В ni jam pripensis la demandon "Ĉu ni aplikos RAID sur SSD" uzante la ekzemplon de Kingston-diskoj, sed ni faris ĝin nur ene de la nula nivelo. En la nuna artikolo, ni analizos la eblojn por uzi profesiajn kaj hejmajn NVMe-solvojn en la plej popularaj specoj de RAID-tabeloj kaj parolos pri regilo-kongruo. kun Kingston-veturadoj.
Kial vi bezonas RAID sur SSD?
La avantaĝoj de SSD-bazitaj stokadtabloj super HDD-stokadotabeloj inkluzivas pli rapidajn alirtempojn al datumoj sur la disko kaj supera legado/skriba rendimento. Tamen, ideala SSD-bazita RAID-agado postulas optimuman kombinaĵon de procesoro, kaŝmemoro, programaro kaj aparataro. Kiam ĉiuj ĉi tiuj faktoroj funkcias kune perfekte, SSD RAID povas multe superi kompareblan agordon uzante tradiciajn HDD-ojn.
Tipa SSD konsumas malpli da potenco ol HDD-oj, do kiam vi kombinas grandan nombron da SSD-oj en RAID-tabelo, la energiŝparoj kompare kun HDD-RAID-tabelo ankaŭ povas tradukiĝi en pli malaltajn kostojn en kompaniaj energifakturoj.
Tamen, SSD RAID havas limigojn kaj malavantaĝojn, precipe la pli altan prezon por gigabajto de spaco kompare kun malmolaj diskoj de komparebla kapablo. Kaj la tempo inter misfunkciadoj de fulmmemoro estas limigita al certa nombro da reverkaj cikloj. Tio estas, SSD-diskoj havas certan servodaŭron, kiu dependas de la operacio: ju pli da informoj estas anstataŭitaj sur ĝi, des pli rapide la disko malsukcesos. Aliflanke, entreprenaj SSD-oj havas decan vivdaŭron kompareblan al mekanikaj malmolaj diskoj.
Kiel Kingston SSD-oj vivas en RAID-reĝimo kun Broadcom-regiloj
En la fruaj tagoj de SSDoj, RAID-dezajnoj havis multajn nuancojn. Inkluzive pro la uzo de malpli toleremaj HDD-oj. Solidsubstancaj diskoj estas multe pli fidindaj ol siaj ekvivalentoj bazitaj sur magnetaj diskoj. Kiel ni scias, ne estas movaj partoj en SSD-solvoj, do mekanika damaĝo estas reduktita al nulo. La malsukceso de solidsubstancaj diskoj pro potencaj ŝprucoj ankaŭ estas neverŝajna, ĉar je la nivelo de hejma komputilo kaj iu ajn servilo, UPS, ŝprucprotektiloj kaj eĉ elektroprovizo protektas vin.
Samtempe, solidsubstancaj diskoj havas alian signifan pluson: eĉ se la memorĉeloj estas eluzitaj por skribo, oni ankoraŭ povas legi datumojn de ili, sed se la magneta disko estas difektita, ve.
Hodiaŭ, estas sufiĉe normala praktiko uzi SSD-solvojn en RAID-aroj de malsamaj niveloj. La ĉefa afero estas elekti la ĝustajn SSD-ojn, kies latencia estas minimuma. Kaj ideale, uzu SSD-ojn de la sama fabrikanto kaj la sama modelo, por ke vi ne finiĝu kun amaso da diskoj, kiuj subtenas malsamajn specojn de ŝarĝoj kaj estas konstruitaj surbaze de malsamaj specoj de memoro, regiloj kaj aliaj teknologioj. Tio estas, se ni decidas aĉeti kvar aŭ 16 NVMe-SSD-ojn de Kingston por krei RAID-aron, estus pli bone se ili ĉiuj venas de la sama serio kaj modelo-gamo.
Cetere, en ni citis Broadcom-regilojn pro kialo, kiam ni parolis pri NVMe SSD de Kingston. Fakte, la manlibroj por ĉi tiuj aparatoj tuj preskribas kongruajn diskojn (inkluzive de solvoj de la menciita usona fabrikanto de SSD), kun kiuj la regilo funkcios senmanke. Ĉi tiuj informoj devas esti fidindaj dum elektado de regilo-SSD-pakaĵo por RAID.
Ni analizas la laboron de SSD Kingston en la plej popularaj specoj de RAID - "1", "5", "10", "50"
Do, la "nul" RAID-nivelo ne provizas datuman redundon, sed nur pliigas rendimenton. RAID 0 tute ne provizas ajnan datuman protekton, do ni ne konsideros ĝin ene de la kompania segmento. RAID 1, aliflanke, disponigas plenan redundon sed nur modestajn rendimentajn gajnojn, kaj tial devus esti pripensitaj se rendimentogajnoj ne estas ĉefa konsidero dum konstruado de SSD RAID-abelo.
RAID 1 bazita sur Kingston SSD-oj kaj Broadcom-regiloj
Do, la unuanivela RAID-tabelo bazita sur la Broadcom MegaRAID 9460-16i-regilo kombinas de du ĝis 32 Kingston-diskoj, kiuj estas kopioj unu de la alia, kaj disponigas kompletan redundon. Se uzante tradiciajn HDD-ojn, la rapideco de skribado kaj legado de datumoj restis je la nivelo de ĉi tiu mem HDD, tiam uzante NVMe SSD-solvojn ni ricevas dekoble pliigon de rendimento. Precipe koncerne datumojn alirtempo. Ekzemple, kun du Kingston DC1000M U.2 NVMe SSD-oj en servilo RAID 1, ni ricevas 350 hazardajn legatajn IOPS kaj 000 skribajn IOPS.
Koncerne al sinsekva legado, la rezultoj kongruos kun la karakterizaĵoj de la stirado - 3200 MB/s. Sed ĉar ambaŭ NVMe SSD-oj funkcias, datumoj povas esti legitaj de ili samtempe, kio faras legi operaciojn sufiĉe rapidaj. Sed la skriba rapideco (asertata esti 2000 MB/s) estos pli malrapida, ĉar ĉiu skriba operacio estas farita dufoje.
RAID 1 estas ideala por malgrandaj datumbazoj aŭ ajna alia medio kiu postulas misfunkciadon sed malaltan kapaciton. Spegulo de stirado estas precipe helpema en scenaroj de katastrofa reakiro (la agado estas iomete degradita) ĉar ĝi disponigas tujan "reviviĝon" de gravaj datumoj se unu el la diskoj en la tabelo malsukcesas. Sed ĉar ĉi tiu nivelo de protekto postulas duobligi la stokan kapaciton de la spegulaj datumoj (100 TB postulus 200 TB da stokado), multaj entreprenaj sistemoj uzas pli ekonomiajn stokadopciojn: RAID 5 kaj RAID 6.
RAID 5 bazita sur Kingston SSD-oj kaj Broadcom-regiloj
Por organizi kvin-nivelan RAID-tabelon, ni bezonas almenaŭ tri diskojn, kies datumoj estas interplektitaj (cikle skribitaj al ĉiuj diskoj en la tabelo), sed ne duobligitaj. Organizante ilin, oni devas konsideri ilian pli kompleksan strukturon, ĉar ĉi tie aperas tia koncepto kiel "ĉeksumo" (aŭ "egaleco"). Ĉi tiu koncepto signifas la logikan algebran XOR-funkcion (alinome ekskluziva "OR"), kiu diktas la uzon de minimumo de tri diskoj en la tabelo (maksimume - 32). En ĉi tiu kazo, egalecaj informoj estas skribitaj al ĉiuj "diskoj" en la tabelo.
Por aro de kvar Kingston DC500R SATA SSD-oj kun kapacito de 3,84 TB ĉiu, ni ricevas 11,52 TB da spaco kaj 3,84 por kontrolsumoj. Kaj se vi kombinas 16 Kingston DC1000M U.2 NVMe-diskojn kun kapablo de 7,68 TB en Nivelon 115,2 RAID, ni lernos 7,68 TB kun perdo de 5 TB. Kiel vi povas vidi, ju pli da veturadoj, des pli bone finfine. Ĝi ankaŭ estas pli bona ĉar ju pli da diskoj en RAID 0, des pli alta estas la ĝenerala skriba rendimento. Kaj lineara legado atingos la nivelon de RAID XNUMX.
RAID 5 diskgrupo disponigas altan trairon (precipe por grandaj dosieroj) kaj redundon kun minimuma potencoperdo. Ĉi tiu speco de tabelorganizo plej taŭgas por retoj kiuj plenumas multajn malgrandajn enigajn/eligajn operaciojn (I/O) samtempe. Sed vi ne uzu ĝin por taskoj, kiuj postulas grandan nombron da skribaj operacioj por malgrandaj aŭ malgrandaj blokoj.
Estas unu plia nuanco: se almenaŭ unu el la NVMe-diskoj malsukcesas, RAID 5 eniras en degradan reĝimon kaj la fiasko de alia stoka aparato povas fariĝi kritika por ĉiuj datumoj. Se unu stirado en la tabelo malsukcesas, la RAID-regilo uzas la egalecajn informojn por rekrei ajnajn mankantajn datumojn.
RAID 10 bazita sur Kingston SSD-oj kaj Broadcom-regiloj
Do, RAID 0 provizas al ni duoblan pliiĝon en rapideco kaj alirtempo, kaj RAID 1 provizas fidindecon. Ideale, ili estus kombinitaj, kaj ĉi tie RAID 10 (aŭ 1 + 0) venas al la rekupero. "Dek" estas kunvenita de kvar SATA SSD aŭ NVMe-diskoj (maksimume - 32) kaj implicas aron da "speguloj", la nombro da diskoj en kiuj ĉiam devas esti oblo de kvar. La datumoj en ĉi tiu tabelo estas skribitaj uzante fiksan blokdispartigon (kiel en la kazo de RAID 0) kaj striado inter diskoj, disvastigante kopiojn tra la "diskoj" en RAID 1 tabelo. Kaj kun la kapablo aliri plurajn grupojn de diskoj ĉe la sama tempo, RAID 10 montras altan rendimenton.
Ĉar RAID 10 kapablas strii datumojn tra pluraj spegulitaj paroj, tio signifas, ke ĝi povas toleri la fiaskon de unu disko en paro. Tamen, se ambaŭ spegulaj paroj (tio estas, ĉiuj kvar diskoj) malsukcesos, estos neevitebla datumperdo. Kiel rezulto, ni ankaŭ ricevas bonan faŭltoleremon kaj fidindecon. Sed memoru, ke, kiel RAID 1, la deka-nivela tabelo uzas nur duonon de la totala kapablo, kaj tial estas multekosta solvo. Kaj ankaŭ malfacile agordi.
RAID 10 taŭgas por uzo kun datumstokejoj kiuj postulas 100% redundo de speguldiskogrupoj, same kiel la pliigitan I/O-efikecon de RAID 0. Ĝi estas la plej bona solvo por mezgrandaj datumbazoj aŭ ajna medio kiu postulas pli altan faŭltoleremon. ol RAID 5.
RAID 50 bazita sur Kingston SSD-oj kaj Broadcom-regiloj
Kombinita tabelo simila al nivelo 5 RAID, kio estas nivelo 50 tabelo konstruita de nivelo 5 tabeloj. Kiel antaŭe, la ĉefa celo de ĉi tiu tabelo estas atingi duoblan rendimenton konservante datuman fidindecon en tabeloj RAID XNUMX. Samtempe, RAID XNUMX provizas plibonigitan skriban rendimenton kaj pli bonan datuman protekton ol norma RAID XNUMX en kazo de malfunkcio de disko. , kaj ankaŭ kapablas pli rapidan reakiron en kazo de fiasko de unu el la diskoj.
La RAID 50 veturgrupo dividas la datumojn en pli malgrandajn blokojn kaj tiam nudigas ĝin tra ĉiu RAID 5-aro. La RAID 5-veturilgrupo siavice ankaŭ dividas la datumojn en pli malgrandajn blokojn, kalkulas egalecon, faras logikan AŬ operacion sur la blokoj, kaj tiam elfaras datumblokajn skribajn kaj egalecajn operaciojn por ĉiu disko en la diskogrupo.
Kaj dum rendimento neeviteble malboniĝas se unu el la diskoj malsukcesas, ĝi ne estas tiel signifa kiel en RAID 5 tabelo, ĉar unu malsukceso influas nur unu el la tabeloj, lasante la alian plene funkcia. Fakte, RAID 50 povas postvivi ĝis ok malsukcesojn de diskoj de HDD/SSD/NVMe se ĉiu malsukcesa "disko" estas en aparta RAID 5-aro.
RAID 50 estas plej bone uzata por aplikoj kiuj postulas altan fidindecon kaj devas procesi altan nombron da petoj konservante altajn datumtransigajn tarifojn kaj pli malaltajn diskokostojn ol RAID 10. Tamen, ĉar minimumo de ses diskoj estas postulata por agordi RAID 50-aron. , kosto ne estas tute ekskludita kiel faktoro. Unu malavantaĝo de RAID 50 estas ke, kiel RAID 5, ĝi bezonas kompleksan regilon: kiel ekzemple en la lasta artikolo de Broadcom.
Estas ankaŭ notinde, ke RAID 50 havas malpli uzadon de diskspaco ol RAID 5 pro la atribuo de kapablo teni egalecajn rekordojn. Tamen, ĝi ankoraŭ havas pli da uzebla spaco ol aliaj RAID-niveloj, precipe tiuj, kiuj uzas spegulon. Kun minimuma postulo de ses diskoj, RAID 50 povas esti multekosta elekto, sed la ekstra diskospaco pravigas la koston protektante kompaniajn datumojn. Ĉi tiu speco de tabelo estas rekomendita por datumoj, kiuj postulas altan stokan fidindecon, altajn petajn tarifojn, altajn transigajn indicojn kaj altan stokan kapaciton.
RAID 6 kaj RAID 60: ni ankaŭ ne forgesis ilin
Ĉar ni parolis pri tabeloj de la kvina kaj kvindeka niveloj, estus peko ne mencii tiajn tipojn de tabelorganizo kiel RAID 6 kaj RAID 60.
La agado de RAID 6 similas al RAID 5, sed ĉi tie almenaŭ du diskoj ricevas egalecon, kio permesas al la tabelo postvivi la fiaskon de du diskoj sen perdi datumojn (en RAID 5, ĉi tiu situacio estas tre nedezirinda). Ĉi tio rezultigas pli altan fidindecon. Alie, ĉio estas la sama kiel en la kvina nivela tabelo: en la okazo de malsukceso de unu aŭ du diskoj, la RAID-regilo uzas egalecajn blokojn por rekrei ĉiujn mankantajn informojn. Se du diskoj malsukcesas, reakiro ne okazas samtempe: unue, la unua disko estas revivigita, poste la dua. Tiel, du operacioj de reakiro de datumoj estas faritaj.
Estas facile konjekti, ke se RAID 50 estas nivelo 60 tabelo de nivelo 6 tabeloj, tiam RAID 50 estas nivelo 8 tabelo de nivelo 16 tabelo pri kiu ni ĵus parolis. Tio estas, ĉi tiu organizo de RAID-stokado permesas vin travivi la perdon de du SSD-oj en ĉiu grupo de diskoj RAID XNUMX. La principo de funkciado estas simila al tiu, pri kiu ni parolis en la sekcio RAID XNUMX, sed la nombro da misfunkciadoj, kiujn a nivelo XNUMX tabelo povas elteni kreskojn de XNUMX ĝis XNUMX diskoj. Tipe, tiaj aroj estas uzitaj por reta klientservo, kiu postulas altan faŭltoleremon.
Resumante:
Kvankam spegulado disponigas pli da misfunkciadoleremo ol RAID 50/60, ĝi ankaŭ postulas multe pli da spaco. Ĉar la kvanto de datumoj duobliĝas, vi efektive ricevas nur 50% de la totala kapablo de la diskoj instalitaj en la servilo por registri kaj stoki informojn. Elekti inter RAID 50/60 kaj RAID 10 plej verŝajne dependos de disponeblaj buĝetoj, servila kapablo kaj viaj datumprotektaj bezonoj. Plie, la kosto aperas kiam ni parolas pri SSD-solvoj (kaj kompania kaj konsumanta klaso).
Same grave, ni nun scias certe, ke SSD-bazita RAID estas tute sekura solvo kaj normala praktiko por hodiaŭa komerco. Kiel parto de hejma uzo, ekzistas ankaŭ kialo ŝanĝi al NVMe, se buĝetoj permesas. Kaj se vi ankoraŭ havas demandon, kial ĉio ĉi necesas, reiru al la komenco de la artikolo - ni jam detale respondis.
Ĉi tiu artikolo estis preparita kun la subteno de niaj kolegoj ĉe Broadcom, kiuj provizas siajn regilojn al Kingston-inĝenieroj por testado per entreprena klaso SATA/SAS/NVMe-diskoj. Danke al ĉi tiu amika simbiozo, klientoj ne devas dubi pri la fidindeco kaj stabileco de Kingston-diskoj kun HBA kaj RAID-regiloj de produktado. .
Pliaj informoj pri Kingston-produktoj troveblas ĉe kompanio.
fonto: www.habr.com