В մենք արդեն քննարկել ենք «Կկիրառե՞նք RAID SSD-ի վրա» հարցը՝ օգտագործելով Kingston սկավառակների օրինակը, բայց մենք դա արեցինք միայն զրոյական մակարդակում: Ընթացիկ հոդվածում մենք կվերլուծենք պրոֆեսիոնալ և տնային NVMe լուծումների օգտագործման տարբերակները RAID զանգվածների ամենատարածված տեսակներում և կխոսենք կարգավորիչների համատեղելիության մասին: Kingston դրայվներով:
Ինչու՞ է ձեզ անհրաժեշտ RAID SSD-ի վրա:
SSD-ի վրա հիմնված պահեստային զանգվածների առավելությունները HDD պահեստավորման զանգվածների նկատմամբ ներառում են սկավառակի տվյալների ավելի արագ մուտքի ժամանակը և կարդալու/գրելու գերազանց կատարումը: Այնուամենայնիվ, SSD-ի վրա հիմնված RAID կատարողականը պահանջում է պրոցեսորի, քեշի, ծրագրաշարի և սարքաշարի օպտիմալ համադրություն: Երբ այս բոլոր գործոնները հիանալի կերպով աշխատում են, SSD RAID-ը կարող է զգալիորեն գերազանցել համեմատելի կոնֆիգուրացիան՝ օգտագործելով ավանդական HDD-ները:
Սովորական SSD-ն ավելի քիչ էներգիա է սպառում, քան HDD-ները, այնպես որ, երբ դուք միավորում եք մեծ թվով SSD-ներ RAID զանգվածում, էներգիայի խնայողությունը, համեմատած HDD RAID զանգվածի հետ, կարող է նաև վերածվել կորպորատիվ էներգիայի օրինագծերի ավելի ցածր ծախսերի:
Այնուամենայնիվ, SSD RAID-ն ունի սահմանափակումներ և թերություններ, մասնավորապես՝ մեկ գիգաբայթ տարածքի համար ավելի բարձր գինը՝ համեմատած համադրելի հզորության կոշտ սկավառակների հետ: Իսկ ֆլեշ հիշողության խափանումների միջև ընկած ժամանակահատվածը սահմանափակվում է որոշակի թվով վերագրանցման ցիկլերով: Այսինքն՝ SSD կրիչներն ունեն որոշակի ծառայության ժամկետ, որը կախված է գործառնությունից՝ որքան ավելի շատ տեղեկատվություն գրվի դրա վրա, այնքան արագ կխափանվի սկավառակը։ Մյուս կողմից, ձեռնարկատիրական SSD-ները ունեն մեխանիկական կոշտ սկավառակների հետ համեմատելի արժանապատիվ ծառայության ժամկետ:
Ինչպես են Kingston SSD-ները ապրում RAID ռեժիմում՝ Broadcom կարգավորիչներով
SSD-ների ստեղծման սկզբնական շրջանում RAID դիզայնն ունեին բազմաթիվ նրբերանգներ: Այդ թվում՝ ավելի քիչ անսխալ HDD-ների օգտագործման պատճառով: Պինդ վիճակում կրիչները շատ ավելի հուսալի են, քան մագնիսական սկավառակների վրա հիմնված իրենց գործընկերները: Ինչպես գիտենք, SSD լուծումներում շարժական մասեր չկան, ուստի մեխանիկական վնասը հասցվում է զրոյի։ Էլեկտրաէներգիայի ալիքների պատճառով պինդ վիճակում գտնվող կրիչների խափանումը նույնպես քիչ հավանական է, հաշվի առնելով, որ տնային համակարգչի և ցանկացած սերվերի մակարդակում UPS-ը, լարման պաշտպանիչ սարքերը և նույնիսկ էլեկտրամատակարարումը պաշտպանում են ձեզ:
Միևնույն ժամանակ, պինդ վիճակի կրիչներն ունեն ևս մեկ նշանակալից պլյուս՝ նույնիսկ եթե հիշողության բջիջները մաշված են գրելու համար, տվյալները դեռ կարելի է կարդալ դրանցից, բայց եթե մագնիսական սկավառակը վնասված է, ավաղ:
Այսօր միանգամայն նորմալ պրակտիկա է SSD լուծումներ օգտագործել տարբեր մակարդակների RAID զանգվածներում: Հիմնական բանը ճիշտ SSD-ներ ընտրելն է, որոնց ուշացումը նվազագույն է։ Իդեալում, օգտագործեք նույն արտադրողի և նույն մոդելի SSD-ները, որպեսզի չհայտնվեք կրիչներով, որոնք ապահովում են տարբեր տեսակի բեռներ և կառուցված են տարբեր տեսակի հիշողության, կարգավորիչների և այլ տեխնոլոգիաների հիման վրա: Այսինքն, եթե մենք որոշենք գնել չորս կամ 16 NVMe SSD-ներ Kingston-ից RAID զանգված ստեղծելու համար, ապա ավելի լավ կլինի, որ դրանք բոլորը լինեն նույն շարքից և մոդելի շարքից:
Ի դեպ, ներս մենք բերեցինք Broadcom-ի կարգավորիչները մի պատճառով, երբ խոսեցինք Kingston-ի NVMe SSD-ի մասին: Փաստն այն է, որ այս սարքերի ձեռնարկներում անմիջապես սահմանվում են համատեղելի կրիչներ (ներառյալ վերոհիշյալ ամերիկյան SSD արտադրողի լուծումները), որոնց հետ կարգավորիչը կաշխատի անթերի։ Այս տեղեկատվության վրա պետք է հիմնվել RAID-ի համար կարգավորիչ-SSD փաթեթ ընտրելիս:
Մենք վերլուծում ենք SSD Kingston-ի աշխատանքը RAID-ի ամենատարածված տեսակներում՝ «1», «5», «10», «50»:
Այսպիսով, «զրոյական» RAID մակարդակը չի ապահովում տվյալների ավելորդություն, այլ միայն բարձրացնում է կատարումը: RAID 0-ն ընդհանրապես չի ապահովում տվյալների պաշտպանություն, ուստի մենք այն չենք դիտարկի կորպորատիվ հատվածում: Մյուս կողմից, RAID 1-ն ապահովում է լրիվ ավելորդություն, բայց միայն կատարողականի չափավոր ձեռքբերումներ, և, հետևաբար, պետք է հաշվի առնել, եթե կատարողականի ձեռքբերումները առաջնային ուշադրություն չեն դարձնում SSD RAID զանգված կառուցելիս:
RAID 1՝ հիմնված Kingston SSD-ների և Broadcom կարգավորիչների վրա
Այսպիսով, առաջին մակարդակի RAID զանգվածը, որը հիմնված է Broadcom MegaRAID 9460-16i կարգավորիչի վրա, միավորում է երկուից մինչև 32 Kingston սկավառակ, որոնք միմյանց պատճեններն են և ապահովում է ամբողջական ավելորդություն: Եթե ավանդական HDD-ներ օգտագործելիս տվյալների գրելու և կարդալու արագությունը մնաց հենց այս HDD-ի մակարդակին, ապա օգտագործելով NVMe SSD լուծումները մենք ստանում ենք կատարողականի տասնապատիկ աճ: Հատկապես տվյալների հասանելիության ժամանակի առումով: Օրինակ, երկու Kingston DC1000M U.2 NVMe SSD-ներով սերվերի RAID 1-ում մենք ստանում ենք 350 պատահական ընթերցված IOPS և 000 գրավոր IOPS:
Ինչ վերաբերում է հաջորդական ընթերցման արագությանը, ապա արդյունքները կհամապատասխանեն սկավառակի բնութագրերին՝ 3200 ՄԲ/վ: Բայց քանի որ երկու NVMe SSD-ներն էլ աշխատանքային վիճակում են, դրանցից տվյալները կարող են միաժամանակ կարդալ, ինչը բավականին արագ է դարձնում ընթերցման գործողությունները: Բայց գրելու արագությունը (պնդվում է, որ 2000 ՄԲ/վ է) ավելի դանդաղ կլինի, քանի որ յուրաքանչյուր գրելու գործողություն կատարվում է երկու անգամ:
RAID 1-ը իդեալական է փոքր տվյալների բազաների կամ ցանկացած այլ միջավայրի համար, որը պահանջում է սխալների հանդուրժողականություն, բայց ցածր հզորություն: Սկավառակի հայելավորումը հատկապես օգտակար է աղետի վերականգնման սցենարներում (գործողությունը փոքր-ինչ վատթարացած է), քանի որ այն ապահովում է կարևոր տվյալների ակնթարթային «վերակենդանացում», եթե զանգվածի կրիչներից մեկը ձախողվի: Բայց քանի որ պաշտպանության այս մակարդակը պահանջում է կրկնապատկել հայելային տվյալների պահպանման հզորությունը (100 TB-ը կպահանջի 200 TB պահեստ), շատ ձեռնարկատիրական համակարգեր օգտագործում են պահպանման ավելի խնայող տարբերակներ՝ RAID 5 և RAID 6:
RAID 5՝ հիմնված Kingston SSD-ների և Broadcom կարգավորիչների վրա
Հինգերորդ մակարդակի RAID զանգված կազմակերպելու համար մեզ անհրաժեշտ են առնվազն երեք կրիչներ, որոնց վրա տվյալները փոխկապակցված են (ցիկլային կերպով գրվում են զանգվածի բոլոր կրիչներում), բայց ոչ կրկնօրինակված: Դրանք կազմակերպելիս պետք է հաշվի առնել դրանց ավելի բարդ կառուցվածքը, քանի որ այստեղ ի հայտ է գալիս այնպիսի հասկացություն, ինչպիսին է «չեկում» (կամ «պարիտետ»): Այս հայեցակարգը նշանակում է տրամաբանական հանրահաշվական XOR ֆունկցիան (aka բացառիկ «OR»), որը թելադրում է զանգվածում նվազագույնը երեք կրիչների օգտագործումը (առավելագույնը՝ 32): Այս դեպքում հավասարության մասին տեղեկատվությունը գրվում է զանգվածի բոլոր «սկավառակներում»:
Չորս Kingston DC500R SATA SSD-ների զանգվածի համար՝ յուրաքանչյուրը 3,84 ՏԲ հզորությամբ, մենք ստանում ենք 11,52 ՏԲ տարածք և 3,84՝ ստուգիչ գումարների համար: Եվ եթե 16 ՏԲ հզորությամբ 1000 Kingston DC2M U.7,68 NVMe կրիչներ միավորեք 115,2-րդ մակարդակի RAID-ի մեջ, մենք կսովորենք 7,68 ՏԲ՝ 5 ՏԲ կորստով: Ինչպես տեսնում եք, որքան շատ սկավառակներ, այնքան լավ վերջում: Դա նաև ավելի լավ է, քանի որ որքան շատ սկավառակներ RAID 0-ում, այնքան բարձր է գրելու ընդհանուր կատարումը: Իսկ գծային ընթերցումը կհասնի RAID XNUMX մակարդակի:
RAID 5 սկավառակի խումբն ապահովում է բարձր թողունակություն (հատկապես մեծ ֆայլերի դեպքում) և ավելորդություն՝ էներգիայի նվազագույն կորստով: Զանգվածի կազմակերպման այս տեսակը լավագույնս հարմար է ցանցերի համար, որոնք միաժամանակ կատարում են բազմաթիվ փոքր մուտքային/ելքային (I/O) գործողություններ: Բայց դուք չպետք է օգտագործեք այն առաջադրանքների համար, որոնք պահանջում են մեծ թվով գրելու գործողություններ փոքր կամ փոքր բլոկների համար:
Կա ևս մեկ նրբերանգ. եթե NVMe կրիչներից գոնե մեկը ձախողվի, RAID 5-ը անցնում է դեգրադացման ռեժիմի, և մեկ այլ պահեստավորման սարքի ձախողումը կարող է կարևոր դառնալ բոլոր տվյալների համար: Եթե զանգվածի մեկ դրայվը ձախողվի, RAID վերահսկիչն օգտագործում է հավասարության մասին տեղեկատվությունը, որպեսզի վերստեղծի բացակայող տվյալները:
RAID 10՝ հիմնված Kingston SSD-ների և Broadcom կարգավորիչների վրա
Այսպիսով, RAID 0-ը մեզ ապահովում է արագության և մուտքի ժամանակի կրկնակի աճ, իսկ RAID 1-ը ապահովում է հուսալիություն: Իդեալում, դրանք համատեղվեին, և այստեղ օգնության է հասնում RAID 10 (կամ 1 + 0): «Տասը» հավաքվում է չորս SATA SSD կամ NVMe կրիչներից (առավելագույնը՝ 32) և ենթադրում է «հայելիների» զանգված, որոնցում կրիչների թիվը միշտ պետք է լինի չորսի բազմապատիկ։ Այս զանգվածի տվյալները գրվում են ֆիքսված բլոկի բաժանման միջոցով (ինչպես RAID 0-ի դեպքում) և սկավառակների միջև շերտավորելով՝ պատճենները տարածելով RAID 1 զանգվածի «դրայվների» վրա: Եվ մի քանի խմբերի կրիչներ մուտք գործելու ունակությամբ: Միևնույն ժամանակ, RAID 10-ը ցույց է տալիս բարձր կատարողականություն:
Քանի որ RAID 10-ն ի վիճակի է գծավորել տվյալները մի քանի հայելային զույգերի միջև, դա նշանակում է, որ այն կարող է հանդուրժել մեկ դրայվի ձախողումը զույգից: Այնուամենայնիվ, եթե երկու հայելային զույգերը (այսինքն բոլոր չորս սկավառակները) ձախողվեն, տվյալների անխուսափելի կորուստ կլինի: Արդյունքում մենք նաև ստանում ենք սխալների լավ հանդուրժողականություն և հուսալիություն: Բայց հիշեք, որ, ինչպես RAID 1-ը, տասներորդ մակարդակի զանգվածն օգտագործում է ընդհանուր հզորության միայն կեսը, և, հետևաբար, թանկ լուծում է: Եվ նաև դժվար է կարգավորել:
RAID 10-ը հարմար է տվյալների պահեստների օգտագործման համար, որոնք պահանջում են հայելային սկավառակների խմբերի 100% ավելորդություն, ինչպես նաև RAID 0-ի I/O կատարողականի բարձրացում: Այն լավագույն լուծումն է միջին չափի տվյալների բազաների կամ ցանկացած միջավայրի համար, որը պահանջում է ավելի բարձր սխալների հանդուրժողականություն: քան RAID 5.
RAID 50՝ հիմնված Kingston SSD-ների և Broadcom կարգավորիչների վրա
Համակցված զանգված, որը նման է 5 մակարդակի RAID-ին, որը 50 մակարդակի զանգված է, որը կառուցված է 5-րդ մակարդակի զանգվածներից: Ինչպես նախկինում, այս զանգվածի հիմնական նպատակն է կրկնակի արդյունավետության հասնել՝ միաժամանակ պահպանելով տվյալների հուսալիությունը RAID XNUMX զանգվածներում: Միևնույն ժամանակ, RAID XNUMX-ն ապահովում է գրելու բարելավված կատարում և տվյալների ավելի լավ պաշտպանություն, քան ստանդարտ RAID XNUMX-ը սկավառակի ձախողման դեպքում: , և նաև ունակ է ավելի արագ վերականգնել սկավառակներից մեկի խափանման դեպքում:
RAID 50 դրայվային խումբը տվյալները բաժանում է ավելի փոքր բլոկների և այնուհետև դրանք շերտավորում է յուրաքանչյուր RAID 5 զանգվածի վրա: RAID 5 սկավառակի խումբն իր հերթին նույնպես բաժանում է տվյալները փոքր բլոկների, հաշվարկում է հավասարությունը, կատարում է տրամաբանական OR գործողություն բլոկների վրա և այնուհետև: կատարում է տվյալների բլոկի գրման և հավասարաչափ գործողություններ սկավառակի խմբի յուրաքանչյուր սկավառակի համար:
Եվ չնայած աշխատանքը անխուսափելիորեն վատթարանում է, եթե սկավառակներից մեկը ձախողվի, դա այնքան էլ կարևոր չէ, որքան RAID 5 զանգվածում, քանի որ մեկ ձախողումը ազդում է զանգվածներից միայն մեկի վրա՝ թողնելով մյուսը լիովին գործունակ: Իրականում, RAID 50-ը կարող է դիմակայել մինչև ութ HDD/SSD/NVMe սկավառակի խափանումներին, եթե յուրաքանչյուր ձախողված «սկավառակ» գտնվում է առանձին RAID 5 զանգվածում:
RAID 50-ը լավագույնս օգտագործվում է այն ծրագրերի համար, որոնք պահանջում են բարձր հուսալիություն և պետք է մշակեն մեծ թվով հարցումներ՝ պահպանելով տվյալների փոխանցման բարձր տեմպերը և ավելի ցածր ծախսերը, քան RAID 10-ը: Այնուամենայնիվ, քանի որ RAID 50 զանգված ստեղծելու համար պահանջվում է նվազագույնը վեց սկավառակ: , արժեքը ամբողջությամբ բացառված չէ որպես գործոն։ RAID 50-ի թերությունն այն է, որ, ինչպես RAID 5-ը, անհրաժեշտ է բարդ վերահսկիչ. վերջին հոդվածում Broadcom-ից։
Հարկ է նաև նշել, որ RAID 50-ն ունի ավելի քիչ սկավառակի տարածություն, քան RAID 5-ը, պայմանավորված հավասարության գրառումները պահելու կարողությունների բաշխմամբ: Այնուամենայնիվ, այն դեռ ավելի շատ օգտագործելի տարածք ունի, քան մյուս RAID մակարդակները, հատկապես նրանք, որոնք օգտագործում են հայելային տեսք: Վեց կրիչների նվազագույն պահանջով RAID 50-ը կարող է թանկ տարբերակ լինել, սակայն սկավառակի լրացուցիչ տարածքը արդարացնում է ծախսերը՝ պաշտպանելով կորպորատիվ տվյալները: Այս տեսակի զանգվածը խորհուրդ է տրվում տվյալների համար, որոնք պահանջում են պահեստավորման բարձր հուսալիություն, պահանջների բարձր արագություն, փոխանցման բարձր արագություն և պահեստավորման բարձր հզորություն:
RAID 6 և RAID 60. մենք նույնպես չենք մոռացել դրանց մասին
Քանի որ մենք խոսել ենք հինգերորդ և հիսուներորդ մակարդակների զանգվածների մասին, մեղք կլինի չհիշատակել զանգվածների կազմակերպման այնպիսի տեսակներ, ինչպիսիք են RAID 6-ը և RAID 60-ը:
RAID 6-ի կատարումը նման է RAID 5-ին, բայց այստեղ առնվազն երկու սկավառակի հավասարություն է տրվում, ինչը թույլ է տալիս զանգվածին գոյատևել երկու սկավառակների ձախողումից՝ առանց տվյալների կորստի (RAID 5-ում այս իրավիճակը խիստ անցանկալի է): Սա հանգեցնում է ավելի բարձր հուսալիության: Հակառակ դեպքում, ամեն ինչ նույնն է, ինչ հինգերորդ մակարդակի զանգվածում. մեկ կամ երկու սկավառակի ձախողման դեպքում RAID վերահսկիչն օգտագործում է հավասարության բլոկներ՝ վերստեղծելու բոլոր բաց թողնված տեղեկությունները: Եթե երկու սկավառակ խափանվում է, ապա վերականգնումը չի կատարվում միաժամանակ. նախ առաջին սկավառակը վերակենդանացվում է, ապա երկրորդը: Այսպիսով, կատարվում է տվյալների վերականգնման երկու գործողություն.
Հեշտ է կռահել, որ եթե RAID 50-ը 60-րդ մակարդակի զանգվածների 6 մակարդակի զանգված է, ապա RAID 50-ը 8-րդ մակարդակի զանգվածների 16 մակարդակի զանգված է, որի մասին հենց նոր խոսեցինք: Այսինքն, RAID պահեստավորման այս կազմակերպումը թույլ է տալիս գոյատևել RAID XNUMX սկավառակների յուրաքանչյուր խմբում երկու SSD-ի կորուստից: Գործողության սկզբունքը նման է նրան, ինչի մասին մենք խոսեցինք RAID XNUMX բաժնում, բայց ձախողումների քանակը XNUMX մակարդակի զանգվածը կարող է դիմակայել աճում է XNUMX-ից XNUMX կրիչներ: Սովորաբար, նման զանգվածներն օգտագործվում են առցանց հաճախորդների սպասարկման համար, ինչը պահանջում է սխալների բարձր հանդուրժողականություն:
Ամփոփենք.
Թեև mirroring-ը ապահովում է սխալների ավելի մեծ հանդուրժողականություն, քան RAID 50/60-ը, այն նաև շատ ավելի մեծ տարածք է պահանջում: Քանի որ տվյալների քանակը կրկնապատկվել է, դուք իրականում ստանում եք սերվերում տեղադրված սկավառակների ընդհանուր հզորության միայն 50%-ը՝ տեղեկատվության ձայնագրման և պահպանման համար: RAID 50/60-ի և RAID 10-ի միջև ընտրությունը, ամենայն հավանականությամբ, կախված կլինի առկա բյուջեներից, սերվերի հզորությունից և ձեր տվյալների պաշտպանության կարիքներից: Ավելին, արժեքը առաջին պլան է մղվում, երբ խոսում ենք SSD լուծումների մասին (ինչպես կորպորատիվ, այնպես էլ սպառողական դասի)։
Նույնքան կարևոր է, որ մենք հիմա հաստատ գիտենք, որ SSD-ի վրա հիմնված RAID-ը լիովին անվտանգ լուծում է և սովորական պրակտիկա այսօրվա բիզնեսի համար: Որպես տնային օգտագործման մաս, կա նաև NVMe-ին անցնելու պատճառ, եթե բյուջեն թույլ է տալիս: Եվ եթե դեռ հարց ունեք, թե ինչու է այս ամենը անհրաժեշտ, վերադարձեք հոդվածի սկզբին, մենք արդեն մանրամասն պատասխանել ենք դրան:
Այս հոդվածը պատրաստվել է Broadcom-ի մեր գործընկերների աջակցությամբ, ովքեր իրենց կարգավորիչները տրամադրում են Kingston-ի ինժեներներին ձեռնարկության դասի SATA/SAS/NVMe կրիչներով փորձարկելու համար: Այս բարեկամական սիմբիոզի շնորհիվ հաճախորդները չպետք է կասկածեն արտադրությունից ստացված HBA և RAID կարգավորիչներով Kingston կրիչների հուսալիության և կայունության վրա: .
Kingston-ի արտադրանքի մասին լրացուցիչ տեղեկություններ կարելի է գտնել այստեղ ընկերությունը
Source: www.habr.com