Hello Habr! Ing artikel iki kita bakal pitutur marang kowe apa iku worth ngatur susunan RAID adhedhasar solusi ngalangi SATA SSD lan NVMe SSD, lan bakal ana MediaWiki serius iki? Kita mutusake kanggo nliti masalah iki kanthi nimbang jinis lan jinis pengontrol sing ngidini iki ditindakake, uga ruang lingkup aplikasi konfigurasi kasebut.
Salah siji cara utawa liyane, saben kita ing paling sapisan ing gesang kita krungu definisi kayata "RAID", "RAID-array", "RAID-controller", nanging ora kamungkinan sing kita ditempelake wigati serius kanggo iki, amarga kabeh iki. ora mungkin kanggo boyar PC biasa Interesting. Nanging saben wong pengin kacepetan dhuwur saka drive internal lan operasi tanpa masalah. Sawise kabeh, ora ketompo carane kuat hardware komputer, kacepetan drive dadi bottleneck nalika nerangake kinerja gabungan saka PC lan server.
Iki pancen kedadeyan nganti HDD tradisional diganti karo SSD NVMe modern kanthi kapasitas sing padha karo 1 TB utawa luwih. Lan yen sadurunge ing PC asring ana kombinasi SATA SSD + saperangan saka HDDs capacious, dina iki wiwit diganti dening solusi liyane - NVMe SSD + saperangan saka SATA SSDs capacious. Yen kita ngomong babagan server perusahaan lan "awan", akeh sing wis sukses pindhah menyang SSD SATA, mung amarga luwih cepet tinimbang "kaleng timah" konvensional lan bisa ngolah luwih akeh operasi I / O bebarengan.
Nanging, toleransi fault saka sistem isih ing tingkat cukup kurang: kita ora bisa, kaya ing "Battle of Psychics," prΓ©dhiksi karo akurasi malah nganti minggu nalika drive ngalangi tartamtu bakal mati. Lan yen HDD "mati" mboko sithik, ngidini sampeyan nangkep gejala kasebut lan tumindak, banjur SSD "mati" langsung lan tanpa peringatan. Lan saiki iki wektu kanggo ngerteni kenapa kabeh iki dibutuhake? Apa worth ngatur susunan RAID adhedhasar solid-state solusi SATA SSD lan NVMe SSD, lan bakal ana MediaWiki serius iki?
Napa sampeyan butuh array RAID?
Tembung "array" wis nuduhake manawa sawetara drive (HDD lan SSD) digunakake kanggo nggawe, sing digabungake nggunakake pengontrol RAID lan diakoni dening OS minangka panyimpenan data siji. Tugas global sing bisa ditanggulangi dening array RAID yaiku nyilikake wektu akses data, nambah kacepetan maca / nulis lan linuwih, sing bisa digayuh amarga bisa pulih kanthi cepet yen ana kegagalan. Miturut cara, ora perlu nggunakake RAID kanggo serep omah. Nanging yen sampeyan duwe server ngarep dhewe, kang sampeyan kudu akses pancet 24/7, iku prakara beda.
Ana luwih saka rolas tingkat RAID arrays, saben kang beda-beda ing jumlah drive digunakake ing lan wis Pros lan cons dhewe: contone, RAID 0 ngijini sampeyan kanggo njaluk kinerja dhuwur tanpa toleransi fault, RAID 1 ngijini sampeyan kanggo data mirror otomatis tanpa nambah kacepetan, lan RAID 10 nggabungke ngandhut kemungkinan saka ndhuwur. RAID 0 lan 1 paling gampang (amarga ora mbutuhake petungan piranti lunak) lan, minangka asil, sing paling populer. Wekasanipun, pilihan ing sih saka siji utawa liyane tingkat RAID gumantung ing tugas diutus kanggo Uploaded disk lan kemampuan saka RAID controller.
RAID omah lan perusahaan: apa bedane?
Basis bisnis modern yaiku volume data sing akeh sing kudu disimpen kanthi aman ing server perusahaan. Lan uga, kaya sing wis kasebut ing ndhuwur, dheweke kudu diwenehi akses terus-terusan 24/7. Cetha yen, bebarengan karo hardware, bagean piranti lunak uga penting, nanging ing kasus iki kita isih ngomong babagan peralatan sing njamin panyimpenan lan pangolahan informasi sing dipercaya. Ora ana piranti lunak sing bakal nylametake perusahaan saka karusakan yen hardware ora bisa ngrampungake tugas sing ditugasake.
Kanggo tugas kasebut, produsen hardware apa wae nawakake piranti perusahaan sing diarani. Kingston nduweni solusi solid-state sing kuat ing wangun model SATA ΠΈ , uga model NVMe DC1000M U.2 NVMe, DCU1000 U.2 NVMe lan DCP-1000 PCI-e, kanggo digunakake ing pusat data lan superkomputer. Array drive kasebut biasane digunakake bebarengan karo pengontrol hardware.
Kanggo pasar konsumen (yaiku, kanggo PC ngarep lan server NAS), drive kayata NVMe PCIe, nanging ing kasus iki ora perlu tuku controller hardware. Sampeyan bisa matesi dhewe menyang PC utawa server NAS dibangun ing motherboard, kajaba mesthi rencana kanggo ngumpul server ngarep dhewe kanggo tugas atypical (miwiti hosting ngarep cilik kanggo kanca-kanca, contone,). Kajaba iku, array RAID ngarep, minangka aturan, ora mbutuhake atusan utawa ewu drive, diwatesi mung rong, papat lan wolung piranti (biasane SATA).
Jinis lan jinis pengontrol RAID
Ana telung jinis pengontrol RAID adhedhasar prinsip ngleksanakake array RAID:
1. Software, kang Manajemen Uploaded tumiba ing CPU lan DRAM (yaiku, kode program wis kaleksanan ing prosesor).
2. Integrasi, yaiku, dibangun ing motherboard saka server PC utawa NAS.
3. Hardware (modular), kang kertu expansion diskrèt kanggo PCI / konektor PCIe ing motherboard.
Apa bedane dhasar saka saben liyane? pengontrol RAID lunak rodok olo kanggo terpadu lan hardware ing syarat-syarat kinerja lan toleransi fault, nanging ora mbutuhake peralatan khusus kanggo operate. Nanging, penting kanggo mesthekake yen prosesor sistem host cukup kuat kanggo mbukak piranti lunak RAID tanpa mengaruhi kinerja aplikasi sing uga mlaku ing host. pengontrol terpadu biasane dilengkapi memori cache dhewe lan nggunakake jumlah tartamtu saka sumber daya CPU.
Nanging hardware duwe memori cache dhewe lan prosesor sing dibangun kanggo nglakokake algoritma piranti lunak. Biasane, ngidini sampeyan ngetrapake kabeh jinis level RAID lan ndhukung sawetara jinis drive sekaligus. Contone, pengontrol hardware modern saka Broadcom bisa nyambungake piranti SATA, SAS lan NVMe bebarengan, sing ngidini sampeyan ora ngganti controller nalika nganyarke server: utamane, nalika pindhah saka SATA SSD menyang NVMe SSD, pengontrol ora kudu diganti.
Bener, ing cathetan iki kita teka menyang tipologi pengontrol dhewe. Yen ana telung mode, kudu ana sawetara liyane? Ing kasus iki, jawaban kanggo pitakonan iki bakal ing afirmatif. Gumantung saka fungsi lan kapabilitas, pengontrol RAID bisa dipΓ©rang dadi sawetara jinis:
1. pengontrol biasa karo fungsi RAID
Ing kabeh hirarki, iki minangka pengontrol paling gampang sing ngidini sampeyan gabungke HDD lan SSD menyang array RAID tingkat "0", "1" utawa "0 + 1". Iki dileksanakake kanthi program ing tingkat perangkat kukuh. Nanging, piranti kasebut meh ora dianjurake kanggo digunakake ing segmen perusahaan, amarga ora duwe cache lan ora ndhukung susunan level "5", "3", lsp. Nanging kanggo server ngarep tingkat entri padha cukup cocok.
2. Pengontrol sing bisa bebarengan karo pengontrol RAID liyane
Pengontrol jinis iki bisa dipasangake karo pengontrol motherboard terpadu. Iki dileksanakake miturut prinsip ing ngisor iki: pengontrol RAID diskrit ngurusi masalah "logis", lan sing dibangun njupuk alih fungsi ijol-ijolan data ing antarane drive. Nanging ana nuansa: operasi paralel pengontrol kasebut mung bisa ditindakake ing motherboard sing kompatibel, tegese ruang lingkup aplikasi kasebut diwatesi.
3. pengontrol RAID mandiri
Iki solusi diskrèt ngemot ing Papan kabeh Kripik perlu kanggo karya karo server kelas perusahaan, duwe BIOS dhewe, memori cache lan prosesor kanggo koreksi kesalahan cepet lan petungan checksum. Kajaba iku, padha ketemu standar dhuwur saka linuwih ing syarat-syarat manufaktur lan duwe modul memori kualitas dhuwur.
4. pengontrol RAID njaba
Iku ora angel kanggo guess sing kabeh pengontrol sing kadhaptar ing ndhuwur iku internal lan nampa daya liwat konektor PCIe motherboard. Apa tegese iki? Lan sing Gagal motherboard bisa mimpin kanggo kasalahan ing operasi saka RAID Uploaded lan mundhut data. Pengontrol eksternal dibebasake saka kesalahpahaman iki, amarga dipasang ing kasus sing kapisah kanthi sumber daya mandiri. Ing babagan linuwih, pengontrol kasebut nyedhiyakake panyimpenan data sing paling dhuwur.
, Microsemi Adaptec, Intel, IBM, Dell lan Cisco mung sawetara perusahaan sing saiki nawakake pengontrol RAID hardware.
Mode operasi pengontrol RAID SAS/SATA/NVMe
Tujuan utama pengontrol HBA lan RAID tri-mode (utawa pengontrol kanthi fungsi Tri-Mode) yaiku nggawe RAID hardware basis NVMe. Pengontrol seri 9400 Broadcom bisa nindakake iki: contone, . Iku belongs kanggo jinis independen RAID controller, dilengkapi karo papat SFF-8643 konektor lan, thanks kanggo support Tri-Mode, ngijini sampeyan kanggo nyambungake SATA / SAS lan NVMe drive bebarengan. Kajaba iku, iku uga salah siji saka pengontrol paling hemat energi ing pasar (mung 17 Watts energi, karo kurang saka 1,1 Watts kanggo saben 16 bandar).
Antarmuka sambungan punika PCI Express x8 versi 3.1, sing ngidini kanggo pa throughput 64 Gbit / s (kontroler kanggo PCI Express 2020 samesthine katon ing 4.0). 16-port controller adhedhasar chip 2-inti lan 72-dicokot DDR4-2133 SDRAM (4 GB), uga kemampuan kanggo nyambung menyang 240 SATA / SAS drive, utawa munggah 24 piranti NVMe. Ing babagan ngatur susunan RAID, tingkat "0", "1", "5" lan "6", uga "10", "50" lan "60" didhukung. Miturut cara, memori cache lan pengontrol liyane ing seri 9400 dilindhungi saka kegagalan voltase dening modul CacheVault CVPM05 pilihan.
Teknologi telung mode adhedhasar fungsi konversi data SerDes: Ngonversi perwakilan serial data ing SAS / antarmuka SATA menyang wangun podo ing PCIe NVMe lan kosok balene. Sing, controller rembugan kacepetan lan protokol kanggo bisa seamlessly karo samubarang telung jinis piranti panyimpenan. Iki nyedhiyakake cara sing lancar kanggo skala infrastruktur pusat data: pangguna bisa nggunakake NVMe tanpa nggawe owah-owahan sing signifikan ing konfigurasi sistem liyane.
Nanging, nalika planning konfigurasi karo drive NVMe, iku worth considering sing solusi NVMe nggunakake 4 jalur PCIe kanggo nyambung, kang tegese saben drive nggunakake kabeh baris port SFF-8643. Pranyata metu sing mung papat NVMe drive bisa disambungake langsung menyang MegaRAID 9460-16i controller. Utawa matesi dhewe menyang rong solusi NVMe nalika nyambungake wolung drive SAS (ndeleng diagram sambungan ing ngisor iki).
Tokoh nuduhake panggunaan konektor "0" (C0 / Konektor 0) lan konektor "1" kanggo sambungan NVMe, uga konektor "2" lan "3" kanggo sambungan SAS. Pengaturan iki bisa dibalik, nanging saben drive NVMe x4 kudu disambungake nganggo jalur sing cedhak. Mode operasi controller disetel liwat utilitas konfigurasi StorCLI utawa Human Interface Infrastructure (HII), sing beroperasi ing lingkungan UEFI.
Mode standar yaiku profil "PD64" (mung ndhukung SAS / SATA). Kaya sing wis kasebut ing ndhuwur, total ana telung profil: mode "SAS / SATA mung mode" (PD240 / PD64 / PD 16), mode "NVMe mung" (PCIe4) lan mode campuran ing kabeh jinis drive. bisa operate: "PD64 -PCIe4" (support kanggo 64 disk fisik lan virtual karo 4 NVMe drive). Ing mode campuran, nilai profil sing ditemtokake kudu "ProfileID = 13". Miturut cara, profil sing dipilih disimpen minangka master lan ora direset sanajan bali menyang setelan pabrik liwat printah Set Factory Defaults. Iku mung bisa diganti kanthi manual.
Apa worth nggawe RAID array ing SSD?
Dadi, kita wis ngerti manawa array RAID minangka kunci kanggo kinerja dhuwur. Nanging iku worth mbangun RAID saka SSD kanggo ngarep lan nggunakake perusahaan? Akeh skeptics ngomong sing Tambah ing kacepetan ora dadi pinunjul kanggo splurge ing NVMe drive. Nanging apa iki bener? meh ora. Watesan paling gedhe kanggo nggunakake SSD ing RAID (ing omah lan ing tingkat perusahaan) bisa uga regane. Apa wae sing bisa dikandhakake, biaya ruang gigabyte ing HDD luwih murah.
Nyambungake sawetara "drive" solid state menyang pengontrol RAID kanggo nggawe SSD array bisa nduwe pengaruh gedhe ing kinerja ing konfigurasi tartamtu. Nanging, aja lali yen kinerja maksimal diwatesi dening throughput saka pengontrol RAID dhewe. Tingkat RAID sing nawakake kinerja paling apik yaiku RAID 0.
A RAID conventional 0 karo loro SSDs, kang nggunakake cara pamisah data menyang pamblokiran tetep lan striping ing panyimpenan ngalangi negara, bakal kasil pindho kinerja dibandhingake SSD siji. Nanging, array RAID 0 karo papat SSDs bakal kaping papat luwih cepet tinimbang SSD paling alon ing array (gumantung ing watesan bandwidth ing tingkat controller RAID SSD).
Adhedhasar aritmetika prasaja, SSD SATA kira-kira 3 kaping luwih cepet tinimbang HDD SATA tradisional. Solusi NVMe malah luwih efisien - kaping 10 utawa luwih. Kasedhiya sing loro hard drive ing RAID tingkat nul nuduhake pindho kinerja, nambah dening 50%, loro SATA SSD bakal 6 kaping luwih cepet, lan loro NVMe SSDs bakal 20 kaping luwih cepet. Utamane, siji drive Kingston KC2000 NVMe PCIe bisa entuk kacepetan maca lan nulis kanthi urutan nganti 3200 MB / s, sing ing format RAID 0 bakal tekan 6 GB / s sing nyengsemaken. Lan kacepetan maca / nulis blok acak kanthi ukuran 4 KB bakal dadi saka 350 IOPS dadi 000 IOPS. Nanging ... ing wektu sing padha, "nol" RAID ora nyedhiyani kita redundansi.
Bisa diarani yen ing lingkungan omah, redundansi panyimpenan biasane ora dibutuhake, saengga konfigurasi RAID sing paling cocok kanggo SSD pancen dadi RAID 0. Iki minangka cara sing bisa dipercaya kanggo ningkatake kinerja sing signifikan minangka alternatif kanggo nggunakake teknologi kaya Intel Optane basis. SSDs. Nanging kita bakal ngomong babagan carane solusi SSD tumindak ing jinis RAID sing paling populer ("1", "5", "10", "50") ing artikel sabanjure.
Artikel iki disiapake kanthi dhukungan saka kolega kita saka Broadcom, sing nyedhiyakake pengontrol menyang insinyur Kingston kanggo dites nganggo drive SATA / SAS / NVMe kelas perusahaan. Thanks kanggo simbiosis sing ramah iki, para pelanggan ora kudu ragu karo linuwih lan stabilitas drive Kingston kanthi pengontrol HBA lan RAID sing diprodhuksi. .
Kanggo informasi luwih lengkap babagan produk Kingston, bukak perusahaan.
Source: www.habr.com