RAID hardware vs RAID software: înțelegerea, compararea controlerelor RAID și aplicațiile acestora

Până acum, în seria noastră RAID, ne-am scufundat în profunzime în ceea ce este RAID și l-am definit ca o matrice redundantă de discuri independente sau o serie de hard disk conectate împreună într-un mod specific de stocare a datelor.În plus, am acoperit diferitele niveluri RAID, ce înseamnă ele, pentru ce sunt folosite și avantajele și dezavantajele lor.

Acum că avem toate aceste informații, trebuie doar să răspundem la o întrebare: Cum funcționează totul?

Răspunsul este un controler RAID, care este un dispozitiv sau un program care spune computerului ce să facă cu datele pe care le oferă și unde să le stocheze.Un controler RAID este creierul real al unei matrice RAID și poate lua forma unui controler RAID hardware sau a unui controler RAID software.În acest articol, ne vom uita la soft RAID vs. hard RAID controller și când să folosim ce opțiune.

Ce este hard RAID?

O soluție hardware RAID este un sistem de procesare specializat care conține propriul procesor și memorie pentru rularea matricei RAID.În această implementare, toate discurile hard disk sunt conectate la un controler RAID, care controlează fizic și acceptă configurația RAID.Sarcina unui controler RAID hardware este să gestioneze discurile hard disk și să le prezinte computerului gazdă ca una sau mai multe unități logice.

Cu hardware RAID, controlerul dumneavoastră poate fi o placă fizică separată bazată pe card sau poate fi ROC, care înseamnă tehnologia „RAID on Chip”, care este hardware integrat care vine cu propria sa placă de bază.În unele cazuri, controlerul RAID hardware va fi configurat ca un mic sistem computerizat separat, dedicat aplicației dumneavoastră RAID, descarcând toate sarcinile de pe computerul gazdă.

Card controler RAID hardware discret

Această implementare a controlerului RAID este o placă de expansiune cu un procesor RAID încorporat, numit uneori procesor I/O.De asemenea, conține propria interfață pentru hard disk (controler I/O).

Cel mai frecvent se conectează la slotul PCIe sau PCI-X al unei plăci de bază și toată funcționalitatea RAID de la acesta este complet independentă de computerul gazdă.

Funcționează prin descărcarea completă a tuturor sarcinilor către subsistemele de stocare redundante, astfel încât performanța sistemului gazdă să nu fie afectată chiar și în timpul defecțiunii unității.

Avantajele plăcilor RAID hardware fizice independente:

• • Există mai multe interfețe I/O pe cardul fizic.Acest lucru vă permite să extindeți matricea adăugând cât mai multe hard disk-uri necesare pentru a crește capacitatea.
  • Sistemul gazdă nu este afectat.Având mai multe matrice RAID nu afectează performanța sistemului gazdă.Puteți migra un singur sau mai multe matrice RAID către alte sisteme de operare sau sisteme gazdă, după cum este necesar, fără impact.

 

• Aplicațiile RAID sunt independente de sistemul gazdă.Când un sistem se blochează, integritatea datelor rămâne intactă.
• Preveniți întreruperile de curent.Scrierile în curs vor fi urmărite, păstrând datele în siguranță în cazul unei întreruperi de curent.
• Protecție contra virus.Matricele RAID hardware sunt independente de sistemul gazdă, făcându-le mai puțin susceptibile la atacurile virușilor.
• Oferă performanțe excelente.RAID hardware descarcă toate sarcinile RAID de la gazdă, oferind performanțe mai bune ale sistemului gazdă.
• Echipat cu interfață grafică și software dedicată.Facilitează foarte mult configurarea și întreținerea matricelor RAID.
• Poate fi mutat și înlocuit după cum este necesar.Cardul dumneavoastră fizic poate fi conectat la orice sistem, înlocuit sau actualizat după cum este necesar.
• Suportă funcționalitate RAID avansată.Cum ar fi migrarea la nivel de matrice, extinderea online, schimbarea la cald a discului etc.
• Cu cache pentru controler.Pe măsură ce memoria este stocată în cache, timpul de acces crește.

DiscretDezavantajele cardurilor RAID hardware fizice:

• scump.Costă mult mai mult decât alte soluții RAID, deoarece utilizatorul final trebuie să achiziționeze procesoare I/O și unități de memorie suplimentare pentru extindere.În plus, trebuie să cumpărați un card fizic.

Tehnologia RAID hardware Raid-on-Chip (RoC).

Această implementare este furnizată ca un cip integrat în placa de bază și conține de obicei procesorul RAID, controlerul de memorie, interfața gazdă, interfața I/O pentru conexiunile hard disk și memorie.

Avantajele tehnologiei hardware Raid-on-Chip:

• Protejat la pornire/pornire.Matricea protejează datele în timpul pornirii și în timpul pornirii, eliminând orice erori.
• RAID este independent de gazdă.Acest lucru protejează datele de blocările sistemului.
• Neafectat de viruși.Matricea este independentă de sistemul gazdă, ceea ce îl face mai puțin vulnerabil la viruși.
• Impactul sistemului este mic.Descărcați sarcinile de la gazdă pentru ca această configurare să funcționeze pentru RAID 5 și 6.
• Cache pe controler.Pe măsură ce memoria este stocată în cache, timpul de acces crește.
• Suportă funcționalitate RAID avansată.Cum ar fi migrarea la nivel de matrice, extinderea online, schimbarea la cald a discului etc.
• Echipat cu interfață grafică și software dedicată.Facilitează foarte mult configurarea și întreținerea matricelor RAID.

Raid hardware Dezavantajele tehnologiei -on-Chip:

• Cost moderat.Utilizarea mai puține componente fizice decât un controler fizic standard reduce costurile, dar este totuși mai scumpă decât software-ul RAID.
• Flexibilitate scăzută.Fără o soluție similară RoC, migrarea către alte sisteme ar fi imposibilă.

ce este軟RAID?

Când o matrice RAID este conectată la un computer care nu are un controler fizic, computerul necesită instrucțiuni despre cum să o opereze și să o folosească.Acest lucru se realizează printr-un program numit controler software RAID, care utilizează CPU-ul computerului pentru a direcționa informațiile.Puteți implementa RAID software ca o aplicație software pură care rulează pe sistemul de operare sau puteți utiliza o soluție RAID software asistată de hardware.

Aplicație software RAID pură

Soluția folosește aplicațiile care rulează pe mașina gazdă și nu necesită hardware.Utilizează un hard disk care este conectat direct la sistemul computerizat printr-o interfață I/O încorporată sau un adaptor magistrală gazdă fără procesor.Odată ce software-ul este încărcat, RAID va deveni activ.De obicei, este integrat direct în sistemul de operare, fără costuri suplimentare pentru utilizatorul final.

Avantajele utilizării aplicațiilor software RAID pur:

• • Încorporat în sistemul de operare.Când utilizați implementarea software-ului RAID a sistemului de operare, nu există niciun cost suplimentar pentru a avea funcționalitatea software-ului RAID.

 

• Foarte flexibil.Mai ales atunci când este utilizat pe servere mari, RAID numai software poate fi adaptat pentru a se potrivi fiecărei situații.

Dezavantajele utilizării aplicațiilor RAID exclusiv software:

• Nu protejează datele de eșecul de pornire.Orice date corupte care apar în timpul procesului de pornire nu vor fi recunoscute de computer până la pornirea programului RAID, ceea ce face ca acesta să devină inoperabil.
• sarcina suplimentara a sistemului.Cu cât o matrice necesită mai multe resurse, cu atât impactul său asupra performanței sistemului este mai mare.O configurare RAID 5 mai complexă va necesita mai mult efort decât o matrice RAID 0, 1 sau 2.
• Vulnerabil la viruși.Rularea în cadrul sistemului de operare înseamnă că virusul poate afecta performanța matricei în plus față de sistem.
• Integritatea datelor afectată de blocarea sistemului.Orice problemă hardware sau software întâlnită de sistem poate afecta datele din matrice.
• Migrare limitată a sistemului de operare.Dacă trebuie să faceți modificări de sistem sau să vă actualizați sistemul de operare, nu o veți putea face dacă noul sistem de operare nu acceptă caracteristica RAID.
• Nu există cache de scriere înapoi.Dacă hardware-ul RAID poate rula în modul „writeback” folosind baterii, nu puteți adăuga baterii la software-ul RAID.Aceasta înseamnă că pierzi acel strat suplimentar de protecție.

RAID software asistat de hardware

Soluția este un model hibrid care utilizează software și hardware suplimentar pentru a depăși punctele slabe ale sistemului de operare RAID pur software, cum ar fi lipsa protecției la pornire.Funcționează prin utilizarea unui BIOS RAID integrat în placa de bază, care protejează pornirea sistemului gazdă, astfel încât orice corupție a datelor să nu facă sistemul inoperabil.De obicei, vine cu numeroase drivere pentru mai multe sisteme de operare, îmbunătățind compatibilitatea.

Avantajele utilizării RAID software asistat de hardware:

• • Costurile de implementare sunt moderate.Tot ce aveți nevoie este un card plug-in sau o memorie flash suplimentară pentru a implementa RAID software asistat de hardware.Dacă rulați o configurație RAID 5, există un cost suplimentar pentru acceleratoarele hardware.

 

• Dacă unitatea de pornire eșuează, datele sunt protejate.Dacă unitatea dvs. de pornire întâmpină o eroare sau eșuează complet, nu va exista niciun impact negativ asupra disponibilității datelor dvs.
• Ușor de configurat.Matricele RAID sunt ușor de întreținut și configurat dacă le rulați folosind o interfață grafică dedicată cu utilizatorul cu software-ul sistemului de operare.

Dezavantajele utilizării RAID software asistat de hardware:

• • sarcina suplimentara a sistemului.Cu cât o matrice necesită mai multe resurse, cu atât impactul său asupra performanței sistemului este mai mare.Această implementare funcționează pentru configurațiile RAID 0, 1 și 10.
  • Vulnerabil la viruși.Rulează direct pe sistemul gazdă, deci dacă sistemul este infectat, RAID va funcționa și el.
  • Blocările sistemului pot compromite integritatea datelor.Integritatea și coerența datelor sunt afectate de blocările sistemului.
  • Cu migrare limitată.Cu această implementare RAID, controlerul depinde de sistemul de operare și de driverele asociate.Fără driverele adecvate, nu veți putea migra.De exemplu, dacă vă actualizați sistemul de operare, este posibil să aveți nevoie de drivere actualizate pentru ca controlerul de matrice RAID să funcționeze.

 

• Nu există cache de scriere înapoi.Are doar modul write-through și niciun mod write-back.Fără modul writeback, pierzi multă performanță de scriere.Nu puteți adăuga o baterie la software-ul asistat de hardware, așa că nu beneficiați de acest nivel de protecție.

Comparați diferențele dintre RAID hardware și RAID software

Acum că înțelegem avantajele și dezavantajele ambelor implementări, RAID hardware și RAID software, să aruncăm o privire la modul în care aceste două abordări concurează între ele în ceea ce privește performanța, compatibilitatea, accesibilitatea și flexibilitatea.

	RAID hardware	Software RAID
Performanţă	Software-ul RAID funcționează bine/comparabil cu nivelurile RAID de bază. Depășește RAID-ul software în toate configurațiile RAID complexe. Datele în oglindă pot fi reconstruite mai rapid. Dacă utilizați o matrice de stocare flash, performanța unor setări RAID poate fi inconsecventă.	Funcționează bine pentru nivelurile RAID de bază. Nivelurile RAID complexe afectează grav performanța, făcându-le nepotrivite.
Configurare la nivel RAID	Un șasiu hardware cu suport încorporat pentru toate nivelurile RAID de bază. Toate nivelurile RAID complexe pot fi acceptate, dar necesită un șasiu hardware suplimentar și mai multe discuri hard disk.	Sunt acceptate nivelurile RAID de bază. Dacă aveți nevoie de RAID 3 sau RAID 5, este necesar un software suplimentar.
Compatibilitate cu sistemele de operare	Sunt disponibile mai multe configurații RAID, inclusiv opțiuni hibride. Compatibil Windows și MAC.	Specific sistemului de operare utilizat.Nu poate fi partajat între sistemele de operare. Unele sisteme de operare acceptă doar anumite niveluri RAID.
Accesibilitate	Mai scump de instalat.	Costul de intrare este foarte mic.
flexibilitate	În funcție de sistemul de operare gazdă, toate hard disk-urile pot funcționa ca un singur disc. Fiecare carcasă/matrice de hard disk poate fi mutată între sisteme de operare sau computere.	Oferă o mai mare flexibilitate în modul în care fiecare unitate este configurată în șasiu.

Acestea fiind spuse, iată ce vă puteți aștepta de la diferite implementări RAID bazate pe controlerele lor respective.

caracteristică	RAID hardware	Software RAID	RAID software asistat de hardware
Ghid pentru protecția datelor?	Da.	Nu face.	Da.
Cache de rescriere?	Da.	Nu face.	Nu face.
Protecție la întrerupere de curent?	Da.	Nu face.	Nu face.
Independent de sistemul de operare gazdă?	Da.	Nu face.	Nu face.
Vulnerabil la viruși?	Nu face.	Da.	Da.
Configurare în timpul pornirii?	Da.	Nu face.	Da.
Migrarea sistemului de operare?	Da.	Nu face.	limitat.

Care sunt cazurile de utilizare tipice pentru RAID hardware versus RAID software?

Acum că înțelegem diferențele cheie dintre RAID hardware și RAID software, haideți să ne aprofundăm în câteva scenarii tipice de server în care ați vedea aceste controlere RAID în acțiune.

Soluție RAID hardware

Aceste tipuri de soluții oferă cea mai mare funcționalitate și oferă cea mai bună performanță.Scenariile din viața reală includ:

• Un server sau o stație de lucru de înaltă performanță care necesită cantități mari de stocare a datelor.
• Servere de întreprindere care necesită performanță, scalabilitate, flexibilitate și compatibilitate cu mai multe sisteme de operare.

Soluție RAID exclusiv software

Aceste tipuri de soluții sunt ideale pentru matricele RAID care necesită performanțe remarcabile și disponibilitatea datelor (gândiți-vă la configurațiile RAID 0 și RAID 1).Este important de reținut că, cu o soluție RAID numai software, aceasta nu poate fi utilizată direct pe unitatea de pornire, deoarece necesită ca sistemul de operare să fie activ pentru a funcționa.Scenariile din viața reală includ:

• O stație de lucru sau un server fără cerințe extinse de stocare a datelor.
• Nu este nevoie să porniți serverul protejat.

Soluție hibridă

Acestea sunt similare cu soluțiile RAID numai software, dar sunt sensibile la costuri și au cerințe de pornire.Scenariile din viața reală includ:

• Server de bază fără cerințe mari de stocare a datelor.
• Când utilizați stocarea în rețea.

Pe care ar trebui să-l alegi, RAID hardware sau software?

În general, RAID hardware vă va oferi mai multe avantaje decât RAID software, mai ales dacă doriți să implementați configurații RAID complexe sau modele hibride.Principalul aspect este prețul pe care sunteți dispus să-l plătiți pentru controlerul RAID.

Comparație nivel RAID

Acum că puteți alege controlerul RAID ideal pentru sistemul dvs., este timpul să alegeți nivelul RAID corect de utilizat.Am creat mai multe comparații aprofundate pentru a ușura luarea deciziilor:

• RAID 0 și RAID 1
• RAID 1 și RAID 5
• RAID 5 și RAID 6
• RAID 5 și RAID 10