسبب توازي التسجيل. عيب هذا النوع هو استعادة المعلومات على المدى الطويل في حالة فشل أحد الأقراص. أثناء عملية الاسترداد، يكون هناك حمل كبير جدًا على الأجهزة الأخرى، مما يقلل من الموثوقية ويزيد من فشل جهاز آخر وفقدان كافة البيانات الموجودة في المصفوفة. يعمل النوع 6 على تحسين الموثوقية الإجمالية ولكنه يقلل من الأداء.

الأنواع المجمعة من صفائف RAID:

RAID 01 (0+1) – يتم دمج اثنين من Raid 0 في Raid 1.

ريد 10 (1+0) – صفائف القرص RAID 1، والتي تستخدم في بنية النوع 0. ويعتبر خيار تخزين البيانات الأكثر موثوقية، حيث يجمع بين الموثوقية العالية والأداء.

يمكنك أيضًا إنشاء مصفوفة من محركات أقراص SSD. وفقا لاختبار 3DNews، فإن مثل هذا الجمع لا يوفر زيادة كبيرة. من الأفضل شراء محرك أقراص مزود بواجهة PCI أو eSATA أكثر قوة

مجموعة الغارة: كيفية الإنشاء

تم إنشاؤها عن طريق الاتصال من خلال وحدة تحكم RAID خاصة. يوجد حاليًا 3 أنواع من وحدات التحكم:

1. برمجة - برمجةتتم محاكاة المصفوفة، ويتم تنفيذ كافة العمليات الحسابية بواسطة وحدة المعالجة المركزية (CPU).
2. متكامل - شائع بشكل أساسي على اللوحات الأم (وليس قطاع الخادم). شريحة صغيرة على السجادة. اللوحة المسؤولة عن محاكاة المصفوفة، يتم إجراء العمليات الحسابية من خلال وحدة المعالجة المركزية.
3. الأجهزة - بطاقة التوسعة (لـ أجهزة الكمبيوتر المكتبية) ، عادةً مع واجهة PCI الذاكرة الخاصةومعالج الحوسبة.

مصفوفة RAID HDD: كيفية صنعها من قرصين عبر IRST

استعادة البيانات

بعض خيارات استعادة البيانات:

1. في حالة فشل Raid 0 أو 5، يمكن أن تساعد الأداة المساعدة RAID Reconstructor، والتي سيتم تجميعها المعلومات المتاحةمحركات الأقراص وإعادة كتابتها إلى جهاز أو وسائط أخرى في شكل صورة للمصفوفة السابقة. سيساعدك هذا الخيار إذا كانت الأقراص تعمل بشكل صحيح وكان الخطأ برمجيًا.
2. ل أنظمة لينكسيتم استخدام استرداد mdadm (أداة مساعدة لإدارة صفائف برنامج Raid).
3. يجب أن يتم استرداد الأجهزة من خلال خدمات متخصصة، لأنه بدون معرفة أساليب تشغيل وحدة التحكم، يمكن أن تفقد جميع البيانات وسيكون من الصعب جدًا أو حتى من المستحيل استعادتها.

هناك العديد من الفروق الدقيقة التي يجب مراعاتها عند إنشاء Raid على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. بشكل أساسي، يتم استخدام معظم الخيارات في قطاع الخادم، حيث يكون استقرار البيانات وأمنها أمرًا مهمًا وضروريًا. إذا كان لديك أسئلة أو إضافات، يمكنك تركها في التعليقات.

أتمنى لك يوماً عظيماً!

اليوم سوف نكتشف ذلك معلومات مثيرة للاهتمامحول ماهية مجموعة RAID وما هو الدور الذي تلعبه هذه المصفوفات في حياة محركات الأقراص الثابتة، نعم، بالضبط فيها.

تلعب محركات الأقراص الثابتة نفسها دورًا مهمًا إلى حد ما في جهاز الكمبيوتر، حيث أننا بمساعدتها نقوم بتشغيل النظام وتخزين الكثير من المعلومات عليها.

يمر الوقت ويمكن أن يفشل أي محرك أقراص ثابت، وقد يكون أي محرك أقراص لا نتحدث عنه اليوم.

آمل أن يكون الكثيرون قد سمعوا عن ما يسمى ب صفائف الغارة، والتي لا تسمح فقط بالتسريع اعمل بجدالأقراص، ولكن أيضًا في حالة حدوث شيء ما، يمكنك حفظ البيانات المهمة من الاختفاء، ربما إلى الأبد.

أيضًا، تحتوي هذه المصفوفات على أرقام تسلسلية، وهذا هو سبب اختلافها. كل يؤدي وظائف مختلفة. على سبيل المثال، هناك ريد 0، 1، 2، 3، 4، 5إلخ. واليوم سنتحدث عن نفس هذه المصفوفات، وبعد ذلك سأكتب مقالاً عن كيفية استخدام بعضها.

ما هي مصفوفة RAID؟

غارةهي تقنية تتيح لك الجمع بين العديد من الأجهزة، وهي محركات الأقراص الثابتة، في حالتنا هناك ما يشبه مجموعة منها. وبالتالي، فإننا نزيد من موثوقية تخزين البيانات وسرعة القراءة/الكتابة. ربما واحدة من هذه الوظائف.

لذا، إذا كنت تريد إما تسريع القرص الخاص بك أو ببساطة تأمين معلوماتك، فالأمر متروك لك. وبتعبير أدق، يعتمد الأمر على اختيار تكوين Raid المطلوب؛ ويتم تمييز هذه التكوينات بالأرقام التسلسلية 1، 2، 3...

الغارات جدا ميزة مفيدةوأنا أوصي به للجميع. على سبيل المثال، إذا كنت تستخدم 0التكوين، فإنك سوف تواجه زيادة في السرعة بقوةالقرص، بعد كل شيء، الأقراص الصلبة هي تقريبًا الأجهزة ذات السرعة الأقل.

إذا سألت لماذا، فأعتقد أن كل شيء واضح. كل عام يصبحون أكثر قوة، وهم مجهزون بالمزيد تردد عالوعدد كبير من النوى وأكثر من ذلك بكثير. الشيء نفسه مع و. لكن حجم محركات الأقراص الصلبة ينمو فقط حتى الآن، لكن معدل دورانها يظل كما هو عند 7200. وبطبيعة الحال، هناك أيضا نماذج نادرة. تم إنقاذ الموقف حتى الآن من خلال ما يسمى بتسريع النظام عدة مرات.

لنفترض أنك أتيت للبناء غارة 1، في هذه الحالة سوف تحصل على ضمانة عالية لحماية بياناتك، حيث سيتم نسخها على جهاز آخر (قرص)، وإذا فشل أحد محركات الأقراص الثابتة، فستبقى جميع المعلومات على الآخر.

كما ترون من الأمثلة، الغارات مهمة ومفيدة للغاية، ويجب استخدامها.

لذا، فإن مصفوفة RAID هي فعليًا مزيج من محركي أقراص ثابتة متصلين بهما لوحة النظام، ربما ثلاثة أو أربعة. بالمناسبة، يجب أن يدعم أيضًا إنشاء صفائف RAID. يتم توصيل محركات الأقراص الثابتة وفقًا للمعايير، ويتم إنشاء الغارات على مستوى البرنامج.

عندما أنشأنا الغارة برمجيًا، لم يتغير شيء كثيرًا بالعين، ستعمل فقط في BIOS، وسيبقى كل شيء آخر كما كان، أي عندما تنظر إلى جهاز الكمبيوتر الخاص بي، سترى كل محركات الأقراص المتصلة نفسها.

لإنشاء مصفوفة، لا تحتاج إلى الكثير: لوحة أم تدعم RAID، واثنتان متطابقتان محركات الأقراص الصلبة (هذا مهم). يجب أن تكون هي نفسها ليس فقط من حيث الحجم، ولكن أيضًا في ذاكرة التخزين المؤقت والواجهة وما إلى ذلك. ومن المرغوب فيه أن تكون الشركة المصنعة هي نفسها. قم الآن بتشغيل الكمبيوتر وابحث عن المعلمة هناك تكوين ساتاووضعه على غارة. بعد إعادة تشغيل الكمبيوتر، يجب أن تظهر نافذة سنرى فيها معلومات حول الأقراص والغارات. هناك علينا النقر CTRL + أنالبدء إعداد الغارة، أي إضافة أو إزالة الأقراص منها. ثم سيبدأ تكوينه.

كم عدد هذه الغارات؟ هناك العديد منهم، وهي غارة 1, ريد 2, ريد 3, ريد 4, ريد 5, ريد 6. سأتحدث بمزيد من التفصيل عن اثنين منهم فقط.

1. ريد 0- يسمح لك بإنشاء مصفوفة أقراص لزيادة سرعة القراءة/الكتابة.
2. غارة 1- يسمح لك بإنشاء صفائف قرص معكوسة لحماية البيانات.

RAID 0، ما هو؟

صفيف ريد 0، والذي يسمى أيضًا "تجريد"يستخدم من 2 إلى 4 محركات أقراص ثابتة، ونادرًا ما يزيد عن ذلك. ومن خلال العمل معًا، يحسنون الإنتاجية. وبالتالي، يتم تقسيم البيانات التي تحتوي على مثل هذه المصفوفة إلى كتل بيانات، ثم يتم كتابتها على عدة أقراص في وقت واحد.

يزداد الأداء بسبب حقيقة أن كتلة واحدة من البيانات تتم كتابتها على قرص واحد، وعلى قرص آخر، وكتلة أخرى، وما إلى ذلك. أعتقد أنه من الواضح أن 4 أقراص ستزيد الأداء أكثر من اثنين. إذا كنا نتحدث عن الأمن، فإنه يعاني في جميع أنحاء المجموعة بأكملها. إذا فشل أحد الأقراص، في معظم الحالات، سيتم فقدان كافة المعلومات إلى الأبد.

الحقيقة هي أنه في صفيف RAID 0، توجد المعلومات على جميع الأقراص، أي أن بايتات الملف موجودة على عدة أقراص. ولذلك، إذا فشل أحد الأقراص، فسيتم أيضًا فقدان كمية معينة من البيانات، ويصبح من المستحيل استردادها.

ويترتب على ذلك أنه من الضروري عمل وسائط دائمة على الوسائط الخارجية.

RAID 1، ما هو؟

صفيف غارة 1، ويسمى أيضاً النسخ المتطابق- مرآة. إذا تحدثنا عن العيب، ففي RAID 1 يكون حجم أحد محركات الأقراص الثابتة "غير متاح" لك، لأنه يستخدم لتكرار محرك الأقراص الأول. في RAID 0 تتوفر هذه المساحة.

من بين المزايا، كما كنت قد خمنت بالفعل، يتبع ذلك أن المصفوفة توفر موثوقية عالية للبيانات، أي أنه في حالة فشل قرص واحد، ستبقى جميع البيانات في الثانية. من غير المحتمل فشل قرصين في وقت واحد. غالبًا ما يتم استخدام مثل هذه المصفوفة على الخوادم، لكن هذا لا يمنع استخدامها على أجهزة الكمبيوتر العادية.

إذا اخترت RAID 1، فاعلم أن الأداء سينخفض، ولكن إذا كانت البيانات مهمة بالنسبة لك، فاستخدم نهج البيانات.

RAID 2-6، ما هو؟

الآن سأصف بإيجاز المصفوفات المتبقية، إذا جاز التعبير، للتطوير العام، وكل ذلك لأنها لا تحظى بشعبية كبيرة مثل الأولين.

ريد 2- مطلوب للمصفوفات التي تستخدم كود هامينج (لم أكن مهتمًا بنوع الكود الموجود). مبدأ التشغيل هو نفسه تقريبًا كما هو الحال في RAID 0، أي أن المعلومات مقسمة أيضًا إلى كتل ويتم كتابتها على الأقراص واحدًا تلو الآخر. يتم استخدام الأقراص المتبقية لتخزين رموز تصحيح الأخطاء، والتي يمكن من خلالها استعادة البيانات في حالة فشل أحد الأقراص.

صحيح، من الأفضل استخدام 4 أقراص لهذه المصفوفة، وهو أمر مكلف للغاية، وكما اتضح، عند استخدام العديد من الأقراص، فإن زيادة الأداء مثيرة للجدل تمامًا.

ريد 3، 4، 5، 6– لن أكتب عن هذه المصفوفات هنا، حيث أن المعلومات الضرورية موجودة بالفعل على ويكيبيديا، إذا كنت تريد أن تعرف عن هذه المصفوفات، فاقرأها.

أي مجموعة RAID تختار؟

لنفترض أنك غالبا ما تقوم بتثبيت برامج وألعاب مختلفة ونسخ الكثير من الموسيقى أو الأفلام، ثم يوصى باستخدام RAID 0. عند اختيار محركات الأقراص الثابتة، كن حذرا، يجب أن تكون موثوقة للغاية حتى لا تفقد المعلومات. تأكد من القيام به النسخ الاحتياطيةبيانات.

يأكل معلومات مهمة، والتي ينبغي أن تكون آمنة وسليمة؟ ثم يأتي RAID 1 للإنقاذ عند اختيار محركات الأقراص الثابتة، ويجب أن تكون خصائصها متطابقة أيضًا.

خاتمة

لذلك قمنا بفرز بعض المعلومات الجديدة وبعض المعلومات القديمة حول مصفوفات RAID. أتمنى أن تجد المعلومات مفيدة. قريبا سأكتب عن كيفية إنشاء هذه المصفوفات.

RAID (مجموعة زائدة من الأقراص المستقلة)- مجموعة زائدة من الأقراص المستقلة، أي. دمج محركات الأقراص الثابتة الفعلية في محرك أقراص منطقي واحد لحل أية مشكلات. على الأرجح، سوف تستخدمه للتسامح مع الخطأ. في حالة فشل أحد الأقراص، سيستمر النظام في العمل. في نظام التشغيلستبدو المصفوفة مثل محرك الأقراص الصلبة العادي. غارة– نشأت المصفوفات في قطاع حلول الخوادم، ولكنها الآن منتشرة على نطاق واسع وتستخدم بالفعل في المنزل. لإدارة RAID، يتم استخدام شريحة خاصة ذات ذكاء، تسمى وحدة تحكم RAID. انها إما شرائح على اللوحة الأمأو لوحة خارجية منفصلة.

أنواع صفائف RAID

الأجهزة- يحدث هذا عندما يتم التحكم في حالة المصفوفة بواسطة شريحة خاصة. تحتوي الشريحة على وحدة المعالجة المركزية الخاصة بها وتقع عليها جميع الحسابات، مما يحرر وحدة المعالجة المركزية للخادم من التحميل غير الضروري.

برنامج– وذلك عندما يتم التحكم في حالة المصفوفة برنامج خاصفي نظام التشغيل. في هذه الحالة، سيتم إنشاء حمل إضافي على وحدة المعالجة المركزية للخادم. بعد كل شيء، كل الحسابات تقع عليه.

من المستحيل أن نقول بشكل لا لبس فيه أي نوع من الغارة هو الأفضل. في حالة الغارة البرمجية، لا نحتاج إلى شراء وحدة تحكم غارة باهظة الثمن. والتي تكلف عادة من 250 دولارًا أمريكيًا. (يمكنك العثور عليه مقابل 70 دولارًا، لكنني لن أخاطر بالبيانات) لكن جميع الحسابات تقع على عاتق وحدة المعالجة المركزية للخادم. برمجة

التنفيذ مناسب تمامًا للغارات 0 و1. فهي بسيطة جدًا ولا تتطلب حسابات كبيرة للعمل. ولذلك، يتم استخدام غارات البرامج في كثير من الأحيان في حلول المبتدئين. تستخدم غارة الأجهزة وحدة تحكم الغارة للعمل. تحتوي وحدة التحكم Raid على معالج خاص بها لإجراء العمليات الحسابية، وهذا المعالج هو الذي يقوم بعمليات الإدخال/الإخراج.

مستويات الغارة

هناك الكثير منهم. هذه هي العناصر الرئيسية - 0، 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7 والجمع بينها - 10، 30، 50، 53... سننظر فقط في الأكثر شيوعًا، والتي يتم استخدامها في المؤسسات الحديثة بنية تحتية. يشير الحرف D في المخططات إلى البيانات أو كتلة البيانات.

RAID 0 (صفيف الأقراص المخطط بدون التسامح مع الأخطاء)

ويعرف أيضا باسم الشريط. يحدث هذا عندما يتم دمج محركي أقراص فعليين أو أكثر في محرك أقراص منطقي واحد بغرض دمج المساحة. أي أننا نأخذ قرصين بسعة 500 جيجابايت وندمجهما في RAID 0 وفي النظام نرى محرك أقراص ثابتة واحد بسعة 1 تيرابايت. يتم توزيع المعلومات بالتساوي عبر جميع أقراص الغارة على شكل كتل صغيرة (خطوط).

الايجابيات - الأداء العالي وسهولة التنفيذ.

السلبيات: عدم التسامح مع الخطأ. عند استخدام هذه الغارة، يتم تقليل موثوقية النظام بمقدار النصف (إذا استخدمنا قرصين). ففي نهاية المطاف، إذا فشل قرص واحد على الأقل، فستفقد جميع بياناتك.

RAID 1 (النسخ المتطابق والطباعة على الوجهين)

ويعرف أيضا بالمرآة. يحدث هذا عندما يتم دمج محركي أقراص فعليين أو أكثر في محرك أقراص منطقي واحد لتحسين القدرة على تحمل الأخطاء. تتم كتابة المعلومات على قرصي المصفوفة مرة واحدة، وعندما يخرج أحدهما، يتم تخزين المعلومات على الآخر.

الايجابيات – سرعة عاليةالقراءة/الكتابة، وسهلة التنفيذ.

العيوب: التكرار العالي. في حالة استخدام قرصين يكون هذا 100%.

ريد 1E

يعمل RAID 1E على النحو التالي: يتم دمج ثلاثة أقراص فعلية في مصفوفة، ثم يتم إنشاء وحدة تخزين منطقية. يتم توزيع البيانات عبر الأقراص، وتشكيل الكتل. قطعة البيانات (الشريط) المميزة بـ ** هي نسخة من القطعة السابقة *. في هذه الحالة، تتم كتابة كل كتلة من النسخة المتطابقة مع التحول على قرص واحد

الحل الأسهل لتنفيذ الحلول المتسامحة مع الأخطاء هو RAID 1 (النسخ المتطابق)، وهو عبارة عن صورة معكوسة لقرصين. يتم ضمان التوفر العالي للبيانات من خلال وجود نسختين كاملتين. يؤثر هذا التكرار في بنية المصفوفة على تكلفتها - فبعد كل شيء، تبلغ السعة المفيدة نصف القدرة المستخدمة. نظرًا لأن RAID 1 مبني على محركي أقراص ثابتة، فمن الواضح أن هذا لا يكفي للتطبيقات الحديثة المتعطشة للأقراص. ونظرًا لهذه المتطلبات، يقتصر نطاق RAID 1 عادةً على أحجام الخدمة (OS، وSWAP، وLOG)؛ ويتم استخدامها فقط في الحلول منخفضة الميزانية لاستضافة بيانات المستخدم.

RAID 1E عبارة عن مزيج من توزيع المعلومات عبر الأقراص (الشريط) من RAID 0 والنسخ المتطابق من RAID 1. بالتزامن مع كتابة منطقة البيانات على محرك أقراص واحد، يتم إنشاء نسخة منها على القرص التالي في المصفوفة. يتمثل الاختلاف عن RAID 1 في أن عدد محركات الأقراص الثابتة يمكن أن يكون فرديًا (3 على الأقل). كما هو الحال مع RAID 1، تبلغ السعة القابلة للاستخدام 50% من إجمالي سعة أقراص المصفوفة. صحيح، إذا كان عدد الأقراص زوجيًا، فمن الأفضل استخدام RAID 10، الذي، بنفس استخدام السعة، يتكون من "مرآتين" (أو أكثر). في حالة فشل أحد محركات أقراص RAID 1E فعليًا، تقوم وحدة التحكم بتبديل طلبات القراءة والكتابة إلى محركات الأقراص المتبقية في الصفيف.

المزايا:

• أمن البيانات العالي؛
• أداء جيد.

عيوب:

• مثل RAID 1، يتم استخدام 50% فقط من سعة قرص المصفوفة.

ريد 2

في صفائف هذا النوع، يتم تقسيم الأقراص إلى مجموعتين - للبيانات ورموز تصحيح الأخطاء، وإذا تم تخزين البيانات على الأقراص، فستكون هناك حاجة إلى الأقراص لتخزين رموز التصحيح. تتم كتابة البيانات على الأقراص المقابلة بنفس الطريقة كما في RAID 0؛ ويتم تقسيمها إلى كتل صغيرة وفقًا لعدد الأقراص المخصصة لتخزين المعلومات. تقوم الأقراص المتبقية بتخزين رموز تصحيح الأخطاء، والتي، في حالة حدوث أي فشل، القرص الصلبإذا فشلت المعلومات، فمن الممكن لاستعادة المعلومات. لقد تم استخدام طريقة Hamming منذ فترة طويلة في ذاكرة ECC وتسمح بالتصحيح الفوري للأخطاء الفردية واكتشاف الأخطاء المزدوجة.

عيب مصفوفة RAID 2 هو أن تشغيلها يتطلب بنية تضاعف عدد الأقراص تقريبًا، لذا فإن هذا النوع من المصفوفات غير منتشر على نطاق واسع.

ريد 3

في مصفوفة الأقراص RAID 3، يتم تقسيم البيانات إلى أجزاء أصغر من القطاع (مقسمة إلى بايت) أو كتلة ويتم توزيعها عبر الأقراص. يتم استخدام قرص آخر لتخزين كتل التكافؤ. استخدم RAID 2 قرصًا لهذا الغرض، ولكن تم استخدام معظم المعلومات الموجودة على أقراص التحكم لتصحيح الأخطاء بشكل فوري، بينما يكتفي معظم المستخدمين بمجرد استعادة المعلومات في حالة فشل القرص، وهي معلومات كافية لتناسب قرصًا ثابتًا واحدًا مخصصًا.

الاختلافات بين RAID 3 وRAID 2: عدم القدرة على تصحيح الأخطاء بسرعة وتقليل التكرار.

المزايا:

• سرعة عالية في قراءة وكتابة البيانات؛
• الحد الأدنى لعدد الأقراص لإنشاء صفيف هو ثلاثة.

عيوب:

• تعتبر مجموعة من هذا النوع جيدة فقط للعمل بمهمة واحدة مع الملفات الكبيرة، حيث أن وقت الوصول إلى قطاع فردي، مقسم عبر الأقراص، يساوي الحد الأقصى لفترات الوصول إلى قطاعات كل قرص. بالنسبة للكتل الصغيرة، يكون وقت الوصول أطول بكثير من وقت القراءة.
• يوجد حمل كبير على قرص التحكم، ونتيجة لذلك، تنخفض موثوقيته بشكل كبير مقارنة بالأقراص التي تخزن البيانات.

ريد 4

يشبه RAID 4 RAID 3، ولكنه يختلف في أن البيانات مقسمة إلى كتل بدلاً من بايت. وبالتالي، كان من الممكن التغلب جزئيا على مشكلة انخفاض سرعة نقل البيانات بكميات صغيرة. الكتابة بطيئة بسبب حقيقة أن التكافؤ للكتلة يتم إنشاؤه أثناء التسجيل وكتابته على قرص واحد. من بين أنظمة التخزين المستخدمة على نطاق واسع، يتم استخدام RAID-4 على أجهزة تخزين NetApp (NetApp FAS)، حيث تم التخلص من عيوبه بنجاح بسبب تشغيل الأقراص في وضع تسجيل جماعي خاص، يتم تحديده بواسطة وحدة التخزين الداخلية المستخدمة على الأجهزة. نظام الملفاتوافل.

RAID 5 (أقراص البيانات المستقلة ذات كتل التكافؤ الموزعة)

معظم وجهة نظر شعبية Raid، بشكل عام بسبب فعالية تكلفة استخدام وسائط التخزين. تتم كتابة كتل البيانات والمجاميع الاختبارية بشكل دوري على كافة الأقراص الموجودة في المصفوفة. إذا فشل أحد الأقراص، فسيتم تقليل الأداء بشكل ملحوظ، حيث سيتعين إجراء عمليات معالجة إضافية حتى يعمل المصفوفة. تتمتع الغارة نفسها بسرعات قراءة/كتابة جيدة إلى حد ما ولكنها أقل قليلاً من RAID 1. تحتاج إلى ثلاثة أقراص على الأقل لتنظيم RAID 5.

الإيجابيات: الاستخدام الاقتصادي للوسائط، وسرعة القراءة والكتابة الجيدة. إن اختلاف الأداء مقارنةً بـ RAID 1 ليس ملحوظًا مثل توفير مساحة القرص. في حالة استخدام ثلاثة محركات أقراص ثابتة، يبلغ التكرار 33٪ فقط.

السلبيات: استعادة البيانات المعقدة وتنفيذها.

ريد 5E

يعمل RAID 5E بهذه الطريقة. يتم تجميع المصفوفة من أربعة أقراص فعلية ويتم إنشاء قرص منطقي فيها. القرص الاحتياطي الموزع هو مساحة حرة. يتم توزيع البيانات عبر محركات الأقراص، مما يؤدي إلى إنشاء كتل على قرص منطقي. يتم أيضًا توزيع المجاميع الاختبارية عبر أقراص المصفوفة ويتم كتابتها مع الانتقال من قرص إلى قرص، كما هو الحال في RAID 5. ويظل محرك الأقراص الثابتة الاحتياطي فارغًا.

يعتبر RAID 5 "الكلاسيكي" هو المعيار للتسامح مع الأخطاء في أنظمة القرص الفرعية لسنوات عديدة. يستخدم توزيع البيانات (الشريط) عبر مصفوفة الأقراص الصلبة؛ لكل جزء من الأجزاء (الشريط) المحدد فيه، يتم حساب وكتابة المجاميع الاختبارية (التكافؤ). وبناء على ذلك، تنخفض سرعة التسجيل بسبب إعادة الحساب المستمر لـ CS مع وصول بيانات جديدة. لزيادة الأداء، يتم توزيع سجلات CS عبر كافة محركات الأقراص المصفوفة، بالتناوب مع البيانات. يستهلك تخزين الأقراص المضغوطة سعة وسائط واحدة، لذا يستخدم RAID 5 قرصًا واحدًا أقل من إجمالي عدد الأقراص في المصفوفة. يتطلب RAID 5 ما لا يقل عن ثلاثة محركات أقراص ثابتة (وبحد أقصى 16)، وتتراوح كفاءة مساحة القرص الخاصة به بين 67-94% اعتمادًا على عدد الأقراص. من الواضح أن هذا أكثر من RAID 1، الذي يستخدم 50% من السعة المتاحة.

يؤدي انخفاض الحمل لتنفيذ تكرار RAID 5 إلى تنفيذ معقد إلى حد ما وعملية طويلة لاستعادة البيانات. يتم تعيين حساب المجاميع الاختبارية والعناوين إلى وحدة تحكم RAID للأجهزة مع متطلبات عالية على المعالج والمنطق وذاكرة التخزين المؤقت. يكون أداء مصفوفة RAID 5 في حالتها المتدهورة منخفضًا للغاية، ويتم قياس وقت الاسترداد بالساعات. ونتيجة لذلك، تتفاقم مشكلة عدم كفاية المصفوفة بسبب خطر الفشل المتكرر لأحد الأقراص قبل استعادة RAID. يؤدي هذا إلى إتلاف حجم البيانات.

يتمثل الأسلوب الشائع في تضمين قرص احتياطي مخصص في RAID 5 لتقليل وقت التوقف عن العمل قبل استبدال القرص الفاشل فعليًا. بعد فشل أحد محركات الأقراص في المصفوفة الأصلية، تقوم وحدة التحكم بتضمين محرك أقراص احتياطي في المصفوفة وتبدأ عملية إعادة بناء RAID. من المهم توضيح أنه قبل هذا الفشل الأول، كان محرك النسخ الاحتياطي في وضع الخمول وقد لا يشارك في تشغيل المصفوفة لسنوات وقد لا يتم فحصه بحثًا عن أخطاء سطحية. تمامًا مثل القرص الذي سيتم إحضاره لاحقًا لاستبداله بموجب الضمان بدلاً من القرص المعيب، سيتم إدراجه في سلة الأقراص وتعيينه كنسخة احتياطية. قد تكون المفاجأة الكبرى هي عدم قابليتها للعمل، وسيصبح هذا واضحًا في أكثر اللحظات غير المناسبة.

RAID 5E هو RAID 5 مع قرص احتياطي مستخدم بشكل دائم ومضمن في المصفوفة، وتتم إضافة سعته بالتساوي إلى كل عنصر من عناصر المصفوفة. يتطلب RAID 5E ما لا يقل عن أربعة محركات أقراص ثابتة. مثل RAID 5، يتم توزيع البيانات والمجاميع الاختبارية عبر أقراص المصفوفة. يعد استخدام السعة القابلة للاستخدام لـ RAID 5E أقل قليلاً، لكن الأداء أعلى من أداء RAID 5 مع قطع الغيار الساخنة.

تكون سعة الحجم المنطقي RAID 5E أقل من السعة الإجمالية بحجم وسيطتين (تُستخدم سعة إحداهما للمجموع الاختباري، والأخرى للاحتياطي الاحتياطي). لكن القراءة والكتابة على أربعة أجهزة فعلية RAID 5E تكون أسرع من العمليات باستخدام ثلاثة محركات أقراص فعلية RAID 5 مع احتياطي كلاسيكي (في حين أن الرابع، الاحتياطي الساخن، لا يشارك في العملية). يعد قرص النسخ الاحتياطي في RAID 5E عضوًا دائمًا كامل العضوية في المصفوفة. لا يمكن تعيينه لإجراء نسخ احتياطي لمصفوفتين مختلفتين ("خادم سيدين" - كما هو مسموح به في RAID 5).

في حالة فشل أحد الأقراص الفعلية، تتم استعادة البيانات من محرك الأقراص الفاشل. يتم ضغط المصفوفة ويصبح القرص الاحتياطي الموزع جزءًا من المصفوفة. يظل محرك الأقراص المنطقي عند مستوى RAID 5E. بعد استبدال القرص الفاشل بآخر جديد، تظهر البيانات محرك الأقراص المنطقيتتكشف في الحالة الأوليةمخططات توزيع الأقراص الصلبة. عند استخدام قرص منطقي RAID 5E في تصميمات مجموعة تجاوز الفشل، فإنه لن يؤدي وظائفه أثناء ضغط/إلغاء ضغط البيانات.

المزايا:

• أمن البيانات العالي؛
• استخدام السعة القابلة للاستخدام أعلى من RAID 1 أو RAID 1E؛
• الأداء أفضل من RAID 5.

عيوب:

• الأداء أقل من RAID 1E؛
• لا يمكن مشاركة القرص الاحتياطي مع صفائف أخرى.

ريد 5EE

ملاحظة: غير مدعوم في جميع وحدات التحكم، يشبه مستوى RAID-5EE RAID-5E، ولكن مع استخدام أكثر كفاءة للقرص الاحتياطي ووقت استرداد أقصر. على غرار مستوى RAID-5E، يقوم مستوى صفيف RAID هذا بإنشاء صفوف من البيانات والمجاميع الاختبارية عبر كافة محركات الأقراص في الصفيف. يوفر RAID-5EE أمانًا وأداءً محسنًا. عند استخدام مستوى RAID-5E، تقتصر سعة وحدة التخزين المنطقية على سعة محركي الأقراص الصلبة الفعليين في المصفوفة (أحدهما للتحكم والآخر للنسخ الاحتياطي). يعد القرص الاحتياطي جزءًا من مصفوفة RAID من المستوى 5EE. ومع ذلك، على عكس RAID المستوى 5E، الذي يستخدم غير مقسم مساحة حرةللنسخ الاحتياطي، في RAID يتم إدراج كتل المجموع الاختباري من المستوى 5EE في قرص النسخ الاحتياطي، كما هو موضح أدناه في المثال. يتيح لك ذلك إعادة بناء البيانات بشكل أسرع في حالة فشل القرص الفعلي. مع هذا التكوين، لن تتمكن من استخدامه مع المصفوفات الأخرى. إذا كنت بحاجة إلى محرك أقراص احتياطي لمجموعة أخرى، فيجب أن يكون لديك محرك أقراص ثابت احتياطي آخر. يتطلب مستوى RAID-5E ما لا يقل عن أربعة محركات أقراص، ويعتمد على مستوى البرنامج الثابت وسعتها، ويدعم من 8 إلى 16 محرك أقراص. يحتوي RAID Level-5E على برامج ثابتة محددة. ملاحظة: بالنسبة لمستوى RAID-5EE، يمكنك استخدام وحدة تخزين منطقية واحدة فقط في المصفوفة.

المزايا:

• حماية البيانات بنسبة 100%
• سعة قرص فعلية كبيرة مقارنة بـ RAID-1 أو RAID -1E
• أداء أفضل مقارنة بـ RAID-5
• أكثر انتعاش سريع RAID مقابل RAID-5E

عيوب:

• أداء أقل من RAID-1 أو RAID-1E
• يدعم وحدة تخزين منطقية واحدة فقط لكل صفيف
• استحالة مشاركةقرص النسخ الاحتياطي مع صفائف أخرى
• ليست كل وحدات التحكم مدعومة

ريد 6

يشبه RAID 6 RAID 5، ولكنه يتمتع بدرجة أعلى من الموثوقية - يتم تخصيص سعة قرصين للمجموع الاختباري، ويتم حساب مجموعين باستخدام خوارزميات مختلفة. يتطلب وحدة تحكم RAID أكثر قوة. يضمن التشغيل بعد الفشل المتزامن لقرصين - الحماية ضد حالات الفشل المتعددة. مطلوب ما لا يقل عن 4 أقراص لتنظيم المصفوفة. عادةً، يؤدي استخدام RAID-6 إلى انخفاض بنسبة 10-15% تقريبًا في أداء مجموعة الأقراص مقارنةً بمؤشرات RAID-5 المشابهة، والذي يحدث بسبب كمية كبيرة من المعالجة لوحدة التحكم (الحاجة إلى حساب ثانية المجموع الاختباري، وقراءة وإعادة كتابة المزيد من كتل القرص أثناء كتابة كل كتلة).

ريد 7

إن RAID 7 هي علامة تجارية مسجلة لشركة Storage Computer Corporation وليست مستوى RAID منفصلاً. هيكل المصفوفة كما يلي: يتم تخزين البيانات على الأقراص، ويتم استخدام قرص واحد لتخزين كتل التكافؤ. يتم تخزين الكتابة على الأقراص مؤقتًا باستخدام كبش، المصفوفة نفسها تتطلب UPS إلزاميًا؛ في حالة انقطاع التيار الكهربائي، يحدث تلف في البيانات.

RAID 10 أو RAID 1+0 (موثوقية عالية جدًا وأداء عالٍ)

مزيج من الغارة المرآة والغارة المخططة على القرص. في هذا النوع من الغارات، يتم دمج الأقراص في أزواج في غارات معكوسة (RAID 1) ثم يتم دمج كل هذه الأزواج المعكوسة في مصفوفة مخططة (RAID 0). يمكنك فقط دمج عدد زوجي من الأقراص في غارة، الحد الأدنى هو 4 والحد الأقصى هو 16. نحن نرث الموثوقية من RAID 1، والسرعة من RAID 0.

الايجابيات - التسامح مع الخطأ والأداء العالي

سلبيات – تكلفة عالية

RAID 50 أو RAID 5+0 (معدلات الإدخال/الإخراج العالية وأداء نقل البيانات)

يُعرف أيضًا باسم RAID 50، وهو عبارة عن مزيج من RAID 5 وRAID 0. ويجمع المصفوفة بين الأداء العالي والتسامح مع الأخطاء.

الإيجابيات - تحمل عالي للخطأ، وسرعة نقل البيانات، وتنفيذ الاستعلام

سلبيات – تكلفة عالية

ريد 60

يجمع مصفوفة مستوى RAID 60 بين خصائص المستويين 6 و0. ويجمع مصفوفة RAID 60 بين شريط مستوى الكتلة المباشر لـ RAID 0 وشريط التكافؤ المزدوج لـ RAID 6، أي: يتم توزيع RAID 0 بين عناصر RAID 6. ريد 60 القرص الظاهرييمكن أن يتحمل فقدان محركي أقراص ثابتة في كل إعداد RAID 6 دون فقدان البيانات. وهو أكثر كفاءة مع البيانات التي تتطلب موثوقية عالية، ومعدلات طلب عالية، ونقلًا عاليًا للبيانات، وقدرات متوسطة إلى كبيرة. الحد الأدنى لعدد الأقراص هو 8.

غارة خطية

Linear RAID عبارة عن مجموعة بسيطة من الأقراص التي تقوم بإنشاء قرص افتراضي كبير. في RAID الخطي، يتم تخصيص الكتل أولاً على قرص واحد مضمن في المصفوفة، ثم، إذا كان هذا القرص ممتلئًا، يتم تخصيصه على قرص آخر، وما إلى ذلك. لا يوفر هذا المزيج فوائد الأداء، حيث أنه على الأرجح لن يتم توزيع عمليات الإدخال/الإخراج بين الأقراص. يفتقر Linear RAID أيضًا إلى التكرار ويزيد في الواقع من احتمالية الفشل - إذا فشل محرك أقراص واحد فقط، فسوف تفشل المصفوفة بأكملها. سعة المصفوفة تساوي السعة الإجمالية لجميع الأقراص.

الاستنتاج الرئيسي الذي يمكن استخلاصه هو أن كل مستوى غارة له إيجابياته وسلبياته.

الاستنتاج الأكثر أهمية هو أن الغارة لا تضمن سلامة بياناتك. أي أنه إذا قام شخص ما بحذف ملف أو تعرض للتلف بسبب بعض العمليات، فلن تساعدنا الغارة. لذلك فإن الغارة لا تعفينا من الحاجة إلى عمل نسخ احتياطية. ولكنه يساعد عندما تنشأ مشاكل مع الأقراص على المستوى المادي.