آرایه دیسک (Disk Array) چیست؟

چطور میشه اطلاعات رو امن‌تر و سریع‌تر ذخیره کرد؟ با آرایه دیسک!

سلام دوستان! توی این مقاله میخوایم ببینیم آرایه دیسک (Disk Array) چیه و چطوری میتونه بهمون کمک کنه اطلاعات مهم‌مون رو بهتر مدیریت کنیم. فرض کنید یه عالمه عکس خانوادگی، فیلم‌های خاطره‌انگیز یا پروژه‌های مهم کاری دارید. دلتون میخواد این اطلاعات هم سریع در دسترس باشن و هم اگه یه وقت یکی از دیسک‌های کامپیوترتون خراب شد، هیچکدوم از اطلاعات‌تون رو از دست ندید. راه حلش استفاده از آرایه دیسکه!

آرایه دیسک چیه اصلا؟

به زبان ساده، آرایه دیسک یعنی چند تا دیسک سخت (Hard Drive) رو با هم ترکیب کنیم تا مثل یه دیسک بزرگ و قوی عمل کنن. این ترکیب کردن می‌تونه به دو دلیل اصلی انجام بشه: افزایش سرعت و افزایش امنیت اطلاعات.

انواع مختلف آرایه دیسک

آرایه دیسک‌ها انواع مختلفی دارن که هر کدوم یه جور خاصی دیسک‌ها رو با هم ترکیب می‌کنن. به این انواع مختلف، سطح یا Level آرایه دیسک می‌گن. چند تا از معروف‌ترین‌هاش رو با هم بررسی می‌کنیم:

• RAID 0 (استریپینگ – Striping): توی این حالت، اطلاعات بین تمام دیسک‌ها پخش میشه. این کار باعث میشه سرعت خوندن و نوشتن اطلاعات خیلی بالا بره، چون هر دیسک یه تیکه‌ای از اطلاعات رو میخونه یا مینویسه. اما یه مشکل بزرگ داره: اگه فقط یکی از دیسک‌ها خراب بشه، تمام اطلاعات از بین میره! پس برای اطلاعات خیلی مهم مناسب نیس.
• RAID 1 (میرورینگ – Mirroring): توی این حالت، تمام اطلاعات روی دو تا دیسک کاملا کپی میشه. یعنی هرچی روی یه دیسک ذخیره میشه، دقیقا همون روی دیسک دیگه هم ذخیره میشه. این کار باعث میشه امنیت اطلاعات خیلی بالا بره، چون اگه یکی از دیسک‌ها خراب بشه، دیسک دیگه یه کپی کامل از اطلاعات رو داره. اما یه بدی هم داره: فقط نصف فضای دیسک‌ها قابل استفاده است. مثلا اگه دو تا دیسک ۱ ترابایتی داشته باشید، فقط ۱ ترابایت فضا برای ذخیره اطلاعات دارید.
• RAID 5 (پاریتی توزیع شده – Distributed Parity): این حالت یه ترکیبی از سرعت و امنیته. اطلاعات بین دیسک‌ها پخش میشه و یه سری اطلاعات اضافی به اسم پاریتی (Parity) هم ذخیره میشه. این اطلاعات پاریتی کمک میکنه اگه یکی از دیسک‌ها خراب بشه، اطلاعات رو بازسازی کنیم. RAID 5 به حداقل سه تا دیسک نیاز داره.
• RAID 10 (یا RAID 1+0): این حالت ترکیبی از RAID 1 و RAID 0 هست. اول اطلاعات رو به صورت RAID 1 (میرورینگ) کپی می‌کنیم و بعد این کپی‌ها رو به صورت RAID 0 (استریپینگ) بین چند تا گروه از دیسک‌ها پخش می‌کنیم. این کار باعث میشه هم سرعت بالا باشه و هم امنیت. RAID 10 به حداقل چهار تا دیسک نیاز داره.

اینا فقط چند تا از انواع رایج RAID بودن. انواع دیگه‌ای هم وجود دارن که برای کاربردهای خاص طراحی شدن. انتخاب نوع مناسب RAID بستگی به نیازهای شما و اهمیتی که برای سرعت و امنیت اطلاعات قائل هستید داره.

یه مثال ساده

فرض کنید یه شرکت کوچیک دارید که نیاز به یه سرور (Server) داره تا اطلاعات مشتری‌ها و فایل‌های مهم رو نگهداری کنه. اگه فقط یه دیسک سخت توی سرور باشه، اگه اون دیسک خراب بشه، تمام اطلاعات از بین میره و خسارت زیادی به شرکت وارد میشه. به جای این کار، میتونید از RAID 1 استفاده کنید. دو تا دیسک سخت میذارید توی سرور و اطلاعات رو روی هر دو دیسک کپی می‌کنید. حالا اگه یکی از دیسک‌ها خراب بشه، شرکت میتونه بدون از دست دادن اطلاعات به کارش ادامه بده.

چطوری آرایه دیسک رو پیاده سازی کنیم؟

دو راه برای پیاده‌سازی آرایه دیسک وجود داره:

• سخت‌افزاری (Hardware RAID): توی این حالت، یه کنترلر (Controller) جداگانه وجود داره که وظیفه مدیریت آرایه دیسک رو بر عهده داره. این کنترلر معمولا یه کارت جداگانه است که روی مادربورد (Motherboard) نصب میشه. RAID سخت‌افزاری معمولا سریع‌تر و قابل‌اعتمادتر از RAID نرم‌افزاریه.
• نرم‌افزاری (Software RAID): توی این حالت، سیستم‌عامل (Operating System) وظیفه مدیریت آرایه دیسک رو بر عهده داره. RAID نرم‌افزاری ارزون‌تر از RAID سخت‌افزاریه، اما معمولا سرعت کمتری داره و ممکنه فشار بیشتری به پردازنده (CPU) وارد کنه.

جدول خلاصه

سطح RAID	توضیحات	مزایا	معایب	حداقل تعداد دیسک
RAID 0	استریپینگ	سرعت بالا	امنیت پایین (از دست رفتن اطلاعات در صورت خرابی یک دیسک)	2
RAID 1	میرورینگ	امنیت بالا (کپی اطلاعات)	نصف شدن ظرفیت قابل استفاده	2
RAID 5	پاریتی توزیع شده	تعادل بین سرعت و امنیت	نیاز به حداقل سه دیسک	3
RAID 10	ترکیب RAID 1 و RAID 0	سرعت و امنیت بالا	هزینه بالا، نیاز به حداقل چهار دیسک	4

یه مثال دیگه با کد

اگه از سیستم عامل لینوکس (Linux) استفاده می کنید، می تونید از ابزار mdadm برای ایجاد RAID نرم افزاری استفاده کنید. مثلا برای ایجاد RAID 1 روی دو تا دیسک /dev/sdb و /dev/sdc، می تونید از این دستور استفاده کنید:

sudo mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdb /dev/sdc

این دستور یه دستگاه جدید به اسم /dev/md0 ایجاد میکنه که آرایه RAID 1 شماست. بعد از اون، می تونید این دستگاه رو مثل یه دیسک معمولی فرمت (Format) و استفاده کنید.

البطه قبل از فرمت کردن باید فراین synch اون کامل شه.

خلاصه

آرایه دیسک یه راه حل عالی برای افزایش سرعت و امنیت اطلاعاته. با انتخاب نوع مناسب RAID و پیاده‌سازی درست، میتونید خیالتون از بابت اطلاعات مهم‌تون راحت باشه. امیدوارم این مقاله بهتون کمک کرده باشه تا با مفهوم آرایه دیسک آشنا بشید.

کلمات کلیدی

آرایه دیسک، RAID، استریپینگ، میرورینگ، پاریتی، امنیت اطلاعات، سرعت، سرور، هارد درایو، کنترلر RAID، RAID سخت افزاری، RAID نرم افزاری، mdadm

RAID چیه؟

RAID مخفف Redundant Array of Independent Disks (آرایه افزونه از دیسک‌های مستقل) هست. به زبان ساده، یه روش برای ترکیب چند تا دیسک سخت به صورت یه واحد منطقیه.

کدوم سطح RAID برای من مناسب تره؟

انتخاب سطح RAID مناسب بستگی به نیازهای شما داره. اگه سرعت خیلی براتون مهمه و امنیت اطلاعات اهمیت زیادی نداره، RAID 0 میتونه گزینه خوبی باشه. اگه امنیت اطلاعات براتون خیلی مهمه، RAID 1 انتخاب مناسبیه. اگه یه تعادل بین سرعت و امنیت میخواین، RAID 5 یا RAID 10 گزینه های خوبی هستن.

آیا RAID جایگزین پشتیبان‌گیری (Backup) هست؟

نه، RAID جایگزین پشتیبان‌گیری نیست. RAID امنیت اطلاعات رو در برابر خرابی دیسک‌ها افزایش میده، اما از شما در برابر اشتباهات انسانی، ویروس‌ها یا بلایای طبیعی محافظت نمیکنه. همیشه یه استراتژی پشتیبان‌گیری جداگانه داشته باشید.

آیا میشه بعد از ایجاد RAID، دیسک بهش اضافه کرد؟

بستگی به سطح RAID و کنترلر RAID شما داره. بعضی از سطوح RAID (مثل RAID 5) این امکان رو میدن که دیسک به آرایه اضافه بشه (با عنوان Expansion)، اما این کار ممکنه زمان‌بر باشه و نیاز به پیکربندی (Configuration) مجدد داشته باشه.

هزینه RAID چقدره؟

هزینه RAID بستگی به تعداد دیسک‌ها، نوع کنترلر RAID (سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری) و سطح RAID داره. RAID نرم‌افزاری معمولا ارزون‌تر از RAID سخت‌افزاریه.