RAID

RAID – ذخیره سازی حجم زیادی از اطلاعات ارسالی از دوربین ها در هارد دیسک انجام می شود.

همیشه احتمال از بین رفتن اطلاعات ذخیره شده وجود دارد.

در دوربین های مداربسته، نحوه ذخیره سازی اطلاعات همانند ذخیره دیتا بر روی درایو کامپیوتر های معمولی است.

به این صورت که پردازشگر سیستم تشخیص می دهد که دیتای ضبط شده بسته به ظرفیت دیسک های موجود در کدام یک ذخیره گردند.

با استفاده از سیستم پیکربندی Raid یا (Redundant Array of Independent Disks)، دیتای ویدئویی به شیوه ای منطقی تر و امن تر مدیریت می شود.

هدف نهایی در این تکنولوژی، دستیابی به سطحوح بالاتری از حفاظت اطلاعات ضبط شده و روشی بهینه برای بازیابی اطلاعات در صورت خرابی های احتمالی است.

در سالهای اخیر، با توجه به مشکلات متعددی که  باعث از دست رفتن اطلاعات هارد دیسک‌ها و در نتیجه خسارات مالی فراوان می‌شود، استفاده از تکنولوژی که بتواند از وقوع این گونه مشکلات جلوگیری کند، از اهمیت بالایی برای کاربران برخوردار است.

در سال ۱۹۸۷ سه محقق دانشگاه کالیفرنیا به نام‌های David Patterson، Garth A. Gibson و Randy Katz برای اولین بار اصطلاح RAID  را که عنوان مقاله ‏A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)‎ بود، مطرح کردند.

آنها نظریه خود را با این عنوان که  ذخیره و بازیابی اطلاعات بر روی هارد دیسک‌های گوناگون می‌تواند باعث افزایش کارایی سیستم، کاهش هزینه و همچنین کم کردن میزان انرژی مصرفی برای انجام کار شود، مطرح نمودند.

 تولیدکنندگان تکنولوژی RAID  بعدها نام آن را به Redundant Array of Inexpensive Disks تغییر دادند.

RAID در ابتدا برای استفاده در دیسک‌های SCSI مطرح شد، با گذشت زمان و پیشرفت فناوری استفاده از این تکنولوژی  در دیسک‌های IDE ناموفق بود. اما  بعد از آن در دیسک‌های SATA به اوج خود رسید.

وسایل ذخیره سازی قدیمی‌تر، معمولا از یک هارد دیسک برای ذخیره اطلاعات استفاده می‌کردند. ولی پس از بوجود آمدن این تکنولوژی، سیستم‌ها قادر بودند تا اطلاعات را بر روی چندین هارد دیسک ذخیره نمایند.

به این ترتیب اطلاعات به صورت پشت سرهم به بخش‌هایی شکسته و در چندین هارد دیسک ذخیره می‌شوند.

این نحوه ذخیره سازی این امکان را فراهم می کرد که در کنار بهبود ساختن کارایی  سیستم، ظرفیت ذخیره سازی اطلاعات نیز افزایش پیدا کند.

امروزه این تکنولوژی تقریبا در همه وسایل ذخیره سازی به کار رفته است.

با این وجود باز هم وسایلی هستند که از این تکنولوژی استفاده نمی‌کنند.

سیستم‌عامل و کاربران به این حقیقت که وسیله ذخیره سازی از چندین هارد دیسک تشکیل شده‌است پی نمی‌برند، و با آن مانند یک دیسک مستقل رفتار می‌کنند.

به کمک RAID اطلاعات می‌توانند به صورت موازی بر روی یک یا چند هارد دیسک ذخیره شوند؛ بنابراین اگر یکی از دیسک‌ها با مشکل مواجه شود، اطلاعات باز در دسترس خواهد بود.

نحوه عملکرد تکنولوژی Raid

تکنولوژی Raid در واقع ترکیب کردن ظرفیت چند هارد دیسک به عنوان یک هارد واحد برای افزایش امنیت اطلاعات ضبط شده است.

بدین ترتیب، ذخیره ی اطلاعات با این شیوه، علاوه بر فرآهم آوردن امنیت بیشتر، سرعت خواندن، نوشتن و  کارایی دستگاه ها را نیز افزایش می دهد.
هارد دیسک ها در دستگاه های ضبط کنندهDVRو NVRتعبیه می شوند و با توجه به انواع سیستم های Raid موجود، می توان به طور همزمان از ظرفیت بیش از یک هارد دیسک بهره برد.

تصاویر و اطلاعات ضبط شده بوسیله تکنولوژی Raid به شکل آرایه های افزونه مرتب سازی می شوند.

این آرایه ها انواع مختلفی دارند و بسته به نیاز کاربران طراحی شده اند. Raid ها دارای انواع متفاوتی هستند که از ساختارهایی از جمله Mirroring ، Striping و یا Error-correcting تبعیت می کنند. در ادامه برای فهم بهتر موضوع به نحوه عملکرد هر کدام از انواع سیستم Raid و همچنین ساختارهای آن اشاره می کنیم:

پیکربندی های مختلف سیستم Raid

Mirroring در این روش اطلاعات و تصاویر مورد نظر، کپی برداری شده و در بیش از یک دیسک ذخیره می شوند.

در این روش به حداقل دو هارد دیسک نیاز دارید. به دلیل اینکه اطلاعات در دو هارد ذخیره می شوند، عملیات خواندن و بازیابی، سرعت بیشتری داشته اما نوشتن و ذخیره سازی در آن کمی کُند تر انجام می شود.

باید بدانید که در صورت عدم موفقیت عملیات ذخیره سازی در یکی از درایو ها، اطلاعات در دیسک دیگری ذخیره می شوند.

Striping  در این روش، تمامی اطلاعات در سرتاسر هارد دیسک ها تقسیم می شوند. عملیات خواندن و نوشتن در این روش در مقایسه با یک هارد، سریع تر انجام می شود.

Error-correcting در این روش اطلاعات به نحوی ذخیره می شوند که امکان بازیابی اطلاعات و تصحیح آن وجود داشته باشد.

ساختار موجود در این نوع آرایه بندی موجب می شود  تا سرعت عملیات خواندن و نوشتن، متناسب با تعداد درایوها افزایش یابد.

البته در این روش حداقل به ۳ هارد دیسک نیاز دارید و بسیاری از کارشناسان به منظور عملکرد بهتر، ۵ دیسک را توصیه می کنند.

سطوح مختلف سیستم Raid

سطوح مختلفی از سیستم های Raid از ۰ تا ۱۰ وجود دارند که معمول ترین آنها سیستم های  Raid5 و ۶ هستند.

Raid 0 تنها قابلیت موجود در سیستم  Raid 0 افزایش سرعت ذخیره سازی یا همان پیکر بندی striping است و هیچگونه عمل افزونه سازی در آن انجام نمی شود.

سیستم های Raid از سیستم ذخیره سازی آینه ای یا زوجی موجود در سیستم های Raid 1 یا ۵ پشتیبانی نمی کنند.

Raid 1 در سیستم Raid 1 تمامی تصاویر ارسالی از دوربین به صورت داپلیکیت شده ذخیره می شوند.

بنابر این در این سیستم حداقل به دو عدد هارد دیسک نیاز است.

بدین معنی که اگر اطلاعات موجود در دیسک ۱ از بین رفت هیچ مشکلی پیش نخواهد آمد، زیرا کپی اطلاعات در دیسک ۲ نیز موجود است(mirroring).

این سطح دارای پیکربندی striping نیست و از آنجایی که امکان خواندن هر دیسک به طور همان زمان وجود دارد عملکرد خواندن بهبود یافته است.

Raid 5 این سیستم دارای عملکرد به مراتب بهتری است. بدین صورت که داده های مربوط به تصاویر در بیش از یک هارد دیسک ذخیره می گردند.

همچنین این سیستم دارای قابلیت تولید و ذخیره دیتا به صورت زوج در هر کدام از هارد دیسک ها است.

با وجود این سیستم، در صورت خرابی یک هارد، تصاویر دوباره در همان دیسک بازیابی می گردند.

RAID 5 نیاز به حداقل سه دیسک دارد، اما اغلب توصیه می شود از حداقل پنج دیسک برای عملکرد بهتر استفاده کنید.

یکی از معایب موجود در سیستم Raid 5 این است که هنگامی که ذخیره سازی اطلاعات در یک دیسک با شکست مواجه می شود، زمان زیادی طول می کشد تا یک آرایه دوباره بازیابی شود. در نتیجه عملکرد آن معمولا در زمان بازسازی کاهش می یابد.

 Raid 6  نسخه توسعه یافته از Raid 5 است با این تفاوت که قادر است به طور همزمان در صورت از دست رفتن اطلاعات در دو دیسک، آن را بازیابی کند. ، اما همچنین نیاز به فضای ذخیره سازی بیشتری دارد و در نتیجه کمتر از Raid 5 کارایی دارد.

Raid 10  یک استاندارد جدیدتر است و ترکیبی از Raid0 و Raid1 است. این سیستم عملکرد بهتری از RAID 1 ارائه می دهد اما هزینه بسیار بالایی دارد. RAID 10 سرعت عملکرد بالایی دارد اما نیازمند به دو برابر فضای ذخیره سازی به صورت آینه ای(mirroring) است.