Π Kingston unitateen adibidea erabiliz "RAID aplikatuko al dugu SSDan" galdera kontuan hartu dugu dagoeneko, baina zero mailaren barruan bakarrik egin dugu. Oraingo artikuluan, NVMe irtenbide profesionalak eta etxekoak erabiltzeko aukerak aztertuko ditugu RAID array mota ezagunenetan eta kontroladoreen bateragarritasunari buruz hitz egingo dugu. Kingston diskoekin.
Zergatik behar duzu RAID SSD batean?
SSDetan oinarritutako biltegiratze-matrizeen abantailen artean, HDD biltegiratze-matrizeen abantailen artean, unitateko datuetarako sarbide-denbora azkarragoak eta irakurketa/idazketa errendimendu handiagoa daude. Hala ere, SSDn oinarritutako RAID errendimendu ezin hobea prozesadore, cache, software eta hardware konbinazio optimoa behar du. Faktore horiek guztiak ezin hobeto funtzionatzen dutenean, SSD RAID batek konfigurazio konparagarri bat asko gainditu dezake HDD tradizionalak erabiliz.
SSD tipiko batek HDDek baino energia gutxiago kontsumitzen du, beraz, SSD kopuru handi bat RAID array batean konbinatzen dituzunean, HDD RAID array batekin alderatuta, energia-aurrezteak kostu txikiagoak ere eragin ditzake enpresen energia-fakturan.
Hala ere, SSD RAID-ek mugak eta desabantailak ditu, batez ere, espazio gigabyte bakoitzeko prezio altuagoa da gaitasun pareko disko gogorrekin alderatuta. Eta flash memoriaren hutsegiteen arteko denbora berridazketa-ziklo kopuru jakin batera mugatzen da. Hau da, SSD unitateek zerbitzu-bizitza jakin bat dute, funtzionamenduaren araberakoa: zenbat eta informazio gehiago gainidatzi, orduan eta azkarrago huts egingo du diskoak. Bestalde, enpresa SSDek disko gogor mekanikoen pareko bizi-iraupen duina dute.
Kingston SSDak nola bizi diren RAID moduan Broadcom kontrolagailuekin
SSDen lehen egunetan, RAID diseinuek Γ±abardura asko zituzten. Akatsekiko tolerantzia gutxiago duten HDDak erabiltzeagatik barne. Egoera solidoko unitateak disko magnetikoetan oinarritutako bere parekoak baino askoz ere fidagarriagoak dira. Dakigunez, SSD soluzioetan ez dago zati mugikorrik, beraz, kalte mekanikoak zerora murrizten dira. Egoera solidoko unitateen porrota ere nekez gertatzen da potentzia gorakadak direla eta, etxeko ordenagailu baten eta edozein zerbitzarien mailan, UPS-ek, gorakada babesleek eta elikatze-iturri batek ere babesten zaituzte.
Aldi berean, egoera solidoko unitateek badute beste abantaila esanguratsu bat: memoria-zelulak idazteko agortuta egon arren, datuak irakur daitezke oraindik, baina disko magnetikoa hondatuta badago, ai.
Gaur egun, nahiko praktika normala da SSD irtenbideak maila ezberdinetako RAID arrayetan erabiltzea. Gauza nagusia SSD egokiak aukeratzea da, eta horien latentzia minimoa da. Egokiena, fabrikatzaile bereko eta modelo bereko SSDak erabiltzea, karga mota desberdinak onartzen dituzten eta memoria, kontrolagailu eta beste teknologia mota ezberdinetan oinarrituta eraikitako unitateen multzoa ez amaitzeko. Hau da, Kingston-en lau edo 16 NVMe SSD erostea erabakitzen badugu RAID array bat sortzeko, hobe litzateke guztiak serie eta modelo-sorta berekoak etortzea.
Bide batez, barruan Broadcom kontrolagailuak aipatu genituen arrazoi bategatik Kingston-eko NVMe SSDari buruz hitz egin genuenean. Kontua da gailu horien eskuliburuek berehala agintzen dutela disko bateragarriak (aipatutako SSD fabrikatzaile amerikarraren soluzioak barne), eta horiekin kontrolagailuak ezin hobeto funtzionatuko du. Informazio hori kontuan izan behar da RAIDerako kontrolagailu-SSD sorta aukeratzerakoan.
SSD Kingston-en lana RAID mota ezagunenetan aztertzen dugu - "1", "5", "10", "50"
Beraz, "zero" RAID mailak ez du datu erredundantziarik ematen, errendimendua areagotzen du baizik. RAID 0-k ez du inolako datu babesik eskaintzen, beraz, ez dugu kontuan hartuko segmentu korporatiboaren barruan. RAID 1ek, berriz, erredundantzia osoa eskaintzen du baina errendimendu-irabazi apalak baino ez ditu, eta, beraz, kontuan hartu behar da errendimendu-irabaziak ez badira kontuan hartu SSD RAID array bat eraikitzerakoan.
Kingston SSD eta Broadcom kontrolagailuetan oinarritutako RAID 1
Beraz, Broadcom MegaRAID 9460-16i kontrolagailuan oinarritutako lehen mailako RAID arrayak bi Kingston unitatetik 32ra konbinatzen ditu, bata bestearen kopiak direnak, eta erredundantzia osoa eskaintzen du. HDD tradizionalak erabiltzean, datuak idazteko eta irakurtzeko abiadura HDD honen mailan geratzen bada, orduan NVMe SSD irtenbideak erabiliz, errendimendua hamar aldiz handituko dugu. Batez ere, datuak sartzeko denborari dagokionez. Adibidez, Kingston DC1000M U.2 NVMe SSD bi zerbitzariaren RAID 1-n, 350 ausazko irakurketa IOPS eta 000 idazteko IOPS lortzen ditugu.
Irakurketa sekuentzialaren abiadurari dagokionez, emaitzak diskoaren ezaugarriekin bat etorriko dira - 3200 MB / s. Baina NVMe SSD biak ondo daudenez, datuak aldi berean irakur daitezke haietatik, eta horrek irakurketa eragiketak nahiko azkar egiten ditu. Baina idazketa-abiadura (2000 MB/s-koa dela aldarrikatuta) motelagoa izango da, idazketa-eragiketa bakoitza bi aldiz egiten delako.
RAID 1 aproposa da datu-base txikietarako edo akatsen tolerantzia baina gaitasun txikia behar duen beste edozein ingurunetarako. Unitatearen ispilua bereziki lagungarria da hondamendiak berreskuratzeko agertokietan (errendimendua apur bat hondatzen da), datu garrantzitsuen berehalako "berpiztea" ematen duelako matrizeko unitateetako batek huts egiten badu. Baina babes-maila honek ispilutako datuen biltegiratze-ahalmena bikoiztu behar duenez (100 TB 200 TB biltegiratzea beharko luke), enpresa-sistema askok biltegiratze-aukera ekonomikoagoak erabiltzen dituzte: RAID 5 eta RAID 6.
Kingston SSD eta Broadcom kontrolagailuetan oinarritutako RAID 5
Bosgarren mailako RAID array bat antolatzeko, gutxienez hiru unitate behar ditugu, datuak tartekatuta dauden (ziklikoki matrizeko unitate guztietan idatzita), baina ez bikoiztuta. Horiek antolatzerakoan, haien egitura konplexuagoa kontuan hartu behar da, hemen "checksum" (edo "parekidetasuna") bezalako kontzeptua agertzen baita. Kontzeptu honek XOR funtzio aljebraiko logikoa esan nahi du ("OR esklusiboa" deritzona), zeinak matrizean gutxienez hiru unitate erabiltzea agintzen duena (gehienez - 32). Kasu honetan, parekotasunaren informazioa matrizeko "disko" guztietan idazten da.
Bakoitzak 500 TB-ko edukiera duten lau Kingston DC3,84R SATA SSD-ren matrize baterako, 11,52 TB-ko espazioa eta 3,84 kontrol-sumoetarako. Eta 16 TB-ko edukiera duten 1000 Kingston DC2M U.7,68 NVMe unitate konbinatzen badituzu 115,2. mailako RAID batean, 7,68 TB ikasiko ditugu 5 TB-ko galerarekin. Ikus dezakezunez, zenbat eta disko gehiago, orduan eta hobeto azkenean. Hobe ere bada, zenbat eta unitate gehiago RAID 0-en, orduan eta handiagoa izango da idazketa-errendimendu orokorra. Eta irakurketa lineala RAID XNUMX mailara iritsiko da.
RAID 5 disko-talde batek errendimendu handia (batez ere fitxategi handietarako) eta erredundantzia eskaintzen du energia-galera minimoarekin. Array-antolaketa mota hau aldi berean sarrera/irteera (I/O) eragiketa txiki asko egiten dituzten sareetarako egokiena da. Baina ez zenuke erabili behar bloke txiki edo txikietarako idazketa-eragiketa ugari eskatzen duten zereginetarako.
Beste Γ±abardura bat dago: NVMe unitateetako batek gutxienez huts egiten badu, RAID 5 degradazio moduan sartzen da eta beste biltegiratze gailu baten hutsegite kritikoa izan daiteke datu guztientzat. Array-ko unitate batek huts egiten badu, RAID kontrolagailuak parekotasun-informazioa erabiltzen du falta diren datuak birsortzeko.
Kingston SSD eta Broadcom kontrolagailuetan oinarritutako RAID 10
Beraz, RAID 0-k abiadura eta sarbide-denbora bikoiztu egiten digu, eta RAID 1-ek fidagarritasuna. Egokiena, konbinatu egingo lirateke, eta hemen RAID 10 (edo 1 + 0) erreskatatzera dator. "Ten" lau SATA SSD edo NVMe unitateetatik (gehienez - 32) muntatzen da eta "ispilu" multzoa dakar, zeinetan unitate kopurua lauren multiploa izan behar du beti. Array honetako datuak bloke finkoen partizioa erabiliz idazten dira (RAID 0-ren kasuan bezala) eta unitateen arteko marraketa erabiliz, kopiak "unitateetan" zehar RAID 1 array batean zabalduz. Eta unitate-talde anitzetan sartzeko aukerarekin. aldi berean, RAID 10-k errendimendu handia erakusten du.
RAID 10 ispilu-bikote anitzetan datuak banatzeko gai denez, horrek esan nahi du bikote bateko disko baten porrota jasan dezakeela. Hala ere, bi ispilu bikoteek (hau da, lau unitateek) huts egiten badute, ezinbestekoa izango da datu-galera. Ondorioz, akatsen tolerantzia eta fidagarritasun ona ere lortzen dugu. Baina kontuan izan, RAID 1 bezala, hamargarren mailako arrayak ahalmen osoaren erdia baino ez duela erabiltzen, eta, beraz, irtenbide garestia dela. Eta ezartzea ere zaila.
RAID 10 ispilu-taldeen % 100eko erredundantzia eskatzen duten datu biltegiekin erabiltzeko egokia da, baita RAID 0-ren I/O-ren errendimendu handitzea ere. Tamaina ertaineko datu-baseetarako edo akatsen tolerantzia handiagoa behar duen edozein ingurunetarako irtenbiderik onena da. RAID 5 baino.
Kingston SSD eta Broadcom kontrolagailuetan oinarritutako RAID 50
5. mailako RAIDaren antzeko array konbinatua, hau da, 50. mailako arrayetatik eraikitako 5. mailako array bat. Lehen bezala, matrize honen helburu nagusia errendimendu bikoitza lortzea da RAID XNUMX matrizeetan datuen fidagarritasuna mantenduz. Aldi berean, RAID XNUMX-k idazketa-errendimendu hobetua eta RAID XNUMX estandarra baino datu-babes hobea eskaintzen du, diskoaren hutsegite kasuan. , eta, gainera, bizkorrago berreskuratzeko gai da diskoren baten hutsegiteen kasuan.
RAID 50 disko-taldeak datuak bloke txikiagoetan banatzen ditu eta, ondoren, RAID 5 array bakoitzean kentzen ditu. RAID 5 unitate-taldeak, aldi berean, datuak bloke txikiagoetan banatzen ditu, parekotasuna kalkulatzen du, blokeetan EDO eragiketa logiko bat egiten du eta gero. datu-blokeen idazketa eta parekotasun eragiketak egiten ditu disko-taldeko disko bakoitzeko.
Eta unitateetako batek huts egiten badu errendimendua ezinbestean hondatzen den arren, ez da RAID 5 array batean bezain esanguratsua, hutsegite batek arrayetako bati bakarrik eragiten diolako, bestea guztiz funtzionala utziz. Izan ere, RAID 50-k zortzi HDD/SSD/NVMe unitate-huts arte iraun dezake, huts egin duen "disko" bakoitza RAID 5 array bereizi batean badago.
RAID 50 fidagarritasun handia behar duten eta eskaera kopuru handia prozesatu behar duten aplikazioetarako erabiltzen da onena, datuen transferentzia tasa altuak eta disko-kostuak RAID 10 baino txikiagoak mantenduz. Hala ere, gutxienez sei unitate behar dira RAID 50 array bat konfiguratzeko. , kostua ez da guztiz baztertzen faktore gisa. RAID 50-ren desabantaila bat da, RAID 5 bezala, kontrolagailu konplexu bat behar duela: esaterako. azken artikuluan Broadcom-etik.
Aipatzekoa da, halaber, RAID 50-k disko-espazio gutxiago erabiltzen duela RAID 5ek baino, parekotasun-erregistroak edukitzeko gaitasunaren esleipena dela eta. Hala ere, oraindik ere beste RAID mailak baino espazio erabilgarriagoa du, batez ere ispilua erabiltzen dutenek. Sei unitateko gutxieneko eskakizunarekin, RAID 50 aukera garestia izan daiteke, baina diskoko espazio gehigarriak kostua justifikatzen du enpresaren datuak babestuz. Array mota hau biltegiratze fidagarritasun handia, eskaera-tasa handiak, transferentzia-tasa handiak eta biltegiratze-ahalmen handia behar duten datuetarako gomendatzen da.
RAID 6 eta RAID 60: guk ere ez ditugu ahaztu
Bosgarren eta berrogeita hamargarren mailetako arrayez hitz egin dugunez, bekatua litzateke RAID 6 eta RAID 60 bezalako array-antolakuntza motak ez aipatzea.
RAID 6-ren errendimendua RAID 5-en antzekoa da, baina hemen gutxienez bi unitate ematen dira parekotasuna, eta horri esker, array-ak bi diskoen hutsegitetik irauteko aukera ematen du datuak galdu gabe (RAID 5ean, egoera hori oso desiragarria da). Horrek fidagarritasun handiagoa eragiten du. Bestela, dena da bosgarren mailako array-aren berdina: disko bat edo biren hutsegiterik gertatuz gero, RAID kontrolagailuak parekotasun blokeak erabiltzen ditu falta den informazio guztia birsortzeko. Bi unitatek huts egiten badute, berreskurapena ez da aldi berean gertatzen: lehenik eta behin, lehen unitatea berpizten da, eta gero bigarrena. Horrela, bi datuak berreskuratzeko eragiketa egiten dira.
Erraza da asmatzea RAID 50 60 mailako arrayen 6 mailako array bat bada, orduan RAID 50 hitz egin berri dugun 8 mailako arrayen 16 mailako array bat dela. Hau da, RAID biltegiratze antolakuntza honek RAID XNUMX unitateen talde bakoitzean bi SSDren galeraren ondorioz bizirik irauteko aukera ematen du. Funtzionamendu-printzipioa RAID XNUMX atalean hitz egin dugunaren antzekoa da, baina hutsegite kopurua. XNUMX mailako array-k XNUMXtik XNUMXra bitarteko hazkuntzak jasan ditzake. Normalean, halako matrizeak lineako bezeroarentzako arretarako erabiltzen dira, eta horrek akatsen tolerantzia handia eskatzen du.
Laburbilduz:
Ispiluak RAID 50/60ak baino akatsen tolerantzia handiagoa eskaintzen badu ere, askoz ere leku gehiago behar du. Datu kopurua bikoiztu denez, zerbitzarian instalatutako unitateen ahalmen osoaren % 50 baino ez duzu lortzen informazioa grabatzeko eta gordetzeko. RAID 50/60 eta RAID 10 artean aukeratzea ziurrenik eskuragarri dauden aurrekontuen, zerbitzariaren edukieraren eta zure datuak babesteko beharren araberakoa izango da. Gainera, kostua nabarmentzen da SSD soluzioei buruz hitz egiten dugunean (bai korporazio eta kontsumitzaile klase).
Garrantzitsuena dena, gaur egun ziur badakigu SSDn oinarritutako RAID irtenbide guztiz segurua dela eta gaur egungo negoziorako praktika normala dela. Etxeko erabileraren baitan, NVMe-ra aldatzeko arrazoi bat ere badago, aurrekontuek ahalbidetzen badute. Eta oraindik galderaren bat baduzu, zergatik behar den hori guztia, itzuli artikulu hasierara - dagoeneko zehatz-mehatz erantzun dugu.
Artikulu hau Broadcom-eko gure lankideen laguntzarekin prestatu zen, Kingston ingeniariei beren kontrolagailuak eskaintzen dizkieten SATA/SAS/NVMe unitateekin probak egiteko. Lagunarteko sinbiosi honi esker, bezeroek ez dute zalantzan jarri behar HBA eta RAID kontrolagailuekin Kingston unitateen fidagarritasunaz eta egonkortasunaz. .
Kingston produktuei buruzko informazio gehiago helbidean aurki daiteke konpainiak.
Iturria: www.habr.com