Raid контроллер что это
RAID (Redundant Array of Independent Disks), или, по-русски, избыточный массив независимых дисков — это способ хранения одних и тех же данных в разных местах на нескольких установленных жестких или твердотельных накопителях. Используется данная технология преимущественно для защиты данных в случае отказа одного из дисков и расширения общего пространства памяти. Однако, примите во внимание, существует ряд уровней на которые подразделены RAID массивы. И в зависимости от уровня сфера применения дисков может разниться.
Какие преимущества дают RAID массивы
Экономическая составляющая.
В RAID массиве вы можете использовать несколько дешевых жестких дисков, получая в результате большие объемы памяти с минимальными затратами. Идеально для хранения личной информации, такой как, например, фильмы или семейные фотографии.
Производительность.
Используя RAID массив с несколькими жесткими дисками, вы получаете гораздо более высокую производительность, чем при одном активном устройстве. До уровня SSD, конечно, диски не дотянут, но скорость чтения-записи существенно возрастет. Как следствие, если ваша система установлена на HDD, скорость запуска компьютера будет выше.
Надежность.
Шанс того, что информация на вашем компьютере будет повреждена и недоступна для восстановления стремительно падает. Ведь чем больше суммарный объем памяти, тем большему количеству секторов надо сломаться прежде чем ситуация станет критической. А шанс того, что будет поврежден нужный вам файл вообще мизерный.
Отказоустойчивость.
Если вы используете массива RAID 5 с функцией “отзеркаливания”, вы можете свободно иметь два диска с идентичными данными. Повредился один — не проблема, все хранится в целости и сохранности на втором устройстве.
RAID 5
RAID 5 использует чередование дисков и четность, что делает его наиболее популярным вариантом.
Raid 5 требует как минимум трех (3) дисков, на которых данные чередуются, но не дублируются. В качестве защиты от выхода из строя одного из диска он использует четность, распределенную по всем дискам, для восстановления данных при необходимости.
RAID 5 обеспечивает высокую производительность и надежность. Является наиболее распространенным и безопасным RAID массивом, чтения данных выполняются очень быстро, но запись данных несколько медленнее.
Преимущества RAID 5:
- Быстрое чтения
- Единый доступ ко всем данным
- Отказоустойчивость
Недостатки RAID 5:
- Требуется больше времени для восстановления данных
- Сложнее реализовать
RAID 10
RAID 10 сочетает в себе RAID 0 и RAID 1 как минимум с четырьмя дисками.
В RAID 10 два диска чередуются и зеркально отражаются на двух других дисках, создавая единый массив. Такая конфигурация выигрывает высокой производительностью (RAID 0) и отказоустойчивостью (RAID 1).
В случае отказа диска RAID 10 обеспечивает быстрое восстановление благодаря избыточности данных. Однако это имеет свою цену. Этот метод более дорогой и сложный в настройке по сравнению с другими RAID. Кроме того, он фактически использует половину своей емкости хранения.
Преимущества RAID 10:
- Высокая производительность
- Отказоустойчивость
- Быстрое время восстановления
Недостатки RAID 10:
- Дорого (требуется больше места для хранения)
- Ограниченная масштабируемость
Настройка кэширования
Теперь пару слов о вариантах работы кэша на запись. Вариант Write Through означает, что контроллер сообщает операционной системе об успешном выполнении операции записи только после того, как данные будут фактически записаны на диски. Это повышает надежность сохранности данных, но никак не увеличивает производительность.
Чтобы достичь максимальной скорости работы, необходимо использовать вариант Write Back. При такой схеме работы контроллер будет сообщать операционной системе об успешной IO-операции сразу после того, как данные поступят в кэш.
Важно — при использовании Write Back настоятельно рекомендуется использовать BBU или ZMCP-модуль, поскольку без него при внезапном отключении электричества часть данных может быть утеряна.
Внешний вид
Мы выбрали решения Adaptec от компании Microsemi. Это RAID-контроллеры, зарекомендовавшие себя удобством использования и высокой производительностью. Их мы устанавливаем, если наш клиент решил заказать сервер произвольной или фиксированной конфигурации.
Для подключения дисков используются специальные интерфейсные кабели. Со стороны контроллера используются разъемы SFF8643. Каждый кабель позволяет подключить до 4-х дисков SAS или SATA (в зависимости от модели). Помимо этого интерфейсный кабель еще имеет восьмипиновый разъем SFF-8485 для шины SGPIO, о назначении которой поговорим чуть позже.
Помимо самого RAID-контроллера существует еще два дополнительных устройства, позволяющих увеличить надежность:
-
BBU (Battery Backup Unit) — модуль расширения с литий-ионной батареей, позволяющий поддерживать напряжение на энергозависимой микросхеме кэша. В случае внезапного обесточивания сервера его использование позволяет временно сохранить содержимое кэша, которое еще не было записано на диски.
Это особенно важно, когда включен режим отложенной записи кэша (Writeback). При пропадании электропитания содержимое кэша не будет сброшено на диски, что приведет к потере данных и, как следствие, штатная работа дискового массива будет нарушена.
Выводы
Во-первых, следует отметить, что установленный на FastTRAK процессор является достаточно интеллектуальным, чтобы обеспечить крайне низкую загрузку процессора по сравнению со стандартным контроллером PIIX4. Что касается производительности, то при использовании RAID 0 cкорость линейного чтения возрастает более чем вдвое. При использовании RAID 1 скорость все равно выше, чем при использовании стандартного контроллера. На реальных бизнес-приложениях возрастание производительности не столь значительно, в основном из-за того, что в массиве по сравнению с одним диском увеличиваются времена доступа.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что контроллер FastTRAK в режиме Stripe является просто незаменимым для пользователей, занимающихся аудио-видео монтажем, которым критична скорость линейного чтения/записи. Кроме того, режим mirroring вполне соответствует потребностям небольших серверов, в которых также можно использовать FastTRAK.
Однако, существует проблема, заключающаяся в том, что в Москве, а может и по России в целом, IDE RAID контроллеры практически отсутствуют.
В общем, Promise уверенно держит марку ведущего производителя IDE-контроллеров, продолжая радовать пользователей своими инновационными продуктами.
RAID (redundant array of independent disks) — это технология, состоящий из нескольких дисков для хранения данных. Накопители связаны друг с другом, чтобы повысить надежность и производительность. В основном используются жесткие диски, но существует тенденция также использовать SSD накопители.
В этой статье вы узнаете о уровнях RAID массивов, плюсах и минусах каждого уровня, а также о различиях между аппаратным RAID массивом и программным.
RAID-контроллеры в серверах «большой тройки»
Чтобы не превращать статью в археологическое исследование, ограничимся только теми контроллерами, что используются в поколениях серверов начиная с 2009-2010:
HP: Gen7, Gen8, Gen9
Dell: Gen11, Gen12, Gen13
IBM: M3, M4, M5
Дальше идут громоздкие и скучные таблицы.
Большинство RAID-контроллеров HP и Dell изначально поддерживают все основные виды массивов. У IBM таких моделей — по пальцам пересчитать, почти в каждом случае придётся устанавливать на контроллер 1-2 дополнительных модуля апгрейда, что не слишком удобно.
Другая интересная особенность RAID-контроллеров IBM — большинство из них применяются в серверах нескольких поколений. У HP и Dell другая склонность — с выпуском нового поколения серверов они обычно выпускают и новое поколение контроллеров.
Как работает RAID массив
Принцип работы RAID состоит в том, что технология позволяет размещать данные, например, одного приложения сразу на нескольких дисках. А операции ввода и вывода обрабатываются общими усилиями так, что повышается суммарная производительность.
Дополнительный бонус технологии — повышенная отказоустойчивость, вызванная более высоким объемом памяти. Таким образом, шанс потерять личные файлы стремительно падает.
RAID массив отображается в интерфейсе компьютера как один логический диск. Тем не менее принцип его работы может быть разным: зеркальным и чередующим. Зеркальный метод подразумевает копирование идентичных данных на несколько дисков, а чередующий позволяет равномерно распределять информацию по ним. Зеркалирование и чередование дисков могут быть объединены в одном массиве.
Любая технология имеет свои сильные и слабые стороны. Давайте рассмотрим возможности и недостатки RAID подробнее.
Настройка мониторинга
Вопрос мониторинга статуса работы оборудования и возможности оповещения стоит достаточно остро для любого системного администратора. Для того чтобы настроить «связку» из Zabbix и RAID-контроллера Adaptec рекомендуем воспользоваться перечисленными решениями.
Зачастую требуется отслеживать состояние контроллера напрямую из гипервизора, например, VMware ESXi. Задача решается с помощью установки CIM-провайдера с помощью инструкции Microsemi.
RAID 1
RAID 1 (зеркальное отображение диска) является отказоустойчивым, поскольку он дублирует данные путем одновременной записи на два устройства хранения. Следовательно, каждый диск имеет точную копию на другом диске.
Наличие конфигурации RAID 1 обеспечивает защиту от потери данных. Если проблема возникает с одним диском, контроллер использует зеркальный диск для восстановления данных и непрерывной работы. Также увеличивает производительность, поскольку позволяет системам одновременно читать с обоих дисков. Тем не менее, запись занимает больше времени, поскольку данные дублируются на несколько дисков.
Преимущества RAID 1:
- Повышенная скорость чтения
- Отказоустойчивость
- Легко реализовать
Недостатки RAID 1:
- Используется только половина емкости хранилища
Производительность
- Процессор Intel Pentium II 350 МГц и материнская плата Chaintech 6BTM
- 128 Мбайт PC-100 SDRAM Samsung
- 2 жестких диска Quantum Fireball EL5.1A
- Diamond Viper V330 AGP
- Windows 98, драйвера FastTRAK версии 1.11b3
Были протестированы производительности одного жесткого диска, подключенного к стандартному интегрированному в материнскую плату IDE-контроллеру, а также производительности массивов из двух идентичных дисков RAID 0 (stripping) с размером блока 8 и 64 Кбайта и RAID 1 (mirroring).
Ниже приводится таблица с результатами тестов и необходимые диаграмы.
Intel PIIX4 | FastTRAK Mirror | FastTRAK Stripe (Блок — 8 Кбайт) | FastTRAK Stripe (Блок — 64 Кбайт) | |
---|---|---|---|---|
Winbench 98 | ||||
Disk Playback/Bus | ||||
Overall, Кбайт/с | 1460 | 1550 | 1630 | 1780 |
SS/Database, Кбайт/с | 1290 | 1340 | 1450 | 1590 |
WP, Кбайт/с | 1730 | 1850 | 1900 | 2100 |
Publishing, Кбайт/с | 1400 | 1480 | 1550 | 1660 |
Browsers, Кбайт/с | 1600 | 1900 | 1850 | 2100 |
Task Switching, Кбайт/с | 2080 | 2170 | 2670 | 2850 |
Disk Playback/HE | ||||
Overall, Кбайт/с | 4080 | 4300 | 4770 | 5110 |
AVS/Express 3.1, Кбайт/с | 2300 | 2540 | 2650 | 2960 |
FrontPage 97, Кбайт/с | 3600 | 3660 | 4030 | 4190 |
MicroStation 95, Кбайт/с | 8220 | 8420 | 9350 | 9180 |
Photoshop 4.0, Кбайт/с | 3430 | 3630 | 4790 | 4980 |
Premiere 4.2, Кбайт/с | 7110 | 8470 | 8790 | 9740 |
PV-Wave 6.1, Кбайт/с | 2930 | 2990 | 3230 | 3450 |
Visual C++ 5.0, Кбайт/с | 8580 | 8830 | 9730 | 10900 |
Disk/Read Random Access, мс | 16,2 | 13,1 | 15,6 | 14,6 |
Disk/Read Transfer Rate Begin, Кбайт/с | 7920 | 11700 | 24300 | 24300 |
Disk/Read Transfer Rate End, Кбайт/с | 7010 | 6980 | 17000 | 17000 |
Disk/Read CPU Utilization, % | 97,3 | 8,42 | 20,3 | 18 |
Adaptec ThreadMark 2.0 | ||||
Data Transfer Rate, Мбайт/с | 10,05 | 9,23 | 12,52 | 12,62 |
Average CPU Utilization, % | 68,24 | 35,23 | 46,51 | 45,92 |
Результаты по тесту Winbench98:
Результаты по тесту ThreadMark:
Технические характеристики
Скорость работы
Для того чтобы продемонстрировать, как наличие аппаратного RAID-контроллера способствует увеличению скорости работы сервера, мы решили собрать тестовый стенд со следующей конфигурацией:
- CPU Intel Xeon E3-1230v5;
- RAM 16 Gb DDR4 2133 ECC;
- 4 HDD емкостью по 1 ТБ.
Затем в этот же стенд поставим RAID-контроллер Adaptec ASR 7805 с модулем защиты кэша AFM-700, подключим к нему эти же жесткие диски и выполним точно такое же тестирование.
Разница между аппаратным RAID-ом и программным
Есть два способа использования RAID: аппаратный и программный. Если обработка RAID происходит на внешнем ЦП, это аппаратная настройка RAID массива с использованием RAID контроллера. Если обработка происходит в центральном процессоре хост-сервера, это программный RAID.
- При настройке аппаратного RAID-массива вы вставляете карту RAID-контроллера в быстрый слот PCI-Express на материнской плате и подключаете ее к дискам.
- Для настройки программного RAID-массива без использования RAID-контроллера. В этом случае вы управляете дисками с помощью служебной программы в операционной системе.
Все уровни RAID, кроме RAID 0, обеспечивают защиту от сбоя одного диска. Для надежности все равно необходимо создавать резервные копии данных, хранящихся в массиве RAID.
Негативные стороны применения RAID массивов
Высокая стоимость.
Помимо обычных RAID массивов существуют и гибридные, “Nested” массивы. Они могут содержать, например RAID 1+0, 0+3 и другие комбинации. Стоимость таких устройств ощутимо выше и может ударить по карману.
Риск цепного самоуничтожения.
Несмотря на то, что RAID массивы надежны и шанс повреждения дисков довольно низок, всегда есть вероятность старта цепной реакции “смерти”. Например, если один из дисков вышел из строя, вполне вероятно, что и другие тоже скоро постигнут его участь. Обратите внимание, что такие риски существуют только при полном отказе. Пара битых секторов должны вас насторожить, но не должны вгонять в панику.
Организация единого дискового пространства — задача, легко решаемая с помощью аппаратного RAID-контроллера. Однако следует вначале ознакомиться с особенностями использования и управления таким контроллером. Об этом сегодня расскажем в нашей статье.
Надежность и скорость работы дисковых накопителей — вопрос, волнующий каждого системного администратора. Несмотря на заверения производителей о качестве собственных устройств — HDD и SSD продолжают выходить из строя в самое неподходящее время, теряя драгоценные данные. Технология S.M.A.R.T. в большинстве случаев дает возможность оценить «здоровье» накопителя, но это не гарантирует того, что диск будет продолжать беспроблемно работать.
Предсказать выход диска из строя со 100%-ой точностью невозможно, поэтому следует предусмотреть вариант, при котором это не станет проблемой или причиной остановки сервисов. Использование RAID-массивов решает эту задачу. Рассмотрим три основных подхода, применяющихся для этой задачи:
- Программный RAID — наименее затратный вариант, но и наименее производительный. Массив создается средствами операционной системы, вся нагрузка по обработке данных «ложится на плечи» центрального процессора.
- Интегрированный аппаратный RAID (еще его часто называют Fake-RAID) — микрочип, установленный на материнскую плату, который берет на себя часть функционала аппаратного RAID-контроллера, работая в паре с центральным процессором. Этот подход работает чуть быстрее, чем программный RAID, но надежность у такого массива оставляет желать лучшего.
- Аппаратный RAID — это отдельный контроллер с собственным процессором и кэширующей памятью, полностью забирающий на себя выполнение всех дисковых операций. Наиболее затратный, однако, самый производительный и надежный вариант для использования.
Как выбрать подходящий контроллер?
Если вы решили апгрейдить сервер и озаботились выбором RAID-контроллера, то в первую очередь исходите из ваших потребностей.
Вам нужна хорошая производительность, но не волнует сохранность данных? Или хочется с небольшими усилиями повысить отказоустойчивость, поступившись скоростью? Понадобился простенький веб-сервер для нужд разработки? Достаточно выбрать недорогой контроллер и создать RAID 0 или 1. Можно даже без кэш-памяти.
При желании сэкономить на накопителях или выжать всю возможную ёмкость из имеющихся, рассмотрите вариант с RAID 5 или 50. Это вполне годное решение для создания архивов. Для таких задач достаточно взять контроллер с поддержкой нужного вида RAID и кэш-памятью среднего объёма.
При создании высокоскоростных и надёжных массивов под базы данных, или больших хранилищ под файловые серверы, нужны производительные контроллеры с большим объёмом кэш-памяти и высокой пропускной способностью. Это тот случай, когда экономия на одном устройстве может свести на нет все ваши усилия.
Традиционно, RAID-контроллеры используются в дорогих серверных системах, предъявляющих повышенные требования к сохранности данных. Однако, в последнее время ситуация начинает меняться. RAID предложен в спецификации PC98 как решение для обеспечения сохранности данных и в настольных компьютерах. Но, стоимость RAID на базе SCSI-винчестеров такова, что использовать его дома вряд ли возможно.
Поэтому, фирма Promise Technology — ведущий производитель IDE-контроллеров, стала выпускать PCI IDE-контроллеры, поддерживающие RAID уровней 0 и 1. Наиболее популярным таким устройством является их продукт, носящий название FastTrak. Это — IDE-контроллер с двумя каналами, стоимостью порядка $150, который позволяет создавать дисковые массивы из IDE-винчестеров, которые, кстати, стоят тоже намного дешевле SCSI-моделей.
При помощи Promise FastTrak можно выполнять как зеркалирование нескольких жестких дисков, так и формирование из них одного, что может быть полезно как и для небольших серверов, так и при обработке больших объемов информации, например аудио-видео. При этом, за счет оригинальной схемы размещения информации на винчестерах достигается значительное повышение скорости чтения и записи данных.
Прошивка
Необходимость прошивки RAID-контроллера возникает чаще всего для исправления выявленных производителем проблем с работой устройства. Несмотря на то, что прошивки доступны для самостоятельного обновления, к этой операции следует подойти очень ответственно, особенно если процедура выполняется на «боевой» системе.
Если нашему клиенту требуется сменить версию прошивки контроллера, то ему достаточно создать тикет в нашей панели управления. Системные инженеры выполнят перепрошивку RAID-контроллера до требуемой версии в указанное время и сделают это максимально корректно.
Важно — не следует выполнять перепрошивку самостоятельно, поскольку любая ошибка может привести к потере данных!
С аппаратным RAID
Прежде чем сервер сможет использовать единое дисковое пространство RAID-массива, необходимо выполнить базовую настройку контроллера и логических дисков. Сделать это можно двумя способами:
- при помощи внутренней утилиты контроллера,
- утилитой из операционной системы.
Утилита позволяет не только управлять настройками контроллера, но и логическими устройствами. Инициализируем физические диски (вся информация на дисках при инициализации будет уничтожена) и создадим массив RAID-10 с помощью раздела Create Array. При создании система запросит желаемый размер страйпа, то есть размер блока данных за одну I/O-операцию:
- больший размер страйпа идеален для работы с файлами большого размера;
- меньший размер страйпа подойдет для обработки большого количества файлов небольшого размера.
Важно — размер страйпа задается только один раз (при создании массива) и это значение в дальнейшем изменить нельзя.
Сразу после того, как контроллеру отдана команда создания массива, также, как и с программным RAID, начинается процесс перестроения данных на дисках. Этот процесс работает в фоновом режиме, при этом логический диск становится сразу доступен для BIOS. Производительность дисковой подсистемы будет также снижена до завершения процесса. В случае, если было создано несколько массивов, то необходимо определить загрузочный массив с помощью сочетания клавиш Ctrl + B.
После того как статус массива изменился на Optimal, мы установили Bitrix24 и провели точно такой же тест. Результат теста:
Сразу становится понятно, что аппаратный RAID-контроллер ускоряет операции чтения и записи на дисковый носитель за счет использования кэша, что позволяет быстрее обрабатывать массовые обращения пользователей.
Управление контроллером
Непосредственно из операционной системы управление контроллером производится с помощью программного обеспечения, доступного для скачивания с сайта производителя. Доступны варианты для большинства операционных систем и гипервизоров:
- Debian,
- Ubuntu,
- Red Hat Linux,
- Fedora,
- SuSE Linux,
- FreeBSD,
- Solaris,
- Microsoft Windows,
- Citrix XenServer,
- VMware ESXi.
С помощью указанных утилит можно, не прерывая работу сервера, легко управлять логическими и физическими дисками. Также можно задействовать такой полезный функционал, как «подсветка диска». Мы уже упоминали про пятый кабель для подключения SGPIO — этот кабель подключается напрямую в бэкплейн (от англ. backplane — соединительная плата для накопителей сервера) и позволяет RAID-контроллеру полностью управлять световой индикацей каждого диска.
Следует помнить, что бэкплэйны поддерживают не только SGPIO, но и I2C. Переключение между этими режимами осуществляется чаще всего с помощью джамперов на самом бэкплэйне.
Каждому устройству, подключенному к аппаратному RAID-контроллеру Adaptec, присваивается идентификатор, состоящий из номера канала и номера физического диска. Номера каналов соответствуют номерам портов на контроллере.
Замена диска — штатная операция, впрочем, требующая однозначной идентификации. Если допустить ошибку при этой операции, можно потерять данные и прервать работу сервера. С аппаратным RAID-контроллером такая ошибка является редкостью.
Делается это очень просто:
-
Запрашивается список подключенных дисков к контроллеру:
Например, на платформах Supermicro штатная работа диска — зеленый или синий цвет, а «подсвеченный» диск будет моргать красным. Перепутать диски в этом случае невозможно, что позволит избежать ошибки из-за человеческого фактора.
Технология
FastTrak представляет собой Ultra ATA/EIDE RAID-контроллер, имеющий собственный BIOS и поддерживающий параллельную обработку потоков данных. Оба IDE-канала, имеющиеся на контроллере работают параллельно и позволяют распределить нагрузку между жесткими дисками под многозадачными операционными системами. Добавив второй контроллер FastTrak можно получить четыре независимо работающих канала.
BIOS, установленный на контроллере, полностью берет на себя все функции прерывания INT13. В частности, он позволяет организовать загрузку с любого из дисковых массивов, подключенных через FastTrak. BIOS, установленный на контроллере также поддерживает все сервисы Extended INT13, в том числе и поддержку дисков объемом более 8,4 Гбайта. В Setup BIOS этого контроллера можно легко сконфигурировать, создать и удалить любой дисковый массив RAID 0, 1 и 0/1.
На каждом диске, подключаемом к FastTrak BIOSом создается зарезервированная область, в которой прописываются конфигурация массива и информация о всех принадлежащих ему дисках. Таким образом, если один из дисков в массиве гибнет, то информация о конфигурации не теряется и берется с другого диска. Контроллер же не имеет данных о расположении в нем массивов, потому их можно спокойно перенесить на другой контроллер или канал.
Сам по себе массив создается из группы в два или более дисков, которые видится системой как один физический диск. За счет этого полученный диск обладает лучшей производительностью или лучшей защитой от сбоев и потери данных. Лучшая производительность достигается за счет разделения работы по чтению/записи на несколько винчестеров. Сохранность данных достигается копированием одной и той же информации на несколько жестких дисков. Для оптимальной производительности, в таких случаях, рекомендуется использовать в одном массиве одинаковые диски. Однако FastTrak может работать в этом случае с дисками как разных производителей, так и разных размеров.
Контроллером поддерживаются следующие виды массивов, видимых операционной системой как один физический диск:
Stripping (RAID 0) — чтение и запись секторов данных, чередующихся на разных дисках. В таком случае при гибели одного диска в массиве, гибнет и весь массив. Зато значительно улучшается производительность благодаря разделению нагрузки между винчестерами. Емкость полученного диска из массива равна произведению числа дисков на емкость самого маленького в массиве. Размер блока, которыми осуществляется чередование информации между дисками, задается в BIOS контроллера и составляет от 1 до 1024 Кбайт. Рекомендованный размер блока — 64 Кбайта для настольного компьютера или 8 Кбайт для сервера.
Mirroring (RAID 1) — данные дублируются на двух дисках. Производительность при этом возрастает только при чтении, за счет того, что различные данные, склеиваемые контроллером в один поток, читаются с двух дисков одновременно. Кроме этого, при чтении используются такие возможности, как elevator sorting (конвейерная сортировка порядка чтения данных) и load balancing (балансировка загрузки дисков). Суть этих режимов становится ясной из иллюстраций.
Stripping/Mirroring (RAID 0/1) — комбинация из двух вышеописанных режимов, когда данные и чередуются и дублируются на четырех или восьми дисках. При этом имеется и высокая производительность, и защищенность от сбоев.
Capacity (Spanning) — в этом режиме размер получаемого из массива диска равен просто сумме размеров всех его дисков. Данные хранятся последовательно на всех винчестерах из массива. Но ни а какой сохранности или скорости говорить в этом случае не приходится.
Температура
Вначале хотелось бы затронуть такую важную вещь, как температурный режим аппаратных RAID-контроллеров Adaptec. Все они оснащены небольшими пассивными радиаторами, что может вызвать ложное представление о небольшом тепловыделении.
Производитель контроллера приводит в качестве рекомендуемого значения воздушного потока — 200 LFM (linear feet per minute), что соответствует показателю 8,24 литра в секунду (или 1,02 метра в секунду). Рассчитаны такие контроллеры исключительно на установку в rackmount-корпусы, где такой воздушный поток создается скоростными штатными кулерами.
От 0°C до 40-55°C — рабочая температура большинства RAID-контроллеров Adaptec (в зависимости от наличия установленных модулей), рекомендованная производителем. Максимальная рабочая температура чипа составляет 100°C. Функционирование контроллера при повышенной температуре (более 85°C) может вывести его из строя. Удобства ради приводим под спойлером табличку рекомендуемых температур для разных серий контроллеров Adaptec.
Series 2 (2405, 2045, 2805) and 2405Q | 55°C без модулей |
Series 5 (5405, 5445, 5085, 5805, 51245, 51645, 52445) | 55°C без батарейного модуля, 40°C с батарейным модулем ABM-800 |
Series 5Z (5405Z, 5445Z, 5805Z, 5805ZQ) | 50°C с модулем ZMCP |
Series 5Q (5805Q) | 55°C без батарейного модуля, 40°C с батарейным модулем ABM-800 |
Series 6E (6405E, 6805E) | 55°C без модулей |
Series 6/6T (6405, 6445, 6805, 6405T, 6805T) | 55°C без ZMCP модуля, 50°C с ZMCP модулем AFM-600 |
Series 6Q (6805Q, 6805TQ) | 50°C с ZMCP модулем AFM-600 |
Series 7E (71605E) | 55°C без модулей |
Series 7 (7805, 71605, 71685, 78165, 72405) | 55°C без ZMCP модуля, 50°C с ZMCP модулем AFM-700 |
Series 7Q (7805Q, 71605Q) | 50°C с ZMCP модулем AFM-700 |
Series 8E (8405E, 8805E) | 55°C без модулей |
Series 8 (8405, 8805, 8885) | 55°C без ZMCP модуля, 50°C с ZMCP модулем AFM-700 |
Series 8Q (8885Q, 81605Z, 81605ZQ) | 50°C с ZMCP модулем AFM-700 |
Нашим клиентам не приходится беспокоиться о перегреве контроллеров, поскольку в наших дата-центрах поддерживается постоянный температурный режим, а сборка серверов произвольной конфигурации происходит с учетом особенностей таких комплектующих (о чем мы упоминали в нашей предыдущей статье).
Уровни RAID
В зависимости от конкретной ситуации существует пять распространенных RAID массива:
С программным RAID
Несомненное преимущество программного RAID — простота использования. Массив в ОС Linux создается с помощью штатной утилиты mdadm. При установке операционной системы чаще всего создание массива предусмотрено непосредственно из установщика. В случае, когда такой возможности установщик не предоставляет, достаточно всего лишь перейти в соседнюю консоль с помощью сочетания клавиш Ctrl+Alt+F2 (где номер функциональной клавиши — это номер вызываемой tty).
Создать массив очень просто. Командой fdisk -l смотрим, какие диски присутствуют в системе. В нашем случае это 4 диска:
Проверяем, чтобы на дисках не было метаданных, например, от предыдущего массива:
В случае, если на одном или нескольких дисках будут метаданные, удалить их можно следующим образом (где sdX — требуемый диск):
Создадим на каждом диске разделы для будущего массива c помощью fdisk. В качестве типа раздела следует указать fd (Linux RAID autodetect).
Собираем массив RAID 10 из созданных разделов с помощью команды:
Сразу после этого будет создан массив /dev/md0 и будет запущен процесс перестроения данных на дисках. Для отслеживания текущего статуса процесса введите:
Пока процесс перестроения данных не будет завершен, скорость работы дискового массива будет снижена.
После установки операционной системы и Bitrix24 на созданный массив мы запустили стандартный тест и получили следующие результаты:
Что такое RAID-контроллер?
Чаще всего задачи, выполняемые серверами, требуют высокой скорости чтения/записи данных и/или необходимость сохранить данные при выходе из строя самих накопителей. Поэтому установка в сервер единственного диска редко имеет смысл. Этот вариант можно рассматривать, если нагрузка будет совсем небольшой, а сохранность данных не волнует вовсе. Да и объёмы информации, которыми оперируют серверы, часто требуют куда больше пространства для хранения, чем может дать один диск. А чем больше накопителей, тем выше вероятность выхода из строя, особенно при высокой нагрузке.
Проблемы производительности и отказоустойчивости дисковой подсистемы решаются с помощью создания массивов: логических структур, в которые с помощью RAID-контроллера объединяется несколько накопителей — жёстких дисков и SSD. При этом массив выглядит для системы единым пространством для хранения данных.
Существует много видов массивов, отличающихся производительностью, надёжностью хранения данных и минимально необходимым количеством дисков. Выбор конкретного вида зависит от ваших задач и потребностей, а также от возможностей самого RAID-контроллера.
RAID-контроллеры делятся на:
- Программные. Вся нагрузка по управлению массивом ложится на центральный процессор. Наименее производительное и отказоустойчивое решение.
- Интегрированные. Встроены в материнскую плату. Отдельный чип выполняет часть задач по управлению, но всё же тоже задействует центральный процессор. Интегрированные контроллеры могут иметь собственную кэш-память. По сравнению с программными, поддерживают больше видов массивов, работают куда быстрее и надёжнее.
- Аппаратные. Выполнены в виде плат расширения или отдельных устройств, размещаемых вне сервера (внешние, или мостовые контроллеры). Оснащены собственным процессором, выполняющим все необходимые вычисления, и, как правило, кэш-памятью. Модульные контроллеры могут иметь внешние и внутренние порты:
- Внутренние — предназначены для подключения накопителей, установленных в сам сервер.
- Внешние — используются для подключения внешних дисковых хранилищ.
Если на борту RAID-контроллера есть кэш-память, то она может использоваться для промежуточного хранения записываемых или считываемых данных. Это позволяет эффективнее управлять операциями ввода/вывода.
Чтобы при сбое питания не потерять данные, находящиеся в кэше, используется два разных подхода:
- контроллер оснащается собственной батарейкой (BBU — Battery Backup Unit), позволяющей хранить данные в памяти до 3 суток,
- либо дополнительной флэш-памятью, питаемой от ёмкого конденсатора. При сбое питания в неё выгружает содержимое кэша. А поскольку флэш-память потребляет очень мало энергии, то и данные в ней сохраняются месяцами. Обратите внимание, что флэш-память используется только при сбое питания.
Некоторые RAID-контроллеры позволяют увеличить объём кэш-памяти и установить батарейку, если они её не имеют. Чем больше размер кэша контроллера, тем выше производительность RAID-массивов.
RAID 0
RAID 0 также называется чередованием дисков. Этот метод включает равномерное разделение данных между двумя или более устройствами хранения (HDD или SSD). Цель состоит в том, чтобы повысить производительность, так как такая организация данных позволяет быстрее читать и записывать файлы.
RAID 0 является наиболее доступным типом и его довольно легко настроить. Однако такой массив не является отказоустойчивым, и его не следует использовать для критически важных данных. Проблемы на любом из дисков могут привести к полной потере данных в массиве.
Преимущества RAID 0:
- Повышенная производительность чтения и записи
- Использование полной мощности накопителей
- Легко реализуется
Недостатки RAID 0:
Заключение
Использование аппаратного RAID-контроллера оправдано в большинстве случаев, когда требуется высокая скорость и надежность работы дисковой подсистемы.
Системные инженеры Selectel бесплатно выполнят базовую настройку дискового массива на аппаратном RAID-контроллере при заказе сервера произвольной конфигурации. В случае, если потребуется дополнительная помощь с настройкой, мы будем рады помочь в рамках нашей услуги администрирования. Также мы подготовили для наших читателей небольшую памятку по командам утилиты arcconf.
На плечах RAID-контроллеров лежит ответственная задача — управление дисковой подсистемой, то есть всей информацией, хранимой на сервере. Именно они отвечают за работу дисковых массивов, позволяя повысить производительность сервера или надёжность хранения данных. Поэтому давайте поговорим о RAID-контроллерах, установленных в серверы вендоров «большой тройки», об их возможностях и особенностях.
Спецификация
Инсталляция
Promise FastTRAK представляет собой обычный PCI-адаптер, поддерживающий Bus Mastering. В комплект поставки кроме него самого и руководства, входит 2 IDE-кабеля, комплект драйверов под все операционные системы и две утилиты под Windows 95 и Windows NT.
Процедура установки и настройки дисковых массивов крайне проста. Во время загрузки компьютера, при инициализации FastTRAK выдает приглашение своего BIOS, в Setup которого можно войти. Setup содержит функции создания, удаления и восстановления дисковых массивов. Режимы stripe, mirroring и spanning, а также размер блока для чередования задается при установке. Интерфейс setup чрезвычайно прост и интуитивно понятен.
Под DOS никаких драйверов контроллер не требует.
При загрузке операционной системы Windows 95, она находит новое устройство PCI RAID Controller, драйвер к которому без проблем устанавливается с прилагаемой дискеты. Сам драйвер не обладает никакими функциями настройки и верификации — все они вынесены в отдельные утилиты.
Первая из них — FastCheck, предназначена для мониторинга состояния контроллера и подключенных к нему дисков. В ней отображаются все параметры настройки массивов, дисков и каналов IDE.
Вторая — Promise Tune, позволяет изменять параметры работы контроллера. Устанавливая тип используемых приложений, эта утилита позволяет поменять размер блока при чередовании записи на пару дисков при stripping на 8 Кбайт (Business/Games) или на 64 Кбайта (Audio/Video Editing).
Никаких проблем ни при установке, ни при использовании FastTRAK замечено не было. Он отлично работал со всеми возможными приложениями, радуя меня скоростью их загрузки.
Читайте также: