شرح SQL Server and RAID بالعربي

مقدمة

في هذا المقال سنتحدث عن انواع ال RAID المختلفة وعلاقتها بال SQL Server

من اكثر التحديات التي تواجه قواعد البيانات هي سرعة الكتابة والقراءة (IO) على ال Disk ولذلك الاعداد الجيد لل Storage وتوزيع ملفات قواعد البيانات قد يفيد جدا في تحسين الاداء

RAID (redundant array of independent disks)0

هل حدث معك يوما ان تعطل ال HardDisk الخاص بك وذهبت ملفاتك ولم تستطيع ارجاعها؟
الكثير حدث معه ذلك , ولكن هل تعتقد ان الخوادم Servers ايضا معرضة لهذا الحادث ؟
بالتأكيد ان كان فقدان البيانات سهل بهذه الطريقة في الخوادم الكبيرة سوف يؤدي الى مشاكل لا حصر لها

تقريبا كل الخوادم تكون مجهزة لتفعيل خاصية ال RAID
فال RAID هي طريقة لتخزين الملفات على اكثر من HardDisk مما يزيد من امان البيانات في حالة العطل في احد الDisks فنجدها متواجدة في Disk اخر. اي ان الملف الواحد قد يتم تخزينه بشكل تلقائي في اكثر من Disk .

وفي نفس الوقت يؤدي استخدام اكثر من HardDisk الى تحسين اداء الكتابة و القراءة من والى الملفات المختلفة .

والمتحكم في توزيع مهام الكتابة و القراءة هو Device (او Software) يسمى RAID Controller وغالبا ما يأتي متضمنا داخل ال Server

ولل RAID اكثر من مستوى نسرد اهمهم كالتالي

RAID 0

يتكون من عدد 2 Disks فاكثر

حيث يتم توزيع البيانات المكتوبة بالتساوي بين ال Disks المختلفة ولكن لا يقوم بتكرار البيانات.

مثال

اذا كان لدينا عدد 2 Disks وقمنا بتفعيل ال RAID 0 عليهم عند كتابة اي ملف يتم تقسيم الملف الى جزئين ويتم كتابة الجزء الاول على ال Disk الاول و الجزء الثاني على ال Disk الثاني وهكذا

ولكن هذا المستوى لا يعطي اي امان للبيانات حيث انه في حالة تلف اي Disk ستكون جميع البيانات المخزنة على باقي ال Disks بلا قيمة حيث انها غير مكتملة

وعلى الجانب الاخر هذا المستوى يعطي سرعة كبيرة في عملية القراءة و الكتابة حيث انه عند قراءة او كتابة اي ملف يستخدم اكثر من Disk مما يؤدي الى تحسين الاداء بشكل كبير.

RAID 1

يتكون هذا المستوى من عدد 2 Disks ومضاعفتها

كل بيان يتم كتابته على ال Disk الاول يتم تكراره على الDisk الثاني تماما حيث يعتبر ال Disk الثاني عبارة عن مرآه لل Disk الاول.

المزايا

ان البيانات يتم تكرارها فاذا حدث عطل في اي Disk فلا تحدث اي مشكلة لان ال Disk الاخر يحتوي كافة البيانات
يعطي سرعة في قراءة البيانات 

العيوب

كل شيء يتم كتابته اكثر من مرة مما يؤدي الى بطيء  في الكتابة

المساحة المستخدمة تقل بمقدار النصف حيث ان البيانات يتم تكرارها 

RAID 5

يتكون هذا المستوى من عدد 3 Disks فاكثر

يعتمد هذا المستوى على توزيع البيانات على ال Disks المتاحة مع عمل معادلة حسابية لاستنتاج البيانات في حالة تلف احد ال Disks

مثال

نفترض ان لدينا عدد 3 Disks لتفعيل RAID 5 عند كتابة الملف X يتم تقسيم الملف X الى جزئين X1 و X2

يتم كتابة X1 على ال Disk الاول

يتم كتابة X2 على ال Disk الثاني

يتم عمل معادلة حسابية على قيمة X1 و X2 واستنتاج قيمة تسمى Parity يتم كتابتها في ال Disk 3 وهذه المعادلة باستخدام XOR

عند تلف ال Disk الاول يتم عمل معادلة لاستنتاج البيانات الاصلية التي كانت مكتوبة على ال Disk الاول من ال Disk الثاني و الثالث

عند تلف ال Disk الثاني يتم عمل معادلة لاستنتاج البيانات الاصلية التي كانت مكتوبة على ال Disk الثاني من ال Disk الاول و الثالث

عند تلف ال Disk الثالث لا يوجد مشكلة حيث ان البيانات الاصلية متواجدة على ال Disk الاول و الثاني

مع الاخذ في الاعتبار ان القيمة المحسوبة Parity لا تكون دائما في Disk الثالث انما مرة في الثالث واخرى في الثاني واخرى في الاول وهكذا

المزايا

حفاظ البيانات من التلف في حالة عطل احد ال Disks

سرعة قراءة البيانات حيث ان البيانات موزعة على اكثر من Disk

استغلال اكبر قدر من المساحة حيث في حالة استخدام 3 Disks تكون المساحة المتاحة مجموع مساحة 2 Disks

العيوب

بطيء قي الكتابة نتيجة عملية حساب ال Parity

استرجاع البيانات في حالة تعطل احد ال Disks قد يأخذ وقت طويل نسبيا لاعادة احتساب البيانات الاصلية من ال Parity

RAID 10

يتكون هذا المستوى من 4 Disks فاكثر 

في الحقيقة هذا المستوى هو عبارة عن RAID 0 + RAID 1 وفي الحقيقة هو يعتبر معالجة لعيوب هذين المستويين

مثال 

في حالة استخدام 4 Disks

عند كتابة ملف يتم تقسيمه الى جزئين

الجزء الاول يتم كتابته على ال Disk 1 و ال Disk 2 ويكون ال Disk 2 بمثابة مرآه لل Disk 1

الجزء الثاني يتم كتابته على ال Disk 3 و ال Disk 4 ويكون ال Disk 4 بمثابة مرآه لل Disk 3

المزايا

سرعة قراءة البيانات

حماية البيانات في حالة تلف بعض ال Disks التي يكون مرآتها لم تتلف

سرعة كتابة البيانات حيث عملية الكتابة تحدث تزامنيه Parallel نتيجة لتقسيم بيانات الملفات

العيوب

يحتاج الى مساحة تخزين كبيرة حيث اقل عدد لل Disks هو 4 ويكون متاح للتخزين نصف المساحة

RAID And SQL Server

من الافضل الابتعاد عن ال RAID 0 حيث انه لا يوفر اي نوع من امان البيانات.

لقواعد البيانات النادرة الكتابة من الممكن استخدام RAID 5 حيث انه يعطي كفاءة عالية في القراءة ويستخدم المساحة بصورة افضل.

لقواعد البيانات كثيفة الكتابة والقراءة الافضل استخدام RAID 10.

مراجع 

SQL Server Execution Plans, Second Edition, by Grant Fritchey

===================

تمت بحمد الله