RAID (مخفف Redundant Array of Independent Disks) چند دیسک فیزیکی را به یک دیسک منطقی تبدیل می کند تا اگر یکی از دیسک ها خراب شد سرور از کار نیفتد، یا سرعت خواندن و نوشتن بیشتر شود، یا هر دو. انواع RAID در این دو هدف با هم فرق دارند: هر سطح بخشی از ظرفیت را برای حفاظت کنار می گذارد و سرعت نوشتن متفاوتی دارد. سطح های رایج در سرور RAID 1، 5، 6 و 10 هستند. RAID 0 هم کاربردهای خاص خودش را دارد.
جدول تفاوت انواع RAID
ستون آخر برای مثال چهار دیسک 4 ترابایتی حساب شده است؛ RAID 1 معمولاً با دو دیسک ساخته می شود.
| سطح | حداقل دیسک | ظرفیت قابل استفاده | تحمل خرابی | هزینه هر نوشتن | مثال با 4 دیسک 4 ترابایتی |
|---|---|---|---|---|---|
| RAID 0 | 2 | همه دیسک ها | هیچ | 1 عملیات | 16 ترابایت |
| RAID 1 | 2 | یک دیسک | 1 دیسک | 2 عملیات | 4 ترابایت (با 2 دیسک) |
| RAID 5 | 3 | همه منهای یک دیسک | 1 دیسک | 4 عملیات | 12 ترابایت |
| RAID 6 | 4 | همه منهای دو دیسک | 2 دیسک | 6 عملیات | 8 ترابایت |
| RAID 10 | 4 | نصف دیسک ها | 1 دیسک در هر جفت آینه | 2 عملیات | 8 ترابایت |
«هزینه هر نوشتن» تعداد عملیات دیسکی است که هر نوشتن کوچک تصادفی در آن سطح لازم دارد. در RAID 5 و 6 کنترلر باید داده و توازن (Parity) قدیمی را بخواند، توازن جدید را حساب کند و هر دو را بنویسد. به همین دلیل دیتابیسی که زیاد می نویسد روی RAID 5 کندتر از RAID 10 است، حتی با دیسک های یکسان.
RAID 0 فقط برای سرعت
RAID 0 داده را نواری (Striping) روی همه دیسک ها پخش می کند. سرعت و ظرفیت بیشترین است، اما خرابی هر کدام از دیسک ها یعنی از دست رفتن کل داده. فقط برای داده موقتی مناسب است که از جای دیگری قابل بازسازی است، مثل فضای scratch پردازش ها یا کش.
RAID 1 و آینه کردن دو دیسک
در RAID 1 هر چیزی روی یک دیسک نوشته می شود، روی دیسک دوم هم نوشته می شود. اگر یکی خراب شود سرور با دیسک دیگر ادامه می دهد. ساده ترین و مطمئن ترین انتخاب برای دیسک سیستم عامل سرور است، و برای سرورهای کوچکی که فقط دو دیسک دارند.
RAID 5 و خطر بازسازی دیسک های بزرگ
RAID 5 ظرفیت یک دیسک را برای توازن کنار می گذارد و خرابی یک دیسک را تحمل می کند. بیشترین ظرفیت را بین سطح های امن می دهد و سال ها استاندارد فایل سرورها بود.
مشکلش در زمان بازسازی (Rebuild) است. وقتی یک دیسک خراب شد و دیسک جدید جایش گذاشتید، کنترلر باید کل داده دیسک های باقی مانده را بخواند تا دیسک جدید را بسازد. روی هاردهای مکانیکی چند ترابایتی این کار می تواند یک روز یا بیشتر طول بکشد و در تمام این مدت آرایه هیچ حفاظتی ندارد. اگر در همین مدت دیسک دیگری خراب شود، یا یک سکتور خوانده نشود، بازسازی شکست می خورد. برای همین با هاردهای مکانیکی بزرگ RAID 6 یا RAID 10 انتخاب امن تری است. RAID 5 با SSDهای کم ظرفیت که سریع بازسازی می شوند هنوز قابل استفاده است.
RAID 6: تحمل خرابی دو دیسک
RAID 6 دو بلوک توازن مستقل دارد و خرابی همزمان دو دیسک را تحمل می کند. هزینه اش ظرفیت دو دیسک و نوشتن کندتر است. برای فایل سرور، آرشیو و مقصد بکاپ که داده زیاد و نوشتن تصادفی کم دارند، تعادل خوبی بین ظرفیت و حفاظت است.
RAID 10 برای دیتابیس و مجازی سازی
RAID 10 دیسک ها را جفت جفت آینه می کند و بعد داده را روی این جفت ها نواربندی می کند. نصف ظرفیت از دست می رود، اما نوشتن سریع است و بازسازی فقط کپی یک دیسک از جفت سالمش است، که خیلی سریع تر از بازسازی RAID 5 و 6 تمام می شود. برای دیتابیس، هاست مجازی سازی و هر باری که نوشتن تصادفی زیاد دارد، RAID 10 انتخاب معمول است.
RAID 50 و RAID 60 هم ترکیب نواربندی با چند گروه RAID 5 یا 6 اند و در آرایه هایی با تعداد دیسک زیاد استفاده می شوند.
RAID سخت افزاری یا نرم افزاری
RAID سخت افزاری روی کارت کنترلر اجرا می شود (مثل Smart Array در سرورهای HP یا PERC در Dell) و سیستم عامل فقط یک دیسک منطقی می بیند. کنترلر خوب کش نوشتن دارد که با باتری یا حافظه فلش محافظت می شود. اگر این باتری خراب باشد، بیشتر کنترلرها کش نوشتن را خاموش می کنند و سرعت RAID 5 و 6 به شدت پایین می آید. وضعیت باتری کنترلر را در مانیتورینگ سرور بگذارید؛ نمونه اش را در آموزش نصب Zabbix می بینید.
RAID نرم افزاری را سیستم عامل مدیریت می کند: mdadm در لینوکس، ZFS با RAIDZ، یا Storage Spaces در ویندوز. به کارت جداگانه نیاز ندارد و به برند کنترلر وابسته نیست، پس اگر سرور خراب شد دیسک ها را می شود در سرور دیگری خواند. برای NVMe هم معمولاً راه اصلی است، چون بیشتر کنترلرهای RAID قدیمی NVMe را پشتیبانی نمی کنند. تفاوت رابط های دیسک را در فرق SSD و NVMe در سرور توضیح داده ایم.
انواع RAID در سرورهای HP
در سرورهای HP ProLiant نسل Gen9 و Gen10، RAID با ابزار Smart Storage Administrator ساخته می شود که از داخل Intelligent Provisioning (کلید F10 هنگام بوت) در دسترس است. همه سطح های بالا در کنترلرهای Smart Array پشتیبانی می شوند، اما بعضی مدل های پایه کنترلر RAID 5 و 6 را فقط با لایسنس یا ماژول کش فعال می کنند. پیش از خرید سرور استوک، مدل کنترلر و وجود ماژول کش و باتری را بپرسید. در تأمین سرور HP این موارد را پیش از تحویل بررسی و تنظیم می کنیم.
بعد از خرابی دیسک چه کنیم
- دیسک معیوب را با مدل هم ظرفیت یا بزرگ تر عوض کنید و مطمئن شوید دیسک درست را بیرون می کشید. چراغ وضعیت و شماره اسلات را قبلش در ابزار مدیریت چک کنید.
- تا تمام شدن بازسازی، بار سنگین مثل بکاپ کامل را روی سرور اجرا نکنید.
- اگر کنترلر آرایه را Failed نشان می دهد، دیسک ها را از جایشان تکان ندهید و آرایه را از نو نسازید. ساختن دوباره آرایه روی همان دیسک ها می تواند داده را غیرقابل بازیابی کند.
- یک دیسک Hot Spare در آرایه بگذارید تا بازسازی بدون انتظار برای خرید دیسک شروع شود.
اگر آرایه از دست رفته یا بازسازی شکست خورده، پیش از هر اقدامی با بازیابی اطلاعات سرور و RAID تماس بگیرید.
RAID جای بکاپ را نمی گیرد
انتخاب دیسک برای آرایه در هارد SAS سرور آمده است.
منابع و مستندات رسمی
RAID سرور را در برابر خرابی دیسک سرپا نگه می دارد. فایلی که اشتباهی پاک شود، دیتابیسی که خراب شود یا دیسک هایی که باج افزار رمزگذاری کند، روی همه دیسک های آرایه همزمان خراب می شوند. برای این اتفاق ها بکاپ جداگانه لازم است، ترجیحاً یک نسخه بیرون از همان سرور (مثلاً روی یک NAS جداگانه) و یک نسخه که از شبکه قابل تغییر نباشد. اینکه بکاپ فعلی شما واقعاً قابل بازگردانی است یا نه را در بررسی رایگان بکاپ تست می کنیم.
