وقتی پای انتخاب یک ساختار ذخیره‌سازی مطمئن و قدرتمند برای سرور وسط باشد، تنها داشتن هارد SSD کافی نیست. سرعت بالا و عملکرد بی‌نظیر SSDها زمانی معنا پیدا می‌کند که با پیکربندی مناسب RAID ترکیب شوند. اما کدام نوع RAID می‌تواند بیشترین هماهنگی را با معماری SSDها داشته باشد؟ این سؤال، نه‌فقط برای کارشناسان IT، بلکه برای بسیاری از کسب‌وکارهایی که به دنبال بهره‌وری بالاتر در پردازش داده هستند، به یکی از چالش‌های کلیدی تبدیل شده است.
امروزه بسیاری از شرکت‌ها، چه در زمان خرید سرور نو و چه هنگام ارتقاء یا بهینه‌سازی سرورهای موجود، به دنبال پاسخ دقیقی برای این پرسش هستند. اینکه بهترین RAID برای SSD کدام است، به فاکتورهای متعددی بستگی دارد؛ از نوع بار کاری گرفته تا نوع اپلیکیشن‌هایی که روی سرور اجرا می‌شوند.
از طرفی، روند رو به رشد استفاده از تجهیزات حرفه‌ای اما مقرون‌به‌صرفه باعث شده خرید سرور استوک یا حتی خرید سرورهای دست دوم از برندهایی مانند HPE، گزینه‌ای هوشمندانه و اقتصادی برای بسیاری از سازمان‌ها و تیم‌های IT باشد. اما استفاده از SSD در این نوع سرورها نیز باید با پیکربندی RAID اصولی همراه شود تا پایداری و عملکرد سیستم تضمین گردد.
در ادامه این مقاله، قصد داریم RAIDهای مختلف را از زاویه‌ای تخصصی مورد بررسی قرار دهیم، مزایا و معایب هر کدام را در سناریوهای مبتنی بر SSD تحلیل کنیم و در نهایت، مناسب‌ترین انتخاب برای معماری‌های ذخیره‌سازی مدرن را معرفی کنیم.
برای انتخاب بهترین پیکربندی RAID مخصوص SSD، درک صحیح تفاوت‌های ساختاری و عملکردی میان SSD و HDD یک ضرورت است. RAIDها در ابتدا با هدف افزایش امنیت داده و سرعت عملکرد در هاردهای مکانیکی یا همان HDD توسعه یافتند. اما با ورود SSDها به عرصه ذخیره‌سازی، شرایط تغییر کرد و نیاز به بازنگری در استراتژی‌های RAID اجتناب‌ناپذیر شد.
درایوهای HDD با ساختار مکانیکی و وابسته به چرخش دیسک داخلی، در مقایسه با SSDها از سرعت پایین‌تری در خواندن و نوشتن داده برخوردار هستند. در سوی مقابل، SSDها با ساختار تماماً الکترونیکی و بدون قطعات متحرک، زمان تأخیر بسیار پایین‌تری دارند و می‌توانند اطلاعات را با سرعت بسیار بالاتری پردازش کنند. این تفاوت فاحش باعث می‌شود که استفاده از همان استراتژی‌های سنتی RAID در SSDها همیشه بهترین انتخاب نباشد.
مطالعه این مقاله پیشنهاد می‌شود >> مقایسه هارد SSD و HDD
برای مثال، در RAIDهایی مانند RAID 5 یا RAID 6 که نیازمند عملیات سنگین parity (همپوشانی داده) هستند، SSDها در تئوری عملکرد خوبی دارند، اما در عمل، نرخ نوشتن تکراری و عملیات مداوم روی سلول‌های حافظه می‌تواند عمر مفید آن‌ها را کاهش دهد. به عبارت دیگر، پیکربندی‌هایی که مناسب HDD بوده‌اند، ممکن است در SSDها باعث فرسایش سریع‌تر یا ناکارآمدی در طول زمان شوند.
از طرفی دیگر، مزایایی مانند سرعت بالاتر در خواندن تصادفی (random read) یا زمان بوت بسیار کوتاه‌تر در SSD، فرصت‌های تازه‌ای برای پیکربندی RAID بهینه‌تر فراهم می‌کند. این یعنی اگر هدف نهایی شما از خرید سرور یا حتی خرید سرور استوک بهره‌گیری حداکثری از قدرت SSD باشد، باید نوع RAID را متناسب با این تفاوت‌ها انتخاب کنید.
در همین راستا، شناخت دقیق ویژگی‌های SSD از جمله IOPS بالا، زمان تأخیر بسیار کم، نبود محدودیت‌های مکانیکی و تفاوت در عملکرد نوشتن، می‌تواند مسیر تصمیم‌گیری برای انتخاب RAID مناسب را روشن‌تر سازد. RAIDهای مختلف در ترکیب با SSD ممکن است نتایج بسیار متفاوتی از لحاظ سرعت، پایداری، امنیت و طول عمر ارائه دهند؛ بنابراین اولین گام در انتخاب درست، تحلیل دقیق این تفاوت‌هاست.
انتخاب RAID مناسب برای SSD به سادگی انتخاب یک عدد یا سطح نیست؛ بلکه تصمیمی راهبردی است که باید بر اساس نیازهای واقعی زیرساخت، نوع بار کاری و هدف از راه‌اندازی سرور صورت گیرد. در این بخش، رایج‌ترین پیکربندی‌های RAID را از منظر سازگاری با SSD بررسی می‌کنیم و به مزایا و محدودیت‌های هرکدام در سناریوهای مختلف اشاره خواهیم کرد.
مطالعه این مقاله پیشنهاد می‌شود >> بررسی انواع گوناگون ریدبندی (Raid) سرورهای اچ پی
RAID 0 یکی از ساده‌ترین سطوح RAID است که داده‌ها را به صورت نواربندی‌شده (striping) روی چند درایو پخش می‌کند. این ساختار برای SSDها عملکرد فوق‌العاده‌ای از نظر سرعت ارائه می‌دهد، زیرا ظرفیت خواندن و نوشتن به طور همزمان در چند درایو تقسیم می‌شود. اما RAID 0 فاقد هرگونه Redundancy است؛ به این معنا که با از کار افتادن یکی از SSDها، تمام داده‌ها از دست خواهد رفت. در محیط‌هایی که سرعت اولویت دارد و پایداری داده اهمیت کمتری دارد (مثل پردازش‌های موقتی یا محیط‌های تست)، می‌توان از RAID 0 بهره برد، ولی برای محیط‌های سازمانی یا پروژه‌هایی که حفاظت از داده حیاتی است، این گزینه توصیه نمی‌شود.
RAID 1 داده‌ها را به صورت آینه‌ای (mirroring) بین دو یا چند SSD کپی می‌کند. این پیکربندی سطح بالایی از اطمینان را برای اطلاعات فراهم می‌آورد و در صورت خرابی یک درایو، اطلاعات بدون وقفه از درایو دیگر قابل دسترسی خواهد بود. برای سازمان‌هایی که با اطلاعات حیاتی سروکار دارند و در مراحل ابتدایی خرید سرور یا تجهیز زیرساخت ذخیره‌سازی هستند، RAID 1 انتخابی ساده اما مؤثر است. با این حال، هزینه بالای تأمین SSDهای هم‌ظرفیت برای پیاده‌سازی این RAID ممکن است برای برخی سازمان‌ها یا هنگام خرید سرور استوک چالش‌برانگیز باشد.
RAID 5 یکی از پرکاربردترین سطوح RAID است که داده‌ها را در کنار بیت‌های parity در چند درایو توزیع می‌کند. این پیکربندی می‌تواند توازن قابل قبولی بین امنیت اطلاعات، استفاده بهینه از فضا و عملکرد ایجاد کند. اما در سناریوی استفاده از SSD، RAID 5 با چالش‌هایی همراه است. عملیات نوشتن مداوم parity روی درایوها می‌تواند موجب کاهش عمر SSDها شود؛ چرا که این نوع حافظه‌ها به تعداد محدودی از سیکل‌های نوشتن حساس هستند. اگرچه درایوهای SSD Enterprise این محدودیت را کمتر دارند، ولی همچنان باید در انتخاب RAID 5 با احتیاط برخورد کرد، به‌ویژه در پروژه‌هایی که نوشتن‌های سنگین دارند.
RAID 6 شباهت زیادی به RAID 5 دارد با این تفاوت که از دو بلاک parity استفاده می‌کند. این ساختار اجازه می‌دهد حتی با خرابی همزمان دو SSD، همچنان داده‌ها قابل بازیابی باشند. RAID 6 برای محیط‌هایی که اطلاعات بسیار حساس دارند و خاموشی غیرقابل قبول است، مناسب‌تر از RAID 5 خواهد بود. اما باید توجه داشت که هزینه پیاده‌سازی بالاتر است و همچنین عملیات نوشتن کندتر خواهد بود. برای سازمان‌هایی که با سیاست‌های امنیتی سخت‌گیرانه سروکار دارند و از سرورهای برند HPE استفاده می‌کنند، RAID 6 یک گزینه ایمن ولی نیازمند بررسی دقیق در مقابل نیازهای عملکردی است.
RAID 10 که از ترکیب RAID 1 و RAID 0 تشکیل شده است، اغلب به‌عنوان بهترین گزینه برای استفاده از SSD شناخته می‌شود. این پیکربندی هم از نواربندی برای افزایش سرعت بهره می‌برد و هم از آینه‌سازی برای افزایش اطمینان. در محیط‌هایی با بار کاری سنگین، دیتابیس‌های حساس و سرورهای مجازی‌سازی‌شده، RAID 10 می‌تواند عملکردی ایده‌آل ارائه دهد. اگرچه هزینه آن بالاست (نیاز به حداقل ۴ SSD هم‌ظرفیت دارد)، ولی در مقایسه با مزایای سرعت، پایداری و طول عمر SSD، می‌توان آن را یک سرمایه‌گذاری هوشمندانه دانست، حتی هنگام خرید سرور دست دوم، مشروط بر اینکه از کیفیت و سلامت SSDها اطمینان حاصل شود.
بیشتر بخوانید >> راهنمای کامل پیکربندی RAID در سرورهای HP
در انتخاب بهترین RAID سخت‌افزاری برای SSDها، نباید صرفاً به مزایا و معایب سطوح مختلف RAID اکتفا کرد. عوامل متعددی در موفقیت یا ناکارآمدی یک پیکربندی RAID مؤثرند که گاه نادیده گرفته می‌شوند. در این بخش، مهم‌ترین فاکتورهایی را بررسی می‌کنیم که باید پیش از خرید سرور یا حتی هنگام ارزیابی گزینه‌های موجود در بازار سرور استوک یا سرور دست دوم در نظر گرفته شوند.
یکی از اساسی‌ترین معیارها در انتخاب RAID برای SSD، درک نوع و شدت بار کاری سرور است. آیا سرور شما بیشتر عملیات خواندن را انجام می‌دهد یا نوشتن؟ در محیط‌های با خواندن غالب، مانند سرورهای محتوایی یا پایگاه‌های داده‌ای که بیشتر کوئری خواندن انجام می‌شود، می‌توان از RAIDهایی مانند RAID 5 یا حتی RAID 0 بهره برد. اما در سیستم‌هایی که نوشتن مستمر و شدید وجود دارد، مثل سیستم‌های لاگ‌گیری، سرورهای ایمیل یا اپلیکیشن‌های ERP، پیکربندی‌های مانند RAID 10 که فشار نوشتن را توزیع و تکرار می‌کنند، انتخاب بهتری خواهند بود.
اگر عدم دسترسی حتی لحظه‌ای به داده‌ها در زیرساخت شما به معنی از دست رفتن فرصت‌های کسب‌وکار یا تهدید امنیتی است، باید به RAIDهایی با سطح حفاظت بالا مانند RAID 10 یا RAID 6 فکر کنید. این موضوع در پروژه‌هایی که با خرید سرور برای اهداف میزبانی حساس انجام می‌شود، از اهمیت مضاعفی برخوردار است. برای مثال در محیط‌های مالی، پزشکی، یا سامانه‌های امنیتی، هیچ‌گونه قطعی یا خطری برای داده‌ها قابل قبول نیست.
در RAIDهای سخت‌افزاری، توانایی کنترلر RAID نقش اساسی ایفا می‌کند. برخی کنترلرها در مدیریت SSDها عملکرد بهینه ندارند یا فاقد قابلیت‌هایی مثل کش هوشمند، تشخیص خطای سریع یا تخصیص مؤثر parity هستند. بنابراین، انتخاب کنترلری متناسب با نوع SSD و RAID هدف بسیار حیاتی است. کنترلرهای قدرتمند برند HPE به‌ویژه در نسل‌های جدیدتر سرورهای ProLiant، امکانات پیشرفته‌ای برای مدیریت RAID در سطح SSD ارائه می‌دهند که کارایی و طول عمر را بهبود می‌بخشند.
یکی از چالش‌هایی که اغلب در خرید سرور استوک یا دست دوم با آن روبه‌رو می‌شویم، محدودیت در ظرفیت ذخیره‌سازی است. در RAIDهایی مانند RAID 1 یا RAID 10، بخشی از ظرفیت SSDها صرف تکرار داده‌ها می‌شود و فضای ذخیره‌سازی مؤثر کاهش می‌یابد. اگر ظرفیت برایتان اولویت دارد و امکان تأمین چند SSD هم‌ظرفیت برایتان وجود ندارد، ممکن است مجبور شوید بین امنیت و ظرفیت یک تعادل ایجاد کنید و مثلاً به RAID 5 با درایوهای Enterprise-Class فکر کنید.
SSDها در مقایسه با HDDها طول عمر وابسته به نوشتن دارند. اگرچه SSDهای Enterprise از لحاظ تحمل نوشتن بسیار قدرتمندتر از مدل‌های مصرفی هستند، ولی باز هم تعداد نوشتن‌های مکرر (به‌خصوص در RAIDهایی مثل RAID 5 یا RAID 6) می‌تواند تأثیرگذار باشد. انتخاب سطح RAID باید با در نظر گرفتن مشخصات دقیق SSD از جمله TBW (Total Bytes Written) و DWPD (Drive Writes Per Day) انجام شود.
وقتی صحبت از RAID سخت‌افزاری برای SSD به میان می‌آید، یکی از مهم‌ترین عواملی که باید در نظر گرفته شود، بستر سخت‌افزاری‌ای است که قرار است این تکنولوژی در آن پیاده‌سازی شود. برند HPE، به عنوان یکی از شناخته‌شده‌ترین و قابل‌اعتمادترین تولیدکنندگان سرور در جهان، امکانات متعددی برای اجرای RAID سخت‌افزاری به‌ویژه در محیط‌های مبتنی بر SSD فراهم کرده است. در این بخش، مروری داریم بر ظرفیت‌ها، مزایا و نکات قابل‌توجه در اجرای RAID روی سرورهای HPE.
یکی از مزیت‌های بزرگ سرورهای برند HPE، وجود کنترلرهای اختصاصی و حرفه‌ای RAID مانند HPE Smart Array است. این کنترلرها نه‌تنها قابلیت پشتیبانی از انواع سطوح RAID را دارند، بلکه به‌صورت تخصصی برای پشتیبانی از SSDها طراحی شده‌اند. پشتیبانی از SSD Smart Path، کش نوشتن پیشرفته (Write-Back Cache)، و الگوریتم‌های بهینه‌شده برای توزیع بار نوشتن از جمله ویژگی‌هایی هستند که کنترلرهای HPE را برای محیط‌های SSD محور ایده‌آل می‌سازند.
همچنین بخوانید >> رید کنترلر چیست؟ انتخاب بهترین کنترلر برای سرورهای اچ پی
در زمان خرید سرور HPE برای کاربردهای حرفه‌ای یا خرید سرور استوک این برند، یکی از مزایای برجسته آن، سازگاری دقیق با SSDهای Enterprise-Class است. این SSDها دارای کنترلرهای داخلی، عمر نوشتن بالا و رابط‌های پرسرعت مانند SATA III، SAS و NVMe هستند. سرور G9، سرور G10 و سرور G11 به‌راحتی از RAIDهای سخت‌افزاری با این نوع SSDها پشتیبانی می‌کنند و این موضوع مدیریت ظرفیت و سرعت را بسیار ساده‌تر می‌سازد.
یکی از چالش‌های RAID در محیط‌های SSD، حفظ داده‌های در حال انتقال در صورت قطع برق است. سرورهای HPE با ارائه ماژول‌های FBWC (Flash-Backed Write Cache) این مسئله را حل کرده‌اند. این ماژول‌ها با باتری پشتیبان، اطلاعات کش‌شده را حفظ می‌کنند تا پس از روشن شدن مجدد سیستم، به‌درستی به درایو نوشته شود. در نتیجه، ترکیب RAID سخت‌افزاری با SSD در این بستر از لحاظ امنیت داده، به‌ویژه در سیستم‌های حساس، کاملاً قابل اطمینان است.
یکی دیگر از مزایای مهم سرورهای HPE، نرم‌افزارهای مدیریتی حرفه‌ای نظیر HPE Smart Storage Administrator و HPE iLO است. این ابزارها به مدیر سیستم اجازه می‌دهند که پیکربندی RAID را به‌صورت گرافیکی و تحت وب انجام دهد، سلامت SSDها را مانیتور کند، وضعیت کش را بررسی کند و در صورت بروز خطا، به سرعت اقدامات اصلاحی انجام دهد. چنین ابزارهایی برای پیاده‌سازی موفق RAID بر پایه SSD حیاتی‌اند و نقش مهمی در بهره‌برداری بهینه ایفا می‌کنند.
درباره iLO بیشتر بدانید >> سرویس ILO سرور اچ پی چیست؟
در بسیاری از پروژه‌های مرتبط با خرید سرور دست دوم جهت مجازی‌سازی، استفاده از RAID سخت‌افزاری با SSD به یک الزام تبدیل شده است. سرورهای HPE با پردازنده‌های قدرتمند، حافظه‌های گسترده و کنترلرهای RAID تطبیق‌پذیر، این امکان را فراهم می‌کنند که چندین ماشین مجازی با سرعت بالا و بدون افت عملکرد اجرا شوند. پیکربندی‌هایی مانند RAID 10 با SSD در این شرایط، ضمن ایجاد redundancy، کارایی فوق‌العاده‌ای برای سرویس‌های مجازی به همراه دارند.
در این بخش به بررسی دقیق‌تر بهترین سطوح RAID سخت‌افزاری برای SSD بر اساس نوع کاربرد، میزان حساسیت اطلاعات، حجم داده‌ها و نوع بار کاری می‌پردازیم. هدف از این بررسی، ارائه راهنمای عملی برای مدیران شبکه، کارشناسان IT و کسب‌وکارهایی است که به دنبال خرید سرور یا خرید سرور استوک برای پیاده‌سازی زیرساخت‌های پایدار و پرسرعت هستند.
RAID 1 که همان Mirroring یا آینه‌سازی داده‌ها است، برای سیستم‌هایی با تعداد کم SSD ولی نیاز بالا به حفظ امنیت اطلاعات، بهترین گزینه محسوب می‌شود. در این سطح، داده‌ها به‌صورت همزمان روی دو SSD نوشته می‌شوند. بنابراین اگر یکی از درایوها دچار خرابی شود، داده‌ها بدون اختلال از درایو دوم قابل بازیابی خواهند بود.
این پیکربندی معمولاً در سرورهای کاربردی مانند کنترلرهای دامنه، دیتابیس‌های حساس کم‌حجم یا سرورهای مالی مورد استفاده قرار می‌گیرد. مزیت مهم RAID 1 در سرعت بالای خواندن و امنیت بالا است، هرچند بهره‌وری فضای ذخیره‌سازی پایین است.
RAID 5 یکی از پرکاربردترین پیکربندی‌ها در سرورهایی است که به دنبال تعادل بین سرعت، ظرفیت ذخیره‌سازی و تحمل خطا هستند. در این سطح، حداقل سه SSD مورد نیاز است و داده‌ها همراه با بیت‌های Parity به‌طور مساوی در بین دیسک‌ها توزیع می‌شوند.
اگرچه RAID 5 به دلیل عملیات Parity در زمان نوشتن کمی کندتر از RAID 0 یا RAID 10 است، اما برای کسب‌وکارهایی که خواهان خرید سرور دست دوم HPE برای استفاده در فایل‌سرورها، سرورهای پشتیبان یا سیستم‌های ERP هستند، انتخابی منطقی و مقرون‌به‌صرفه محسوب می‌شود. به‌ویژه زمانی که از SSDهای Enterprise استفاده شود، این کاهش سرعت قابل‌چشم‌پوشی خواهد بود.
RAID 10 که ترکیبی از RAID 1 و RAID 0 است، به‌عنوان یکی از بهترین گزینه‌ها برای استفاده از SSD در محیط‌های با IOPS بالا و حجم بالای درخواست‌های همزمان شناخته می‌شود. در این سطح، داده‌ها هم به‌صورت mirrored و هم striped ذخیره می‌شوند که ترکیبی از سرعت بالا و امنیت داده است.
پیکربندی RAID 10 انتخابی عالی برای سرورهایی است که قرار است نقش دیتابیس، ماشین‌های مجازی، پردازش‌های حجیم یا تحلیل‌های بلادرنگ را ایفا کنند. در چنین سناریوهایی، داشتن سرعت بالا و در عین حال مقاومت در برابر خرابی یک یا چند SSD بسیار حیاتی است.
RAID 6 مشابه RAID 5 است با این تفاوت که دو بیت Parity تولید می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود حتی با خرابی همزمان دو درایو نیز، اطلاعات قابل بازیابی باشد. این سطح برای کاربردهایی مانند آرشیو اسناد، ذخیره‌سازی تصاویر پزشکی، فیلم‌های نظارتی یا اطلاعات حجیم پروژه‌های تحقیقاتی گزینه مناسبی است.
در سرورهای نسل جدید HPE، RAID 6 با SSDهای دارای endurance بالا، راهکاری اطمینان‌بخش برای مراکز داده محسوب می‌شود.
در زیرساخت‌های بسیار بزرگ، استفاده از RAID 50 (ترکیب RAID 5 و RAID 0) یا RAID 60 (ترکیب RAID 6 و RAID 0) روی SSDها، راهکاری قدرتمند برای مدیریت حجم زیاد داده، افزایش کارایی و اطمینان از دسترسی پیوسته به داده‌هاست.
این سطوح RAID معمولاً در سرورهای رک‌مونت قدرتمند HPE مانند سری‌های DL380 Gen10 و Gen11 استفاده می‌شوند که هم منابع سخت‌افزاری قوی دارند و هم از کنترلرهای پیشرفته‌ای برای مدیریت RAID پشتیبانی می‌کنند.
در این مقاله بررسی کردیم که بهترین RAID سخت‌افزاری برای SSD بسته به نیازهای مختلف کسب‌وکارها متفاوت است. RAID 1 برای حفظ امنیت داده‌های حساس، RAID 5 برای تعادل بین ظرفیت و کارایی، RAID 10 برای محیط‌های پرترافیک و RAID 6 برای آرشیوهای مطمئن، گزینه‌های مناسبی هستند. RAID 50 و RAID 60 نیز برای مراکز داده بزرگ با حجم زیاد داده کاربرد دارند.
انتخاب درست RAID همراه با SSDهای باکیفیت و کنترلرهای پیشرفته برند HPE می‌تواند عمر سرور و عملکرد سیستم را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. البته این راهکار جایگزین بک‌آپ منظم نیست و حفظ داده‌ها نیازمند استراتژی‌های چندلایه است.
اگر قصد خرید سرور، خرید سرور استوک یا انتخاب بهترین RAID برای SSD را دارید، به سایت drhp.ir مراجعه کنید. تیم دکتر HP آماده ارائه مشاوره تخصصی و تامین تجهیزات مورد نیاز شماست. با ما در تماس باشید.
