{"id":54587,"date":"2019-12-29T00:00:00","date_gmt":"2019-12-28T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/delimsya-opytom-kak-pokazyvayut-sebya-ssd-v-ramkah-raid-i-kakoj-uroven-massiva-vygodnee"},"modified":"2020-02-18T14:02:37","modified_gmt":"2020-02-18T11:02:37","slug":"delimsya-opytom-kak-pokazyvayut-sebya-ssd-v-ramkah-raid-i-kakoj-uroven-massiva-vygodnee","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/es\/blog\/administrirovanie\/delimsya-opytom-kak-pokazyvayut-sebya-ssd-v-ramkah-raid-i-kakoj-uroven-massiva-vygodnee","title":{"rendered":"Compartimos experiencia sobre c\u00f3mo se comportan los SSD en RAID y qu\u00e9 nivel de arreglo es m\u00e1s rentable.","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

En material anterior<\/a><\/noindex> ya hemos abordado la cuesti\u00f3n de si \u201cse puede aplicar RAID en SSD\u201d utilizando unidades Kingston, pero lo hicimos solo en el contexto del nivel cero. En este art\u00edculo, analizaremos las opciones para usar soluciones NVMe profesionales y dom\u00e9sticas en los tipos de arreglos RAID m\u00e1s populares y hablaremos sobre la compatibilidad de los controladores Broadcom<\/a><\/noindex> con unidades Kingston.<\/p>\n

\"Compartimos
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

\u00bfPor qu\u00e9 se necesita RAID en SSD?<\/h2>\n

\nLas ventajas de los arreglos de almacenamiento basados en SSD en comparaci\u00f3n con los arreglos de almacenamiento en discos duros incluyen una reducci\u00f3n en el tiempo de acceso a los datos en el almacenamiento y un rendimiento superior en operaciones de lectura\/escritura. Sin embargo, para un rendimiento \u00f3ptimo, RAID basado en SSD requiere una combinaci\u00f3n ideal de procesador, cach\u00e9, software y hardware. Cuando todos estos factores funcionan perfectamente juntos, un arreglo RAID de SSD puede superar significativamente una configuraci\u00f3n comparable que utiliza discos duros tradicionales.<\/p>\n

Un SSD t\u00edpico consume menos energ\u00eda que los discos duros, por lo que al combinar un gran n\u00famero de unidades de estado s\u00f3lido en un arreglo RAID, el ahorro de energ\u00eda en comparaci\u00f3n con un arreglo RAID de HDD puede tambi\u00e9n resultar en una reducci\u00f3n de costos en las facturas de electricidad corporativas.<\/p>\n

Sin embargo, SSD RAID tiene limitaciones y desventajas: en particular, un costo m\u00e1s alto por gigabyte de espacio en comparaci\u00f3n con discos duros de capacidad similar. Y la vida \u00fatil de la memoria flash hasta la falla est\u00e1 limitada por un n\u00famero determinado de ciclos de reescritura. Es decir, las unidades SSD tienen un ciclo de vida espec\u00edfico que depende del uso: cuanto m\u00e1s se reescribe la informaci\u00f3n en ellas, m\u00e1s r\u00e1pidamente fallar\u00e1 la unidad. Por otro lado, los SSD corporativos tienen una vida \u00fatil decente, comparable a la de los discos duros mec\u00e1nicos.<\/p>\n

\u00bfC\u00f3mo viven los SSD Kingston en RAID con controladores Broadcom?<\/h2>\n

\nAl principio de la llegada de los discos SSD, las configuraciones RAID ten\u00edan muchos matices. Esto se deb\u00eda, en parte, al uso de discos duros HDD menos confiables. Los discos de estado s\u00f3lido son mucho m\u00e1s fiables que sus hom\u00f3logos basados en discos magn\u00e9ticos. Como sabemos, en las soluciones SSD no hay elementos m\u00f3viles, por lo que los da\u00f1os mec\u00e1nicos se reducen a cero. La posibilidad de que un disco s\u00f3lido falle debido a picos de voltaje tambi\u00e9n es poco probable, teniendo en cuenta que en un PC dom\u00e9stico o en cualquier servidor, se utilizan SAI, filtros de red e incluso la fuente de alimentaci\u00f3n para protegerse.<\/p>\n

Adem\u00e1s, los discos de estado s\u00f3lido tienen otra ventaja importante: incluso si las celdas de memoria se desgastan por las escrituras, todav\u00eda se puede leer la informaci\u00f3n de ellas, mientras que con un disco magn\u00e9tico da\u00f1ado, lamentablemente, no es posible.<\/p>\n

\"Compartimos
\n
\nHoy en d\u00eda, utilizar soluciones SSD en matrices RAID de diferentes niveles es una pr\u00e1ctica bastante normal. Lo principal es elegir los discos de estado s\u00f3lido adecuados, cuya latencia sea m\u00ednima. Y, idealmente, usar SSD del mismo fabricante y modelo, para evitar mezclar discos que admiten diferentes tipos de cargas y est\u00e1n basados en diferentes tipos de memoria, controladores y otras tecnolog\u00edas. Es decir, si decidimos adquirir cuatro o 16 SSD NVMe de la empresa Kingston para crear una matriz RAID, es mejor que todos ellos sean de la misma serie y l\u00ednea de modelos. <\/p>\n

Por cierto, en el art\u00edculo anterior<\/a><\/noindex> no es casualidad que mencion\u00e1ramos los controladores de Broadcom al hablar de los SSD NVMe de Kingston. La raz\u00f3n es que en los manuales de estos dispositivos se enumeran inmediatamente los discos compatibles (incluyendo soluciones del mencionado fabricante estadounidense de SSD) con los que el controlador funcionar\u00e1 sin inconvenientes. Esta informaci\u00f3n es fundamental al elegir una combinaci\u00f3n de \u2018controlador-SSD\u2019 para RAID.<\/p>\n

Analizamos el rendimiento de los SSD Kingston en los tipos de RAID m\u00e1s populares: '1', '5', '10', '50'<\/h2>\n

\nAs\u00ed que, el nivel de RAID \"cero\" no ofrece redundancia de datos, solo aumenta el rendimiento. RAID 0 no proporciona ninguna protecci\u00f3n de datos en absoluto, por lo que no lo consideraremos en el segmento corporativo. RAID 1, por otro lado, proporciona redundancia completa, pero solo un modesto aumento en el rendimiento, y debe ser considerado cuando el aumento del rendimiento no es un factor fundamental al crear un arreglo RAID con SSD.<\/p>\n

RAID 1 basado en SSD Kingston y controladores Broadcom<\/h2>\n

\nAs\u00ed que, un arreglo RAID de primer nivel basado en el controlador Broadcom MegaRAID 9460-16i combina de dos a 32 unidades Kingston, que son copias entre s\u00ed, y proporciona redundancia completa. Si al utilizar HDDs tradicionales la velocidad de lectura y escritura de datos permanec\u00eda a nivel de dicho HDD, al usar soluciones NVMe SSD, obtenemos un aumento de rendimiento diez veces mayor. Especialmente en cuanto al tiempo de acceso a los datos. Por ejemplo, con dos SSD Kingston DC1000M U.2 NVMe en un RAID 1 en servidor, obtendremos 350,000 IOPS al leer datos aleatorios y 75,000 IOPS al escribir. <\/p>\n

\"Compartimos
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\nEn cuanto a la velocidad secuencial de lectura, los resultados corresponder\u00e1n a las especificaciones de la unidad: 3200 MB\/s. Pero, dado que ambos SSD NVMe est\u00e1n en funcionamiento, los datos pueden ser le\u00eddos de ellos simult\u00e1neamente, lo que hace que las operaciones de lectura sean bastante r\u00e1pidas. Sin embargo, la velocidad de escritura (que est\u00e1 especificada como 2000 MB\/s) ser\u00e1 m\u00e1s lenta, porque cada operaci\u00f3n de escritura se realiza dos veces. <\/p>\n

\"Compartimos
\n
\nEl arreglo RAID 1 es ideal para peque\u00f1as bases de datos o cualquier otro entorno que requiera alta disponibilidad, pero con baja capacidad. La copia espejo de las unidades es especialmente \u00fatil en escenarios de recuperaci\u00f3n ante desastres (esto disminuye ligeramente el rendimiento), ya que proporciona una \"resurrecci\u00f3n\" instant\u00e1nea de datos importantes si una de las unidades en el arreglo falla. Pero, dado que este nivel de protecci\u00f3n requiere el doble de capacidad para almacenar la copia espejo de los datos (para almacenar 100 TB se necesitar\u00e1n 200 TB de espacio), en muchos sistemas corporativos se utilizan opciones de almacenamiento m\u00e1s econ\u00f3micas: RAID 5 y RAID 6.<\/p>\n

RAID 5 basado en SSD Kingston y controladores Broadcom<\/h2>\n

\nPara organizar una matriz RAID de nivel cinco, se requieren al menos tres unidades de almacenamiento, cuyos datos se alternan (se escriben c\u00edclicamente en todas las unidades de la matriz), pero no se duplican. Al organizarlas, se debe tener en cuenta su estructura m\u00e1s compleja, ya que aqu\u00ed aparece el concepto de 'suma de verificaci\u00f3n' (o 'paridad'). Este t\u00e9rmino se refiere a una funci\u00f3n l\u00f3gica algebraica XOR (que tambi\u00e9n es 'o exclusivo'), que dicta el uso de un m\u00ednimo de tres unidades en la matriz (m\u00e1ximo \u2013 32). Adem\u00e1s, la informaci\u00f3n sobre la paridad se escribe en todos los 'discos' de la matriz.<\/p>\n

\"Compartimos
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\nPara una matriz de cuatro unidades SSD SATA Kingston DC500R de 3,84 TB cada una, obtendremos 11,52 TB de espacio y 3,84 para las sumas de verificaci\u00f3n. Y si combinamos 16 unidades NVMe Kingston DC1000M U.2 de 7,68 TB en un RAID de nivel cinco, obtendremos 115,2 TB con una p\u00e9rdida de 7,68 TB. Como pueden ver, cuantas m\u00e1s unidades, mejor ser\u00e1 el rendimiento final. Tambi\u00e9n es mejor porque cuantas m\u00e1s unidades haya en RAID 5, mayor ser\u00e1 el rendimiento total en las operaciones de escritura. Y la lectura secuencial alcanzar\u00e1 el nivel de RAID 0.<\/p>\n

\"Compartimos
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\nUn grupo de discos RAID 5 ofrece un alto ancho de banda (especialmente para archivos grandes) y redundancia con una m\u00ednima p\u00e9rdida de potencia. Este tipo de organizaci\u00f3n de matriz es m\u00e1s adecuado para redes que realizan muchas operaciones de entrada\/salida (I\/O) peque\u00f1as simult\u00e1neamente. Sin embargo, no se debe utilizar para tareas que requieren un gran n\u00famero de operaciones de escritura de bloques peque\u00f1os o peque\u00f1os.
\nHay otro matiz: si falla al menos uno de los dispositivos NVMe, RAID 5 entra en modo de degradaci\u00f3n y la falla de otro dispositivo de almacenamiento puede volverse cr\u00edtica para todos los datos. En caso de que un dispositivo falle en la matriz, el controlador RAID utilizar\u00e1 la informaci\u00f3n de paridad para recrear todos los datos faltantes.<\/p>\n

RAID 10 basado en SSD Kingston y controladores Broadcom.<\/h2>\n

\nRAID 0 nos proporciona un aumento de velocidad y tiempo de acceso de dos veces, mientras que RAID 1 garantiza fiabilidad. Idealmente, quisi\u00e9ramos combinar ambos, y aqu\u00ed es donde entra RAID 10 (o 1+0). El \"10\" se compone de cuatro unidades SATA SSD o NVMe (m\u00e1ximo \u2013 32) y consiste en un conjunto de \"espejos\", con un n\u00famero de unidades que siempre debe ser un m\u00faltiplo de cuatro. Los datos en este arreglo se escriben mediante la segmentaci\u00f3n en bloques fijos (como en el caso de RAID 0) y la alternancia entre las unidades, distribuyendo copias entre los \"discos\" en el arreglo RAID 1. Gracias a la posibilidad de acceso simult\u00e1neo a varios grupos de discos, RAID 10 muestra un alto rendimiento.<\/p>\n

\"Compartimos
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\nDado que RAID 10 puede distribuir datos a trav\u00e9s de varios pares de espejos, significa que puede tolerar la falla de una unidad en cada par. Sin embargo, en caso de que fallen ambos pares de espejos (es decir, las cuatro unidades), se producir\u00e1 una p\u00e9rdida inevitable de datos. Como resultado, tambi\u00e9n obtenemos una buena tolerancia a fallos y fiabilidad. Pero hay que tener en cuenta que al igual que RAID 1, el arreglo de d\u00e9cima nivel utiliza solo la mitad de la capacidad total, por lo que es una soluci\u00f3n costosa. Adem\u00e1s, es complicado de configurar. <\/p>\n

RAID 10 es adecuado para almacenamiento de datos que requiere un 100% de redundancia a partir de grupos de discos espejados y tambi\u00e9n un rendimiento de entrada\/salida mejorado de RAID 0. Esta es la mejor soluci\u00f3n para bases de datos de tama\u00f1o medio o cualquier entorno que requiera mayor tolerancia a fallos que RAID 5.<\/p>\n

RAID 50 basado en SSD Kingston y controladores Broadcom<\/h2>\n

\nUn arreglo combinado, similar al RAID de d\u00e9cimo nivel, que es un arreglo de nivel cero formado a partir de arreglos de quinto nivel. Al igual que en el caso anterior, el objetivo principal de este arreglo es lograr el doble de rendimiento mientras se mantiene la fiabilidad de los datos en los arreglos RAID 5. RAID 50 ofrece un rendimiento de escritura superior y mejor protecci\u00f3n de datos en comparaci\u00f3n con el RAID 5 est\u00e1ndar en caso de fallo de un disco, as\u00ed como tambi\u00e9n una recuperaci\u00f3n m\u00e1s r\u00e1pida en caso de fallo de una de las unidades.<\/p>\n

\"Compartimos
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\nEl grupo de discos RAID 50 divide los datos en bloques m\u00e1s peque\u00f1os y luego los distribuye en cada arreglo RAID 5. A su vez, el grupo de discos RAID 5 tambi\u00e9n divide los datos en bloques m\u00e1s peque\u00f1os, calcula la paridad, realiza una operaci\u00f3n l\u00f3gica OR para los bloques y luego lleva a cabo operaciones de escritura en los bloques de datos y de control de la paridad para cada disco en el grupo de discos.<\/p>\n

Y aunque el rendimiento inevitablemente disminuye en caso de fallo de uno de los dispositivos, esto no es tan significativo como en un arreglo RAID 5, dado que un fallo afecta \u00fanicamente a uno de los arreglos, dejando el otro completamente operativo. De hecho, RAID 50 puede soportar hasta ocho fallos de HDD\/SSD\/NVMe, siempre que cada disco fallido se encuentre en un arreglo RAID 5 separado.<\/p>\n

\"Compartimos
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\nRAID 50 es mejor utilizar para aplicaciones que requieren alta fiabilidad y deben manejar un gran n\u00famero de solicitudes manteniendo altas tasas de transferencia de datos y un costo m\u00e1s bajo de los dispositivos en comparaci\u00f3n con un arreglo RAID 10. Sin embargo, dado que se requieren al menos seis dispositivos para configurar un arreglo RAID 50, el costo no debe ser completamente ignorado como un factor. Una de las desventajas de RAID 50 es que, al igual que RAID 5, necesita un controlador complejo: uno como el que mencionamos<\/a><\/noindex> en el art\u00edculo anterior MegaRAID 9460-16i<\/a><\/noindex> de Broadcom.<\/p>\n

Tambi\u00e9n cabe se\u00f1alar que RAID 50 tiene menos espacio en disco utilizable que RAID 5, debido a la asignaci\u00f3n de capacidad para mantener registros de control de la paridad. Sin embargo, a\u00fan cuenta con m\u00e1s espacio \u00fatil que otros niveles de RAID, especialmente aquellos que utilizan espejado. Con un requisito m\u00ednimo de seis discos, RAID 50 puede ser una opci\u00f3n costosa, pero el espacio adicional en disco justifica el gasto al proteger los datos corporativos. Este tipo de arreglo se recomienda para trabajar con datos que requieren una alta fiabilidad de almacenamiento, una alta frecuencia de solicitudes, altas velocidades de transferencia y una gran capacidad de almacenamiento.<\/p>\n

RAID 6 y RAID 60: tampoco nos hemos olvidado de ellos<\/h2>\n

\nYa que hemos hablado de los arreglos de niveles cinco y cincuenta, ser\u00eda un error no mencionar tambi\u00e9n tipos de organizaci\u00f3n de arreglos como RAID 6 y RAID 60.<\/p>\n

\"Compartimos
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\nEl rendimiento de RAID 6 es similar al de RAID 5, pero aqu\u00ed ya se controlan al menos dos unidades para la paridad, lo que permite que el arreglo soporte la falla de dos unidades sin p\u00e9rdida de datos (en RAID 5 esta situaci\u00f3n es extremadamente indeseable). Esto proporciona una mayor fiabilidad. Por lo dem\u00e1s, es igual que en el arreglo de nivel cinco: en caso de falla de una o dos unidades, el controlador RAID utiliza los bloques de paridad para recrear toda la informaci\u00f3n faltante. En caso de falla de dos unidades, la recuperaci\u00f3n no ocurre simult\u00e1neamente: primero se reactiva la primera unidad, luego la segunda. As\u00ed, se realizan dos operaciones de recuperaci\u00f3n de datos.<\/p>\n

\"Compartimos
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\nNo es dif\u00edcil deducir que, si RAID 50 es un arreglo de nivel cero hecho de arreglos de nivel cinco, entonces RAID 60 es un arreglo de nivel cero hecho de arreglos de nivel seis, de los cuales acabamos de hablar. Es decir, esta organizaci\u00f3n del almacenamiento RAID permite sobrevivir a la p\u00e9rdida de dos SSD en cada grupo de unidades RAID 6. El principio de operaci\u00f3n es similar al que discutimos en la secci\u00f3n sobre RAID 50, pero el n\u00famero de fallos que puede soportar el arreglo de nivel sesenta aumenta de 8 a 16 unidades. Normalmente, estos arreglos se utilizan para servicios en l\u00ednea que requieren alta disponibilidad.<\/p>\n

Resumiendo:<\/h2>\n

\nA pesar de que la mirroring proporciona mayor tolerancia a fallos comparado con RAID 50\/60, tambi\u00e9n requiere mucho m\u00e1s espacio. Dado que la cantidad de datos se duplica, en realidad solo obtenemos el 50% de la capacidad total de las unidades instaladas en el servidor para escribir y almacenar informaci\u00f3n. La elecci\u00f3n entre RAID 50\/60 y RAID 10 depender\u00e1 en gran medida de los presupuestos disponibles, la capacidad del servidor y sus necesidades de protecci\u00f3n de datos. De hecho, el costo se vuelve primordial cuando hablamos de soluciones SSD (tanto de clase empresarial como de consumo).<\/p>\n

No menos importante es que ahora sabemos con certeza que el RAID basado en SSD es una soluci\u00f3n completamente segura y una pr\u00e1ctica normal para los negocios modernos. Tambi\u00e9n hay sentido en pasar a NVMe para aplicaciones dom\u00e9sticas, si el presupuesto lo permite. Y si a\u00fan se pregunta por qu\u00e9 es necesario todo esto, regrese al principio del art\u00edculo: ya hemos respondido detalladamente a esa cuesti\u00f3n.<\/p>\n

Este art\u00edculo ha sido preparado con el apoyo de nuestros colegas de Broadcom, quienes proporcionan sus controladores a los ingenieros de Kingston para pruebas con unidades SATA\/SAS\/NVMe de clase empresarial. Gracias a esta simbiosis amigable, los clientes no tienen que preocuparse por la fiabilidad y estabilidad de funcionamiento de los dispositivos Kingston con controladores HBA y RAID. Broadcom<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Puedes encontrar m\u00e1s informaci\u00f3n sobre los productos de Kingston en el sitio web oficial<\/a><\/noindex> la empresa.
\n
Fuente: habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

\u0412 \u043f\u0440\u043e\u0448\u043b\u043e\u043c \u043c\u0430\u0442\u0435\u0440\u0438\u0430\u043b\u0435 \u043c\u044b \u0443\u0436\u0435 \u0440\u0430\u0441\u0441\u043c\u043e\u0442\u0440\u0435\u043b\u0438 \u0432\u043e\u043f\u0440\u043e\u0441 \u043e \u0442\u043e\u043c \u201c\u041f\u0440\u0438\u043c\u0435\u043d\u0438\u043c \u043b\u0438 RAID \u043d\u0430 SSD\u201d \u043d\u0430 \u043f\u0440\u0438\u043c\u0435\u0440\u0435 \u043d\u0430\u043a\u043e\u043f\u0438\u0442\u0435\u043b\u0435\u0439 Kingston, \u043d\u043e \u0441\u0434\u0435\u043b\u0430\u043b\u0438 \u044d\u0442\u043e \u0442\u043e\u043b\u044c\u043a\u043e \u0432 \u0440\u0430\u043c\u043a\u0430\u0445 \u043d\u0443\u043b\u0435\u0432\u043e\u0433\u043e \u0443\u0440\u043e\u0432\u043d\u044f. \u0412 \u0442\u0435\u043a\u0443\u0449\u0435\u0439 \u0441\u0442\u0430\u0442\u044c\u0435 \u043c\u044b \u0440\u0430\u0437\u0431\u0435\u0440\u0435\u043c \u0432\u0430\u0440\u0438\u0430\u043d\u0442\u044b 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