Апаратны RAID супраць праграмнага RAID: разуменне, параўнанне RAID-кантролераў і іх прымянення

Да гэтага часу ў нашай серыі RAID мы паглыбіліся ў тое, што такое RAID, і вызначылі яго як лішні масіў незалежных дыскаў або серыі жорсткіх дыскаў, злучаных разам для захоўвання даных пэўным чынам.Акрамя таго, мы разгледзелі розныя ўзроўні RAID, што яны азначаюць, для чаго выкарыстоўваюцца, а таксама іх перавагі і недахопы.

Цяпер, калі ў нас ёсць уся гэтая інфармацыя, нам проста трэба адказаць на адно пытанне: як усё гэта працуе?

Адказ - RAID-кантролер, прылада або праграма, якая паведамляе камп'ютэру, што рабіць з атрыманымі дадзенымі і дзе іх захоўваць.RAID-кантролер з'яўляецца сапраўдным мозгам масіва RAID і можа прымаць форму апаратнага RAID-кантролера або праграмнага RAID-кантролера.У гэтым артыкуле мы даведаемся аб кантролерах soft RAID і жорсткіх RAID, а таксама пра тое, калі які варыянт выкарыстоўваць.

Што такое жорсткі RAID?

Апаратнае рашэнне RAID - гэта спецыяльная сістэма апрацоўкі, якая змяшчае ўласны працэсар і памяць для запуску масіва RAID.У гэтай рэалізацыі ўсе жорсткія дыскі падлучаны да кантролера RAID, які будзе фізічна кантраляваць і падтрымліваць канфігурацыю RAID.Праца апаратнага RAID-кантролера заключаецца ў кіраванні вашымі жорсткімі дыскамі і прадстаўленні іх вашаму камп'ютару ў выглядзе адной або некалькіх лагічных адзінак.

З апаратным RAID ваш кантролер можа быць аўтаномнай фізічнай картай на аснове карты, або гэта можа быць ROC, што расшыфроўваецца як тэхналогія "RAID on Chip", якая ўяўляе сабой інтэграванае абсталяванне, якое пастаўляецца з уласнай мацярынскай платай.У некаторых выпадках апаратны RAID-кантролер будзе настроены як асобная невялікая камп'ютэрная сістэма, прысвечаная вашаму RAID-дадатку, здымаючы ўсе задачы з галоўнага кампутара.

Карта дыскрэтнага апаратнага RAID-кантролера

Гэтая рэалізацыя RAID-кантролера ўяўляе сабой карту пашырэння з убудаваным працэсарам RAID, які часам называюць працэсарам уводу-вываду.Ён таксама змяшчае ўласны інтэрфейс жорсткага дыска (кантролер уводу-вываду).

Часцей за ўсё ён падключаецца да слота PCIe або PCI-X мацярынскай платы, і ўсе функцыі RAID з яго цалкам не залежаць ад вашага хоста.

Ён працуе, цалкам пераносячы ўсе задачы на ​​рэзервовыя падсістэмы захоўвання, так што нават падчас збояў дыска прадукцыйнасць хост-сістэмы не ўплывае.

Перавагі асобных RAID-карт фізічнага абсталявання:

• • На фізічнай карце ёсць некалькі інтэрфейсаў уводу/вываду.Гэта дазваляе пашырыць масіў, каб павялічыць ёмістасць, дадаўшы столькі жорсткіх дыскаў, колькі вам трэба.
  • Хост-сістэма не закранута.Наяўнасць некалькіх масіваў RAID не ўплывае на прадукцыйнасць хост-сістэмы.Вы можаце перанесці адзін або некалькі масіваў RAID у іншыя аперацыйныя сістэмы або хост-сістэмы без уплыву пры неабходнасці.

 

• Прыкладання RAID не залежаць ад хаст-сістэмы.Калі сістэма выходзіць з ладу, цэласнасць дадзеных застаецца некранутай.
• Прадухіленне адключэння электраэнергіі.Запісы, якія выконваюцца, адсочваюцца, захоўваючы дадзеныя ў бяспецы ў выпадку адключэння электрычнасці.
• Засцярога ад віруса.Апаратныя масівы RAID не залежаць ад хаст-сістэмы, што робіць іх менш уразлівымі для вірусных нападаў.
• Забяспечвае выдатную прадукцыйнасць.Апаратны RAID здымае ўсе задачы RAID з хаста, забяспечваючы лепшую прадукцыйнасць хост-сістэмы.
• Абсталяваны спецыяльным графічным інтэрфейсам і праграмным забеспячэннем.Спрашчае наладжванне і абслугоўванне масіваў RAID.
• Можа быць перанесены і заменены пры неабходнасці.Вашу фізічную карту можна ўставіць у любую сістэму, замяніць або абнавіць пры неабходнасці.
• Падтрымліваюцца пашыраныя функцыі RAID.Такія, як міграцыя на ўзроўні масіва, пашырэнне ёмістасці ў інтэрнэце, гарачая замена дыска і г.д.
• З кэшам кантролера.Час доступу павялічваецца па меры кэшавання памяці.

дыскрэтныНедахопы RAID-карт фізічнага абсталявання:

• дорага.У параўнанні з іншымі рашэннямі RAID, гэта значна даражэй, таму што канчатковыя карыстальнікі павінны купляць працэсары ўводу-вываду і дадатковыя дыскі памяці для пашырэння.У дадатак да гэтага вам трэба купіць фізічную карту.

Апаратная тэхналогія RAID Raid-on-Chip (RoC).

Гэтая рэалізацыя прадастаўляецца ў выглядзе чыпа, інтэграванага ў матчыну плату, і звычайна змяшчае працэсар RAID, кантролер памяці, хост-інтэрфейс, інтэрфейс уводу/вываду для падключэння жорсткага дыска і памяць.

Перавагі апаратнай тэхналогіі Raid-on-Chip:

• Абарона пры загрузцы/запуску.Масіў абараняе дадзеныя падчас і падчас запуску, ухіляючы любыя памылкі.
• RAID не залежыць ад хаста.Гэта абараняе даныя ад сістэмных збояў.
• Не дзівіцца вірусамі.Масіў не залежыць ад хост-сістэмы, што робіць яго менш уразлівым для вірусаў.
• Уплыў на сістэму невялікі.Разгрузіце задачы з хоста, каб гэтая ўстаноўка працавала для RAID 5 і 6.
• Кэш на кантролеры.Час доступу павялічваецца па меры кэшавання памяці.
• Падтрымліваюцца пашыраныя функцыі RAID.Такія, як міграцыя на ўзроўні масіва, пашырэнне ёмістасці ў інтэрнэце, гарачая замена дыска і г.д.
• Абсталяваны спецыяльным графічным інтэрфейсам і праграмным забеспячэннем.Спрашчае наладжванне і абслугоўванне масіваў RAID.

Апаратны рэйд Недахопы тэхналогіі -on-Chip:

• Ўмераны кошт.Выкарыстанне меншай колькасці фізічных кампанентаў, чым стандартны фізічны кантролер, зніжае кошт, але па-ранейшаму даражэй, чым праграмны RAID.
• Нізкая гнуткасць.Пераход на іншыя сістэмы немагчымы без аналагічнага рашэння RoC.

што軟RAID?

Калі масіў RAID падлучаны да камп'ютара без фізічнага кантролера, камп'ютэру патрэбныя інструкцыі па яго эксплуатацыі і выкарыстанні.Гэта робіцца з дапамогай праграмы пад назвай праграмны RAID-кантролер, які выкарыстоўвае цэнтральны працэсар кампутара для накіравання інфармацыі.Вы можаце рэалізаваць праграмны RAID як чыста праграмнае прыкладанне, якое працуе ў аперацыйнай сістэме, або вы можаце выкарыстоўваць праграмнае рашэнне RAID з апаратнай падтрымкай.

Праграмнае прымяненне чыстага RAID

Рашэнне выкарыстоўвае прыкладанні, якія працуюць на мэйнфрэйме, і не патрабуе абсталявання.Ён выкарыстоўвае жорсткі дыск, які падключаецца непасрэдна да камп'ютэрнай сістэмы праз убудаваны інтэрфейс уводу-вываду або беспрацэсарны адаптар хост-шыны.Пасля загрузкі праграмнага забеспячэння RAID стане актыўным.Звычайна ён убудоўваецца непасрэдна ў аперацыйную сістэму без дадатковых выдаткаў для канчатковага карыстальніка.

Перавагі выкарыстання чыстага праграмнага прыкладання RAID:

• • Убудаваны ў аперацыйную сістэму.Няма дадатковых выдаткаў на функцыянальнасць праграмнага RAID пры рэалізацыі з дапамогай праграмнага RAID аперацыйнай сістэмы.

 

• Вельмі гнуткі.Асабліва пры выкарыстанні ў вялікіх серверах чысты праграмны RAID можа быць адаптаваны для розных сітуацый.

Недахопы выкарыстання чыстых праграмных RAID-прыкладанняў:

• Дадзеныя не абаронены ад збояў загрузкі.Любыя пашкоджаныя даныя, якія ўзнікаюць падчас запуску, будуць нераспазнаны і непрацаздольныя камп'ютарам, пакуль не запусціцца праграма RAID.
• Дадатковая нагрузка на сістэму.Чым больш рэсурсаў патрабуе масіў, тым большы яго ўплыў на прадукцыйнасць сістэмы.Больш складаныя ўстаноўкі RAID 5 будуць больш працаёмкімі, чым масівы RAID 0, 1 або 2.
• Уразлівы да вірусаў.Запуск ўнутры аперацыйнай сістэмы азначае, што вірусы могуць уплываць на прадукцыйнасць масіва ў дадатак да сістэмы.
• Збоі сістэмы парушаюць цэласнасць даных.Любыя апаратныя або праграмныя праблемы, з якімі сутыкаецца сістэма, могуць паўплываць на дадзеныя ў масіве.
• Абмежаваная міграцыя АС.Калі вам трэба змяніць сістэму або абнавіць АС, вы не зможаце зрабіць гэта, калі новая АС не падтрымлівае функцыянальнасць RAID.
• Кэша зваротнай запісу няма.Акумулятар нельга дадаць да праграмнага RAID, калі апаратны RAID можа працаваць у рэжыме "зваротнага запісу" з дапамогай акумулятара.Гэта азначае, што вы страціце дадатковы ўзровень абароны.

Праграмны RAID з апаратным забеспячэннем

Рашэннем з'яўляецца гібрыдная мадэль, якая выкарыстоўвае праграмнае забеспячэнне і дадатковае абсталяванне для пераадолення слабых месцаў RAID чыстага праграмнага забеспячэння аперацыйнай сістэмы, такіх як адсутнасць абароны пры загрузцы.Ён працуе з выкарыстаннем RAID BIOS, інтэграванага ў матчыну плату, які абараняе загрузку хост-сістэмы, таму любое пашкоджанне дадзеных не прывядзе да непрацаздольнасці сістэмы.Звычайна ён пастаўляецца з вялікай колькасцю драйвераў для некалькіх аперацыйных сістэм, што паляпшае сумяшчальнасць.

Перавагі выкарыстання праграмнага RAID з апаратнай падтрымкай:

• • Выдаткі на ўкараненне ўмераныя.Усё, што вам трэба, гэта дадатковая карта або дадатковая флэш-памяшканне для рэалізацыі праграмнага RAID з апаратнай падтрымкай.Калі працуе канфігурацыя RAID 5, існуе дадатковая плата за апаратныя паскаральнікі.

 

• Калі загрузны дыск не працуе, дадзеныя будуць абаронены.Калі ваш загрузны дыск сустракае памылку або цалкам выходзіць з ладу, гэта не паўплывае негатыўна на даступнасць даных.
• Лёгка наладжваецца.Масівы RAID простыя ў абслугоўванні і наладзе, калі вы запускаеце іх з дапамогай спецыяльнага графічнага інтэрфейсу карыстальніка з праграмным забеспячэннем аперацыйнай сістэмы.

Недахопы выкарыстання праграмнага RAID з апаратнай падтрымкай:

• • Дадатковая нагрузка на сістэму.Чым больш рэсурсаў патрабуе масіў, тым большы яго ўплыў на прадукцыйнасць сістэмы.Гэтая рэалізацыя прымяняецца да канфігурацый RAID 0, 1 і 10.
  • Уразлівы да вірусаў.Працуе непасрэдна ў хаст-сістэме, таму, калі сістэма заразіцца, RAID таксама падыходзіць.
  • Збой сістэмы можа парушыць цэласнасць даных.Збоі сістэмы ўплываюць на цэласнасць і ўзгодненасць даных.
  • З абмежаванымі міграцыямі.Пры такой рэалізацыі RAID кантролер залежыць ад аперацыйнай сістэмы і звязаных з ёй драйвераў.Вы не зможаце выканаць міграцыю без адпаведных драйвераў.Напрыклад, калі вы абнаўляеце аперацыйную сістэму, вам могуць спатрэбіцца абноўленыя драйверы для працы кантролера масіва RAID.

 

• Кэша зваротнай запісу няма.Ён мае толькі скразны рэжым запісу, без рэжыму зваротнага запісу.Без рэжыму зваротнага запісу вы значна страціце прадукцыйнасць запісу.Вы не можаце дадаць акумулятары ў апаратнае праграмнае забеспячэнне, таму вы не атрымаеце гэты ўзровень абароны.

Параўнанне адрозненняў паміж апаратным RAID і праграмным RAID

Цяпер, калі мы ўбачылі плюсы і мінусы апаратных RAID супраць праграмных рэалізацый RAID, давайце паглядзім, як гэтыя два канкуруюць адзін з адным з пункту гледжання прадукцыйнасці, сумяшчальнасці, даступнасці і гнуткасці.

	апаратны RAID	Праграмны RAID
Прадукцыйнасць	Працуе добра/параўнальна з праграмным RAID базавага ўзроўню RAID. Пераўзыходзіць праграмны RAID на ўсіх складаных канфігурацыях RAID. Люстраныя даныя можна аднавіць хутчэй. Некаторыя налады RAID могуць працаваць непаслядоўна пры выкарыстанні масіваў флэш-назапашвальнікаў.	Добра працуе для базавых узроўняў RAID. Складаныя ўзроўні RAID моцна ўплываюць на прадукцыйнасць, што робіць іх непрыдатнымі.
Канфігурацыя ўзроўню RAID	Мае апаратнае шасі з убудаванай падтрымкай усіх базавых узроўняў RAID. Могуць падтрымлівацца ўсе складаныя ўзроўні RAID, але гэта патрабуе дадатковых апаратных карпусоў і больш жорсткіх дыскаў.	Падтрымліваюцца асноўныя ўзроўні RAID. Калі вам патрэбен RAID 3 або RAID 5, патрабуецца дадатковае праграмнае забеспячэнне.
Сумяшчальнасць з АС	Больш канфігурацый RAID на выбар, уключаючы гібрыдныя варыянты. Сумяшчальны з Windows і MAC.	У залежнасці ад выкарыстоўванай аперацыйнай сістэмы.Немагчыма падзяліцца паміж аперацыйнымі сістэмамі. Некаторыя аперацыйныя сістэмы падтрымліваюць толькі пэўныя ўзроўні RAID.
даступнасць	Даражэй наладзіць.	Кошт уваходу вельмі нізкі.
гнуткасць	Усе жорсткія дыскі працуюць як адзін дыск у залежнасці ад аперацыйнай сістэмы хаста. Кожны корпус/масіў жорсткага дыска можна перамяшчаць паміж аперацыйнымі сістэмамі або кампутарамі.	Забяспечвае большую гнуткасць у канфігурацыі кожнага дыска ў сваім корпусе.

Сказаўшы гэта, што вы можаце чакаць ад розных рэалізацый RAID на аснове іх адпаведных кантролераў.

асаблівасць	апаратны RAID	Праграмны RAID	Праграмны RAID з апаратным забеспячэннем
Абарона дадзеных загрузкі?	Так.	Не.	Так.
Кэш зваротнай запісу?	Так.	Не.	Не.
Абарона ад адключэння электрычнасці?	Так.	Не.	Не.
Незалежна ад хост-АС?	Так.	Не.	Не.
успрымальны да вірусаў?	Не.	Так.	Так.
Налады падчас загрузкі?	Так.	Не.	Так.
Перанос АС?	Так.	Не.	абмежавана.

Якія тыповыя выпадкі выкарыстання апаратнага RAID супраць праграмнага RAID?

Цяпер, калі мы разумеем асноўныя адрозненні паміж апаратным RAID і праграмным RAID, давайце паглыбімся ў некаторыя тыповыя серверныя сцэнарыі, дзе вы ўбачыце гэтыя RAID-кантролеры ў дзеянні.

Апаратныя рашэнні RAID

Гэтыя тыпы рашэнняў забяспечваюць найбольшую функцыянальнасць і лепшую прадукцыйнасць.Рэальныя сцэнары ўключаюць:

• Высокапрадукцыйныя серверы або працоўныя станцыі, якія патрабуюць шырокага захоўвання дадзеных.
• Карпаратыўныя серверы, якія патрабуюць прадукцыйнасці, маштабаванасці, гнуткасці і сумяшчальнасці з некалькімі аперацыйнымі сістэмамі.

Толькі праграмнае рашэнне RAID

Гэтыя тыпы рашэнняў ідэальна падыходзяць для масіваў RAID, якія павінны працаваць добра з пункту гледжання прадукцыйнасці і даступнасці даных (думаю, канфігурацыі RAID 0 і RAID 1).Важна адзначыць, што для чыстага праграмнага рашэння RAID яго нельга выкарыстоўваць непасрэдна на загрузным дыску, бо для працы патрабуецца актыўная аперацыйная сістэма.Рэальныя сцэнары ўключаюць:

• Працоўныя станцыі або серверы без вялікіх патрабаванняў да захоўвання дадзеных.
• Няма неабходнасці запускаць абаронены сервер.

Гібрыднае рашэнне

Яны падобныя на чыстыя праграмныя рашэнні RAID, але адчувальныя да кошту і маюць патрабаванні да загрузкі.Рэальныя сцэнары ўключаюць:

• Базавы сервер без патрабаванняў да захоўвання вялікіх дадзеных.
• У выпадку выкарыстання сеткавага сховішча.

Які з іх выбраць, апаратны або праграмны RAID?

Увогуле, апаратны RAID дасць вам больш пераваг, чым праграмны RAID, асабліва калі вы хочаце рэалізаваць складаныя канфігурацыі RAID або гібрыдныя мадэлі.Галоўнае меркаванне - гэта цана, якую вы гатовыя заплаціць за RAID-кантролер.

Параўнанне ўзроўню RAID

Цяпер, калі вы можаце выбраць ідэальны RAID-кантролер для вашай сістэмы, прыйшоў час выбраць правільны ўзровень RAID для выкарыстання.Мы стварылі некалькі глыбокіх параўнанняў, каб зрабіць рашэнне прасцей:

• RAID 0 і RAID 1
• RAID 1 і RAID 5
• RAID 5 і RAID 6
• RAID 5 і RAID 10