Ko nga raupapa RAID i runga i te NVMe

Ko nga raupapa RAID i runga i te NVMe
I roto i tenei tuhinga ka korero tatou mo nga huarahi rereke hei whakarite i nga raupapa RAID, me te whakaatu hoki i tetahi o nga kaiwhakahaere RAID taputapu tuatahi me te tautoko NVMe.

Ko nga momo tono katoa o te hangarau RAID ka kitea i roto i te waahanga tūmau. I te wahanga o te kiritaki, ko te RAID0 me te RAID1 anake te raupaparorohiko i runga i nga kōpae e rua ka whakamahia.

Ka whakaratohia e tenei tuhinga he tirohanga poto mo te hangarau RAID, he akoranga poto mo te hanga i nga raupapa RAID ma te whakamahi i nga taputapu rereke e toru, me te whakataurite o te mahinga kōpae mariko ma ia tikanga.

He aha te RAID?

Wikipedia homai he whakamāramatanga matawhānui o te hangarau RAID:

RAID (Eng. Tuhinga o mua - he maha o nga kopae motuhake (motuhake) - hangarau mariko raraunga mo te whakakotahi i etahi taputapu kōpae tinana ki roto i te waahanga arorau hei whakanui ake i te pai me te mahi.

Ko te whirihoranga o nga raupapa kōpae me nga hangarau e whakamahia ana e whakawhirinaki ana ki nga waahanga kua tohua taumata RAID. Ko nga taumata RAID e whakatauhia ana i roto i nga korero Hōputu Raraunga Kōpae RAID noa. E whakaahua ana i te maha o nga taumata RAID, engari ko te nuinga ko RAID0, RAID1, RAID5 me RAID6.

RAID0ranei Nga wera, he taumata RAID e whakakotahi ana i nga puku tinana e rua, neke atu ranei ki tetahi puku arorau. He rite te rōrahi o te kōpae arorau ki te tapeke o ngā rōrahi o ngā kōpae tinana kei roto i te huinga. Karekau he taapiri i tenei taumata RAID, me te kore o te puku kotahi ka ngaro nga raraunga katoa i roto i te kōpae mariko.

taumata RAID1ranei whakaata, ka hanga i nga kape orite o nga raraunga i runga i nga kōpae e rua, neke atu ranei. Ko te rahi o te kōpae mariko e kore e neke ake i te rahi iti o nga kōpae tinana. Ko nga raraunga kei runga i te kopae mariko RAID1 ka watea mai i te mea e mahi ana kia kotahi te iti rawa o te kōpae tinana mai i te raupapa. Ma te whakamahi i te RAID1 ka taapirihia te taapiri, engari he otinga utu nui, na te mea kei roto i nga rarangi e rua, neke atu ranei nga kopae ko te kaha o te kotahi anake e waatea ana.

taumata RAID5 ka whakatau i te raruraru o te utu nui. Hei waihanga i te huinga me te taumata RAID5, me 3 neke atu nga kopae, me te atete te huinga ki te kore o te kōpae kotahi. Ko nga raraunga kei RAID5 kei te rongoa ki nga poraka me nga arowhai. Karekau he wehewehenga i waenga i nga kōpae raraunga me nga kōpae taki. Ko nga utu arowhai i RAID5 ko te hua o te mahi XOR i tukuna ki nga poraka N-1, i tangohia mai i tetahi kōpae rereke.

Ahakoa ka whakanuia e nga raupapa RAID te taapiri me te whakarato i te taapiri, kaore e pai mo te penapena taapiri.

Whai muri i te haerenga poto ki nga momo raupapa RAID, ka taea e koe te neke atu ki nga taputapu me nga kaupapa e taea ai e koe te whakahiato me te whakamahi i nga raupapa kōpae.

Nga momo kaiwhakahaere RAID

E rua nga huarahi ki te hanga me te whakamahi i nga raupapa RAID: nga taputapu me te rorohiko. Ka whakaarohia e matou nga otinga e whai ake nei:

  • RAID Pūmanawa Linux.
  • Intel® Virtual RAID I te PTM.
  • LSI MegaRAID 9460-8i.

Kia mahara ko te otinga Intel® ka rere i runga i te maramara maramara, ka puta te patai mena he taputapu taputapu, he otinga rorohiko ranei. Hei tauira, ka whakaarohia e te VMWare ESXi hypervisor te rorohiko VROC me te kore e tautoko mana.

RAID Pūmanawa Linux

Ko nga raupapa raupaparorohiko RAID i roto i te whanau Linux OS he otinga tino noa i roto i nga waahanga kaihoko me te tūmau. Ko nga mea katoa e hiahia ana koe ki te hanga i tetahi huinga ko te taputapu mdadm me etahi taputapu poraka. Ko te whakaritenga anake ka tuuhia e te RAID Pūmanawa Linux ki runga i nga puku e whakamahia ana e ia he taputapu poraka e uru ana ki te punaha.

Ko te kore o nga utu mo nga taputapu me nga rorohiko he tino painga o tenei tikanga. Ko te RAID Pūmanawa Linux e whakarite ana i nga raupapa kōpae i te utu o te wa PTM. Ko te rarangi o nga taumata RAID e tautokohia ana me te mana o nga raupapa kōpae o naianei ka taea te tiro ki te konae mdstat, kei roto i te pakiaka procfs:

root@grindelwald:~# cat /proc/mdstat 
Personalities : [linear] [multipath] [raid0] [raid1] [raid10] 
unused devices: <none>

Ka taapirihia te tautoko mo nga taumata RAID ma te hono i te kōwae kernel tika, hei tauira:

root@grindelwald:~# modprobe raid456
root@grindelwald:~# cat /proc/mdstat 
Personalities : [linear] [multipath] [raid0] [raid1] [raid10] [raid6] [raid5] [raid4] 
unused devices: <none>

Ko nga mahi katoa me nga raupapa kōpae ka mahia mai i te taputapu raina whakahau mdadm. Ka whakaemihia te huinga kōpae ki te whakahau kotahi:

mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/nvme1n1 /dev/nvme2n1

I muri i te mahi i tenei whakahau, ka puta te taputapu paraka /dev/md0 ki te punaha, e tohu ana i a koe he kōpae mariko.

Intel® Virtual RAID I te PTM

Ko nga raupapa RAID i runga i te NVMeIntel® VROC Paerewa Pūmārō Kī
Ko te Intel® Virtual RAID On CPU (VROC) he hangarau pūmārō me te pūmanawa mo te hanga raupapa RAID i runga i nga maramara Intel®. Kei te waatea tenei hangarau mo nga papahoa papa e tautoko ana i nga tukatuka Intel® Xeon® Scalable. Ma te taunoa, kaore te VROC i te waatea. Hei whakahohe, me whakauru e koe he kī raihana taputapu VROC.

Ko te raihana VROC paerewa ka taea e koe te hanga i nga raupapa kōpae me nga taumata RAID 0, 1 me te 10. Ko te putanga moni ka whakawhānuihia tenei rarangi me te tautoko RAID5.

Ko te hangarau Intel® VROC i runga i nga papahoahoa hou e mahi tahi ana me te Intel® Volume Management Device (VMD), e whakarato ana i te kaha whakawhiti wera mo nga puku NVMe.

Ko nga raupapa RAID i runga i te NVMeRaihana Paerewa Intel® VROC Ka whirihorahia nga huānga na roto i te Tatūnga Taputapu ina putu te tūmau. I runga i te ripa Arā Ka puta te Intel® Virtual RAID i runga i te taonga CPU, ka taea e koe te whirihora i nga raupapa kōpae.

Ko nga raupapa RAID i runga i te NVMeTe hanga i te huinga RAID1 i runga i nga puku e rua
Kei te hangarau Intel® VROC ona ake ace ki runga i tona ringaringa. He hototahi nga raupapa kōpae i hangaia ma te VROC ki te RAID Pūmanawa Linux. Ko te tikanga ka taea te tirotiro i te ahua o nga raupapa i /proc/mdstat me te whakahaere ma te mdadm. Ko tenei "ahuatanga" kei te tautoko mana e Intel. I muri i te whakaemi RAID1 i roto i te Tatūnga Taputapu, ka taea e koe te kite i te tukutahi o nga puku i te OS:

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>

Kia mahara kaore e taea e koe te whakahiato i nga raupapa i runga i te VROC ma te whakamahi i te mdadm (ko nga huinga kua kohia ko Linux SW RAID), engari ka taea e koe te huri i nga kopae kei roto ka wetewete i nga raupapa.

LSI MegaRAID 9460-8i

Ko nga raupapa RAID i runga i te NVMeTe ahua o te kaiwhakahaere LSI MegaRAID 9460-8i
Ko te kaiwhakahaere RAID he otinga taputapu motuhake. Ka mahi noa te kaiwhakahaere me nga puku e hono tika ana ki a ia. Ka tautokohia e tenei kaiwhakahaere RAID ki nga puku 24 NVMe. Ko te tautoko NVMe e wehe ke ana i tenei kaiwhakahaere mai i etahi atu.

Ko nga raupapa RAID i runga i te NVMeTahua matua o te pūmana pūmārō
I te wa e whakamahi ana i te aratau UEFI, ka whakauruhia nga tautuhinga kaiwhakahaere ki te Taputapu Tatūnga. Ka whakatauritea ki te VROC, he uaua ake te ahua o te tahua kaiwhakahaere taputapu.

Ko nga raupapa RAID i runga i te NVMeKei te hanga RAID1 ki nga kōpae e rua
Ko te whakamaarama me pehea te whirihora i nga raupapa kōpae i runga i te kaitahuri taputapu he kaupapa ngawari, a koinei pea te take mo te tuhinga katoa. I konei ka whakawhäitihia e mätou ki te hanga RAID0 me RAID1 me nga tautuhinga taunoa.

Ko nga kopae e hono ana ki te kaiwhakahaere taputapu kaore e kitea e te punaha whakahaere. Engari, ka "tapahia" e te kaiwhakahaere nga raupapa RAID katoa hei taraiwa SAS. Ko nga puku e hono ana ki te kaiwhakahaere, engari ehara i te waahanga o te raupapa kōpae, e kore e taea e te OS.

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.

Ahakoa te ahua o te puku SAS, ka mahi nga raupapa NVMe i nga tere PCIe. Heoi, ma tenei ahuatanga ka taea e koe te peke mai i te NVMe i Legacy.

pae whakamatautau

Ko ia tikanga mo te whakarite i nga huinga kōpae he pai ake, he kino hoki. Engari he rereke nga mahi i te wa e mahi ana me nga raupapa kōpae?

Hei whakatutuki i te tika, ka whakahaerehia nga whakamatautau katoa i runga i te tūmau kotahi. Ko tōna whirihoranga:

  • 2x Intel® Xeon® 6240;
  • 12x DDR4-2666 16 GB;
  • LSI MegaRAID 9460-8i;
  • Intel® VROC Standard Hardware Key;
  • 4x Intel® SSD DC P4510 U.2 2TB;
  • 1x Samsung 970 EVO Plus M.2 500GB.

Ko nga waeine whakamatautau ko P4510, ko tetahi haurua e hono ana ki te papahoahoa, me tetahi atu hawhe ki te kaiwhakahaere RAID. Ko te M.2 kei te whakahaere i te Ubuntu 20.04 ka whakahaerehia nga whakamatautau ma te whakamahi i te putanga fio 3.16.

Te whakamātautau

Tuatahi, kia tirohia nga whakaroa i te wa e mahi ana me te kōpae. Ka mahia te whakamatautau ki te miro kotahi, ko te rahi o te poraka he 4 KB. E 5 meneti te roa o ia whakamatautau. I mua i te tiimata, ka tautuhia te taputapu poraka e rite ana ki tetahi hei kaiwhakarite I/O. He penei te ahua o te whakahau fio:

fio --name=test --blocksize=4k --direct=1 --buffered=0 --ioengine=libaio  --iodepth=1 --loops=1000 --runtime=300  --rw=<mode> --filename=<blkdev>

Mai i nga hua ka tangohia e matou he 99.00%. Ka whakaatuhia nga hua ki te ripanga i raro nei.

Pānui matapōkere, μs
Te tuhi matapōkere, μs

Drive
112
78

Linux SW RAID, RAID0
113
45

VROC, RAID0
112
46

LSI, RAID0
122
63

Linux SW RAID, RAID1
113
48

VROC, RAID1
113
45

LSI, RAID1
128
89

I tua atu i nga whakaroa i te wa e uru ana ki nga raraunga, ka pirangi au ki te kite i nga mahi o nga puku mariko me te whakataurite ki te mahinga o te kōpae tinana. Tono ki te whakahaere fio:

fio --name=test --blocksize=4k --direct=1 --buffered=0 --ioengine=libaio  --loops=1000 --runtime=300  --iodepth=<threads> --rw=<mode> --filename=<blkdev>

Ka inehia te mahinga i runga i nga mahi I/O. Ka whakaatuhia nga hua ki te ripanga i raro nei.

Pānui matapōkeretia 1 miro, IOPS
Tuhia tupurangi 1 miro, IOPS
Panui tupurangi 128 miro, IOPS
Tuhia tupurangi 128 miro, IOPS

Drive
11300
40700
453000
105000

Linux SW RAID, RAID0
11200
52000
429000
232000

VROC, RAID0
11200
52300
441000
162000

LSI, RAID0
10900
44200
311000
160000

Linux SW RAID, RAID1
10000
48600
395000
147000

VROC, RAID1
10000
54400
378000
244000

LSI, RAID1
11000
34300
229000
248000

He ngawari ki te kite ko te whakamahi i te kaiwhakahaere taputapu ka nui ake te roanga me te pai o te mahi ka whakaritea ki nga otinga rorohiko.

mutunga

Ko te whakamahi otinga taputapu ki te hanga i nga raupapa kōpae mai i nga kōpae e rua he ahua pohehe. Engari, he mahi e tika ana te whakamahi i nga kaiwhakahaere RAID. Na te taenga mai o nga kaiwhakahaere e tautoko ana i te atanga NVMe, ka whai waahi nga kaiwhakamahi ki te whakamahi i nga SSD tere ake i a raatau kaupapa.

Ko nga raupapa RAID i runga i te NVMe

Ko nga kaiwhakamahi kua rehita anake ka uru ki te rangahau. Waitohu maitēnā.

Kei te whakamahi koe i nga otinga RAID?

  • 29,6 orauAe, otinga taputapu32

  • 50,0 orauAe, otinga rorohiko54

  • 16,7 orauNo18

  • 3,7 orauKaore he RAID e hiahiatia ana4

108 nga kaiwhakamahi i pooti. 14 nga kaiwhakamahi i aukati.

Source: will.com

Tāpiri i te kōrero