Hardware RAID vs Software RAID: Forstå, sammenligne RAID-kontrollere og deres applikasjoner

Så langt i RAID-serien vår har vi fordypet oss i hva RAID er og definert det som en redundant rekke uavhengige disker eller en serie med harddisker koblet sammen for å lagre data på en bestemt måte.I tillegg har vi dekket de forskjellige RAID-nivåene, hva de betyr, hva de brukes til og deres fordeler og ulemper.

Nå som vi har all denne informasjonen, trenger vi bare å svare på ett spørsmål: hvordan fungerer alt dette?

Svaret er en RAID-kontroller, en enhet eller et program som forteller datamaskinen hva den skal gjøre med dataene den er gitt og hvor den skal lagres.RAID-kontrolleren er den virkelige hjernen til RAID-arrayen og kan ha form av en maskinvare-RAID-kontroller eller en programvare-RAID-kontroller.I denne artikkelen lærer vi om myke RAID vs. harde RAID-kontrollere, og når du skal bruke hvilket alternativ.

Hva er hard RAID?

En maskinvare-RAID-løsning er et dedikert prosesseringssystem som inneholder sin egen prosessor og minne for å kjøre RAID-arrayet.I denne implementeringen er alle harddisker koblet til en RAID-kontroller, som fysisk vil kontrollere og støtte RAID-konfigurasjonen din.Jobben til en hardware RAID-kontroller er å administrere harddiskene dine og presentere dem for vertsdatamaskinen som én eller flere logiske enheter.

Med hardware RAID kan kontrolleren din være et frittstående fysisk kort basert på et kort, eller det kan være en ROC, som står for "RAID on Chip" teknologi, som er integrert maskinvare som kommer med eget hovedkort.I noen tilfeller vil maskinvare-RAID-kontrolleren settes opp som et eget lite datasystem dedikert til RAID-applikasjonen din, og laster av alle oppgaver fra vertsdatamaskinen.

Diskret maskinvare RAID-kontrollerkort

Denne RAID-kontrollerimplementeringen er et utvidelseskort med en innebygd RAID-prosessor, noen ganger kalt en I/O-prosessor.Den inneholder også sitt eget harddiskgrensesnitt (I/O-kontroller).

Den kobles oftest til hovedkortets PCIe- eller PCI-X-spor, og all RAID-funksjonalitet fra den er helt uavhengig av verten din.

Den fungerer ved å fullstendig avlaste alle oppgaver til redundante lagringsundersystemer, slik at selv under stasjonsfeil, blir ytelsen til vertssystemet ikke påvirket.

Fordeler med separate fysiske maskinvare-RAID-kort:

• • Det er flere I/O-grensesnitt på et fysisk kort.Dette lar deg utvide arrayet for å øke kapasiteten ved å legge til så mange harddisker du trenger.
  • Vertssystemet påvirkes ikke.Å ha flere RAID-arrayer påvirker ikke vertssystemets ytelse.Du kan migrere enkelt eller flere RAID-arrayer til andre operativsystemer eller vertssystemer uten innvirkning etter behov.

 

• RAID-applikasjoner er uavhengige av vertssystemet.Når systemet krasjer, forblir dataintegriteten intakt.
• Forhindre strømbrudd.Pågående skrivinger spores, og holder data trygge i tilfelle strømbrudd.
• Virusbeskyttelse.Maskinvare RAID-arrayer er uavhengige av vertssystemet, noe som gjør dem mindre sårbare for virusangrep.
• Gir utmerket ytelse.Hardware RAID avlaster alle RAID-oppgaver fra verten, og gir bedre vertssystemytelse.
• Utstyrt med dedikert grafisk brukergrensesnitt og programvare.Gjør det veldig enkelt å sette opp og vedlikeholde RAID-arrayer.
• Kan migreres og erstattes etter behov.Ditt fysiske kort kan settes inn i ethvert system, erstattes eller oppgraderes etter behov.
• Avansert RAID-funksjonalitet støttes.Slik som migrering på array-nivå, utvidelse av nettkapasitet, hot swap på disk osv.
• Med kontrollercache.Tilgangstidene øker ettersom minnet bufres.

DiskretUlemper med fysisk maskinvare RAID-kort:

• dyrt.Sammenlignet med andre RAID-løsninger er det mye dyrere fordi sluttbrukere må kjøpe I/O-prosessorer og ekstra minnestasjoner for å utvide.I tillegg til det må du kjøpe et fysisk kort.

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

Denne implementeringen leveres som en brikke integrert i hovedkortet og inneholder vanligvis en RAID-prosessor, minnekontroller, vertsgrensesnitt, I/O-grensesnitt for harddisktilkoblinger og minne.

Fordeler med Hardware Raid-on-Chip-teknologi:

• Beskyttet ved oppstart/start.Arrayen beskytter data under og under oppstart, og eliminerer eventuelle feil.
• RAID er uavhengig av verten.Dette beskytter data mot systemkrasj.
• Ikke påvirket av virus.Arrayen er uavhengig av vertssystemet, noe som gjør den mindre sårbar for virus.
• Systempåvirkningen er liten.Last ned oppgaver fra verten for å få dette oppsettet til å fungere for RAID 5 og 6.
• Buffer på kontrolleren.Tilgangstidene øker ettersom minnet bufres.
• Avansert RAID-funksjonalitet støttes.Slik som migrering på array-nivå, utvidelse av nettkapasitet, hot swap på disk osv.
• Utstyrt med dedikert grafisk brukergrensesnitt og programvare.Gjør det veldig enkelt å sette opp og vedlikeholde RAID-arrayer.

Hardware Raid Ulemper med -on-Chip-teknologi:

• Moderat kostnad.Bruk av færre fysiske komponenter enn en standard fysisk kontroller reduserer kostnadene, men er fortsatt dyrere enn programvare RAID.
• Lav fleksibilitet.Migrering til andre systemer er ikke mulig uten en lignende RoC-løsning.

hva er軟PLYNDRINGSTOKT?

Når en RAID-array er koblet til en datamaskin uten en fysisk kontroller, trenger datamaskinen instruksjoner om hvordan den skal betjenes og bruke den.Dette gjøres gjennom et program som kalles en programvare RAID-kontroller, som bruker datamaskinens CPU til å dirigere informasjon.Du kan implementere programvare-RAID som en ren programvareapplikasjon som kjører på operativsystemet, eller du kan bruke en maskinvareassistert programvare-RAID-løsning.

Ren RAID-programvare

Løsningen bruker applikasjoner som kjører på stormaskinen, og krever ingen maskinvare.Den bruker en harddisk som kobles direkte til et datasystem gjennom et innebygd I/O-grensesnitt eller en prosessorløs vertsbussadapter.Etter at programvaren er lastet inn, blir RAID aktiv.Det bygges vanligvis direkte inn i operativsystemet uten ekstra kostnad for sluttbrukeren.

Fordeler med å bruke en ren RAID-programvare:

• • Innebygd i operativsystemet.Det er ingen ekstra kostnad å ha programvare RAID-funksjonalitet når den implementeres ved bruk av operativsystemprogramvare RAID.

 

• Svært fleksibel.Spesielt når det brukes på store servere, kan ren programvare RAID skreddersys for å passe en rekke situasjoner.

Ulemper ved å bruke rene programvare-RAID-applikasjoner:

• Data er ikke beskyttet mot oppstartsfeil.Eventuelle korrupte data som oppstår under oppstart vil ikke gjenkjennes og gjøres ubrukelige av datamaskinen til RAID-programmet starter.
• Ekstra belastning på systemet.Jo flere ressurser en matrise krever, desto større innvirkning har den på systemytelsen.Mer komplekse RAID 5-oppsett vil være mer arbeidskrevende enn RAID 0, 1 eller 2-matriser.
• Sårbar for virus.Å kjøre inne i operativsystemet betyr at virus kan påvirke ytelsen til arrayet i tillegg til systemet.
• Dataintegritet påvirket av systemkrasj.Eventuelle maskinvare- eller programvareproblemer systemet støter på kan påvirke dataene i arrayet.
• Begrenset OS-migrering.Hvis du trenger å endre systemet eller oppdatere operativsystemet, vil du ikke kunne gjøre det hvis det nye operativsystemet ikke støtter RAID-funksjonalitet.
• Det er ingen tilbakeskrivningsbuffer.Et batteri kan ikke legges til en programvare-RAID hvis maskinvare-RAID kan fungere i "tilbakeskrivning"-modus ved å bruke batteriet.Dette betyr at du mister det ekstra beskyttelseslaget.

Maskinvareassistert programvare RAID

Løsningen er en hybridmodell som bruker programvare og ekstra maskinvare for å overvinne svakhetene ved ren operativsystemprogramvare RAID, for eksempel ingen oppstartsbeskyttelse.Det fungerer ved å bruke RAID BIOS integrert i hovedkortet, som beskytter oppstarten av vertssystemet slik at datakorrupsjon ikke vil gjøre systemet ubrukelig.Den kommer vanligvis med mange drivere for flere operativsystemer, noe som forbedrer kompatibiliteten.

Fordeler med å bruke maskinvareassistert programvare RAID:

• • Gjennomføringskostnadene er moderate.Alt du trenger er et tilleggskort eller ekstra flash for å implementere maskinvareassistert programvare-RAID.Hvis du kjører en RAID 5-konfigurasjon, er det en ekstra kostnad for maskinvareakseleratorer.

 

• Hvis oppstartsstasjonen feiler, vil dataene være beskyttet.Hvis oppstartsstasjonen støter på en feil eller svikter fullstendig, vil det ikke påvirke tilgjengeligheten av data negativt.
• Enkel å sette opp.RAID-arrayer er enkle å vedlikeholde og sette opp hvis du kjører dem ved hjelp av et dedikert grafisk brukergrensesnitt med operativsystemprogramvare.

Ulemper ved å bruke maskinvareassistert programvare RAID:

• • Ekstra belastning på systemet.Jo flere ressurser en matrise krever, desto større innvirkning har den på systemytelsen.Denne implementeringen gjelder for RAID 0-, 1- og 10-konfigurasjoner.
  • Sårbar for virus.Kjører direkte på vertssystemet, så hvis systemet blir infisert, er RAID også greit.
  • Et systemkrasj kan kompromittere dataintegriteten.Dataintegritet og konsistens påvirkes av systemkrasj.
  • Med begrensede migrasjoner.Med denne RAID-implementeringen er kontrolleren avhengig av operativsystemet og tilhørende drivere.Du vil ikke kunne migrere uten riktige drivere.Hvis du for eksempel oppgraderer operativsystemet, kan det hende du trenger oppdaterte drivere for at RAID-array-kontrolleren skal fungere.

 

• Det er ingen tilbakeskrivningsbuffer.Den har bare skrivemodus, ingen tilbakeskrivningsmodus.Uten tilbakeskrivingsmodus mister du mye skriveytelse.Du kan ikke legge til batterier i maskinvarestøtteprogramvare, så du får ikke dette beskyttelseslaget.

Sammenligning av forskjellene mellom hardware RAID og software RAID

Nå som vi har sett fordelene og ulempene med maskinvare-RAID versus programvare-RAID-implementeringer, la oss ta en titt på hvordan de to konkurrerer med hverandre når det gjelder ytelse, kompatibilitet, rimelighet og fleksibilitet.

	maskinvare RAID	Programvare RAID
Opptreden	Yter bra/sammenlignbar med grunnleggende RAID-programvare RAID. Overgår programvare-RAID på alle komplekse RAID-konfigurasjoner. Speilvendte data kan gjenoppbygges raskere. Noen RAID-oppsett kan fungere inkonsekvent når du bruker flash-lagringsarrayer.	Fungerer bra for grunnleggende RAID-nivåer. Komplekse RAID-nivåer påvirker ytelsen alvorlig, og gjør dem uegnet.
RAID-nivåkonfigurasjon	Har et maskinvarechassis med innebygd støtte for alle grunnleggende RAID-nivåer. Alle komplekse RAID-nivåer kan støttes, men det krever ekstra maskinvarekapsler og flere harddisker.	Grunnleggende RAID-nivåer støttes. Hvis du trenger RAID 3 eller RAID 5, kreves det ekstra programvare.
OS-kompatibilitet	Flere RAID-konfigurasjoner å velge mellom, inkludert hybridalternativer. Windows- og MAC-kompatibel.	Spesifikt for operativsystemet som brukes.Kan ikke deles mellom operativsystemer. Noen operativsystemer støtter bare visse RAID-nivåer.
rimelighet	Dyrere å sette opp.	Inngangskostnadene er svært lave.
fleksibilitet	Alle harddisker fungerer som en enkelt disk avhengig av vertsoperativsystemet. Hvert harddiskkabinett/array kan flyttes mellom operativsystemer eller datamaskiner.	Gir mer fleksibilitet i hvordan hver stasjon er konfigurert i kabinettet.

Når det er sagt, hva kan du forvente av forskjellige RAID-implementeringer basert på deres respektive kontrollere.

trekk	maskinvare RAID	Programvare RAID	Maskinvareassistert programvare RAID
Oppstartsdatabeskyttelse?	Ja.	Ikke.	Ja.
Tilbakeskrivningsbuffer?	Ja.	Ikke.	Ikke.
Beskyttelse mot strømbrudd?	Ja.	Ikke.	Ikke.
Uavhengig av verts-OS?	Ja.	Ikke.	Ikke.
mottakelig for virus?	Ikke.	Ja.	Ja.
Innstillinger under oppstart?	Ja.	Ikke.	Ja.
OS migrering?	Ja.	Ikke.	begrenset.

Hva er de typiske brukstilfellene for maskinvare-RAID vs. programvare-RAID?

Nå som vi forstår hovedforskjellene mellom maskinvare-RAID og programvare-RAID, la oss dykke ned i noen typiske serverscenarier der du vil se disse RAID-kontrollerne i aksjon.

Maskinvare RAID-løsninger

Disse typer løsninger tilbyr mest funksjonalitet og gir best ytelse.Virkelige scenarier inkluderer:

• Høyytelsesservere eller arbeidsstasjoner som krever omfattende datalagring.
• Enterprise-servere som krever ytelse, skalerbarhet, fleksibilitet og kompatibilitet med flere operativsystemer.

RAID-løsning kun for programvare

Disse typer løsninger er ideelle for RAID-arrayer som trenger å yte godt når det gjelder ytelse og datatilgjengelighet (tenk RAID 0- og RAID 1-konfigurasjoner).Det er viktig å merke seg at for en ren programvare-RAID-løsning kan den ikke brukes direkte på oppstartsstasjonen da det krever at operativsystemet er aktivt for å fungere.Virkelige scenarier inkluderer:

• Arbeidsstasjoner eller servere uten omfattende datalagringskrav.
• Du trenger ikke å starte den beskyttede serveren.

Hybrid løsning

Disse ligner på rene programvare-RAID-løsninger, men er kostnadssensitive og har krav til oppstartbarhet.Virkelige scenarier inkluderer:

• Grunnleggende server uten store datalagringskrav.
• Ved bruk av nettverkslagring.

Hvilken bør du velge, maskinvare eller programvare RAID?

Generelt sett vil maskinvare-RAID gi deg flere fordeler enn programvare-RAID, spesielt hvis du ønsker å implementere komplekse RAID-konfigurasjoner eller blandede modeller.Hovedhensynet er prisen du er villig til å betale for en RAID-kontroller.

Sammenligning av RAID-nivå

Nå som du kan velge den ideelle RAID-kontrolleren for systemet ditt, er det på tide å velge riktig RAID-nivå å bruke.Vi har laget flere dybdesammenligninger for å gjøre beslutningen enklere:

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