חומרה RAID לעומת תוכנה RAID: הבנה, השוואה של בקרי RAID והיישומים שלהם

עד כה בסדרת ה-RAID שלנו, התעמקנו במה זה RAID והגדרנו אותו כמערך מיותר של דיסקים עצמאיים או סדרה של כוננים קשיחים המחוברים יחד כדי לאחסן נתונים בצורה ספציפית.בנוסף, כיסינו את רמות ה-RAID השונות, מה המשמעות שלהן, למה הן משמשות, והיתרונות והחסרונות שלהן.

עכשיו כשיש לנו את כל המידע הזה, אנחנו רק צריכים לענות על שאלה אחת: איך כל זה עובד?

התשובה היא בקר RAID, מכשיר או תוכנה שאומרים למחשב מה לעשות עם הנתונים שהוא נתון והיכן לאחסן אותם.בקר ה-RAID הוא המוח האמיתי של מערך ה-RAID ויכול ללבוש צורה של בקר RAID חומרה או בקר RAID תוכנה.במאמר זה, נלמד על בקרי RAID soft לעומת בקרי RAID קשיחים, ומתי להשתמש באיזו אפשרות.

מה זה RAID קשה?

פתרון RAID לחומרה הוא מערכת עיבוד ייעודית המכילה מעבד וזיכרון משלה להפעלת מערך ה-RAID.ביישום זה, כל הדיסקים של הכונן הקשיח מחוברים לבקר RAID, אשר ישלוט פיזית ויתמוך בתצורת ה-RAID שלך.תפקידו של בקר RAID חומרה הוא לנהל את הדיסקים בכונן הקשיח שלך ולהציג אותם למחשב המארח שלך כיחידה לוגית אחת או יותר.

עם חומרה RAID, הבקר שלך יכול להיות כרטיס פיזי עצמאי המבוסס על כרטיס, או שהוא יכול להיות ROC, שזה קיצור של טכנולוגיית "RAID on Chip", שהיא חומרה משולבת שמגיעה עם לוח אם משלו.במקרים מסוימים, בקר החומרה RAID יוגדר כמערכת מחשב קטנה נפרדת המוקדשת לאפליקציית ה-RAID שלך, תוך הורדת כל המשימות מהמחשב המארח.

כרטיס בקר RAID חומרה דיסקרטי

יישום בקר RAID זה הוא כרטיס הרחבה עם מעבד RAID מובנה, הנקרא לפעמים מעבד I/O.הוא מכיל גם ממשק כונן קשיח משלו (בקר I/O).

לרוב הוא מתחבר לחריץ PCIe או PCI-X של לוח האם, וכל פונקציונליות ה-RAID ממנו עצמאית לחלוטין מהמארח שלך.

זה עובד על ידי הורדה מוחלטת של כל המשימות לתתי מערכות אחסון מיותרות כך שגם במהלך כשלים בכונן, הביצועים של המערכת המארחת אינם מושפעים.

היתרונות של כרטיסי RAID של חומרה פיזית נפרדת:

• • ישנם ממשקי I/O מרובים בכרטיס פיזי.זה מאפשר לך להרחיב את המערך כדי להגדיל את הקיבולת על ידי הוספת כוננים קשיחים רבים ככל שתצטרך.
  • המערכת המארחת אינה מושפעת.קיום מערכי RAID מרובים אינו משפיע על ביצועי המערכת המארחת.אתה יכול להעביר מערכי RAID בודדים או מרובים למערכות הפעלה אחרות או למערכות מארחות ללא השפעה לפי הצורך.

 

• יישומי RAID אינם תלויים במערכת המארחת.כאשר המערכת קורסת, שלמות הנתונים נשארת ללא פגע.
• למנוע הפסקות חשמל.מעקב אחר כתיבה מתקדמת, שומר על בטיחות הנתונים במקרה של הפסקת חשמל.
• הגנה מפני נגיף.מערכי RAID של חומרה אינם תלויים במערכת המארחת, מה שהופך אותם לפחות פגיעים להתקפות וירוסים.
• מספק ביצועים מצוינים.חומרה RAID מוריד את כל משימות ה-RAID מהמארח, ומספק ביצועי מערכת מארח טובים יותר.
• מצויד בממשק משתמש גרפי ייעודי ותוכנה.מקלה מאוד על הגדרה ותחזוקה של מערכי RAID.
• ניתן להעברה ולהחלפה לפי הצורך.ניתן להכניס את הכרטיס הפיזי שלך לכל מערכת, להחליף או לשדרג לפי הצורך.
• פונקציונליות RAID מתקדמת נתמכת.כגון הגירה ברמת מערך, הרחבת קיבולת מקוונת, החלפת דיסק חמה וכו'.
• עם מטמון בקר.זמני הגישה גדלים ככל שהזיכרון נשמר במטמון.

נִבדָלהחסרונות של כרטיסי RAID של חומרה פיזית:

• יָקָר.בהשוואה לפתרונות RAID אחרים, זה הרבה יותר יקר מכיוון שמשתמשי קצה חייבים לרכוש מעבדי I/O וכונני זיכרון נוספים כדי להתרחב.בנוסף לכך, אתה צריך לקנות כרטיס פיזי.

טכנולוגיית RAID של חומרה Raid-on-Chip (RoC).

יישום זה מסופק כשבב משולב בלוח האם ובדרך כלל מכיל מעבד RAID, בקר זיכרון, ממשק מארח, ממשק קלט/פלט לחיבורי כונן קשיח וזיכרון.

היתרונות של טכנולוגיית חומרה Raid-on-Chip:

• מוגן באתחול/התחלה.המערך מגן על נתונים במהלך ובמהלך האתחול, ומבטל שגיאות כלשהן.
• RAID אינו תלוי במארח.זה מגן על הנתונים מפני קריסות מערכת.
• לא מושפע מוירוסים.המערך אינו תלוי במערכת המארחת, מה שהופך אותו פחות פגיע לווירוסים.
• ההשפעה של המערכת קטנה.הורדת משימות מהמארח כדי לגרום להגדרה הזו לעבוד עבור RAID 5 ו-6.
• מטמון בבקר.זמני הגישה גדלים ככל שהזיכרון נשמר במטמון.
• פונקציונליות RAID מתקדמת נתמכת.כגון הגירה ברמת מערך, הרחבת קיבולת מקוונת, החלפת דיסק חמה וכו'.
• מצויד בממשק משתמש גרפי ייעודי ותוכנה.מקלה מאוד על הגדרה ותחזוקה של מערכי RAID.

פשיטה על חומרה החסרונות של טכנולוגיית -on-Chip:

• עלות מתונה.שימוש בפחות רכיבים פיזיים מאשר בקר פיזי רגיל מפחית את העלות, אך עדיין יקר יותר מ-RAID של תוכנה.
• גמישות נמוכה.מעבר למערכות אחרות אינו אפשרי ללא פתרון RoC דומה.

מה זה軟לִפְשׁוֹט?

כאשר מערך RAID מחובר למחשב ללא בקר פיזי, המחשב זקוק להנחיות כיצד לתפעל אותו ולהשתמש בו.זה נעשה באמצעות תוכנית הנקראת תוכנת RAID controller, אשר מנצלת את ה-CPU של המחשב כדי להפנות מידע.אתה יכול ליישם תוכנה RAID כיישום תוכנה טהור הפועל על מערכת ההפעלה, או שאתה יכול להשתמש בפתרון תוכנה RAID בעזרת חומרה.

יישום תוכנת RAID טהור

הפתרון משתמש ביישומים הפועלים על המיינפריים, ללא צורך בחומרה.הוא משתמש בכונן קשיח שמתחבר ישירות למערכת מחשב דרך ממשק קלט/פלט מובנה או מתאם אוטובוס מארח ללא מעבד.לאחר טעינת התוכנה, RAID יהפוך לפעיל.לרוב הוא מובנה ישירות במערכת ההפעלה ללא עלות נוספת למשתמש הקצה.

יתרונות השימוש בתוכנת RAID טהורה:

• • מובנה במערכת ההפעלה.אין עלות נוספת לפונקציונליות RAID של תוכנה כאשר היא מיושמת באמצעות תוכנת RAID של מערכת ההפעלה.

 

• גמיש ביותר.במיוחד בשימוש בשרתים גדולים, ניתן להתאים RAID תוכנה טהור כך שיתאים למגוון מצבים.

חסרונות השימוש ביישומי RAID תוכנה טהורה:

• הנתונים אינם מוגנים מפני כשלים באתחול.כל נתונים פגומים שיתרחשו במהלך האתחול לא יזוהו ויהפכו לבלתי ניתנים להפעלה על ידי המחשב עד להפעלת תוכנית ה-RAID.
• עומס נוסף על המערכת.ככל שמערך דורש יותר משאבים, כך השפעתו על ביצועי המערכת גדולה יותר.הגדרות מורכבות יותר של RAID 5 יהיו עמלניות יותר מאשר מערכי RAID 0, 1 או 2.
• פגיע לווירוסים.ריצה בתוך מערכת ההפעלה פירושה שוירוסים יכולים להשפיע על ביצועי המערך בנוסף למערכת.
• שלמות הנתונים מושפעת מקריסות מערכת.כל בעיית חומרה או תוכנה שבה המערכת נתקלת יכולה להשפיע על הנתונים במערך.
• העברת מערכת הפעלה מוגבלת.אם אתה צריך לשנות את המערכת או לעדכן את מערכת ההפעלה שלך, לא תוכל לעשות זאת אם מערכת ההפעלה החדשה לא תומכת בפונקציונליות RAID.
• אין מטמון כתיבה חוזר.לא ניתן להוסיף סוללה ל-RAID של תוכנה אם RAID החומרה יכול לפעול במצב "כתיבה חזרה" באמצעות הסוללה.זה אומר שאתה מאבד את שכבת ההגנה הנוספת.

RAID תוכנה בעזרת חומרה

הפתרון הוא דגם היברידי שמשתמש בתוכנה ובחומרה נוספת כדי להתגבר על החולשות של תוכנת RAID טהורה של מערכת ההפעלה, כמו מניעת אתחול.זה עובד על ידי שימוש ב-RAID BIOS המשולב בלוח האם, המגן על האתחול של המערכת המארחת כך שכל פגיעה בנתונים לא תהפוך את המערכת לבלתי פעילה.זה בדרך כלל מגיע עם מנהלי התקנים רבים עבור מערכות הפעלה מרובות, מה שמשפר את התאימות.

יתרונות השימוש ב-RAID בתוכנה בעזרת חומרה:

• • עלויות היישום מתונות.כל מה שאתה צריך הוא כרטיס תוספת או פלאש נוסף כדי ליישם תוכנה בעזרת חומרה RAID.אם מפעילים תצורת RAID 5, ישנו תשלום נוסף עבור מאיצי חומרה.

 

• אם כונן האתחול נכשל, הנתונים יהיו מוגנים.אם כונן האתחול שלך נתקל בשגיאה או נכשל לחלוטין, זה לא ישפיע לרעה על זמינות הנתונים.
• קל להגדיר.קל לתחזק ולהגדיר מערכי RAID אם אתה מפעיל אותם באמצעות ממשק משתמש גרפי ייעודי עם תוכנת מערכת ההפעלה.

חסרונות השימוש ב-RAID בתוכנה בעזרת חומרה:

• • עומס נוסף על המערכת.ככל שמערך דורש יותר משאבים, כך השפעתו על ביצועי המערכת גדולה יותר.יישום זה חל על תצורות RAID 0, 1 ו-10.
  • פגיע לווירוסים.פועל ישירות על המערכת המארחת, כך שאם המערכת נדבקת, גם RAID בסדר.
  • קריסת מערכת עלולה לפגוע בשלמות הנתונים.שלמות הנתונים והעקביות מושפעים מקריסות מערכת.
  • עם הגירות מוגבלות.עם יישום RAID זה, הבקר תלוי במערכת ההפעלה ובמנהלי התקנים המשויכים.לא תוכל לעבור ללא מנהלי התקנים מתאימים.לדוגמה, אם אתה משדרג את מערכת ההפעלה שלך, ייתכן שתצטרך מנהלי התקנים מעודכנים כדי שבקר מערך ה-RAID יפעל.

 

• אין מטמון כתיבה חוזר.יש לו רק מצב כתיבה, אין מצב כתיבה חזרה.ללא מצב כתיבה בחזרה, אתה מאבד הרבה ביצועי כתיבה.אתה לא יכול להוסיף סוללות לתוכנת עזר לחומרה, כך שאתה לא מקבל שכבת הגנה זו.

השוואת ההבדלים בין חומרה RAID ל-software RAID

כעת, לאחר שראינו את היתרונות והחסרונות של חומרה RAID לעומת יישומי תוכנה RAID, בואו נסתכל כיצד השניים מתחרים זה בזה מבחינת ביצועים, תאימות, סבירות וגמישות.

	RAID של חומרה	תוכנה RAID
ביצועים	ביצועים טובים/שווים לתוכנת RAID בסיסית ברמת RAID. מתגבר על RAID תוכנה בכל תצורות RAID מורכבות. ניתן לבנות מחדש נתוני שיקוף מהר יותר. הגדרות RAID מסוימות עשויות לפעול בצורה לא עקבית בעת שימוש במערכי אחסון פלאש.	ביצועים טובים עבור רמות RAID בסיסיות. רמות RAID מורכבות משפיעות קשות על הביצועים, מה שהופך אותן לבלתי מתאימות.
תצורה של רמת RAID	בעל מארז חומרה עם תמיכה מובנית בכל רמות ה-RAID הבסיסיות. ניתן לתמוך בכל רמות ה-RAID המורכבות, אך זה דורש מארזי חומרה נוספים ועוד דיסקים קשיחים.	רמות RAID בסיסיות נתמכות. אם אתה צריך RAID 3 או RAID 5, נדרשת תוכנה נוספת.
תאימות מערכת הפעלה	עוד תצורות RAID לבחירה, כולל אפשרויות היברידיות. תואם Windows ו-MAC.	ספציפי למערכת ההפעלה שנמצאת בשימוש.לא ניתן לשתף בין מערכות הפעלה. מערכות הפעלה מסוימות תומכות רק ברמות RAID מסוימות.
סבירות	יקר יותר להתקנה.	עלות הכניסה נמוכה מאוד.
גְמִישׁוּת	כל הדיסקים בכונן הקשיח פועלים כדיסק בודד בהתאם למערכת ההפעלה המארחת. ניתן להעביר כל מארז/מערך של כונן קשיח בין מערכות הפעלה או מחשבים.	מספק יותר גמישות באופן שבו כל כונן מוגדר במארז שלו.

עם זאת, מה אתה יכול לצפות מיישומי RAID שונים המבוססים על הבקרים המתאימים שלהם.

תכונה	RAID של חומרה	תוכנה RAID	RAID תוכנה בעזרת חומרה
אתחול הגנת נתונים?	כן.	אל.	כן.
מטמון כתיבה חזרה?	כן.	אל.	אל.
הגנה מפני הפסקת חשמל?	כן.	אל.	אל.
לא תלוי במערכת ההפעלה המארח?	כן.	אל.	אל.
רגישים לווירוסים?	אל.	כן.	כן.
הגדרות במהלך האתחול?	כן.	אל.	כן.
העברת מערכת הפעלה?	כן.	אל.	מוגבל.

מהם מקרי השימוש הטיפוסיים עבור חומרה RAID לעומת תוכנה RAID?

כעת, לאחר שהבנו את ההבדלים העיקריים בין חומרה RAID ל-RAID תוכנה, בואו נצלול לכמה תרחישי שרת טיפוסיים שבהם תראה את בקרי ה-RAID האלה בפעולה.

פתרונות RAID של חומרה

פתרונות מסוג זה מציעים את מירב הפונקציונליות ומספקים את הביצועים הטובים ביותר.תרחישים אמיתיים כוללים:

• שרתים או תחנות עבודה בעלי ביצועים גבוהים הדורשים אחסון נתונים נרחב.
• שרתים ארגוניים הדורשים ביצועים, מדרגיות, גמישות ותאימות למערכות הפעלה מרובות.

פתרון RAID לתוכנה בלבד

פתרונות מסוג זה הם אידיאליים עבור מערכי RAID שצריכים לבצע ביצועים טובים מבחינת ביצועים וזמינות נתונים (חשבו על תצורות RAID 0 ו-RAID 1).חשוב לציין כי עבור פתרון תוכנה טהור RAID לא ניתן להשתמש בו ישירות בכונן האתחול מכיוון שהוא דורש ממערכת ההפעלה להיות פעילה כדי לעבוד.תרחישים אמיתיים כוללים:

• תחנות עבודה או שרתים ללא דרישות אחסון נתונים נרחבות.
• אין צורך להפעיל את השרת המוגן.

פתרון היברידי

אלה דומים לפתרונות RAID תוכנה טהורים, אך הם רגישים לעלות ויש להם דרישות אתחול.תרחישים אמיתיים כוללים:

• שרת בסיסי ללא דרישות אחסון נתונים גדולים.
• במקרה של שימוש באחסון רשת.

באיזה מהם כדאי לבחור, חומרה או תוכנה RAID?

באופן כללי, RAID חומרה ייתן לך יותר יתרונות מ-RAID תוכנה, במיוחד אם אתה רוצה ליישם תצורות RAID מורכבות או דגמים מעורבים.השיקול העיקרי הוא המחיר שאתה מוכן לשלם עבור בקר RAID.

השוואה בין רמות RAID

כעת, כשאתה יכול לבחור את בקר ה-RAID האידיאלי עבור המערכת שלך, הגיע הזמן לבחור את רמת ה-RAID הנכונה לשימוש.יצרנו מספר השוואות מעמיקות כדי להקל על ההחלטה:

• RAID 0 ו-RAID 1
• RAID 1 ו-RAID 5
• RAID 5 ו-RAID 6
• RAID 5 ו-RAID 10