🥇RAID awọn akojọpọ lori NVMe

Ninu nkan yii a yoo sọrọ nipa awọn ọna oriṣiriṣi lati ṣeto awọn akojọpọ RAID, ati tun ṣafihan ọkan ninu awọn olutona RAID hardware akọkọ pẹlu atilẹyin NVMe.

Gbogbo awọn oriṣiriṣi awọn ohun elo ti imọ-ẹrọ RAID ni a rii ni apakan olupin. Ni apakan alabara, RAID0 sọfitiwia nikan tabi RAID1 lori awọn disiki meji ni a lo nigbagbogbo julọ.

Nkan yii yoo pese atokọ kukuru ti imọ-ẹrọ RAID, ikẹkọ kukuru lori bii o ṣe le ṣẹda awọn ọna RAID nipa lilo awọn irinṣẹ oriṣiriṣi mẹta, ati lafiwe ti iṣẹ disiki foju nipa lilo ọna kọọkan.

Kini RAID?

Wikipedia funni ni itumọ okeerẹ ti imọ-ẹrọ RAID:

igbogun (ẹlẹgbẹ. Apọju Apọju ti Awọn Disiki Olominira Apọju ti awọn disiki ominira (ominira)) - imọ-ẹrọ agbara data fun apapọ ọpọlọpọ awọn ẹrọ disiki ti ara sinu module ọgbọn lati mu ifarada ẹbi ati iṣẹ pọ si.

Iṣeto ni awọn ọna disiki ati awọn imọ-ẹrọ ti a lo da lori yiyan RAID ipele. RAID ipele ti wa ni idiwon ninu awọn sipesifikesonu Wọpọ RAID Disk Data kika. O ṣe apejuwe ọpọlọpọ awọn ipele RAID, ṣugbọn o wọpọ julọ ni RAID0, RAID1, RAID5 ati RAID6.

RAID0tabi Awọn fifẹ, jẹ ipele RAID kan ti o ṣajọpọ awọn awakọ ti ara meji tabi diẹ sii sinu awakọ ọgbọn kan. Iwọn disiki ọgbọn jẹ dogba si apao awọn iwọn ti awọn disiki ti ara ti o wa ninu titobi. Ko si apọju ni ipele RAID yii, ati ikuna ti awakọ kan le ja si isonu ti gbogbo data ninu disiki foju.

Ipele RAID1tabi digi, ṣẹda awọn idaako kanna ti data lori awọn disiki meji tabi diẹ sii. Iwọn disk foju ko kọja iwọn to kere julọ ti awọn disiki ti ara. Awọn data lori disiki foju RAID1 yoo wa niwọn igba ti o kere ju disk kan ti ara lati orun ti n ṣiṣẹ. Lilo RAID1 ṣe afikun apọju, ṣugbọn o jẹ ojutu ti o gbowolori kuku, nitori ninu awọn akojọpọ awọn disiki meji tabi diẹ sii agbara ọkan nikan wa.

Ipele RAID5 yanju iṣoro ti idiyele giga. Lati ṣẹda ohun orun pẹlu RAID5 ipele, o nilo ni o kere 3 disks, ati awọn orun jẹ sooro si ikuna ti ọkan disk. Data ni RAID5 ti wa ni ipamọ ni awọn bulọọki pẹlu checksums. Ko si pipin ti o muna laarin awọn disiki data ati awọn disiki checksum. Awọn ayẹwo ni RAID5 jẹ abajade ti iṣẹ XOR ti a lo si awọn bulọọki N-1, ọkọọkan ti o ya lati oriṣiriṣi disk.

Botilẹjẹpe awọn eto RAID n pọ si apọju ati pese apọju, wọn ko dara fun titoju awọn afẹyinti.

Lẹhin irin-ajo kukuru kan sinu awọn oriṣi ti awọn ọna RAID, o le lọ si awọn ẹrọ ati awọn eto ti o gba ọ laaye lati pejọ ati lo awọn akopọ disk.

Awọn oriṣi ti awọn olutona RAID

Awọn ọna meji lo wa lati ṣẹda ati lo awọn akojọpọ RAID: hardware ati software. A yoo ro awọn ojutu wọnyi:

Linux Software igbogun ti.
Intel® foju igbogun ti Lori Sipiyu.
LSI MegaRAID 9460-8i.

Ṣe akiyesi pe ojutu Intel® nṣiṣẹ lori chipset kan, eyiti o fa ibeere boya o jẹ ohun elo hardware tabi ojutu sọfitiwia. Fun apẹẹrẹ, VMWare ESXi hypervisor ṣe akiyesi sọfitiwia VROC ati pe ko ṣe atilẹyin ni ifowosi.

Linux Software igbogun ti

Awọn eto RAID sọfitiwia ninu idile Linux OS jẹ ojuutu ti o wọpọ ni deede ni alabara ati awọn apakan olupin. Gbogbo ohun ti o nilo lati ṣẹda akojọpọ ni ohun elo mdadm ati awọn ẹrọ dina diẹ. Ibeere kanṣoṣo ti Linux Software RAID awọn aaye lori awọn awakọ ti o nlo ni lati jẹ ẹrọ dina ti o wa si eto naa.

Aisi awọn idiyele fun ohun elo ati sọfitiwia jẹ anfani ti o han gbangba ti ọna yii. RAID sọfitiwia Linux ṣeto awọn eto disiki ni idiyele ti akoko Sipiyu. Atokọ ti awọn ipele RAID ti o ni atilẹyin ati ipo ti awọn akopọ disiki lọwọlọwọ ni a le wo ni faili mdstat, eyiti o wa ni gbongbo procfs:

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

Atilẹyin fun awọn ipele RAID jẹ afikun nipasẹ sisopọ module ekuro ti o yẹ, fun apẹẹrẹ:

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

Gbogbo awọn iṣẹ ṣiṣe pẹlu awọn akopọ disiki ni a ṣe nipasẹ ohun elo laini aṣẹ mdadm. Eto disiki naa ti ṣajọpọ ni aṣẹ kan:

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

Lẹhin ṣiṣe pipaṣẹ yii, ẹrọ / dev/md0 Àkọsílẹ yoo han ninu eto naa, eyiti o duro fun ọ bi disk foju kan.

Intel® foju igbogun ti Lori Sipiyu

Intel® VROC Standard Hardware Key
Intel® Foju RAID Lori Sipiyu (VROC) jẹ hardware ati imọ-ẹrọ sọfitiwia fun ṣiṣẹda awọn akojọpọ RAID ti o da lori awọn chipsets Intel®. Imọ-ẹrọ yii wa nipataki fun awọn modaboudu ti o ṣe atilẹyin Intel® Xeon® Scalable to nse. Nipa aiyipada, VROC ko si. Lati muu ṣiṣẹ, o gbọdọ fi bọtini iwe-aṣẹ hardware VROC sori ẹrọ.

Iwe-aṣẹ VROC boṣewa gba ọ laaye lati ṣẹda awọn akopọ disk pẹlu awọn ipele RAID 0, 1 ati 10. Ẹya Ere naa gbooro atokọ yii pẹlu atilẹyin RAID5.

Imọ-ẹrọ Intel® VROC lori awọn modaboudu ode oni n ṣiṣẹ ni apapo pẹlu Ẹrọ Iṣakoso Iwọn didun Intel® (VMD), eyiti o pese agbara gbigbona fun awọn awakọ NVMe.

Intel® VROC Standard License Awọn eto ti wa ni tunto nipasẹ Eto IwUlO nigbati olupin bata. Lori taabu To ti ni ilọsiwaju Intel® foju RAID lori Sipiyu ohun kan han, nibi ti o ti le tunto disk orunkun.

Ṣiṣẹda eto RAID1 lori awọn awakọ meji
Intel® VROC ọna ẹrọ ni o ni awọn oniwe-ara aces soke awọn oniwe-apo. Awọn ọna disiki ti a ṣe pẹlu lilo VROC ni ibamu pẹlu Linux Software RAID. Eyi tumọ si pe ipo awọn akojọpọ le ṣe abojuto ni /proc/mdstat ati ṣiṣe nipasẹ mdadm. “ẹya-ara” yii jẹ atilẹyin ni ifowosi nipasẹ Intel. Lẹhin apejọ RAID1 ni IwUlO Iṣeto, o le ṣe akiyesi amuṣiṣẹpọ ti awọn awakọ ni 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>

Ṣe akiyesi pe o ko le ṣajọ awọn ohun elo lori VROC ni lilo mdadm (awọn akopọ ti o pejọ yoo jẹ Linux SW RAID), ṣugbọn o le yi awọn disiki pada ninu wọn ki o ṣajọ awọn akopọ naa.

LSI MegaRAID 9460-8i

Irisi ti LSI MegaRAID 9460-8i oludari
Oluṣakoso RAID jẹ ojutu ohun elo ti o duro nikan. Alakoso ṣiṣẹ nikan pẹlu awọn awakọ ti a ti sopọ taara si rẹ. Adarí RAID yii ṣe atilẹyin fun awọn awakọ NVMe 24. O jẹ atilẹyin NVMe ti o ṣeto oludari yii yatọ si ọpọlọpọ awọn miiran.

Akojọ aṣayan akọkọ ti oludari hardware
Nigbati o ba nlo ipo UEFI, awọn eto oludari ni a ṣepọ si IwUlO Iṣeto. Ti a ṣe afiwe si VROC, akojọ oludari ohun elo dabi eka pupọ diẹ sii.

Ṣiṣẹda RAID1 lori awọn disiki meji
Ṣiṣalaye bi o ṣe le tunto awọn akopọ disiki lori oluṣakoso ohun elo jẹ koko elege kuku ati pe o le jẹ idi fun nkan ti o ni kikun. Nibi a yoo fi opin si ara wa nikan si ṣiṣẹda RAID0 ati RAID1 pẹlu awọn eto aiyipada.

Awọn disiki ti a ti sopọ si oludari hardware ko han si ẹrọ ṣiṣe. Dipo, oludari “awọn iboju iparada” gbogbo awọn eto RAID bi awakọ SAS. Awọn awakọ ti a ti sopọ si oludari, ṣugbọn kii ṣe apakan ti akopọ disiki, kii yoo ni iraye si nipasẹ 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.

Bi o ti jẹ pe a para bi awọn awakọ SAS, awọn ọna NVMe yoo ṣiṣẹ ni awọn iyara PCIe. Sibẹsibẹ, ẹya yii gba ọ laaye lati bata lati NVMe ni Legacy.

igbeyewo imurasilẹ

Ọna kọọkan ti siseto awọn akopọ disk ni awọn anfani ati awọn alailanfani tirẹ. Ṣugbọn iyatọ iṣẹ wa nigbati o ba n ṣiṣẹ pẹlu awọn ohun elo disk?

Lati ṣaṣeyọri ododo ti o pọju, gbogbo awọn idanwo yoo ṣee ṣe lori olupin kanna. Iṣeto rẹ:

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.

Awọn ẹya idanwo jẹ P4510, idaji eyiti o sopọ si modaboudu, ati idaji miiran si oludari RAID. M.2 naa nṣiṣẹ Ubuntu 20.04 ati pe awọn idanwo naa yoo ṣiṣẹ ni lilo ẹya fio 3.16.

Igbeyewo

Ni akọkọ, jẹ ki a ṣayẹwo awọn idaduro nigba ṣiṣẹ pẹlu disiki naa. A ṣe idanwo naa ni okun kan, iwọn bulọki jẹ 4 KB. Idanwo kọọkan gba iṣẹju marun 5. Ṣaaju ki o to bẹrẹ, ẹrọ ti o baamu ti ṣeto si ko si bi oluṣeto I/O. Aṣẹ fio dabi eyi:

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

Lati awọn abajade fio a gba clat 99.00%. Awọn esi ti wa ni han ninu tabili ni isalẹ.

kika laileto, μs
Gbigbasilẹ laileto, μs

Ṣiṣẹ
112
78

Linux SW igbogun ti, RAID0
113
45

VROC, RAID0
112
46

LSI, RAID0
122
63

Linux SW igbogun ti, RAID1
113
48

VROC, RAID1
113
45

LSI, RAID1
128
89

Ni afikun si awọn idaduro nigbati iwọle si data, Emi yoo fẹ lati rii iṣẹ ti awọn awakọ foju ki o ṣe afiwe wọn pẹlu iṣẹ disiki ti ara. Paṣẹ lati ṣiṣẹ fio:

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

Iṣẹ ṣiṣe jẹ iwọn ni awọn ofin ti awọn iṣẹ I/O. Abajade ti wa ni gbekalẹ ninu tabili ni isalẹ.

Aileto kika 1 o tẹle ara, IOPS
Laileto kikọ 1 o tẹle, IOPS
Awọn ọna kika 128 ID, IOPS
Kọ ID 128 awọn okun, IOPS

Ṣiṣẹ
11300
40700
453000
105000

Linux SW igbogun ti, RAID0
11200
52000
429000
232000

VROC, RAID0
11200
52300
441000
162000

LSI, RAID0
10900
44200
311000
160000

Linux SW igbogun ti, RAID1
10000
48600
395000
147000

VROC, RAID1
10000
54400
378000
244000

LSI, RAID1
11000
34300
229000
248000

O rọrun lati rii pe lilo oluṣakoso ohun elo kan ni abajade ni airi ti o pọ si ati kọlu iṣẹ kan ni akawe si awọn solusan sọfitiwia.

ipari

Lilo awọn solusan ohun elo lati ṣẹda awọn akopọ disk lati awọn disiki meji dabi aibikita. Sibẹsibẹ, awọn iṣẹ-ṣiṣe wa nibiti lilo awọn olutona RAID jẹ idalare. Pẹlu dide ti awọn oludari ti o ṣe atilẹyin wiwo NVMe, awọn olumulo ni aye lati lo awọn SSD yiyara ni awọn iṣẹ akanṣe wọn.

Awọn olumulo ti o forukọsilẹ nikan le kopa ninu iwadi naa. wọle, Jowo.

Ṣe o nlo awọn ojutu RAID?

29,6%Bẹẹni, hardware solusan32
50,0%Bẹẹni, software solusan54
16,7%No18
3,7%Ko si RAID nilo4

108 olumulo dibo. 14 olumulo abstained.

orisun: www.habr.com

Awọn eto RAID lori NVMe