تفاوت RAID سخت افزاری و RAID نرم افزاری

سخت افزار RAID (آرایه سخت افزاری اضافی از دیسک مستقل)
سخت افزار RAID شکلی از RAID (آرایه اضافی از دیسک های مستقل) است که در آن پردازش روی مادربرد یا یک کارت RAID جداگانه انجام می شود.

RAID داده ها را روی چندین هارد دیسک پخش می کند و عملیات I/O همپوشانی را متعادل می کند. این عملکرد را بهبود می بخشد و میانگین زمان بین خرابی ها و تحمل خطا را افزایش می دهد. RAID می تواند در قالب یک سیستم سخت افزاری یا نرم افزاری باشد.

با RAID سخت افزاری، دیسک های منطقی پیکربندی شده و در خارج از سیستم منعکس می شوند. یک کنترل کننده فیزیکی آرایه را مدیریت می کند و داده ها را به عنوان واحدهای منطقی به برنامه ها و سیستم عامل ها ارائه می دهد. کنترلر روی یک گذرگاه PCI قرار دارد.

تفاوت RAID سخت افزاری و RAID نرم افزاری در جایی است که پردازش RAID اتفاق می افتد. نرم افزار RAID پردازش را روی CPU میزبان انجام می دهد. از آنجایی که از پردازنده سرور استفاده نمی کند، RAID سخت افزار عملکرد بهتری را ارائه می دهد. با این حال، به دلیل نیاز به سخت افزار اضافی، گران تر از RAID نرم افزاری است.

نرم افزار RAID (آرایه نرم افزاری اضافی از دیسک مستقل)
نرم افزار RAID شکلی از RAID (آرایه اضافی از دیسک های مستقل) است که بر روی سرور داخلی انجام می شود.

RAID یک روش حفاظت از داده است. برای RAID نرم افزار، داده ها در CPU سرور میزبان پیکربندی می شوند. RAID سخت افزاری از مادربرد داخلی یا کارت RAID جداگانه استفاده می کند.

از آنجایی که RAID نرم‌افزاری روی سرور داخلی پردازش می‌کند، کندتر از RAID سخت‌افزاری است، اما، چون RAID سخت‌افزاری نیاز به خرید سخت‌افزار اضافی دارد، RAID نرم‌افزار هزینه کمتری دارد.

4.3. RAID سخت افزاری در مقابل RAID نرم افزاری
دو رویکرد RAID ممکن وجود دارد: RAID سخت افزاری و RAID نرم افزاری.

 RAID سخت افزاری
آرایه مبتنی بر سخت افزار، زیرسیستم RAID را مستقل از میزبان مدیریت می کند. این یک دیسک در هر آرایه RAID به میزبان ارائه می کند.

یک دستگاه RAID سخت افزاری به کنترل کننده SCSI متصل می شود و آرایه های RAID را به صورت یک درایو SCSI ارائه می دهد. یک سیستم RAID خارجی تمام “هوش” مدیریت RAID را به یک کنترلر واقع در زیر سیستم دیسک خارجی منتقل می کند. کل زیرسیستم از طریق یک کنترلر SCSI معمولی به میزبان متصل می شود و به عنوان یک دیسک به نظر می رسد.

کارت های کنترلر RAID مانند یک کنترلر SCSI برای سیستم عامل عمل می کنند و تمام ارتباطات واقعی درایو را مدیریت می کنند. کاربر درایوها را به کنترلر RAID متصل می کند (درست مانند یک کنترلر معمولی SCSI) و سپس آنها را به پیکربندی کنترلرهای RAID اضافه می کند و سیستم عامل تفاوت را متوجه نمی شود.

RAID نرم افزاری
نرم افزار RAID سطوح مختلف RAID را در کد دیسک هسته (دستگاه بلوک) پیاده سازی می کند. ارزان‌ترین راه‌حل ممکن را ارائه می‌دهد، زیرا به کارت‌های گران‌قیمت کنترل‌کننده دیسک یا شاسی Hot-swappable نیازی نیست. نرم افزار RAID همچنین با دیسک های ارزان تر IDE و همچنین دیسک های SCSI کار می کند. با پردازنده های سریعتر امروزی، نرم افزار RAID از RAID سخت افزاری بهتر عمل می کند.

هسته لینوکس حاوی یک درایور MD است که به راه حل RAID اجازه می دهد کاملاً مستقل از سخت افزار باشد. عملکرد یک آرایه مبتنی بر نرم افزار به عملکرد و بارگذاری CPU سرور بستگی دارد.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نرم افزار RAID، در اینجا ویژگی های کلیدی وجود دارد:

فرآیند بازسازی رشته ای

پیکربندی مبتنی بر هسته

قابلیت حمل آرایه ها بین ماشین های لینوکس بدون بازسازی

بازسازی آرایه پس زمینه با استفاده از منابع سیستم بیکار

پشتیبانی از درایو با قابلیت Hot-swappable

تشخیص خودکار CPU برای استفاده از بهینه سازی های خاص CPU

مقایسه گام به گام RAID: RAID نرم افزاری در مقابل RAID سخت افزاری
دقیقاً RAID چیست و چرا اینقدر مهم است؟
یک آرایه اضافی از دیسک‌های مستقل یا RAID، تکنیکی برای ترکیب منطقی چندین هارد دیسک در یک مجموعه واحد به منظور افزایش عملکرد ذخیره‌سازی و بهبود مدیریت آن است. اکنون، بسته به نحوه پیکربندی RAID شما، می‌توانید به سطح خاصی از سرعت و قابلیت اطمینان برسید.

اگر زمان آپدیت و مقیاس پذیری برای کسب و کار شما ضروری باشد، RAID بسیار مفید است. با کمک پشتیبان‌گیری می‌توان از از دست دادن اطلاعات عمده جلوگیری کرد. بدون هیچ گونه خرابی یا از دست دادن اطلاعات، RAID به شما امکان می دهد از شکست یک یا چند دیسک جان سالم به در ببرید. اگر مشکلات ورودی/خروجی دیسک شما باعث شود برنامه‌های شما منتظر بمانند تا دیسک‌ها وظایف خود را تکمیل کنند، RAID نیز مفید است. RAID با اجازه دادن به شما برای خواندن و نوشتن داده ها از چندین درایو به جای یک درایو، توان عملیاتی بیشتری را برای شما فراهم می کند.

پیکربندی های مختلف Raid چیست؟
تعداد زیادی پیکربندی RAID محبوب وجود دارد. در اینجا خلاصه ای سریع از هر کدام آورده شده است.

RAID 0:
RAID 0 به عنوان اساسی ترین سطح RAID در نظر گرفته می شود. عملکرد خواندن/نوشتن و ظرفیت ذخیره سازی با استفاده از دو یا چند درایو به طور همزمان در یک درایو بهبود می یابد. با این حال، در صورت خرابی درایو هیچ محافظتی ارائه نمی دهد و خطر فاجعه داده را افزایش می دهد. اگر یکی از درایوها از کار بیفتد، تمام داده های آرایه RAID 0 از بین می رود. سیستم های ماموریت حیاتی نباید از آن استفاده کنند.

RAID 1
RAID 1 از دو درایو برای تولید یک آینه استفاده می کند، به این معنی که همه چیز در هر یک از آنها یکسان است. اگر درایو از بین برود، کنترل کننده از درایو آینه ای برای بازیابی اطلاعات و عملیات مداوم استفاده می کند. تا دو برابر عملکرد خواندن یک درایو را ارائه می دهد اما سرعت نوشتن را افزایش نمی دهد. از آنجایی که همه داده ها دو بار نوشته می شوند، بزرگترین اشکال این است که ظرفیت ذخیره سازی موثر تنها نیمی از ظرفیت کلی درایو است.

RAID 2
با RAID 2، هر بیت از داده ها راه راه می شود و در یک درایو یا نوار متفاوت نوشته می شود. لگاریتم تعداد دیسک هایی که از داده های ذکر شده محافظت می کنند برابر است با تعداد دیسک هایی در RAID 2 که برای ذخیره داده ها به کار می روند. هر دیسک در RAID 2 به عنوان یک دیسک منفرد با ظرفیتی برابر با ظرفیت کل دیسک های ذخیره سازی داده عمل می کند. زمانی که RAID 2 در حال استفاده است، همگام سازی همه درایوها ضروری است.

RAID 3
مشابه RAID 0، RAID 3 شامل یک دیسک دوم در آرایه است، اما به صراحت از خط کشی در سطح بایت استفاده می کند. می‌توانیم آن را «دیسک برابری» بدانیم زیرا برای ذخیره الگوریتم‌های هش استفاده می‌شود و از یک پردازنده خاص در محاسبه کد برابری پشتیبانی می‌کند. اطلاعات پیکربندی به بایت های مجزا تقسیم می شود و سپس در دیسک ذخیره می شود. با محاسبه صحیح بایت‌های باقی‌مانده و بایت‌های برابری که با آنها مطابقت دارند، بازیابی داده‌ها را در صورت خرابی امکان‌پذیر می‌کند.

RAID 4
RAID 3 و RAID 4 تقریباً مشابه هستند. تمایز اصلی در نحوه اشتراک گذاری داده ها است. آنها پس از جدا شدن به بلوک ها روی دیسک ها قرار می گیرند. هر بلوک ضبط شده برای هر ردیف از داده های نوشته شده در یک دیسک برابری نوشته می شود. در اصل، RAID 4 داده ها را در سطح بایت به جای سطح بلوک نواری می کند. شباهت های بیشتری به RAID 3 وجود دارد، اگرچه تمام داده های برابری به یک دیسک محدود می شوند. برابری توزیع شده در RAID 4 استفاده نمی شود.

RAID 5
محبوب‌ترین و ایمن‌ترین سطح RAID RAID 5 است. مزایای RAID 0 و RAID 1 را ارائه می‌کند و تعادل مناسبی بین امنیت، سرعت و عملکرد ارائه می‌دهد. با این حال، حداقل به سه دیسک نیاز دارد و سرعت خواندن را افزایش می دهد در حالی که عملکرد نوشتن را کاهش می دهد. RAID 5 برابری را به آرایه اضافه می کند که در مجموع به فضای یک دیسک نیاز دارد. خرابی یک دیسک نیز در این سطح قابل قبول است.

RAID 6
اصل RAID 5 در RAID 6 استفاده می شود، اما داده های برابری به جای آن روی دو درایو نوشته می شود. این به حداقل چهار دیسک نیاز دارد و البته احتمال خرابی همزمان دو درایو بسیار دور است. با این حال، اگر یک دیسک در RAID 5 از کار بیفتد، بازسازی چندین ساعت طول می کشد. اگر یک درایو دوباره از کار بیفتد، همچنان تمام اطلاعات خود را از دست خواهید داد. آرایه RAID حتی در هنگام استفاده از RAID 6 از شکست دوم نیز جان سالم به در خواهد برد.

تفاوت اصلی بین RAID نرم افزار و سخت افزار چیست؟
یکی از محبوب ترین تکنیک ها برای افزایش کارایی و ظرفیت رسانه های ذخیره سازی RAID است. هم نرم افزار و هم سخت افزار لازم برای RAID قابل استفاده است. بیایید تفاوت های اصلی بین RAID سخت افزاری و نرم افزاری را بررسی کنیم.

سخت افزار RAID یک سیستم پردازشی است که در آن درایو حافظه حافظه دستگاه با استفاده از یک واحد کنترل تخصصی به نام کنترلر RAID تقسیم می شود. بر خلاف آن، استراتژی RAID جدیدتر به عنوان RAID نرم افزاری شناخته می شود. بر اساس همان اصول اساسی RAID سخت افزاری است، اما از نرم افزار برای انجام این روش استفاده می کند.

مزایا و معایب استفاده از نرم افزار RAID چیست؟
استفاده از منابع محاسباتی سیستم عاملی که دیسک های RAID در آن قرار می گیرند، مزیت اصلی استفاده از نرم افزار RAID است. از آنجایی که به کنترلر RAID سخت افزاری اضافی نیاز نیست،

هزینه او کاهش می یابد علاوه بر این، کاربران را قادر می‌سازد تا تنظیمات آرایه‌ها را بدون ایجاد اختلال در کنترلر RAID سخت‌افزاری تغییر دهند.

یک اشکال کلیدی RAID نرم افزاری این است که معمولاً کندتر است. ممکن است سایر فرآیندهای سرور و همچنین عملکرد خواندن و نوشتن پیکربندی RAID شما را کند کند. جایگزینی دیسک های آسیب دیده با RAID نرم افزاری کمی دشوارتر است. ابتدا باید به سیستم خود دستور دهید که استفاده از دیسک را متوقف کند تا بتوانید آن را جایگزین کنید.

مزایا و معایب استفاده از RAID سخت افزاری چیست؟
سخت افزار RAID از کنترل کننده ها برای حفظ پیکربندی RAID مستقل از سیستم عامل استفاده می کند. این یک سیستم پردازش اختصاصی است. دیسک هایی که کنترلر RAID کنترل می کند، قدرت پردازشی را از دست نمی دهند. در نتیجه ممکن است داده ها با فضا و سرعت بیشتری خوانده و نوشته شوند. تعویض دیسک آسیب دیده آسان است. فقط قدیمی را بردارید و جدید را وارد کنید.

اشکال اصلی سخت افزار RAID این است که به سخت افزار کنترلر اضافی نیاز دارد. در مقایسه با RAID نرم افزار، هزینه بالاتر است. برای اینکه سیستم RAID همانطور که پیکربندی کرده اید عمل کند، باید یک کنترلر RAID سازگار پیدا کنید تا آن را جایگزین کنترلر خراب کنید.

بهترین گزینه کدام است؟ آیا این یک RAID نرم افزاری است یا یک RAID سخت افزاری؟
بسته به نیاز و بودجه خود، باید بین RAID نرم افزاری و RAID سخت افزاری تصمیم بگیرید. به طور کلی، RAID سخت‌افزاری گران‌تر از RAID نرم‌افزاری است، اما عملکرد بالاتری را ارائه می‌دهد، شما را از محدودیت‌های RAID نرم‌افزاری رها می‌کند و به شما آزادی بیشتری در نحوه استفاده از آن و تنظیماتی که می‌تواند انجام دهد، می‌دهد. در صورتی که بودجه شما اجازه دهد، بدون شک RAID سخت افزاری راهی است.

منبع