RAID контроллер и их преимущества – Сервер Гид
RAID контроллер — это плата или чип, расположенный между операционной системой и накопителями, обычно жесткими дисками, управляющая массивом RAID.
Массив RAID — это группа дисков, которые вместе действуют как единая система хранения.
RAID — это метод повышения производительности и надежности, позволяющий хранить одни и те же данные в разных местах на нескольких жестких дисках. Контроллеры RAID содержат в себе инструкции или протоколы для выполнения этой задачи и управляют ими.
Существует множество классификаций уровней массивов RAID. Обычно используемые типы RAID включают RAID 0 (чередование данных), RAID 1 (зеркальное отображение диска) и контроллер RAID 5 (чередование с распределенной четностью). Все уровни и типы RAID конфигураций вы можете найти тут.
Контроллеры RAID классифицируются по нескольким характеристикам, включая типы дисков, такие как SATA или SAS, количество портов и количество дисков, которые они могут поддерживать, конкретные уровни RAID, архитектуру интерфейса и объем памяти, существующий в собственном кэше.
Например, это означает, что контроллер, изготовленный для среды SATA, не будет работать с массивом SAS, и что контроллер RAID 1 не может быть преобразован в RAID 10.
Контроллеры RAID не являются контроллерами хранилища. Контроллеры хранения представляют собой активные диски для ОС, а контроллер RAID действует как кэш ОЗУ и обеспечивает функциональность RAID. Количество и тип RAID-дисков зависит от конфигурации RAID-контроллера.
Конфигурации RAID-контроллеров
Контроллеры RAID доступны в двух основных конфигурациях: в виде шин или плат контроллера и внешних периферийных устройств. Аппаратный RAID на основе шины или платы контроллера — это обычный тип аппаратного RAID, который чаще всего используется для систем начального уровня. Эта специализированная карта RAID-контроллера (компьютерная плата) устанавливается в ПК или сервер, и к ней подключаются диски массива. По сути, он заменяет хост-адаптер SCSI или контроллер IDE / ATA, который обычно используется для взаимодействия между системой и жесткими дисками; он взаимодействует с дисками, используя SCSI или IDE / ATA, и отправляет данные остальной части ПК по системной шине (обычно PCI).
Эти устройства часто называют контроллерами SCSI Raid, контроллерами RAID хоста SCSI или контроллерами PCI RAID. Некоторые материнские платы, особенно предназначенные для серверных систем, поставляются с некоторым вариантом встроенного драйвера контроллера RAID. Они встроены в материнскую плату, но работают точно так же, как дополнительная плата на базе шины. Единственное отличие состоит в том, что встроенные контроллеры могут снизить общую стоимость.
Внешние RAID-контроллеры представляют собой автономные устройства блочного типа для использования с системами проектирования более высокого уровня. В этом случае RAID контроллер полностью выносится из системы в отдельный ящик. В отличие от плат контроллера RAID, они не монтируются в корпусе для плат или на материнской плате. Внутри коробки RAID-контроллер управляет дисками в массиве, обычно используя SCSI, а затем представляет логические диски массива через стандартный интерфейс (опять же, как правило, вариант SCSI) серверу, использующему массив.
Сервер видит массив или массивы как один или несколько очень быстрых жестких дисков; RAID полностью скрыт от машины. По сути, одно из этих устройств действительно представляет собой целый компьютер с выделенным процессором, который управляет массивом RAID и действует как канал между сервером и массивом.
Аппаратный RAID находится на плате контроллера PCI-X или PCIe или на интегрированной материнской плате. RAID-on-Chip (ROC).
- Основное преимущество: разгружает задачи RAID с хост-системы, повышая производительность. чем программный RAID. Карты контроллера можно легко заменить для замены и обновления. Можно создать резервную копию данных, чтобы предотвратить потерю в случае сбоя питания.
- Основной недостаток: дороже программного RAID.
Программный RAID полностью работает на центральном процессоре системы главного компьютера.
- Основное преимущество: более низкая стоимость из-за отсутствия оборудования для RAID.
- Основной недостаток: более низкая производительность RAID. Нет резервной копии данных
Архитектура контроллера аппаратного дороже, чем программный RAID-массив, но увеличивает производительность системы и не подвержена ошибкам загрузки.
- Кэш-память. RAID на основе контроллера обычно предоставляет дополнительную кэш-память, которая ускоряет операции RAID.
- Выделенная обработка. Системы на основе контроллеров независимо от ОС управляют конфигурацией RAID. А так как RAID-контроллер не требует вычислительной мощности диска, емкость и скорость выигрывают по сравнению с программным RAID.
- Отсутствие ошибок загрузки. А поскольку программный RAID-массив находится в ОС, он подвержен ошибкам загрузки, которые могут поставить под угрозу весь массив. Ошибки загрузки не повлияют на контроллеры RAID.
Всё, что вы хотели узнать о RAID-контроллерах, но лень было искать / Хабр
Дисковый массив с нотками ретро.
На плечах RAID-контроллеров лежит ответственная задача — управление дисковой подсистемой, то есть всей информацией, хранимой на сервере. Именно они отвечают за работу дисковых массивов, позволяя повысить производительность сервера или надёжность хранения данных. Поэтому давайте поговорим о RAID-контроллерах, установленных в серверы вендоров «большой тройки», об их возможностях и особенностях.
Что такое RAID-контроллер?
Чаще всего задачи, выполняемые серверами, требуют высокой скорости чтения/записи данных и/или необходимость сохранить данные при выходе из строя самих накопителей. Поэтому установка в сервер единственного диска редко имеет смысл. Этот вариант можно рассматривать, если нагрузка будет совсем небольшой, а сохранность данных не волнует вовсе. Да и объёмы информации, которыми оперируют серверы, часто требуют куда больше пространства для хранения, чем может дать один диск. А чем больше накопителей, тем выше вероятность выхода из строя, особенно при высокой нагрузке.
Проблемы производительности и отказоустойчивости дисковой подсистемы решаются с помощью создания массивов: логических структур, в которые с помощью RAID-контроллера объединяется несколько накопителей — жёстких дисков и SSD. При этом массив выглядит для системы единым пространством для хранения данных.
Существует много видов массивов, отличающихся производительностью, надёжностью хранения данных и минимально необходимым количеством дисков. Выбор конкретного вида зависит от ваших задач и потребностей, а также от возможностей самого RAID-контроллера.
RAID-контроллеры делятся на:
- Программные. Вся нагрузка по управлению массивом ложится на центральный процессор. Наименее производительное и отказоустойчивое решение.
- Интегрированные. Встроены в материнскую плату. Отдельный чип выполняет часть задач по управлению, но всё же тоже задействует центральный процессор. Интегрированные контроллеры могут иметь собственную кэш-память. По сравнению с программными, поддерживают больше видов массивов, работают куда быстрее и надёжнее.
- Аппаратные. Выполнены в виде плат расширения или отдельных устройств, размещаемых вне сервера (внешние, или мостовые контроллеры). Оснащены собственным процессором, выполняющим все необходимые вычисления, и, как правило, кэш-памятью. Модульные контроллеры могут иметь внешние и внутренние порты:
- Внутренние — предназначены для подключения накопителей, установленных в сам сервер.
- Внешние — используются для подключения внешних дисковых хранилищ.
Даже если ваш сервер оснащён интегрированным RAID-контроллером, то при необходимости можно будет установить и модульный, если имеющихся возможностей, скорости и надёжности вам будет недостаточно.
Если на борту RAID-контроллера есть кэш-память, то она может использоваться для промежуточного хранения записываемых или считываемых данных. Это позволяет эффективнее управлять операциями ввода/вывода.
Чтобы при сбое питания не потерять данные, находящиеся в кэше, используется два разных подхода:
- контроллер оснащается собственной батарейкой (BBU — Battery Backup Unit), позволяющей хранить данные в памяти до 3 суток,
- либо дополнительной флэш-памятью, питаемой от ёмкого конденсатора. При сбое питания в неё выгружает содержимое кэша. А поскольку флэш-память потребляет очень мало энергии, то и данные в ней сохраняются месяцами. Обратите внимание, что флэш-память используется только при сбое питания.
При сбое питания в неё выгружает содержимое кэша. А поскольку флэш-память потребляет очень мало энергии, то и данные в ней сохраняются месяцами. Обратите внимание, что флэш-память используется только при сбое питания.И как только сервер заработает, контроллер первым делом скидывает содержимое кэша на диск. При наличии батарейки можно активировать режим WriteBack: при записи на диск контроллер сообщит об успешном выполнении операции уже в тот момент, когда данные попадут в кэш, а затем в «фоновом» режиме скинет их на диски. Поэтому другие процессы проведут меньше времени в ожидании подтверждения.
Некоторые RAID-контроллеры позволяют увеличить объём кэш-памяти и установить батарейку, если они её не имеют. Чем больше размер кэша контроллера, тем выше производительность RAID-массивов.
RAID-контроллеры в серверах «большой тройки»
Чтобы не превращать статью в археологическое исследование, ограничимся только теми контроллерами, что используются в поколениях серверов начиная с 2009-2010:
HP: Gen7, Gen8, Gen9
Dell: Gen11, Gen12, Gen13
IBM: M3, M4, M5
Дальше идут громоздкие и скучные таблицы.
HP
Dell
IBM
Большинство RAID-контроллеров HP и Dell изначально поддерживают все основные виды массивов. У IBM таких моделей — по пальцам пересчитать, почти в каждом случае придётся устанавливать на контроллер 1-2 дополнительных модуля апгрейда, что не слишком удобно.
Другая интересная особенность RAID-контроллеров IBM — большинство из них применяются в серверах нескольких поколений. У HP и Dell другая склонность — с выпуском нового поколения серверов они обычно выпускают и новое поколение контроллеров.
Как выбрать подходящий контроллер?
Если вы решили апгрейдить сервер и озаботились выбором RAID-контроллера, то в первую очередь исходите из ваших потребностей.
Вам нужна хорошая производительность, но не волнует сохранность данных? Или хочется с небольшими усилиями повысить отказоустойчивость, поступившись скоростью? Понадобился простенький веб-сервер для нужд разработки? Достаточно выбрать недорогой контроллер и создать RAID 0 или 1.
Можно даже без кэш-памяти.
При желании сэкономить на накопителях или выжать всю возможную ёмкость из имеющихся, рассмотрите вариант с RAID 5 или 50. Это вполне годное решение для создания архивов. Для таких задач достаточно взять контроллер с поддержкой нужного вида RAID и кэш-памятью среднего объёма.
При создании высокоскоростных и надёжных массивов под базы данных, или больших хранилищ под файловые серверы, нужны производительные контроллеры с большим объёмом кэш-памяти и высокой пропускной способностью. Это тот случай, когда экономия на одном устройстве может свести на нет все ваши усилия.
Что такое RAID-контроллер?
Переключить навигацию
Поиск
Trustpilot
нас
Меню
Счет
RAID-контроллер, также известный как контроллер дискового массива, представляет собой тип компонента хранилища, который управляет дисками в инфраструктуре RAID.
У RAID-контроллера две основные функции: объединение нескольких низкоскоростных дисков или дисков малой емкости в один более быстрый и объемный диск, чтобы они работали как логическое устройство; и для создания избыточности для обеспечения удобства использования данных в случае отказа диска.
Как работает RAID-контроллер?
RAID-контроллер работает путем виртуализации дисков в отдельные группы с определенными характеристиками защиты данных и резервирования. Внешний интерфейс обычно связывается с сервером через адаптер шины хоста, тогда как внутренний интерфейс управляет базовыми дисками и взаимодействует с ними.
Контроллер хранилища представляет ОС активные диски, а контроллер RAID действует как кэш-память ОЗУ и обеспечивает функциональность RAID.
Таким образом, RAID-контроллер не является контроллером хранилища.
Контроллер RAID, изготовленный для среды SATA, не будет работать с массивом SAS. Это связано с тем, что RAID-контроллеры классифицируются по нескольким характеристикам, таким как протокол типа диска (SATA или SAS), количество портов и количество дисков, архитектура интерфейса, конкретные уровни RAID и объем памяти в собственном кэше. Идентификация и количество дисков RAID зависят от конфигурации контроллера RAID.
Что делает контроллер RAID?
Контроллер RAID будет очень полезен для вас или вашего бизнеса, если время безотказной работы и доступность имеют первостепенное значение. В то время как резервные копии застрахуют вас от потери данных, восстановление больших объемов данных (например, в случае отказа диска) может занять много часов. Если этим резервным копиям уже несколько часов или дней, вы потеряете все данные, сохраненные или измененные с момента последней резервной копии.
Однако не рекомендуется использовать RAID в качестве полной замены для резервного копирования, потому что RAID не обеспечивает 100% безотказной работы (ничто не может!). Существует семь различных уровней RAID, о которых следует знать:
- RAID 0: использует чередование дисков и не предлагает избыточности — если какой-либо из дисков на этом уровне выйдет из строя, блок RAID выйдет из строя.
- RAID 5: равномерно распределяет операции чтения и записи, используя чередование на уровне блоков с распределенной четностью, что означает, что ни один диск не станет узким местом.
- RAID 6: работает аналогично RAID 5, но добавляет дополнительный блок четности на каждый диск в массиве.
- RAID 10: можно комбинировать уровни для получения двузначного уровня RAID, поэтому этот уровень представляет собой комбинацию уровней 1 и 0, что делает этот уровень устойчивым и быстрым одновременно.
- RAID 50: этот уровень объединяет уровни 5 и 0, что позволяет этому уровню обеспечивать повышенную защиту данных и быстрое восстановление.
- RAID 60: этот уровень объединяет уровни 6 и 0 и широко известен как защита от отказа двух дисков.
Как проверить RAID-контроллер
Если на вашем ПК или сервере нет RAID-контроллера, вы можете его установить. Существуют различные типы RAID-контроллеров: плата RAID-контроллера, автономный блок RAID-контроллера или даже отдельный корпус. Если вы хотите просмотреть состояние вашего RAID-контроллера, в большинстве случаев вам потребуется установить для этого специальное программное обеспечение.
Важно знать, что RAID может выполняться с помощью программного или аппаратного обеспечения. Если у вас есть аппаратный RAID, вы обычно можете найти его в слоте PCIe на материнской плате ПК. Обработка происходит в отдельной системе RAID, в отличие от программного RAID, что снижает нагрузку на центральный процессор системы. В программном варианте RAID выполняется с помощью программного обеспечения, развернутого в операционной системе.
Сначала определив свои требования, затем можно определить, какой уровень/тип RAID-контроллера будет наиболее подходящим.
В дополнение к конкретным уровням RAID, описанным выше, RAID-контроллеры также классифицируются по типу диска (например, SATA или SAS), количество поддерживаемых портов и дисков, архитектура интерфейса и объем памяти в собственном кэше. Например, RAID-контроллер, изготовленный для массива SAS, не будет работать в среде SATA. Кроме того, контроллер RAID 1 нельзя преобразовать в контроллер RAID 10.
Ознакомьтесь с нашим ассортиментом RAID-контроллеров здесь или свяжитесь с нами для получения дополнительной информации.
Товары и услуги
О нас
Служба поддержки клиентов
Что такое RAID-контроллер и каковы его преимущества?
- Миниинструмент
- Вики-библиотека MiniTool
- Что такое RAID-контроллер и каковы его преимущества?
RAID-контроллер
Определение
Что такое RAID-контроллер? RAID-контроллер — это карта или микросхема, расположенная между операционной системой и накопителем (обычно жестким диском).
Если вы хотите получить некоторую информацию о RAID, вы можете найти ее на официальном сайте MiniTool.
Что делает контроллер RAID? Они виртуализируют диски в разные группы с особыми функциями защиты данных и резервирования. Внешний интерфейс обычно взаимодействует с сервером через хост-адаптер (HBA). Серверная часть взаимодействует с базовым носителем данных и управляет им; обычно это ATA, SCSI, SATA, SAS или Fibre Channel.
Контроллеры RAID классифицируются по нескольким характеристикам, включая типы дисков (например, SATA или SAS), определенные уровни RAID, а также количество портов и поддерживаемых дисков. RAID-контроллер не является контроллером хранилища. Контроллер хранилища предоставляет системе активный диск, а контроллер RAID выступает в роли кэш-памяти ОЗУ и обеспечивает функции RAID.
Преимущества
Теперь давайте рассмотрим преимущества карты RAID-контроллера. Архитектура аппаратного RAID-контроллера дороже, чем программный RAID, но она может повысить производительность системы без ошибок при загрузке.
Преимущества заключаются в следующем:
Кэш-память
RAID на основе контроллера обычно предоставляет дополнительную кэш-память для ускорения операций RAID.
Выделенная обработка
Система на основе контроллера независимо управляет конфигурацией RAID в дополнение к операционной системе. Более того, емкость и скорость RAID-контроллеров превосходят программные RAID-контроллеры, поскольку RAID-контроллерам не требуются возможности обработки дисков.
Отсутствие ошибок загрузки
Кроме того, на него влияют ошибки загрузки, которые могут повредить весь массив, поскольку программный RAID находится в операционной системе. Однако на RAID-контроллеры ошибки загрузки не повлияют.
Аппаратные и программные RAID-контроллеры
Аппаратные: RAID-контроллер
Выделенный аппаратный контроллер имеет две разные архитектуры: внешняя карта RAID-контроллера и внутренний RAID-на-чипе.
Карта RAID-контроллера: Карта RAID-контроллера — это карта расширения, вставляемая в слот материнской платы PCIe или PCI-X.
Он имеет процессор RAID и процессор ввода-вывода с интерфейсом диска.
RAID-on-chip: Более дешевый RAID-on-chip — это одна микросхема материнской платы со встроенным хост-интерфейсом, интерфейсом ввода-вывода жесткого диска, процессором RAID и контроллером памяти.
Программный RAID: серверный RAID
Программный RAID предоставляет услуги RAID от хоста. Он бывает двух типов: программный RAID и гибридный аппаратно-программный RAID.
Только программный RAID: Программный RAID как встроенная функция системы делает его наименее дорогим из всех вариантов RAID. Хост-приложение управляет вычислениями RAID и использует HBA или собственные интерфейсы ввода-вывода для подключения к накопителям.
Гибридный аппаратный RAID: Гибридный аппаратно-программный RAID обеспечивает функции RAID BIOS с материнской платы или HBA с помощью аппаратного компонента. Гибридная технология добавляет еще один уровень, и цена только программного обеспечения выше, но она может защитить системы RAID от ошибок загрузки операционной системы.
Различные уровни RAID
Контроллеры RAID относятся к уровням RAID. Наиболее распространенными уровнями являются RAID 0, 1, 5/6 и 10. Ниже приведены подробности:
RAID 0: Чередование — RAID 0 — единственный уровень RAID, который не обеспечивает избыточность, а только повышает производительность жесткого диска. . RAID 0 разделяет файлы и данные на два или более дисков и рассматривает разделенные диски как один раздел.
RAID 1: Зеркалирование — RAID 1 работает на двух или более рабочих столах для обеспечения избыточности данных и аварийного переключения. Он читает и записывает одни и те же данные на каждый диск. Если зеркальный диск выйдет из строя, файл будет полностью присутствовать на работающем диске.
Raid 5/6: чередование с контролем четности/двойным контролем четности — RAID 5/6 сочетает в себе производительность RAID 0 с избыточностью RAID 1, но требует около одной трети доступной емкости.