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 ببساطة 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.

عادة ما يحدث العكس - يتم تثبيت قرص فعلي واحد في وحدة النظام، والتي نقسمها إلى عدة أقراص منطقية. هنا الوضع هو العكس - يتم دمج العديد من محركات الأقراص الصلبة أولا في واحد، ثم ينظر إلى نظام التشغيل على أنه واحد. أولئك. يعتقد نظام التشغيل اعتقادًا راسخًا أنه يحتوي فعليًا على قرص واحد فقط.

صفائف RAIDهناك الأجهزة والبرامج.

المعدات صفائف RAIDيتم إنشاؤها قبل تحميل نظام التشغيل باستخدام أدوات مساعدة خاصة مدمجة فيه 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، وفقط بعد بدء تشغيل نظام التشغيل، يتم دمج الأقراص في صفائف من خلال البرنامج. وبطبيعة الحال، لا يوجد نظام التشغيل نفسه مجموعة RAIDلأنه تم ضبطه قبل إنشائه.

"لماذا كل هذا مطلوب؟" - أنت 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. وحيث أنه إذا كانت قاعدة البيانات موجودة على قرص واحد، فإن القرص الصلب نفسه سيقوم بمهام القراءة/الكتابة لمستخدمين مختلفين بالتتابع. 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 محركي أقراص ثابتة أو أكثر 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 حالة حرجة، والانتعاش 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. أثناء 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 بناء المصفوفة من أربعة أقراص على الأقل: على القناة الأولى RAID-0، وعلى RAID-0 الثاني 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 الأخطاء، 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. التطبيقات الشائعة غارة-5- مخزن 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-10هي خوادم الملفات وخوادم قواعد البيانات.

مرة أخرى، إذا قمنا بتبسيط المزيد، فإننا نصل 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.

مرحبا لجميع قراء الموقع! أيها الأصدقاء، لقد أردت التحدث إليكم منذ فترة طويلة حول كيفية إنشاء مصفوفة RAID (مصفوفة زائدة عن الحاجة من الأقراص المستقلة) على جهاز كمبيوتر. على الرغم من التعقيد الواضح للمشكلة، إلا أن كل شيء في الواقع بسيط للغاية وأنا متأكد من أن العديد من القراء سيتبنون على الفور ويستمتعون باستخدام هذه التكنولوجيا المفيدة للغاية المتعلقة بأمان بياناتك.

كيف تنشأ مصفوفة RAID وسبب الحاجة إليها

ليس سرا أن معلوماتنا الموجودة على جهاز الكمبيوتر غير مؤمن عليها عمليا وتقع على قرص صلب بسيط، والذي يميل إلى الانهيار في أكثر اللحظات غير المناسبة. لقد تم الاعتراف منذ فترة طويلة أن القرص الصلب هو المكان الأضعف وغير الموثوق به في وحدة النظام لدينا، لأنه يحتوي على أجزاء ميكانيكية. هؤلاء المستخدمون الذين فقدوا بيانات مهمة (وأنا منهم) بسبب فشل "المسمار"، بعد الحزن لبعض الوقت، يتساءلون عن كيفية تجنب مثل هذه المشكلة في المستقبل وأول ما يتبادر إلى ذهنهم هو هذا إنشاء مجموعة RAID.

الهدف الأساسي من وجود مجموعة زائدة من الأقراص المستقلة هو حفظ ملفاتك على محرك الأقراص الثابتة لديك في حالة حدوث فشل كامل لمحرك الأقراص هذا! تسأل عن كيفية القيام بذلك، فالأمر بسيط للغاية، فأنت تحتاج فقط إلى محركي أقراص ثابتة (وربما مختلفين في الحجم).

في مقال اليوم، باستخدام نظام التشغيل Windows 8.1، سنقوم بإنشاء القرص الصلب الأبسط والأكثر شيوعًا من محركي أقراص ثابتة فارغين. مجموعة RAID 1، ويسمى أيضًا "النسخ المتطابق". معنى "المرآة" هو أن المعلومات الموجودة على كلا القرصين مكررة (مكتوبة بالتوازي) وأن محركي الأقراص الصلبة عبارة عن نسخ طبق الأصل لبعضهما البعض.

إذا قمت بنسخ ملف إلى القرص الصلب الأول، فسيظهر نفس الملف بالضبط على القرص الثاني، وكما فهمت بالفعل، إذا فشل محرك أقراص ثابت واحد، فستظل جميع بياناتك سليمة على القرص الصلب الثاني (مرآة). احتمال فشل محركي الأقراص الصلبة في وقت واحد لا يكاد يذكر.

العيب الوحيد لمجموعة RAID 1 هو أنك تحتاج إلى شراء محركي أقراص ثابتة، لكنهما سيعملان كواحد واحد، أي إذا قمت بتثبيت محركي أقراص ثابتة بسعة 500 جيجابايت في وحدة النظام، فسيكون نفس الـ 500 متاحًا لتخزين الملفات GB، وليس 1TB.

إذا تعطل أحد محركي الأقراص الصلبة، فما عليك سوى أخذه واستبداله وإضافته كمرآة إلى محرك الأقراص الثابتة المثبت بالفعل والذي يحتوي على البيانات وهذا كل شيء.

شخصيا، لسنوات عديدة، أستخدمه في العملمصفوفة RAID 1 مكونة من محركين أقراص ثابتة بسعة 1 تيرابايت، وقبل عام حدث شيء سيء، فقد أحد الأقراص الصلبة حياته، واضطررت إلى استبداله على الفور، ثم فكرت برعب ماذا سيحدث إذا لم يكن لدي مصفوفة RAID، شعرت بقشعريرة طفيفة في ظهري، لأن البيانات المتراكمة على مدار عدة سنوات من العمل كانت ستختفي، ولذا، قمت ببساطة باستبدال "التيرابايت" المعيب واستمرت في العمل. بالمناسبة، لدي أيضًا في المنزل مجموعة RAID صغيرة مكونة من محركي أقراص ثابتة بسعة 500 جيجابايت.

إنشاء البرمجياتغارة 1 مجموعة من محركي الأقراص الصلبة الفارغين باستخدام Windows 8.1

بادئ ذي بدء، نقوم بتثبيت اثنين من محركات الأقراص الثابتة النظيفة في وحدة النظام لدينا. على سبيل المثال، سأخذ محركي أقراص ثابتة بسعة 250 جيجابايت.

ماذا تفعل إذا كان حجم محركات الأقراص الثابتة مختلفًا أو كان لديك بالفعل معلومات حول محرك أقراص ثابت واحد، فاقرأ مقالتنا التالية.

افتح إدارة الأقراص

القرص 0- محرك أقراص الحالة الصلبة SSD مع نظام التشغيل Windows 8.1 المثبت على القسم (C :).

القرص 1و القرص 2- محركات الأقراص الصلبة بسعة 250 جيجابايت والتي سنقوم بتجميع مصفوفة RAID 1 منها.

انقر بزر الماوس الأيمن على أي محرك أقراص ثابتة وحدد "إنشاء وحدة تخزين مرآة"

أضف قرصًا سيكون بمثابة مرآة للقرص المحدد مسبقًا. لقد اخترنا القرص 1 كأول مجلد معكوس، مما يعني أننا نختار القرص 2 على الجانب الأيسر وانقر على زر "إضافة".

حدد حرف مصفوفة برنامج RAID 1، وأترك ​​الحرف (D:). إضافي

حدد مربع التنسيق السريع وانقر فوق "التالي".

في إدارة الأقراص، يُشار إلى المجلدات المتطابقة باللون الأحمر الداكن ولها حرف محرك أقراص واحد، في حالتنا (D :). انسخ أي ملفات إلى أي قرص وستظهر فورًا على قرص آخر.

في نافذة هذا الكمبيوتر، تظهر مجموعة برامج RAID 1 كقرص واحد.

إذا فشل أحد محركي الأقراص الثابتة، فسيتم وضع علامة على مصفوفة RAID في إدارة الأقراص بالخطأ "فشل التكرار"، لكن جميع البيانات الموجودة على محرك الأقراص الثابتة الثاني ستكون آمنة.

الآن دعونا نرى ما هي الأنواع الموجودة وكيف تختلف.

قدمت جامعة كاليفورنيا في بيركلي المستويات التالية من مواصفات RAID، والتي تم اعتمادها كمعيار فعلي:

• ريد 0- مجموعة أقراص عالية الأداء مع شريطية، دون التسامح مع الأخطاء؛
• - مجموعة الأقراص ذات النسخ المتطابقة؛
• غارة 2محجوز للمصفوفات التي تستخدم كود هامينج؛
• ريد 3 و 4- صفائف القرص مع شريطية وقرص تكافؤ مخصص؛
• - مجموعة أقراص بها شريطية و"قرص تكافؤ غير مخصص"؛
• - صفيف الأقراص المشذر باستخدام مجموعين اختباريين محسوبين بطريقتين مستقلتين؛
• - مصفوفة RAID 0 مبنية على مصفوفات RAID 1؛
• - مصفوفة RAID 0 مبنية على مصفوفات RAID 5؛
• - مصفوفة RAID 0 مبنية على مصفوفات RAID 6.

يمكن لوحدة تحكم RAID الخاصة بالأجهزة أن تدعم عدة صفائف RAID مختلفة في وقت واحد، بحيث لا يتجاوز العدد الإجمالي لمحركات الأقراص الثابتة عدد الموصلات الخاصة بها. في الوقت نفسه، تحتوي وحدة التحكم المضمنة في اللوحة الأم على حالتين فقط في إعدادات BIOS (ممكّنة أو معطلة)، لذا يمكن للنظام تجاهل محرك الأقراص الثابتة الجديد المتصل بموصل وحدة تحكم غير مستخدم مع تنشيط وضع RAID حتى يتم ربطه كما RAID آخر - مجموعة JBOD (ممتدة) تتكون من قرص واحد.

ريد 0 (شريطية - "التناوب")

الوضع الذي يحقق أقصى قدر من الأداء. يتم توزيع البيانات بالتساوي عبر أقراص المصفوفة؛ ويتم دمج الأقراص في قرص واحد، ويمكن تقسيمه إلى عدة أقراص. يمكن أن تؤدي عمليات القراءة والكتابة الموزعة إلى زيادة سرعة التشغيل بشكل كبير، حيث تقوم عدة أقراص بقراءة/كتابة الجزء الخاص بها من البيانات في وقت واحد. يتمتع المستخدم بإمكانية الوصول إلى الحجم الكامل للأقراص، ولكن هذا يقلل من موثوقية تخزين البيانات، لأنه في حالة فشل أحد الأقراص، يتم إتلاف المصفوفة عادةً ويكاد يكون من المستحيل استعادة البيانات. نطاق التطبيق - التطبيقات التي تتطلب سرعات عالية للتبادل مع القرص، على سبيل المثال التقاط الفيديو وتحرير الفيديو. يوصى باستخدامه مع محركات أقراص موثوقة للغاية.

(النسخ المتطابق - "النسخ المتطابق")

مصفوفة من قرصين عبارة عن نسخ كاملة لبعضها البعض. يجب عدم الخلط بينه وبين مصفوفات RAID 1+0، وRAID 0+1، وRAID 10، التي تستخدم أكثر من محركين وآليات النسخ المتطابق الأكثر تعقيدًا.

يوفر سرعة كتابة مقبولة ومكاسب في سرعة القراءة عند موازنة الاستعلامات.

يتمتع بموثوقية عالية - فهو يعمل طالما أن قرصًا واحدًا على الأقل في المصفوفة يعمل. إن احتمال فشل قرصين في وقت واحد يساوي حاصل ضرب احتمالات فشل كل قرص، أي. أقل بكثير من احتمال فشل القرص الفردي. ومن الناحية العملية، في حالة فشل أحد الأقراص، يجب اتخاذ إجراء فوري لاستعادة التكرار. للقيام بذلك، يوصى باستخدام الأقراص الاحتياطية الساخنة مع أي مستوى RAID (ما عدا الصفر).

متغير لتوزيع البيانات عبر الأقراص، مشابه لـ RAID10، والذي يسمح باستخدام عدد فردي من الأقراص (الحد الأدنى - 3)

ريد 2، 3، 4

خيارات تخزين البيانات الموزعة المختلفة مع الأقراص المخصصة لرموز التكافؤ وأحجام الكتل المختلفة. حاليًا، لا يتم استخدامها عمليًا بسبب الأداء المنخفض والحاجة إلى تخصيص سعة كبيرة للقرص لتخزين رموز ECC و/أو التكافؤ.

العيب الرئيسي لمستويات RAID من 2 إلى 4 هو عدم القدرة على إجراء عمليات كتابة متوازية، حيث يتم استخدام قرص تحكم منفصل لتخزين معلومات التكافؤ. RAID 5 ليس لديه هذا العيب. تتم كتابة كتل البيانات والمجاميع الاختبارية بشكل دوري على كافة أقراص المصفوفة؛ ولا يوجد أي عدم تناسق في تكوين القرص. تعني المجاميع الاختبارية نتيجة عملية XOR (حصريًا أو). XORلديه ميزة تجعل من الممكن استبدال أي معامل بالنتيجة، وذلك من خلال تطبيق الخوارزمية xor، احصل على المعامل المفقود نتيجة لذلك. على سبيل المثال: أ xor ب = ج(أين أ, ب, ج- ثلاثة أقراص من مجموعة الغارة)، في حالة أيرفض فيمكننا أن ننال منه بوضعه في مكانه جوبعد الإنفاق xorبين جو ب: ج xor ب = أ.ينطبق هذا بغض النظر عن عدد المعاملات: أ xor ب xor c xor d = e. إذا رفض جثم هيأخذ مكانه ويمسك xorونتيجة لذلك نحصل ج: أ xor ب xor e xor d = c. توفر هذه الطريقة أساسًا التسامح مع الخطأ في الإصدار 5. لتخزين نتيجة xor، يلزم وجود قرص واحد فقط، حجمه يساوي حجم أي قرص آخر في الغارة.

مزايا

لقد أصبح RAID5 منتشرًا على نطاق واسع، ويرجع ذلك أساسًا إلى فعاليته من حيث التكلفة. يتم حساب سعة مصفوفة أقراص RAID5 باستخدام الصيغة (n-1)*hddsize، حيث n هو عدد الأقراص في المصفوفة، وhddsize هو حجم أصغر قرص. على سبيل المثال، بالنسبة لمصفوفة مكونة من أربعة أقراص بسعة 80 جيجابايت، سيكون الحجم الإجمالي (4 - 1) * 80 = 240 جيجابايت. تتطلب كتابة المعلومات إلى وحدة تخزين RAID 5 موارد إضافية وانخفاضًا في الأداء، حيث يلزم إجراء عمليات حسابية وكتابة إضافية، ولكن عند القراءة (مقارنة بمحرك أقراص ثابت منفصل)، يكون هناك ربح لأن تدفقات البيانات من عدة أقراص في المصفوفة يمكن أن تكون معالجتها بالتوازي.

عيوب

أداء RAID 5 أقل بشكل ملحوظ، خاصة في عمليات مثل الكتابة العشوائية، حيث ينخفض ​​الأداء بنسبة 10-25% من أداء RAID 0 (أو RAID 10)، لأنه يتطلب المزيد من عمليات القرص (كل عملية تكتب، مع باستثناء ما يسمى بالكتابة ذات الشريط الكامل، يتم استبدال الخادم بوحدة تحكم RAID بأربع عمليات - عمليتان للقراءة وعمليتان للكتابة). تظهر عيوب RAID 5 عند فشل أحد الأقراص - حيث ينتقل الحجم بأكمله إلى الوضع الحرج (التدهور)، وتكون جميع عمليات الكتابة والقراءة مصحوبة بمعالجات إضافية، وينخفض ​​الأداء بشكل حاد. في هذه الحالة، يتم تقليل مستوى الموثوقية إلى موثوقية RAID-0 مع العدد المقابل من الأقراص (أي أقل بـ n مرات من موثوقية قرص واحد). إذا حدث فشل، أو حدث خطأ قراءة غير قابل للاسترداد على قرص واحد آخر على الأقل، قبل استعادة المصفوفة بالكامل، فسيتم إتلاف المصفوفة ولا يمكن استعادة البيانات الموجودة عليها باستخدام الطرق التقليدية. ويجب أيضًا الأخذ في الاعتبار أن عملية إعادة بناء RAID (استعادة بيانات RAID من خلال التكرار) بعد فشل القرص تتسبب في تحميل قراءة مكثف من الأقراص لعدة ساعات متواصلة، مما قد يتسبب في فشل أي من الأقراص المتبقية في الفترة الأقل حماية لتشغيل RAID، بالإضافة إلى تحديد حالات فشل القراءة التي لم يتم اكتشافها مسبقًا في صفائف البيانات الباردة (البيانات التي لا يتم الوصول إليها أثناء التشغيل العادي للمصفوفة، والبيانات المؤرشفة وغير النشطة)، مما يزيد من خطر الفشل أثناء استعادة البيانات.

الحد الأدنى لعدد الأقراص المستخدمة هو ثلاثة.

يشبه RAID 6 RAID 5، ولكنه يتمتع بدرجة أعلى من الموثوقية - حيث يتم تخصيص سعة قرصين للمجموعات الاختبارية، ويتم حساب مقدارين 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% في أداء مجموعة الأقراص مقارنة بـ RAID 5، والذي يحدث بسبب الكمية الكبيرة من المعالجة لوحدة التحكم (الحاجة إلى حساب المجموع الاختباري الثاني، بالإضافة إلى القراءة وإعادة الكتابة المزيد من كتل القرص عند كتابة كل كتلة).

ريد 0+1

يمكن أن يعني RAID 0+1 خيارين أساسيين:

• يتم دمج اثنين من RAID 0 في RAID 1؛
• يتم دمج ثلاثة أقراص أو أكثر في مصفوفة، وتتم كتابة كل كتلة بيانات على قرصين من هذه المصفوفة؛ وبالتالي، مع هذا الأسلوب، كما هو الحال في RAID 1 "الخالص"، يكون الحجم المفيد للمصفوفة هو نصف الحجم الإجمالي لجميع الأقراص (إذا كانت هذه أقراص بنفس السعة).

ريد 10 (1+0)

RAID 10 عبارة عن مصفوفة معكوسة يتم فيها كتابة البيانات بشكل تسلسلي على عدة أقراص، مثل RAID 0. هذه البنية عبارة عن مصفوفة من نوع RAID 0، وأجزاءها عبارة عن مصفوفات RAID 1 بدلاً من الأقراص الفردية وفقًا لذلك يجب أن يحتوي المستوى على 4 أقراص على الأقل (ورقم زوجي دائمًا). يجمع RAID 10 بين الأداء العالي والتسامح مع الأخطاء.

إن التأكيد على أن RAID 10 هو الخيار الأكثر موثوقية لتخزين البيانات له ما يبرره تمامًا من خلال حقيقة أنه سيتم تعطيل المصفوفة بعد فشل جميع محركات الأقراص في نفس المصفوفة. إذا فشل أحد محركات الأقراص، فإن احتمال فشل المحرك الثاني في نفس المصفوفة هو 1/3*100=33%. سوف يفشل RAID 0+1 إذا فشل محركان في صفائف مختلفة. احتمال فشل محرك أقراص في مصفوفة مجاورة هو 2/3*100=66%، ومع ذلك، نظرًا لأن محرك أقراص في مصفوفة به محرك أقراص فاشل بالفعل لم يعد مستخدمًا، فإن احتمال فشل محرك الأقراص التالي في المصفوفة بأكملها هو 2/2*100=100%

صفيف مشابه لـ RAID5، ومع ذلك، بالإضافة إلى التخزين الموزع لرموز التكافؤ، يتم استخدام توزيع مناطق الغيار - في الواقع، يتم استخدام القرص الصلب، والذي يمكن إضافته إلى صفيف RAID5 كاحتياطي (تسمى هذه المصفوفات 5+ أو 5+ احتياطية). في مصفوفة RAID 5، يكون قرص النسخ الاحتياطي خاملاً حتى يفشل أحد محركات الأقراص الثابتة الرئيسية، بينما في مصفوفة RAID 5EE، تتم مشاركة هذا القرص مع بقية محركات الأقراص الثابتة طوال الوقت، مما له تأثير إيجابي على أداء المصفوفة. على سبيل المثال، ستكون مجموعة RAID5EE المكونة من 5 محركات أقراص ثابتة (HDD) قادرة على إجراء عمليات إدخال/إخراج أكثر بنسبة 25% في الثانية مقارنة بمصفوفة RAID5 المكونة من 4 محركات أقراص ثابتة أساسية وواحدة احتياطية. الحد الأدنى لعدد الأقراص لمثل هذه المصفوفة هو 4.

الجمع بين اثنين (أو أكثر، ولكن هذا نادرًا جدًا) صفيفات RAID5 في شريط، أي. مزيج من RAID5 وRAID0، والذي يصحح جزئيًا العيب الرئيسي لـ RAID5 - انخفاض سرعة كتابة البيانات بسبب الاستخدام المتوازي للعديد من هذه المصفوفات. يتم تقليل السعة الإجمالية للمصفوفة بمقدار سعة قرصين، ولكن، على عكس RAID6، يمكن لمثل هذه المصفوفة أن تتحمل فشل قرص واحد فقط دون فقدان البيانات، والحد الأدنى لعدد الأقراص المطلوبة لإنشاء مصفوفة RAID50 هو 6. إلى جانب RAID10، يعد هذا هو مستوى RAID الأكثر الموصى باستخدامه في التطبيقات التي تتطلب أداءً عاليًا مع موثوقية مقبولة.

دمج مصفوفتين RAID6 في شريط. تتم مضاعفة سرعة الكتابة تقريبًا مقارنة بسرعة الكتابة في RAID6. الحد الأدنى لعدد الأقراص اللازمة لإنشاء مثل هذا المصفوفة هو 8. ولا يتم فقدان المعلومات في حالة فشل قرصين من كل مصفوفة RAID 6

هناك الكثير من المقالات على الإنترنت التي تصف RAID. على سبيل المثال، يصف هذا كل شيء بتفصيل كبير. ولكن كالعادة، ليس هناك ما يكفي من الوقت لقراءة كل شيء، لذلك تحتاج إلى شيء قصير لفهمه - سواء كان ذلك ضروريًا أم لا، وما هو الأفضل استخدامه فيما يتعلق بالعمل مع نظام إدارة قواعد البيانات (InterBase أو Firebird أو أي شيء آخر - فهو حقا لا يهم). أمام عينيك بالضبط مثل هذه المواد.

للتقريب الأول، RAID عبارة عن مجموعة من الأقراص في صفيف واحد. SATA، SAS، SCSI، SSD - لا يهم. علاوة على ذلك، أصبحت كل اللوحات الأم العادية تقريبًا تدعم الآن تقنية SATA RAID. دعنا نستعرض قائمة ماهية RAID ولماذا هي موجودة. (أود أن أشير على الفور إلى أنه في RAID تحتاج إلى الجمع بين الأقراص المتطابقة. إن الجمع بين الأقراص من شركات مصنعة مختلفة، من نفس الأنواع ولكن مختلفة، أو بأحجام مختلفة هو أمر يدلل الشخص الذي يجلس على جهاز كمبيوتر منزلي).

ريد 0 (شريط)

بشكل تقريبي، هذا عبارة عن مزيج متسلسل من قرصين ماديين (أو أكثر) في قرص "فعلي" واحد. إنه مناسب فقط لتنظيم مساحات القرص الضخمة، على سبيل المثال، لأولئك الذين يعملون في تحرير الفيديو. لا فائدة من الاحتفاظ بقواعد البيانات على مثل هذه الأقراص - في الواقع، حتى لو كان حجم قاعدة البيانات الخاصة بك 50 غيغابايت، فلماذا اشتريت قرصين بسعة 40 غيغابايت لكل منهما، وليس 1 × 80 غيغابايت؟ أسوأ ما في الأمر هو أنه في RAID 0، يؤدي أي فشل لأحد الأقراص إلى عدم التشغيل الكامل لمثل هذا RAID، لأنه تتم كتابة البيانات بالتناوب على كلا القرصين، وبالتالي، لا يوجد لدى RAID 0 وسيلة للاسترداد في حالة الفشل.

وبطبيعة الحال، يوفر RAID 0 أداء أسرع بسبب شريط القراءة/الكتابة.

غالبًا ما يستخدم RAID 0 لاستضافة الملفات المؤقتة.

ريد 1 (مرآة)

النسخ المتطابق القرص. إذا كان Shadow in IB/FB عبارة عن نسخة متطابقة من البرنامج (راجع دليل العمليات.pdf)، فإن RAID 1 هو نسخة متطابقة من الأجهزة، ولا شيء أكثر من ذلك. يمنعك من استخدام النسخ المتطابق للبرامج باستخدام أدوات نظام التشغيل أو برامج الطرف الثالث. أنت بحاجة إما إلى RAID 1 "حديدي" أو ظل.

في حالة حدوث فشل، تحقق بعناية من القرص الذي فشل. الحالة الأكثر شيوعًا لفقدان البيانات في RAID 1 هي الإجراءات غير الصحيحة أثناء الاسترداد (يتم تحديد القرص الخطأ على أنه "الكامل").

أما بالنسبة للأداء - فإن ربح الكتابة هو 0، للقراءة - ربما يصل إلى 1.5 مرة، حيث يمكن إجراء القراءة "بالتوازي" (بالتناوب من أقراص مختلفة). بالنسبة لقواعد البيانات، يكون التسارع صغيرًا، بينما عند الوصول إلى أجزاء (ملفات) مختلفة (!) من القرص بالتوازي، سيكون التسارع دقيقًا تمامًا.

ريد 1+0

يقصد بـ RAID 1+0 خيار RAID 10، عندما يتم دمج اثنين من RAID 1 في RAID 0. ويسمى الخيار عند دمج اثنين من RAID 0 في RAID 1 RAID 0+1، و"خارجيًا" هو نفس RAID 10. .

غارة 2-3-4

تعد وحدات RAID هذه نادرة لأنها تستخدم رموز Hamming، أو حظر البايت + المجموع الاختباري، وما إلى ذلك، ولكن الملخص العام هو أن وحدات RAID هذه توفر فقط الموثوقية، مع زيادة في الأداء بمقدار 0، وأحيانًا حتى تدهوره.

ريد 5

يتطلب ما لا يقل عن 3 أقراص. يتم توزيع بيانات التكافؤ عبر جميع الأقراص في المصفوفة

يُقال عادةً أن "RAID5 يستخدم وصولاً مستقلاً إلى القرص بحيث يمكن تنفيذ الطلبات إلى أقراص مختلفة بالتوازي." يجب أن نأخذ في الاعتبار أننا نتحدث بالطبع عن طلبات الإدخال/الإخراج المتوازية. إذا تمت هذه الطلبات بشكل تسلسلي (في SuperServer)، فلن تحصل بالطبع على تأثير موازنة الوصول على RAID 5. بالطبع، سيعمل RAID5 على تعزيز الأداء إذا كان نظام التشغيل والتطبيقات الأخرى يعمل مع المصفوفة (على سبيل المثال، سيحتوي على ذاكرة افتراضية، وTEMP، وما إلى ذلك).

بشكل عام، كان RAID 5 هو مصفوفة الأقراص الأكثر استخدامًا للعمل مع أنظمة إدارة قواعد البيانات. الآن يمكن تنظيم مثل هذه المجموعة على محركات أقراص SATA، وسوف تكون أرخص بكثير من SCSI. يمكنك رؤية الأسعار ووحدات التحكم في المقالات
علاوة على ذلك، يجب عليك الانتباه إلى حجم الأقراص المشتراة - على سبيل المثال، في إحدى المقالات المذكورة، يتم تجميع RAID5 من 4 أقراص بسعة 34 جيجابايت، في حين أن حجم "القرص" هو 103 جيجابايت.

اختبار خمس وحدات تحكم SATA RAID - http://www.thg.ru/storage/20051102/index.html.

Adaptec SATA RAID 21610SA في صفائف RAID 5 - http://www.ixbt.com/storage/adaptec21610raid5.shtml.

لماذا يعتبر RAID 5 سيئًا - https://geektimes.ru/post/78311/

انتباه!عند شراء أقراص لـ RAID5، عادةً ما يستغرق الأمر 3 أقراص كحد أدنى (على الأرجح بسبب السعر). إذا فشل أحد الأقراص فجأة بمرور الوقت، فقد ينشأ موقف عندما لا يكون من الممكن شراء قرص مشابه لتلك المستخدمة (لم يعد يتم إنتاجه، أو نفاد المخزون مؤقتًا، وما إلى ذلك). لذلك، يبدو أن الفكرة الأكثر إثارة للاهتمام هي شراء 4 أقراص، وتنظيم RAID5 من ثلاثة، وتوصيل القرص الرابع كنسخة احتياطية (للنسخ الاحتياطية والملفات الأخرى والاحتياجات الأخرى).

يتم حساب حجم مصفوفة أقراص RAID5 باستخدام الصيغة (n-1)*hddsize، حيث n هو عدد الأقراص في المصفوفة، وhddsize هو حجم قرص واحد. على سبيل المثال، بالنسبة لمجموعة مكونة من 4 أقراص بسعة 80 جيجابايت، سيكون الحجم الإجمالي 240 جيجابايت.

هناك سؤال حول "عدم ملاءمة" RAID5 لقواعد البيانات. كحد أدنى، يمكن أن ينظر إليه من وجهة نظر أنه للحصول على أداء جيد RAID5، تحتاج إلى استخدام وحدة تحكم متخصصة، وليس ما يتم تضمينه افتراضيا على اللوحة الأم.

المادة RAID-5 يجب أن تموت. والمزيد حول فقدان البيانات على RAID5.

ملحوظة.اعتبارًا من 09/05/2005، كانت تكلفة محرك الأقراص Hitachi 80Gb SATA هي 60 دولارًا.

ريد 10، 50

بعد ذلك تأتي مجموعات من الخيارات المدرجة. على سبيل المثال، RAID 10 هو RAID 0 + RAID 1. RAID 50 هو RAID 5 + RAID 0.

ومن المثير للاهتمام أن مجموعة RAID 0+1 تبين أنها أسوأ من حيث الموثوقية من RAID5. لدى خدمة إصلاح قاعدة البيانات حالة فشل قرص واحد في نظام RAID0 (3 أقراص) + RAID1 (3 أقراص أخرى من نفس الأقراص). وفي الوقت نفسه، لم يتمكن RAID1 من "رفع" قرص النسخ الاحتياطي. وتبين أن القاعدة تضررت دون أي فرصة للإصلاح.

يتطلب RAID 0+1 4 محركات أقراص، ويتطلب RAID 5 3 محركات أقراص. فكر في الأمر.

ريد 6

على عكس RAID 5، الذي يستخدم التكافؤ لحماية البيانات من الأخطاء الفردية، يستخدم RAID 6 نفس التكافؤ للحماية من الأخطاء المزدوجة. وفقا لذلك، فإن المعالج أقوى مما هو عليه في RAID 5، وليس 3، ولكن هناك حاجة إلى 5 أقراص على الأقل (ثلاثة أقراص بيانات وقرصين تكافؤ). علاوة على ذلك، فإن عدد الأقراص في RAID6 لا يتمتع بنفس المرونة كما في RAID 5، ويجب أن يكون مساويًا لعدد بسيط (5، 7، 11، 13، إلخ).

لنفترض أن قرصين يفشلان في نفس الوقت، ولكن مثل هذه الحالة نادرة جدًا.

لم أر أي بيانات حول أداء RAID 6 (لم أطلع عليها)، ولكن قد يكون الأداء على مستوى RAID 5 بسبب التحكم الزائد.

إعادة بناء الوقت

أي مجموعة RAID تظل عاملة في حالة فشل محرك أقراص واحد لها مفهوم يسمى إعادة بناء الوقت. بالطبع، عند استبدال قرص ميت بقرص جديد، يجب على وحدة التحكم تنظيم عمل القرص الجديد في المصفوفة، وسيستغرق ذلك بعض الوقت.

عند "توصيل" قرص جديد، على سبيل المثال، لـ RAID 5، يمكن لوحدة التحكم السماح بتشغيل المصفوفة. لكن سرعة المصفوفة في هذه الحالة ستكون منخفضة للغاية، على الأقل لأنه حتى لو كان القرص الجديد مملوءًا "خطيًا" بالمعلومات، فإن الكتابة إليه سوف "تشتت انتباه" وحدة التحكم ورؤوس الأقراص عن مزامنة العمليات مع بقية القرص. أقراص المصفوفة.

يعتمد الوقت المستغرق لاستعادة الصفيف إلى التشغيل العادي بشكل مباشر على سعة القرص. على سبيل المثال، يقوم Sun StorEdge 3510 FC Array بحجم مصفوفة يبلغ 2 تيرابايت في الوضع الحصري بإعادة البناء خلال 4.5 ساعة (بسعر جهاز يبلغ حوالي 40.000 دولار). لذلك، عند تنظيم المصفوفة والتخطيط للتعافي من الكوارث، عليك أولاً التفكير في وقت إعادة البناء. إذا كانت قاعدة البيانات والنسخ الاحتياطية الخاصة بك لا تشغل أكثر من 50 غيغابايت، وكان النمو السنوي هو 1-2 غيغابايت، فمن غير المنطقي تجميع مجموعة من 500 قرص غيغابايت. ستكون 250 جيجابايت كافية، وحتى بالنسبة لـ RAID5، ستكون هذه مساحة لا تقل عن 500 جيجابايت لاستيعاب ليس فقط قاعدة البيانات، ولكن أيضًا الأفلام. لكن وقت إعادة البناء للأقراص التي تبلغ سعتها 250 جيجابايت سيكون أقل بمرتين تقريبًا من الأقراص التي تبلغ سعتها 500 جيجابايت.

ملخص

اتضح أن الشيء الأكثر منطقية هو استخدام إما RAID 1 أو RAID 5. ومع ذلك، فإن الخطأ الأكثر شيوعًا الذي يرتكبه الجميع تقريبًا هو استخدام RAID "مقاس واحد يناسب الجميع". أي أنهم يقومون بتثبيت RAID، ويجمعون كل ما لديهم عليه، و... يحصلون على الموثوقية في أحسن الأحوال، ولكن لا يوجد تحسن في الأداء.

غالبًا ما لا يتم تمكين ذاكرة التخزين المؤقت للكتابة، ونتيجة لذلك تكون الكتابة إلى الغارة أبطأ من الكتابة إلى قرص واحد عادي. الحقيقة هي أنه بالنسبة لمعظم وحدات التحكم، يتم تعطيل هذا الخيار افتراضيًا، لأن... ويعتقد أنه لتمكينه، من المرغوب فيه أن يكون لديك بطارية على الأقل على وحدة تحكم الغارة، بالإضافة إلى وجود UPS.

نص
توضح مقالة hddspeed.htmLINK القديمة (و doc_calford_1.htmLINK) كيف يمكنك الحصول على مكاسب كبيرة في الأداء باستخدام أقراص فعلية متعددة، حتى بالنسبة إلى IDE. وبناء على ذلك، إذا قمت بتنظيم RAID، ضع القاعدة عليه، وقم بالباقي (المؤقت، نظام التشغيل، القرص الظاهري) على محركات الأقراص الثابتة الأخرى. بعد كل شيء، كل نفس، RAID نفسه هو "قرص" واحد، حتى لو كان أكثر موثوقية وسرعة.
أعلن عفا عليها الزمن. كل ما سبق له الحق في الوجود على RAID 5. ومع ذلك، قبل هذا الموضع، تحتاج إلى معرفة كيفية عمل نسخة احتياطية/استعادة لنظام التشغيل، والمدة التي ستستغرقها، والمدة التي ستستغرقها استعادة " "القرص الميت"، ما إذا كان هناك (سيكون) ) قرص في متناول اليد ليحل محل القرص "الميت"، وما إلى ذلك، أي أنك ستحتاج إلى معرفة الإجابات على الأسئلة الأساسية مسبقًا في حالة فشل النظام .

ما زلت أنصح بإبقاء نظام التشغيل على محرك أقراص SATA منفصل، أو، إذا كنت تفضل ذلك، على محركي أقراص SATA متصلين في RAID 1. على أي حال، عند وضع نظام التشغيل على RAID، يجب عليك التخطيط لإجراءاتك إذا توقفت اللوحة الأم فجأة لوحة العمل - في بعض الأحيان يكون نقل أقراص مجموعة الغارة إلى لوحة أم أخرى (مجموعة الشرائح، وحدة تحكم الغارة) أمرًا مستحيلًا بسبب عدم توافق معلمات الغارة الافتراضية.

وضع القاعدة والظل والنسخ الاحتياطي

على الرغم من كل مزايا RAID، إلا أنه لا يوصى بشدة، على سبيل المثال، بعمل نسخة احتياطية على نفس محرك الأقراص المنطقي. ليس لهذا تأثير سيء على الأداء فحسب، بل يمكن أن يؤدي أيضًا إلى مشاكل تتعلق بنقص المساحة الحرة (في قواعد البيانات الكبيرة) - بعد كل شيء، اعتمادًا على البيانات، يمكن أن يكون ملف النسخ الاحتياطي معادلاً لحجم قاعدة البيانات ، وحتى أكبر. يعد عمل نسخة احتياطية على نفس القرص الفعلي أمرًا سهلاً، على الرغم من أن الخيار الأفضل هو النسخ الاحتياطي على محرك أقراص ثابت منفصل.

التفسير بسيط جدا. النسخ الاحتياطي هو قراءة البيانات من ملف قاعدة البيانات والكتابة إلى ملف النسخ الاحتياطي. إذا حدث كل هذا فعليًا على محرك أقراص واحد (حتى RAID 0 أو RAID 1)، فسيكون الأداء أسوأ مما لو كانت القراءة من محرك أقراص والكتابة إلى محرك آخر. تكون الفائدة من هذا الفصل أكبر عند إجراء النسخ الاحتياطي أثناء عمل المستخدمين مع قاعدة البيانات.

الأمر نفسه ينطبق على الظل - ليس من المنطقي وضع الظل، على سبيل المثال، على RAID 1، في نفس مكان قاعدة البيانات، حتى على محركات أقراص منطقية مختلفة. في حالة وجود الظل، يكتب الخادم صفحات البيانات إلى كل من ملف قاعدة البيانات وملف الظل. وهذا هو، بدلا من عملية كتابة واحدة، يتم تنفيذ عمليتين. عند تقسيم القاعدة والظل عبر أقراص فعلية مختلفة، سيتم تحديد أداء الكتابة بواسطة القرص الأبطأ.

كانت مشكلة زيادة موثوقية تخزين المعلومات وفي نفس الوقت زيادة أداء نظام تخزين البيانات في أذهان مطوري الأجهزة الطرفية للكمبيوتر لفترة طويلة. فيما يتعلق بزيادة موثوقية التخزين، كل شيء واضح: المعلومات سلعة، وغالباً ما تكون ذات قيمة كبيرة. للحماية من فقدان البيانات، تم اختراع العديد من الطرق، وأشهرها وأكثرها موثوقية هو النسخ الاحتياطي للمعلومات.

إن مسألة زيادة أداء النظام الفرعي للقرص معقدة للغاية. أدى نمو القوة الحاسوبية للمعالجات الحديثة إلى اختلال واضح بين قدرات محركات الأقراص الثابتة واحتياجات المعالجات. في الوقت نفسه، لا يمكن لمحركات أقراص SCSI باهظة الثمن، ولا حتى محركات أقراص IDE، أن تنقذك. ومع ذلك، إذا كانت إمكانيات قرص واحد ليست كافية، فربما يؤدي وجود عدة أقراص إلى حل هذه المشكلة جزئيًا؟ وبطبيعة الحال، فإن مجرد وجود اثنين أو أكثر من محركات الأقراص الثابتة على جهاز كمبيوتر أو خادم لا يغير الأمر - تحتاج إلى جعل محركات الأقراص هذه تعمل معًا (بالتوازي) مع بعضها البعض بحيث يؤدي ذلك إلى تحسين أداء النظام الفرعي للقرص على عمليات الكتابة/القراءة. بالإضافة إلى ذلك، هل من الممكن، باستخدام العديد من محركات الأقراص الثابتة، تحسين ليس فقط الأداء، ولكن أيضًا موثوقية تخزين البيانات، بحيث لا يؤدي فشل أحد محركات الأقراص إلى فقدان المعلومات؟ هذا هو بالضبط النهج الذي اقترحه الباحثون الأمريكيون باترسون وجيبسون وكاتز من جامعة كاليفورنيا في بيركلي في عام 1987. في ورقتهم البحثية، "حالة للمصفوفات المتكررة من الأقراص الرخيصة، RAID"، وصفوا كيف يمكن دمج العديد من محركات الأقراص الثابتة منخفضة التكلفة في جهاز منطقي واحد، مما يؤدي إلى زيادة سعة النظام وأدائه، وعدم فشل الأقراص الفردية يؤدي إلى فشل النظام بأكمله.

لقد مرت 15 عاما منذ نشر المقال، لكن تكنولوجيا بناء صفائف RAID لم تفقد أهميتها اليوم. الشيء الوحيد الذي تغير منذ ذلك الحين هو فك تشفير اختصار RAID. والحقيقة هي أن صفائف RAID في البداية لم تكن مبنية على أقراص رخيصة على الإطلاق، لذلك تم تغيير كلمة غير مكلفة (غير مكلفة) إلى مستقلة (مستقلة)، والتي كانت أكثر صحة.

علاوة على ذلك، أصبحت تقنية RAID واسعة الانتشار الآن. لذلك، إذا تم استخدام صفائف RAID قبل بضع سنوات في خوادم باهظة الثمن على مستوى المؤسسات باستخدام أقراص SCSI، فقد أصبحت اليوم نوعًا من المعايير الفعلية حتى بالنسبة للخوادم ذات مستوى الدخول. بالإضافة إلى ذلك، يتوسع سوق وحدات تحكم IDE RAID تدريجياً، أي أن مهمة بناء صفائف RAID على محطات العمل باستخدام أقراص IDE الرخيصة أصبحت ملحة. وبالتالي، بدأت بعض الشركات المصنعة للوحات الأم (Abit، Gigabyte) بالفعل في دمج وحدات تحكم IDE RAID في اللوحات نفسها.

لذا، فإن RAID عبارة عن مجموعة متكررة من الأقراص المستقلة (Redundant Arrays of Independent Discs)، المكلفة بضمان التسامح مع الأخطاء وزيادة الأداء. يتم تحقيق التسامح مع الخطأ من خلال التكرار. أي أنه يتم تخصيص جزء من سعة مساحة القرص للأغراض الرسمية، مما يجعل الوصول إليه غير متاح للمستخدم.

يتم ضمان زيادة أداء النظام الفرعي للقرص من خلال التشغيل المتزامن لعدة أقراص، وبهذا المعنى، كلما زاد عدد الأقراص في المصفوفة (حتى حد معين)، كلما كان ذلك أفضل.

يمكن تنظيم التشغيل المشترك للأقراص في المصفوفة باستخدام الوصول المتوازي أو المستقل.

مع الوصول المتوازي، يتم تقسيم مساحة القرص إلى كتل (شرائط) لتسجيل البيانات. وبالمثل، يتم تقسيم المعلومات المراد كتابتها على القرص إلى نفس الكتل. عند الكتابة، تتم كتابة كتل فردية على أقراص مختلفة (الشكل 1)، ويتم كتابة عدة كتل على أقراص مختلفة في وقت واحد، مما يؤدي إلى زيادة الأداء في عمليات الكتابة. تتم أيضًا قراءة المعلومات الضرورية في كتل منفصلة في وقت واحد من عدة أقراص (الشكل 2)، مما يؤدي أيضًا إلى زيادة الأداء بما يتناسب مع عدد الأقراص في المصفوفة.

تجدر الإشارة إلى أن نموذج الوصول المتوازي لا يتم تنفيذه إلا إذا كان حجم طلب كتابة البيانات أكبر من حجم الكتلة نفسها. خلاف ذلك، فمن المستحيل ببساطة تنفيذ التسجيل المتوازي لعدة كتل. لنتخيل موقفًا يكون فيه حجم الكتلة الفردية 8 كيلو بايت، وحجم طلب كتابة البيانات هو 64 كيلو بايت. في هذه الحالة، يتم تقسيم معلومات المصدر إلى ثماني كتل يبلغ حجم كل منها 8 كيلو بايت. إذا كان لديك مصفوفة مكونة من أربعة أقراص، فيمكنك كتابة أربع كتل، أو 32 كيلو بايت، في المرة الواحدة. من الواضح، في المثال الذي تم تناوله، أن سرعات الكتابة والقراءة ستكون أعلى بأربع مرات من استخدام قرص واحد. ومع ذلك، يعد هذا الموقف مثاليًا، نظرًا لأن حجم الطلب لا يكون دائمًا مضاعفًا لحجم الكتلة وعدد الأقراص الموجودة في المصفوفة.

إذا كان حجم البيانات المسجلة أقل من حجم الكتلة، فسيتم تنفيذ نموذج وصول مختلف بشكل أساسي - الوصول المستقل. علاوة على ذلك، يمكن أيضًا تنفيذ هذا النموذج في الحالة التي يكون فيها حجم البيانات المكتوبة أكبر من حجم كتلة واحدة. مع الوصول المستقل، تتم كتابة جميع البيانات من طلب واحد إلى قرص منفصل، أي أن الوضع مماثل للعمل مع قرص واحد. تتمثل ميزة نموذج الوصول المتوازي في أنه إذا وصلت عدة طلبات كتابة (قراءة) في وقت واحد، فسيتم تنفيذها جميعًا بشكل مستقل، على أقراص منفصلة (الشكل 3). حالة مماثلة نموذجية، على سبيل المثال، في الخوادم.

وفقًا لأنواع الوصول المختلفة، هناك أنواع مختلفة من صفائف RAID، والتي تتميز عادةً بمستويات RAID. بالإضافة إلى نوع الوصول، تختلف مستويات RAID في الطريقة التي تستوعب بها المعلومات الزائدة وتولدها. يمكن وضع المعلومات الزائدة على قرص مخصص خصيصًا، أو تبديلها بين جميع الأقراص. هناك عدة طرق أخرى لتوليد هذه المعلومات. أبسطها هو التكرار الكامل (تكرار بنسبة 100%)، أو النسخ المتطابق. وبالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام رموز تصحيح الخطأ، وكذلك حسابات التكافؤ.

مستويات RAID

يوجد حاليًا العديد من مستويات RAID القياسية: من RAID 0 إلى RAID 5. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام مجموعات من هذه المستويات، بالإضافة إلى مستويات الملكية (على سبيل المثال، RAID 6، RAID 7). المستويات الأكثر شيوعًا هي 0 و1 و3 و5.

ريد 0

مستوى RAID 0، بالمعنى الدقيق للكلمة، ليس مصفوفة زائدة عن الحاجة، وبالتالي، لا يوفر تخزينًا موثوقًا للبيانات. ومع ذلك، يتم استخدام هذا المستوى على نطاق واسع في الحالات التي يكون فيها من الضروري ضمان الأداء العالي للنظام الفرعي للقرص. يحظى هذا المستوى بشعبية خاصة في محطات العمل. عند إنشاء مصفوفة RAID من المستوى 0، يتم تقسيم المعلومات إلى كتل، والتي يتم كتابتها على أقراص منفصلة (الشكل 4)، أي أنه يتم إنشاء نظام ذو وصول متوازي (إذا كان حجم الكتلة يسمح بذلك بالطبع). من خلال السماح بالإدخال/الإخراج المتزامن من أقراص متعددة، يوفر RAID 0 أسرع سرعات نقل البيانات والحد الأقصى من كفاءة مساحة القرص لأنه لا توجد مساحة تخزين مطلوبة للمجموعات الاختبارية. تنفيذ هذا المستوى بسيط جدا. يُستخدم RAID 0 بشكل أساسي في المناطق التي تتطلب النقل السريع لكميات كبيرة من البيانات.

RAID 1 (قرص معكوس)

RAID المستوى 1 عبارة عن مجموعة من الأقراص ذات تكرار بنسبة 100 بالمائة. وهذا يعني أن البيانات مكررة بالكامل (معكوسة)، مما يؤدي إلى تحقيق مستوى عالٍ جدًا من الموثوقية (بالإضافة إلى التكلفة). لاحظ أنه لتنفيذ المستوى 1، ليس من الضروري أولاً تقسيم الأقراص والبيانات إلى كتل. في أبسط الحالات، يحتوي القرصان على نفس المعلومات ويكونان قرصًا منطقيًا واحدًا (الشكل 5). إذا فشل أحد الأقراص، يتم تنفيذ وظائفه بواسطة قرص آخر (وهو أمر شفاف تمامًا للمستخدم). بالإضافة إلى ذلك، يضاعف هذا المستوى سرعة قراءة المعلومات، حيث يمكن إجراء هذه العملية في وقت واحد من قرصين. يُستخدم نظام تخزين المعلومات هذا بشكل أساسي في الحالات التي تكون فيها تكلفة أمان البيانات أعلى بكثير من تكلفة تنفيذ نظام التخزين.

غارة 2

RAID Level 2 هو نظام لتكرار البيانات يستخدم كود Hamming (انظر أدناه) لتصحيح الأخطاء. لا يتم تشكيل البيانات المكتوبة على أساس بنية كتلة، كما في RAID 0، ولكن على أساس الكلمات، وحجم الكلمة يساوي عدد الأقراص لتسجيل البيانات في المصفوفة. على سبيل المثال، إذا كان المصفوفة تحتوي على أربعة أقراص لكتابة البيانات، فإن حجم الكلمة يساوي أربعة أقراص. تتم كتابة كل بت فردي من الكلمة على قرص منفصل في المصفوفة. على سبيل المثال، إذا كان المصفوفة تحتوي على أربعة أقراص لتسجيل البيانات، فسيتم كتابة تسلسل من أربع بتات، أي كلمة، إلى مصفوفة الأقراص بطريقة تجعل البت الأول موجودًا على القرص الأول، والثاني قليلا على الثانية، الخ.

بالإضافة إلى ذلك، يتم حساب رمز تصحيح الخطأ (ECC) لكل كلمة، والذي يتم كتابته على أقراص مخصصة لتخزين معلومات التحكم (الشكل 6). عددهم يساوي عدد البتات في كلمة التحكم، ويتم كتابة كل بت من كلمة التحكم على قرص منفصل. يتم حساب عدد البتات في كلمة التحكم، وبالتالي العدد المطلوب من الأقراص لتخزين معلومات التحكم، بناءً على الصيغة التالية: حيث K هو عمق البت لكلمة البيانات.

وبطبيعة الحال، عند الحساب باستخدام الصيغة المحددة، يتم تقريب L إلى أقرب عدد صحيح. ومع ذلك، لكي لا تعبث بالصيغ، يمكنك استخدام قاعدة تذكيرية أخرى: يتم تحديد عمق البت لكلمة التحكم من خلال عدد البتات المطلوبة للتمثيل الثنائي لحجم الكلمة. على سبيل المثال، إذا كان حجم الكلمة هو أربعة (بالترميز الثنائي 100)، فعندئذٍ لكتابة هذا الرقم في شكل ثنائي، يلزم وجود ثلاثة أرقام، مما يعني أن حجم كلمة التحكم هو ثلاثة. لذلك، إذا كان هناك أربعة أقراص لتخزين البيانات، فستكون هناك حاجة إلى ثلاثة أقراص أخرى لتخزين بيانات التحكم. وبالمثل، إذا كان لديك سبعة أقراص للبيانات (بالترميز الثنائي 111)، فستحتاج إلى ثلاثة أقراص لتخزين كلمات التحكم. إذا تم تخصيص ثمانية أقراص للبيانات (بالترميز الثنائي 1000)، فستكون هناك حاجة إلى أربعة أقراص لمعلومات التحكم.

يعتمد كود هامينغ الذي يشكل كلمة التحكم على استخدام عملية "الحصرية OR" (XOR) ذات اتجاه البت (وتسمى أيضًا "الاختلاف"). تذكر أن العملية المنطقية XOR تعطي واحدًا إذا كانت المعاملات غير متطابقة (0 و1) وصفر إذا كانت متطابقة (0 و0 أو 1 و1).

كلمة التحكم نفسها، التي تم الحصول عليها باستخدام خوارزمية هامينغ، هي انعكاس لنتيجة عملية البت الحصرية أو لأرقام بتات المعلومات تلك للكلمة التي تساوي قيمها 1. للتوضيح، خذ بعين الاعتبار الكلمة الأصلية 1101 في الأول (001) والثالث (011) والرابع (100) أرقام هذه الكلمة تساوي واحدًا. لذلك، من الضروري إجراء عملية OR حصرية للبت لأرقام البت هذه:

يتم الحصول على كلمة التحكم نفسها (رمز هامينغ) عن طريق عكس النتيجة الناتجة باتجاه البت، أي أنها تساوي 001.

عند قراءة البيانات، يتم حساب كود هامينج مرة أخرى ومقارنته مع كود المصدر. لمقارنة رمزين، يتم استخدام عملية "حصرية OR" ذات مستوى البت. إذا كانت نتيجة المقارنة في جميع البتات صفراً، فإن القراءة صحيحة، وإلا فإن قيمتها هي عدد البتات المستلمة خطأً من الكود الرئيسي. لنفترض على سبيل المثال أن الكلمة المصدر تساوي 1100000. وبما أن الآحاد موجودة في الموضع السادس (110) والسابع (111)، فإن كلمة التحكم تساوي:

إذا تم تسجيل الكلمة 1100100 أثناء القراءة، فإن كلمة التحكم الخاصة بها تساوي 101. وبمقارنة كلمة التحكم الأصلية مع الكلمة المستلمة (عملية OR حصرية للبت)، نحصل على:

أي خطأ في القراءة في الموضع الثالث.

وبناءً على ذلك، فإن معرفة الجزء الخاطئ بالضبط، يمكن تصحيحه بسهولة أثناء التنقل.

يعد RAID 2 أحد المستويات القليلة التي تسمح لك ليس فقط بتصحيح الأخطاء الفردية بسرعة، ولكن أيضًا باكتشاف الأخطاء المزدوجة. علاوة على ذلك، فهو الأكثر تكرارًا بين جميع المستويات مع رموز التصحيح. نادرًا ما يتم استخدام نظام تخزين البيانات هذا لأنه لا يتعامل مع عدد كبير من الطلبات بشكل جيد، كما أنه معقد من حيث التنظيم، وله مزايا قليلة مقارنة بـ RAID 3.

ريد 3

إن مستوى RAID 3 عبارة عن مصفوفة تتحمل الأخطاء مع إدخال/إخراج متوازي وقرص إضافي واحد تُكتب عليه معلومات التحكم (الشكل 7). عند التسجيل، يتم تقسيم دفق البيانات إلى كتل على مستوى البايت (على الرغم من أنه ربما على مستوى البت) ويتم كتابته في وقت واحد على جميع أقراص المصفوفة، باستثناء القرص المخصص لتخزين معلومات التحكم. لحساب معلومات التحكم (وتسمى أيضًا المجموع الاختباري)، يتم تطبيق عملية حصرية أو عملية (XOR) على كتل البيانات التي تتم كتابتها. في حالة فشل أي قرص، يمكن استعادة البيانات الموجودة عليه باستخدام بيانات التحكم والبيانات المتبقية على الأقراص السليمة.

كمثال توضيحي، فكر في كتل مكونة من أربع بتات في الحجم. يجب أن يكون هناك أربعة أقراص لتخزين البيانات وقرص واحد لتسجيل المجموع الاختباري. إذا كان هناك تسلسل من البتات 1101 0011 1100 1011، مقسمة إلى كتل من أربع بتات، لحساب المجموع الاختباري، فمن الضروري إجراء العملية:

وبالتالي فإن المجموع الاختباري المكتوب على القرص الخامس هو 1001.

إذا فشل أحد الأقراص، على سبيل المثال القرص الثالث، فلن تكون الكتلة 1100 متاحة للقراءة. ومع ذلك، يمكن استعادة قيمتها بسهولة باستخدام المجموع الاختباري وقيم الكتل المتبقية، وذلك باستخدام نفس العملية "الحصرية OR":

بلوك 3 = بلوك 1 بلوك 2 بلوك 4

تحقق من المبلغ.

في مثالنا نحصل على:

الكتلة 3=1101001110111001= 1100.

يتمتع مستوى RAID 3 بتكرار أقل بكثير من RAID 2. ومن خلال تقسيم البيانات إلى كتل، يتمتع RAID 3 بأداء عالٍ. عند قراءة المعلومات، لا يتم الوصول إلى القرص باستخدام المجاميع الاختبارية (ما لم يكن هناك فشل)، وهو ما يحدث في كل مرة تحدث فيها عملية كتابة. نظرًا لأن كل عملية إدخال/إخراج تصل إلى كافة الأقراص الموجودة في المصفوفة تقريبًا، فإن معالجة طلبات متعددة في وقت واحد غير ممكنة. هذا المستوى مناسب للتطبيقات ذات الملفات الكبيرة وتكرار الوصول المنخفض. بالإضافة إلى ذلك، تشمل مزايا RAID 3 انخفاضًا طفيفًا في الأداء في حالة الفشل واستعادة المعلومات بسرعة.

ريد 4

إن مستوى RAID 4 عبارة عن مجموعة من الأقراص المستقلة المتسامحة مع الأخطاء مع محرك أقراص واحد لتخزين المجموع الاختباري (الشكل 8). يشبه RAID 4 في كثير من النواحي RAID 3، ولكنه يختلف عن الأخير بشكل أساسي في حجم كتلة البيانات المكتوبة الأكبر بشكل ملحوظ (أكبر من حجم البيانات المكتوبة). هذا هو الفرق الرئيسي بين RAID 3 وRAID 4. بعد كتابة مجموعة من الكتل، يتم حساب المجموع الاختباري (بنفس الطريقة كما في حالة RAID 3)، والذي يتم كتابته على القرص المخصص لهذا الغرض. مع حجم كتلة أكبر من RAID 3، يمكن إجراء عمليات قراءة متعددة في وقت واحد (تصميم وصول مستقل).

يعمل RAID 4 على تحسين أداء عمليات نقل الملفات الصغيرة (عن طريق موازنة عملية القراءة). ولكن بما أن التسجيل يجب أن يحسب المجموع الاختباري على القرص المخصص، فإن العمليات المتزامنة مستحيلة هنا (هناك عدم تناسق في عمليات الإدخال والإخراج). لا يوفر المستوى قيد النظر مزايا السرعة عند نقل كميات كبيرة من البيانات. تم تصميم نظام التخزين هذا للتطبيقات التي يتم فيها تقسيم البيانات في البداية إلى كتل صغيرة، لذلك ليست هناك حاجة لتقسيمها بشكل أكبر. يعد RAID 4 حلاً جيدًا لخوادم الملفات حيث تتم قراءة المعلومات بشكل أساسي ونادرًا ما تتم كتابتها. يتميز نظام تخزين البيانات هذا بتكلفة منخفضة، ولكن تنفيذه معقد للغاية، كما هو الحال مع استعادة البيانات في حالة الفشل.

ريد 5

مستوى RAID 5 عبارة عن مصفوفة متسامحة مع الأخطاء من الأقراص المستقلة مع تخزين موزع للمجموعات الاختبارية (الشكل 9). تتم كتابة كتل البيانات والمجاميع الاختبارية، التي يتم حسابها بنفس الطريقة كما في RAID 3، بشكل دوري على جميع أقراص المصفوفة، أي أنه لا يوجد قرص مخصص لتخزين معلومات المجموع الاختباري.

في حالة RAID 5، تكون جميع الأقراص الموجودة في المصفوفة بنفس الحجم، لكن السعة الإجمالية للنظام الفرعي للقرص المتاح للكتابة تصبح قرصًا واحدًا أصغر بالضبط. على سبيل المثال، إذا كان حجم خمسة أقراص 10 جيجابايت، فإن الحجم الفعلي للصفيف هو 40 جيجابايت لأنه تم تخصيص 10 جيجابايت لمعلومات التحكم.

يحتوي RAID 5، مثل RAID 4، على بنية وصول مستقلة، أي، على عكس RAID 3، فإنه يوفر حجمًا كبيرًا من الكتل المنطقية لتخزين المعلومات. لذلك، كما في حالة RAID 4، يوفر هذا المصفوفة الفائدة الرئيسية عند معالجة عدة طلبات في وقت واحد.

يتمثل الاختلاف الرئيسي بين RAID 5 وRAID 4 في طريقة وضع المجاميع الاختبارية.

إن وجود قرص منفصل (مادي) يخزن معلومات حول المجموع الاختباري، هنا، كما في المستويات الثلاثة السابقة، يؤدي إلى حقيقة أن عمليات القراءة التي لا تتطلب الوصول إلى هذا القرص يتم تنفيذها بسرعة عالية. ومع ذلك، فإن كل عملية كتابة تغير المعلومات الموجودة على قرص التحكم، لذا فإن RAID 2 وRAID 3 وRAID 4 لا تسمح بالكتابة المتوازية. لا يحتوي RAID 5 على هذا العيب لأنه تتم كتابة المجاميع الاختبارية على كافة الأقراص الموجودة في المصفوفة، مما يسمح بإجراء عمليات قراءة أو كتابة متعددة في وقت واحد.

التنفيذ العملي

للتنفيذ العملي لمصفوفات RAID، يلزم وجود مكونين: مصفوفة القرص الصلب نفسها ووحدة تحكم RAID. تقوم وحدة التحكم بوظائف التواصل مع الخادم (محطة العمل)، وتوليد معلومات زائدة عن الحاجة عند الكتابة والتحقق عند القراءة، وتوزيع المعلومات عبر الأقراص وفقًا لخوارزمية التشغيل.

من الناحية الهيكلية، يمكن أن تكون وحدات التحكم إما خارجية أو داخلية. توجد أيضًا وحدات تحكم RAID مدمجة في اللوحة الأم. بالإضافة إلى ذلك، تختلف وحدات التحكم في واجهة القرص المدعومة. وبالتالي، فإن وحدات تحكم SCSI RAID مخصصة للاستخدام في الخوادم، ووحدات تحكم IDE RAID مناسبة لكل من الخوادم ومحطات العمل على مستوى الدخول.

من الخصائص المميزة لوحدات تحكم RAID عدد القنوات المدعومة لتوصيل محركات الأقراص الثابتة. على الرغم من أنه يمكن توصيل محركات أقراص SCSI متعددة بقناة تحكم واحدة، إلا أن إجمالي إنتاجية مصفوفة RAID سيكون محدودًا بإنتاجية قناة واحدة، وهو ما يتوافق مع إنتاجية واجهة SCSI. وبالتالي، فإن استخدام قنوات متعددة يمكن أن يحسن بشكل كبير أداء النظام الفرعي للقرص.

عند استخدام وحدات تحكم IDE RAID، تصبح مشكلة القنوات المتعددة أكثر حدة، نظرًا لأن محركي الأقراص الصلبة المتصلين بقناة واحدة (لا تدعم الواجهة نفسها المزيد من محركات الأقراص) لا يمكنهما توفير عملية متوازية - تتيح لك واجهة IDE الوصول إلى محرك أقراص واحد فقط في نفس الوقت. وقت . لذلك، يجب أن تكون وحدات تحكم IDE RAID ثنائية القناة على الأقل. هناك أيضًا وحدات تحكم ذات أربع أو حتى ثماني قنوات.

هناك اختلاف آخر بين وحدات تحكم IDE RAID وSCSI RAID وهو عدد المستويات التي تدعمها. تدعم وحدات تحكم SCSI RAID جميع المستويات الرئيسية، وكقاعدة عامة، العديد من المستويات المجمعة والملكية. مجموعة المستويات التي تدعمها وحدات تحكم IDE RAID أكثر تواضعًا. عادة ما تكون هذه المستويات الصفرية والأولى. بالإضافة إلى ذلك، هناك وحدات تحكم تدعم المستوى الخامس ومزيج من الأول والصفر: 0+1. يعد هذا الأسلوب منطقيًا تمامًا، نظرًا لأن وحدات تحكم IDE RAID مصممة بشكل أساسي لمحطات العمل، لذا فإن التركيز الرئيسي ينصب على زيادة تكامل البيانات (المستوى 1) أو الأداء أثناء الإدخال/الإخراج المتوازي (المستوى 0). في هذه الحالة، ليست هناك حاجة إلى نظام قرص مستقل، حيث أن تدفق طلبات الكتابة/القراءة في محطات العمل أقل بكثير مما هو عليه في الخوادم على سبيل المثال.

الوظيفة الرئيسية لمصفوفة RAID ليست زيادة سعة النظام الفرعي للقرص (كما يتبين من تصميمه، يمكن الحصول على نفس السعة مقابل أموال أقل)، ولكن ضمان تخزين البيانات بشكل موثوق وزيادة الأداء. بالنسبة للخوادم، بالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة إلى التشغيل دون انقطاع، حتى في حالة فشل أحد محركات الأقراص. يتم ضمان التشغيل دون انقطاع من خلال التبديل السريع، أي إزالة قرص SCSI المعيب وتثبيت قرص جديد دون إيقاف تشغيل الطاقة. نظرًا لأن النظام الفرعي للقرص يظل قيد التشغيل (باستثناء المستوى 0) عند فشل محرك أقراص واحد، فإن التبديل السريع يوفر استردادًا شفافًا للمستخدمين. ومع ذلك، يتم تقليل سرعة النقل وسرعة الوصول مع قرص واحد غير عامل بشكل ملحوظ بسبب حقيقة أن وحدة التحكم يجب أن تستعيد البيانات من المعلومات الزائدة عن الحاجة. صحيح، هناك استثناء لهذه القاعدة - أنظمة RAID من المستويات 2، 3، 4، عندما يفشل محرك الأقراص الذي يحتوي على معلومات زائدة عن الحاجة، فإنها تبدأ في العمل بشكل أسرع! وهذا أمر طبيعي، لأنه في هذه الحالة يتغير المستوى "أثناء التنقل" إلى الصفر، والذي يتميز بخصائص سرعة ممتازة.

حتى الآن، كانت هذه المقالة حول حلول الأجهزة. ولكن هناك أيضًا برامج تقدمها Microsoft لنظام التشغيل Windows 2000 Server، على سبيل المثال. ومع ذلك، في هذه الحالة، يتم تحييد بعض المدخرات الأولية بالكامل من خلال الحمل الإضافي على المعالج المركزي، والذي، بالإضافة إلى عمله الرئيسي، يضطر إلى توزيع البيانات عبر الأقراص وحساب المجاميع الاختبارية. لا يمكن اعتبار مثل هذا الحل مقبولاً إلا في حالة وجود فائض كبير في طاقة الحوسبة وانخفاض تحميل الخادم.

سيرجي باخوموف

كمبيوتر بريس 3"2002