San Airteagal seo labhairfimid faoi bhealaí éagsúla chun eagair RAID a eagrú, agus taispeánfaimid freisin ceann de na chéad rialtóirí RAID crua-earraí le tacaíocht NVMe.
Tá éagsúlacht feidhmchlár uile na teicneolaíochta RAID le fáil sa deighleog fhreastalaí. I ndeighleog na gcliant, ní úsáidtear ach bogearraí RAID0 nó RAID1 ar dhá dhiosca is minice.
Tabharfaidh an t-alt seo forbhreathnú gairid ar theicneolaíocht RAID, teagasc gairid ar conas eagair RAID a chruthú ag baint úsáide as trí uirlis éagsúla, agus comparáid idir feidhmíocht diosca fíorúil ag baint úsáide as gach modh.
Cad é RAID?
tugtar sainmhíniú cuimsitheach ar theicneolaíocht RAID:
Raid (Béarla Sraith Iomarcach Dioscaí Neamhspleácha - sraith iomarcach dioscaí neamhspleácha (neamhspleách) - teicneolaíocht fíorúlaithe sonraí chun roinnt feistí diosca fisiceacha a chomhcheangal i modúl loighciúil chun lamháltas agus feidhmíocht lochtanna a mhéadú.
Braitheann cumraíocht na n-eagair dioscaí agus na teicneolaíochtaí a úsáidtear ar an gceann roghnaithe Leibhéal RAID. Déantar leibhéil RAID a chaighdeánú sa tsonraíocht . Déanann sé cur síos ar go leor leibhéil RAID, ach is iad na cinn is coitianta ná RAID0, RAID1, RAID5 agus RAID6.
RAID0Nó Stripes, is leibhéal RAID é a chomhcheanglaíonn dhá thiomántán fisiceach nó níos mó i dtiomántán loighciúil amháin. Tá toirt an diosca loighciúil comhionann le suim méideanna na dioscaí fisiceacha atá san eagar. Níl aon iomarcaíocht ag an leibhéal RAID seo, agus d’fhéadfadh go gcaillfí na sonraí go léir sa diosca fíorúil má theipeann ar aon tiomántán amháin.
Leibhéal RAID1Nó Scáthán, cruthaíonn sé cóipeanna comhionanna de shonraí ar dhá dhiosca nó níos mó. Ní sháraíonn méid an diosca fíorúil íosmhéid na dioscaí fisiceacha. Beidh na sonraí ar an diosca fíorúil RAID1 ar fáil chomh fada agus a bheidh diosca fisiciúil amháin ar a laghad ón eagar ag feidhmiú. Cuireann úsáid RAID1 le hiomarcaíocht, ach is réiteach sách costasach é, ós rud é in eagair de dhá dhiosca nó níos mó nach bhfuil ach toilleadh amháin ar fáil.
Leibhéal RAID5 réitíonn an fhadhb a bhaineann le costas ard. Chun eagar a chruthú le leibhéal RAID5, is gá duit 3 dhiosca ar a laghad, agus tá an t-eagar frithsheasmhach in aghaidh teip diosca amháin. Stóráiltear sonraí in RAID5 i mbloic le seiceálacha. Níl aon deighilt dhian idir dioscaí sonraí agus dioscaí seiceála. Tá seiceálacha i RAID5 mar thoradh ar oibríocht XOR a chuirtear i bhfeidhm ar bhloc N-1, gach ceann díobh tógtha ó dhiosca difriúil.
Cé go méadaíonn eagair RAID iomarcaíocht agus go soláthraíonn siad iomarcaíocht, níl siad oiriúnach chun cúltacaí a stóráil.
Tar éis turas gairid ar na cineálacha eagair RAID, is féidir leat bogadh ar aghaidh chuig gléasanna agus cláir a ligeann duit eagair dioscaí a chur le chéile agus a úsáid.
Cineálacha rialtóirí RAID
Tá dhá bhealach ann chun eagair RAID a chruthú agus a úsáid: crua-earraí agus bogearraí. Déanfaimid machnamh ar na réitigh seo a leanas:
- Bogearraí le haghaidh Linux RAID.
- Intel® RAID Fíorúil Ar LAP.
- LSI MegaRAID 9460-8i.
Tabhair faoi deara go ritheann réiteach Intel® ar chipset, rud a ardaíonn an cheist an réiteach crua-earraí nó bogearraí é. Mar shampla, measann an hypervisor VMWare ESXi bogearraí VROC agus ní thacaíonn sé go hoifigiúil é.
Bogearraí le haghaidh Linux RAID
Réiteach measartha coitianta is ea eagair RAID Bogearraí i dteaghlach Linux OS sna codanna cliant agus freastalaí araon. Níl uait ach eagar a chruthú ná an áirgiúlacht mdadm agus cúpla gléas bloc. Is é an t-aon riachtanas a chuireann Linux Software RAID ar na tiomántáin a úsáideann sé ná a bheith ina bhlocghléas inrochtana don chóras.
Buntáiste soiléir a bhaineann leis an modh seo is ea an easpa costais do threalamh agus bogearraí. Eagraíonn Linux Software RAID eagair dioscaí ar chostas am LAP. Is féidir liosta na leibhéil RAID tacaithe agus stádas na n-eagair diosca reatha a fheiceáil sa chomhad mdstat, atá suite sa fhréamh procfs:
root@grindelwald:~# cat /proc/mdstat
Personalities : [linear] [multipath] [raid0] [raid1] [raid10]
unused devices: <none>
Cuirtear tacaíocht le haghaidh leibhéil RAID leis tríd an modúl eithne cuí a nascadh, mar shampla:
root@grindelwald:~# modprobe raid456
root@grindelwald:~# cat /proc/mdstat
Personalities : [linear] [multipath] [raid0] [raid1] [raid10] [raid6] [raid5] [raid4]
unused devices: <none>Déantar na hoibríochtaí go léir le eagair dioscaí trí áirgiúlacht na n-orduithe mdadm. Cuirtear an t-eagar diosca le chéile in aon ordú amháin:
mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/nvme1n1 /dev/nvme2n1Tar éis an t-ordú seo a chur i gcrích, beidh an gléas bloc / dev/md0 le feiceáil sa chóras, a léiríonn tú mar dhiosca fíorúil.
Intel® RAID Fíorúil Ar LAP
Eochair Crua-earraí Caighdeánach Intel® VROC
Is teicneolaíocht crua-earraí agus bogearraí é Intel® Virtual RAID On CPU (VROC) chun eagair RAID a chruthú bunaithe ar chipsets Intel®. Tá an teicneolaíocht seo ar fáil go príomha le haghaidh motherboards a thacaíonn le próiseálaithe Inscálaithe Intel® Xeon®. De réir réamhshocraithe, níl VROC ar fáil. Chun é a ghníomhachtú, ní mór duit eochair ceadúnais crua-earraí VROC a shuiteáil.
Ceadaíonn an ceadúnas caighdeánach VROC duit eagair dioscaí a chruthú le leibhéil 0, 1 agus 10 RAID. Leathnaíonn an leagan préimhe an liosta seo le tacaíocht RAID5.
Oibríonn teicneolaíocht Intel® VROC ar motherboards nua-aimseartha i gcomhar le Gléas Bainistíochta Imleabhar Intel® (VMD), a sholáthraíonn cumas babhtála te do thiomáineann NVMe.
Ceadúnas Caighdeánach Intel® VROC Déantar eagair a chumrú tríd an Utility Socraithe nuair a thosaíonn an freastalaí. Ar an táb Advanced Tá an chuma ar an mír Intel® Virtual RAID ar LAP, áit ar féidir leat eagair diosca a chumrú.
Eagar RAID1 a chruthú ar dhá thiomántán
Tá a aces féin ag teicneolaíocht Intel® VROC suas a muinchille. Tá eagair dioscaí a tógadh ag baint úsáide as VROC comhoiriúnach le Linux Software RAID. Ciallaíonn sé seo gur féidir monatóireacht a dhéanamh ar staid na n-eagair in /proc/mdstat agus a riaradh trí mdadm. Tacaíonn Intel go hoifigiúil leis an "gné" seo. Tar éis duit RAID1 a chur le chéile i Socrú Utility, is féidir leat sioncrónú na dtiomántán san OS a fheiceáil:
root@grindelwald:~# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid1] [linear] [multipath] [raid0] [raid6] [raid5] [raid4] [raid10]
md126 : active raid1 nvme2n1[1] nvme1n1[0]
1855832064 blocks super external:/md127/0 [2/2] [UU]
[>....................] resync = 1.3% (24207232/1855832064) finish=148.2min speed=205933K/sec
md127 : inactive nvme1n1[1](S) nvme2n1[0](S)
10402 blocks super external:imsm
unused devices: <none>Tabhair faoi deara nach féidir leat eagair a chur le chéile ar VROC ag baint úsáide as mdadm (Linux SW RAID a bheidh sna eagair chruinnithe), ach is féidir leat dioscaí a athrú iontu agus na eagair a dhíchóimeáil.
LSI MegaRAID 9460-8i
Cuma an rialtóra LSI MegaRAID 9460-8i
Is réiteach crua-earraí neamhspleách é an rialtóir RAID. Ní oibríonn an rialtóir ach le tiomántáin atá ceangailte go díreach leis. Tacaíonn an rialtóir RAID seo le suas le 24 thiomántán NVMe. Is é an tacaíocht NVMe a shocraíonn an rialtóir seo seachas go leor eile.
Príomh-roghchlár an rialaitheora crua-earraí
Nuair a bhíonn mód UEFI á úsáid, déantar socruithe rialtóra a chomhtháthú i Socrú Utility. I gcomparáid le VROC, tá cuma i bhfad níos casta ar an roghchlár rialtóir crua-earraí.
RAID1 a chruthú ar dhá dhiosca
Is ábhar sách íogair é míniú a thabhairt ar conas eagair dioscaí a chumrú ar rialtóir crua-earraí agus d'fhéadfadh sé a bheith mar chúis le halt iomlán. Anseo beidh muid a theorannú go simplí chun RAID0 agus RAID1 a chruthú le socruithe réamhshocraithe.
Níl dioscaí atá nasctha leis an rialtóir crua-earraí le feiceáil ag an gcóras oibriúcháin. Ina áit sin, déanann an rialaitheoir gach eagar RAID a chumhdach mar thiomáineann SAS. Ní bheidh rochtain ag an OS ar thiomántáin atá nasctha leis an rialtóir, ach nach cuid den eagar dioscaí iad.
root@grindelwald:~# smartctl -i /dev/sda
smartctl 7.1 2019-12-30 r5022 [x86_64-linux-5.4.0-48-generic] (local build)
Copyright (C) 2002-19, Bruce Allen, Christian Franke, www.smartmontools.org
=== START OF INFORMATION SECTION ===
Vendor: AVAGO
Product: MR9460-8i
Revision: 5.14
Compliance: SPC-3
User Capacity: 1,999,844,147,200 bytes [1.99 TB]
Logical block size: 512 bytes
Rotation Rate: Solid State Device
Logical Unit id: 0x000000000000000000000000000000
Serial number: 00000000000000000000000000000000
Device type: disk
Local Time is: Sun Oct 11 16:27:59 2020 MSK
SMART support is: Unavailable - device lacks SMART capability.In ainneoin go bhfuil siad faoi cheilt mar thiomáineann SAS, oibreoidh eagair NVMe ag luasanna PCIe. Ligeann an ghné seo duit tosaithe ó NVMe in Legacy, áfach.
Seastán tástála
Tá a buntáistí agus míbhuntáistí fisiceacha féin ag gach modh chun eagair dioscaí a eagrú. Ach an bhfuil difríocht feidhmíochta ann agus tú ag obair le eagair dioscaí?
Chun cothroime uasta a bhaint amach, déanfar na tástálacha go léir ar an bhfreastalaí céanna. A chumraíocht:
- 2x Intel® Xeon® 6240;
- 12x DDR4-2666 16 GB;
- LSI MegaRAID 9460-8i;
- Eochair Crua-earraí Caighdeánach Intel® VROC;
- 4x Intel® SSD DC P4510 U.2 2TB;
- 1x Samsung 970 EVO Plus M.2 500GB.
Is iad na haonaid tástála P4510, a bhfuil leath díobh ceangailte leis an máthairchlár, agus an leath eile leis an rialtóir RAID. Tá an M.2 ag rith Ubuntu 20.04 agus reáchtálfar na tástálacha ag baint úsáide as fio version 3.16.
Tástáil
Ar an gcéad dul síos, déanaimis seiceáil ar an moill nuair a bhíonn tú ag obair leis an diosca. Déantar an tástáil i snáithe amháin, is é 4 KB an méid bloc. Maireann gach tástáil 5 nóiméad. Sula dtosaíonn tú, ní shocraítear an blocghléas comhfhreagrach mar an sceidealóir I/O. Breathnaíonn an t-ordú fio mar seo:
fio --name=test --blocksize=4k --direct=1 --buffered=0 --ioengine=libaio --iodepth=1 --loops=1000 --runtime=300 --rw=<mode> --filename=<blkdev>Ó thorthaí fio glacaimid clat 99.00%. Tá na torthaí léirithe sa tábla thíos.
Léamh randamach, μs
Taifeadadh randamach, μs
Céide
112
78
Linux SW RAID, RAID0
113
45
VOC, RAID0
112
46
LSI, RAID0
122
63
Linux SW RAID, RAID1
113
48
VOC, RAID1
113
45
LSI, RAID1
128
89
Chomh maith le moill nuair a bhíonn sonraí á rochtain, ba mhaith liom feidhmíocht thiomáineann fíorúil a fheiceáil agus iad a chur i gcomparáid le feidhmíocht diosca fisiceach. Ordú fio a rith:
fio --name=test --blocksize=4k --direct=1 --buffered=0 --ioengine=libaio --loops=1000 --runtime=300 --iodepth=<threads> --rw=<mode> --filename=<blkdev>Déantar feidhmíocht a thomhas i dtéarmaí oibríochtaí I/O. Cuirtear na torthaí i láthair sa tábla thíos.
Léamh randamach 1 snáithe, IOPS
Scríobh randamach 1 snáithe, IOPS
Léamh randamach 128 snáithe, IOPS
Scríobh randamach 128 snáithe, IOPS
Céide
11300
40700
453000
105000
Linux SW RAID, RAID0
11200
52000
429000
232000
VOC, RAID0
11200
52300
441000
162000
LSI, RAID0
10900
44200
311000
160000
Linux SW RAID, RAID1
10000
48600
395000
147000
VOC, RAID1
10000
54400
378000
244000
LSI, RAID1
11000
34300
229000
248000
Is furasta a fheiceáil go n-eascraíonn níos mó latency agus buille feidhmíochta i gcomparáid le réitigh bogearraí má úsáidtear rialtóir crua-earraí.
Conclúid
Tá cuma neamhréasúnach ar réitigh chrua-earraí a úsáid chun eagair dioscaí a chruthú ó dhá dhiosca. Mar sin féin, tá tascanna ann ina bhfuil údar maith le húsáid rialtóirí RAID. Le teacht na rialtóirí a thacaíonn le comhéadan NVMe, tá deis ag úsáideoirí SSDanna níos tapúla a úsáid ina gcuid tionscadal.
Ní féidir ach le húsáideoirí cláraithe páirt a ghlacadh sa suirbhé. , le do thoil.
An bhfuil réitigh RAID á n-úsáid agat?
-
29,6%Sea, réitigh crua-earraí32
-
50,0%Sea, réitigh bogearraí54
-
16,7%Uimh18
-
3,7%Níl gá le RAID4
Vótáil 108 úsáideoir. Staon 14 úsáideoir.
Foinse: will.com