เน็กส์โปรเจ็ค.เน็ต

RAID:Redundant Array of Independent Disks

---

อัปเดท : 18 มกราคม พ.ศ.2547 , แสดง : 81,818 , ความคิดเห็น : 12

---

ในปี 1987 Patterson, Gibson และ Katz ซึ่งทำงานที่ University of California Berkeley ได้พิมพ์บทความเกี่ยวกับ A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID) โดยเอกสารนี้ได้บรรยายถึงชนิดของดิสก์อะเรย์ประเภทต่างๆ โดยเรียกชื่อย่อๆว่า RAID หลักการพื้นฐานของ RAID มาจากแนวคิดที่ว่า เมื่อเอาดิสก์ที่มีความจุน้อยหลายๆตัวมารวมกัน ประสิทธิภาพที่ได้จากการใช้งานจะมากกว่าใช้ดิสก์ขนาดใหญ่เพียงตัวเดียว โดยเมื่อเอาดิสก์มารวมกันแล้ว คอมพิวเตอร์จะต้องเห็นว่าเป็นดิสก์ขนาดใหญ่ตัวเดียว (เป็น Logical Drive)

ต่อมา RAID ก็เปลี่ยนคำจำกัดความเป็น Redundant Array of independent disks ข้อดีคือ ได้ความจุเพิ่มขึ้น แต่ถ้าตัวใดตัวหนึ่งพังก็จะเสีย ข้อมูลในฮาร์ดดิสก์ตัวนั้นไป แต่จะป้องกันได้มากกว่า ใช้ระบบการจัดแบ่งเก็บข้อมูลในแต่ละตัวก็มีข้อมูลที่ซ้ำกัน หรือมีการเก็บ Parity ของอีกตัวไว้ ถ้าเกิดวันใดที่ตัวหนึ่งเกิดพังไป ข้อมูลในตัวที่พังก็ยังคงมีเก็บ "สำรองเผื่อเสีย" ไว้ การแก้ไข ก็เพียงเอาฮาร์ดดิสก์ใหม่มาเปลี่ยน แล้วค่อยๆ ผ่องถ่ายข้อมูลที่ฮาร์ดดิสก์ตัวเก่าที่พังไปเคยฝากไว้กับฮาร์ดดิสก์ตัวอื่นลงมาใหม่ๆ ทำให้สมบูรณ์แบบ ทั้งหมดนั้นเรียกว่าระบบ Fault Tolerance คือ แทนที่ว่าฮาร์ดดิสก์พังไปตัวหนึ่งก็ต้อง "Down" เซิร์ฟเวอร์ ทำให้ระบบต้องหยุดชะงัก เพื่อป้องกันความเสียหายดังกล่าว จะต้องสร้างระบบให้คงทนต่อความเสียหาย ฮาร์ดดิสก์พังไปแล้วหนึ่งตัว ระบบยังทำงานต่อไปเหมือนไม่มีอะไรเกิดขึ้น (On-the Fly) โดยวิธีการนี้ จะต้องใช้ RAID

คำจำกัดความของ RAID คือ เทคโนโลยีของหน่วยเก็บข้อมูลที่ใช้เพื่อปรับปรุงระบบให้มีความสามารถในการประมวลผลเกี่ยวกับการจัดเก็บข้อมูล เทคโนโลยีดังกล่าวจะออกแบบเพื่อให้ระบบการจัดเก็บข้อมูลแบบอะเรย์มีความเชื่อถือได้ และเพื่อใช้ข้อดีของการนำประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นจากการเพิ่มฮาร์ดดิสก์เข้าไปในระบบหลายๆ ตัวเข้ามาใช้งาน ฮาร์ดดิสก์ที่ต่อกันเป็นสมาชิกของอะเรย์ (แบบเดียวกับทางคณิตศาสตร์ เรื่องของ อะเรย์) แล้วทำอย่างไรให้ทำงานได้น่าเชื่อถือ แล้วการมีฮาร์ดดิสก์หลายๆ ตัว และให้เขียนและอ่านหลายๆ ตัว พร้อมๆ กัน จะได้ประสิทธิภาพดีกว่าเขียนและอ่านตัวเดียว ซึ่งต้อง "รอ" ให้การเขียนเสร็จสิ้นเป็นคราวๆ ถึงจะเริ่มเขียนใหม่ได้

ประโยชน์อีกประการของ RAID คือ "เผื่อเสีย" คือ ถ้าตัวหนึ่งเสีย อีกสลับตัวที่สำรองไว้ขึ้นมาทำงานโดยอัตโนมัติ โดยไม่ต้องถูกขัดจังหวะจากการเสียเวลาซ่อมแซม การใช้งานดิสก์ยังคงเกิดขึ้นอย่างปกติ ตัวที่เสีย ระบบคอมพิวเตอร์ก็จะมองผ่านไป
ปัจจุบันการนำ RAID มาใช้งานนั้น เกี่ยวกับเซิร์ฟเวอร์เป็นส่วนใหญ่ เมื่อระบบเครือข่ายถูกพัฒนาขึ้นใช้ ความสำคัญของหน่วยเก็บข้อมูล (Storage [sys]tem) ก็ทวีความสำคัญขึ้น เพราะในเซิร์ฟเวอร์นั้น ถ้าหากว่าฮาร์ดดิสก์ชำรุด ใช้งานไม่ได้ นอกจากจะสูญเสียข้อมูลที่เก็บไว้ในฮาร์ดดิสก์ไปทั้งหมดแล้ว ยังจะต้องเสียเวลาเพื่อรอให้การซ่อมแซมแล้วเสร็จ ซึ่งหมายถึงการสูญเสียโอกาสทางธุรกิจ

ประโยชน์จาก RAID

• เอื้อประโยชน์ในการรวมเอาพื้นที่จากฮาร์ดดิสก์หลายๆ ตัวเข้ารวมกันเป็น "ก้อน" ก้อนเดียว

• ใช้ประโยชน์จากการ "เข้าถึง" ของฮาร์ดดิสก์แต่ละตัว ซึ่งหมายถึง จะแบ่งข้อมูลออกเป็นบล๊อคย่อยๆ แล้วแยกกันไปเขียน (อ่าน) ลงบนฮาร์ดดิสก์แต่ละตัว ทำให้ย่นระยะเวลาทำงาน และลดระยะเวลาคอย (Wait State)

• มีระบบ "เผื่อเสีย" โดยการทำ "Mirroring" หรือ Parity การนำเอาดิสก์หลายๆ ตัวมารวมกันเป็นดิสก์อะเรย์ แล้วกำหนดให้เป็น Logical Drive เพียงหนึ่งตัว นั้นมี "Stripping" เป็นหัวใจในการทำงาน กล่าวได้ว่า Stripping เป็นหลักการพื้นฐานของ RAID คือ เมื่อมีฮาร์ดดิสก์หลายๆ ตัวมารวมกัน การเขียนข้อมูลชุดหนึ่งๆ ลงดิสก์ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพดีที่สุด ต้องมีการ "กระจาย" ข้อมูลลงไปในดิสก์ทุกตัวในอะเรย์ เรียกการกระจายเขียน-อ่านข้อมูลเหล่านี้ว่า Stripping กระบวนการ Stripping นั้นสิ่งที่สำคัญคือ I/O เพราะต้องมีการเข้าถึงฮาร์ดดิสก์ในอะเรย์ ต้องจัดการให้ดิสก์ทุกตัวบรรจุข้อมูลที่ถูกเขียน-อ่าน (Access) ในสภาวะที่สมดุลกัน ยิ่ง RAID Controller ออกแบบเท่าไร ก็จะได้ประสิทธิภาพจาก I/O มากขึ้น สำหรับตัวควบคุมอะเรย์แบบฮาร์ดแวร์ (RAID Controller) การวัดประสิทธิภาพในการทำงาน สิ่งที่นำมาวัดประสิทธิภาพก็คือ I/O Performance

ระดับของ RAID

ระดับมาตรฐานของ RAID แบ่งออกได้เป็น 6 ระดับ คือ 0 -5 ที่กล่าวถึงและมีการใช้งานกันบ่อยๆ คือ 0, 1 ,3 5 ส่วน 2 กับ 4 นั้นไม่ได้ใช้งาน และ มีระดับอื่น เช่น 6,7,10,1+0 ,53 ซึ่งเป็นการพัฒนาจากระดับมาตรฐาน RAID 0 - 5 

RAID 0

   RAID 0 Block Striping คือ แทนที่ข้อมูลชุดหนึ่งจะถูกเขียนลงในฮาร์ดดิสก์เพียงตัวเดียว ก็จะถูกแบ่งกระจายออกเป็นบล๊อค แล้วก็เขียนลงไปในฮาร์ดดิสก์หลายๆตัว ประสิทธิภาพของดิสก์ดีขึ้น แต่ก็ยังไม่มีระบบ "เผื่อเสีย" ถ้าดิสก์เสียเพียงลูกเดียว ข้อมูลก็หาย ระบบนี้ ใช้ ดิสก์ อย่างน้อย 2 ลูก
ระบบนี้ไม่ต้องเสียพื้นที่ของฮาร์ดดิสก์ไว้จัดเก็บข้อมูล "เผื่อเสีย" ทำให้ใช้ความจุของฮาร์ดดิสก์ได้เต็มที่ ประสิทธิภาพสูง เพราะแบ่งกันเขียน แบ่งกันอ่าน เหมาะสำหรับการใช้งานในกรณีการสูญเสียข้อมูลไม่มีผลกระทบต่อการทำงาน เช่น กรณีที่ข้อมูลด้านของวีดีโอออนไลน์ ซึ่งมักมีตัวต้นฉบับที่เก็บเอาไว้ ถ้าเกิดเสียหายก็นำต้นฉบับมาคัดลอกไว้ใหม่ หรือ Proxy Server ที่ต้องการ I/O Performance มากกว่าความวิกฤติของข้อมูล
 

RAID 1

RAID 1 Disk Mirrior "ดิสก์กระจกเงา" เป็นฮาร์ดดิสก์สองชุด ที่เป็นเสมือน "เงา" ของกันและกัน การทำงานก็คือ เห็นเป็น Logical Drive เดียวกัน แต่ตัวไดรฟ์ที่ใช้งานคนละไดรฟ์ เวลาข้อมูลถูกเขียน ก็จะเขียนลงทั้งสองไดรฟ์เหมือนๆ กัน ถ้าตัวหนึ่งเกิดพังไป อีกตัวหนึ่งก็ยังทำงานได้เหมือนเดิม ข้อเสียของ Disk Mirror คือ ลดประสิทธิภาพของการเขียน-ลงไปมาก เพราะต้องเขียนทั้งสองตัว (เวลาอ่านเพียงตัวเดียว) ราคาแพงเพราะต้องซื้อมาเผื่อไว้อีกชุดหนึ่ง ความเหมาะสมในการใช้งาน เหมาะสมกับระบบงานที่ต้องการความมั่นคงข้อมูลสูงเช่น ระบบบัญชี การเงิน ระบบเงินเดือน ระบบประเภท Online Transaction และระบบที่มีการเข้าถึงข้อมูลแบบสุ่ม โดยที่ขนาดของข้อมูลไม่ใหญ่นัก การ "เผื่อเสีย" ดีมาก แต่ประสิทธิภาพแไม่ดีนัก ราคาก็แพงอีก ระบบนี้ ใช้ Disk อย่างน้อย 2 ลูก
 

RAID 2

ข้อมูลจะถูก stripe ไปยังดิสก์หลายๆ ตัวในระดับ bit และจะใช้ Hamming Code ECC เป็นเทคนิคสำหรับใช้ทำ error correction โดยจะต้องใช้ดิสก์หนึ่งตัวหรือมากกว่าเป็นที่สำหรับเก็บ Hamming Code ECC นี้ สำหรับการทำงานของ RAID-2 เมื่อมีการเขียนข้อมูลลงในดิสก์ RAID-2 จะคำนวณ ECC ของข้อมูลที่อยู่ใน stripe เดียวกันและเก็บลงใน ECC ดิสก์ ในกรณีที่มีดิสก์ที่เก็บข้อมูลเกิดความเสียหาย RAID ก็จะทำการ recover ข้อมูลได้ด้วยการ rebuild ข้อมูลในดิสก์ตัวที่เสียไปขึ้นมาใหม่จาก ECC ระบบนี้ต้องใช้ ดิสก์เก็บ Hamming Code จำนวนมาก ใกล้เคียงกับ RAID 2 จึงไม่มีใช้ในแง่ธุรกิจ

RAID 3

RAID 3 "Block strip with dedicated parity" เทียบกับ RAID 0 ก็คือ มีการแบ่งเป็น Block เพื่อเขียนลงในไดรฟ์แต่ละตัว แต่ที่เพิ่มมาก็คือ dedicated parity คือ นอกจากเพิ่มประสิทธิภาพแล้ว ยังมีระบบ "เผื่อเสีย" อีก ซึ่งจะใช้ดิสก์ตัวหนึ่งทำ Parity Disk เลย ถ้าหากมีดิสก์ตัวใดตัวหนึ่งเสีย ก็จะดึงข้อมูลจาก Parity Disk นั้นได้ ประสิทธิภาพของ RAID 3 ? ยังไม่ดีนัก เพราะการเขียนข้อมูลนั้นเขียนแบบเรียงลำดับ ระหว่าง Logical Drive ในแต่ละ Physical Drive ไม่ได้เขียนทีละหลายๆไดรฟ์ นอกจากนี้ ทุกๆ ครั้งที่มีการเขียนข้อมูลลงในไดรฟ์ใดก็ตาม จะต้องมีการปรับปรุง (เขียน) ข้อมูลใน Parity Disk ซึ่งต้องเสียเวลาในการคำนวณและการเขียนด้วย ระบบนี้ ใช้ Disk อย่างน้อย 3 ลูก

ความเหมาะสมในการใช้งาน เหมาะสมกับข้อมูลวิดีโอ โปรแกรมประยุกต์ที่ต้องการประสิทธิภาพของระบบจัดเก็บข้อมูลสูง หรือฐานข้อมูลที่มีการเข้าถึงข้อมูลแบบลำดับ และข้อมูลมีขนาดใหญ่ 
 

RAID 4

 

 

RAID 4 “Independent Data disks with shared Parity disk “ เนื่องจาก RAID-3 มีปัญหาในการอ่านและเขียน file เล็กๆ ดังนั้นจึงได้มีการพัฒนา RAID-4 ขึ้นมาโดยปรับปรุง RAID-3 ใหม่โดยเปลี่ยนแปลงการเขียนใหม่จากการเขียนแบบขนานพร้อมกันหมด เป็นการเขียนแบบไม่ขึ้นต่อกันของ disk และเปลี่ยนจากการ access ทีละ bit เป็น block แทน โดยที่แต่ละ block จะมีขนาด 4 - 64 KB นอกเหนือจากนี้ยังคงเหมือน RAID-3 คือใช้ parity disk เพียง 1 ตัวและกระจายข้อมูลในทุก disk ซึ่งการเขียนทีละ block นี้จะช่วยแก้ปัญหา file เล็กๆได้คือ ไม่ต้อง อ่านเขียนข้อมูลพร้อมกันหมดทุก disk และสามารถ อ่านและเขียนข้อมูลใน disk ที่ไม่ได้ทำงานได้อีก RAID-4 ยังคงมีปัญหาในการเขียนเช่นเดียวกับใน RAID-3 RAID-4 จะให้เนื้อที่ในการเก็บข้อมูลเป็น n-1 disk (n คือจำนวน disk ทั้งหมด ) ยังมีปัญหาการ Write ข้อมูลยังต้องรอ Parity Disk ไม่เป็นที่นิยมใช้
 

RAID 5

RAID 5 "Multiple Blocking with distributed parity" หมายถึงการทำบล๊อกของข้อมูลหลายๆ บล๊อกแล้วก็จัดการส่งไปเขียนลงไปหลายๆ ไดรฟ์ ในส่วนของการ "เผื่อเสีย" ก็มีการจัดเก็บ Parity ไว้ในหลายๆ ไดรฟ์อีก ถ้ามองที่การ "เผื่อเสีย" ก็เหมือนกับ RAID 3 นั้น ที่แตกต่างก็คือ เก็บ Parity ไว้ในหลายๆ ไดรฟ์ โดยมีข้อแม้ว่า ตัวข้อมูลเอง และตัวตรวจสอบ Parity นั้นจะต้องไม่ถูกเก็บไว้ในดิสก์ตัวเดียวกัน! เพราะถ้าเกิดว่าฮาร์ดดิสก์เกิดพังขึ้น ก็ยังคงใช้ Parity มาช่วยในการจัดเตรียมชุดข้อมูลขึ้นใหม่ได้ และแก้ปัญหา RAID 4 .ในการ Write ข้อมูล ระบบนี้ ใช้ Disk อย่างน้อย 3 ลูก
ความเหมาะสมในการใช้งาน เหมาะกับการใช้งานกับฐานข้อมูล (Database Server) ระบบอินทราเนท (Intranet Server) ซึ่งเป็นระบบที่มีการอ่านข้อมูลจากฮาร์ดดิสก์เป็นหลัก
 

RAID 6

RAID-6 “Independent Data disks with two independent distributed parity schemes” เป็นระดับที่เพิ่มขึ้นมาใหม่จาก RAID เดิม โดยนำ RAID-5 มาเพิ่ม parity เข้าไปรวมเป็น 2 parity ซึ่งจะสามารถกู้ข้อมูลกลับคืนมาได้ถึงแม้จะมี disk เสียถึง 2 ตัวพร้อมกัน parity ทั้ง 2 แบบจะใช้ algorithm คนละแบบกัน การเพิ่ม parity เข้าไปนี้จะทำให้เปลือง disk เพิ่ม อีก 1 ลูกและยังทำให้เกิดปัญหาในการเขียนมากกว่า RAID-5 เพราะจะต้องอ่านและเขียน parity เพิ่มขึ้นอีก ดังนั้นประสิทธิภาพในการเขียนจึงต่ำมาก RAID-6 ต้องการอย่างน้อย 4 disk ในการ form RAID-6 และจะมีเนื้อที่ในการเก็บ ข้อมูล n-2 disk

 

RAID 7

RAID 7 : “Optimized Asynchrony for High I/O Rates as well as High Data Transfer Rates” เป็นระบบเทคโนโลยีเฉพาะของ Storage Computer Corporation ใช้ embedded array control microprocessor เขียนอ่านข้อมูลผ่าน High Speed X-Bus ประสิทธิภาพเป็น 1.5 ถึง 6 เท่า ของ RAID ระดับอื่น แต่ข้อเสียคือเป็นเทคโนโลยีปิดของบริษัทเดียว บริการไม่ดีเท่าที่ควร ระยะเวลารับประกันน้อย ต้นทุนต่อ MB สูงกว่าระดับอื่นๆ ต้องมี UPS ป้องกันข้อมูลสูญหายจาก Cache

 

RAID 0+1

RAID 0+ 1 “: High Data Transfer Performance” เป็นการนำ Striping แบบ RAID 0 และทำ Mirror แบบ RAID 1 อีกครั้ง ทำให้Transfer ข้อมูลได้เร็ว (RAID 0) และ Reliability (RAID 1) ข้อเสียต้องลงทุนมาก เป็นข้อจำกัดในการขยายระบบงาน (Limited Scalability) ระบบนี้ต้องใช้ดิสก์อย่างน้อย 4 ลูก
 

 RAID 10
 

RAID 10 “Very High Reliability combined with High Performance” คือการทำ RAID-0 บน RAID-1 หรือ striping บน mirroring RAID-10 มีการสำรองข้อมูลที่สมบูรณ์และมีประสิทธิภาพในการอ่านเขียนข้อมูลสูง แต่จะมีราคาแพงมากเพราะต้องใช้ดิสก์จำนวนมาก จึงเหมาะกับงานที่ต้องการประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบสูง และจะต้องมีงบประมาณมากด้วย เหมาะสำหรับระบบที่ทำ RAID 1 แล้วต้องการปรับปรุงเพื่อเพิ่ม Performance ระบบนี้ต้องใช้ดิสก์อย่างน้อย 4 ลูก
 

RAID 53

 

RAID 53 : “High I/O Rates and Data Transfer Performance” ระบบนี้ที่จริงควรเรียกว่า RAID 03 เพราะว่านำหลักการ Stripping ของ RAID 0 มาร่วมกับ การ Segment Parity แบบ RAID 3 เหมาะสำหรับระบบที่ทำ RAID 3 อยู้แล้วต้องการเพิ่ม Performance ระบบนี้ใช้ดิสก์อย่างน้อย 5 ลูก

ส่วนประกอบของ RAID

RAID Controller

ตัวควบคุมระบบ RAID นั้นใช้ได้ทั้งซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ หรือใช้รวมกันก็ได้ ซอฟต์แวร์เช่น Windows NT 4.0 สนับสนุน RAID ระดับ 0 ,1 (Striping , Mirroring) และฮาร์ดแวร์จากผู้ผลิตรายต่างๆ ซึ่งมีอยู่มากหลากหลาย เช่น Asustek , Adaptec , DCT ,MTI ซึ่งฮาร์ดแวร์เหล่านั้นมีราคาอยู่ในระหว่างสองหมื่นถึงเป็นล้านบาท

กรณีใช้ซอฟต์แวร์เป็น RAID Controller จะมีข้อจำกัดคือ ระดับที่สนับสนุน คือ 0, 1 (Striping , Mirroring) นั้นยังไม่ครอบคลุมระดับ Data Protection ในเรื่องของพาริตี้ ซึ่งมีใน RAID ระดับ 3,5 และใช้กำลังจากโปรเซสเซอร์ ทำให้โปรเซสเซอร์มีเวลาจะไปประมวลผลงานอื่นๆ น้อยลง การใช้ซอฟต์แวร์ควบคุม มีข้อดีคือ ราคาถูกกว่า ไม่ต้องการอุปกรณ์เพิ่มเติมมากนัก

ส่วนฮาร์ดแวร์ โดยมากจะได้รับการออกแบบที่ดี แต่ฮาร์ดแวร์ก็มีข้อแตกต่างระหว่างยี่ห้อต่างๆ คือ ประสิทธิภาพในการทำงานแตกต่างกันออกไป การติดตั้งยากกว่าซอฟต์แวร์ควบคุม และราคาการลงทุนค่อนข้างสูงกว่า เพราะต้องการอุปกรณ์เพิ่มเติม ไม่ว่าจะเป็นฮาร์ดดิสก์ เคสสำหรับฮาร์ดดิสก์ โดยเฉพาะระบบ "Hot Swap" แต่ผลของการลงทุนก็คุ้มค่า (เกี่ยวกับ Hardware RAID Controller ดูข้อมูลเพิ่มเติมได้จาก รู้จักกับ RAID Controller)

ฮาร์ดดิสก์ที่นำมาต่อเป็น Array (Physical Drive)

คือฮาร์ดดิสก์ที่นำมาต่อเข้าเพื่อใช้กับระบบที่จะใช้ RAID จำนวนของฮาร์ดดิสก์นั้น ขึ้นอยู่กับระดับของ RAID ที่เลือกใช้งาน

ไดรฟ์อะไหล่ (Spare Drive)

เป็นฮาร์ดดิสก์ที่นำมาติดตั้งไว้เป็น "อะไหล่" เผื่อว่าฮาร์ดดิสก์ตัวอื่นๆ ที่ใช้ในระบบ RAID เกิดชำรุดเสียหาย โดยปกติเมื่อไดรฟ์ตัวใดตัวหนึ่งในระบบเกิดเสียหาย ไดรฟ์ที่เป็น "อะไหล่" จะถูกสลับเข้าไปใช้งานแทนที่โดยอัตโนมัติทันที

ไดรฟ์ชำรุด (Failed Drive)

ฮาร์ดดิสก์ที่ชำรุดเสียหาย เช่นมี Bad Sector หรือตัวระบบกลไกการทำงานเสียหาย หรือไม่ตอบสนองต่อการทำงานของ Host SCSI ไดรฟ์พวกนี้ถือเป็น "ไดรฟ์ชำรุด" จะต้องเอาออกและเปลี่ยนไดรฟ์ดีเข้าไปใหม่

ไดรฟ์ตรรกะ (Logical Drive)

เหมือนกับระบบดอสธรรมดา คือ ไม่ใช่ไดรฟ์จริง เป็นเพียงไดรฟ์สมมุติ แต่ใน RAID ไดรฟ์ตรรกะนั้น เกิดจากการรวมเอาไดรฟ์อื่นๆ มารวมกัน ให้เกิดความจุสูงขึ้น

Logical Volume

ไม่อยากแปลเป็นไทย เอาเป็นแบบเดิม คงความหมายดีกว่า เมื่อต้องการ "ก้อน" ของฮาร์ดดิสก์ที่มีความจุมากขึ้น ทำได้โดยการนำเอา "Logical Drive" มารวมเข้าด้วยกันเป็น Logical Volume นั้นเอง

การจัดการ RAID

เมื่อกล่าวถึงการจัดการ RAID ก็เสมือนว่าเรากำลังคุยกันเกี่ยวกับเทคโนโลยี "การจัดเก็บข้อมูล" หรือ Storage Technology ซึ่งมีสองส่วนด้วยกันคือ การเลือกระดับของ RAID ที่เหมาะสมกับการใช้งาน และการจัดการกับไดรฟ์ที่เสียหาย

การเลือกระดับ RAID ที่เหมาะสม

RAID แต่ละระดับมีความเหมาะสมเกี่ยวกับการใช้งาน และความต้องการฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ ฮาร์ดดิสก์แตกต่างกัน ดูอ้างอิงได้จากระดับของ RAID ซึ่งกล่าวไว้คร่าวๆ เกี่ยวกับระดับของ RAID และการใช้งาน

 

การติดตั้ง RAID

สามารถทำได้ 3 วิธีดังนี้

• Software RAID

CPU ของเครื่องคอมพิวเตอร์จะมีหน้าที่ทำงานทุกอย่างของ RAID ทำให้การทำงานช้าโดยเฉพาะเมื่อต้องทำการคำนวณ parity เช่น RAID-3 และ RAID-5 แต่จะมีราคาถูกเพราะไม่ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษอื่น และบาง OS (เช่น Linux, NT) ก็มี software RAID ติดตั้งมาให้แล้ว software RAID สามารถทำงานได้ทั้งบน SCSI และ IDE ดิสก์ แต่อาจจะขาดความสามารถบางอย่างไปเช่น hot swap

• Controllr Hardware RAID (Bus-to-SCSI)

จะเป็น RAID controler card ที่ต่อภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ผ่านทาง ISA/EISA/PCI bus ทำหน้าที่ต่างๆ ของ RAID แทน CPU ทำให้ OS มองเห็น RAID เป็นเหมือนดิสก์ธรรมดาตัวหนึ่งเท่านั้น โดยปกติ hardware RAID จะทำงานได้เร็วกว่า software RAID ในสภาวะที่ CPU มีการทำงานอย่างหนัก สามารถใช้งานได้กับ OS ที่มี driver รองรับการทำงานของ RAID controler card รุ่นนั้นๆ

• External Hardware RAID (SCSI-to-SCSI)

มีลักษณะเป็นกล่องสามารถทำงานได้กับทุก OS เพียงแต่ต่อสายเข้าไปกับ SCSI interface ของเครื่องคอมพิวเตอร์ ก็จะทำให้ OS เห็นเหมือนกับเป็นดิสก์หนึ่งตัว ในกล่องจะมี microprocessor สำหรับการทำงานของ RAID และใช้อุปกรณ์ที่มีความสามารถพิเศษเช่น redundant power supply หรือ hot swap แต่จะมีราคาแพง และความเร็วในการ transfer ข้อมูลจะถูกจำกัดด้วยความเร็วของ SCSI

การจัดการไดรฟ์เสีย

การจัดการกับไดรฟ์เสีย ไม่ได้หมายถึงว่า ฮาร์ดดิสก์เสียแล้ว ถึงค่อยคิดว่า จะจัดการอย่างไร แต่หมายถึง จะทำอย่างไรกับ "ระบบเผื่อเสีย" หาฮาร์ดดิสก์มา Standby หรือเปิดไว้รอ เหมือนเตรียมยางรถยนต์อะไหล่ติดไว้ที่ท้ายรถ? อะไหล่หรือ Spare นี่เป็นของ "เผื่อเสีย" แน่นอน คิดอยากมีระบบ "เผื่อเสีย" ก็ต้องลงทุนบ้าง สำหรับ RAID ก็เช่นเดียวกัน ต้องลงทุนซื้อไดรฟ์มาไว้ เรียกว่าเป็น Spare Drive ซึ่งมีทั้ง Global Spare Drive และ Local Spare Drive เป็นสองกลุ่ม ความแตกต่างคือ Local Spare Drive จะเป็นอะไหล่สำหรับ Local Drive เพียงตัวเดียว (แยกให้ออกนะครับ Local Drive ตัวเดียวหมายถึง 1 "ก้อน" หรือ 1 Volume ซึ่งจะรวมได้หลายๆ Physical Drive เพราะ Local Drive ในระบบเครือข่าย แตกต่างจาก Local Drive ของพวกเครื่องพีซี) แต่ Global Spare Drive นั้นเป็นอะไหล่สำรองสำหรับ Local Drive 2 ก้อนขึ้นไป

การระบุว่าไดรฟ์ไหนเสีย และการวิเคราะห์อาการเสีย เป็นเทคนิคการออกแบบ RAID Controller ที่ผู้ผลิตรายต่างๆ ต่างก็แข่งขันกันพัฒนา เพราะโดยคุณสมบัติการออกแบบฮาร์ดดิสก์แบบ SCSI แล้ว เป็นไปได้ยากที่ RAID Controller จะตรวจสอบว่าไดรฟ์ไหนเสีย แต่ระบบการตรวจสอบที่เกิดจากการพัฒนาร่วมกันของผู้ผลิต RAID และผู้ผลิตฮาร์ดดิสก์ ที่มีชื่อเทคโนโลยีว่า SAF-TE ก็ทำให้การวิเคราะห์ และวินิจฉัยอาการเสียของฮาร์ดดิสก์เป็นไปได้ง่ายขึ้น

การจัดการกับไดรฟ์เสีย ยังมีระบบสนับสนุนหรืออำนวยความสะดวก ซึ่งทำงานสอดคล้องกับระบบ RAID Controller อีกส่วนหนึ่งคือ Hot Plug Drive, Hot Swap Drive Bay ซึ่งหมายถึงการเปลี่ยนฮาร์ดดิสก์โดยอไม่ต้องปิดสวิตช์คอมพิวเตอร์ก่อน และเมื่อเปลี่ยนแล้วนอกจากสามารถใช้งานได้ทันทีแล้ว หากใช้ระบบ RAID ก็สามารถ "Rebuild" คือ สร้างระบบ RAID ในฮาร์ดดิสก์ก้อนใหม่ได้ทันที

การเพิ่มขนาดของ Logical Volume

ขนาดของ Logical Drive นั้น ขึ้นกับความจุและจำนวนของฮาร์ดดิสก์ที่นำมาเพิ่มในระบบ RAID โดยปกติระบบ RAID จะระบุไว้ว่า กรณีใช้ฮาร์ดแวร์ในการควบคุม ฮาร์ดดิสก์ทั้งหมดที่นำมาเพิ่มในระบบจะต้องมีความจุเท่ากัน การเพิ่มขนาดของ Logical Drive ทำได้โดยการเพิ่มฮาร์ดดิสก์ SCSI เข้าไปในระบบ

ถ้าเป็นระบบ RAID เก่าๆ การเพิ่มขนาดของ Logical Drive ทำได้โดยการสำรองข้อมูลทั้งหมด หลังจากนั้นปิดระบบ (ปิดเฉพาะระบบที่ใช้ RAID) ติดตั้งฮาร์ดดิสก์เพิ่มเติมเข้าไปในระบบ และ Config RAID หรือการสร้าง RAID ขึ้นใหม่ วิธีการนี้มีข้อด้อยคือ ใช้เวลาในการดำเนินใหม่ และต้องการผู้เชี่ยวชาญ เพราะในระบบเครือข่าย ถ้าหากต้องมีการ "ติดตั้งระบบใหม่" นั้นหมายถึง การ Config ระบบใหม่ทั้งหมด

แต่ระบบคอมพิวเตอร์ที่ใช้ RAID ใหม่ๆ นั้น ใช้หลักการของ Dynamic [sys]tem Expansion การขยายขนาดของระบบโดยวิธีการง่ายกว่าเดิม โดยวิธีนี้ต้องใช้กับระบบ RAID ที่เป็น RAID Hardware Controller เท่านั้น โดยเมื่อเพิ่มฮาร์ดดิสก์เข้าไปในระบบ (จะเป็น Hot Plug หรือ Non Hot-Plug) ก็ได้ หลังจากนั้นใช้ฟังก์ชันในการตรวจจับ (SCSI Harddisk SCAN) เพื่อตรวจสอบว่ามีฮาร์ดดิสก์ใหม่ถูกติดตั้งเข้าไปในอะเรย์ หลังจากนั้นก็ใช้ฟังก์ชันในการเพิ่มขนาด Logical Volume โดยการ Assign ฮาร์ดดิสก์ใหม่เข้ากับระบบอะเรย์ เพียงไม่กี่นาทีก็เพิ่มขนาดของ Logical Volume ได้

การจัดการและตรวจสอบโดย RAID Controller

ฮาร์ดแวร์ RAID Controller ที่ผลิตโดยผู้ผลิตหลายๆ รายๆ มีกลวิธีในการตรวจสอบระบบ DISK Array โดยเริ่มจากการตรวจสอบตัวคอนโทรลเลอร์เอง ไปจนถึงการตรวจสอบฮาร์ดดิสก์ที่เป็นสมาชิกอะเรย์ ได้แก่การตรวจสอบ disk / PSU / Power / Over-Temp แล้วแสดงค่าความผิดพลาด พร้อมทั้งแจ้งเตือนกรณีที่ความผิดพลาดนั้น ถือเป็นความผิดพลาดระดับวิกฤติ
 

เรียบเรียงจาก

http://www.acnc.com/04_01_00.html
http://www.kintronics.com/raidwpaper.htm
http://www.networkbuyersguide.com/search/149002.htm
http://www.itpapers.com/
http://www.pcguide.com/

---

ผู้เขียน/อ้างอิง : จักรกฤษณ์ แร่ทอง

อื่น ๆ เกี่ยวกับไอ.ที.

• เมกะไบท์ กิกะไบท์ เทราไบท์ แล้วต่อไปจะเป็นอะไร ?

  เมกะไบท์ กิกะไบท์ เทราไบท์ แล้วต่อไปจะเป็นอะไร ?

• เทคโนโลยีบัสคอมพิวเตอร์ (Computer Bus Technology) 2/3

  Trend of technology จะพูดถึง แนวทางของ Bus ในอนาคต

• เทคโนโลยีบัสคอมพิวเตอร์ (Computer Bus Technology) 3/3

  Trend of technology จะพูดถึง แนวทางของ Bus ในอนาคต

• เครื่องวัดความดัน วัดอุณหภูมิ และตรวจนับการเต้นของชีพจร 2/2

  ครื่องวัดความดัน วัดอุณหภูมิ และตรวจนับการเต้นของชีพจร

• มาตรทางด้านสิ่งแวดล้อมของผลิตภัณฑ์ด้าน IT

  คิดว่าหลายท่านที่ติดตามข่าวสารผ่านสื่อต่างๆ ในช่วงปีกว่ามานี้ คงจะได้ยินคำว่าสภาวะโลกร้อนหรือ Global Warming

• รู้จักกับความแตกต่างของจอแบบ CRT vs LCD

  จะเลือกจอ CRT หรือ LCD ดี? คำถามนี้อาจเป็นคำถามที่หลายๆคนถามหา เมื่อจะเลือกซื้อจอใหม่

• EPC : ELECTRONIC PRODUCT CODE (เลขรหัสสินค้าอิเล็กทรอนิกส์)

  การใช้งานเลขรหัสสินค้าอิเล็กทรอนิกส์ ร่วมกับเทคโนโลยี RFID (Radio Frequency Identification) มีประสิทธิภาพสูง

• ระบบเสมือนจริง (Virtual Reality [[[[sys]]]]tem -VR)

  ระบบเสมือนจริงนับเป็นการใช้ประโยชน์จากการแสดงผลด้วยสื่อประสม สร้างภาพ 3 มิติที่สามารถมองเห็นเหมือนเป็นภาพที่เป็น 3 มิติ

• RAID:Redundant Array of Independent Disks

  เอาดิสก์หลายๆตัวมารวมกัน ประสิทธิภาพที่ได้จากการใช้งานจะมากกว่า

• Wi-Fi Internet Trend (แนวโน้มไวไฟ ในอนาคต)

  เทคโนโลยีสื่อสารไร้สาย แต่ในอนาคตอันใกล้นี้