شرح RAID 0 و RAID 1 و RAID 5

قد تكون محركات الأقراص الصلبة (HDDs) ومحركات الأقراص الصلبة (SSDs) عجائب تكنولوجية صغيرة الحجم ومدمجة ومزودة بجميع أنواع التطورات المتطورة، ولكن على الرغم من ذكائها، فهي غبية للغاية. إذا فقدت الطاقة في الوقت غير المناسب، أو تعرضت لمشكلة في محرك الأقراص، أو واجهت ارتفاعًا مفاجئًا في الطاقة، فقد يتم محو نظام التشغيل والتطبيقات وحتى بياناتك الثمينة من على وجه الأرض. لحسن الحظ، هناك طرق لإدارة محركات الأقراص الثابتة بحيث لا تكون هذه اللحظات التي تؤدي إلى فقدان البيانات كارثية تمامًا. لنتحدث عن RAID.

RAID تعني أحد أمرين، اعتمادًا على حالتك المزاجية: إما أنها تعني "مصفوفة متكررة من الأقراص المستقلة " أو "مصفوفة متكررة من الأقراص الرخيصة ". الفرق دقيق، ولكن يمكنك استخدام أيهما تريد، اعتمادًا على المبلغ الذي دفعته مقابل محركات الأقراص المعنية. والمحركات، بصيغة الجمع، هي المفتاح هنا، حيث لا يمكنك القيام بأي شيء مفيد باستخدام RAID إذا كان لديك محرك واحد فقط. فأنت بحاجة إلى عدة محركات.

بشكل أساسي، يتيح لك RAID إعداد محركات الأقراص الخاصة بك بطريقة تحسن سرعة أو موثوقية محركات الأقراص، باستخدام ثلاث تقنيات: التجزئة، والنسخ المتطابق، والتكافؤ. شريطة أن يكون لديك عدد كافٍ من محركات الأقراص، يمكن الجمع بين هذه التقنيات المختلفة بحيث تحصل على مجموعة سريعة من محركات الأقراص التي توفر أيضًا مستوى معينًا من الحماية ضد الأخطاء والعيوب. تجدر الإشارة هنا إلى أنه إذا كانت بياناتك مهمة، فإن RAID لا يمثل شكلاً كافياً من أشكال الحماية بحد ذاته، ويجب أن يكون لديك خطة نسخ احتياطي أيضاً.

الآن بعد أن تخلصنا من هذا الأمر، دعونا نتحدث عن المستويات المختلفة المتاحة من RAID.

حظي RAID 0 بلحظة قصيرة في دائرة الضوء باعتباره وسيلة رائعة لمضاعفة أداء محركات الأقراص الصلبة تقريبًا في وقت كانت فيه SSDs قريبة من الوعد ولكن التكاليف كانت مرتفعة للغاية. وهو يستخدم بشكل أساسي محركين متطابقين بالتوازي ويقسم (يوزع) البيانات على كلا المحركين لتحقيق زيادة ملحوظة في الأداء. شهدت بعض العمليات أداءً مضاعفًا تقريبًا في أفضل الحالات، وهو ما كان كافيًا لترسيخ RAID 0 كخيار مفضل لمحبي الأداء.

تكمن مشكلة RAID 0 في أنه من وجهة نظر تحمل الأعطال، فهو أسوأ بكثير من تشغيل محرك أقراص واحد بمفرده. في إعداد RAID 0، إذا تعطل محرك أقراص واحد، فإن المصفوفة بأكملها تتعطل لأن البيانات موزعة على جميع الأقراص. لهذا السبب وحده، لا يعد خيارًا قابلاً للتطبيق للأنظمة المهمة، على الرغم من الوعد بأداء عالٍ.

السبب الرئيسي وراء تراجع استخدام أنظمة RAID 0 في الوقت الحالي، على الأقل بالنسبة لمعظم الإعدادات الاستهلاكية، هو أن محركات الأقراص الصلبة SSD الحديثة توفر إنتاجية أولية أكثر من كافية بحيث لا توجد حاجة إلى مثل هذه التكوينات. عندما تفكر في أن أحدث محركات الأقراص الصلبة SSD PCIe 5.0، مثل MP700 PRO SE، يمكنها تحقيق سرعة قراءة تصل إلى 14000 ميجابايت/ثانية وسرعة كتابة تصل إلى 12000 ميجابايت/ثانية، يمكنك أن ترى أن السرعة ليست هي المشكلة.

تركز إعدادات RAID 1 على الموثوقية أكثر من الأداء، وتشمل نسخ البيانات على قرص واحد أو أكثر بحيث تظل المصفوفة قابلة للاستخدام في حالة تعطل أحد الأقراص. عادةً ما يتم استخدام قرصين فقط، حيث إن استخدام أكثر من ذلك لا يعتبر استخدامًا فعالاً للأقراص. لا تؤدي إضافة المزيد من الأقراص إلى مصفوفة منسوخة إلى زيادة السعة الإجمالية، بل تؤدي فقط إلى زيادة التكرار.

هناك بعض المزايا في الأداء عند استخدام إعداد RAID 1، خاصةً عندما يتعلق الأمر بأداء القراءة. يمكن لمحركات الأقراص المختلفة في المجموعة المتطابقة الوصول إلى مناطق مختلفة في نفس الوقت، مما يؤدي إلى زيادة سرعة القراءة. لكن لا يوجد تحسن في أداء الكتابة.

تجدر الإشارة إلى أنه يمكن الجمع بين RAID 0 و RAID 1 بحيث يمكنك الحصول على RAID 10 (تقسيم المرايا) وكذلك RAID 01 (مجموعات تقسيم المرايا). عادةً ما يُفضل RAID 10 على RAID 01 نظرًا لتسامحه الفائق مع الأعطال، لأنه في إعداد RAID 01، إذا فشلت مجموعة متطابقة، فإن المصفوفة بأكملها تفشل. ومع ذلك، فإن إعدادات RAID هذه نادرة في أجهزة الكمبيوتر الشخصية وإعدادات NAS، لأنها ليست فعالة جدًا عندما يتعلق الأمر بعدد محركات الأقراص المطلوبة. وهذا يقودنا بشكل جيد إلى نوع RAID التالي...

بالإضافة إلى RAID 0 و RAID 1، هناك مستويات RAID أخرى محددة جيدًا ولكنها غير مستخدمة إلى حد كبير في العالم الواقعي. RAID 5 هو الاستثناء، لأنه يوفر تحسينات معقولة في الأداء والموثوقية بطريقة فعالة من حيث محركات الأقراص. يستخدم RAID 5 تقسيم الكتل مع التوزيع المتساوي، بحيث يمكنه تحمل فشل قرص واحد وإعادة بناء البيانات عند استبدال محرك الأقراص هذا. يتطلب RAID 5 ثلاثة أقراص على الأقل لكي يعمل.

يعد RAID 5 مفيدًا بشكل خاص في أجهزة NAS، حيث تظهر مزايا موثوقيته وأدائه وسعته. في حالة تعطل محرك الأقراص، يمكن استبدال الوحدة المعيبة وإعادة بنائها دون إيقاف تشغيل المصفوفة بأكملها. يدعم العديد من اللوحات الأم الحديثة وأنظمة التشغيل RAID 5 من خلال برنامج RAID، مما يجعله متاحًا دون الحاجة إلى وحدة تحكم مخصصة. بالنسبة للإعدادات الأكثر تطلبًا، تتم إدارة RAID للأجهزة بواسطة بطاقة RAID مخصصة ويمكن أن توفر أداءً أفضل وميزات متقدمة وموثوقية محسنة. ساعدت هذه المرونة في جعل RAID 5 خيارًا شائعًا للمستهلكين والمستهلكين المحترفين الذين يحتاجون إلى أكثر من محرك أقراص واحد.

ها هي ذي. نظرة عامة سريعة على الحالة الحالية لـ RAID للمستهلكين. لاحظ أن RAID ليس ضروريًا في أجهزة الكمبيوتر المحمولة أو المكتبية بالنسبة لمعظمنا في العمليات العادية. ولكن إذا كنت بحاجة إلى بعض التكرار الإضافي، فإن RAID 5 هو الخيار الذي يجب النظر إليه، لأنه يوفر تحسينًا في الأداء بالإضافة إلى بعض الحماية ضد فشل محرك الأقراص الفردي.