RAID للأجهزة مقابل RAID للبرامج: فهم ومقارنة أجهزة تحكم RAID وتطبيقاتها

حتى الآن في سلسلة RAID الخاصة بنا ، بحثنا في ماهية RAID وعرّفناها على أنها مجموعة متكررة من الأقراص المستقلة أو سلسلة من محركات الأقراص الثابتة المتصلة معًا لتخزين البيانات بطريقة معينة.بالإضافة إلى ذلك ، قمنا بتغطية مستويات RAID المختلفة ، وما تعنيه ، وما تستخدم من أجله ، ومزاياها وعيوبها.

الآن بعد أن أصبح لدينا كل هذه المعلومات ، نحتاج فقط للإجابة على سؤال واحد: كيف يعمل كل هذا؟

الإجابة هي وحدة تحكم RAID ، جهاز أو برنامج يخبر الكمبيوتر بما يجب فعله بالبيانات المقدمة ومكان تخزينها.وحدة تحكم RAID هي العقل الحقيقي لصفيف RAID ويمكن أن تتخذ شكل وحدة تحكم RAID للأجهزة أو وحدة تحكم RAID برمجية.في هذه المقالة ، سنتعرف على RAID الناعم مقابل وحدات تحكم RAID الصلبة ، ومتى نستخدم أي خيار.

ما هو الصعب RAID؟

حل RAID للأجهزة هو نظام معالجة مخصص يحتوي على المعالج والذاكرة الخاصين به لتشغيل صفيف RAID.في هذا التنفيذ ، يتم توصيل جميع أقراص محرك الأقراص الثابتة بوحدة تحكم RAID ، والتي ستتحكم فعليًا وتدعم تكوين RAID الخاص بك.تتمثل مهمة وحدة تحكم RAID للأجهزة في إدارة أقراص محرك الأقراص الثابتة وتقديمها إلى الكمبيوتر المضيف كوحدة منطقية واحدة أو أكثر.

باستخدام RAID للأجهزة ، يمكن أن تكون وحدة التحكم الخاصة بك عبارة عن بطاقة فعلية قائمة بذاتها ، أو يمكن أن تكون ROC ، والتي تعني تقنية "RAID on Chip" ، وهي عبارة عن جهاز متكامل يأتي مع اللوحة الأم الخاصة به.في بعض الحالات ، سيتم إعداد وحدة تحكم RAID للأجهزة كنظام كمبيوتر صغير منفصل مخصص لتطبيق RAID الخاص بك ، مما يؤدي إلى إلغاء تحميل جميع المهام من الكمبيوتر المضيف.

بطاقة تحكم RAID منفصلة للأجهزة

تطبيق وحدة تحكم RAID هذا عبارة عن بطاقة توسعة مع معالج RAID مدمج ، يُسمى أحيانًا معالج الإدخال / الإخراج.يحتوي أيضًا على واجهة محرك الأقراص الثابتة الخاصة به (وحدة تحكم I / O).

غالبًا ما يتم توصيله بفتحة PCIe أو PCI-X باللوحة الأم ، وجميع وظائف RAID الخاصة به مستقلة تمامًا عن مضيفك.

إنه يعمل عن طريق إلغاء تحميل جميع المهام بالكامل لأنظمة التخزين الفرعية الزائدة عن الحاجة حتى لا يتأثر أداء النظام المضيف حتى أثناء فشل محرك الأقراص.

مزايا بطاقات RAID للأجهزة المادية المنفصلة:

• • هناك العديد من واجهات الإدخال / الإخراج على بطاقة فعلية.يسمح لك هذا بتوسيع الصفيف لزيادة السعة عن طريق إضافة العديد من محركات الأقراص الثابتة حسب حاجتك.
  • لا يتأثر النظام المضيف.لا يؤثر وجود عدة صفائف RAID على أداء النظام المضيف.يمكنك ترحيل صفيفات RAID فردية أو متعددة إلى أنظمة تشغيل أو أنظمة مضيفة أخرى دون التأثير حسب الحاجة.

 

• تطبيقات RAID مستقلة عن النظام المضيف.عند تعطل النظام ، تظل سلامة البيانات سليمة.
• منع انقطاع التيار الكهربائي.يتم تتبع عمليات الكتابة قيد التقدم ، مما يحافظ على أمان البيانات في حالة انقطاع التيار الكهربائي.
• الحماية من الفيروس.تعد صفيفات RAID الخاصة بالأجهزة مستقلة عن النظام المضيف ، مما يجعلها أقل عرضة لهجمات الفيروسات.
• يوفر أداءً ممتازًا.يقوم RAID بالأجهزة بإلغاء تحميل جميع مهام RAID من المضيف ، مما يوفر أداءً أفضل للنظام المضيف.
• مزود بواجهة مستخدم رسومية وبرامج مخصصة.يجعل إعداد مصفوفات RAID وصيانتها أمرًا سهلاً للغاية.
• يمكن ترحيلها واستبدالها حسب الحاجة.يمكن إدخال بطاقتك الفعلية في أي نظام أو استبدالها أو ترقيتها حسب الحاجة.
• وظيفة RAID المتقدمة مدعومة.مثل الترحيل على مستوى الصفيف ، وتوسيع السعة عبر الإنترنت ، والتبديل السريع للقرص ، وما إلى ذلك.
• مع ذاكرة التخزين المؤقت تحكم.تزداد أوقات الوصول مع تخزين الذاكرة مؤقتًا.

منفصلهعيوب بطاقات RAID للأجهزة المادية:

• مكلفة.بالمقارنة مع حلول RAID الأخرى ، فهي أكثر تكلفة بشكل ملحوظ لأن المستخدمين النهائيين يجب أن يشتروا معالجات الإدخال / الإخراج ومحركات ذاكرة إضافية للتوسيع.بالإضافة إلى ذلك ، عليك شراء بطاقة فعلية.

تقنية RAID للأجهزة Raid-on-Chip (RoC)

يتم توفير هذا التنفيذ كشريحة مدمجة في اللوحة الأم ويحتوي عادةً على معالج RAID ووحدة تحكم في الذاكرة وواجهة مضيفة وواجهة I / O لتوصيلات محرك الأقراص الثابتة والذاكرة.

مزايا تقنية الأجهزة Raid-on-Chip:

• محمي عند الإقلاع / البداية.تحمي المصفوفة البيانات أثناء بدء التشغيل وأثناءه ، مما يزيل أي أخطاء.
• RAID مستقل عن المضيف.هذا يحمي البيانات من تعطل النظام.
• لا تتأثر بالفيروسات.المصفوفة مستقلة عن النظام المضيف ، مما يجعلها أقل عرضة للفيروسات.
• تأثير النظام صغير.قم بإلغاء تحميل المهام من المضيف لجعل هذا الإعداد يعمل مع RAID 5 و 6.
• ذاكرة التخزين المؤقت على وحدة التحكم.تزداد أوقات الوصول مع تخزين الذاكرة مؤقتًا.
• وظيفة RAID المتقدمة مدعومة.مثل الترحيل على مستوى الصفيف ، وتوسيع السعة عبر الإنترنت ، والتبديل السريع للقرص ، وما إلى ذلك.
• مزود بواجهة مستخدم رسومية وبرامج مخصصة.يجعل إعداد مصفوفات RAID وصيانتها أمرًا سهلاً للغاية.

غارة الأجهزة عيوب تقنية on-Chip:

• تكلفة معتدلة.يؤدي استخدام مكونات مادية أقل من وحدة التحكم المادية القياسية إلى تقليل التكلفة ، ولكنه لا يزال أكثر تكلفة من مصفوفات RAID البرمجية.
• مرونة منخفضة.لا يمكن الترحيل إلى أنظمة أخرى بدون حل RoC مماثل.

ما هو軟غارة؟

عند توصيل مجموعة RAID بجهاز كمبيوتر بدون وحدة تحكم فعلية ، يحتاج الكمبيوتر إلى إرشادات حول كيفية تشغيله واستخدامه.يتم ذلك من خلال برنامج يسمى وحدة تحكم RAID البرمجية ، والتي تستخدم وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر لتوجيه المعلومات.يمكنك تنفيذ برنامج RAID كتطبيق برمجي خالص يعمل على نظام التشغيل ، أو يمكنك استخدام حل RAID برمجي مدعوم بالأجهزة.

تطبيق برنامج Pure RAID

يستخدم الحل التطبيقات التي تعمل على الكمبيوتر الرئيسي ، ولا تتطلب أجهزة.يستخدم محرك أقراص ثابتة يتصل مباشرة بنظام كمبيوتر من خلال واجهة إدخال / إخراج مضمنة أو محول ناقل مضيف غير معالج.بعد تحميل البرنامج ، سيصبح RAID نشطًا.عادة ما يتم تضمينه مباشرة في نظام التشغيل دون أي تكلفة إضافية للمستخدم النهائي.

مزايا استخدام تطبيق برمجي RAID خالص:

• • مدمج في نظام التشغيل.لا توجد تكلفة إضافية للحصول على وظيفة RAID للبرامج عند تنفيذها باستخدام برنامج نظام التشغيل RAID.

 

• مرن للغاية.خاصة عند استخدامها في الخوادم الكبيرة ، يمكن تصميم مصفوفة RAID البرمجية لتناسب مجموعة متنوعة من المواقف.

عيوب استخدام تطبيقات RAID البرمجية الخالصة:

• البيانات غير محمية من فشل التمهيد.لن يتم التعرف على أي بيانات تالفة تحدث أثناء بدء التشغيل وسيصبح غير قابل للتشغيل بواسطة الكمبيوتر حتى يبدأ برنامج RAID.
• حمل إضافي على النظام.كلما زادت الموارد التي تتطلبها المصفوفة ، زاد تأثيرها على أداء النظام.ستكون إعدادات RAID 5 الأكثر تعقيدًا أكثر صعوبة من مصفوفات RAID 0 أو 1 أو 2.
• عرضة للفيروسات.يعني التشغيل داخل نظام التشغيل أن الفيروسات يمكن أن تؤثر على أداء المصفوفة بالإضافة إلى النظام.
• سلامة البيانات تتأثر بأعطال النظام.يمكن أن تؤثر أي مشاكل في الأجهزة أو البرامج يواجهها النظام على البيانات الموجودة في المصفوفة.
• ترحيل نظام التشغيل المحدود.إذا كنت بحاجة إلى تغيير نظامك أو تحديث نظام التشغيل الخاص بك ، فلن تتمكن من القيام بذلك إذا كان نظام التشغيل الجديد لا يدعم وظيفة RAID.
• لا توجد ذاكرة تخزين مؤقت لإعادة الكتابة.لا يمكن إضافة بطارية إلى RAID برمجي إذا كان بإمكان RAID للأجهزة أن يعمل في وضع "إعادة الكتابة" باستخدام البطارية.هذا يعني أنك تفقد تلك الطبقة الإضافية من الحماية.

RAID البرمجيات بمساعدة الأجهزة

الحل عبارة عن نموذج هجين يستخدم البرامج والأجهزة الإضافية للتغلب على نقاط الضعف في برنامج نظام التشغيل الخالص RAID ، مثل عدم وجود حماية للتمهيد.إنه يعمل عن طريق استخدام RAID BIOS المدمج في اللوحة الأم ، والذي يحمي تمهيد النظام المضيف ، لذا فإن أي تلف في البيانات لن يجعل النظام غير قابل للتشغيل.يأتي عادةً مع العديد من برامج التشغيل لأنظمة تشغيل متعددة ، مما يحسن التوافق.

مزايا استخدام برنامج RAID بمساعدة الأجهزة:

• • تكاليف التنفيذ معتدلة.كل ما تحتاجه هو بطاقة إضافية أو فلاش إضافي لتنفيذ RAID البرامج المدعومة بالأجهزة.في حالة تشغيل تكوين RAID 5 ، هناك رسوم إضافية لمسرعات الأجهزة.

 

• إذا فشل محرك التمهيد ، فستتم حماية البيانات.إذا واجه محرك التمهيد خطأً أو فشل تمامًا ، فلن يؤثر ذلك سلبًا على توفر البيانات.
• من السهل اقامة.من السهل صيانة مصفوفات RAID وإعدادها إذا قمت بتشغيلها باستخدام واجهة مستخدم رسومية مخصصة مع برنامج نظام التشغيل.

عيوب استخدام RAID برمجي مدعوم بالأجهزة:

• • حمل إضافي على النظام.كلما زادت الموارد التي تتطلبها المصفوفة ، زاد تأثيرها على أداء النظام.ينطبق هذا التنفيذ على تكوينات RAID 0 و 1 و 10.
  • عرضة للفيروسات.يعمل مباشرة على النظام المضيف ، لذلك إذا أصيب النظام ، فإن RAID جيد أيضًا.
  • يمكن أن يؤدي تعطل النظام إلى تعطل تكامل البيانات.تتأثر سلامة البيانات واتساقها بأعطال النظام.
  • مع هجرات محدودة.مع تنفيذ RAID هذا ، تعتمد وحدة التحكم على نظام التشغيل وبرامج التشغيل المرتبطة.لن تتمكن من الهجرة بدون سائقين مناسبين.على سبيل المثال ، إذا قمت بترقية نظام التشغيل الخاص بك ، فقد تحتاج إلى برامج تشغيل محدثة حتى تعمل وحدة التحكم في صفيف RAID.

 

• لا توجد ذاكرة تخزين مؤقت لإعادة الكتابة.لديها فقط وضع الكتابة ، لا يوجد وضع إعادة الكتابة.بدون وضع إعادة الكتابة ، تفقد الكثير من أداء الكتابة.لا يمكنك إضافة بطاريات إلى برنامج مساعدة الأجهزة ، لذلك لا تحصل على طبقة الحماية هذه.

مقارنة الاختلافات بين RAID للأجهزة و RAID البرمجيات

الآن وقد رأينا إيجابيات وسلبيات الأجهزة RAID مقابل تطبيقات RAID البرمجية ، فلنلقِ نظرة على كيفية تنافس الاثنين مع بعضهما البعض من حيث الأداء والتوافق والقدرة على تحمل التكاليف والمرونة.

	RAID للأجهزة	برنامج RAID
تعبير	يؤدي أداءً جيدًا / يمكن مقارنته ببرنامج RAID الأساسي على مستوى RAID. يتفوق على RAID البرمجي في جميع تكوينات RAID المعقدة. يمكن إعادة بناء البيانات المنعكسة بشكل أسرع. قد تعمل بعض إعدادات RAID بشكل غير متسق عند استخدام صفيفات تخزين فلاش.	يعمل بشكل جيد مع مستويات RAID الأساسية. تؤثر مستويات RAID المعقدة بشدة على الأداء ، مما يجعلها غير مناسبة.
تكوين مستوى RAID	يحتوي على هيكل للأجهزة مع دعم مدمج لجميع مستويات RAID الأساسية. يمكن دعم جميع مستويات RAID المعقدة ، ولكنها تتطلب حاويات أجهزة إضافية والمزيد من أقراص محرك الأقراص الثابتة.	يتم دعم مستويات RAID الأساسية. إذا كنت بحاجة إلى RAID 3 أو RAID 5 ، فسيلزم وجود برامج إضافية.
التوافق مع أنظمة التشغيل	المزيد من تكوينات RAID للاختيار من بينها ، بما في ذلك الخيارات المختلطة. متوافق مع Windows و MAC.	خاص بنظام التشغيل قيد الاستخدام.لا يمكن مشاركتها بين أنظمة التشغيل. تدعم بعض أنظمة التشغيل مستويات معينة من RAID فقط.
القدرة على تحمل التكاليف	أكثر تكلفة لاقامة.	تكلفة الدخول منخفضة للغاية.
المرونة	تعمل جميع أقراص محرك الأقراص الثابتة كقرص واحد اعتمادًا على نظام التشغيل المضيف. يمكن نقل كل حاوية / مجموعة لمحرك الأقراص الثابتة بين أنظمة التشغيل أو أجهزة الكمبيوتر.	يوفر مزيدًا من المرونة في كيفية تكوين كل محرك أقراص في العلبة الخاصة به.

بعد قولي هذا ، ما الذي يمكن أن تتوقعه من تطبيقات RAID المختلفة بناءً على وحدات التحكم الخاصة بكل منها.

خاصية	RAID للأجهزة	برنامج RAID	RAID البرمجيات بمساعدة الأجهزة
حماية بيانات التمهيد؟	صيح.	لا.	صيح.
إعادة كتابة ذاكرة التخزين المؤقت؟	صيح.	لا.	لا.
حماية انقطاع التيار الكهربائي؟	صيح.	لا.	لا.
مستقل عن نظام التشغيل المضيف؟	صيح.	لا.	لا.
عرضة للفيروسات؟	لا.	صيح.	صيح.
الإعدادات أثناء التمهيد؟	صيح.	لا.	صيح.
ترحيل نظام التشغيل؟	صيح.	لا.	محدود.

ما هي حالات الاستخدام النموذجية لـ RAID للأجهزة مقابل RAID البرامج؟

الآن بعد أن فهمنا الاختلافات الرئيسية بين RAID للأجهزة و RAID البرامج ، دعنا نتعمق في بعض سيناريوهات الخادم النموذجية حيث سترى وحدات تحكم RAID هذه قيد العمل.

حلول RAID للأجهزة

توفر هذه الأنواع من الحلول معظم الوظائف وتوفر أفضل أداء.تشمل السيناريوهات الحقيقية ما يلي:

• الخوادم أو محطات العمل عالية الأداء التي تتطلب تخزينًا واسعًا للبيانات.
• خوادم المؤسسات التي تتطلب الأداء وقابلية التوسع والمرونة والتوافق مع أنظمة تشغيل متعددة.

حل RAID للبرامج فقط

هذه الأنواع من الحلول مثالية لمصفوفات RAID التي تحتاج إلى أداء جيد من حيث الأداء وتوافر البيانات (فكر في تكوينات RAID 0 و RAID 1).من المهم ملاحظة أنه للحصول على حل RAID برمجي خالص ، لا يمكن استخدامه مباشرة على محرك التمهيد لأنه يتطلب نظام تشغيل نشطًا للعمل.تشمل السيناريوهات الحقيقية ما يلي:

• محطات العمل أو الخوادم بدون متطلبات تخزين بيانات واسعة النطاق.
• لا حاجة لبدء الخادم المحمي.

حل هجين

وهي تشبه حلول RAID البرمجية الخالصة ، ولكنها حساسة من حيث التكلفة ولها متطلبات قابلية التشغيل.تشمل السيناريوهات الحقيقية ما يلي:

• خادم أساسي بدون متطلبات تخزين البيانات الضخمة.
• في حالة استخدام التخزين الشبكي.

أي واحد يجب أن تختار ، جهاز أم برنامج RAID؟

بشكل عام ، ستمنحك RAID للأجهزة مزايا أكثر من RAID البرامج ، خاصة إذا كنت تريد تنفيذ تكوينات RAID معقدة أو نماذج مختلطة.الاعتبار الرئيسي هو السعر الذي ترغب في دفعه مقابل وحدة تحكم RAID.

مقارنة مستوى RAID

الآن بعد أن أصبح بإمكانك اختيار وحدة تحكم RAID المثالية لنظامك ، فقد حان الوقت لاختيار مستوى RAID المناسب لاستخدامه.لقد أنشأنا العديد من المقارنات المتعمقة لتسهيل اتخاذ القرار:

• RAID 0 و RAID 1
• RAID 1 و RAID 5
• RAID 5 و RAID 6
• RAID 5 و RAID 10