رید چیست ؟ راهنمای جامع آشنایی با انواع RAID و رید بندی سرور

رید سرور چیست ؟

رید چیست؟ RAID مخفف عبارت Redundant Array of Independent Disks یا آرایه افزونه دیسک‌های مستقل است و فناوری‌ای برای ترکیب چند هارد یا SSD جهت افزایش کارایی، افزونگی داده و بهبود مقاومت در برابر خرابی است. در بسیاری از پروژه‌های سروری، مخصوصاً هنگام خرید دستگاه سرور برای استفاده به‌عنوان فایل‌سرور، پایگاه‌داده یا مجازی‌سازی، باید به‌دنبال ساختار RAID مناسب بود تا از داده‌های حیاتی خود محافظت کنیم.

چرا باید بدانیم رید چیست؟ – اهمیت RAID در سرورها

• حفاظت از داده‌ها: در صورت خرابی یک دیسک، داده‌ها می‌توانند بازیابی شوند.
• بهبود کارایی خواندن/نوشتن: برخی RAIDها مانند RAID 0 یا RAID 10 سرعت بالا ارائه می‌دهند.
• افزایش طول عمر دیسک‌ها: با توزیع بار بین چند هارد، فشار بر هر دیسک کاهش می‌یابد.
• پشتیبانی از بارهای کاری سروری: در فایل‌سرورها یا مجازی‌سازی، R/W پرفشار نیاز به ساختار RAID با پایداری دارد.
• قابلیت ارتقاء آسان‌تر هنگام خرید دستگاه سرور.

معرفی انواع RAID (سطوح پایه)

RAID 0 (Striping)

• داده بین دو یا چند دیسک تقسیم می‌شود.
• سرعت بالا، ولی هیچ افزونگی؛ اگر یکی خراب شود، همه داده‌ها از دست می‌روند.

RAID 1 (Mirroring)

• داده‌ها روی دو (یا بیشتر) دیسک همزمان نوشته می‌شوند.
• امنیت بالا ولی هزینه دو‌برابر برای فضای ذخیره‌سازی.

RAID 5 (Striping + Parity)

• نیاز به حداقل ۳ دیسک، یکParity برای تحمل خرابی.
• ترکیب سرعت قابل قبول با افزونگی نسبی.

RAID 6 (Dual Parity)

• نیاز به حداقل ۴ دیسک، دوParity.
• امن‌تر در برابر خرابی دو دیسک همزمان، مخصوص سازمانی.

RAID 10 (1+0)

• ترکیبی از RAID1 و RAID0؛ سرعت بالا و امنیت بیشتر.
• نیاز به حداقل ۴ دیسک.

آموزش RAID 5

RAID 5 یکی از محبوب‌ترین انواع رید در سرورهای HP است. این نوع از رید به دلیل ترکیب استریپینگ و پاریتی، یک تعادل خوب بین سرعت و افزونگی ایجاد می‌کند. برای راه‌اندازی RAID 5 در یک سرور HP، مراحل زیر را دنبال کنید:

1. سرور خود را روشن کرده و وارد BIOS یا UEFI شوید.
2. وارد قسمت مدیریت ذخیره‌سازی (Storage Management) یا HP Smart Storage Administrator شوید.
3. یک آرایه RAID 5 جدید ایجاد کنید و دیسک‌های مورد نظر را انتخاب کنید.
4. تنظیمات پارامترهای RAID مانند اندازه بلاک و سطح آرایه را اعمال کنید.
5. تغییرات را ذخیره کرده و سرور را ریستارت کنید.

RAID 5 مشخصات

• مینی‌موم دیسک‌ها: 3 دیسک
• حجم ذخیره‌سازی: برابر با مجموع ظرفیت همه دیسک‌ها منهای ظرفیت یک دیسک
• میزان افزونگی: قابلیت بازیابی داده‌ها در صورت خرابی یکی از دیسک‌ها
• کاربرد: استفاده در سرورهای HP که نیاز به تعادل بین سرعت و امنیت داده‌ها دارند.

RAID 6 چیست ؟

RAID 6 به عنوان یک نسخه پیشرفته‌تر از RAID 5، از دو دیسک پاریتی برای ایجاد افزونگی بیشتر استفاده می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود که RAID 6 حتی در صورت خرابی دو دیسک به طور همزمان، داده‌ها همچنان قابل دسترسی و بازیابی باشند. اگرچه سرعت نوشتن در RAID 6 نسبت به RAID 5 کمی کندتر است، اما امنیت بیشتری را ارائه می‌دهد و برای محیط‌هایی که نیاز به حفاظت بیشتر از داده‌ها دارند، گزینه مناسبی است.

کدام RAID برای چه نیاز سروری مناسب است؟

• RAID 0: مناسب زمانی که سرعت اولویت اصلی باشد (مثلاً تست یا کش موقتی)، بدون نیاز به افزونگی.
• RAID 1: وقتی فضای کمی داریم و امنیت داده ضروری است (مثلاً سرور فایل کوچک).
• RAID 5: برای فایل‌سرورهای متوسط با حداکثر سه تا چهار دیسک کاربردی است.
• RAID 6: در دیتاسنترهای بزرگ یا سرورهای پایگاه‌داده که افزونگی قوی مهم است، ایده‌آل است.
• RAID 10: در حالاتی با حجم بالا و نیاز به I/O بالا و اطمینان بسیار بالا استفاده می‌شود.

الزامات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری برای RAID

• کنترلر RAID سخت‌افزاری (Controller Card) حرفه‌ای با cache buffer، برای عملکرد بهتر در حالت write-back.
• کیفیت دیسک‌ها: استفاده از SSD/NVMe Enterprise یا SAS Enterprise برای کاهش احتمال خرابی.
• پشتیبانی از ویژگی‌هایی مانند Battery Backed Cache یا non-volatile cache.
• تنظیمات BIOS/UEFI مخصوص RAID در هنگام خرید دستگاه سرور باید بررسی شود.

نحوه ریدبندی سرور – گام به گام

1. پیکربندی RAID پیش از نصب OS؛ RAID Controller را وارد کنید.
2. انتخاب دیسک‌های هم‌نوع و ظرفیت یکسان.
3. تنظیم پارامترهایی مثل stripe size (مثلاً 64KiB).
4. ایجاد آرایه RAID با توجه به نیاز سرعت/افزونگی: RAID10 یا RAID5.
5. فرمت درایو و نصب سیستم‌عامل.
6. فعال‌سازی SMART Monitoring و تست دوره‌ای RAID.

سناریوهای کاربردی واقعی

• فایل‌سرور داخلی شرکت متوسط: RAID 5 با سه‌ تا چهار SSD یا HDD Enterprise.
• پایگاه‌داده سازمانی پر ترافیک: RAID 10 با NVMe یا SAS SSD برای کاهش latency.
• مجازی‌سازی VM با بار سنگین: RAID 10 همراه با کنترلر Cache‑Backed.
• نرم افزار ERP/CRM حساس: RAID 6 با افزونگی قوی و تحمل خرابی دو دیسک.

موارد خاص و نکات حرفه‌ای

• RAID فقط خطای دیسک را پوشش می‌دهد؛ در صورت خرابی کنترلر RAID یا تغذیه، خطر وجود دارد—پس Backup جداگانه ضروری است.
• زمان Rebuild آرایه ممکن است عملکرد را کاهش دهد—در RAID6 بهتر از RAID5 است ولی طولانی‌تر است.
• در SSDها نباید فقط RAID سرعت‌محور(مثل RAID 0) استفاده شود؛ چراکه TRIM و wear-leveling مهم است.
• بسیاری از سرورها از SAS Expanders یا JBOD در کنار RAID استفاده می‌کنند برای افزایش انعطاف‌پذیری.

محاسبه ظرفیت نهایی در آرایه RAID

با توجه به RAID انتخاب‌شده و تعداد دیسک:

• RAID 5 با ۵ دیسک هر کدام 2TB: ظرفیت نهایی تقریباً 8TB (یکParity استفاده می‌شود)
• RAID 6 با ۶ دیسک 2TB: 8TB ظرفیت (دوParity)
• RAID 10 با ۴ دیسک 2TB: ظرفیت 4TB

رول redundancy در محاسبه ظرفیت و هزینه بسیار مهم است.

مراقبت دوره‌ای و نگهداری RAID

• بررسی log خطاهای کنترلر هر هفته.
• چک‌کردن SMART دیسک‌ها توسط نرم‌افزار RAID utility.
• تست رید rebuild و simulate failover.
• ارتقاء firmware کنترلر و دیسک به‌روز نگه داشته شود.

نکات پیشرفته خرید و پیاده‌سازی

• در زمان خرید دستگاه سرور، توجه به کنترلر داخلی و پشتیبانی RAID داشته باشید. برخی سرورها فقط RAID نرم‌افزاری دارند.
• RAID نرم‌افزاری (مثلاً از طریق OS) عملکرد کمتری دارد؛ بنابراین RAID سخت‌افزاری ترجیح داده می‌شود.
• بررسی اشباع شدن Cache، Battery Backup و log capacity برای تحمل قطعی برق.
• اگر می‌خواهید فضای درایو را پویا تقسیم کنید، استفاده از Virtual JBOD یا vRAID مفید خواهد بود.

بررسی پیاده‌سازی RAID در سرورهای HPE

شرکت HPE به عنوان یکی از پیشگامان تولید تجهیزات سرور، برای پیاده‌سازی RAID، کنترلرهای اختصاصی خود با نام HPE Smart Array Controller را ارائه می‌دهد. این کنترلرها بسته به مدل سرور، از انواع RAID نرم‌افزاری و سخت‌افزاری پشتیبانی می‌کنند.

مدل‌های رایج کنترلرهای RAID در سرورهای HPE:

• HPE Smart Array P408i-a SR Gen10: پشتیبانی از RAID 0/1/5/6/10/50/60.
• HPE Smart Array S100i SR Gen10: کنترلر نرم‌افزاری برای RAIDهای پایه، فقط برای بوت سیستم‌عامل مناسب است.
• HPE MR408i-o: در سرورهای Gen11 معرفی شده و از آرایه‌های پیچیده‌تری با کارایی بالا پشتیبانی می‌کند.

در هنگام خرید دستگاه سرور از سری HPE، باید توجه داشت که برخی مدل‌ها کنترلر پیش‌فرض ندارند یا مدل‌های ضعیف‌تری ارائه می‌دهند که برای آرایه‌های حرفه‌ای مناسب نیستند. لذا انتخاب کنترلر RAID از مهم‌ترین مراحل در فرآیند خرید است.

RAID و ذخیره‌سازی مبتنی بر SSD و NVMe

در نسل جدید ذخیره‌سازی‌ها، استفاده از SSD و NVMe به‌سرعت در حال جایگزینی HDD است. این تحول، تأثیر مستقیمی بر رفتار RAID دارد.

تفاوت‌های اصلی در رید چیست؟ وقتی پای SSD/NVMe وسط باشد:

• سرعت بیشتر = Rebuild سریع‌تر ولی در عین حال زمان خرابی سیستم کمتر می‌شود.
• فرسایش نوشتاری (Write Wear): SSDها عمر محدودی دارند. RAIDهایی مثل RAID 5 و 6 که نیاز به محاسبه Parity دارند، ممکن است باعث فرسایش زودهنگام شوند.
• پشتیبانی از TRIM: اکثر RAIDهای سخت‌افزاری کلاسیک، فرمان TRIM را پشتیبانی نمی‌کنند. پس استفاده از SSDهای Enterprise توصیه می‌شود.

پیشنهاد حرفه‌ای:

اگر از SSD یا NVMe استفاده می‌کنید، RAID 10 یا RAID 1 بهتر از RAID 5 یا 6 است، مگر اینکه کنترلرهای بسیار پیشرفته با حافظه کش بالا داشته باشید.

نقش RAID در محیط‌های مجازی و ابری

یکی دیگر از حوزه‌های کاربرد RAID، استفاده در زیرساخت مجازی‌سازی یا Cloud Infrastructure است.

سناریوهای رایج:

• در دیتاسنترهایی که ماشین‌های مجازی (VM) میزبانی می‌شوند، باید توازن میان IOPS، ظرفیت و امنیت حفظ شود.
• در این فضاها، RAID 10 انتخاب بسیار خوبی است چون سرعت و افزونگی همزمان را ارائه می‌دهد.
• RAID 6 برای آرشیو ماشین‌ها یا ذخیره‌سازی‌های ثانویه مناسب است.

همچنین، بسیاری از سرویس‌های Cloud Provider از RAID سخت‌افزاری در لایه زیرساخت استفاده می‌کنند تا از هرگونه از دست رفتن داده جلوگیری کنند.

مقایسه RAID سخت‌افزاری و نرم‌افزاری

برای سرورهایی که قرار است دائماً کار کنند یا میزبان سرویس‌های حساس باشند، RAID سخت‌افزاری توصیه می‌شود، مخصوصاً هنگام خرید دستگاه سرور از برندهایی مانند HPE یا Dell.

نکاتی کلیدی پیش از خرید دستگاه سرور با RAID

اگر قصد خرید دستگاه سرور برای کسب‌وکار خود دارید و می‌خواهید از ساختار RAID استفاده کنید، به موارد زیر دقت کنید:

1. تعداد دیسک‌های قابل نصب: اگر قصد RAID 6 یا RAID 10 دارید، باید ظرفیت نصب ۴ یا بیشتر دیسک را داشته باشید.
2. نوع دیسک‌ها: آیا سرور از SSD/NVMe پشتیبانی می‌کند؟ چه نوع اینترفیس‌هایی دارد؟ (SATA، SAS، U.2، M.2)
3. کنترلر RAID: مدل کنترلر، پشتیبانی از سطح‌های RAID، حجم حافظه کش، و وجود باتری برای نگهداری داده.
4. فضای داخلی سرور: برای نصب دیسک‌های بیشتر نیاز به درایو کِیج اضافه یا کابل‌های خاص دارید؟
5. قیمت نهایی RAID: RAID هزینه دارد—از دیسک اضافی تا کنترلر و باتری کش. آن را در برآورد نهایی لحاظ کنید.

RAID و پشتیبان‌گیری – آیا کافی است؟

یکی از اشتباهات رایج در درک رید چیست؟ این است که بسیاری تصور می‌کنند RAID جایگزینی برای Backup است، در حالی که:

• RAID فقط برای حفاظت از خطاهای سخت‌افزاری (مانند خرابی دیسک) است.
• در برابر حذف فایل‌ها، باج‌افزار، اشتباهات کاربری یا نفوذ هکر، RAID هیچ کمکی نمی‌کند.
• همیشه باید در کنار RAID، یک یا چند استراتژی پشتیبان‌گیری داشته باشید.

برای نمونه:

• بکاپ روزانه روی NAS.
• بکاپ هفتگی روی Tape یا فضای ابری.

جداول مقایسه‌ای نهایی برای تصمیم‌گیری سریع

جمع‌بندی نهایی: چرا شناخت RAID برای خرید دستگاه سرور اهمیت دارد؟

پس از بررسی کامل اینکه رید چیست؟ و آشنایی با انواع مدل‌های RAID، کاملاً مشخص است که این فناوری یکی از کلیدی‌ترین مفاهیم در زیرساخت‌های ذخیره‌سازی داده محسوب می‌شود. چه در دیتاسنترهای بزرگ و چه در سازمان‌های متوسط، استفاده از آرایه‌های RAID نقش مهمی در افزایش کارایی، حفاظت از داده‌ها و بهبود تحمل خطا ایفا می‌کند.

یکی از اشتباهات رایج هنگام خرید سرور، نادیده گرفتن نوع RAID مناسب با نوع بارکاری است. برای مثال، استفاده از RAID 0 در محیط‌هایی که نیاز به امنیت داده دارند، می‌تواند فاجعه‌آمیز باشد. در حالی که RAID 10 یا RAID 6، می‌توانند هم سرعت و هم امنیت را فراهم کنند.

عبارت رید چیست؟، تنها یک سوال فنی ساده نیست؛ بلکه مسیری است به سوی درک عمیق‌تر از نحوه طراحی، نگهداری و توسعه زیرساخت‌های IT. اگر در حال خرید دستگاه سرور هستید، حتماً باید از فروشنده بخواهید که جزئیات پیکربندی RAID، کنترلرها، نوع هارد سرور (SAS / SATA / SSD / NVMe) و قابلیت گسترش را به شما توضیح دهد.

در نهایت، انتخاب درست نوع RAID می‌تواند عمر سرور شما را افزایش دهد، هزینه‌های تعمیرات را کاهش دهد و از همه مهم‌تر، تضمینی برای پایداری کسب‌وکار شما باشد.

دانلود PDF