Hardware RAID vs Software RAID: Forståelse, sammenligning af RAID-controllere og deres applikationer

Indtil videre i vores RAID-serie har vi dykket ned i, hvad RAID er og defineret det som et redundant array af uafhængige diske eller en række harddiske, der er forbundet med hinanden for at gemme data på en bestemt måde.Derudover har vi dækket de forskellige RAID-niveauer, hvad de betyder, hvad de bruges til og deres fordele og ulemper.

Nu hvor vi har alle disse oplysninger, skal vi bare besvare et spørgsmål: hvordan fungerer det hele?

Svaret er en RAID-controller, en enhed eller et program, der fortæller computeren, hvad den skal gøre med de data, den får, og hvor den skal opbevares.RAID-controlleren er den egentlige hjerne i RAID-arrayet og kan tage form af en hardware-RAID-controller eller en software-RAID-controller.I denne artikel lærer vi om bløde RAID vs. hårde RAID-controllere, og hvornår du skal bruge hvilken mulighed.

Hvad er hårdt RAID?

En hardware RAID-løsning er et dedikeret behandlingssystem, der indeholder sin egen processor og hukommelse til at køre RAID-arrayet.I denne implementering er alle harddiske forbundet til en RAID-controller, som fysisk vil kontrollere og understøtte din RAID-konfiguration.En hardware RAID-controllers opgave er at administrere dine harddiske og præsentere dem for din værtscomputer som en eller flere logiske enheder.

Med hardware RAID kan din controller være et selvstændigt fysisk kort baseret på et kort, eller det kan være en ROC, som står for "RAID on Chip" teknologi, som er integreret hardware, der kommer med sit eget bundkort.I nogle tilfælde vil hardware-RAID-controlleren blive konfigureret som et separat lille computersystem dedikeret til din RAID-applikation, der aflaster alle opgaver fra værtscomputeren.

Diskret hardware RAID-controllerkort

Denne RAID-controllerimplementering er et udvidelseskort med en indbygget RAID-processor, nogle gange kaldet en I/O-processor.Den indeholder også sin egen harddisk-interface (I/O-controller).

Den tilsluttes oftest bundkortets PCIe eller PCI-X slot, og al RAID funktionalitet fra den er fuldstændig uafhængig af din vært.

Det fungerer ved fuldstændigt at overlade alle opgaver til redundante lagerundersystemer, så selv under drevfejl påvirkes værtssystemets ydeevne ikke.

Fordele ved separate fysiske hardware RAID-kort:

• • Der er flere I/O-grænseflader på et fysisk kort.Dette giver dig mulighed for at udvide arrayet for at øge kapaciteten ved at tilføje så mange harddiske, som du har brug for.
  • Værtssystemet påvirkes ikke.At have flere RAID-arrays påvirker ikke værtssystemets ydeevne.Du kan migrere enkelte eller flere RAID-arrays til andre operativsystemer eller værtssystemer uden påvirkning efter behov.

 

• RAID-applikationer er uafhængige af værtssystemet.Når systemet går ned, forbliver dataintegriteten intakt.
• Undgå strømafbrydelser.Igangværende skrivninger spores, hvilket holder data sikre i tilfælde af strømafbrydelse.
• Virusbeskyttelse.Hardware RAID-arrays er uafhængige af værtssystemet, hvilket gør dem mindre sårbare over for virusangreb.
• Giver fremragende ydeevne.Hardware RAID aflaster alle RAID-opgaver fra værten, hvilket giver bedre værtssystemydeevne.
• Udstyret med dedikeret grafisk brugergrænseflade og software.Gør opsætning og vedligeholdelse af RAID-arrays meget let.
• Kan migreres og udskiftes efter behov.Dit fysiske kort kan indsættes i ethvert system, udskiftes eller opgraderes efter behov.
• Avanceret RAID-funktionalitet understøttes.Såsom array-level migration, online kapacitetsudvidelse, disk hot swap osv.
• Med controller cache.Adgangstider øges, efterhånden som hukommelsen cachelagres.

DiskretUlemper ved fysisk hardware RAID-kort:

• dyrt.Sammenlignet med andre RAID-løsninger er det væsentligt dyrere, fordi slutbrugere skal købe I/O-processorer og ekstra hukommelsesdrev for at udvide.Udover det skal du købe et fysisk kort.

Raid-on-Chip (RoC) hardware RAID-teknologi

Denne implementering leveres som en chip integreret i bundkortet og indeholder typisk en RAID-processor, hukommelsescontroller, værtsinterface, I/O-interface til harddiskforbindelser og hukommelse.

Fordele ved Hardware Raid-on-Chip-teknologi:

• Beskyttet ved opstart/start.Arrayet beskytter data under og under opstart og eliminerer eventuelle fejl.
• RAID er uafhængig af værten.Dette beskytter data mod systemnedbrud.
• Ikke påvirket af virus.Arrayet er uafhængigt af værtssystemet, hvilket gør det mindre sårbart over for vira.
• Systempåvirkningen er lille.Aflast opgaver fra værten for at få denne opsætning til at fungere for RAID 5 og 6.
• Cache på controlleren.Adgangstider øges, efterhånden som hukommelsen cachelagres.
• Avanceret RAID-funktionalitet understøttes.Såsom array-level migration, online kapacitetsudvidelse, disk hot swap osv.
• Udstyret med dedikeret grafisk brugergrænseflade og software.Gør opsætning og vedligeholdelse af RAID-arrays meget let.

Hardware raid Ulemper ved -on-Chip-teknologi:

• Moderat pris.Brug af færre fysiske komponenter end en standard fysisk controller reducerer omkostningerne, men er stadig dyrere end software RAID.
• Lav fleksibilitet.Migrering til andre systemer er ikke mulig uden en sammenlignelig RoC-løsning.

hvad er軟RAID?

Når et RAID-array er forbundet til en computer uden en fysisk controller, har computeren brug for instruktioner om, hvordan den betjenes og bruges.Dette gøres gennem et program kaldet en software RAID controller, som bruger computerens CPU til at dirigere information.Du kan implementere software-RAID som en ren softwareapplikation, der kører på operativsystemet, eller du kan bruge en hardware-assisteret software-RAID-løsning.

Ren RAID-softwareapplikation

Løsningen bruger applikationer, der kører på mainframen og kræver ingen hardware.Den bruger en harddisk, der forbindes direkte til et computersystem via et indbygget I/O-interface eller en processorløs værtsbusadapter.Når softwaren er indlæst, bliver RAID aktiv.Det er normalt indbygget direkte i operativsystemet uden ekstra omkostninger for slutbrugeren.

Fordele ved at bruge en ren RAID-softwareapplikation:

• • Indbygget i operativsystemet.Der er ingen ekstra omkostninger for at have software RAID-funktionalitet, når det implementeres ved hjælp af operativsystemsoftware RAID.

 

• Meget fleksibel.Især når det bruges i store servere, kan ren software RAID skræddersyes til at passe til en række forskellige situationer.

Ulemper ved at bruge rene software RAID-applikationer:

• Data er ikke beskyttet mod opstartsfejl.Eventuelle korrupte data, der opstår under opstart, vil ikke blive genkendt og gjort ubrugelige af computeren, indtil RAID-programmet starter.
• Ekstra belastning på systemet.Jo flere ressourcer et array kræver, jo større indflydelse har det på systemets ydeevne.Mere komplekse RAID 5-opsætninger vil være mere besværlige end RAID 0, 1 eller 2-arrays.
• Sårbar over for virus.At køre inde i operativsystemet betyder, at vira kan påvirke ydeevnen af ​​arrayet ud over systemet.
• Dataintegritet påvirket af systemnedbrud.Eventuelle hardware- eller softwareproblemer, som systemet støder på, kan påvirke dataene i arrayet.
• Begrænset OS-migrering.Hvis du har brug for at ændre dit system eller opdatere dit operativsystem, vil du ikke være i stand til at gøre det, hvis det nye operativsystem ikke understøtter RAID-funktionalitet.
• Der er ingen tilbageskrivningscache.Et batteri kan ikke tilføjes til et software-RAID, hvis hardware-RAID'et kan fungere i "tilbageskrivningstilstand" ved hjælp af batteriet.Det betyder, at du mister det ekstra lag af beskyttelse.

Hardware-assisteret software-RAID

Løsningen er en hybridmodel, der bruger software og ekstra hardware til at overvinde svaghederne ved ren operativsystemsoftware RAID, såsom ingen bootbeskyttelse.Det fungerer ved at bruge RAID BIOS integreret i bundkortet, som beskytter opstarten af ​​værtssystemet, så enhver datakorruption ikke vil gøre systemet ubrugeligt.Det kommer normalt med adskillige drivere til flere operativsystemer, hvilket forbedrer kompatibiliteten.

Fordele ved at bruge hardware-assisteret software RAID:

• • Implementeringsomkostningerne er moderate.Alt du behøver er et tilføjelseskort eller ekstra flash for at implementere hardware-assisteret software RAID.Hvis du kører en RAID 5-konfiguration, er der et ekstra gebyr for hardwareacceleratorer.

 

• Hvis bootdrevet fejler, vil dataene blive beskyttet.Hvis dit bootdrev støder på en fejl eller fejler fuldstændigt, vil det ikke påvirke tilgængeligheden af ​​data negativt.
• Nem at sætte op.RAID-arrays er nemme at vedligeholde og konfigurere, hvis du kører dem ved hjælp af en dedikeret grafisk brugergrænseflade med operativsystemsoftware.

Ulemper ved at bruge hardware-assisteret software RAID:

• • Ekstra belastning på systemet.Jo flere ressourcer et array kræver, jo større indflydelse har det på systemets ydeevne.Denne implementering gælder for RAID 0-, 1- og 10-konfigurationer.
  • Sårbar over for virus.Kører direkte på værtssystemet, så hvis systemet bliver inficeret, er RAID også fint.
  • Et systemnedbrud kan kompromittere dataintegriteten.Dataintegritet og konsistens påvirkes af systemnedbrud.
  • Med begrænsede migrationer.Med denne RAID-implementering er controlleren afhængig af operativsystemet og tilhørende drivere.Du vil ikke være i stand til at migrere uden de rigtige drivere.Hvis du f.eks. opgraderer dit operativsystem, skal du muligvis have opdaterede drivere for at RAID-array-controlleren kan fungere.

 

• Der er ingen tilbageskrivningscache.Den har kun gennemskrivningstilstand, ingen genskrivningstilstand.Uden tilbageskrivningstilstand mister du meget skriveydeevne.Du kan ikke tilføje batterier til hardwareassistentsoftware, så du får ikke dette lag af beskyttelse.

Sammenligning af forskellene mellem hardware RAID og software RAID

Nu hvor vi har set fordele og ulemper ved hardware-RAID versus software-RAID-implementeringer, lad os tage et kig på, hvordan de to konkurrerer med hinanden med hensyn til ydeevne, kompatibilitet, overkommelighed og fleksibilitet.

	hardware RAID	Software RAID
Udtryk	Yder godt/sammenlignelig med grundlæggende RAID-niveau software RAID. Udkonkurrerer software RAID på alle komplekse RAID-konfigurationer. Spejlvendte data kan genopbygges hurtigere. Nogle RAID-opsætninger kan fungere inkonsekvent, når du bruger flash-lagerarrays.	Fungerer godt til grundlæggende RAID-niveauer. Komplekse RAID-niveauer påvirker ydeevnen alvorligt, hvilket gør dem uegnede.
RAID niveau konfiguration	Har et hardware-chassis med indbygget understøttelse af alle grundlæggende RAID-niveauer. Alle komplekse RAID-niveauer kan understøttes, men det kræver yderligere hardwareindkapslinger og flere harddiske.	Grundlæggende RAID-niveauer understøttes. Hvis du har brug for RAID 3 eller RAID 5, kræves yderligere software.
OS kompatibilitet	Flere RAID-konfigurationer at vælge imellem, inklusive hybride muligheder. Windows og MAC kompatibel.	Specifikt for det operativsystem, der bruges.Kan ikke deles mellem operativsystemer. Nogle operativsystemer understøtter kun bestemte RAID-niveauer.
overkommelighed	Dyrere at sætte op.	Omkostningerne ved adgang er meget lave.
fleksibilitet	Alle harddiske fungerer som en enkelt disk afhængigt af værtsoperativsystemet. Hvert harddiskkabinet/array kan flyttes mellem operativsystemer eller computere.	Giver mere fleksibilitet i, hvordan hvert drev er konfigureret i dets kabinet.

Når det er sagt, hvad kan du forvente af forskellige RAID-implementeringer baseret på deres respektive controllere.

funktion	hardware RAID	Software RAID	Hardware-assisteret software-RAID
Boot databeskyttelse?	Ja.	Lade være med.	Ja.
Tilbageskrivningscache?	Ja.	Lade være med.	Lade være med.
Beskyttelse mod strømsvigt?	Ja.	Lade være med.	Lade være med.
Uafhængig af værtens OS?	Ja.	Lade være med.	Lade være med.
modtagelig for virus?	Lade være med.	Ja.	Ja.
Indstillinger under opstart?	Ja.	Lade være med.	Ja.
OS migration?	Ja.	Lade være med.	begrænset.

Hvad er de typiske use cases for hardware RAID vs. software RAID?

Nu hvor vi forstår de vigtigste forskelle mellem hardware RAID og software RAID, lad os dykke ned i nogle typiske serverscenarier, hvor du vil se disse RAID-controllere i aktion.

Hardware RAID-løsninger

Disse typer af løsninger tilbyder den mest funktionalitet og giver den bedste ydeevne.Virkelige scenarier inkluderer:

• Højtydende servere eller arbejdsstationer, der kræver omfattende datalagring.
• Enterprise-servere, der kræver ydeevne, skalerbarhed, fleksibilitet og kompatibilitet med flere operativsystemer.

RAID-løsning, der kun er software

Disse typer løsninger er ideelle til RAID-arrays, der skal yde godt med hensyn til ydeevne og datatilgængelighed (tænk på RAID 0- og RAID 1-konfigurationer).Det er vigtigt at bemærke, at for en ren software-RAID-løsning kan den ikke bruges direkte på bootdrevet, da det kræver, at operativsystemet er aktivt for at fungere.Virkelige scenarier inkluderer:

• Arbejdsstationer eller servere uden omfattende datalagringskrav.
• Ingen grund til at starte den beskyttede server.

Hybrid løsning

Disse ligner rene software-RAID-løsninger, men er omkostningsfølsomme og har krav til opstart.Virkelige scenarier inkluderer:

• Grundlæggende server uden krav til stor datalagring.
• I tilfælde af brug af netværkslagring.

Hvilken en skal du vælge, hardware eller software RAID?

Generelt vil hardware RAID give dig flere fordele end software RAID, især hvis du ønsker at implementere komplekse RAID-konfigurationer eller blandede modeller.Den vigtigste overvejelse er den pris, du er villig til at betale for en RAID-controller.

RAID niveau sammenligning

Nu hvor du kan vælge den ideelle RAID-controller til dit system, er det tid til at vælge det korrekte RAID-niveau, der skal bruges.Vi har lavet flere dybdegående sammenligninger for at gøre beslutningen nemmere:

• RAID 0 og RAID 1
• RAID 1 og RAID 5
• RAID 5 og RAID 6
• RAID 5 og RAID 10