RAID چیست؟ راهنمای کامل و توسعه‌یافته آرایه افزونه‌ای دیسک‌ها (Redundant Array of Independent Disks) RAID (آرایه افزونه‌ای از دیسک‌های مستقل) یک فناوری پیشرفته در حوزه ذخیره‌سازی داده‌ها است که با استفاده از ترکیب چندین دیسک سخت (HDD) یا دیسک جامد (SSD) به‌صورت موازی و منطقی، قابلیت اطمینان، کارایی و محافظت از داده‌ها را افزایش می‌دهد. هدف اصلی RAID محافظت در برابر از دست رفتن داده‌ها، افزایش سرعت دسترسی و بهره‌وری بالا در محیط‌های پردازشی است. از این فناوری در انواع سیستم‌ها، از جمله سرورها، دیتاسنترها، ایستگاه‌های کاری حرفه‌ای و سیستم‌های امنیتی استفاده می‌شود. RAID چگونه کار می‌کند؟ RAID برای بهبود عملکرد و حفاظت از داده‌ها از دو روش اصلی استفاده می‌کند: • آینه‌سازی (Mirroring): این روش با کپی‌کردن یکسان اطلاعات بر روی چند دیسک، افزونگی و محافظت از داده‌ها را تضمین می‌کند. در صورت خرابی یک دیسک، داده‌ها همچنان از دیسک دیگر قابل بازیابی هستند. • نواربندی (Striping): در این روش داده‌ها به بلوک‌های کوچک تقسیم شده و در میان دیسک‌های مختلف توزیع می‌شوند. این تکنیک باعث افزایش سرعت خواندن و نوشتن اطلاعات می‌شود. در بسیاری از پیاده‌سازی‌ها، این دو روش با یکدیگر ترکیب می‌شوند تا ترکیبی از عملکرد و امنیت را ارائه دهند. به عنوان مثال، RAID 10 با ترکیب هر دو، قابلیت بازیابی بالا همراه با سرعت مناسب را فراهم می‌کند. سیستم‌عامل تمامی این دیسک‌ها را به‌صورت یک درایو واحد شناسایی کرده و مدیریت می‌کند، که این موضوع مدیریت ذخیره‌سازی را بسیار ساده‌تر می‌سازد. RAID Controller چیست؟ RAID Controller مغز متفکر آرایه RAID است که وظیفه مدیریت ارتباط بین سیستم‌عامل و دیسک‌ها را دارد. این کنترلر می‌تواند در سه شکل مختلف وجود داشته باشد: • سخت‌افزاری (Hardware RAID): از کنترلر اختصاصی برای مدیریت دیسک‌ها استفاده می‌شود که باعث بار کمتر روی پردازنده سیستم و کارایی بهتر می‌شود. • نرم‌افزاری (Software RAID): این روش با استفاده از قدرت پردازشی سیستم‌عامل کار می‌کند و هزینه‌ی کمتری دارد، ولی کارایی آن معمولاً پایین‌تر از نوع سخت‌افزاری است. • Firmware-based RAID: ترکیبی از دو روش بالا، که در آن مدیریت اولیه از طریق بایوس انجام شده و سپس ادامه عملکرد به سیستم‌عامل سپرده می‌شود. این نوع با نام Fake RAID نیز شناخته می‌شود. سطوح استاندارد RAID (RAID 0 تا RAID 6) 1. RAID 0: فقط از تکنیک نواربندی استفاده می‌کند، بدون هیچ نوع افزونگی؛ مناسب برای کاربرانی که به حداکثر سرعت نیاز دارند ولی اطلاعات حساس ندارند. 2. RAID 1: فقط از آینه‌سازی استفاده می‌کند؛ ایده‌آل برای محافظت از داده‌های مهم با حداقل دو دیسک. 3. RAID 2: از کدهای تصحیح خطا (ECC) استفاده می‌کند، اما امروزه کاربرد عملی کمی دارد. 4. RAID 3: دارای یک دیسک مجزا برای پاریتی است و برای کاربردهای متوالی مانند ویرایش ویدیو مناسب است. 5. RAID 4: مشابه RAID 3 با نوارهای بزرگ‌تر که خواندن همزمان را بهبود می‌بخشد. 6. RAID 5: ترکیب نواربندی با پاریتی توزیع‌شده؛ توازن بین کارایی، امنیت و ظرفیت؛ حداقل سه دیسک نیاز دارد. 7. RAID 6: مشابه RAID 5 اما با دو پاریتی؛ امکان ادامه کار حتی با خرابی دو دیسک. RAID تودرتو (Nested RAID Levels) • RAID 10 (1+0): ترکیبی از RAID 1 و RAID 0؛ حداقل چهار دیسک نیاز دارد و تعادل عالی بین سرعت و امنیت فراهم می‌کند. • RAID 01 (0+1): ساختاری معکوس با RAID 10؛ ریسک بالاتر در صورت خرابی یک دیسک. • RAID 50 / RAID 60: مناسب برای محیط‌های حرفه‌ای با عملکرد بالا و تحمل خرابی بیشتر؛ ترکیب RAID 0 با RAID 5 یا 6. RAID‌های غیرمرسوم و تطبیقی • RAID 7: ترکیبی از RAID 3 و 4 به همراه کش و سیستم‌عامل تعبیه‌شده. • Adaptive RAID: کنترلر به‌صورت خودکار بین RAID 3 و 5 بهترین گزینه را انتخاب می‌کند. • Linux MD RAID: توسط کرنل لینوکس پشتیبانی شده و امکان ایجاد سطوح پیچیده و ترکیبی RAID را فراهم می‌کند. مقایسه RAID سخت‌افزاری و نرم‌افزاری • RAID سخت‌افزاری بیشتر در سرورها و دیتاسنترها مورد استفاده قرار می‌گیرد. • RAID نرم‌افزاری برای سیستم‌های دسکتاپ و کسب‌وکارهای کوچک مناسب است. • برخی سیستم‌ها از ترکیب دو نوع بهره می‌برند که مزایای هر دو را در اختیار می‌گذارد. مزایای RAID • افزایش چشمگیر کارایی سیستم ذخیره‌سازی • محافظت از داده‌ها در برابر خرابی دیسک‌ها • دسترسی همزمان چندکاربره به داده‌ها با سرعت بالا • افزایش طول عمر دیسک‌ها از طریق توزیع بار کاری • کاهش هزینه کلی در مقایسه با راهکارهای بکاپ سنتی معایب RAID • هزینه بالای پیاده‌سازی سطوح پیشرفته • نیاز به دانش فنی برای راه‌اندازی و نگهداری صحیح • احتمال خرابی همزمان دیسک‌ها در آرایه‌های بزرگ • زمان‌بر بودن فرآیند بازسازی دیسک در صورت خرابی کاربردهای RAID در دنیای واقعی • استفاده در سرورها برای افزایش کارایی پایگاه‌داده • ذخیره‌سازی فایل‌های تصویری و ویدیویی در صنایع تولید محتوا • زیرساخت ذخیره‌سازی در سازمان‌های مالی، بیمارستان‌ها و مراکز تحقیقاتی • سیستم‌های نظارت تصویری، ضبط ویدیو و داده‌های امنیتی • محیط‌های توسعه نرم‌افزار و تست برای افزایش سرعت ساخت و پیاده‌سازی تاریخچه RAID و جایگاه آن در فناوری RAID نخستین بار در سال 1987 معرفی شد و به‌سرعت به یکی از ارکان اصلی ذخیره‌سازی داده تبدیل شد. با ورود نسل‌های مختلف دیسک‌ها، افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی و ظهور تکنولوژی‌هایی مانند SSD، RAID نیز متحول شد تا همچنان در خط مقدم حفاظت و کارایی باقی بماند. تا امروز، RAID نقشی اساسی در طراحی و پیاده‌سازی زیرساخت‌های حرفه‌ای ایفا می‌کند. آینده RAID در مقابل فناوری‌های نوین گرچه فناوری‌هایی نظیر Erasure Coding، HCI و SSD Arrays در حال رشد هستند، اما RAID نیز همچنان با پشتیبانی از: • کنترلرهای هوشمند مبتنی بر AI • پشتیبانی از دیسک‌های NVMe پرسرعت • مدیریت انرژی و پایداری بیشتر قادر است در کنار فناوری‌های جدید، نقش مکمل و ضروری در زیرساخت‌های ذخیره‌سازی ایفا کند. سازندگان مطرح RAID و تجهیزات مرتبط • Asus، Broadcom، Dell EMC، Gigabyte، Supermicro، Synology، HP، Intel، Lenovo، Western Digital، QNAP و … جمع‌بندی نهایی RAID نه‌تنها یک تکنولوژی ذخیره‌سازی، بلکه یک استراتژی جامع برای تضمین دسترسی‌پذیری، امنیت و سرعت داده‌هاست. با انتخاب سطح مناسب RAID، استفاده از کنترلر صحیح و طراحی هوشمند زیرساخت، می‌توان محیطی مطمئن و با عملکرد بالا برای ذخیره‌سازی داده‌ها در هر مقیاسی فراهم ساخت. منبع: https://www.techtarget.com/searchstorage/definition/RAID