آشنایی با مفاهیم ذخیره سازی اطلاعات ( +Storage ) – بخش چهارم Understanding RAID Models: Boost Performance and Data Protection

مدل های RAID

الف- RAID 0: این مدل RAID ، تنها دارای Striping است. بدین معنا که Data به چندین بلوک تقسیم میشود . تعدادی از بلوک ها در یک Disk spindle و تعدادی دیگر در یک Disk spindle دیگر نوشته می شود.

بدین ترتیب نوشتن بطور مثال بلوک یک بر روی Disk یک ، به صورت همزمان با نوشتن بلوک دو بر روی Disk دو صورت می گیرد. بدین ترتیب سرعت Write و به همین ترتیب سرعت Read افزایش می یابد.

برای راه اندازی RAID 0 ، حداقل نیازمند وجود دو Disk هستیم و حداکثر آن بستگی به آن دارد که Controller حداکثر چند Disk را ساپرت می کند.

(32 و 64 اعداد معمول هستند)

• RAID 0 با افزایش سرعت I/O ، سبب افزایش Performance می گردد، اما Redundancy ندارد.


• Efficiency آن صددرصد است . یعنی اگر بطور مثال دو دیسک 1TB در این RAID قرار بگیرند. خروجی آن 2TB ، Storage خواهد بود.


• در شرایط مقایسه Minimum دیسک، RAID 0 دارای بالاترین Performance در میان تمامی مدل های RAID است.


• نکته: بهترین RAID برای قرارگیری فایل های Database و log file ها در MS EXCHANGE RAID 10 می باشد. (1+0)


• نکته: بهترین RAID برای دیتابیس SharePoint نیز، RAID10 می باشد.


• نکته: معمولا" در جاهایی از RAID 0 استفاده می شود که سرعت خواندن و نوشتن اطلاعات حائز اهمیت باشد اما از بین رفتن اطلاعات مشکل چندانی ایجاد نمی کند مانند اطلاعاتی که بر روی DISK حاوی Cache شرکت های ISP ( ارائه دهنده اینترنت ) قرار می گیرد

• در این مدل هر آنچه که روی Disk یک نوشته می شود، بر روی Disk دو نیز نوشته خواهد شد. حداقل نیازمند دو دیسک است و حداکثر نیز به همان دو دیسک محدود می شود.


• Efficiency آن 50% است یعنی اگر دو دیسک 1Tb در این RAID قرار بگیرند، خروجی آن 1TB ، Storage خواهد بود.


• در این RAID ، بهترین Performance هنگامی اتفاق می افتد که دو دیسک توسط دو Controller مجزا ، Mirror شده باشند.


• Performance هنگام Write کاهش می یابد ، چون Data بر روی دو دیسک نوشته می شود. اما هنگام Performance، Read افزایش می یابد. چرا که Data از دو محل خوانده می شود (قسمتی از Data از دیسک 1 و قسمتی دیگر از دیسک 2 ) البته بیشتر Load یک Operation ، در Read است، نه در Write .


• معمولا برای قرار گیری OS، از RAID استفاده می شود.


• نکته: دو H.D.D که با هم RAID می شوند، باید یکسان باشند – حتی RPM ها وPart number ها باید یکسان باشند.

RAID 4 امروزه تنها در Device های Netapp مشاهده می شود. RAID4نیز همانند DATA، RAID 5  را به بلوک ها ی مجزا تقسیم می کند و آنها را در یک فرمول ریاضی قرارداده (XOR ) و بلوک Data حاصل ، Parity آن دیتا خواهد بود. در Parity، RAID 5، بر روی تمامی دیسک های موجود در RAID Group ، پخش می شود اما در RAID 4 ، یک دیسک اختصاصی برای قرارگرفتن Parity، اختصاص می یابد.

• Performance در RAID 5 بیش از RAID4 است.


• ایندو RAID نیازمند حداقل سه H.D.D هستند و حداکثر تحمل Fail شدن یک Disk را دارند.


• Efficiency، یک منهای 1 تقسیم بر n خواهد بود. n تعداد دیسک های شرکت کننده در RAID می باشد


• برای پیاده سازی File serverها، از RAID 5 استفاده می شود.

همانند RAID 5 است. اما دارای دو Parity است. به عبارت دیگر Parity، دوبار محاسبه می شود. بدین ترتیب در RAID 6، حداکثر تحمل Fail شدن Disk ، به دو عدد می رسد.

به علت Dual parity بودن ، سرعت Write در آن ، کمتر از RAID 5 است و نیازمند حداقل 4 دیسک می باشد.

Efficiency، یک منهای 1 تقسیم بر n خواهد بود. n تعداد دیسک های شرکت کننده در RAID می باشد.

ترکیبی از Stripe و Mirror است. سرعت I/O در آن حتی بیشتر از سرعت I/O در RAID 0 است. در این مدل RAID ، ابتدا هر دو دیسک در یک RAID 1 قرار می گیرند.Mirror می شوند و تشکیل یک Array از نوع RAID 1 را می دهند. سپس این Array ها توسط یک Controller دیگر در یک RAID 0 قرار می گیرند.

Efficiency آن 50% است.

نکته : تعداد H.D.D ها در RAID 10 باید زوج باشد . اگر تعداد فرد باشد ، یکی از H.D.D ها عملا مورد استفاده قرار نمی گیرد. حداقل تعداد دیسک لازم، 4 عدد است.

بهترین مدل برای پیاده سازی انواع دیتابیس مختلف از قبیل SQL،Oracle و دیتابیس Exchange است.

1. SATA
2. SAS
3. SSD

Hard های SATA ، بنام Hard های 3.5 اینچ نیز شناخته می شوند. همچنین به نام LFE نیز معروف هستند.

این نوع Hardها معمولا در دو سرعت 5400RPM و 7200RPM وجود دارند. البته به صورت محدود SATA به سرعت 1000RPM نیز وجود دارد . حداکثر ظرفیت آنها به 3TB می رسد.

در Hardهای IOPS ( INPUT OUTPOT PER SECOND )، SATA بین 50 تا 75 است یعنی در هر ثانیه حداکثر 75 عملیات read /write بر روی این نوع Hardها می تواند انجام شد و بیش از آن در Queue قرار می گیرد.

Hard های SAS، از نظر سایز 2.5 اینچ هستند. در دو سرعت 1000RPM و 15000RPM وجود دارند. حجم های کمتر را ساپرت می کنند. (900،600،450،300،146) گیگا بایت .

نکته : بعد از راه اندازی SAN از Storage های Local سرور می توان به عنوان Backup Destination استفاده کرد.

Hard های SSD تا حجم 900GB نیز وجود دارد و نسبت به ضربه مقاوم هستند

نکته : هر قدر Hard Drive ، ساختار مکانیکی تری داشته باشد، خرابی بیشتری خواهد داشت.

management interface(ابزار مدیریتی) در Command View، EVA نامیده می شود.

management interface(ابزار مدیریتی) در Management Storage Utility، MSA نام دارد.

Controller ها دارای Cache هستند ، به نحوی که اگر دیتایی را برای Write به Controllerفرستاده می شود، بیش از سرعت Write آن Controller باشد. دیتای مازاد برای Write شدن در Cache آن Controller قرار می گیرد.

SATA H.D.D

SAS H.D.D

SSD

آشنایی با مفاهیم ذخیره سازی اطلاعات ( +Storage ) – بخش سوم

RAID Models

A- RAID 0: This RAID model only has Striping. This means that Data is divided into several blocks. Some blocks are written on one Disk spindle and others on another Disk spindle.

Thus, writing for example block one on Disk one occurs simultaneously with writing block two on Disk two. Consequently, the Write speed and similarly the Read speed increases.

To set up RAID 0, at least two Disks are required, and the maximum depends on how many Disks the Controller supports.

(32 and 64 are common numbers)

• RAID 0 increases Performance by enhancing I/O speed, but it has no Redundancy.


• Its Efficiency is one hundred percent. That is, if for example two 1TB disks are placed in this RAID, the output will be 2TB of Storage.


• In Minimum disk comparison conditions, RAID 0 has the highest Performance among all RAID models.


• Note: The best RAID for placing Database files and log files in MS EXCHANGE is RAID 10. (1+0)


• Note: The best RAID for SharePoint databases is also RAID 10.


• Note: RAID 0 is usually used in situations where the speed of reading and writing information is important, but losing data does not create significant problems, such as information stored on DISK containing Cache of ISP companies (Internet Service Providers).

• In this model, everything written on Disk one will also be written on Disk two. It requires at least two disks and is limited to those two disks.


• Its Efficiency is 50%, meaning if two 1TB disks are placed in this RAID, the output will be 1TB of Storage.


• In this RAID, the best Performance occurs when the two disks are mirrored by two separate Controllers.


• Performance decreases during Write, as Data is written on two disks. However, during Read Performance increases, as Data is read from two locations (part of the Data from disk 1 and another part from disk 2); however, most of the Load of an Operation is in Read, not in Write.


• RAID is usually used for placing the OS.


• Note: Two H.D.D that are RAIDed together must be identical – even RPMs and Part numbers must be the same.

RAID 4 is currently only seen in Netapp Devices. RAID 4 also divides DATA into separate blocks like RAID 5 and places them in a mathematical formula (XOR), and the resulting Data block will be the Parity of that data. In Parity, RAID 5 is distributed across all disks in the RAID Group, but in RAID 4, a dedicated disk is assigned for Parity.

• Performance in RAID 5 is higher than in RAID 4.


• Both RAID types require at least three H.D.D and can tolerate the failure of one Disk.


• Efficiency will be one minus 1 divided by n, where n is the number of disks participating in the RAID.


• RAID 5 is used for implementing File servers.

It is similar to RAID 5 but has two Parities. In other words, Parity is calculated twice. Thus, in RAID 6, the maximum tolerance for Disk failure reaches two.

Due to the Dual parity, the Write speed in it is less than in RAID 5 and requires at least 4 disks.

Efficiency will be one minus 1 divided by n, where n is the number of disks participating in the RAID.

It is a combination of Stripe and Mirror. The I/O speed in it is even higher than the I/O speed in RAID 0. In this RAID model, initially, both disks are placed in a RAID 1, mirrored, and form an Array of RAID 1 type. Then these Arrays are placed in a RAID 0 by another Controller.

Its Efficiency is 50%.

Note: The number of H.D.Ds in RAID 10 must be even. If the number is odd, one of the H.D.Ds will not be used. The minimum required number of disks is 4.

It is the best model for implementing various databases such as SQL, Oracle, and Exchange databases.

1. SATA
2. SAS
3. SSD

SATA Hard drives are also known as 3.5-inch Hard drives. They are also referred to as LFE.

This type of Hard drives usually exists in two speeds, 5400RPM and 7200RPM. However, SATA also exists in a limited speed of 1000RPM. Their maximum capacity reaches 3TB.

In IOPS (INPUT OUTPUT PER SECOND) Hard drives, SATA ranges between 50 to 75, meaning a maximum of 75 read/write operations can be performed on this type of Hard drives per second, and anything beyond that goes into the Queue.

SAS Hard drives are 2.5 inches in size. They exist in two speeds of 1000RPM and 15000RPM. They support smaller volumes (900, 600, 450, 300, 146) gigabytes.

Note: After setting up SAN, Local server Storage can be used as a Backup Destination.

SSD Hard drives exist up to 900GB and are resistant to shocks.

Note: The more mechanical structure a Hard Drive has, the more likely it is to fail.

The management interface in Command View is called EVA.

The management interface in Management Storage Utility is called MSA.

Controllers have Cache, so if data is sent to the Controller for Write that exceeds the Write speed of that Controller, the excess data is placed in the Cache of that Controller.

SATA H.D.D

SAS H.D.D

SSD

Familiarity with Data Storage Concepts (+Storage) – Part Three