اصول ذخیره‌سازی دیجیتال؛ قسمت سوم: مفاهیم اولیه در هارد درایوهای اکسترنال

در قسمت اول، با واحد‌های اندازه‌گیری آشنا شده و با معرفی فضای ذخیره‌سازی (Storage) و حافظه (Memory)، به تفاوت‌های این دو پرداختیم. در قسمت دوم نیز، با ادامه مبحث قبل، با انواع فضاهای ذخیره‌سازی داخلی (هارد دیسک، SSD و دیسک‌های هیبریدی) آشنا شده و مزیت‌ها و معایب هر کدام را برشمردیم. حال از شما دعوت می‌کنیم با قسمت سوم از سری مقالات اصول ذخیره‌سازی دیجیتال همراه باشید.

توضیح: بخشی از مباحث مطرح شده در این مقاله، ممکن است برای کاربران حرفه‌ای، ابتدایی به نظر برسند. اما لطفاً سایر کاربران را نیز مدنظر داشته باشید.

حالا که با فضاهای ذخیره‌سازی آشنا شده‌ایم، با دو نوع بسیار پرکاربرد از هارد درایوهای خـارجی (External) نیز آشنا خواهیم شد: فضای ذخیره‌سازی اتصال مستقیم (DAS) و فضای ذخیره‌سازی مبتنی بر شبکه (NAS).

DAS و NAS، امکانات مشـــابهی را به کاربران ارائه می‌کنند. هر دو از چند دستگاه ذخیره‌سازی داخلی بهره برده و هنگام استفاده از درایوهای چند‌گانه، روش‌های یکسانی برای ترکیب فضاهای ذخیره‌سازی به کار می‌گیرند. اما پیش از وارد شدن به جزئیات، لازم است با مفاهیم اولیه مرتبط آشنا شویم.

توضیح: جهت سهولت، فضاهای ذخیره‌سازی اتصال مستقیم (DAS) را هارد درایوهای اکسترنال می‌نامیم.

در ادامه با مفاهیمی آشنا خواهیم شد که اطلاع از آن‌ها هنگام استفاده یا خرید درایو اکسترنال، بسیار مفید خواهند بود.

توضیح: برای درک کامل‌ مطلب بعدی، ممکن است مطالعه قسمت‌های اول و دوم لازم باشد.

درایو یگانه یا Single-drive، به این معنی است که دستگاه ذخیره‌سازی اکسترنال، تنها شامل یک دیسک ذخیره‌سازی داخلی است. دستگاه داخلی یک درایو یگانه اکسترنال، معمولاً بالاترین ظرفیت ذخیره‌سازی را دارد که به بسته به نوع ۳.۵ یا ۲.۵ اینچی می‌تواند ۴ یا ۲ ترابایت باشد.

درایو چندگانه، که به آن، Multiple-drive یا Multiple-bay نیز گفته می‌شود، اشاره به دستگاه‌هایی دارد که بیش از یک دیسک ذخیره‌سازی داخلی دارند. بعضی از این دستگاه‌ها (مانند محصول WD VelociRaptor Duo) ممکن است دو دیسک داخلی (دوگانه یا dual-volume) و بعضی نیز ممکن است به چندین دیسک ذخیره‌سازی داخلی مجهز باشند (مانند Pegasus R6 که شش‌گانه است).

دراختیار داشتن، بیش از یک دیسک داخلی، علاوه بر افزایش ظرفیت کل دستگاه، امکان استفاده از ویژگی RAID (بخوانید: رِیــــــد)، یک از مهم‌ترین ویژگی‌های پشتیبان‌گیری، را برای کاربر فراهم می‌کند.

RAID مخفف عبارت «آرایه چندگانه از دیسک‌های مستقل یا Redundant Array of Independent Disks» است که نیازمند حداقل دو درایو داخلی است.

در دانشنامه ویکی‌پدیا در مورد RAID این‌گونه آمده است:

هدف این فناوری پیوند دادن چند دیسک سخت جداگانه در چهارچوب یک آرایه، برای دستیابی به توان کارکرد، قابلیت اعتماد و گنجایشی بیش از یک دیسک بزرگ و گران است. همچنین کل این آرایه برای سیستم عامل میزبان، به گونه یکپارچه رفتار می‌کند.

RAID به شما امکان می‌دهد، درایو‌های چند‌گانه را به‌عنوان یک درایو یگانه به کار ببرید. بسته به نوع آرایه استفاده شده در پیکربندی RAID، می‌توان از ویژگی سرعت یا ظرفیت بیشتر در هنگام ذخیره‌سازی بهره گرفت. از RAID معمولاً به دو صورت استفاده می‌شود. اول پشتیبان‌گیری از اطلاعات، هم‌زمان با ذخیره‌سازی آن‌ها و دوم افزایش سرعت ذخیره‌سازی اطلاعات.

به‌طور کلی برای استفاده از RAID نیاز به درایو‌هایی با ظرفیت یکسان است. در ادامه با رایج‌ترین دنباله‌های RAID آشنا خواهیم شد.

RAID 1: به آن آینه‌ای (Mirroring) نیز گفته می‌شود. RAID 1 حداقل به دو درایو داخلی نیازمند است. در این نوع تنظیم، داده‌ها عیناً روی هر دو دیسک نوشته می‌شوند که نتیجه شبیه به آینه است. RAID 1، با از کار افتادن یکی از دیسک‌ها، همچنان به فعالیت خود ادامه می‌دهد. همین ویژگی به شما امکان می‌دهد که بتوانید دیسک‌های خراب را در هنگام کار درایو اکسترنال تعویض کنید (امکانی که برای وب‌اپلیکیشن‌های پر ترافیک یک موهبت محسوب می‌شود). فرقی نمی‌کند که از چند دیسک داخلی در RAID 1 استفاده می‌کنید، چون در هر صورت ظرفیت قابل استفاده، برای شما به اندازه ظرفیت یکی از دیسک‌ها است. همین مسئله یکی از مشکلات RAID 1 محسوب می‌شود. RAID 1 که اغلب در dual-volume مورد استفاده قرار می‌گیرد، با مشکل سرعت پایین در نوشتن اطلاعات نیز مواجه است.

RAID 0: مشابه RAID 1، تنظیمات RAID 0 حداقل به دو دیسک داخلی نیازمند است. بااین‌حال، بر خلاف RAID 1، در RAID 0، ظرفیت دیسک‌ها، برای رسیدن به حداکثر ظرفیت و پهنای باند ممکن، با هم ترکیب می‌شوند. تنها مسئله این است که با از دست دادن یکی از دیسک‌ها، اطلاعات همه دیسک‌ها از بین خواهند رفت. به عبارت دیگر، استفاده از RAID 0، در کنار ارائه ظرفیت و پهنای باند بیشتر، خطر از میان رفتن اطلاعات را بیشتر می‌کند. RAID 0، اغلب در درایو‌های دوگانه به کار گرفته می‌شود. اگر قصد دارید از RAID 0 استفاده کنید، تهیه نسخه پشتیبان ضروری است.

RAID 10: این آرایه، اغلب در درایو‌های داخلی چهارگانه مورد استفاده قرار می‌گیرد. RAID 10 در اصل ترکیبی از RAID 1 و RAID 0 است ( RAID 1+0) و مزیت‌های این دو را در زمینه سرعت عمل‌کرد و امنیت داده‌ها ارائه می‌کند.

RAID 5: این آرایه، نیازمند حداقل ۳ درایو داخلی است. در حالیکه اطلاعات روی هر سه درایو نوشته می‌شود، یکی از درایو برای حفظ اطلاعات در مواقع بروز خطا، به صورت ایمن، اطلاعات را در خود نگه می‌دارد. هر چند که خراب شدن یکی از دیسک‌ها، باعث از میان رفتن اطلاعات شما نمی‌شود، اما تا زمانی که دیسک معیوب، با یک نمونه سالم جایگزین نشود، عمل‌کرد RAID 5 با مشکلاتی مواجه خواهد بود. با توجه به عملکرد، سرعت این آرایه و این‌ که ظرفیت همه دیسک‌ها قابل استفاده است بوده و خراب شدن یک دیسک، تنها اطلاعات آن دیسک را از بین می‌برد، به کارگیری RAID 5، به سایر تنظیمات ارحجیت دارد.

RAID 6: این آرایه مشابه RAID 5 است، با این تفاوت که در RAID 6، با از دست دادن دو دیسک داخلی به صورت هم‌زمان، بازهم عمل‌کرد دستگاه ادامه خواهد داشت. RAID 6، برای استفاده از درایوهایی با دیسک‌های پنج‌گانه یا بیشتر مناسب است. برای استفاده از RAID 6، باید قید ظرفیت دو دیسک داخلی خود را بزنید.

اگر مطالب بالا پیچیده به نظر می‌رسند، نگران نباشید. فناوری RAID به خودی خود واقعاً پیچیده است. خوشبختانه اغلب داریوهای اکسترنال سازگار با RAID با پیش تنظیمات پیکربندی RAID ارائه می‌شوند و در اغلب موارد کاربر نیازی به انجام تنظیمات به صورت دستی نخواهد داشت.

Hot-swap: در فرایند ذخیره‌سازی اطلاعات، ویژگی Hot-swap تنها در دستگاه‌هایی وجود دارد که از فناوری RIAD (البته به غیر از RAID 0) بهره می‌برند. به کمک این ویژگی، می‌توان بدون خاموش کردن دستگاه، یکی از دیسک‌های آرایه را تعویض کرد. برای خارج کردن یک دیسک معیوب، از دستگاهی که در حال سرویس‌دهی در یک شبکه با تعداد زیادی کاربر است، این ویژگی فوق‌العاده است.

علاوه بر RAID، دستگاه‌های ذخیره‌سازی با درایو‌های چندگانه، ویژگی JBOD را نیز به کاربران خود ارائه می‌دهند.

JBOD: این ویژگی مخفف عبارت «فقط یک دسته دیسک یا Just a Bunch Of Disks» است. در JBOD، هر درایو، به صورت یک دیسک مستقل کار می‌کند و هیچ ارتباطی بین درایوهای داخلی وجود ندارد. به بیان دیگر، اگر یک درایو اکسترنال با درایوهای داخلی دوگانه را با ویژگی JBOD به یک رایانه متصل کنید، به نظر می‌رسد که دو درایو اکسترنال مجزا، با ظرفیت یکسان را به‌طور هم‌زمان به رایانه متصل کرده‌اید.

با وجود شباهت‌های موجود میان درایوهای اکسترنال و NASها، این دو تفاوت‌های قابل توجهی در زمینه نحوه اتصال، عملکرد، ویژگی‌ها و تنوع با یکدیگر دارند. همین مسئله باعث می‌شود که این دو مزیت‌ها و معایب منحصربفردی داشته باشند.در قسمت چهارم، به بررسی این موارد خواهیم پرداخت.