הסבר על רמות RAID: מדריך למתחילים לכל דבר על RAID

ככל שבני אדם מעמיקים בעידן הדיגיטלי, הדרישה לשרתים ומערכות אחסון מהירים ואמינים יותר ממשיכה לגדול.כדוגמה לצרכי אחסון ועיבוד נתונים, גוגלדרך השרתים שלהם מדי יוםעבד 20 פטה-בייט של מידע נתונים.

כדרך להימנע מכשל קטסטרופלי, חברות בונות מערכי שרתים, שהם רשתות עצומות של כונני אחסון המשמשים לעיבוד מידע דיגיטלי.אם כונן אחד נכשל, השני מפצה על כך כאשר הכונן הפגום מוחלף.

אז איך בדיוק זה נעשה מבלי לאבד נתונים או לגרום להשבתה?טכנולוגיית RAID ורמות RAID.

מה זה בעצם RAID ואיך זה עובד?

מערך מיותר של דיסקים עצמאייםOR RAID היא שיטה לאחסון נתונים שבה אתה יכול לצמצם אובדן נתונים ולשפר את ביצועי הקריאה/כתיבה על ידי אחסון מידע על מספר כוננים קשיחים הנקראים מערך.זה אפשרי מכיוון שרוב טכנולוגיות ה-RAID משתמשותפסי נתוניםפיצול או שבר נתונים עוקבים (כגון קבצים, סרטונים או מסמכים) למקטעים רציפים.לאחר מכן, הקטעים מאוחסנים ברצף בכונן שלך.

3 דוגמה לרצועת קבצי וידאו במערך RAID של כונן קשיח

לדוגמה, אם קובץ וידאו מחולק ל-4 מקטעים עוקבים;A1-A4 ויש לך 3 כוננים קשיחים במערך ה-RAID שלך, A1 יאוחסן בכונן קשיח מס' 1, A2 יאוחסן בכונן קשיח מס' 2, A3 יאוחסן בכונן קשיח מס' 3, ו-A4 יאוחסן ב כונן קשיח מספר 1 מעולה.

כאשר אתה הולך לאחזר את הקובץ, המחשב מבקש מהכונן הקשיח הראשון לטעון את A1, ולאחר מכן עובר מיד לכונן הקשיח הבא עבור מקטע A2, מכיוון שכונן קשיח מס' 1 תפוס.זה מאפשר למחשב לטעון בו זמנית A1-A3 ולאחר מכן A4.כשאתה מנסה לטעון סרטון של 40 דקות, המחשב טוען ארבעה קליפים בני 4 דקות ואז מציג אותם כקובץ בודד, מה שהופך את האחזור למהיר יותר.

כמה רמות RAID משתמשות בטכניקות שיקוף.מה זה?

כדי למנוע אובדן נתונים,כמה מערכי RAID משתמשים בשיקוף, אשר מעתיק את המידע כפי שהוא נוצר ומאוחסן.Striping מתמקדת במהירות, בעוד שיקוף מתמקדת להבטיח שבמקרה של כשל בכונן הקשיח יש עותק של הנתונים.שיקוף עושה זאת על ידי הבטחה שכל הכוננים המשניים הם עותקים מדויקים של הכונן הראשי.

לדוגמה, אם למחשב שלך יש שני כוננים קשיחים והכונן הקשיח הראשי מפסיק לעבוד, המערכת תעבור אוטומטית לכונן הקשיח המשני מבלי שתשים לב.מערכת ההפעלה, כל הגדרות אישיות וכל קובץ שתיצור ותשמור יופיעו במקום שהשארת אותם.בהגדרה שאינה RAID, כשל בכונן קשיח פירושו שכל הנתונים בכונן זה עלולים להפוך לבלתי ניתנים לשחזור.

3 סוגי RAID או יישומים שונים

לפני שניכנס לרמות ה-RAID השונות, חשוב לציין שישנן מספר דרכים שונות שבהן ניתן ליישם את הגדרת RAID במערכת המחשב שלך.ניתן לחלק את המימושים הללו למבוססי חומרה, תוכנה או קושחה, והשתמש בבקר ה-RAID המתאים.

במאמר אחר, אנו מכסים את ההבדלים העיקריים בין בקרי חומרה RAID ובקרי RAID של תוכנה, ומפרטים את היתרונות הספציפיים, החסרונות ומקרי השימוש הטיפוסים שלהם.

מהו בקר RAID?

בקר RAIDאחראי על ניהול ומכוון את זרימת המידע אל מערך הדיסק הקשיח וממנו.ללא בקר RAID, מערך ה-RAID שלך הוא רק אוסף של כוננים קשיחים.אתה יכול ליישם בקר RAID באחת משלוש דרכים.

1. בקר RAID של חומרה

בקר RAID חומרה הוא בדרך כלל שבב או כרטיס פיזי ייעודי המשפיע ישירות על זרימת המידע אל ומערך ה-RAID.הוא משמש לרוב בבנקאות במרכזי נתונים או במערכות המשתמשות בשרתים מרוחקים.

2. בקר תוכנה RAID

בקר תוכנה RAID הוא תוכנה הפועלת ישירות עם מערכת ההפעלה של המחשב.הוא מכוון ומנהל את זרימת המידע באמצעות משאבי החומרה הקיימים של המחשב, כגון יחידת העיבוד המרכזית (CPU).זה נפוץ בהגדרות מערך RAID של מחשבים ביתיים.

3. בקר RAID מבוסס קושחה

בקרי RAID מבוססי קושחה הם שבבים המותקנים מראש על לוח האם של המחשב ודורשים מנהלי התקנים כדי לתפקד.השבב יופעל במהלך האתחול, אך ברגע שמערכת ההפעלה נטענת, כל השליטה מועברת למנהל ההתקן המתאים, ומעבירה את כל הפעולות למעבד.סוג זה של בקר RAID ידוע גם בשם RAID תוכנה בעזרת חומרה, ולמרות שהוא זול יותר מבקר RAID חומרה, הוא מפעיל יותר לחץ על המערכת שלך.

רמות RAID סטנדרטיות מ-0 עד 6

לא משנה באיזה בקר RAID נעשה שימוש, רמת ה-RAID מתייחסת לארכיטקטורה הספציפית המשמשת להפצת נתונים בין הכוננים.רמת ה-RAID שבה אתה משתמש תיקבע על סמך הביצועים שאתה מחפש וסוג העמידות לתקלות שאתה רוצה.

RAID 0

בדרך כלל באמצעות זוגות של כוננים קשיחים, RAID 0 פועל על ידי פילוח נתונים עוקבים ואחסוןם על פני מספר כוננים.עם רמה זו, הכל עוסק באופטימיזציה של ביצועי ומהירות הכונן הקשיח מבלי לדאוג מאובדן נתונים מכיוון ש-RAID 0 אינו משתמש בשיקוף.

זה עובד על ידי נטילת הנתונים המאוחסנים שלך, פירוקם ליחידות פסים או מקטעים, ואז הפצתם על פני כוננים קשיחים במערך.זה מאפשר להגדרת RAID 0 לכתוב ולקרוא נתונים במהירות מכיוון שיש לך יותר מ-1 כונן קשיח מעבד נתונים בו-זמנית.עם זאת, אם אחד מהכוננים נכשל בהגדרה זו, כל הנתונים יאבדו.

RAID 1

RAID רמה 1 מתמקדת לחלוטין בריבוי נתונים, ושומרת על מידע בטוח גם אם כונן נכשל.כדי להשיג זאת, RAID 1 אינו מסיר נתונים, אלא מעתיק את המידע לכונן שני (מראה).

בדרך זו, ביצועי הקריאה שלך גדלים, מה שאומר שהמחשב יכול לגשת לכל אחד מהכוננים בכל זמן נתון מכיוון שלשניהם יש את אותו המידע.אם כונן אחד תפוס, הוא יכול לגשת לכונן השני.עם רמה זו, אתה יכול להשיג ביצועים מעולים עם סובלנות מסוימת לתקלות.עם זאת, מהירות פעולות הכתיבה אינה משופרת בהשוואה להגדרת כונן בודד מכיוון שכל המידע צריך להיכתב לשני הדיסקים במערך RAID 1.

RAID 2

רמת RAID זו משתמשת ב-striping, אך במקום לפרק נתונים של קובץ למקטעים חסומים, היא מפרקת אותו ברמת הסיביות.כוננים קשיחים מסוימים בהגדרת מערך זה יאחסנו מידע שגיאה וקוד תיקון להחלפהקוד המינגשל שוויון כלשהו.רמת RAID זו משמשת לעתים רחוקות כיום מכיוון שהיא הוחלפה על ידי הגדרות טובות יותר.

RAID 3

RAID 3 היא גרסה משודרגת של RAID רמה 2.המערך משתמש ב-striping ברמת בתים כדי לשפר את הביצועים, תוך הקדשת כונן אחד לאחסון מידע זוגיות והפצת נתונים על פני הכוננים הנותרים.עם זאת, כל פקודת קלט/פלט תעבד כל כונן קשיח בו-זמנית, מה שאומר שהביצועים יוגבלו על ידי דיסק זוגי אחד, מכיוון שהוא לא יכול להתמודד עם מספר בקשות בו-זמנית.

RAID 4

בדומה לרמה 3 של RAID, רמה זו מוקדשת לכונן זוגיות בודדת, אך יוצרת מקטעים גדולים יותר כאשר הם מפוספסים, מה שמאפשר למחשב לגשת ולקרוא במהירות נתונים מכל כונן בכל עת.בנוסף, RAID רמה 4 מאפשרת למספר פונקציות קלט/פלט קריאה להיות פעילות בו-זמנית.עם זאת, המערכת עדיין תהיה מוגבלת ליכולת קלט/פלט של כתיבה חד פעמית מכיוון שכל פקודת כתיבה תדרוש עדכון של כונן הזוגיות.בגלל זה, רמה 4 היא רק שדרוג קל מרמה 3.

רמות RAID 3 ו-4 מוחלפות ב-RAID 5 עבור רוב מקרי השימוש.

RAID 5

זוהי רמת הפשיטה הנפוצה ביותר מכיוון שהיא מייצרת איזון טוב בין מהירות ואבטחת מידע.כדי לשפר את הביצועים, הנתונים מפוספסים על פני מספר כוננים קשיחים, בדרך כלל חמישה, כמו ברמות RAID קודמות.עם זאת, מידע הזוגיות מפוזר גם על פני כל דיסק, ויוצר מה שמכונה מערך זוגיות מסתובב.זה מאפשר למחשב לבצע מספר פונקציות קריאה וכתיבה בו-זמנית, תוך השארת מידע רב ככל האפשר למחשב במקרה של כשל בכונן.RAID רמה 5 היא לא הביצועים הטובים ביותר (RAID 0 מהיר יותר), אבל היא מצוינת למערכות שצריכות איזון בין ביצועים לעודפות.

RAID 6

RAID רמה 6 משתמשת בכל אותן מערכות כמו RAID רמה 5, אך גם מיישמת מערך זוגיות מסתובב שני באותו מספר של כוננים.המשמעות היא שמערכת RAID ברמה 6 יכולה להתמודד עם עד שני כשלים בכונן בו זמנית, בעוד שמערכת ברמה 5 יכולה לטפל רק בכונן אחד חסר בכל פעם.

הכפלת כמות מידע הזוגיות פירושה שביצועי פעולות הכתיבה מופחתים בהשוואה ל-RAID 5.פעולות הקריאה אינן מושפעות, ופעולות הקריאה הן מהירות כמו RAID 5.

מה זה Nested RAID?

בסעיף רמות ה-RAID לעיל, הזכרנו שלושה מונחי מפתח המסבירים את פונקציונליות ה-RAID:פסים, שיקוף ושוויון.當כאשר משתמשים בשניים מהם במערך בודד, זה נקרא RAID מקונן.לפני שניכנס לדוגמא זו, הבה נסביר בקצרה מה המשמעות של שלושת מונחי המפתח הללו.

פסי RAID

רצועת RAID היא כאשר נתונים מסוימים מאוחסנים בכונן אחד וקטעים אחרים של נתונים אלה מאוחסנים בכונן אחר.

שיקוף RAID

שיקוף RAID הוא שכפול של נתונים מכונן אחד למשנהו לצורך יתירות.זה מגן על הנתונים שלך מפני אובדן.

זוגיות RAID

זוגיות RAID משתמשת בחישובים מתמטיים מורכבים כדי לשחזר נתונים שאבדו במהלך כשלים בכונן הקשיח.

RAID 10 או RAID 1+0

דוגמה מצוינת ל-RAID מקונן היאRAID רמה 10 או RAID 1+0.הוא משלב רמות RAID 0 ו-RAID 1 ועובד רק במערכים עם לפחות ארבעה כוננים קשיחים.בניגוד לרמות RAID אחרות המסתמכות רק על פסים או שיקוף, RAID 10 משלב את שתי התכונות לביצועים טובים יותר, אך בעלות גבוהה יותר.עם רמת RAID זו, אתה מקבל את המהירות של רצועת דיסק, אבל אתה מקבל גם את יתירות הנתונים של שיקוף דיסק.

ניתן להגדיר אותו כ-RAID 1+0, שבו הנתונים משוקפים, ואז המראות הללו מפוספסים, או שניתן להגדיר אותו כ-RAID 0+1, שבו הנתונים מפוספסים על פני הכוננים הקשיחים, ולאחר מכן הדיסקים משקפים.RAID 10 הוא מה שאתה רוצה אם אתה מנסה למנוע כשל בכונן בודד בכל קבוצת כוננים או כונן אחד בשתי קבוצות הכוננים יתקלקל בו-זמנית.

רמת RAID זו משמשת בדרך כלל עבור שרתים או יישומים שצריכים לפעול 24/7.החיסרון של RAID 10 הוא שאם תאבד יותר מ-50% מהכוננים במערך, תאבד את כל הנתונים שלך.

שאלות נפוצות על RAID

השוואה בין רמות RAID

אם אתה מנסה להחליט בין שתי רמות RAID ספציפיות עבור הסביבה שלך, 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