{"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 \u00e8 pi\u00f9 conveniente","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

In nel materiale precedente<\/a><\/noindex> abbiamo gi\u00e0 esaminato la questione \"\u00c8 applicabile RAID su SSD\" utilizzando gli elementi di memoria Kingston come esempio, ma lo abbiamo fatto solo nell'ambito del livello zero. In questo articolo, analizzeremo le opzioni per l'uso di soluzioni NVMe professionali e domestiche nei tipi di array RAID pi\u00f9 popolari e parleremo della compatibilit\u00e0 dei controller Broadcom<\/a><\/noindex> con le unit\u00e0 di Kingston.<\/p>\n

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

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

\nI vantaggi degli array di archiviazione basati su SSD rispetto agli array di archiviazione su dischi rigidi includono una riduzione del tempo di accesso ai dati sull'unit\u00e0 e prestazioni superiori nelle operazioni di lettura\/scrittura. Tuttavia, per ottenere prestazioni ottimali del RAID basato su SSD \u00e8 necessaria 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 comparabile che utilizza HDD tradizionali.<\/p>\n

Un SSD tipico consuma meno energia rispetto ai dischi rigidi, quindi unendo 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 comportare anche una riduzione dei costi sulle bollette aziendali per l'energia elettrica.<\/p>\n

Tuttavia, il RAID SSD ha limitazioni e svantaggi: in particolare, un costo maggiore per gigabyte di spazio rispetto ai dischi rigidi di capacit\u00e0 comparabile. Inoltre, la durata della memoria flash pu\u00f2 essere limitata a un certo numero di cicli di scrittura. Ci\u00f2 significa che gli SSD hanno un limite alla loro durata, che dipende dall'utilizzo: pi\u00f9 spesso le informazioni vengono riscritte su di essi, pi\u00f9 velocemente l'unit\u00e0 si guasta. D'altra parte, le unit\u00e0 SSD aziendali hanno una durata accettabile, comparabile a quella dei dischi rigidi meccanici.<\/p>\n

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

\nAll'alba della comparsa degli SSD, le configurazioni RAID presentavano molte complessit\u00e0. Questo anche a causa dell'uso di dischi HDD meno affidabili. Gli SSD sono molto pi\u00f9 affidabili dei loro omologhi basati su dischi magnetici. Come sappiamo, nelle soluzioni SSD non ci sono elementi in movimento, quindi i danni meccanici sono praticamente nulli. \u00c8 anche poco probabile che gli SSD si guastino a causa di picchi di tensione, dato che a livello di PC domestico e di qualsiasi server si \u00e8 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 consumano durante la scrittura, \u00e8 comunque possibile leggere i dati da esse, mentre nel caso di danni a un disco magnetico, purtroppo, non \u00e8 cos\u00ec.<\/p>\n

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\n
\nOggi \u00e8 assolutamente normale utilizzare soluzioni SSD in array RAID di vari livelli. L'importante \u00e8 scegliere gli SSD giusti, la cui latenza \u00e8 minimale. Inoltre, sarebbe ideale utilizzare SSD dello stesso produttore e dello stesso modello, per evitare di mescolare dispositivi che supportano diverse tipologie di carico e sono basati su vari tipi di memoria, controller e altre tecnologie. Quindi, se abbiamo deciso di acquistare quattro o 16 SSD NVMe della Kingston per creare un array RAID, \u00e8 meglio che siano tutti della stessa serie e dello stesso modello. <\/p>\n

A proposito, in un articolo precedente<\/a><\/noindex> abbiamo citato i controller Broadcom quando parlavamo degli SSD NVMe della Kingston. Il motivo \u00e8 che nei manuali di questi dispositivi vengono elencati immediatamente i dispositivi compatibili (inclusi quelli dell'americano produttore di SSD sopra menzionato), con cui il controller funzioner\u00e0 senza problemi. \u00c8 su queste informazioni che bisogna fare affidamento nella scelta di un abbinamento \"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 fornisce ridondanza dei dati, ma aumenta semplicemente le prestazioni. RAID 0 non offre alcuna protezione dei dati, quindi nel contesto aziendale non lo considereremo. RAID 1, d'altro canto, offre una completa ridondanza, ma solo un modesto incremento delle prestazioni, quindi dovrebbe essere preso in considerazione solo se l'aumento delle prestazioni non \u00e8 un fattore critico nella creazione di un array RAID con SSD.<\/p>\n

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

\nQuindi, un array RAID di primo livello basato sul controller Broadcom MegaRAID 9460-16i combina da due a 32 unit\u00e0 Kingston, che sono copie l'una dell'altra, e offre una completa ridondanza. Se con l'uso di HDD tradizionali la velocit\u00e0 di scrittura e lettura dei dati rimaneva a livello di questi HDD, con l'uso di soluzioni NVMe SSD 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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\nPer quanto riguarda la velocit\u00e0 di lettura sequenziale, i risultati corrisponderanno alle specifiche dell'unit\u00e0 \u2014 3200 MB\/s. Ma, poich\u00e9 entrambi gli SSD NVMe sono operativi, i dati possono essere letti da essi simultaneamente, il che rende le operazioni di lettura piuttosto rapide. Tuttavia, la velocit\u00e0 di scrittura (dichiarata essere 2000 MB\/s) sar\u00e0 pi\u00f9 lenta, perch\u00e9 ogni operazione di scrittura viene eseguita due volte. <\/p>\n

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\nL'array RAID 1 \u00e8 perfetto per piccole basi di dati o in qualsiasi altro ambiente che richiede tolleranza ai guasti ma con capacit\u00e0 limitata. La creazione di copie speculari delle unit\u00e0 \u00e8 particolarmente vantaggiosa in scenari di recupero di emergenza (la prestazione in questi casi \u00e8 leggermente compromessa), poich\u00e9 garantisce un'immediata \"rianimazione\" di dati importanti, se una delle unit\u00e0 nell'array si guasta. Ma, poich\u00e9 questo livello di protezione richiede il raddoppio della capacit\u00e0 per memorizzare la copia speculare dei dati (per memorizzare 100 TB \u00e8 necessario disporre di 200 TB di spazio), molte aziende utilizzano opzioni di storage 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, avremo bisogno di almeno tre unit\u00e0 di archiviazione, i cui dati vengono alternati (scritti ciclicamente su tutte le unit\u00e0 nell'array), ma non duplicati. Nella loro organizzazione, \u00e8 necessario tenere conto della loro struttura pi\u00f9 complessa, poich\u00e9 qui compare un concetto noto come \u201csomma di parit\u00e0\u201d (o \u201cparit\u00e0\u201d). Con questo termine si intende una funzione algebrica logica XOR (che \u00e8 anche la \u201cO esclusiva\u201d), che impone l'uso di un minimo di tre unit\u00e0 nell'array (massimo \u2013 32). Inoltre, l'informazione sulla parit\u00e0 viene scritta su tutti i \u201cdischi\u201d nell'array.<\/p>\n

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\nPer un array composto da quattro SSD SATA Kingston DC500R con una capacit\u00e0 di 3,84 TB ciascuno, otterremo 11,52 TB di spazio e 3,84 per le somme di controllo. E se uniamo in RAID di livello cinque 16 unit\u00e0 NVMe Kingston DC1000M U.2 con una capacit\u00e0 di 7,68 TB \u2013 otteniamo 115,2 TB con una perdita di 7,68 TB. Come vedete, pi\u00f9 unit\u00e0 ci sono, migliore sar\u00e0 il risultato. \u00c8 meglio anche perch\u00e9 maggiore \u00e8 il numero di unit\u00e0 nel RAID 5, pi\u00f9 alta sar\u00e0 la prestazione complessiva 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 (specialmente per file di grandi dimensioni) e ridondanza con una minima perdita di potenza. Questo tipo di organizzazione dell'array \u00e8 pi\u00f9 indicato per le reti che eseguono molte piccole operazioni di input-output (I \/ O) simultaneamente. Tuttavia, non \u00e8 consigliabile utilizzarlo per compiti che richiedono un gran numero di operazioni di scrittura su blocchi piccoli o minori.
\nC'\u00e8 anche un'altra considerazione: in caso di guasto di almeno una delle unit\u00e0 NVMe, il RAID 5 passa in modalit\u00e0 degradata e il guasto di un'altra unit\u00e0 di archiviazione pu\u00f2 diventare critico per tutti i dati. In caso di malfunzionamento di un'unit\u00e0 nell'array, il controller RAID utilizza le informazioni sulla 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. Idealmente, sarebbe bello combinarli e qui ci viene in aiuto il RAID 10 (o 1+0). La \u201cdecina\u201d \u00e8 composta da quattro SSD SATA o NVMe (massimo 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 scritti mediante suddivisione in blocchi fissi (come nel caso del RAID 0) e alternanza tra le unit\u00e0, distribuendo le copie tra i \u201cdischi\u201d nell'array RAID 1. E grazie alla possibilit\u00e0 di accesso simultaneo a pi\u00f9 gruppi di dischi, il RAID 10 mostra prestazioni elevate.<\/p>\n

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\nPoich\u00e9 il RAID 10 \u00e8 in grado di distribuire i dati su pi\u00f9 coppie di specchi, ci\u00f2 significa che pu\u00f2 tollerare il guasto di un'unit\u00e0 in una coppia. Tuttavia, in caso di guasto di entrambe le coppie di specchi (cio\u00e8 di tutte e quattro le unit\u00e0), ci sar\u00e0 una inevitabile perdita di dati. Di fatto, otteniamo anche una buona tolleranza ai guasti e affidabilit\u00e0. Ma \u00e8 importante notare che, come il RAID 1, l'array di decimo livello utilizza solo la met\u00e0 della capacit\u00e0 totale, ed \u00e8 quindi una soluzione costosa. Inoltre, \u00e8 complesso da configurare. <\/p>\n

Il RAID 10 \u00e8 adatto per l'uso con archiviazione di dati che richiede il 100% di ridondanza dei gruppi di dischi speculari, oltre a prestazioni di input-output elevate del RAID 0. Questa \u00e8 la migliore soluzione per database di dimensioni medie o per qualsiasi ambiente che richieda una maggiore tolleranza ai guasti rispetto al RAID 5.<\/p>\n

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

\nArray combinato, simile al RAID di decimo livello, che rappresenta un array di zero livello, creato da array di quinto livello. Come nel caso precedente, l'obiettivo principale di questo array \u00e8 ottenere prestazioni raddoppiate mantenendo l'affidabilit\u00e0 dei dati negli array RAID 5. In questo modo, il RAID 50 fornisce prestazioni di scrittura migliorate e una migliore protezione dei dati rispetto al RAID 5 standard in caso di guasto di un'unit\u00e0, oltre a essere in grado di un recupero pi\u00f9 rapido in caso di guasto di una delle unit\u00e0.<\/p>\n

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\nIl gruppo di dischi RAID 50 suddivide i dati in blocchi pi\u00f9 piccoli e quindi li distribuisce su ciascun array RAID 5. Un gruppo di dischi RAID 5, a sua volta, suddivide anch'esso i dati in blocchi pi\u00f9 piccoli, calcola la parit\u00e0, esegue un'operazione logica OR per i blocchi e poi esegue operazioni di scrittura sui blocchi di dati e di controllo della parit\u00e0 per ciascun disco del gruppo di dischi.<\/p>\n

Sebbene le prestazioni inevitabilmente diminuiscano in caso di guasto di uno dei dispositivi, 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 funzionante. In effetti, il RAID 50 pu\u00f2 sopportare fino a otto guasti di HDD\/SSD\/NVMe, a patto che ciascun disco guasto si trovi in un array RAID 5 separato.<\/p>\n

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\nIl RAID 50 \u00e8 migliore per le applicazioni che richiedono alta affidabilit\u00e0 e che devono gestire un grande numero di richieste mantenendo un'alta velocit\u00e0 di trasferimento dati e costi di storage inferiori rispetto a un array RAID 10. Tuttavia, poich\u00e9 la configurazione di un array RAID 50 richiede un minimo di sei dischi, il costo non pu\u00f2 essere completamente trascurato come fattore. Uno degli svantaggi del RAID 50 \u00e8 che, come il RAID 5, necessita di un controller complesso: come ad esempio quello che abbiamo menzionato<\/a><\/noindex> nell'articolo precedente MegaRAID 9460-16i<\/a><\/noindex> di Broadcom.<\/p>\n

Vale anche la pena notare che il RAID 50 ha meno spazio disco utilizzabile rispetto al RAID 5 a causa dell'assegnazione di capacit\u00e0 per la registrazione delle informazioni di controllo della parit\u00e0. Tuttavia, ha ancora pi\u00f9 spazio utile rispetto agli altri livelli di RAID, specialmente quelli che utilizzano il mirroring. Con un requisito minimo di sei dischi, il RAID 50 pu\u00f2 risultare un'opzione costosa, ma lo spazio disco aggiuntivo giustifica i costi, proteggendo i dati aziendali. Questo tipo di array \u00e8 raccomandato per la gestione dei dati che richiedono un'alta affidabilit\u00e0 di archiviazione, un'elevata frequenza delle richieste, un'elevata velocit\u00e0 di trasferimento e una grande capacit\u00e0 di archiviazione.<\/p>\n

RAID 6 e RAID 60: di loro non ci siamo dimenticati<\/h2>\n

\nDato che abbiamo parlato degli array di quinto e cinquantesimo livello, sarebbe un peccato non menzionare tipi di organizzazione degli array come RAID 6 e RAID 60.<\/p>\n

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\nLe prestazioni del RAID 6 sono analoghe a quelle del RAID 5, ma qui almeno due dischi sono dedicati al controllo della parit\u00e0, il che consente all'array di sopravvivere al guasto di due dischi senza perdita di dati (in RAID 5 una situazione del genere \u00e8 estremamente indesiderabile). Questo garantisce una maggiore affidabilit\u00e0. Per il resto, tutto \u00e8 come in un array di quinto livello: in caso di guasto di uno o due dischi, il controller RAID utilizza i blocchi di parit\u00e0 per ricreare tutte le informazioni mancanti. In caso di guasto di due dischi, il ripristino non avviene contemporaneamente: 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 intuire che, se il RAID 50 rappresenta un array di livello zero composto da array di quinto livello, il RAID 60 \u00e8 un array di livello zero composto da array di sesto livello, di cui abbiamo appena parlato. In altre parole, tale organizzazione del sistema di archiviazione RAID permette di sopravvivere alla perdita di due SSD in ciascun gruppo di dischi RAID 6. Il principio di funzionamento \u00e8 simile a quello che abbiamo descritto nella sezione sul RAID 50, ma il numero di guasti che pu\u00f2 sopportare un array di sesto livello aumenta da 8 a 16 dischi. Solitamente, questi array vengono utilizzati per servizi online ai clienti che richiedono un'elevata tolleranza ai guasti.<\/p>\n

In sintesi:<\/h2>\n

\nSebbene il mirroring offra una maggiore tolleranza ai guasti rispetto al 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 dischi installati nel server per la scrittura 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. In particolare, il costo diventa la priorit\u00e0 quando parliamo di soluzioni SSD (sia di classe enterprise che consumer).<\/p>\n

Non meno importante \u00e8 che ora sappiamo con certezza che un RAID basato su SSD \u00e8 una soluzione perfettamente sicura e una prassi normale per il business moderno. Anche nell'uso domestico ha senso passare a NVMe, se il budget lo consente. E se avete ancora dubbi su perch\u00e9 tutto ci\u00f2 sia necessario, tornate all'inizio dell'articolo: abbiamo gi\u00e0 fornito una risposta dettagliata.<\/p>\n

Questo articolo \u00e8 stato preparato con il supporto dei nostri colleghi di Broadcom, che forniscono i loro controller agli ingegneri di Kingston per il collaudo con gli storage SATA\/SAS\/NVMe di livello enterprise. Grazie a questa amicizia sinergica, i clienti possono essere certi dell'affidabilit\u00e0 e della stabilit\u00e0 del funzionamento degli storage Kingston con i controllori HBA e RAID. Broadcom<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

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

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