מה זה RAID?

משדרגים את יכולות איחסון התכנים שלכם בבית אבל לא יודעים מה זה RAID ומה ההבדל בין הסוגים השונים? יעקב לנגרמן ...

7:00
  /  
28.04.2010
  
מאת: יאן (יעקב) לנגרמן

הקדמה

רייד או RAID באנגלית, הוא קיצור של Redundant Array of Inexpensive Disks או בעברית: "מערך יתיר של כוננים זולים". הדבר הראשון שאתם בטח שואלים את עצמכם עכשיו הוא "מה זאת יתירות?". יתירות היא האפשרות של מערך כלשהו של מידע לשרוד הרס של כונן קשיח מסויים בתוך המערך עצמו. כלומר אם יש כונן קשיח אחד שנהרס הדבר לא יגרום לאובדן מידע מלא.

מה RAID עושה?
רייד משתמש במספר כוננים קשיחים על מנת ליצור כונן וירטואלי אחד בנפח גדול יותר בנפח של כל הקשיחים או חלקם.

למה עושים אותו?
בשביל לנצל את היתרונות של רמות הרייד השונות (הסבר בהמשך), החל מאותה היתירות שמונעת אובדן מידע במקרה של תקלה פיזית בקשיח ועד להשגת מהירות כתיבה/קריאה גדולה יותר.


מערך כוננים קשיחים: כל אחד יכול להרכיב לבד בבית

איך עושים RAID?

RAID יכול להתבצע ב-4 דרכים שונות:

  • רייד תוכנה – ה-RAID הכי בסיסי ומוגבל שמשתמש בתוכנה יעודית בשביל לדמות וליצור מערך רייד. מאוד לא מומלץ (אלא אם כן אתם בלינוקס).
  • רייד חומרה – מבחינת המשתמש הרגיל מדובר ברייד שמשתמש בבקר RAID מובנה שיש בלוח האם שלו. בדרך כלל מדובר ברייד שיש לאפשר דרך ה-BIOS של הלוח אם ולאחר מכן לגשת אליו עם תוכנה יעודית בשביל להפעיל אותו. מדובר ברמה אחת מעל רייד תוכנה אבל עדיין לא ה"ארץ המובטחת" של הרייד.
  • בקר רייד יעודי – פה מדובר כבר על כרטיס הרחבה שמתחבר ללוח אם שלכם בחיבור PCI-Express (בבקרים החדשים) ושיש לו זיכרון ומעבד משלו בשביל להפעיל את המערך של ה-RAID. מדובר בפתרון המתקדם והטוב ביותר אבל גם ביקר מבינהם (בקר איכותי יתחיל במחיר של מעל 1000 שקלים).
  • בקר FAKE RAID – כמו שהשם מרמז מדובר על בקר RAID שהוא לא בדיוק בקר RAID מלא, אלא מדובר בכרטיס הרחבה המאפשר הוספה של מספר כוננים קשיחים אליו ואז שימוש בתוכנה ייעודית של הבקר בשביל להריץ עליהם מערך. מדובר בפתרון ביניים זול יותר ואיכותי (תלוי בחברה).

מהם היתרונות והחסרונות של הדרכים הללו?

  • רייד תוכנה:
    יתרונות: לא עולה כסף, אין צורך בלוח יעודי עם בקר מובנה, אמין במערכות LINUX ודומיהם.
    חסרונות: איטי יחסית לשאר האופציות, ולא אמין, במיוחד ב-Windows.
  • רייד חומרה:
    יתרון: עדיף על רייד תוכנה מבחינת אמינות ומהירות.
    חסרונות: אי אפשר להעביר מערך RAID בין לוחות אם (אפשרי בחלק מהמקרים אבל לא מומלץ), מצריך לוח עם בקר תואם.
  • בקר FAKE RAID:
    יתרונות: זול יחסית, ומוסיף עוד יציאות SATA מלבד אלו שבלוח.
    חסרונות: האמינות והביצועים תלויים ישירות באיכות המוצר.
  • בקר רייד יעודי:
    יתרונות: ביצועים מקסימליים עם אמינות גבוהה, מספר גבוה של חיבורי SATA.
    חסרון: יקר, מאוד יקר.

אז איך אני עושה RAID בפועל?

אני אתייחס רק לנושא רייד החומרה המובנה של לוח האם מאחר וזהו הרייד הנפוץ אצל המשתמשים הביתיים.
במקרה הזה כל אחד צריך ללכת לחוברת של לוח האם שלו, לפתוח תחת הכותרת RAID ולקרוא את ההוראות, וזאת מכיוון שאפילו כשהלוחות משתמשים באותו צ´יפסט לא תמיד מדובר על תהליך זהה.

 
מומלץ לשים כוננים קשיחים זהים במערך ה-RAID

צריך כוננים קשיחים מיוחדים בשביל זה?
לא, אין שום צורך בקניית כוננים קשיחים מיוחדים (ויש כאלו עם התוספת RAID בשם דגם שעולים הרבה יותר מכונן קשיח רגיל ללא הצדקה).
כל כונן קשיח רגיל יכול להיות חלק ממערך RAID.

האם אני יכול להשתמש בכוננים קשיחים שיש עליהם מידע בשביל RAID?
לא. כחלק מתהליך בניית מערך הרייד המידע שיש על הכוננים הקשיחים מושמד.
אין אפשרות ליצור מערך RAID תוך כדי שמירה על המידע שיש על הכוננים הקשיחים, אלא יש צורך לגבותו בכונן קשיח נפרד.

אפשר להשתמש בכוננים קשיחים שונים ל-RAID?
כן ולא.
באופן מעשי אפשר לחבר כוננים קשיחים שונים בנפחים שונים וליצור מהם מערך RAID, אבל אז יקרה מצב שבו הנפח של המערך יבוסס על הכונן הקשיח בעל הנפח הקטן ביותר, והמהירות תוגבל למהירות של הכונן הקשיח האיטי במערך.
תמיד מומלץ להשתמש בכוננים קשיחים זהים.

רמות ה-RAID השונות

רמות הרייד הם הסוגים השונים של הרייד שאפשר לבצע. יש מספר סוגים די גדול שתוכלו לקרוא עליו בפירוט כאן, ובפורומים השונים של טכנולוגיית מחשבים, דוגמת הפורום IOPANEL.
אבל אני אתמקד ב-3 רמות עיקריות. רייד 0, רייד 1 ורייד 5.

RAID 0
מערך של שני כוננים קשיחים לפחות, שבהם כל המידע מחולק בין הכוננים, כאשר על כל קשיח כתוב חלק מהמידע.
זהו הרייד היחיד שהוא לא באמת רייד מאחר ואין בו יתירות של כוננים אלא רק הגברת מהירות.

נפח? N. דוגמא: 2 כוננים קשיחים של 1 טרה-בייט ברייד 0 יתנו נפח של 2 טרה-בייט.

שרידות? אין. ולכן, מדובר באחוז כשל מוגדל של 9.75% (בהנחה שאחוז כשל של כונן בודד הוא 5%).

היתרון? מהירות מוגברת. הלוח אם כותב וקורא ממספר כוננים קשיחים במקביל ולכן מהירות הקריאה והכתיבה גדלה.

החסרון? הסיכוי לאובדן מידע גדל ככל שמוסיפים יותר קשיחים. במערך הזה אין יתירות ולכן אובדן של כונן קשיח אחד יגרום לאובדן מעשי של כל המידע במערך.

איבדתי כונן, מה אני עושה עם השני? אין מה לעשות איתו והמידע אבוד. בשביל לחזור ולהשתמש בכונן שנשאר ככונן רגיל יש לפרמט אותו.

RAID 1
מערך של שני כוננים לפחות, שבהם המידע נכתב בו זמנית לשני הכוננים.
קוראים למערך הזה גם רייד מראה. חשוב להדגיש: רייד 1 הוא לא צורה של גיבוי. מידע שנמחק באופן יזום מכונן קשיח אחד יימחק גם מהשני.

נפח? N/2. דוגמא: 2 כוננים קשיחים של 1 טרה-בייט 1 יתנו נפח של 1 טרה-בייט.

שרידות? יש. אחוז כשל מוחלט (של שני הכוננים הקשיחים) קטן של 0.25% (בהנחה שאחוז כשל של כונן בודד הוא 5%).

היתרונות? מהירות מוגברת (בשימוש בבקר יעודי), שרידות מידע.

החסרון? אובדן נפח.

מה קורה כאשר כונן אחד נהרס? מבחינת המשתמש לא קורה כלום. המערכת תודיע כי אחד הכוננים הקשיחים לא תקין ותבקש ממך להחליף אותו בהקדם האפשרי. מכניסים כונן קשיח חדש ואז המערכת תשחזר את המידע מהכונן שהיה כל הזמן תקין לכונן החדש, וכל זאת מבלי שתצטרך להפסיק את העבודה הרגילה על המחשב.

RAID 5
מערך של שלושה כוננים קשיחים לפחות, בהם המידע נכתב בו זמנית על מספר כוננים קשיחים בדומה לרייד 0, אבל בשונה ממנו נכתבת גם נוסחא שמאפשר שיחזור של המידע במקרה של אובדן של כונן קשיח אחד (אני לא אכנס להסברים על איך זה עובד בפועל, אבל אפשר לקרוא על זה בפירוט לאחר חיפוש קצר ברשת).

נפח? N-1. דוגמא: 3 כוננים קשיחים של 1 טרה-בייט ברייד 5 יתנו נפח כולל של 2 טרה-בייט.

שרידות? יש.

היתרונות? מהירות מוגברת (אבל נמוכה מרייד 0), שרידות במקרה של אובדן קשיח בודד.

החסרון? מצריך בקר ייעודי בשביל ניצול מירבי של המערך.

לשרשור הדיון והתגובות למאמר "מה זה RAID?", לחצו כאן.

 


7:00
  /  
28.4.2010
  
מאת: יאן (יעקב) לנגרמן

1