В "SSD'ye RAID uygulayacak mıyız?" sorusunu zaten Kingston sürücüleri örneğinde ele aldık, ancak bunu yalnızca sıfır düzeyinde yaptık. Bu yazıda, en popüler RAID dizisi türlerinde profesyonel ve ev tipi NVMe çözümlerini kullanma seçeneklerini analiz edeceğiz ve denetleyici uyumluluğu hakkında konuşacağız. Kingston sürücüleri ile.
Neden bir SSD'de RAID'e ihtiyacınız var?
SSD tabanlı depolama dizilerinin HDD depolama dizilerine göre avantajları, sürücüdeki verilere daha hızlı erişim süreleri ve üstün okuma/yazma performansı içerir. Bununla birlikte, ideal bir SSD tabanlı RAID performansı, işlemci, önbellek, yazılım ve donanımın optimum bir kombinasyonunu gerektirir. Tüm bu faktörler mükemmel bir şekilde birlikte çalıştığında, bir SSD RAID, geleneksel HDD'lerin kullanıldığı karşılaştırılabilir bir yapılandırmadan çok daha iyi performans gösterebilir.
Tipik bir SSD, HDD'lerden daha az güç tüketir, bu nedenle çok sayıda SSD'yi bir RAID dizisinde birleştirdiğinizde, bir HDD RAID dizisine kıyasla enerji tasarrufu, kurumsal enerji faturalarında daha düşük maliyetlere de dönüşebilir.
Bununla birlikte, SSD RAID'in kısıtlamaları ve dezavantajları vardır, özellikle karşılaştırılabilir kapasitedeki sabit disklerle karşılaştırıldığında gigabayt alan başına daha yüksek fiyat. Flash bellek arızaları arasındaki süre, belirli sayıda yeniden yazma döngüsüyle sınırlıdır. Yani, SSD sürücülerin, işleme bağlı olarak belirli bir hizmet ömrü vardır: üzerine ne kadar fazla bilgi yazılırsa, sürücü o kadar hızlı arızalanır. Öte yandan, kurumsal SSD'ler, mekanik sabit sürücülerle karşılaştırılabilir makul bir ömre sahiptir.
Kingston SSD'ler, Broadcom denetleyicileriyle RAID modunda nasıl yaşar?
SSD'lerin ilk günlerinde, RAID tasarımlarının pek çok nüansı vardı. Daha az hataya dayanıklı HDD'lerin kullanılması nedeniyle dahil. Katı hal sürücüleri, manyetik disk tabanlı muadillerinden çok daha güvenilirdir. Bildiğimiz üzere SSD çözümlerinde hareketli parça olmadığı için mekanik hasar sıfıra iniyor. Bir ev bilgisayarı ve herhangi bir sunucu düzeyinde, UPS, aşırı gerilim koruyucular ve hatta bir güç kaynağının sizi koruduğu göz önüne alındığında, katı hal sürücülerinin güç dalgalanmaları nedeniyle arızalanması da pek olası değildir.
Aynı zamanda, katı hal sürücülerinin bir başka önemli artısı daha vardır: bellek hücreleri yazmak için yıpranmış olsa bile, bunlardan veriler yine de okunabilir, ancak ne yazık ki manyetik disk hasar görürse.
Günümüzde farklı seviyelerdeki RAID dizilerinde SSD çözümlerini kullanmak oldukça normal bir uygulamadır. Asıl mesele, gecikme süresi minimum olan doğru SSD'leri seçmektir. Ve ideal olarak, aynı üreticiden ve aynı modelden SSD'ler kullanın, böylece farklı yük türlerini destekleyen ve farklı bellek türleri, denetleyiciler ve diğer teknolojiler temelinde oluşturulmuş bir yığın sürücüyle karşılaşmazsınız. Yani, bir RAID dizisi oluşturmak için dört veya 16 Kingston NVMe SSD almaya karar verirsek, hepsinin aynı seri ve model aralığından gelmesi daha iyi olur.
bu arada, içinde Kingston'dan NVMe SSD'den bahsederken Broadcom denetleyicilerinden bahsetmemizin bir nedeni var. Gerçek şu ki, bu cihazların kılavuzları, denetleyicinin kusursuz çalışacağı uyumlu sürücüleri (yukarıda belirtilen Amerikan SSD üreticisinin çözümleri dahil) hemen reçete ediyor. RAID için bir denetleyici-SSD paketi seçerken bu bilgilere güvenilmelidir.
SSD Kingston'ın çalışmalarını en popüler RAID türlerinde analiz ediyoruz - “1”, “5”, “10”, “50”
Dolayısıyla, "sıfır" RAID düzeyi veri fazlalığı sağlamaz, yalnızca performansı artırır. RAID 0 hiçbir şekilde veri koruması sağlamaz, bu nedenle onu kurumsal segment içinde değerlendirmeyeceğiz. Öte yandan RAID 1, tam yedeklilik sağlar, ancak yalnızca mütevazı performans kazanımları sağlar ve bu nedenle, bir SSD RAID dizisi oluştururken performans kazanımları birincil bir husus değilse dikkate alınmalıdır.
Kingston SSD'ler ve Broadcom denetleyicileri tabanlı RAID 1
Bu nedenle, Broadcom MegaRAID 9460-16i denetleyicisine dayalı birinci düzey RAID dizisi, birbirinin kopyası olan iki ila 32 Kingston sürücüsünü birleştirir ve tam yedeklilik sağlar. Geleneksel HDD'leri kullanırken veri yazma ve okuma hızı tam da bu HDD seviyesinde kalırsa, NVMe SSD çözümlerini kullanarak performansta on kat artış elde ederiz. Özellikle veri erişim süresi açısından. Örneğin, sunucu RAID 1000'deki iki Kingston DC2M U.1 NVMe SSD ile 350 rastgele okuma IOPS'si ve 000 yazma IOPS'si elde ediyoruz.
Sıralı okuma hızı açısından, sonuçlar sürücünün - 3200 MB / s - özelliklerine uyacaktır. Ancak her iki NVMe SSD de çalışır durumda olduğu için bunlardan aynı anda veri okunabilir, bu da okuma işlemlerini oldukça hızlı hale getirir. Ancak yazma hızı (2000 MB/s olduğu iddia ediliyor) daha yavaş olacak çünkü her yazma işlemi iki kez gerçekleştiriliyor.
RAID 1, küçük veritabanları veya hata toleransı ancak düşük kapasite gerektiren diğer tüm ortamlar için idealdir. Sürücü ikizleme, dizideki sürücülerden birinin arızalanması durumunda önemli verilerin anında "canlandırılmasını" sağladığından, özellikle olağanüstü durum kurtarma senaryolarında (performans biraz düşer) faydalıdır. Ancak bu koruma düzeyi, ikizlenen verilerin depolama kapasitesinin iki katına çıkarılmasını gerektirdiğinden (100 TB, 200 TB depolama gerektirir), birçok kurumsal sistem daha ekonomik depolama seçenekleri kullanır: RAID 5 ve RAID 6.
Kingston SSD'ler ve Broadcom denetleyicileri tabanlı RAID 5
Beşinci seviye bir RAID dizisini düzenlemek için, verilerin serpiştirildiği (dizideki tüm sürücülere döngüsel olarak yazılan) ancak çoğaltılmayan en az üç sürücüye ihtiyacımız var. Bunları düzenlerken, daha karmaşık yapıları dikkate alınmalıdır, çünkü burada "sağlama toplamı" (veya "parite") gibi bir kavram ortaya çıkar. Bu kavram, dizide en az üç sürücünün (maksimum - 32) kullanılmasını zorunlu kılan mantıksal cebirsel XOR işlevi (diğer adıyla özel "OR") anlamına gelir. Bu durumda dizideki tüm "disklere" eşlik bilgisi yazılır.
Her biri 500 TB kapasiteli dört Kingston DC3,84R SATA SSD dizisi için 11,52 TB alan ve sağlama toplamları için 3,84 TB elde ediyoruz. Ve 16 TB kapasiteli 1000 Kingston DC2M U.7,68 NVMe sürücüsünü Level 115,2 RAID'de birleştirirseniz, 7,68 TB kayıpla 5 TB öğreneceğiz. Gördüğünüz gibi, daha fazla sürücü, sonunda daha iyi. Ayrıca daha iyidir, çünkü RAID 0'te ne kadar çok sürücü olursa genel yazma performansı o kadar yüksek olur. Ve lineer okuma RAID XNUMX seviyesine ulaşacaktır.
Bir RAID 5 disk grubu, minimum güç kaybıyla yüksek verim (özellikle büyük dosyalar için) ve yedeklilik sağlar. Bu tür dizi organizasyonu, aynı anda çok sayıda küçük giriş/çıkış (G/Ç) işlemi gerçekleştiren ağlar için en uygun olanıdır. Ancak küçük veya küçük bloklar için çok sayıda yazma işlemi gerektiren görevler için kullanmamalısınız.
Bir nüans daha var: NVMe sürücülerinden en az biri arızalanırsa, RAID 5 bozulma moduna girer ve başka bir depolama aygıtının arızası tüm veriler için kritik hale gelebilir. Dizideki sürücülerden biri arızalanırsa RAID denetleyicisi, eksik verileri yeniden oluşturmak için eşlik bilgisini kullanır.
Kingston SSD'ler ve Broadcom denetleyicileri tabanlı RAID 10
Böylece, RAID 0 bize hız ve erişim süresinde iki kat artış sağlar ve RAID 1 güvenilirlik sağlar. İdeal olarak, birleştirilirler ve burada RAID 10 (veya 1 + 0) kurtarmaya gelir. "On", dört SATA SSD veya NVMe sürücüsünden (maksimum - 32) birleştirilir ve sürücü sayısının her zaman dördün katı olması gereken bir dizi "ayna" anlamına gelir. Bu dizideki veriler, sabit blok bölümleme (RAID 0 durumunda olduğu gibi) ve sürücüler arasında şeritleme, kopyaları bir RAID 1 dizisindeki "sürücüler" arasında dağıtma kullanılarak yazılır. aynı zamanda RAID 10 yüksek performans gösterir.
RAID 10, verileri birden fazla ikizlenmiş çift arasında şeritleyebildiğinden, bu, bir çiftteki bir sürücünün arızasını tolere edebileceği anlamına gelir. Ancak, her iki ikiz çifti de (yani dört sürücünün tümü) arızalanırsa, kaçınılmaz veri kaybı olacaktır. Sonuç olarak, ayrıca iyi bir hata toleransı ve güvenilirlik elde ediyoruz. Ancak, RAID 1 gibi, onuncu düzey dizinin toplam kapasitenin yalnızca yarısını kullandığını ve bu nedenle pahalı bir çözüm olduğunu unutmayın. Ve kurulumu da zor.
RAID 10, yansıtılmış disk gruplarının %100 yedekliliğini gerektiren veri ambarları ve RAID 0'ın artırılmış G/Ç performansı için uygundur. Orta ölçekli veritabanları veya daha yüksek hata toleransı gerektiren herhangi bir ortam için en iyi çözümdür RAID 5'ten daha fazla.
Kingston SSD'ler ve Broadcom denetleyicileri tabanlı RAID 50
Düzey 5 dizilerden oluşturulan düzey 50 dizisi olan, düzey 5 RAID'e benzer bir birleşik dizi. Daha önce olduğu gibi, bu dizinin ana hedefi, RAID XNUMX dizilerinde veri güvenilirliğini korurken performansı iki katına çıkarmaktır.Aynı zamanda, RAID XNUMX, bir sürücü arızası durumunda standart RAID XNUMX'e göre gelişmiş yazma performansı ve daha iyi veri koruması sağlar. ve ayrıca sürücülerden birinin arızalanması durumunda daha hızlı kurtarma yeteneğine sahiptir.
RAID 50 sürücü grubu, verileri daha küçük bloklara böler ve ardından her bir RAID 5 dizisi boyunca şeritler. disk grubundaki her bir disk için veri bloğu yazma ve parite işlemlerini gerçekleştirir.
Ve sürücülerden biri arızalanırsa performans kaçınılmaz olarak düşerken, bu bir RAID 5 dizisindeki kadar önemli değildir, çünkü bir arıza dizilerden yalnızca birini etkileyerek diğerini tamamen çalışır durumda bırakır. Aslında RAID 50, arızalanan her bir "disk" ayrı bir RAID 5 dizisindeyse, sekiz adede kadar HDD/SSD/NVMe sürücü hatasından kurtulabilir.
RAID 50, en iyi şekilde, yüksek güvenilirlik gerektiren ve RAID 10'a göre yüksek veri aktarım hızlarını ve daha düşük sürücü maliyetlerini korurken çok sayıda isteği işlemesi gereken uygulamalar için kullanılır. Ancak, bir RAID 50 dizisi kurmak için en az altı sürücü gerektiğinden , maliyet bir faktör olarak tamamen dışlanmaz. RAID 50'nin bir dezavantajı, RAID 5 gibi karmaşık bir denetleyiciye ihtiyaç duymasıdır: son makalede Broadcom'dan.
Eşlik kayıtlarını tutma kapasitesi tahsisi nedeniyle RAID 50'nin RAID 5'ten daha az disk alanı kullanımına sahip olduğunu da belirtmek gerekir. Ancak yine de diğer RAID düzeylerinden, özellikle de ikizleme kullananlardan daha fazla kullanılabilir alana sahiptir. Minimum altı sürücü gereksinimi ile RAID 50 maliyetli bir seçenek olabilir, ancak ekstra disk alanı, kurumsal verileri koruyarak maliyeti haklı çıkarır. Bu tür bir dizi, yüksek depolama güvenilirliği, yüksek istek hızları, yüksek aktarım hızları ve yüksek depolama kapasitesi gerektiren veriler için önerilir.
RAID 6 ve RAID 60: onları da unutmadık
Beşinci ve ellinci seviye dizilerden bahsettiğimiz için, RAID 6 ve RAID 60 gibi dizi organizasyonu türlerinden bahsetmemek günah olur.
RAID 6'nın performansı RAID 5'e benzer, ancak burada en az iki sürücüye eşlik verilir, bu da dizinin iki sürücü arızasında veri kaybetmeden hayatta kalmasını sağlar (RAID 5'te bu durum son derece istenmeyen bir durumdur). Bu, daha yüksek güvenilirlikle sonuçlanır. Aksi takdirde, her şey beşinci seviye dizideki ile aynıdır: bir veya iki diskin arızalanması durumunda, RAID denetleyicisi tüm eksik bilgileri yeniden oluşturmak için eşlik blokları kullanır. İki sürücü arızalanırsa, kurtarma işlemi aynı anda gerçekleşmez: ilk olarak, ilk sürücü yeniden canlandırılır, ardından ikincisi yeniden canlandırılır. Böylece iki veri kurtarma işlemi gerçekleştirilir.
RAID 50'nin 60. düzey dizilerden oluşan 6. düzey bir dizi olması durumunda, RAID 50'ın az önce bahsettiğimiz 8. düzey dizilerden oluşan 16. düzey bir dizi olduğunu tahmin etmek kolaydır. Yani, RAID depolamanın bu organizasyonu, her bir RAID XNUMX sürücü grubundaki iki SSD'nin kaybından kurtulmanıza izin verir.Çalışma prensibi, RAID XNUMX bölümünde bahsettiğimize benzer, ancak bir seviye XNUMX dizisi, XNUMX'den XNUMX'ya kadar sürücü büyümesine dayanabilir. Tipik olarak, bu tür diziler, yüksek hata toleransı gerektiren çevrimiçi müşteri hizmetleri için kullanılır.
Özetle:
İkizleme, RAID 50/60'tan daha fazla hata toleransı sağlasa da çok daha fazla alan gerektirir. Veri miktarı ikiye katlandığından, aslında sunucuda kurulu sürücülerin bilgileri kaydetmek ve depolamak için toplam kapasitesinin yalnızca %50'sini alırsınız. RAID 50/60 ve RAID 10 arasında seçim yapmak büyük olasılıkla mevcut bütçelere, sunucu kapasitesine ve veri koruma ihtiyaçlarınıza bağlı olacaktır. Üstelik SSD çözümlerinden (hem kurumsal hem de tüketici sınıfı) bahsettiğimizde maliyet ön plana çıkıyor.
Daha da önemlisi, SSD tabanlı RAID'in günümüz işletmeleri için tamamen güvenli bir çözüm ve normal bir uygulama olduğundan artık eminiz. Ev kullanımının bir parçası olarak, bütçeler izin verirse NVMe'ye geçmek için bir neden de vardır. Ve hala bir sorunuz varsa, tüm bunlara neden ihtiyaç duyuluyor, makalenin başına dönün - zaten ayrıntılı olarak cevapladık.
Bu makale, denetleyicilerini kurumsal sınıf SATA/SAS/NVMe sürücülerle test etmeleri için Kingston mühendislerine sağlayan Broadcom'daki meslektaşlarımızın desteğiyle hazırlanmıştır. Bu dost canlısı simbiyoz sayesinde müşterilerin, üretimden HBA ve RAID denetleyicilerine sahip Kingston sürücülerinin güvenilirliğinden ve kararlılığından şüphe etmesi gerekmiyor. .
Kingston ürünleri hakkında daha fazla bilgi şu adreste bulunabilir: şirketi.
Kaynak: habr.com