Hardveres RAID vs szoftveres RAID: A RAID-vezérlők és alkalmazásaik megértése, összehasonlítása

A RAID sorozatunkban eddig belemélyedtünk abba, hogy mi is az a RAID, és független lemezek redundáns tömbjeként vagy merevlemez-meghajtók sorozataként határoztuk meg, amelyek az adatok meghatározott módon történő tárolására vannak összekapcsolva.Ezen kívül kitértünk a különböző RAID-szintekre, azok jelentésére, használatára, valamint ezek előnyeire és hátrányaira.

Most, hogy mindezzel az információval rendelkezünk, csak egy kérdésre kell válaszolnunk: hogyan működik mindez?

A válasz egy RAID-vezérlő, egy eszköz vagy program, amely megmondja a számítógépnek, hogy mit tegyen a kapott adatokkal, és hol tárolja azokat.A RAID-vezérlő a RAID-tömb valódi agya, és lehet hardveres RAID-vezérlő vagy szoftveres RAID-vezérlő.Ebben a cikkben megismerkedünk a soft RAID és a kemény RAID vezérlőkkel, és azt, hogy mikor melyik opciót érdemes használni.

Mi az a hard RAID?

A hardveres RAID-megoldás egy dedikált feldolgozórendszer, amely saját processzort és memóriát tartalmaz a RAID-tömb futtatásához.Ebben a megvalósításban az összes merevlemez-lemez egy RAID-vezérlőhöz van csatlakoztatva, amely fizikailag vezérli és támogatja a RAID-konfigurációt.A hardveres RAID-vezérlő feladata a merevlemez-lemezek kezelése, és egy vagy több logikai egységként történő bemutatása a gazdaszámítógépnek.

Hardveres RAID esetén a vezérlője lehet egy kártyán alapuló önálló fizikai kártya, vagy lehet egy ROC, ami a "RAID on Chip" technológiát jelenti, ami egy integrált hardver, amely saját alaplappal érkezik.Egyes esetekben a hardveres RAID-vezérlőt külön kis számítógépes rendszerként állítják be, amelyet az Ön RAID-alkalmazásának szentelnek, és az összes feladatot a gazdagépről töltik le.

Diszkrét hardveres RAID vezérlőkártya

Ez a RAID-vezérlő megvalósítása egy bővítőkártya beépített RAID-processzorral, amelyet néha I/O-processzornak is neveznek.Saját merevlemez interfészt (I/O vezérlőt) is tartalmaz.

Leggyakrabban az alaplap PCIe vagy PCI-X foglalatába csatlakozik, és minden RAID funkciója teljesen független a gazdagéptől.

Úgy működik, hogy az összes feladatot teljesen átrakja a redundáns tároló alrendszerekre, így még a meghajtó meghibásodása esetén sem befolyásolja a gazdarendszer teljesítményét.

A különálló fizikai hardver RAID kártyák előnyei:

• • Egy fizikai kártyán több I/O interfész található.Ez lehetővé teszi a tömb bővítését a kapacitás növelése érdekében annyi merevlemez hozzáadásával, amennyire szüksége van.
  • A gazdarendszert ez nem érinti.A több RAID-tömb nem befolyásolja a gazdagép rendszer teljesítményét.Egy vagy több RAID-tömböt áttelepíthet más operációs rendszerekre vagy gazdarendszerekre anélkül, hogy szükség lenne rá.

 

• A RAID alkalmazások függetlenek a gazdagéptől.Amikor a rendszer összeomlik, az adatok integritása érintetlen marad.
• Előzze meg az áramkimaradásokat.A folyamatban lévő írásokat nyomon követi, így az adatok biztonságban vannak áramszünet esetén.
• Vírus védelem.A hardveres RAID-tömbök függetlenek a gazdagéptől, így kevésbé sebezhetőek a vírustámadásokkal szemben.
• Kiváló teljesítményt biztosít.A hardveres RAID eltávolítja az összes RAID-feladatot a gazdagépről, jobb hosztrendszer teljesítményt biztosítva.
• Dedikált grafikus felhasználói felülettel és szoftverrel felszerelve.Nagyon egyszerűvé teszi a RAID-tömbök beállítását és karbantartását.
• Igény szerint áttelepíthető és cserélhető.Fizikai kártyája bármilyen rendszerbe behelyezhető, szükség szerint cserélhető vagy frissíthető.
• A fejlett RAID funkciók támogatottak.Ilyen például a tömbszintű migráció, online kapacitásbővítés, lemezhasználat közbeni csere stb.
• Vezérlő gyorsítótárral.A hozzáférési idők a memória gyorsítótárazásával nőnek.

diszkrétA fizikai hardver RAID kártyák hátrányai:

• drága.Más RAID-megoldásokhoz képest sokkal drágább, mert a végfelhasználóknak I/O processzorokat és további memóriameghajtókat kell vásárolniuk a bővítéshez.Ezen kívül fizikai kártyát kell vásárolnia.

Raid-on-Chip (RoC) hardveres RAID technológia

Ez a megvalósítás az alaplapba integrált chipként készül, és jellemzően RAID processzort, memóriavezérlőt, gazdagép interfészt, I/O interfészt a merevlemez-csatlakozásokhoz és memóriát tartalmaz.

A hardveres Raid-on-Chip technológia előnyei:

• Védett rendszerindításkor/indításkor.A tömb védi az adatokat az indítás során és közben, kiküszöbölve a hibákat.
• A RAID független a gazdagéptől.Ez megvédi az adatokat a rendszer összeomlásától.
• Vírusok nem érintik.A tömb független a gazdarendszertől, így kevésbé sebezhető a vírusokkal szemben.
• A rendszer hatása kicsi.Töltsön le feladatokat a gazdagépről, hogy ez a beállítás működjön a RAID 5 és 6 esetén.
• Gyorsítótár a vezérlőn.A hozzáférési idők a memória gyorsítótárazásával nőnek.
• A fejlett RAID funkciók támogatottak.Ilyen például a tömbszintű migráció, online kapacitásbővítés, lemezhasználat közbeni csere stb.
• Dedikált grafikus felhasználói felülettel és szoftverrel felszerelve.Nagyon egyszerűvé teszi a RAID-tömbök beállítását és karbantartását.

Hardveres Raid Az -on-Chip technológia hátrányai:

• Mérsékelt költség.A hagyományos fizikai vezérlőknél kevesebb fizikai komponens használata csökkenti a költségeket, de még mindig drágább, mint a szoftveres RAID.
• Alacsony rugalmasság.Más rendszerekre való átállás nem lehetséges hasonló RoC megoldás nélkül.

mi a軟RAJTAÜTÉS?

Ha egy RAID-tömb fizikai vezérlő nélkül csatlakozik egy számítógéphez, akkor a számítógépnek utasításokra van szüksége a működéséhez és használatához.Ez egy szoftveres RAID-vezérlőn keresztül történik, amely a számítógép CPU-ját használja az információk irányítására.A szoftveres RAID-et megvalósíthatja az operációs rendszeren futó tiszta szoftveralkalmazásként, vagy használhat hardverrel támogatott szoftveres RAID-megoldást.

Tiszta RAID szoftveralkalmazás

A megoldás nagyszámítógépen futó alkalmazásokat használ, amelyek nem igényelnek hardvert.Merevlemezt használ, amely közvetlenül csatlakozik a számítógépes rendszerhez beépített I/O interfészen vagy processzor nélküli gazdagépbusz-adapteren keresztül.A szoftver betöltése után a RAID aktívvá válik.Általában közvetlenül az operációs rendszerbe építik be, a végfelhasználó számára további költségek nélkül.

A tiszta RAID szoftveralkalmazás használatának előnyei:

• • Beépítve az operációs rendszerbe.A szoftveres RAID funkcionalitás nem jár további költségekkel, ha az operációs rendszer szoftver RAID használatával valósítja meg.

 

• Rendkívül rugalmas.A tisztán szoftveres RAID különösen nagy szervereken való használat esetén testreszabható a különféle helyzetekhez.

A tiszta szoftveres RAID alkalmazások használatának hátrányai:

• Az adatok nem védettek a rendszerindítási hibák ellen.Az indítás során előforduló sérült adatokat a számítógép nem ismeri fel, és működésképtelenné teszi a RAID program elindításáig.
• Extra terhelés a rendszeren.Minél több erőforrást igényel egy tömb, annál nagyobb hatással van a rendszer teljesítményére.A bonyolultabb RAID 5 beállítások munkaigényesebbek, mint a RAID 0, 1 vagy 2 tömbök.
• Sebezhető a vírusokkal szemben.Az operációs rendszeren belüli futtatás azt jelenti, hogy a vírusok a rendszeren kívül a tömb teljesítményét is befolyásolhatják.
• A rendszer összeomlása által érintett adatintegritás.Bármilyen hardver- vagy szoftverprobléma, amellyel a rendszer találkozik, hatással lehet a tömbben lévő adatokra.
• Korlátozott operációs rendszer migráció.Ha módosítania kell a rendszert vagy frissítenie kell az operációs rendszert, akkor ezt nem tudja megtenni, ha az új operációs rendszer nem támogatja a RAID funkciót.
• Nincs visszaírási gyorsítótár.Akkumulátor nem adható hozzá a szoftveres RAID-hez, ha a hardveres RAID képes "visszaírási" módban működni az akkumulátor használatával.Ez azt jelenti, hogy elveszíti az extra védelmi réteget.

Hardverrel támogatott szoftveres RAID

A megoldás egy hibrid modell, amely szoftvert és további hardvert használ a tisztán operációs rendszer-szoftver RAID gyengeségeinek leküzdésére, például a rendszerindítás-védelem hiányára.Az alaplapba integrált RAID BIOS használatával működik, amely védi a gazdagép rendszerindítását, így az esetleges adatsérülések nem teszik működésképtelenné a rendszert.Általában számos illesztőprogramot tartalmaz több operációs rendszerhez, ami javítja a kompatibilitást.

A hardverrel támogatott szoftveres RAID használatának előnyei:

• • A megvalósítás költségei mérsékeltek.Csak egy bővítőkártyára vagy egy extra flashre van szüksége a hardverrel támogatott szoftveres RAID megvalósításához.Ha RAID 5 konfigurációt futtat, a hardveres gyorsítókért további díjat kell fizetni.

 

• Ha a rendszerindító meghajtó meghibásodik, az adatok védve lesznek.Ha a rendszerindító meghajtó hibát észlel vagy teljesen meghibásodik, az nem befolyásolja negatívan az adatok elérhetőségét.
• Könnyen beállítható.A RAID-tömbök könnyen karbantarthatók és beállíthatók, ha egy dedikált grafikus felhasználói felülettel és operációs rendszerszoftverrel futtatja őket.

A hardverrel támogatott szoftveres RAID használatának hátrányai:

• • Extra terhelés a rendszeren.Minél több erőforrást igényel egy tömb, annál nagyobb hatással van a rendszer teljesítményére.Ez a megvalósítás a RAID 0, 1 és 10 konfigurációkra vonatkozik.
  • Sebezhető a vírusokkal szemben.Közvetlenül a gazdagépen fut, így ha a rendszer megfertőződik, a RAID is rendben van.
  • A rendszer összeomlása veszélyeztetheti az adatok integritását.Az adatok integritását és konzisztenciáját befolyásolják a rendszerösszeomlások.
  • Korlátozott migrációkkal.Ezzel a RAID-megvalósítással a vezérlő az operációs rendszertől és a kapcsolódó illesztőprogramoktól függ.Megfelelő illesztőprogramok nélkül nem fog tudni áttérni.Ha például frissíti az operációs rendszert, akkor szükség lehet frissített illesztőprogramokra a RAID tömbvezérlő működéséhez.

 

• Nincs visszaírási gyorsítótár.Csak átírási módja van, visszaírási mód nincs.Visszaírási mód nélkül sokat veszít az írási teljesítményből.Nem adhat hozzá elemeket a hardveres segédszoftverhez, így nem kapja meg ezt a védelmi réteget.

A hardveres RAID és a szoftveres RAID közötti különbségek összehasonlítása

Most, hogy láttuk a hardveres RAID előnyeit és hátrányait a szoftveres RAID-megvalósításokkal szemben, nézzük meg, hogy a kettő hogyan versenyez egymással a teljesítmény, a kompatibilitás, a megfizethetőség és a rugalmasság tekintetében.

	hardveres RAID	Szoftver RAID
Teljesítmény	Jól teljesít/összehasonlítható az alap RAID szintű szoftverrel RAID. Minden összetett RAID-konfiguráción felülmúlja a szoftveres RAID-et. A tükrözött adatok gyorsabban újraépíthetők. Egyes RAID-beállítások következetlenül működhetnek flash tárolótömbök használatakor.	Alapvető RAID szinteken jól teljesít. Az összetett RAID-szintek súlyosan befolyásolják a teljesítményt, így alkalmatlanok.
RAID szintű konfiguráció	Hardveres házzal rendelkezik, amely az összes alapvető RAID-szintet támogatja. Minden összetett RAID szint támogatható, de ehhez további hardverházakra és több merevlemezre van szükség.	Az alapvető RAID szintek támogatottak. Ha RAID 3-ra vagy RAID 5-re van szüksége, további szoftverre van szükség.
OS kompatibilitás	Több RAID-konfiguráció közül választhat, beleértve a hibrid opciókat is. Windows és MAC kompatibilis.	A használt operációs rendszerre jellemző.Nem osztható meg az operációs rendszerek között. Egyes operációs rendszerek csak bizonyos RAID szinteket támogatnak.
megfizethetőség	Drágább beállítani.	A belépési költség nagyon alacsony.
rugalmasság	A gazdagép operációs rendszerétől függően minden merevlemez egyetlen lemezként működik. Minden merevlemez-ház/tömb mozgatható operációs rendszerek vagy számítógépek között.	Nagyobb rugalmasságot biztosít az egyes meghajtók házában való konfigurálásában.

Ennek ellenére mit várhat el a különböző RAID-megvalósításoktól a megfelelő vezérlők alapján.

funkció	hardveres RAID	Szoftver RAID	Hardverrel támogatott szoftveres RAID
Boot adatvédelem?	Igen.	Nem.	Igen.
Visszaírási gyorsítótár?	Igen.	Nem.	Nem.
Áramszünet védelem?	Igen.	Nem.	Nem.
Független a gazdagép operációs rendszertől?	Igen.	Nem.	Nem.
érzékeny a vírusokra?	Nem.	Igen.	Igen.
Beállítások indítás közben?	Igen.	Nem.	Igen.
OS migráció?	Igen.	Nem.	korlátozott.

Melyek a hardveres RAID és a szoftveres RAID tipikus használati esetei?

Most, hogy megértettük a hardveres RAID és a szoftveres RAID közötti fő különbségeket, vessünk egy pillantást néhány tipikus kiszolgálói forgatókönyvre, ahol látni fogja ezeket a RAID-vezérlőket működés közben.

Hardveres RAID megoldások

Az ilyen típusú megoldások kínálják a legtöbb funkcionalitást és a legjobb teljesítményt.A valós forgatókönyvek a következők:

• Nagy teljesítményű szerverek vagy munkaállomások, amelyek kiterjedt adattárolást igényelnek.
• Vállalati szerverek, amelyek teljesítményt, méretezhetőséget, rugalmasságot és kompatibilitást igényelnek több operációs rendszerrel.

Csak szoftveres RAID megoldás

Az ilyen típusú megoldások ideálisak olyan RAID-tömbökhöz, amelyeknek jól kell teljesíteniük a teljesítmény és az adatok rendelkezésre állása tekintetében (gondoljunk csak a RAID 0 és RAID 1 konfigurációkra).Fontos megjegyezni, hogy egy tisztán szoftveres RAID-megoldás esetén nem használható közvetlenül a rendszerindító meghajtón, mivel működéséhez aktívnak kell lennie az operációs rendszernek.A valós forgatókönyvek a következők:

• Munkaállomások vagy szerverek kiterjedt adattárolási követelmények nélkül.
• Nem kell elindítani a védett szervert.

Hibrid megoldás

Ezek hasonlóak a tisztán szoftveres RAID-megoldásokhoz, de költségérzékenyek, és rendszerindítási követelményekkel is rendelkeznek.A valós forgatókönyvek a következők:

• Alapszintű szerver nagy adattárolási követelmények nélkül.
• Hálózati tárhely használata esetén.

Melyiket válassza, hardveres vagy szoftveres RAID-et?

Általánosságban elmondható, hogy a hardveres RAID több előnnyel jár, mint a szoftveres RAID, különösen akkor, ha összetett RAID konfigurációkat vagy vegyes modelleket szeretne megvalósítani.A fő szempont az az ár, amelyet hajlandó fizetni egy RAID-vezérlőért.

RAID szintű összehasonlítás

Most, hogy kiválaszthatja a rendszeréhez ideális RAID-vezérlőt, itt az ideje kiválasztani a megfelelő RAID-szintet.Számos mélyreható összehasonlítást hoztunk létre, hogy megkönnyítsük a döntést:

• RAID 0 és RAID 1
• RAID 1 és RAID 5
• RAID 5 és RAID 6
• RAID 5 és RAID 10