راجع به Raid 5 چه می‌دانید؟

در مقالات پیشین وبلاگ ماهان شبکه ایرانیان در مورد Raid 0 و Raid 1 توضیحات کاملی به شما ارائه داده‌ایم. اکنون نوبت به یکی از متداول‌ترین سطوح رید بندی یعنی Raid 5 می‌رسد. طراحی Raid برای این بوده است که داده‌های مشابه روی چندین هارد دیسک یا SSD ذخیره شوند تا در صورت خرابی درایو، داده‌ها حفظ شود. یکی از ویژگی‌هایی که رید پنج را از سایر سطوح متمایز می‌کند این است که هم از تکنیک Striping و هم از تکنیک Parity استفاده می‌کند که به آن اجازه می‌دهد حتی زمانی که دیسک از کار می‌افتد قابل اجرا بماند.

فناوری Disk striping تضمین می‌دهد که داده‌ها به طور موثر در چندین دیسک توزیع می‌شوند، در حالی که ویژگی برابری دیسک تضمین می‌کند که داده‌های ذخیره شده در دیسک‌ها به درستی منتقل می‌شوند و به بازسازی داده‌های از دست رفته بر اساس اطلاعات دیسک‌های دیگر کمک می‌کند. توجه داشته باشید که برای پیاده سازی Raid 5 به حداقل سه دیسک نیاز داریم. در ادامه همراه ما باشید تا شما را بیشتر با این سطح از رید بندی آشنا کنیم.

Raid 5 چیست؟

رید پنج یک آرایه اضافی از پیکربندی دیسک‌های مستقل است که از نوار دیسک با برابری استفاده می‌کند. RAID 5 به طور مساوی بین خواندن و نوشتن تعادل برقرار کرده و در حال حاضر یکی از متداول ترین روش های RAID است. جالب است بدانید که حافظه قابل استفاده بیشتری نسبت به پیکربندی RAID 1 و RAID 10 دارد و عملکردی معادل RAID 0 ارائه می‌دهد. RAID 5 یکی از امن‌ترین پیکربندی‌های رید در نظر گرفته می‌شود.

از دیگر نکات قابل توجه این است که RAID 5 از برابری (Parity) به جای mirroring برای افزونگی داده‌ها استفاده می‌کند. هنگامی که داده‌ها در درایو RAID 5 نوشته می‌شود، سیستم برابری را محاسبه کرده و آن برابری را در درایو می نویسد. در حالی که Mirroring چندین نسخه از داده‌ها را در هر درایو نگهداری می‌کند تا در صورت خرابی از آنها استفاده شود، RAID 5 می‌تواند یک درایو خراب را با استفاده از داده‌های برابری که روی یک درایو ثابت نگهداری نمی‌شوند، بازسازی کند.

>>> همچنین بخوانید: Disk Mirroring چیست؟

Raid5 چگونه کار می‌کند؟

نحوه عملکرد Raid 5 به این صورت است که ترکیبی از سه یا چند هارد دیسک به‌عنوان یک درایو منطقی عمل می‌کند و در نتیجه از نظر قابلیت اطمینان و سرعت خواندن بهتر از حامل‌های داده جداگانه عمل می‌کنند. برای ارائه این مزایا، یک سیستم RAID 5 بر دو روش فعال متکی است. از یک طرف، شبکه باید فایل‌ها را به طور یکنواخت بر روی تمام دیسک‌های گیره‌دار توزیع کند که به آن “striping” نیز می‌گویند. از سوی دیگر، RAID 5 اطلاعات برابری را برای تمام داده‌های ذخیره شده محاسبه می‌کند، که در رسانه‌های مختلف ذخیره سازی نیز توزیع می‌شود. با استفاده از یک پیوند XOR، سیستم ذخیره سازی مجدداً بلوک‌های داده از دست رفته یا آسیب دیده را بازسازی می‌کند.

ظرفیت کل یک سیستم RAID 5 برای داده‌های کاربر را می‌توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:

(تعداد هارد دیسک – 1) x ظرفیت ذخیره سازی کوچکترین هارد

در نظر بگیرید که: اگر سه هارد دیسک یک ترابایتی داشته باشید، ظرفیتی معادل دو ترابایت خواهید داشت زیرا یک ترابایت دیگر برای اطلاعات Parity مسدود می‌شود. صرف نظر از حجم کل فضای ذخیره سازی، RAID 5 تنها در صورتی در خطر است که حداقل دو هارد دیسک به طور همزمان از کار بیفتند. به همین دلیل است که معمولاً تعداد فرد حامل داده، یعنی سه، پنج، هفت و غیره با هم ترکیب می‌شوند.

با ذخیره کردن داده‌ها در هر درایو، هر دو درایو می‌توانند با یکدیگر ترکیب شوند تا با داده‌های ذخیره شده در درایو سوم برابر شده و در صورت خرابی یک درایو، داده‌ها به‌صورت ایمن نگهداری شوند. درایوها را می‌توان در RAID 5 تعویض کرد، به این معنی که یک هارد دیسک خراب را می‌توان بدون توقف حذف و جایگزین کرد.

سناریوهای رایج برای استفاده از Raid 5

این رید تعادل خوبی را بین هزینه و بهینه سازی عملکرد در مقایسه با هارد دیسک‌های جداگانه ارائه می‌دهد. علاوه‌بر این قابلیت اطمینان بسیار بالایی نیز دارد. با این حال، کاهش نرخ نوشتن به این معنی است که راه حل ذخیره سازی برای پایگاه‌های داده با چندین فایل بزرگ جالب نیست. به عبارت دیگر RAID 5 برای برنامه‌هایی که به چندین بلوک فایل کوچک دسترسی دارند بهترین کاربرد را دارد. سناریوهای کاربردی معمول RAID 5 شامل سرورهایی برای ریزتراکنش‌ها و سرورهای پایگاه داده است که می‌توانند شامل تعداد زیادی ورودی باشند، اما به وضوح از نظر حداکثر اندازه فایل محدود هستند.

توجه داشته باشید که استفاده از RAID 5 نمی‌تواند به‌عنوان یک راه حل برای بکاپ گیری از داده‌ها باشد! اگر بیش از یک هارد دیسک خراب شود، بیشتر داده‌ها دیگر قابل بازیابی نیستند و فقط کوچکترین فایل‌ها روی یک دیسک باقی می‌مانند.

یکی از نقاط قوت RAID 5 افزایش قابلیت اطمینان است. اگر هارد دیسک به دلیل معیوب بودن از کار بیفتد، یا اگر اطلاعات روی دیسک به دلایل دیگر از بین برود، عملیات همچنان قابل حفظ است. از آنجایی که رسانه‌های ذخیره سازی باقی‌مانده در طول فرآیند بازیابی به شدت مورد استفاده قرار می‌گیرند، خطر خرابی در این دوره به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.

>>> همچنین بخوانید: نحوه ایجاد رید در سرور HP DL380 G8

Raid 5 چه مزایایی دارد؟

• رید 5 برای سرورهای برنامه و فایل با تعداد محدودی درایو ایده آل است.
• عناصر بهتر کارایی و عملکرد را در میان پیکربندی‌های مختلف RAID ترکیب می‌کند.
• به دلیل محاسبه برابری داده‌ها، نوشتن کندتر می‌شوند، اما کاربران می‌توانند حتی زمانی که یک درایو ناموفق در حال بازسازی است، به داده‌ها دسترسی پیدا کرده و بخوانند.
• هنگامی که درایوها از کار می افتند، سیستم RAID5 می‌تواند اطلاعات موجود در درایوهای دیگر را بخواند و آن داده‌ها را دوباره ایجاد کند و یک درایو را تحمل کند.
• برخلاف سایر سیستم‌ها، فایل‌ها در چندین نسخه ذخیره نمی‌شوند، بلکه فقط به لطف بلوک‌های برابری به صورت اضافی (redundantly) ذخیره می‌شوند.
• RAID 5 یک راه حل مقرون به صرفه برای افزایش سرعت خواندن است.

معایب استفاده از رید 5

• در مقایسه با درایوهای جداگانه و سایر سطوح RAID مانند RAID 0، سرعت نوشتن حامل‌های داده در یک سیستم RAID 5 بسیار کمتر است.
• زمان‌های بازسازی طولانی‌تر یکی از اشکالات اصلی RAID 5 است و این تاخیر می‌تواند منجر به از دست رفتن اطلاعات شود.
• به دلیل پیچیدگی، بازسازی RAID 5 بسته به سرعت کنترلر و حجم کار، ممکن است یک روز یا بیشتر طول بکشد.
• اگر دیسک دیگری در حین بازسازی خراب شود، کاربران برای همیشه داده‌ها را از دست می‌دهند.

به‌طور کلی جدول زیر مزایا و معایب رید 5 را نشان می‌دهد:

چه تفاوتی بین Raid 5 سخت افزاری و نرم افزاری وجود دارد؟

به‌صورت کلی رید 5 را می‌توانید هم به‌صورت نرم افزاری و هم به‌صورت سخت افزاری پیاده سازی کنید اما توجه کنید که رید سخت افزاری قابل اعتمادتر بوده و برای مدیریت درایوها به سخت افزار تخصصی نیاز دارد، در حالی که رید نرم افزاری ارزان‌تر است و بخشی از پردازنده میزبان را اشغال می‌کند. برای پیاده سازی Raid 5 به‌صورت سخت افزاری باید از کارت‌های RAID یا رید کنترلر برای مدیریت درایوهای مختلف استفاده کنید که با هم کار می‌کنند تا عملکرد کلی سیستم را برای کاربران رایانه، به‌ویژه کاربران سرور، افزایش دهند. با این حال، RAID 5 نرم افزاری با استفاده از قابلیت های محاسباتی سیستم عامل، درایوهای فیزیکی متعددی را در یک یا چند واحد منطقی ترکیب می‌کند‌.

از آنجایی که RAID نرم افزاری روی سرور داخلی پردازش می‌شود، کندتر از RAID سخت افزاری است. با این حال، از آنجایی که RAID سخت افزاری نیاز به خرید سخت افزار اضافی دارد، RAID نرم افزاری هزینه کمتری دارد.

پیاده سازی Raid5 نرم افزاری

برای پیاده سازی رید پنج نرم افزاری نیاز به حداقل سه هارد دیسک دارید. این رید نه تنها می‌تواند کارایی دیسک را افزایش دهد بلکه بهترین قابلیت تحمل خطا را نیز ارائه می‌دهد. برای پیاده سازی مراحل زیر را طی کنید:

روی فضای اختصاص داده نشده (unallocated) کلیک راست کرده و “New RAID-5 Volume” را انتخاب کنید.

سپس بر روی “Next” در “New RAID-5 Volume Wizard” کلیک کنید.

سپس دیسک هایی را که می‌خواهید برای ایجاد RAID-5 استفاده کنید، انتخاب کنید و روی “Next” کلیک کنید. حداقل 3 دیسک مورد نیاز است.

اکنون می‌توانید یک حرف درایو را به ولوم RAID5 اختصاص دهید و حجم آن را فرمت کنید و بر روی Next کلیک کنید.

Raid 5 در آینده!

رید 5 همچنان محبوبیت خود را دارد ولی RAID 6 و 10 را برای بارهای کاری بزرگتر توصیه می‌شود. درایوهای استاندارد SATA برای RAID5 مناسب نیستند، زیرا مدیران می‌توانند از بازسازی یک درایو پس از خرابی جلوگیری کنند. رشد ظرفیت ذخیره سازی عامل دیگری است که باید در آینده RAID 5 به آن توجه کرد. با افزایش اندازه هارد دیسک، زمان بازسازی RAID5 نه تنها افزایش می‌یابد بلکه سیستم را در معرض خطر خرابی درایو دیگری در آن زمان قرار می‌دهد. افزایش تراکم ذخیره سازی که با عملکرد بهتر برآورده نشود، منجر به بازسازی طولانی مدت می‌شود. رید تنوع و سطوح مختلفی دارد و برای رفع اشتباهات پیکربندی‌های قبلی، احتمالاً گزینه‌های بهتری داشته باشید.

امیدواریم با خواندن این مطلب اطلاعاتی کاملی در مورد Raid 5 کسب کرده باشید. در صورت وجود هرگونه سوال در این مورد می‌توانید با کارشناسان واحد فنی در ارتباط باشید. همچنین اگر نیاز به دریافت مشاوره برای خرید سرور HP و قطعات سرور دارید، می‌توانید با شماره 02191008413 تماس بگیرید.