انواع raid مزایا و معایب هر كدام

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 كانكتور IDE برای برقراری ارتباط بین 4 وسیله جانبی وجود دارد ولی در پاره ای سیستم ها تعداد این كانكتورها 4 مورد می باشد ، دو كانكتور به عنوان IDE ، و دو كانكتور اضافی برای استفاده تحت عنوان RAID یا ATA 133,ATA 100 .

همانطور كه می دانیم با استفاده از كانكتورهای IDE ی موجود روی مادر برد امكان استفاده از حداكثر دو دستگاه بر روی هر كانكتور وجود دارد .RAID تكنولوژی است كه امكاناتی نظیر افزایش سرعت , Back up گیری همزمان روی یك یا چند درایو و … در اختیار كاربر قرار می دهد . برای هر كدام از آرایشهای ممكن هنگام استفاده از دو یا چند هاردیسك , نسخه های متفاوت RAID مطرح می شود به عنوان مثال : RAID1 , RAID0 و….

در این مقاله سعی داریم كه به نسخه های متفاوت RAID نگاهی نزدیكتر و دقیق تر بیندازیم .

RAID0 : ذخیره سازی روی چند دیسك بدون كنترل خطا
مزایا و مشخصات :
- داده ها به بلوكهایی تبدیل می شوند و هر بلوك در هارد دیسك مجزا ذخیره می شود.
- باعث بالا رفتن كارایی سیستم I/O می گردد چرا كه بار ترافیكی نقل و انتقالات بین چندین كانال مجزا تقسیم می شود.
- بالارفتن كارایی بدلیل وجود كنترلرهای مختلفی كه عمل كنترل ترافیك را به عهده می گیرند (افزایش سرعت)
- طراحی بسیار ساده ( زیرا مدار محاسبه Parity وجود ندارد )
- عدم پرداختن به محاسبات مربوطه به Parity وكنترل خطا (افزایش سرعت به دلیل عدم پرداختن به محاسبات مربوط به Parity )

معایب :
- عدم استفاده از Parity .(هیچ گونه كد تشخیص و تصحیح خطا در این نوع RAID وجود ندارد ).
- از كار افتادن یك درایو باعث از دست رفتن كلیه اطلاعات خواهد شد.
- عدم كارایی در محیطهای حساس به حفظ داده ها

موارد استفاده :
- میكس و پردازش تصاویر ویدیویی (میكس و مونتاژ ).
- واژه پردازی (نرم افزارهای تایپ و... )
- كارهایی كه نیاز به سرعت بالا دارد.

Backup : RAID1 گیری همزمان داده ها به منظور Mirroring و Duplexing
Mirroning : كپی برداری هم زمان روی دو درایو
Duplexing : زمانی است كه یكی از درایوها دچار مشكل شود و درایو سالمی را جایگزین نماییم سپس داده ها را روی درایو سالم كپی كنیم .
مزایا و مشخصات :
-هنگام سیكل نوشتن , گویی اطلاعات روی یك دیسك نوشته می شود (در صورتیكه عملأ بر روی دو دیسك نوشته می شود . مانند RAID0 ) ولی عمل خواندن , ازهر دودیسك انجام می شود ( كاهش ترافیك گذرگاه - نوشتن بر روی هر دو دیسك ولی خواندن مجزا )
- قابلیت برگرداندن %100 داده ها هنگام بروز مشكل برای یك دیسك .
- در نرخ انتقالات داده تغییر محسوسی نداریم. (یعنی وجود دو دیسك تفاوتی با یك دیسك ندارد ) .
- در شرایط خاص RAID1, توانایی تحمل خرابی بیش از یك دیسك را نیز دارد .
- ساده ترین طراحی در تكنولوژی RAID (مدار مربوط به Parity وجود ندارد )

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

RAID2 : دارای خاصیت ECC با استفاده از كد همینگ
مزایا و مشخصات :
- تصحیح خطای بسیار سریع
- مناسب برای انتقال اطلاعات

معایب :
- طراحی بسیار یچیده كه با صدمه دیدن یك دیسك دچار مشكل می شود .
- نامناسب در دید تجاری (تعداد زیاد درایوها )

كد همینگ : یكی از روشهای محاسبه و كنترل خطا در سیستمهای دیجیتال می باشد . انواع روشها برای كنترل ترافیك داده های دیجیتال وجود دارد به عنوان مثال Parity haming code ,… كه مجموعه این روشها را ECC می نامند . (Error Checking and Correcting)

RAID3 : انتقال موازی با استفاده از خاصیت Parity
مزایا و مشخصات :
- سیكل خواندن و نوشتن بسیار سریع .
معایب :
- طراحی بسیار پیچیده كه با صدمه دیدن یك دیسك مجموعه دچار مشكل می شود .
كاربرد :
- میكس و مونتاژ تصویر
- ویرایش تصویر مانند RAID0

RAID4 : دیسك های داده مجزا دیسك مربوط به Parity مشترك
مزایا و مشخصات :
- سیكل خواندن بسیار سریع ( ترافیك كمتر در گذرگاه)

معایب :
- پیچیدگی بسیار بالا در طراحی مدار كنترلی مشكل در برگرداندن داده ها هنگام بروز اشكال در یك دیسك ( چرا كه داده ها روی دیسكها توزیع شده است )

RAID5 : دیسك های داده مجزا و Parity توزیع شده در دیسكهای Data
مزایا و مشخصات :
- در این نوع به حداقل 3 درایو دیسك سخت نیاز داریم .
- تك تك بلوك های داده روی دیسك ها نوشته می شوند و Parity مربوط به هر بلوك نیز داخل هارد مربوط ذخیره می گردد.
- سیكل خواندن بسیار سریع (ترافیك كمتر در گذرگاه )
- سیكل نوشتن متوسط (محاسبات مربوط به Parity )
- قابلیت و اطمینان بالا (وجود ECC )
معایب :
- خرابی در یك دیسك در خروجی تاثیر ندارد.
- طراحی پیچیده مدار كنترلی
- مشكل در برگرداندن داده ها هنگام بروز اشكال

كاربرد :
- در سیستمهای Server و بانكهای اطلاعاتی ISPها

RAID6 : دیسكهای داده ها مجزا با دو Parity توزیع شده مجزا
مزایا و مشخصات :
- RAID6 در واقع نسخه پیشرفته RAID5 می باشد كه تصحیح و كنترل خطا را بهبود می بخشد . این ویرایش RAID اطمینان و توانایی بالا در زمینه data storage فراهم می كند .
- بهترین انتخاب برای كاربردهای بحرانی و حساس

معایب :
- طراحی مدار كنترلی بسیار پیشرفته و پیچیده .
- سیكل نوشتن بسیار كند ( دوبار محاسبه مربوط به Parity )
- نیاز به N+2 درایو دیسك سخت . بدلیل دارا بودن حالت Parity دو بعدی . ( N تعداد دیسكهای سخت در حالت معمولی )
- ادغام اطمینان بالا با قابلیت بالا

RAID7 : نقل وانتقال بهینه شده غیر همزمان به منظوردستیابی به نرخ انتقال بسیار سریع
مزایا و مشخصات :
- نقل و انتقال غیر همزمان و دارای كنترلگرهای مستقل.
- درایو مجزا برای ذخیره كردن اطلاعات مربوط بهParity
- برخورداری از سیستم Open System و استفاده از گذرگاهSCSI
- گذرگاه Cache داخلی با سرعت بالا (X-bus )
- دیسك های خواندن و نوشتن از امكان Choching استفاده میكنند.
- تكنولوژی مدار تولید Parity تا حدودی با سایر انواع Raid تفاوت دارد .
-امكان Hot Swaping

Open system : به سیستمی اطلاق می شود كه قابلیت سازگاری با سخت افزارها و نرم افزارهای مختلف را داشته باشد و امكان كاركردن در سیستمهای مختلف را به راحتی داشته باشد .

RAID10 : این Raid حداقل به 4 دستگاه هاردیسك نیاز دارد
مزایا و مشخصات :
- عمل تكه تكه كردن بلوكهای داده همانند Raid1 انجام می پذیرد .
- تصحیح و كنترل خطا نیز مانند Raid2 می باشد .
- نرخ انتقال بالا
- در شرایط معین , امكان تحمل خرابی چند دیسك 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 بانكهای اطلاعاتی .

RAID53 : نرخ انتقال بالا همراه با قابلیت انتقال مناسب
مشخصات و مزایا :
-این آرایه RAID حداقل به 5 دستگاه دیسك سخت نیاز دارد .
- RAID53 در واقع باید RAID03 نلمیده شود زیرا عمل Striping آن همانند RAID0 بوده و Segment بندی آن نیز مانند RAID3 می باشد.
- تحمل خطای آن مانند RAID3 می باشد.
- نسبت به RAID3 دارای نرخ انتقال بسیار بهتری می باشد.

معایب :
- قیمت بالا
- همه دیسك ها باید با همدیگر سنكرون شوند كه انتخاب نوع و مدل درایو را محدود می سازد .
- Stripe كردن در سطح بایتها نهایتأ در محاسبه ظرفیت فرمت شده تأثیر منفی می گذارد .

RAID 0+1 : نرخ انتقال داده بهینه
مزایا و مشخصات :
- حداقل به 4 دستگاه هاردیسك نیاز دارد .
- RAID 0+1 به عنوان آرایه آینه ای نیز معروف است با این تفاوت كه قطعات داده ها یا Segment ها طبق استراتژی RAID0 ایجاد شده اند .
- تحمل خطای این نوع آرایه مانند RAID5 می باشد .
- نرخ انتقال بالا .
- بهترین انتخاب برای سیستمهایی كه به كارایی بالا بدون توجه به حداكثر اطمینان نیاز داشته باشند .
معایب :
- RAID 0+1 نباید با RAID10 اشتباه گرفته شود . كوچكترین مشكل در عملكرد یك درایو , آرایه را به مدل RAID0 تبدیل خواهد كرد .
- قیمت بسیار بالا
- جابجایی درایوها باید به صورت موازی انجام گیرد .

كاربرد :
- پردازشهای تصویری و fileserever های عمومی .

نتیجه گیری :
همانطور كه مشخص شد ، استفاده ازRAID برای مقاصد معین می باشد و در كاربردهای عادی و روزمره كارایی چشمگیری را به سیستم PC اضافه نمی كند . به عنوان مثال امكان استفاده از CD-ROM و Rewriter روی این كانكتورها وجود ندارد .بنابراین هنگام استفاده از RAID ابتدا هدف و مورد استفاده خود را مشخص كنید سپس RAID مناسب را انتخاب نمایید.