يرمز RAID إلى إما صفيف متكرر للأقراص غير المكلفة أو مصفوفة زائدة عن الأقراص المستقلة. إنه حل افتراضي لتخزين البيانات يتعامل مع محركات أقراص فعلية متعددة على أنها محرك أقراص فعلي واحد. الغرض من RAID هو توفير تكرار البيانات أو تحسينات الأداء أو كليهما اعتمادًا على مستوى RAID المستخدم.
مفاهيم RAID
المفاهيم الثلاثة الرئيسية في RAID هي "الانعكاس" و "الشريط" و "التكافؤ".
في RAID ، انعكاس هو تكرار البيانات عبر أقراص متعددة ، وهذا يسمح بمستوى من التكرار على حساب سعة التخزين المنخفضة. على سبيل المثال ، إذا فشل محرك أقراص واحد ، فلن يتم فقد أي بيانات ، حيث إن جميع البيانات الموجودة على محرك الأقراص الفاشل موجودة أيضًا على محرك أقراص ثانٍ. في هذه المرحلة ، يمكن استبدال محرك الأقراص الفاشل ويمكن إعادة بناء مجموعة RAID من محركات الأقراص الموجودة.
غارة شريطية هو مفهوم نشر البيانات عبر محركات أقراص متعددة. يتيح ذلك توفير السعة الكاملة لجميع محركات الأقراص للاستخدام ويسمح بأداء أفضل حيث تتم كتابة البيانات أو قراءتها من محركات أقراص متعددة في وقت واحد. الجانب السلبي لهذا أن فقدان أي محرك يفسد المجموعة بأكملها.
غارة التكافؤ هي عملية تحمل الخطأ تؤدي عملية منطقية بين كل بت على محركي أقراص وتخزين النتيجة على محرك أقراص ثالث. في حالة فشل أي من محركات الأقراص ، يمكن إعادة بناء الصفيف من المحركين الآخرين. لا يمكن إضافة التكافؤ إلا فوق دول الغارة الأخرى.
مستويات RAID الشائعة
RAID 0 هو تنفيذ بسيط للشريط. يتم تضمين قرصين أو أكثر في الصفيف ، يجمعان سعاتهما الإجمالية وسرعات القراءة / الكتابة. يوفر مستوى الغارة هذا أداءً عاليًا ولكن مع خطر فقدان جميع البيانات في حالة فشل أي محرك. يزداد أداء مصفوفة RAID 0 كلما أضفت المزيد من محركات الأقراص ، ومع ذلك ، فإن هذا يزيد أيضًا من احتمالية فشل أحد المحركات وإفساد الصفيف بأكمله.
نصيحة: يختلف RAID 0 عن مجرد توزيع عدة أقراص معًا. تسمح كلتا الطريقتين باستخدام السعة الكاملة لمحركات الأقراص. لا يوفر تمديد الأقراص معًا تعزيز الأداء الذي يأتي من تقسيم البيانات ، ولكنه يحافظ على البيانات المحفوظة على أقراص العمل في حالة فشل أي قرص ممتد.
RAID 1 هو تطبيق للنسخ المتطابق ، مع البيانات من محرك أقراص واحد إلى محرك ثانٍ. في حالة فشل أي من محركي الأقراص ، لا يتم فقد أي بيانات. في المصفوفات الكبيرة ، لا يزال كل قرص يحتوي على نفس المعلومات تمامًا. طالما أن قرص RAID 1 يعمل ، يمكن قراءة البيانات وإعادة بناء الصفيف.
يستخدم مستويي RAID 4 و 5 التخطيط لزيادة الأداء ، ولكنهما يشملان التماثل أيضًا ، للسماح بفشل محرك الأقراص. يخصص RAID 4 محركًا واحدًا للتكافؤ ، وقد يتسبب ذلك في تقليل سرعات الكتابة حيث تتم كتابة جميع بيانات التماثل على قرص واحد فقط. ينشر RAID 5 بيانات التماثل عبر جميع محركات الأقراص في الصفيف. تتم إزالة العقبة التي نشأت عن كتابة بيانات التماثل إلى قرص واحد ، ومع ذلك ، لا يزال يتعين إجراء معالجة التماثل لتقليل الأداء قليلاً مقارنةً بـ RAID 0. يتطلب كل من مستويي RAID 4 و 5 ثلاثة محركات أقراص على الأقل في الصفيف ويسمحان فقط بفشل محرك أقراص واحد.
RAID 6 مطابق لـ RAID 5 ولكنه يخزن كتلتين من كتل التكافؤ عبر جميع الأقراص في الصفيف. يضاعف هذا التكافؤ الإضافي معالجة التماثل المطلوبة ، وبالتالي يقلل الأداء أكثر من RAID 5 ، ولكن لا يزال أقل من RAID 4. يتطلب RAID 6 أربعة محركات أقراص على الأقل في الصفيف ولكن يمكنه التعامل مع ما يصل إلى محركي أقراص فاشلين.
RAID 0 + 1 عبارة عن صفيف RAID متداخل ، يقوم أولاً بإنشاء مجموعة RAID 0 من الأقراص المخططة ، ثم نسخة متطابقة من RAID 1 لتلك المجموعة. يوفر تداخل هذين النوعين من مصفوفات RAID كلاً من التكرار للنسخ المتطابق وزيادة سرعة الشريط. عيوب هذه الطريقة هي أن هناك حاجة إلى أربعة محركات على الأقل وأنه في حالة فشل محرك الأقراص ، فإن المرآة بأكملها تفشل. في حالة فشل أي محرك أقراص ، فإنه يفسد مجموعة RAID 0 الخاصة به. في مجموعة RAID 0 + 1 المكونة من أربعة أقراص ، قد يؤدي فقدان قرص واحد إلى إتلاف قرصه المقترن وترك القرصين الآخرين دون حماية المرآة.
RAID 10 هو نوع آخر من مصفوفة RAID المتداخلة ، فهو ينشئ مصفوفة RAID 1 من الأقراص المنعكسة ، ثم شريط RAID 0 من تلك المجموعة. يوفر أيضًا تداخل المصفوفات بهذه الطريقة نفس التكرار وتعزيز الأداء مثل RAID 0 + 1. مع هذا التنفيذ ، يمكنك أن تفقد العديد من محركات الأقراص طالما أن كل نسخة متطابقة تحتوي على قرص واحد يعمل على الأقل. كما تستغرق إعادة إنشاء المصفوفة وقتًا أقل في حالة فشل محرك الأقراص ، حيث يلزم إعادة بناء مجموعة واحدة فقط من محركات الأقراص التي لها نسخ متطابقة.