aid رائد 0 ، 1 ، 5 ، 10 ، 01 ، 100 ، 50: شرح لجميع الأنواع

من المؤكد أننا سمعنا جميعًا عن تكوين الأقراص في RAID وربطناها بالشركات الكبيرة ، حيث تكون الحاجة إلى نسخ البيانات وإتاحتها أمرًا بالغ الأهمية. ولكن اليوم ، تتمتع جميع اللوحات الأم تقريبًا لأجهزة الكمبيوتر المكتبية بإمكانية إنشاء RAIDs الخاصة بنا.

فهرس المحتويات

سنرى اليوم ما هي تقنية RAID ، والتي بالإضافة إلى كونها علامة تجارية من رذاذ مكافحة البعوض الفعال للغاية ، لها علاقة أيضًا بالتكنولوجيا من عالم الحوسبة. سنرى ما تتكون منه العملية وما يمكننا القيام به معها وتكويناتها المختلفة. في ذلك ، سوف تحتل محركات الأقراص الصلبة الميكانيكية أو محركات الأقراص الثابتة الخاصة بنا مركز الصدارة ، مهما كانت ، مما يسمح لنا بتخزين كميات هائلة من المعلومات بفضل محركات الأقراص التي تزيد عن 10 تيرابايت التي يمكننا العثور عليها حاليًا.

ربما سمعت أيضًا عن التخزين السحابي ومزاياه على التخزين في فريقنا ، ولكن الحقيقة هي أنه أكثر توجهاً نحو الأعمال. يدفع هذا ثمن الحصول على هذا النوع من الخدمة التي يتم توفيرها عبر الإنترنت وعلى الخوادم البعيدة التي تحتوي على أنظمة أمان متقدمة وتكوينات RAID الخاصة مع تكرار كبير للبيانات.

ما هي تقنية RAID؟

يأتي مصطلح RAID من "صفيف مكرر للأقراص المستقلة" أو يُقال باللغة الإسبانية ، صفيف مكرر من الأقراص المستقلة. باسمها لدينا بالفعل فكرة جيدة عما تنوي هذه التكنولوجيا القيام به. وهو ليس أكثر من إنشاء نظام لتخزين البيانات باستخدام وحدات تخزين متعددة يتم من خلالها توزيع البيانات أو نسخها. يمكن أن تكون وحدات التخزين هذه إما محركات الأقراص الثابتة الميكانيكية أو محركات الأقراص الثابتة أو محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة أو محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة.

تنقسم تقنية RAID إلى تكوينات تسمى المستويات ، والتي يمكننا من خلالها الحصول على نتائج مختلفة من حيث إمكانيات تخزين المعلومات. لأغراض عملية ، سنرى RAID كمخزن بيانات واحد ، كما لو كان محرك أقراص منطقي واحد ، على الرغم من وجود العديد من محركات الأقراص الثابتة المستقلة ماديًا داخله.

الهدف النهائي لـ RAID هو توفير سعة تخزين أكبر للمستخدم ، وتكرار للبيانات لتجنب فقدان هذا وتوفير سرعة أعلى في قراءة البيانات وكتابتها مما لو كان لدينا قرص ثابت فقط. من الواضح أنه سيتم تحسين هذه الميزات بشكل مستقل اعتمادًا على مستوى RAID الذي نريد تنفيذه.

ميزة أخرى لاستخدام RAID هي أنه يمكننا استخدام محركات الأقراص الصلبة القديمة التي نمتلكها في المنزل وأنه يمكننا الاتصال عبر واجهة SATA باللوحة الأم. بهذه الطريقة ، مع الوحدات منخفضة التكلفة ، سنكون قادرين على تركيب نظام تخزين حيث ستكون بياناتنا آمنة ضد الفشل.

حيث يتم استخدام RAIDs

بشكل عام ، تم استخدام RAIDs لسنوات عديدة من قبل الشركات ، بسبب الأهمية الخاصة لبياناتها والحاجة إلى الحفاظ عليها وضمان تكرارها. تحتوي هذه الأجهزة على واحد أو أكثر من الخوادم المخصصة خصيصًا لإدارة مخزن المعلومات هذا ، مع الأجهزة المصممة خصيصًا لهذا الاستخدام ومع درع حماية ضد التهديدات الخارجية التي تمنع الوصول غير المبرر إليها. بشكل نموذجي ، تستخدم هذه المستودعات محركات أقراص ثابتة متطابقة في الأداء وتقنية التصنيع لتحقيق قابلية التوسع المثلى.

ولكن اليوم ، سنتمكن جميعًا تقريبًا من استخدام نظام RAID إذا كانت لدينا لوحة أم جديدة نسبيًا ومع مجموعة شرائح تنفذ هذا النوع من التعليمات الداخلية. سنحتاج فقط إلى العديد من الأقراص المتصلة بالباقة الأساسية الخاصة بنا لبدء تكوين RAID من Linux أو Mac أو Windows.

في حالة عدم قيام فريقنا بتطبيق هذه التقنية ، سنحتاج إلى وحدة تحكم RAID لإدارة المستودع مباشرة من الأجهزة ، على الرغم من أن النظام في هذه الحالة سيكون عرضة لإخفاقات وحدة التحكم هذه ، وهو أمر لا يحدث على سبيل المثال إذا قمنا بإدارته من خلال البرنامج.

ما يمكن أن تفعله RAID وما لا تستطيع القيام به

نحن نعلم بالفعل ما هو RAID وأين يمكن استخدامه ، ولكن يجب أن نعرف الآن المزايا التي سنحصل عليها من خلال تطبيق مثل هذا النظام وما هي الأشياء الأخرى التي لا يمكننا القيام بها به. بهذه الطريقة لن نقع في خطأ افتراض الأشياء عندما لا تكون كذلك.

مزايا RAID

• تحمل عالٍ للخطأ: باستخدام RAID ، يمكننا الحصول على تحمل للخطأ أفضل بكثير مما لو كان لدينا قرص ثابت فقط. سيكون هذا مشروطًا بتكوينات RAID التي نعتمدها ، حيث أن بعضها موجه لتوفير التكرار والبعض الآخر ببساطة لتحقيق سرعة الوصول. قراءة وكتابة تحسينات الأداء: كما هو الحال في الحالة السابقة ، هناك أنظمة تهدف إلى تحسين الأداء ، من خلال تقسيم كتل البيانات إلى عدة وحدات ، لجعلها تعمل بالتوازي. إمكانية الجمع بين الخاصيتين السابقتين: يمكن الجمع بين مستويات RAID ، كما سنرى أدناه. وبهذه الطريقة يمكننا الاستفادة من سرعة وصول البعض وتكرار بيانات الآخرين. قابلية جيدة للتطوير وسعة تخزين: تتمثل إحدى مزاياها الأخرى في أنها أنظمة قابلة للتوسع بشكل عام ، اعتمادًا على التكوين الذي نعتمده. بالإضافة إلى ذلك ، يمكننا استخدام أقراص ذات طبيعة وهندسة وسعة وعمر مختلفين.

ما لا يمكن أن تفعله RAID

• إن RAID ليس وسيلة لحماية البيانات: سيعمل RAID على نسخ البيانات وليس حمايتها ، وهما مفهومان مختلفان تمامًا. سوف يحدث نفس الضرر بواسطة فيروس على محرك أقراص ثابت منفصل ، كما لو أنه دخل RAID. إذا لم يكن لدينا نظام أمان يحميه ، فسيتم عرض البيانات على قدم المساواة. سرعة الوصول الأفضل غير مضمونة: هناك تكوينات يمكننا صنعها بأنفسنا ، ولكن ليست كل التطبيقات أو الألعاب قادرة على العمل بشكل جيد على RAID. في كثير من الأحيان لن نحقق ربحًا باستخدام محركي أقراص ثابتة بدلاً من محرك واحد لتخزين البيانات بطريقة مقسمة.

مساوئ RAID

• لا يضمن RAID الاسترداد من الكارثة: كما نعلم ، هناك تطبيقات يمكنها استرداد الملفات من قرص ثابت تالف. بالنسبة إلى RAIDs ، تحتاج إلى برامج تشغيل مختلفة وأكثر تحديدًا والتي لا تتوافق بالضرورة مع هذه التطبيقات. لذلك في حالة حدوث فشل في سلسلة أو عدة أقراص ، قد يكون لدينا بيانات غير قابلة للاسترداد. يعد ترحيل البيانات أكثر تعقيدًا: يعد استنساخ قرص باستخدام نظام تشغيل أمرًا بسيطًا للغاية ، ولكن القيام به باستخدام RAID كامل إلى آخر يكون أكثر تعقيدًا إذا لم يكن لدينا الأدوات الصحيحة. هذا هو السبب في أن ترحيل الملفات من نظام إلى آخر لتحديثه ، يكون في بعض الأحيان مهمة لا يمكن التغلب عليها. تكلفة أولية عالية: تنفيذ RAID مع قرصين أمر بسيط ، ولكن إذا أردنا مجموعات أكثر تعقيدًا وفائضة ، فإن الأمور تصبح معقدة. كلما زاد عدد الأقراص ، زادت التكلفة ، وكلما زاد تعقيد النظام ، زادت الحاجة.

ما هي مستويات RAID هناك

حسنًا ، يمكننا العثور على عدد قليل جدًا من أنواع RAID اليوم ، على الرغم من أنها ستقسم إلى RAID القياسي ، والمستويات المتداخلة ، ومستويات الملكية. الأكثر استخدامًا للمستخدمين الخاصين والشركات الصغيرة ، بالطبع هي المستويات القياسية والمتداخلة ، لأن معظم المعدات المتطورة لديها إمكانية القيام بذلك دون تثبيت أي شيء إضافي.

على العكس من ذلك ، يتم استخدام مستويات الملكية فقط من قبل المبدعين أنفسهم أو الذين يبيعون هذه الخدمة. إنها أنواع من تلك التي تعتبر أساسية ، ولا نعتقد أن تفسيرها ضروري.

دعونا نرى ما يتكون كل منهم.

RAID 0

أول RAID لدينا يسمى المستوى 0 أو مجموعة مقسمة. في هذه الحالة ، ليس لدينا تكرار للبيانات ، لأن وظيفة هذا المستوى هي توزيع البيانات المخزنة بين محركات الأقراص الثابتة المختلفة المتصلة بالكمبيوتر.

الهدف من تنفيذ RAID 0 هو توفير سرعات وصول جيدة للبيانات المخزنة على محركات الأقراص الثابتة ، حيث يتم توزيع المعلومات عليها بشكل متساوٍ للحصول على وصول متزامن إلى المزيد من البيانات مع تشغيل محركات الأقراص بالتوازي.

لا يحتوي RAID 0 على معلومات تماثل أو تكرار للبيانات ، لذلك إذا تعطل أحد محركات التخزين ، فسوف نفقد جميع البيانات الموجودة بداخله ، ما لم يكن لدينا نسخ احتياطية خارجية لهذا التكوين.

لإجراء RAID 0 ، يجب الانتباه إلى حجم محركات الأقراص الثابتة التي تتكون منها. في هذه الحالة سيكون أصغر قرص ثابت يحدد المساحة المضافة في RAID. إذا كان لدينا محرك أقراص ثابتة سعة 1 تيرابايت و 500 غيغابايت أخرى في التهيئة ، فسيكون حجم المجموعة الوظيفية 1 تيرابايت ، مع أخذ محرك أقراص ثابتة سعة 500 غيغابايت و 500 غيغابايت أخرى من قرص 1 تيرابايت. هذا هو السبب في أن المثالية ستكون استخدام محركات الأقراص الصلبة من نفس الحجم لتتمكن من استخدام جميع المساحة المتاحة في المجموعة المصممة.

RAID 1

يُسمى هذا التكوين أيضًا النسخ المطابق أو " النسخ المطابق " وهو أحد أكثر الإعدادات استخدامًا لتوفير تكرار البيانات والتسامح الجيد مع الخطأ. في هذه الحالة ، ما نقوم به هو إنشاء متجر بمعلومات مكررة على محركي أقراص ثابتة أو مجموعتين من محركات الأقراص الثابتة. عندما نقوم بتخزين البيانات ، يتم نسخها على الفور في وحدتها المتطابقة لتخزين ضعف نفس البيانات المخزنة.

في نظر نظام التشغيل ، لدينا وحدة تخزين واحدة فقط ، والتي يمكننا الوصول إليها لقراءة البيانات في الداخل. ولكن في حالة فشل ذلك ، سيتم البحث عن البيانات تلقائيًا في محرك الأقراص المنسوخ. من المثير للاهتمام أيضًا زيادة سرعة قراءة البيانات ، حيث يمكننا قراءة المعلومات في وقت واحد من وحدتي المرآة.

RAID 2

لا يستخدم هذا المستوى من RAID كثيرًا ، لأنه يعتمد أساسًا على إجراء تخزين موزع على عدة أقراص على مستوى البت. في المقابل ، يتم إنشاء رمز خطأ من توزيع البيانات هذا وتخزينه في وحدات مخصصة حصريًا لهذا الغرض. بهذه الطريقة ، يمكن مراقبة جميع الأقراص الموجودة في المستودع ومزامنتها لقراءة البيانات وكتابتها. نظرًا لأن الأقراص تحمل حاليًا نظامًا للكشف عن الأخطاء ، فإن هذا التكوين يؤدي إلى نتائج عكسية ويستخدم نظام التماثل.

RAID 3

هذا الإعداد غير مستخدم حاليًا. وتتكون من تقسيم البيانات على مستوى البايت إلى الوحدات المختلفة التي تشكل RAID ، باستثناء وحدة واحدة ، حيث يتم تخزين معلومات التكافؤ لتتمكن من ضم هذه البيانات عند قراءتها. بهذه الطريقة ، يحتوي كل بايت مخزن على بت تعادل إضافي لتحديد الأخطاء واستعادة البيانات في حالة فقدان محرك أقراص.

تتمثل ميزة هذا التكوين في أن البيانات مقسمة إلى عدة أقراص والوصول إلى المعلومات سريع جدًا ، بقدر وجود أقراص متوازية. لتكوين هذا النوع من RAID ، تحتاج إلى 3 محركات أقراص ثابتة على الأقل.

RAID 4

يتعلق الأمر أيضًا بتخزين البيانات في كتل مقسمة بين الأقراص في المتجر ، وترك أحدها لتخزين بتات التماثل. الاختلاف الأساسي عن RAID 3 هو أنه إذا فقدنا محرك أقراص ، يمكن إعادة بناء البيانات في الوقت الفعلي بفضل وحدات البت المتساوية المحسوبة. ويهدف إلى تخزين الملفات الكبيرة دون تكرار ، ولكن تسجيل البيانات يكون أبطأ على وجه التحديد بسبب الحاجة إلى إجراء حساب التكافؤ هذا في كل مرة يتم فيها تسجيل شيء ما.

RAID 5

يسمى أيضًا نظام توزيع التكافؤ. يتم استخدام هذا الجهاز بشكل متكرر اليوم أكثر من المستويات 2 و 3 و 4 ، خاصة على أجهزة NAS. في هذه الحالة ، يتم تخزين المعلومات مقسمة إلى كتل يتم توزيعها بين محركات الأقراص الصلبة التي تشكل RAID. ولكن يتم أيضًا إنشاء كتلة تماثل لضمان التكرار والقدرة على إعادة بناء المعلومات في حالة تلف القرص الثابت. سيتم تخزين كتلة التماثل هذه في وحدة بخلاف كتل البيانات المتضمنة في الكتلة المحسوبة ، وبهذه الطريقة سيتم تخزين معلومات التماثل على قرص مختلف عن مكان تضمين كتل البيانات.

في هذه الحالة ، سنحتاج أيضًا إلى ثلاث وحدات تخزين على الأقل لضمان تكرار البيانات مع التماثل ، ولن يتم التسامح مع الفشل إلا على وحدة واحدة في كل مرة. في حالة كسر اثنين في وقت واحد ، سنفقد معلومات التكافؤ ، وكتلة واحدة على الأقل من كتل البيانات المعنية. يوجد متغير RAID 5E حيث يتم إدخال محرك أقراص ثابتة لتقليل وقت إعادة بناء البيانات إلى الحد الأدنى إذا فشل أحد أهمها.

RAID 6

RAID هو في الأساس امتداد لـ RAID 5 ، حيث يتم إضافة كتلة تماثل أخرى لإجمالي اثنين. سيتم تقسيم كتل المعلومات مرة أخرى إلى وحدات مختلفة وبنفس الطريقة يتم تخزين كتل التماثل أيضًا في وحدتين مختلفتين. وبهذه الطريقة ، سيكون النظام متسامحًا مع فشل ما يصل إلى وحدتي تخزين ، وبالتالي ، سنحتاج إلى أربعة محركات أقراص حتى نتمكن من تكوين RAID 6E. في هذه الحالة ، يوجد أيضًا متغير RAID 6e له نفس الهدف مثل RAID 5E.

مستويات RAID المتداخلة

تركنا وراءنا المستويات الستة الأساسية لـ RAID لدخول المستويات المتداخلة. كما يمكننا أن نفترض ، هذه المستويات هي في الأساس أنظمة لها مستوى رئيسي من RAID ، ولكنها تحتوي بدورها على مستويات فرعية أخرى تعمل في تكوين مختلف.

وبهذه الطريقة ، توجد طبقات RAID مختلفة قادرة على أداء وظائف المستويات الأساسية في وقت واحد ، وبالتالي تكون قادرة على الجمع ، على سبيل المثال ، القدرة على القراءة بشكل أسرع مع RAID 0 وتكرار RAID 1.

دعونا نرى إذن أيهما الأكثر استخدامًا اليوم.

RAID 0 + 1

يمكن العثور عليها أيضًا تحت اسم RAID 01 أو مرآة التقسيم. وتتكون بشكل أساسي من مستوى رئيسي من نوع RAID 1 الذي يؤدي وظائف نسخ البيانات الموجودة في المستوى الفرعي الأول في الثانية. في المقابل ، سيكون هناك RAID 0 من المستوى الفرعي الذي سيؤدي وظائفه الخاصة ، أي تخزين البيانات بطريقة موزعة بين الوحدات الموجودة فيه.

بهذه الطريقة لدينا مستوى رئيسي يقوم بوظيفة المرآة والمستويات الفرعية التي تقوم بوظيفة تقسيم البيانات. بهذه الطريقة عندما يفشل القرص الصلب ، سيتم تخزين البيانات بشكل مثالي في المرآة الأخرى RAID 0.

عيب هذا النظام هو قابلية التوسع ، عندما نضيف قرصًا إضافيًا على مستوى فرعي واحد ، سيتعين علينا أيضًا القيام بنفس الشيء في الآخر. بالإضافة إلى ذلك ، سيسمح لنا التسامح مع الخطأ بكسر قرص مختلف في كل مستوى فرعي ، أو كسر اثنين في نفس المستوى الفرعي ، ولكن ليس مجموعات أخرى ، لأننا سنفقد البيانات.

RAID 1 + 0

حسنًا ، سنكون الآن في الحالة المعاكسة ، ويطلق عليه أيضًا RAID 10 أو تقسيم المرآة. الآن سيكون لدينا مستوى رئيسي من النوع 0 يقسم البيانات المخزنة بين المستويات الفرعية المختلفة. في الوقت نفسه ، سيكون لدينا العديد من المستويات الفرعية من النوع 1 التي ستكون مسؤولة عن نسخ البيانات على محركات الأقراص الصلبة الموجودة بداخلها.

في هذه الحالة ، سيسمح لنا التسامح مع الخطأ بكسر جميع الأقراص في مستوى فرعي واحد باستثناء قرص واحد ، وسيكون من الضروري أن يبقى قرص سليم واحد على الأقل في كل مستوى من المستويات الفرعية حتى لا نفقد المعلومات.

RAID 50

بالطبع ، بهذه الطريقة يمكننا قضاء بعض الوقت في عمل مجموعات ممكنة من RAID والتي تكون أكثر تعقيدًا لتحقيق أقصى قدر من التكرار والموثوقية والسرعة. سنرى أيضًا RAID 50 ، وهو مستوى رئيسي في RAID 0 يقسم البيانات من المستويات الفرعية التي تم تكوينها على أنها RAID 5 ، مع محركات الأقراص الثابتة الثلاثة الخاصة بها.

في كل كتلة RAID 5 سيكون لدينا سلسلة من البيانات بالتماثل المقابل لها. في هذه الحالة ، قد يفشل القرص الصلب في كل RAID 5 ، وسيضمن سلامة البيانات ، ولكن إذا فشل أكثر ، فسوف نفقد البيانات المخزنة هناك.

RAID 100 و RAID 101

ولكن ليس فقط يمكن أن يكون لدينا شجرة ذات مستويين ، ولكن ثلاثة ، وهذه هي حالة RAID 100 أو 1 + 0 + 0. وهو يتألف من مستويين فرعيين لـ RAID 1 + 0 مقسومًا بدوره على مستوى رئيسي أيضًا في RAID 0.

بنفس الطريقة يمكن أن يكون لدينا RAID 1 + 0 + 1 ، يتكون من العديد من المستويات الفرعية لـ RAID 1 + 0 المنعكسة بواسطة RAID 1 على أنه المستوى الرئيسي. إن سرعة الوصول والتكرار جيدة جدًا ، وهي توفر تحملًا جيدًا للخطأ ، على الرغم من أن حجم القرص الذي سيتم استخدامه كبير مقارنة بتوافر المساحة.

حسنًا ، هذا كل شيء عن تقنية RAID وتطبيقاتها وميزاتها. الآن نترك لك بعض الدروس التي ستكون مفيدة لك أيضًا

نأمل أن تكون هذه المعلومات مفيدة لك لفهم أفضل لنظام تخزين RAID. إذا كان لديك أي أسئلة أو اقتراحات ، يرجى تركها في مربع التعليق.