رفتن به مطلب
لطفا جهت استفاده از تمام مطالب ثبت نام کنید ×
انجمن های دانش افزایی چرخک
لطفا جهت استفاده از تمام مطالب ثبت نام کنید

با فناوري raid، دقيق تر آشنا شويم


ارسال های توصیه شده

[align=justify]

با فناوري RAID، دقيق تر آشنا شويم

242438.JPG

 

 

در سال 1987، Gibson، Katz و Patterson از دانشگاه کاليفرنيا در برکلي، مقاله اي مشترک با عنوان "Disk Inexpensive of Arrays Redundant for Case A" را ارائه نمودند.

 

هدف اصلي فناوري RAID، ترکيب نمودن ديسک هاي سخت جداگانه در قالب يک آرايه، بمنظور دستيابي به قدرت عملکرد، قابليت اعتماد و ظرفيتي بيش از يک ديسک بزرگ و گران مي باشد. بعلاوه کل اين آرايه براي سيستم عامل ميزبان، بصورت يک قطعه ي واحد عمل مي کند.

 

يک زير سيستم ديسک با کنترلر RAID، قابليت هاي بسيار بيشتري را نسبت به يک زير سيستم ديسک JBOD ارائه مي نمايد. RAID در زمانيکه ديسک هاي سخت خيلي گران و نسبت به امروز، از قابليت اعتماد پايين تري برخوردار بودند، ابداع گرديد. RAID سر واژه عبارت "Redundant Array of Independent Disks " مي باشد.

فناوري RAID داراي دو هدف اصلي است: براي افزايش قدرت عملکرد (Performance) از طريق تکنيکي به نام strping؛ و هدف دوم عبارت است از افزايش قدرت تحمل در برابر خرابي (fault-tolerance) از طريق افزونگي (redundancy). تکنيک striping، داده ها را روي چندين هارد ديسک توزيع نموده و بدين شکل، بار را روي سخت افزار بيشتري توزيع مي نمايد. از طريق ترکيب مناسبي از ديسک هاي سخت، امکان افزايش قابل توجهي fault-tolerance و performance، در سيستم امکان پذير مي گردد.

 

مجموعه ي ديسک هاي سخت تحت فرمان کنترلر RAID، ديسک هاي سخت مجازي ناميده مي شوند. سروري که به يک سيستم RAID متصل مي شود، تنها ديسک سخت مجازي را مي بيند؛ اين حقيقت که کنترلر RAID، داده ها را روي چندين ديسک سخت فيزيکي توزيع مي کند، کاملاً از ديد سرور پنهان است (شکل 1). اين امر تنها براي مدير سيستم، از بيرون قابل مشاهده است.

 

يک کنترلر RAID، با روش هاي گوناگوني مي تواند داده هايي که يک سرور روي چندين هارد ديسک مي نويسد را توزيع نمايد.

 

يک فاکتور مشترک براي اغلب سطوح RAID، اين است که آنها علاوه بر داده هاي اصلي، اطلاعات اضافي را ذخيره مي نمايند. اگر يک ديسک سخت دچار آسيب شود، داده هاي آن را مي توان از ساير هارد ديسک هاي مجموعه بازسازي نمود. در صورت وجود سخت افزار مناسب، حتي مي توان در حين کار، هارد ديسک معيوب را با يک مورد جديد جايگزين نمود. سپس کنترلر RAID، داده هاي ديسک تعويض شده را بازسازي مي نمايد. اين پروسه، جداي از کمي کاهش در ميزان عملکرد سيستم، از ديد سرور پنهان است: سرور، بدون وقفه به کار با ديسک سخت مجازي ادامه خواهد داد.

 

کنترلرهاي مدرن RAID، اين پروسه را بطور اتوماتيک آغاز مي کنند. اين امر مستلزم تعريف ديسک هاي باصطلاح hot spare مي باشد (شکل 2). ديسک هاي hot spare، در حالت نرمال مورد استفاده قرار نمي گيرند. در صورتيکه يک ديسک دچار آسيب شود، کنترلر RAID، بلافاصله شروع به کپي نمودن داده هاي ديسک سالم باقيمانده روي يک ديسک hot spare مي نمايد. بعد از جايگزيني ديسک معيوب، ديسک جديد در زمره ي ديسک هاي hot spare قرار مي گيرد.

بازسازي داده ها از يک ديسک سخت معيوب، همزمان با عمليات خواندن/ نوشتن سرور روي ديسک سخت مجازي صورت مي پذيرد، بطوريکه از نقطه نظر سرور، يک افت کوچک در سطح عملکرد، قابل مشاهده خواهد بود. ديسک هاي سخت مدرن، مجهز به برنامه هاي تشخيصي هستند که خطاهاي خواندن/ نوشتن را به سرور گزارش مي دهند.

يک مزيت جانبي استفاده از چندين ديسک سخت به شکل يک ديسک مجازي، ظرفيت بالاتر ديسک هاي سخت مجازي است. در نتيجه آدرس هاي کمتري در کانال I/O مصرف گرديده و بدينگونه مديريت سرور نيز ساده مي گردد، زيرا ديسک هاي سخت کمتري (نام هاي درايو يا ولوم) مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

 

2424381.JPG

2424382.JPG

آشنايي با سطوح مختلف RAID

 

مفهوم RAID در سال 1987 مطرح گرديد. بواسطه پيشرفت فني، بعضي سطوح RAID اکنون داراي هيچ کاربردي نيستند در حاليکه برخي ديگر بهينه سازي گرديده اند. در اين مقاله فقط سطوحي از RAID که داراي کاربرد بيشتري هستند را معرفي خواهم نمود.

 

2424383.JPG

2424384.JPG

RAID 0: block by block striping

 

RAID 0 داده هايي که سرور روي هارد ديسک مجازي مي نويسد را بصورت بلوک به بلوک روي هارد ديسک هاي فيزيکي، يکي بعد از ديگري مي نويسد. شکل (3) يک آرايه ي RAID را با چهار ديسک سخت فيزيکي نشان مي دهد. در شکل 3 سرور، بلوک هاي A، B، C، D، E و ... را يکي بعد از ديگري روي ديسک سخت مجازي مي نويسد. کنترلر RAID، ابتدا بلوک A را روي اولين ديسک فيزيکي، بلوک دوم (B) را روي ديسک فيزيکي دوم و الي آخر مي نويسد. سپس شروع به نوشتن بلوک E روي ديسک فيزيکي اول و بلوک F، روي ديسک فيزيکي دوم و ... مي نمايد.

 

RAID 0 قدرت عملکرد ديسک مجازي را به شرح ذيل افزايش مي دهد: تک تک هارد ديسک ها، مبادله ي داده ها با کنترلر RAID را بسيار سريعتر از عمليات خواندن/ نوشتن روي ديسک چرخان انجام مي دهند. در شکل (3)، کنترلر RAID، اولين بلوک (بلوک A) را به هارد ديسک ارسال مي کند. اين عمل نوشتن مقداري زمان نياز دارد. در حاليکه اولين ديسک، اولين بلوک را روي ديسک سخت مي نويسد، کنترلر RAID، از قبل شروع به ارسال بلوک دوم (بلوک B) به ديسک سخت دوم و بلوک C به ديسک سخت سوم نموده است. در ضمن، دو هارد ديسک فيزيکي اول، هنوز درگير نوشتن بلوک هاي مربوطه روي فضاي هارد مي باشند. اگر کنترلر RAID، اکنون بلوک E را به اولين ديسک سخت ارسال نمايد، اين ديسک اگر نه کامل، لااقل بخشي از بلوک A را روي ديسک نوشته است.

 

بعنوان مثال، در سال 2002 از اين طريق، امکان throughput چهار برابر ميسر بود: تک تک هارد ديسک ها قادر به ارائه خروجي حدود 50 MB/s بودند. چهار ديسک فيزيکي، به خروجي کل حدود 4× 200MB/s=50 MB/s نائل مي شوند. امروزه تکنيک هاي I/O مثل SCSI يا Fiber Channel، به خروجي بيش از 200MB/s دست يافته اند. اگر آرايه ي RAID مشتمل بر فقط سه ديسک سخت فيزيکي بود، خروجي کل ديسک هاي سخت، تبديل به عاملي محدود کننده مي گرديد. از سوي ديگر اگر آرايه RAID، شامل پنج ديسک سخت مي بود، کانال I/O فاکتور محدود کننده خواهد بود. بنابراين، با پنج هارد ديسک يا بيشتر، افزايش عملکرد سيستم در صورتي امکان پذير است که ديسک هاي سخت به مسيرهاي I/O متفاوتي متصل شده بطوريکه بتوان بار را نه تنها روي چندين ديسک سخت بلکه روي چندين کانال I/O توزيع نمود.

 

RAID 0 باعث افزايش قدرت عملکرد ديسک سخت مجازي (و نه fault-tolerance) مي گردد. اگر يک ديسک سخت فيزيکي تخريب گردد، همه داده ها روي ديسک سخت مجازي از بين مي روند. بنابراين، حرف R (براي واژه ي Redundant) در RAID، در مورد RAID 0 صدق نمي کند.

 

2424385.JPG

2424386.JPG

RAID 1: block by block mirroring

 

در مقابل با RAID 0، در RAID 1 هدف اصلي، افزايش تحمل در برابر خرابي (fault-telorance) است. شکل پايه RAID 1، مستلزم استفاده از دو هارد ديسک فيزيکي به شکل يک ديسک سخت مجازي (از طريق کپي سازي آينه اي داده ها روي اين دو ديسک سخت) مي باشد. هنگاميکه سرور، يک بلوک داده را روي ديسک سخت مجازي مي نويسد، کنترلر RAID، بلوک داده مذکور را روي هر دو ديسک سخت مي نويسد (شکل 4). هريک از اين کپي هاي همسان، اصطلاحاً mirror ناميده مي شوند. اصولاً دو يا سه نسخه از داده ها نگهداري مي شوند (three-way mirror).

در حالت عملکرد نرمال با سطح RAID 0 خالص، افزايش قدرت عملکرد سيستم، تنها در عمليات خواندن امکان پذير است. همچنين هنگام عمليات خوانش داده، بار کل، بين دو ديسک تقسيم مي گردد. اگرچه در مقايسه با RAID 0، اين ميزان بهره قابل اغماض است.

 

2424387.JPG

2424388.JPG

RAID 0 + 1/RAID 10: ترکيبي از تکنيک هاي striping و mirroring

 

مشکل با RAID 0 و RAID 1 اين است که آنها يا قدرت عملکرد (performance) را افزايش مي دهند (RAID 0)، يا ميزان تحمل در برابر خرابي (fault-tolerance) را (RAID 1). مسلماً داشتن اين هر دو در کنار هم مطلوب تر است و اين جايي است که RAID 0 +1 و RAID 10 وارد بازي مي شوند. اين دو سطح RAID، ايده هاي RAID 0 و RAID 1 را با هم ترکيب مي کنند.

 

RAID 0+1 و RAID 10، هريک يک سلسله مراتب مجازي سازي دو مرحله اي را ارائه مي نمايند. شکل (5) اصل حاکم بر RAID 0+1 (mirrored stripes) را نشان مي دهد. در اين مثال، هشت ديسک سخت مورد استفاده قرار مي گيرند. کنترلر RAID در ابتدا بوسيله ي RAID 0، هر چهار ديسک را با يکديگر در قالب دو ديسک سخت مجازي که تنها براي کنترلر RAID مشهود است، ترکيب مي کند (عمل striping). در سطح دوم، اين دو ديسک سخت مجازي در قالب يک ديسک سخت مجازي واحد (با استفاده از تکنيک mirroring در RAID 1) با هم ادغام مي گردند. تنها اين ديسک مجازي واحد، براي سرور قابل روئيت مي باشد.

 

در RAID 10(striped mirrors)، توالي اجراي RAID 0 (striping) و RAID 1 (mirroring) نسبت به RAID 0+1 (mirrored stripes) مع***** مي گردد. شکل (6)، اصل حاکم بر RAID 10 را مبتني بر هشت ديسک سخت فيزيکي را نشان مي دهد. در RAID 10، کنترلر RAID در ابتدا با استفاده از RAID 1 (mirroring)، هارد ديسک هاي فيزيکي را بصورت مزدوج به شکل چهار ديسک سخت مجازي ترکيب مي کند. در مرحله ي دوم، کنترلر RAID، اين چهار ديسک سخت مجازي را از طريق RAID 0 (striping)، بصورت يک ديسک سخت مجازي واحد ترکيب مي نمايد. سرور فقط اين ديسک سخت مجازي واحد را مي بيند.

 

در هر دو RAID 0+1 و RAID 10، سرور تنها با ديسک سخت واحد به يک ديسک سخت فيزيکي واحد مي باشد را خواهد ديد. اما اکنون يک سؤال مطرح مي شود: کدام يک از دو سطح RAID مورد بحث ( RAID 0+1 يا RAID 10 ) بهتر است؟

 

اين سؤال با در نظر گرفتن اين واقعيت بايد جواب داده شود که هنگام استفاده از RAID 0 خرابي يک ديسک سخت، منجر به خرابي کل ديسک سخت مجازي مي گردد. در مثال مرتبط با RAID 0+1 (شکل 5)، خرابي يک ديسک سخت فيزيکي بدينگونه معادل با خرابي چهار ديسک سخت فيزيکي مي گردد (شکل 7). اگر يکي از چهار ديسک سخت فيزيکي ديگر معيوب گردد، داده ها از بين مي روند. در اصل گاهي اوقات بازيابي داده ها از ديسک هاي باقيمانده امکان پذير است اما کنترلرهاي RAID موجود در بازار اين کار بخوبي نمي توانند انجام دهند.

 

از سوي ديگر در مورد RAID 10، بعد از خرابي يک ديسک سخت فيزيکي، خرابي يک ديسک ديگر (به استثناء mirror مربوطه) قابل تحمل مي باشد (شکل 8). بنابراين RAID 10 نسبت به RAID 0+1، داراي fault tolerance بسيار بالاتري است. بعلاوه هزينه ي بازيابي سيستم RAID بعد از خرابي يک ديسک سخت (در مورد RAID 10 نسبت به RAID 0+1) خيلي کمتر است. در RAID 10، تنها يک ديسک سخت فيزيکي مي بايست مجدداً ايجاد گردد.

اگرچه در صورتيکه قدرت عملکرد (Performance) RAID 0+1 با RAID 10 مقايسه شود، مسئله فرق مي کند. در بخشي از مقاله به حالتي اشاره خواهم کرد که در آن استفاده از RAID 0+1 سودمندتر مي باشد.

 

در مورد دو تکنيک RAID 0+1 و RAID 10، اغلب به لحاظ ذهني اين دو پروسيجر با هم اختلاط گشته و سبب سردرگمي ما مي گردند. بنابراين پاسخ اين سؤال که آيا از RAID 10 استفاده کنيم يا RAID 0+1، هميشه پاسخ واضحي را در پي ندارد. در اينگونه بحث ها، بهتر است بپرسيم آيا ابتدا mirroring رخ دهد و سپس نتيجه ي آن strip گردد يا ابتدا striping انجام گرفته و سپس حاصل کار mirror گردد.

 

2424389.JPG

24243810.JPG

RAID 4 و RAID 5: استفاده از parity به جاي mirroring

 

RAID 10 قدرت عملکرد عالي را در يک سطح بالايي از fault-tolerance ارائه مي دهد. مشکل در اين مورد آن است که mirroring با استفاده از RAID 1 بدان معناست که همه ي داده ها دوبار روي ديسک سخت فيزيکي نوشته مي شوند. RAID 10 بدينگونه ظرفيت ذخيره سازي مورد نياز را دو برابر مي کند. ايده RAID 4 و RAID 5، جايگزين نمودن همه ي ديسک هاي mirror در RAID 10 با يک ديسک parity واحد مي باشد. شکل (9)، اصل حاکم بر RAID 4 را مبتني بر پنج ديسک سخت فيزيکي نشان مي دهد. در اينجا دوبار سرور، بلوک هاي A، B، C، D، E و ... را بطور متوالي روي ديسک سخت مجازي مي نويسد. کنترلر RAID، بلوک هاي داده را روي چهار ديسک سخت فيزيکي اول strip مي کند. به جاي mirroring همه ي داده ها روي چهار ديسک سخت فيزيکي ديگر (همانند مورد RAID 10)، کنترلر RAID، يک بلوک parity را براي هر چهار بلوک محاسبه نموده و نتيجه را روي ديسک سخت فيزيکي پنجم مي نويسد. براي مثال کنترلر RAID، بلوک P(ABCD) بلوک parity را براي بلوک هاي A, B, C و D محاسبه مي نمايد. اگر يکي از چهار ديسک داده دچار آسيب شود، کنترلر RAID مي تواند داده هاي ديسک معيوب را با استفاده سه ديسک داده ي ديگر و ديسک parity بازسازي نمايد. در مقايسه با مثال هاي شکل 5 (RAID 0+1) و شکل 6 (RAID 10)، RAID 4 سبب صرفه جويي در سه ديسک سخت فيزيکي مي گردد. همانند ساير سطوح RAID، سرور فقط ديسک سخت مجازي را (گويي اينکه يک ديسک فيزيکي واحد است)، مي بيند.

از نقطه نظر رياضي، بلوک parity، با کمک اپراتور منطقي XOR محاسبه مي شود. در مثال شکل (9)، براي مثال معادله

P(ABCD)= A XOR B XOR C XOR D اعمال مي گردد. صرفه جويي فضايي ارائه شده توسط RAID 4 و RAID 5 نسبت به RAID 10، بدون هزينه نيست. تغيير يک بلوک داده، مقدار بلوک parity مرتبط را تغيير مي دهد. اين بدان معناست که هر عمل نوشتن روي ديسک سخت مجازي:

1- به عمل نوشتن فيزيکي بلوک داده نياز دارد.

2- به محاسبه مجدد بلوک parity نياز دارد.

3- به عمل نوشتن فيزيکي بلوک parity جديداً محاسبه شده نياز دارد.

اين هزينه اضافي براي عمليات نوشتن در RAID 4 و RAID 5، جريمه ي نوشتن RAID 4 يا RAID 5 ناميده مي شود.

هزينه ي محاسبه مجدد بلوک parity، بواسطه خواص رياضي اپراتور XOR، نسبتاً پايين مي باشد. اگر بلوک A بوسيله ي بلوک ? جايگزين شود و ? تفاوت بين بلوک داده ي جديد و قديم باشد، سپس نتيجه مي گيريم: ?= A XOR ? بلوک parity جديد، اکنون به سادگي از بلوک parity قديمي P و ? قابل محاسبه مي باشد: new P= old P XOR ?

بنابراين، قبل از بازنويسي هارد ديسک توسط کنترلر، بلوک قديمي A بايد خوانده شود، بطوريکه تفاوت ? قابل محاسبه باشد.

شکل (10) سروري را نشان مي دهد که بلوک D را روي ديسک سخت مجازي تغيير مي دهد. کنترلر RAID، بلوک داده ها و بلوک parity مرتبط از ديسک مورد بحث را خوانده و آن را به کاشه منتقل مي کند. سپس کنترلر مذکور، از عمل XOR براي محاسبه تفاوت بين بلوک parity قديمي و جديد استفاده مي کند.

RAID 4 همه ي بلوک هاي parity را روي يک ديسک سخت فيزيکي واحد ذخيره مي کند. براي مثال در شکل (9)، اين بدان معناست که عمليات write براي بلوک هاي داده، روي چهار ديسک سخت فيزيکي توزيع مي گردد. اگرچه ديسک parity، مجبور به محاسبه ي تعداد يکساني عمل نوشتن روي خود مي باشد. بنابراين ديسک parity (در صورت وجود تعداد زيادي عمليات نوشتن) يک گلوگاه RAID 4 محسوب مي شود.

براي مواجهه با اين سد اجرايي، RAID 5 بلوک هاي parity را روي همه ي ديسک هاي سخت توزيع مي نمايد. شکل (11) اين فرايند را نشان مي دهد.

RAID 4 و RAID 5، بلوک هاي داده را روي تعداد زيادي ديسک سخت فيزيکي توزيع مي نمايند. بنابراين عمل خواندن RAID 4 و RAID 5، بخوبي RAID 0 و اغلب به خوبي RAID 10 مي باشد. همچنانکه قبلاً بحث شد، عمل نوشتن RAID 4 و RAID 5، از مشکل write penalty رنج مي برند. در RAID 4 يک مانع اضافي مربوط به ديسک parity نيز وجود دارد. بنابراين RAID 4 عملاً بندرت مورد استفاده قرار مي گيرد و بيشتر از RAID 5 استفاده مي گردد.

24243811.JPG

24243812.JPG

parity دوبل: RAID 6

 

آيا با وجود سيستم حفاظتي RAID 5، باز هم امکان از دست رفتن داده ها وجود دارد؟ متأسفانه برخي مديران شبکه هاي ذخيره سازي، عليرغم استفاده از RAID 5، قبل از آنکه داده هاي خود را از دست بدهند، اين سؤال را از خود نمي پرسند.

با توجه به ابعاد ظرفيتي ديسک هاي سخت امروزي، کميت هاي بزرگي از داده ها سريعاً مي تواند از دست بروند. علت اصلي اين واقعيت شگفت انگيز آن است که RAID 5 يک درجه ي بالايي از دسترس پذيري را در مورد خرابي فقط يک ديسک فيزيکي سخت (در آن واحد) ارائه مي نمايد، در حاليکه بسياري از مردم تصور مي کنند RAID 5، يک راه حل تداوم کار را براي خرابي چندين ديسک سخت (و نتيجتاً کل آرايه ي RAID 5) فراهم نمايد.

جدول (1)، احتمال خرابي برخي پيکربندي هاي RAID 5 را نشان مي دهد. اين محاسبات، مبتني بر داده هاي فني ديسک سخت نوع Fiber Channel که بطور تجاري در سال 2007 عرضه گرديده، ارائه شده است. براي مثال قابليت سرويس دهي متوسط ديسک، 1400000 ساعت (تقريباً 160 سال) فرض شده است. در اين مدل تنها اندازه ي ديسک هاي سخت تغيير کرده است. چهار ستون اول جدول، تعداد ديسک هاي فيزيکي در يک آرايه RAID، اندازه ي تک تک ديسک ها، ظرفيت خالص RAID و نسبت ظرفيت خالص به ظرفيت اسمي (راندمان ذخيره سازي) را نشان مي دهند.

ستون پنجم، نرخ خطاي بيت (BER) را نشان مي دهد. ديسک هاي سخت Fiber Channel (سال 2007) داراي BER برابر 15- ^10 و ديسک هاي سخت SATA داراي نرخ خطاي بيت 14- ^10 مي باشند. يک نرخ خطاي بيت 15- ^10 بدان معناست که يک سکتور از TB 100 داده در حال خوانش، قابل خواندن نيست و يک BER معادل 14- ^ 10 بدان معناست که يک سکتور از TB 10 داده، قابل خواندن نمي باشد. امروزه ديسک هاي سختي با BERهاي پايينتر موجود هستند. اگرچه پيشرفت هاي صورت گرفته در فناوري ديسک، اصولاً روي ظرفيت ديسک هاي سخت متمرکز شده است و نه روي بهبود نرخ خطاي بيت (BER).

 

سه ستون آخر، احتمال افت داده در آرايه هاي RAID 5 را نشان مي دهد. اگر يک ديسک سخت در يک آرايه ي RAID 5 دچار آسيب شود، داده هاي ديسک هاي سالم، خوانده مي شوند بطوريکه داده هاي ديسک معيوب، مي تواند بازسازي شود. اين امر مستلزم آن است کميت هاي بزرگي از داده ها بايد خوانده شوند، بدينگونه احتمال خرابي سکتور در طي زمان بازسازي اطلاعات افزايش مي يابد. اين بدان معناست که دو بلوک متعلق به يک گروه parity يکسان، تخريب شده و بنابراين دوباره قابل بازسازي نيست (متوسط زماني بروز افت داده بواسطه BER يا همان MTTDL BER). گاهي اوقات يک ديسک سخت دوم در طي بازسازي داده تخريب مي گردد. اين امر همچنين منجر به از دست رفتن داده ها مي گردد (متوسط زماني بروز افت داده بواسطه خرابي ديسک دوم يا MTTDL DD).

 

ستون آخر احتمال کل افت داده را در يک آرايه ي RAID 5 (متوسط زماني بروز افت داده يا MTTDL) نشان مي دهد.

خط يک پيکربندي مرجع براي انجام عمل مقايسه را نشان مي دهد: يک آرايه ي RAID 5 با هشت ديسک سخت 512GB در نظر گرفته شده است. خطوط helper در جدول 1 نشان مي دهند که چگونه اندازه هاي ديسک مختلف يا اندازه هاي آرايه اي متفاوت، روي احتمال خرابي اثر مي گذارند. دو بلوک بعدي، احتمال خرابي با 14- ^10 =BER را که در ديسک هاي SATA متداول است (سال 2007) نشان مي دهد. در اين مدل، طول عمر 1400000 ساعت براي اين ديسک ها فرض گرديده است. البته عملاً ديسک هاي SATA داراي طول عمر کمتر و در نتيجه احتمال خرابي بالاتري هستند. بعلاوه هارد ديسک هاي SATA اغلب براي کاربردهاي اداري (5 روز × 8 ساعت) طراحي مي شوند، از اينرو در صورت استفاده مداوم (7 روز × 24 ساعت)، احتمال خرابي باز هم افزايش مي يابد. در نهايت بلوک آخر نشان مي دهد که اگر ديسک هاي سخت داراي 16- ^10=BER باشند، احتمال خرابي تا چه ميزان کاهش مي يابد.

 

آرايه هاي RAID 5 قادر به تصحيح خرابي هاي دوگانه نيستند. اين جدول يک افزايش واضح در احتمال افت داده ها در آرايه ي RAID 5 را بواسطه افزايش ظرفيت ديسک نشان مي دهد. RAID 6 با افزودن يک ديسک سخت parity ثانوي (بمنظور گسترش RAID 5 و مصرف کمتر فضاي ذخيره سازي نسبت به RAID 10)، مصالحه اي بين RAID 5 و RAID 10 ايجاد مي نمايد. البته از آنجاييکه write penalty مربوط به RAID 5 در مورد RAID 6، دوبار اتفاق مي افتد، RAID 6 داراي عمل نوشتن (write performance) ضعيفي مي باشد.

 

24243813.JPG

RAID 2 و RAID 3

 

هنگام معرفي سطوح RAID، اغلب اين سؤال مطرح مي شود که پس RAID 2 و RAID 3 کجا هستند؟ کار اوليه روي RAID زماني آغاز شد که ديسک ها هنوز خيلي قابل اعتماد نبودند: خطاهاي بيت، بصورت نوشتن "يک" و خوانده شدن "صفر" و نيز نوشتن "صفر" و خوانده شدن "يک" متداول بود. در RAID 2 از کد همينگ استفاده مي شود، بطوريکه علاوه بر داده هاي واقعي، اطلاعاتي اضافي ذخيره مي گردد. اين داده هاي اضافي، اجازه ي تشخيص خطاهاي بيت و تا حدي تصحيح آنها را مي دهند. امروزه کنترلر هر ديسک سخت، از توابع مقايسه اي استفاده مي کند که بدان معناست که RAID 2 عملاً منسوخ گرديده است.

همانند RAID 4 و RAID 3، RAID 5 از داده هاي parity استفاده مي کند. RAID 3 داده هاي يک بلوک را بين همه ي ديسک هاي يک سيستم RAID 3 ذخيره مي کند بطوريکه در مقايسه با RAID 4 و RAID 5، در هر عمل خواندن يا نوشتن، همه ي ديسک ها درگير مي شوند. RAID 3 تنها اجازه خواندن و نوشتن بلوک هاي کامل را مي دهد و بدينگونه نوشتن بلوک هاي جداگانه يک گروه parity ممکن نيست. بعلاوه در RAID 3، چرخش تک تک ديسک ها همزمان گشته بطوريکه داده هاي يک بلوک را مي توان کاملاً همزمان نوشت. RAID 3 براي يک مدت طولاني، روش متداول در پروفايل هاي خواندن/ نوشتن متوالي همانند data mining و پردازش ويدئويي بود. هارد ديسک هاي جديد، داراي يک کاشه ي بزرگ هستند که قادرند کل داده هاي يک تراک کامل را موقتاً ذخيره نمايند و همچنين نسبت به هارد ديسک هاي قديمي، داراي سرعت چرخش بسيار بالاتري هستند. بواسطه اين ابداعات، در مورد کاربردهاي پروفايل هاي بار متوالي، اکنون ساير سطوح RAID مناسب مي باشند و اين بدان معناست که RAID 3 از اهميت کمتر و کمتري برخوردار مي گردد.

 

مقايسه ي سطوح مختلف RAID با يکديگر

 

سطوح گوناگون RAID اين سؤال را مطرح مي کنند که کدام سطح RAID، در کجا و چه هنگام بايد مورد استفاده قرار گيرد. جدول (2) معيارهاي fault-tolerance، عمل نوشتن، عمل خواندن و نياز به فضا را براي سطوح گوناگون RAID، با هم مقايسه مي کند.

 

توجه: مقايسه ي سطوح گوناگون RAID در اين مقاله، تنها از جنبه ي تئوري مورد بحث قرار گرفته است. در عمل سازندگان زير سيستم هاي ديسک، همواره گزينه هاي طراحي ذيل را مدنظر دارند:

- تنوع در انتخاب ديسک هاي سخت داخلي

 

- تکنيک هاي I/O مورد استفاده براي ارتباط با زير سيستم ديسک

- استفاده از چندين کانال I/O

- نوع کنترلر RAID

- اندازه ي حافظه ي کاشه

- خود الگوريتم هاي کاشه

- نوع رفتار در طي بازسازي ديسک

منبع: ماهنامه ي کامپيوتري بزرگراه رايانه، شماره ي 130aeUN8iIwOvk?utm_source=feedburner&utm_medium=email

 

[/align]

لینک به دیدگاه
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • اضافه کردن...