اصول ذخیره‌سازی دیجیتال؛ قسمت پنجم: افزونگی

در قسمت اول، با واحد‌های اندازه‌گیری آشنا شده و با معرفی فضـای ذخیره‌سازی (Storage) و حافظه (Memory)، به تفاوت‌های این دو پرداختیم. در قسمت دوم، با ادامه مبحث قبل، فضاهای ذخیره‌سازی داخلی (هارد دیسک، SSD و دیسک‌های هیبریدی) را معرفی کرده و مزیت‌ها و معایب هر کدام را برشمردیم. قسمت سوم نیز، مفاهیم اولیه در زمینه هارد دیسک‌های اکسترنال (DAS) و NAS را شامل شد. پس از آن در قسمت چهارم، به مباحث مرتبط با DAS و NAS دنبال شد. حال از شما دعوت می‌کنیم با قسمت پنجم از سری مقالات اصول ذخیره‌سازی دیجیتال همراه باشید.

توضیح: برای درک کامل‌ مطالب بعدی، ممکن است مطالعه قسمت‌های پیشین لازم باشد.

یکی از مهم‌ترین وظایف دستگاه‌های ذخیره‌سازی، حفظ ایمن اطلاعات، به‌ویژه در هنگام بروز خطاهای سخت‌افزاری است. افزونگی و پشتیبان‌گیری (Backup) دو روش متداول حفاظت از اطلاعات محسوب می‌شوند. این دو روش، یکسان نیستند و درک تفاوت این دو بسیار مهم است.

به‌طور خلاصه، افزونگی به معنای استفاده از درایوهای داخلی بیشتر برای ذخیره‌سازی اطلاعات است. به عبارت دیگر، افزونگی به معنی ذخیره‌سازی داده‌های مشابه‌ در بیش از یک مکان از حافظه است.

راه‌های زیادی برای انجام این کار وجود دارد. اما متداول‌ترین روش‌، استفاده از ویژگی RAID است. همانگونه که در قسمت‌های قبل اشاره شد، از RAID می‌توان در فضاهای ذخیره‌سازی با بیش از یک درایو داخلی استفاده نمود.

نکته‌ای که باید در مورد توجه قرار بگیرد این است که افزونگی، پشتیبان‌گیری نیست. بلکه روشی برای ایمن‌سازی داده‌ها و اطلاعات محسوب می‌شود. متداول‌ترین آرایه‌های RAID برای استفاده در افزونگی، RAID 1 و RAID 5 هستند.

به خاطر داشته باشید که افزونگی، پشتیبان‌گیری نیست. بلکه یک روش امن برای حفظ اطلاعات در زمان وقوع مشکلات سخت‌افزاری در فضای ذخیره‌سازی محسوب می‌شود.

RAID 1، به تعداد زوج (و حداقل دو) درایو داخلی، برای ذخیره‌سازی اطلاعات مهم نیازمند است. این دو درایو به صورت آینه‌ای عمل می‌کنند. با توجه به این نوع عمل‌کرد تنها نیمی از حجم کل فضای ذخیره‌سازی، برای کاربر قابل استفاده است و نیمه دیگر به افزونگی اختصاص خواهد یافت. در RAID 5 (که حداقل به سه درایو داخلی نیازمند است)، معمولاً بیش از سه درایو داخلی به کار گرفته می‌شود. در RAID 5، حجم کل فضای ذخیره‌سازی دراختیار کاربر، مجموع حجم‌ دیسک‌ها منهای حجم یک دیسک است. به این صورت اگر یکی از دیسک‌ها دچار مشکل شود، دیسک‌های دیگر به کار خود ادامه داده و اطلاعات کار از بین نخواهند رفت.

توضیح: در حالیکه برای افزونگی به کمک RAID، به دیسک‌هایی با درایوهای چندگانه نیازمندیم، با اتصال زنجیره‌ای درایوهای یگانه تاندربولت، می‌توان آن‌ها را برای استفاده از ویژگی RAID آماده کرد. برای این کار درایوهای تاندربولت نیازمند دو پورت تاندربولت‌ هستند. هنگامی که RAID برقرار شد، تنها می‌توان در همان زمان و همان میزبان (Host) مورد استفاده قرار بگیرد. از نظر اقتصادی بهتر است برای استفاده از RAID، از درایوهای چندگانه سازگار با RAID استفاده کرد که به آن‌ها RAID System یا RAID Box می‌گویند.

برای اینکه بهتر مفهوم افزونگی درک شود، افزونگی را به‌عنوان دو پاکت پلاستیکی درون هم در نظر بگیرید که درون آن‌ها اجناس خریداری شده قرار گرفته‌اند. در این حالت، اگر یکی از پاکت‌ها پاره شود، پاکت دوم مانع از افتادن یا شکستن اجناس خواهد شد.

افزونگی، امکانی بی‌نقص نبوده و مزیت‌ها و معایب خاص خود را دارد.

مهم‌ترین و بدیهی‌ترین مزیت افزونگی، حافظت آنی از اطلاعات در مواقع بروز خطا است. به عبارت دیگر، اگر در هنگام کار با یک فایل، یکی از فضاهای ذخیره‌سازی داخلی مجهز به RAID، دچار اختلال شود، بدون هیچ مشکلی، پروسه ادامه خواهد یافت. البته بعضی از RAIDها، به کمک تنظیماتی که دارند، با خراب شدن دو درایو داخلی هم به کار خود ادامه خواهند داد. با بروز خطا در یکی از درایوهای خارجی، شما با هشداری رو‌به‌رو خواهید شد که از شما می‌خواهد پس از پشتیبان‌گیری از اطلاعات مهم، درایو معیوب را با نمونه سالم عوض کنید. پس از تعویض، در فرآیندی به نام «بازسازی RAID» یا «RAID Rebuild»، دستگاه، درایو جدید را به درایو‌های RAID ملحق می‌کند تا آماده استفاده شود.

به‌طور خلاصه، افزونگی، یک روش سریع برای حفاظت از اطلاعات محسوب می‌شود. و ازآنجاکه خرابی درایو‌های ذخیره‌سازی ممکن است در هر زمانی اتفاق بیفتد، ضروری است که دستگاه‌های حاوی اطلاعات مهم و دستگاه‌های میزبان سرویس‌هایی که نباید متوقف شوند، از افزونگی برخوردار باشند.

اولین مشکل افزونگی، هزینه آن است. برای به کارگیری افزونگی، شما باید درایو‌های چندگانه تهیه کنید و همین مسئله ممکن است برای کاربر پرهزینه باشد. برای مثال، استفاده از RAID 1، نیازمند دو درایو داخلی است.

مشکل دوم افزونگی این است که اطلاعات شما را مواجه با آسیب‌های فیزیکی مانند گرمای شدید، رطوبت یا آسیب‌دیدگی قطعات داخلی محافظت نمی‌کند. علاوه بر این افزونگی نسخه (Version) ندارد که مشخص کند هر قسمت از اطلاعات با کدام ورژن ذخیره شده است.

آخرین مشکل, مربوط به فرایند «بازسازی RAID» است. «بازسازی RAID»، پروسه‌ای طولانی است که اتمام آن، بسته به نوع و حجم اطلاعات ذخیره‌شده در فضای ذخیره‌سازی ممکن است به چند روز نیز بکشد. در طول زمان «بازسازی»، عموماَ RAID آسیب‌پذیر است. به این معنی که اگر پیش از اتمام «بازسازی»، دیسک دوم آسیب ببیند، آرایه RAID دچار مشکل شده و تمام اطلاعات شما از بین خواهند رفت. در واقع، در طول «بازسازی»، یک دیسک RAID از یک درایو یگانه داخلی بسیار آسیب‌پذیرتر است. در هنگام «بازسازی» فشار زیادی روی سایر درایوها وجود خواهد داشت، علی‌الخصوص اگر در همان زمان در حال فراهم کردن اطلاعات برای کاربر باشد.

توضیح: علاوه بر استاندارد‌های RAID مورد استفاده در افزونگی (RAID 1 و RAID 5)، نوعی تنظیمات RAID اختــصاصی در بعــضی تجهیـــزات (مثلاً بعضـــی از نمــــونه‌های NAS) وجــــود دارد که علاوه بر افزونگی، به کاربر امکان افزایش فضای ذخیره‌سازی اطلاعات را نیز می‌دهد. به این‌گونه تجهیزات HybridRAID گــــفته می‌شود.HybridRAIDها با تــــوجه به تعــــداد درایــــوهای داخلی مورد استفاده، نوع افزونگی مورد نیاز را پیکربندی می‌کنند. علاوه بر این شما می‌توانید بدون نیاز به «بازسازی RAID» درایو داخلی را با نمونه‌ای که ظرفیت بیشتری دارد جایگزین کنید.

تفاوتی ندارد که شما از کدام استاندارد RAID برای افزونگی استفاده می‌کنید، افزونگی در این میان تنها شبیه به بیمه است. یعنی چیزی که شما لازم است داشته باشید ولی امیدوار هستید هیچ‌گاه از آن استفاده نکنید. به‌‌کارگیری افزونگی تنها در مواقع ضروری لازم بوده و یک ویژگی جالب و سرگرم‌کننده محسوب نمی‌شود. هرچه بیشتر افزونگی را به کار ببرید، خطر از دست دادن اطلاعات شما بیشتر می‌شود.

در پایان دوباره یادآور می‌شویم که افزونگی (Redundancy)، پشتیبان‌گیری (Backup) نیست. بلکه روشی برای ایمن‌سازی داده‌ها و اطلاعات محسوب می‌شود. به‌همین‌دلیل، شما نباید تمام اطلاعات با‌ارزش خود را تنها روی یک فضای ذخیره‌سازی استفاده کنید، حتی اگر آن دستگاه از افزونگی پشتیبانی کند. علاوه بر این همان‌گونه از قبلاً نیز مطرح شد، از افزونگی باید تنها در مواقع ضروری استفاده کرد. در‌واقع هرچه بیشتر افزونگی را به کار ببرید، خطر از دست دادن تمامی اطلاعات شما بیشتر می‌شود.

حال این سؤال مطرح می‌شود که پشتیبا‌ن‌گیری چیست و چه تفاوتی با افزونگی دارد؟ در قسمت بعد به این موضوع خواهیم پرداخت.