امروزه با توجه به مشکلات فراوان در نتیجه از بین رفتن اطلاعات هارد دیسک ها و خسارات مالی مربوط به آن استفاده از تکنیک هایی که بتوان از این امر اجتناب کند، بسیار حایز اهمیت می باشد. از طرفی بسته به اینکه شما چه نوع هارد دیسکی برای سرورتان استفاده کنید باز هم نمی توان از خرابی هارد دیسک اجتناب کرد.

اگرچه با حضور هاردهای جدید NVMe میزان خرابی هارد دیسک ها تا حدودی کاهش پیدا کرده اما هنوز هم باید برای حفظ داده ها راهکار داشته باشیم. یکی از راهکارهای تخصصی در این امر استفاده از تکنولوژی Raid کردن با استفاده از Smart Array Controller ها می باشد.

اما Raid چیست و چطور می توان برای سرور سطح مناسبی از Raid را پیدا نمود. در این مقاله، ما به بررسی آناتومی Raid کردن، انواع آن و راهکارهایی برای انتخاب سطح درست Raid ارایه می دهیم.

Raid چیست؟

Raid مخفف واژه Redundant Array of Independent Disks می باشد. تکنیک Raid فرآیند ترکیب چندین هارد دیسک به یک واحد با هدف ایجاد کپی از داده ها و افزایش سرعت، کارایی و امنیت ذخیره سازها می باشد.

اگر یکی از هارد درایوها خراب شود، داده ها از طریق مکانیسم های مختلف این تکنیک ایمن می مانند. نحوه حفظ و نگه داری داده ها بسته به سطح Raid انتخاب شده می باشد.

آرایه های Raid از روش های striping، Parity و mirroring برای افزونگی داده ها استفاده می کنند. برای اینکه بتوانید نوع Raid درستی انتخاب کنید باید با مفهوم هر کدام از این روش ها آشنا شوید.

Striping

فرایند تقسیم و پخش یک فایل به چندین بخش و نگه داری هر بخش روی یک هارد دیسک می باشد. این فرآیند برای عملیاتی با ورودی و خروجی بالا مناسب می باشد چونکه داده ها بطور همزمان در چندین دستگاه قابل دسترس می باشند و میزان توان عملیاتی را بالا می برد. اما اگر یک درایو خراب شود به معنای خراب شدن کل درایو می باشد.

Parity

در Raid برای دستیابی به افزونگی داده ها در زمان خرابی هارد استفاده می شود. اگر یکی از هاردها خراب شود، از Parity برای ساخت دوباره داده ها روی هارد جدید استفاده می شود.

Mirroring

کپی کردن داده روی یک هارد و تکرار همان داده روی هارد دیسک دوم می باشد. این ساده ترین شکل Raid و افزونگی داده ها در هارد دیسک می باشد اما عملکرد نسبت به Parity و Striping در این روش بالاتر نیست.

هر نوعRaid سطوح مختلفی از Striping، Mirroring و Parity را استفاده می کنند.

سطوح Raid:

حداقل هارد مورد نیاز Fault Tolerance سطحRaid
1 ندارد 0
2 بله 1
3 بله 5
4 بله 6
4 بله 10
6 بله 50
8 بله 60

 

Raid 0:

داده ها روی چندین هارد دیسک Strip خواهند شد، یعنی بصورت نواری داده ها روی هارد پخش می شوند. حداقل هارد دیسک مورد نیاز یک عدد می باشد. در این نوع Raid کردن عملکرد I/O افزایش پیدا می کند اما در زمان خرابی دیسک هیچ گونه افزودگی نداریم.

این Raid برای ذخیره سریع مقدار زیادی داده غیر ضروری مثل عکس های ادیتی یا پرینتی مناسب می باشد یا زمانیکه عملکرد بالاتر و هزینه ی کمتر مهم تر از حفاظت داده ها باشد و از تمامی ظرفیت هارد برای ذخیره داده استفاده شود.

Raid 0

Raid1:

داده ها از یک هارد روی دیگری Mirror خواهد شد. حداقل هارد دیسک مورد نیاز دو عدد می باشد. در اینجا افزودگی داده در مقابل خرابی دیسک را داریم. عملکرد از نظر I/O افزایش پیدا نخواهد کرد. برای مساحبه ظرفیت قابل استفاده می توان از این فرمول استفاده کرد:

ظرفیت قابل استفاده = C×(n/2)

C= ظرفیت هارد

n= هاردهای آرایه

Raid 1

وقتی عملکرد بالا و حفاظت از داده اهمیت بیشتری نسبت به ظرفیت ذخیره سازی قابل استفاده داشته باشد این نوع Raid استفاده می شود. این نوعRaid دارای بالاترین عملکرد نوشتاری می باشد و زمانیکه هارد دیسک دچار خرابی شود اطلاعات از بین نخواهد رفت.

Raid5:

داده ها و Parity (داده هایی که برای ریکاوری استفاده می شود) روی حداقل 3 هارد یا بیشتر از آن Strip می شود. وقتی هاردی خراب شود، داده بطور خود به خود دوباره ساخته خواهد شد. هارد دیسک ها بصورت یکپارچه عرضه می شوند. سرورهایی که عملیات نوشتن بالا دارند از Raid5 بیشتر استفاده می کنند و این نوع Raid در سرورها بیشتر استفاده می شود.

ظرفیت قابل استفاده = C×(n-1)

C= ظرفیت هارد

n= هاردهای آرایه

زمانی که ظرفیت ذخیره سازی، عمکرد نوشتن و حفاظت داده به یک اندازه اهمیت داشته باشد از این Raid استفاده می شود.

Raid 5

Raid6:

مشابه با Raid5 می باشد ولی عمل Parity روی دو هارد دیسک انجام و یکپارچگی داده ها همچنان حفظ می شود.

ظرفیت قابل استفاده = C×(n-2)

C= ظرفیت هارد

n= هاردهای آرایه

این روش زمانی که هم هزینه و هم نگه داری و ظرفیت ذخیره سازی داده اولویت بر میزان عملکرد هارد داشته باشد، مناسب می باشد. احتمال از دست رفتن داده اگر با Raid6 باشد پایین تر از Raid5 می باشد.

raid 6

Raid10:

عمل Mirroring در Raid1 و Striping در Raid0 را با هم ترکیب و افزایش قابل توجهی در عملکرد و افزودگی داده دارد.

Raid10

Raid50:

عمل Parity در Raid5 و Striping در Raid6 را با هم ترکیب می کند و افزایش قابل توجهی در عملکرد و افزودگی داده با سرعت بالایی دارد. هر چه تعداد Parity ساخته شده بیشتر باشد داده ها کمتر از بین می رود. مثلا در 3 گروه هارد، 4 گروه Parity ایمن تر از سه گروه Parity برای 4 گروه هارد می باشد اما بهرحال با تعداد Parity بیشتر داده کمتری ذخیره می شود و ظرفیت هارد پایین می آید.

این نوع Raid در مقایسه با Raid5 عملکرد بالاتری دارد. Fault tolerance بهتری در مقایسه با Raid0 یا Raid5 دارد. تا زمانیکه هاردهای خراب شده در گروه Parity مختلف باشند، هاردها می توانند از بین روند و داده ها محفوظ بمانند.

Raid60:

ترکیبی از مزایای Raid6 و Parity در Raid0 را داراست، از دو آرایه ی Raid برای حداکثر عملکرد و افزودگی استفاده می کند. در مقایسه با Raid6 عملکرد بالاتری دارد. میزانFault Tolerance آن نسبت به Raid0,5.50,6 بالاتر است.

بطورکلی بسته به سطح Raid و نیاز سیستم تان، برای اطمینان از حداکثر عملکرد، Raid در دو فرم Premium و Basic استفاده می شود و Raid سیستم می تواند از طریق چیپ های سخت افزاری نصب شده روی سرور کنترل شود. تنها در فرم Basic کنترل نرم افزاری آن نیز وجود دارد.

انتخاب سطح Raid:

هر پروژه ای به سطح Raid مختص به خود نیاز دارد. بایستی هدف شما از Raid هارد دیسک مشخص باشد. آیا تمرکز تان روی افزودگی داده یا افزایش عملکرد می باشد؟ بودجه شما چقدر است؟ چه میزان داده را می خواهید نگه داری کنید؟ تمامی این ها به شما در انتخاب سطح Raid مناسب کمک می کند.

شما برای راه اندازی سطوح مختلف Raid روی سرور خود نیاز به کنترلرهایی دارد که به نام HPE Smart Array Controller شناخته شده اند. این کنترلرها از اطلاعات محافظت کرده و بدون اینکه وقفه ای در دسترسی داده ها ایجاد کنند امکان اصلاح آرایه ها را دارند. در واقع این کنترلرها روی امنیت سرور شما نقش مهمی داشته و بایستی در انتخاب و راه اندازی آن روی سرور تمرکز لازم را داشته باشید. این قطعات سخت افزاری کنترلر پس از نصب روی سرور و نصب نرم افزار HPE Array Configuration Utility براحتی مدیریت و می توان پیکربندی Raid و تنظیمات هارد را انجام داد.

ما در این مقاله به بررسی مدل های رید کنترلر نسل Gen10 می پردازیم:

HPE Smart Array SR Gen10 کنترلر های Raid قابل اعتمادی را برای درایوهای داخلی Hot-Plug و Non-Hot-Plug و درایو های خارجی JBOD برای سرور های HPE ProLiant Gen10 ارایه می دهند.

HPE Smart Array SR Gen10 شامل سه کلاس S، E و P می باشد. هر کلاس بسته به ویژگی های نرم افزار پشتیبانی Raid، سطوح Raid، عملکرد، ویژگی های سخت افزاری پورت های SAS/SATA، نوع پورت و فرم فاکتور متمایز می شود.

نوع a، b و c نشان دهنده سرور و ماژولار پشتیبانی شده می باشد. در واقع:

نوع a از پلتفرم های سرور مدل HPE ProLiant DL , HPE ProLiant ML پشتیبانی می کند.

نوع b از پلتفرم های سرور مدل HPE ProLiant BL پشتیبانی می کند.

نوع c از پلتفرم های سرور مدل HPE Synergy پشتیبانی می کند.

کلاسS:

کلاس S قابلیت های Raid نرم افزاری را برای سیستم عامل های ویندوز فراهم می کند. رید نرم افزاری HPE Smart Array S100i SR Gen10 SW Raid از 14 پورت SATA با سرعت 6Gb/s و سطوح 0، 1، 5 و 10 Raid را در سروهای HPE ProLiant پشتیبانی می کند.

کلاس E:

کنترلرهای Smart Array کلاس E در سطح Enterprise و سطوح Raid 0,1,5,10 عمل می کنند. این کنترلر ها بطور همزمان عملیات Raid و HBA را ترکیب می کنند و به حالت Mixed Mode می باشند. از پورت SATA با سرعت6Gb/s و 8 پورت SAS با سرعت 12Gb/s پشتیبانی می کنند. دسته های این کلاس شامل:

Essential Raid Controller:

HPE Smart Array E208i-a SR Gen10 part number: 804326-B21

HPE Smart Array E208i-p SR Gen10 part number: 804394-B21

HPE Smart Array E208e-p SR Gen10 part number: 804398-B21

HPE Smart Array E208i-c SR Gen10 part number: 823852-B21

کلاس P:

کنترلرهای Smart Array کلاسP برای افزایش عملکرد با پشتیبانی سطوح پیشرفته Raid از جمله Raid 0, 1, 5, 6, 10, 50, 60 مناسب می باشد. این کنترلرها بطور هم زمان عملیات Raid و HBA را ترکیب می کنند و به حالت Mixed Mode می باشند. از پورت SAS با سرعت 12Gb/s پشتیبانی می کند. دسته های این کلاس شامل:

Performance RAID Controller:

HPE Smart Array P408i-a SR Gen10

HPE Smart Array P408i-p SR Gen10

HPE Smart Array P408e-p SR Gen10

HPE Smart Array P816i-a SR Gen10

HPE Smart Array P204i-c SR Gen10

HPE Smart Array P408i-c SR Gen10

HPE Smart Array P416ie-m SR Gen10

HPE Smart Array P408e-m SR Gen10

HPE Smart Array P204i-b SR Gen10

هر سه کلاس سیستم عامل ویندوز را پشتیبانی می کنند. کلاس E و P روی Linux و VMware جوابگو می باشد. زمانیکه شما برای سرور خود هارد انتخاب می کنید بایستی توجه داشته باشید که هارد انتخابی شما از چه مدل رید کنترلری ساپورت می کند.

در اینجا نحوه خواندن اطلاعات درج شده بر روی دستگاه های رید کنترلر بر طبق نوع طبقه بندی هر قسمت نمایش داده شده است:

راهنمای خواندن رید کنترلر

تنظیمات Raid:

همیشه برای تنظیمات Raid که شما انتخاب می کنید به عوامل زیر توجه داشته باشید:

* تعداد گروه های Parity که شما دارید

* Fault Tolerance موردنیاز

* عملکرد نوشتن موردنیاز

* مقدار ظرفیت قابل استفاده

* اولویت فضای ذخیره سازی، نگه داری داده، عملکرد در مقابل هزینه

یادتان باشد اگر سیستم شما به Fault Tolerance بالایی نیاز دارد، باید سطح بهینه ای از Raid کردن را برای سیستم تان انتخاب نمایید.

شما زمانیکه سرورتان را در محیط iLO از راه دور کنترل می کنید می توانید مجدد به این تنظیمات دسترسی داشته باشید. در iLO در منوی information قسمت Storage تمامی اطلاعات مربوط به هاردهای نصب شده روی سرور و سلامت فیزیکی آنها بصورت Physical View و تنظیمات مربوط به Raid هاردها بصورت Logical View نشان داده می شود. در اینجا برشی از محیط iLO که مربوط به Raid می باشد نشان داده شده است:

زمانیکه هارد را بر روی سرور نصب می کنید از طریقPost Screen و زدن کلید F10 می توانید وارد محیط(SSA) Smart Storage Administrator شوید و سطح Raid مورد نظر برای هارد را انتخاب و هر تعداد هاردی که دارید، Raid شود. در نظر داشته باشید بعنوان مثال اگر 6 عدد هارد داشته باشید، می توانید 4 عدد از آنها را با Raid5 و 2 عدد دیگر را با Raid0 بر روی سیستم بالا بیاورید و لزوما نیازی نیست همه ی هاردها را با یک سطح Raid انجام دهید.

بطورکلی شما با نصب SAS Expander و انتخاب مدل مناسب Storage Smart Array می توانید هاردهای نصب شده بر روی سرور خود را مدیریت و از ازبین رفتن داده ها جلوگیری نمایید.