یکشنبه ۲۷ آبان ۱۳۹۷
0937-1464-764

آرایه چندگانه دیسک‌های مستقل (RAID)

Payam Hayati

یکشنبه ۲۷ فروردین ۱۳۹۶

389

هدف اصلی فناوری آرایه چندگانه دیسک‌های مستقل

هدف اصلي فناوري آرايه چندگانه ديسک‌هاي مستقل (redundant array of independent disks) يا RAID، پيوند دادن چند ديسک سخت جداگانه در چهارچوب يک آرايه ، براي دستيابي به کارايي، پايايي و گنجايشي بيش از يک ديسک بزرگ و گران مي‌باشد. همچنين کل اين آرايه براي سيستم عامل ميزبان، به گونه اي يکپارچه رفتار مي‌کند.


کاربردها و دست آوردهاي RAID

يک زير دستگاه ديسک با راهبري RAID، کارايي‌هاي بسيار بيشتري را نسبت به يک زير دستگاه ديسک JBOD نمايش مي‌دهد. RAID در زمانيکه ديسک‌هاي سخت خيلي گران و نسبت به امروز، از پايايي کمتري برخوردار بودند، ساخته شد. RAID سر واژه عبارت "Redundant Array of Independent Disks " مي‌باشد. فناوري RAID داراي دو هدف بنيادي است:
1.براي افزايش توان کارکرد (performance) از راه تکنيکي به نام striping
2.افزايش توان تحمل در برابر ويراني (fault-tolerance) از راه افزونگي


روش‌هاي راهبري RAID براي پخش داده

تکنيک striping، داده‌ها را روي چندين هارد ديسک پخش نموده و بدين گونه، بار را روي سخت افزار بيشتري پخش مي‌نمايد. از راه ترکيب شايسته از ديسک‌هاي سخت، توانايي افزايش چشمگيري fault-tolerance و performance، در دستگاه شدني مي‌گردد. گنجينه? ديسک‌هاي سخت زير فرمان کنترلر RAID، ديسک‌هاي سخت مجازي ناميده مي‌شوند. سروري که به يک دستگاه RAID به هم مي‌رسد، تنها ديسک سخت مجازي را مي‌بيند؛ اين حقيقت که کنترلر RAID، داده‌ها را روي چندين ديسک سخت فيزيکي پخش مي‌کند، صد درصد از ديد سرور پنهان است. اين امر تنها براي رهبر دستگاه، از بيرون ديده شدني است. يک کنترلر RAID، با روش‌هاي گوناگوني مي‌تواند داده‌هايي که يک سرور روي چندين هارد ديسک مي‌نويسد را پخش نمايد. يک فاکتور مشترک براي بيشتر لايه‌هاي RAID، اين است که آنها افزون بر داده‌هاي بنيادي، دانستار افزوده را اندوخته مي‌نمايند. اگر يک ديسک سخت دچار آسيب شود، داده‌هاي آن را مي‌توان از ديگر هارد ديسک‌هاي گنجينه بازسازي نمود. با بودن سخت افزار شايسته، حتي مي‌توان در حين کار، هارد ديسک آسيب ديده را با يک مورد تازه جايگزين نمود. سپس کنترلر RAID، داده‌هاي ديسک جايگزين شده را بازسازي مي‌نمايد. اين فرايند، جداي از اندکي کاهش در ميزان کارکرد دستگاه، از ديد سرور پنهان است: سرور، پيوسته به کار با ديسک سخت مجازي دنبال مي‌کند. کنترلرهاي مدرن RAID، اين فرايند را بطور خودکار آغاز مي‌کنند. اين امر نيازمند شناختار ديسک‌هاي باصطلاح hot spare مي‌باشد. ديسک‌هاي hot spare، در حالت نرمال بهره گرفته نمي‌شوند. اگر يک ديسک دچار آسيب شود، کنترلر RAID، بي درنگ آغاز به رو نويسي (copy) نمودن داده‌هاي ديسک درست به جامانده روي يک ديسک hot spare مي‌نمايد. پس از جايگزيني ديسک آسيب ديده، ديسک تازه در زمره? ديسک‌هاي hot spare مي‌باشد. بازسازي داده‌ها از يک ديسک سخت آسيب ديده، همزمان با پردازش خواندن/ نوشتن سرور روي ديسک سخت مجازي انجام مي‌گيرد، بگونه ايکه از ديدگاه سرور، يک افت کوچک در کارکرد، قابل مشاهده خواهد بود. ديسک‌هاي سخت مدرن، مجهز به برنامه‌هاي شناسايي هستند که خطاهاي خواندن/ نوشتن را به سرور گزارش مي‌دهند.


ساخت ديسک با گنجايش بالاتر

يک برتري جانبي بهره گيري از چندين ديسک سخت به شکل يک ديسک مجازي، گنجايش بالاتر ديسک‌هاي سخت مجازي است. از اين رو، آدرس‌هاي کمتري در کانال I/O بهره گرفته شده و بدينگونه سرپرستي سرور نيز ساده مي‌گردد، زيرا ديسک‌هاي سخت کمتري (نام‌هاي درايو يا ولوم) به کار خواهد رفت.


منبع