{"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\/it\/blog\/administrirovanie\/delimsya-opytom-kak-pokazyvayut-sebya-ssd-v-ramkah-raid-i-kakoj-uroven-massiva-vygodnee","title":{"rendered":"Condividiamo l'esperienza su come si comportano gli SSD nell'ambito del RAID e quale livello di array risulti pi\u00f9 vantaggioso.","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

In nel precedente articolo<\/a><\/noindex> abbiamo gi\u00e0 esaminato la questione se \u201cApplicare RAID su SSD\u201d con gli drive Kingston, ma lo abbiamo fatto solo a livello base. Nell'articolo attuale, analizzeremo le opzioni di utilizzo delle soluzioni NVMe professionali e domestiche nei tipi di array RAID pi\u00f9 popolari e parleremo della compatibilit\u00e0 dei controller Broadcom<\/a><\/noindex> con gli drive Kingston.<\/p>\n

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

Perch\u00e9 \u00e8 necessario RAID su SSD?<\/h2>\n

\nI vantaggi degli array di storage basati su SSD rispetto agli array di storage su dischi rigidi includono una riduzione dei tempi di accesso ai dati sull'unit\u00e0 e prestazioni superiori nelle operazioni di lettura\/scrittura. Tuttavia, per prestazioni ottimali, un RAID basato su SSD richiede una combinazione ideale di CPU, cache, software e hardware. Quando tutti questi fattori funzionano perfettamente insieme, un array RAID di SSD pu\u00f2 superare significativamente una configurazione paragonabile con l'uso di tradizionali HDD.<\/p>\n

Un SSD tipico consuma meno energia rispetto ai dischi rigidi, quindi uniti a un gran numero di unit\u00e0 a stato solido in un array RAID, il risparmio energetico rispetto a un array RAID di HDD pu\u00f2 anche portare a una riduzione delle spese aziendali per le bollette elettriche.<\/p>\n

Tuttavia, il RAID SSD ha delle limitazioni e degli svantaggi: in particolare, un prezzo pi\u00f9 elevato per gigabyte di spazio rispetto ai dischi rigidi di capacit\u00e0 comparabile. Inoltre, la durata della memoria flash \u00e8 limitata a un certo numero di cicli di scrittura. Questo significa che gli SSD hanno una vita utile determinata dall'uso: pi\u00f9 frequentemente le informazioni vengono riscritte, pi\u00f9 rapidamente l'unit\u00e0 si guaster\u00e0. D'altra parte, gli SSD aziendali hanno una durata ragionevole, comparabile a quella dei dischi rigidi meccanici.<\/p>\n

Come gli SSD Kingston funzionano in modalit\u00e0 RAID con i controller Broadcom<\/h2>\n

\nAll'alba dell'era degli SSD, le configurazioni RAID presentavano molte complessit\u00e0. Questo era dovuto anche all'uso di dischi rigidi (HDD) meno affidabili. I dischi a stato solido sono molto pi\u00f9 sicuri rispetto ai loro omologhi basati su dischi magnetici. Come sappiamo, le soluzioni SSD non hanno parti in movimento, quindi i danni meccanici sono praticamente nulli. \u00c8 anche molto improbabile che gli SSD si guastino a causa di picchi di tensione, considerando che a livello di un PC domestico e di qualsiasi server, siete protetti da UPS, filtri di rete e persino dall'alimentatore.<\/p>\n

Inoltre, gli SSD hanno un altro vantaggio significativo: anche se le celle di memoria si usurano per le scritture, i dati possono comunque essere letti, mentre nel caso di un disco magnetico danneggiato, purtroppo, non \u00e8 possibile.<\/p>\n

\"Condividiamo
\n
\nOggi, l'utilizzo di soluzioni SSD in array RAID di diversi livelli \u00e8 una pratica del tutto normale. L'importante \u00e8 scegliere i giusti drive a stato solido, la cui latenza sia minima. Inoltre, il massimo sarebbe utilizzare SSD dello stesso produttore e modello, per evitare un miscuglio di unit\u00e0 che supportano tipi di carico differenti e sono basate su tecnologie, tipi di memoria e controller diversi. Quindi, se decidiamo di acquistare quattro o 16 SSD NVMe della Kingston per creare un array RAID, \u00e8 meglio che siano tutti della stessa serie e linea di modelli. <\/p>\n

A proposito, in precedente articolo<\/a><\/noindex> Non abbiamo citato i controller Broadcom a caso, quando abbiamo parlato degli SSD NVMe della Kingston. Infatti, nei manuali di questi dispositivi vengono immediatamente elencati i drive compatibili (inclusi i prodotti del gi\u00e0 citato produttore americano di SSD) con cui il controller funzioner\u00e0 senza problemi. Questa informazione \u00e8 da considerare quando si sceglie una combinazione \"controller-SSD\" per il RAID.<\/p>\n

Analizziamo il funzionamento degli SSD Kingston nei tipi di RAID pi\u00f9 popolari\u2014 \u201c1\u201d, \u201c5\u201d, \u201c10\u201d, \u201c50\u201d<\/h2>\n

\nQuindi, il livello RAID 'zero' non offre ridondanza dei dati, ma aumenta solo le prestazioni. Non fornisce alcuna protezione dei dati, quindi non lo prenderemo in considerazione nel segmento enterprise. RAID 1, d'altra parte, garantisce una piena ridondanza, ma solo un modesto aumento delle prestazioni, pertanto dovrebbe essere considerato solo se il miglioramento delle prestazioni non \u00e8 un fattore fondamentale nella creazione di un array RAID di SSD.<\/p>\n

RAID 1 basato su SSD Kingston e controllori Broadcom<\/h2>\n

\nQuindi, l'array RAID di primo livello basato sul controllore Broadcom MegaRAID 9460-16i combina da due a 32 unit\u00e0 Kingston, che sono copie l'una dell'altra, e garantisce una completa ridondanza. Se con l'uso di HDD tradizionali la velocit\u00e0 di scrittura e lettura dei dati rimaneva a livelli di quello stesso HDD, con l'uso di soluzioni delle SSD NVMe otteniamo un incremento di prestazioni dieci volte superiore. In particolare per quanto riguarda i tempi di accesso ai dati. Ad esempio, con due SSD Kingston DC1000M U.2 NVMe in RAID 1 server, otteniamo 350.000 IOPS in lettura di dati casuali e 75.000 IOPS in scrittura. <\/p>\n

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\n
\nPer quanto riguarda la velocit\u00e0 di lettura sequenziale, i risultati corrisponderanno alle specifiche dell'unit\u00e0 \u2014 3200 MB\/s. Tuttavia, poich\u00e9 entrambi gli SSD NVMe sono operativi, i dati possono essere letti da essi simultaneamente, rendendo le operazioni di lettura piuttosto veloci. La velocit\u00e0 di scrittura (dichiarata a 2000 MB\/s) sar\u00e0 invece pi\u00f9 lenta, poich\u00e9 ogni operazione di scrittura viene eseguita due volte. <\/p>\n

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\nL'array RAID 1 \u00e8 ideale per piccole basi di dati o qualsiasi altro ambiente che richieda ridondanza, ma con una capacit\u00e0 limitata. La mirroring dei dischi \u00e8 particolarmente utile in scenari di recupero di emergenza (con una leggera diminuzione delle prestazioni), poich\u00e9 permette una \u201crianimazione\u201d immediata dei dati importanti se uno dei dischi nell'array si guasta. Tuttavia, poich\u00e9 questo livello di protezione richiede il raddoppio della capacit\u00e0 per memorizzare la copia dei dati (per memorizzare 100 TB sono necessari 200 TB di spazio), molte aziende utilizzano opzioni di archiviazione pi\u00f9 economiche: RAID 5 e RAID 6.<\/p>\n

RAID 5 basato su SSD Kingston e controller Broadcom<\/h2>\n

\nPer organizzare un array RAID di livello cinque, sono necessari almeno tre dispositivi di memorizzazione, i cui dati sono alternati (scritti ciclicamente su tutti i dispositivi dell'array), ma non duplicati. Nella loro organizzazione, \u00e8 importante considerare il loro funzionamento pi\u00f9 complesso, poich\u00e9 qui entra in gioco il concetto di \u201cchecksum\u201d (o \u201cparit\u00e0\u201d). Questo termine si riferisce a una funzione logica algebrica XOR (cio\u00e8 esclusivo \u201eOR\u201c), che impone l'uso di almeno tre dispositivi nell'array (fino a un massimo di 32). Inoltre, le informazioni sulla parit\u00e0 vengono scritte su tutti i \u00abdischi\u00bb dell'array.<\/p>\n

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\nPer un array composto da quattro SSD SATA Kingston DC500R da 3,84 TB ciascuno, otterremo 11,52 TB di spazio e 3,84 TB per le checksum. Se uniamo in un RAID di livello cinque 16 dispositivi NVMe Kingston DC1000M U.2 con una capacit\u00e0 di 7,68 TB, avremo 115,2 TB con una perdita di 7,68 TB. Come vedete, pi\u00f9 sono i dispositivi, migliore sar\u00e0 il risultato. \u00c8 anche meglio perch\u00e9, maggiori sono i dispositivi nel RAID 5, maggiore sar\u00e0 la performance totale nelle operazioni di scrittura. La lettura lineare raggiunger\u00e0 il livello del RAID 0.<\/p>\n

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\nIl gruppo di dischi RAID 5 offre un'elevata larghezza di banda (soprattutto per file di grandi dimensioni) e ridondanza con una minima perdita di potenza. Questo tipo di configurazione del RAID \u00e8 particolarmente adatta per reti che eseguono molte operazioni di input-output (I\/O) contemporaneamente. Tuttavia, non \u00e8 consigliabile utilizzarlo per compiti che richiedono un alto numero di operazioni di scrittura su blocchi piccoli o molto piccoli.
\nC'\u00e8 anche un'altra considerazione: se uno qualsiasi degli SSD NVMe fallisce, il RAID 5 entrer\u00e0 in modalit\u00e0 degradata e la rottura di un ulteriore dispositivo di memorizzazione pu\u00f2 diventare critica per tutti i dati. In caso di guasto di un'unit\u00e0 nel RAID, il controller RAID utilizza le informazioni di parit\u00e0 per ricreare tutti i dati mancanti.<\/p>\n

RAID 10 basato su SSD Kingston e controller Broadcom<\/h2>\n

\nQuindi, il RAID 0 ci offre un raddoppio della velocit\u00e0 e dei tempi di accesso, mentre il RAID 1 garantisce affidabilit\u00e0. L'ideale sarebbe combinarli, e qui entra in gioco il RAID 10 (o 1+0). La \u201cdieci\u201d \u00e8 costituita da quattro unit\u00e0 SATA SSD o NVMe (fino a un massimo di 32) e implica un array di \u201cspecchi\u201d, il cui numero di unit\u00e0 deve sempre essere un multiplo di quattro. I dati in questo array vengono registrati tramite suddivisione in blocchi fissi (come nel caso del RAID 0) e alternanza tra le unit\u00e0, distribuendo copie tra i \u201cdischi\u201d nell'array RAID 1. Grazie alla possibilit\u00e0 di accesso simultaneo a pi\u00f9 gruppi di dischi, il RAID 10 offre elevate prestazioni.<\/p>\n

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\nPoich\u00e9 il RAID 10 \u00e8 in grado di distribuire i dati tra diverse coppie speculari, ci\u00f2 significa che pu\u00f2 tollerare il guasto di un'unit\u00e0 all'interno della coppia. Tuttavia, in caso di guasto di entrambe le coppie speculari (ovvero di tutte e quattro le unit\u00e0), si verificher\u00e0 una perdita di dati inevitabile. Di conseguenza, abbiamo anche una buona tolleranza ai guasti e affidabilit\u00e0. Ma \u00e8 importante notare che, come nel caso del RAID 1, l'array di livello dieci utilizza solo la met\u00e0 della capacit\u00e0 totale, rendendolo quindi una soluzione costosa. Inoltre, \u00e8 complesso da configurare. <\/p>\n

Il RAID 10 \u00e8 adatto per l'uso con archiviazioni dati che richiedono il 100% di ridondanza delle coppie di dischi speculari, oltre a un miglioramento delle prestazioni di input\/output del RAID 0. \u00c8 la soluzione migliore per database di medie dimensioni o per qualsiasi ambiente che richieda una resistenza ai guasti superiore rispetto al RAID 5.<\/p>\n

RAID 50 basato su SSD Kingston e controller Broadcom<\/h2>\n

\nUn array combinato, simile a un RAID di livello 10, che rappresenta un array di livello 0 creato da array di livello 5. Come nel caso precedente, l'obiettivo principale di questo array \u00e8 ottenere una doppia performance mantenendo l'affidabilit\u00e0 dei dati negli array RAID 5. Il RAID 50 offre una maggiore velocit\u00e0 di scrittura e una migliore protezione dei dati rispetto al RAID 5 standard in caso di guasto di un disco, e consente anche un recupero pi\u00f9 rapido in caso di malfunzionamento di uno dei dispositivi.<\/p>\n

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\nUn gruppo di dischi RAID 50 suddivide i dati in blocchi pi\u00f9 piccoli e poi li distribuisce su ogni array RAID 5. Ogni gruppo di dischi RAID 5, a sua volta, suddivide i dati in blocchi pi\u00f9 piccoli, calcola la parit\u00e0, esegue un'operazione logica OR per i blocchi e poi effettua operazioni di scrittura nei blocchi di dati e controllo della parit\u00e0 per ogni disco nel gruppo di dischi.<\/p>\n

Sebbene le prestazioni diminuiscano inevitabilmente in caso di guasto di uno dei dischi, questo non \u00e8 cos\u00ec significativo come in un array RAID 5, poich\u00e9 un guasto influisce solo su uno degli array, lasciando l'altro completamente operativo. In effetti, il RAID 50 pu\u00f2 resistere fino a otto guasti di HDD\/SSD\/NVMe, se ogni disco guasto si trova in un diverso array RAID 5.<\/p>\n

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\nIl RAID 50 \u00e8 meglio utilizzato per applicazioni che richiedono alta affidabilit\u00e0 e devono gestire un gran numero di richieste mantenendo elevate velocit\u00e0 di trasferimento dati e un costo inferiore rispetto a un array RAID 10. Tuttavia, poich\u00e9 \u00e8 necessario un minimo di sei dischi per configurare un array RAID 50, il costo non pu\u00f2 essere completamente escluso come fattore. Uno degli svantaggi del RAID 50 \u00e8 che, come il RAID 5, richiede un controller complesso: come abbiamo gi\u00e0 menzionato<\/a><\/noindex> nell'articolo precedente MegaRAID 9460-16i<\/a><\/noindex> da Broadcom.<\/p>\n

Vale la pena notare che il RAID 50 utilizza meno spazio su disco rispetto al RAID 5 a causa della capacit\u00e0 riservata per la registrazione delle parit\u00e0. Tuttavia, offre ancora pi\u00f9 spazio utile rispetto ad altri livelli di RAID, soprattutto quelli che utilizzano il mirroring. Con un requisito minimo di sei dischi, il RAID 50 pu\u00f2 risultare costoso, ma lo spazio aggiuntivo giustifica il costo, proteggendo i dati aziendali. Questo tipo di array \u00e8 raccomandato per l'archiviazione di dati che richiedono un'elevata affidabilit\u00e0, un'alta frequenza di accesso, elevate velocit\u00e0 di trasferimento e una grande capacit\u00e0 di archiviazione.<\/p>\n

RAID 6 e RAID 60: non li abbiamo dimenticati nemmeno noi<\/h2>\n

\nDopo aver discusso degli array di quinto e cinquantesimo livello, \u00e8 opportuno menzionare tipi di organizzazione degli array come il RAID 6 e il RAID 60.<\/p>\n

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\nLe prestazioni del RAID 6 sono simili a quelle del RAID 5, ma qui almeno due dischi sono dedicati al controllo della parit\u00e0, il che consente all'array di superare il guasto di due dischi senza perdita di dati (in RAID 5 una situazione del genere \u00e8 altamente indesiderabile). Questo garantisce una maggiore affidabilit\u00e0. Per il resto, tutto rimane invariato rispetto all'array di quinto livello: in caso di guasto di uno o due dischi, il controller RAID utilizza i blocchi di parit\u00e0 per ricostruire tutte le informazioni mancanti. In caso di guasto di due dischi, il recupero non avviene simultaneamente: prima viene ripristinato il primo disco, poi il secondo. In questo modo vengono eseguite due operazioni di recupero dati.<\/p>\n

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\nNon \u00e8 difficile immaginare che se il RAID 50 \u00e8 un array di livello zero composto da array di livello cinque, allora il RAID 60 \u00e8 un array di livello zero composto da array di livello sei, di cui abbiamo appena parlato. Questa organizzazione dello storage RAID consente di sopravvivere alla perdita di due SSD in ogni gruppo di dischi RAID 6. Il principio di funzionamento \u00e8 simile a quello descritto nella sezione sul RAID 50, ma il numero di guasti che l'array di livello sessanta pu\u00f2 tollerare aumenta da 8 a 16 dischi. Di solito, questi array vengono utilizzati per servizi online che richiedono un'elevata disponibilit\u00e0.<\/p>\n

In sintesi:<\/h2>\n

\nSebbene il mirroring fornisca una maggiore resilienza rispetto a RAID 50\/60, richiede anche molto pi\u00f9 spazio. Poich\u00e9 la quantit\u00e0 di dati raddoppia, si ottiene effettivamente solo il 50% della capacit\u00e0 totale dei drive installati nel server per la registrazione e la memorizzazione delle informazioni. La scelta tra RAID 50\/60 e RAID 10 dipender\u00e0 probabilmente dai budget disponibili, dalla capacit\u00e0 del server e dalle vostre esigenze di protezione dei dati. Il costo diventa cruciale quando parliamo di soluzioni SSD (sia di classe enterprise che consumer).<\/p>\n

Non meno importante, ora sappiamo con certezza che RAID basato su SSD \u00e8 una soluzione sicura e una pratica comune per le aziende moderne. Anche nel contesto domestico ha senso passare a NVMe, se il budget lo consente. E se avete ancora domande sul perch\u00e9 sia necessario, tornate all'inizio dell'articolo: abbiamo gi\u00e0 fornito una risposta dettagliata.<\/p>\n

Questo articolo \u00e8 stato realizzato con il supporto dei nostri colleghi di Broadcom, che forniscono i loro controller agli ingegneri di Kingston per il testing con dischi SATA\/SAS\/NVMe di classe enterprise. Grazie a questa sinergia amichevole, i clienti possono essere certi dell'affidabilit\u00e0 e della stabilit\u00e0 del funzionamento dei dischi Kingston con gli HBA e i controller RAID prodotti. Broadcom<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Ulteriori informazioni sui prodotti Kingston sono disponibili su sito ufficiale<\/a><\/noindex> dell'azienda.
\n
Fonte: habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

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