حفاظت صفر تا صد از دیتا

حفاظت صفر تا صد از دیتا و نگهداری چک سام دیتا برای اطمینان از یکپارچگی (Integrity) و صحت اطلاعات در کل زنجیره

هارد دیسک ها، SSD ها، USB Flash ها و همه قطعات نگهداری اطلاعات، همگی قطعات الکترونیکی هستند و بنابراین مانند همه قطعات دیگر الکترونیکی، هر لحظه در معرض خراب شدن و از بین رفتن اطلاعات روی آن هستند. یکی از دلائل اصلی ایجاد سیستم های راید هم، همین حفاظت اطلاعات در مقابل خرابی (failure) دیسک ها است. اما رایدها یک مشکل بنیادی طراحی دارند، و این مشکل بنیادی، همان چیزی است که راید برای مقابله با آن طراحی شده است.

در یک سیستم راید 5 به اندازه حجم یک دیسک از مجموعه دیسک های آرایه، به نگهداری اطلاعات parity، یا اطلاعاتی که به عنوان حفاظت از سایر اطلاعات نگهداری میشوند اختصاص پیدا می کند، و بنابراین با از دست رفتن یک دیسک هنوز اطلاعات از بین نرفته است و قابل استفاده است. اما مشکل بزرگی که دراینجا نمودار می شود این است که با افزایش حجم هارددیسک ها، زمان rebuild آنها به شدت افزایش یافته است، و بنابراین در مدت زمانی دو روز تا یک هفته که rebuild یک هارد ۴ ترابایتی طول می کشد، هر لحظه امکان از کار افتادن یک هارد دیگر، و در نتیجه از بین رفتن کل اطلاعات آرایه وجود دارد. (توجه داشته باشید که وقتی همه هاردهای یک آرایه با هم شروع به کار میکنند، احتمال از کار افتادن آنها با هم خیلی زیاد است).

برای حل این مشکل می توان از راید 6 استفاده کرد، اما راید 6 پرفورمانس بسیار پایینی داشته و مقدار بسیار زیادی از فضا را هم تلف میکند، و در ضمن ماهیت مشکل را برطرف نمیکند و هنگامی که اندازه آرایه ها به هزاران دیسک می رسد، دیگر راید بطور کلی قابل استفاده نیست.

علاوه بر این از مدت ها پیش مشخص شده است که اطلاعات روی دیسک ها، به دلایلی مانند تششعات کیهانی یا باگ فرم ویر، دچار خرابی خاموش (Silent Data Corruption) می شوند، که با افزایش حجم استورج ها این عدد هم به شدت افزایش می یابد. اما کنترلر راید از آنجا که فرض میکند هیچ اشکالی در مورد اطلاعات ذخیره شده روی هارد وجود ندارد نسبت به آن بی تفاوت عبور می کند و بنابراین هیچ تضمینی در مورد اینکه آنچه روی آرایه راید نوشته می شود همان چیزی باشد که در آینده از روی آن خوانده می شود وجود ندارد.

Xendure از الگوریتم حفاظتی قدرتمندی به نام BitExpander استفاده می کند. الگوریتم BitExpander سیستم Xendure اطلاعات را ضریب های حفاظتی بالا نگهداری میکند، طوری که به عنوان مثال در حالت نگهداری 32/40 اطلاعات همزمان روی ۴۰ دیسک مختلف نگهداری می شوند و حتی اگر تا ۸ عدد دیسک همزمان با هم از کار بیافتند هنوز اطلاعات قابل دسترس است! علاوه بر این در کل زنجیره Xendure یک چک سام ۱۶۰ بیتی از اطلاعات نگهداری می شود، که در صورت بروز کوچکترین اشکالی در اطلاعات ذخیره شده، سیستم متوجه این مشکل شده و داده خراب را با استفاده از داده های سالم بخش های دیگر، اصلاح می کند.