Для чего нужен Raid контроллер

Raid-контроллеры - распространенное серверное оборудование, отвечающее за создание и управление единым дисковым пространством, используемым сервером. От них зависит надежность и безопасность данных, стабильное функционирование накопителей, объединенных в массив, общая производительность сервера.

Что такое RAID-контроллер?

RAID-контроллер - устройство, позволяющее объединять в единый массив два и более диска. За счет того, что сведения, записываемые на них, дублируются, в случае выхода из строя одного диска пользователь может в кратчайшие сроки восстановить данные с других носителей. Применение рейд-контроллеров позволяет значительно увеличивать производительность всей дисковой подсистемы при проведении различных типов операций. Это крайне важно для любого серверного оборудования, в задачи которого входит обработка внушительных объемов информации и сетевых запросов.

RAID-контроллеры в серверах «большой тройки»

В наши дни RAID-контроллеры прочно заняли позиции популярного и востребованного решения, обеспечивающего доступность данных, позволяющего повысить надежность хранения корпоративной информации. В серверах, так называемой «большой тройки», за последние двадцать лет сменилось ни одно поколение устройств.

RAID-контроллеры, выпускаемые DELL и НР, поддерживают практически все разновидности массивов. У IBM таких универсальных моделей немного, из-за чего приходится докупать модули апгрейда. Еще одна особенность решений IBM - они в основном рассчитаны на использование в серверном оборудовании нескольких, следующих друг за другом, поколений. В свою очередь, HP и Dell стараются выпускать собственные контроллеры под новые сервера.

Как выбрать контроллер?

Если вы планируйте модернизировать серверное оборудование и задумались о выборе подходящего Raid-контроллера, следует ориентироваться на потребности и ожидания от апгрейда.

В приоритете отличная производительность и скорость, тогда как сохранность информации не имеет значения. Вы  не готовы поступиться скоростью, чтобы увеличить стабильность работы оборудования? Для решения повседневных задач вам достаточно самого простого сервера? Если на все перечисленные вопросы вы ответили «Да», то не стоит заморачиваться, смело выбирайте контроллеры бюджетной категории без кэш-памяти и создавайте с их помощью массивы RAID 0/1.

Если бюджет на покупку ограничен или же необходимо выжать из устройств максимальную емкость, рекомендуем рассмотреть вариант создания RAID 5 или 50. Для таких массивов будет достаточно контроллера со средним объемом кэш-памяти, который поддерживает требуемый вид рейд-массивов.

В свою очередь, высокопроизводительным и надежным массивам, предназначенным, например, для хранения корпоративных БД, размещения файловых серверов, необходимы современные контроллеры, обладающие отличной пропускной способностью и серьезным объемом памяти.

Как применяется

Как мы уже говорили выше, главное назначение RAID-контроллеров заключается в создании RAID-массивов, которые объединяют несколько дисков в более надежное и производительное целое. Использование одного накопителя для серверных задач попросту бесполезно, если только пользователей совершенно не интересует сохранность данных. В настоящее время на рынке присутствует три основных вида контроллеров.

Программные RAID-контроллеры

Это достаточно специфический вид контроллеров, обладающий определенными преимуществами и недостатками. С одной стороны, программные рейды весьма экономичны и подобрать их можно практически под любой бюджет. С другой стороны, при их подключении вся нагрузка, связанная с управлением и функционированием дисковой системы, ложится на центральный процессор, что приводит к определенным ограничениям и проблемам. Как правило, модели этого типа применяются при сборке и эксплуатации малонагруженных и простых серверов. Если же CPU в перспективе будет эксплуатироваться не только для рутинной работы с файлами, но и для обработки других задач, следует присмотреться к другим вариантам контроллеров.

Интегрированные RAID-контроллеры

Под интегрированными контроллерами понимаются микросхемы, встраиваемые в материнскую плату серверного оборудования. Интегрированные рейд-решения задействуют для управления накопителями и ресурсами серверного процесса. Они могут использоваться для создания разных типов массивов. Их отличает относительно неплохая производительность,  а по надежности и отказоустойчивости они практически ни в чем не уступают аппаратным.

Аппаратные RAID-контроллеры

Аппаратные - продвинутые и в тоже время дорогие контроллеры. Выпускаются в виде специальных плат или автономных устройств, которые устанавливают за пределами системного блока ПК (сервера). У них имеется встроенная кэш-память и собственный процессор.

Управление контроллером

Управлять рейд-контроллером можно непосредственно из ОС компьютера. Для этого необходимо скачать и установить с официального сайта производителя соответствующее ПО. Для существующих сегодня гипервизоров и ОС доступны следующие варианты: Fedora, Debian, Ubuntu, Solaris и т.д. Специальное программное обеспечение позволяет управлять функционалом и настройками физических и логических накопителей.

Температура

Если говорить о технических характеристиках RAID-контроллеров, наиболее значимой из них является рабочая температура. Правда, она важна преимущественно для аппаратных устройств. Обычно они оборудованы компактными пассивными радиаторами, что создает у пользователей ошибочное мнение о незначительных объемах выделяемого тепла.

Например, для RAID-контроллеров Adaptec рекомендованная производителем рабочая температура находится в диапазоне от 0 до 40-55 градусов. Предельно допустимая температура чипа - 100 градусов по Цельсию. Но необходимо иметь в виду, что постоянная работа устройства на максимальных температурах (более 85 градусов по Цельсию) рано или поздно закончится его поломкой. Поэтому необходимо обеспечить качественное охлаждение серверного оборудования. Для решения данной задачи контроллеры устанавливают в специальные rackmount-корпусы, в которых достаточный для охлаждения объем воздушного потока нагнетается скоростными кулерами.

Скорость работы

Следующая важная техническая характеристика RAID-контроллеров - скорость работы. От нее напрямую зависит производительность и быстродействие сервера. Как показывают многочисленные исследования и тестирования, установка аппаратных контроллеров позволяет значительно увеличить скорость функционирования серверного оборудования.

Но, как известно, в каждой бочке есть ложка дегтя. В случае с рейд-технологией она заключается в том, что, желая увеличить скорость и производительность, пользователям зачастую приходится чем-то жертвовать. Как правило, надежностью.

Приведем простой пример. Самыми скоростными считаются RAID 0, которые объединяют в единый массив несколько дисков разного объема. При этом информация расщепляется по всем дискам массива. В случае поступления запроса на чтение логически последовательных блоков, выполняется параллельное обращение, за счет чего скорость операции значительно увеличивается. Вот только любой сбой чреват потерей данных. Таким образом, тем, кто соблазнился высокой скоростью RAID 0, следует заранее продумать хорошую систему резервного копирования.

С программным RAID

Программный формат RAID массива реализуется без использования аппаратных средств. Для его получения задействуют только программные компоненты, при этом вся основная нагрузка ложится на ОС и процессор (сервера или компьютера).

Чаще всего, программные рейды создают на базе Linux. Ядро ОС обладает всем необходимым для этого инструментарием. Для работы с RAID массивом в Linux применяется утилита mdadm. Процесс его создания выполняется прямо из установщика.

С аппаратным RAID

После установки аппаратного RAID потребуется потратить время и силы на его настройку. Это позволит серверу задействовать для решения поставленных задач единый объем памяти дискового массива. Настройка может выполняться через:

• утилиту контроллера;
• утилиты ОС.

Первый вариант обычно используют для первоначальной настройки контроллера. Доступ к утилите осуществляется путем нажатия на клавиатуре CTRL + A.

Настройка кэширования

Использование кэша позволяет RAID-контроллерам проводить чтение и запись на диск в ускоренном формате. Грамотно заданные настройки кэширования позволяют оперативно обрабатывать огромное количество пользовательских запросов за единицу времени.

Сегодня существует несколько ключевых режимов функционирования кэша:

• Write Through- контроллер сообщает ОС о завершении записи после того, как информация упадет на физические носители. Такой подход повышает надежность и безопасность данных, но никоим образом не увеличивает производительность и быстродействие сервера.
• Write Back- при включении данного режима контроллер посылает сигнал о завершении записи сразу после попадания в кэш. Скорость и производительность в этом случае будут на высоте, но есть одно но. Если пропадает электричество, то с вероятностью 99% информация будет безвозвратно утеряна. Спасти ситуацию можно путем установки дополнительной BBU батарейки или ZMCP-модуля защиты данных. В этом случае вы можете не беспокоиться о внезапном отключении серверного оборудования от питания.

Настройка мониторинга

Для обеспечения стабильной и безотказной работы RAID-массивов необходимо на постоянной основе мониторить их состояние. Для разных контроллеров используются различные средства мониторинга, при этом существуют решения (например, zabbix), которые позволяют отслеживать параметры оборудования централизованно, а в случае изменения их состояния получать соответствующие уведомления на электронную почту.

В качестве примера мониторинга рейд-массива можно привести штатную утилиту Linux - mdadm. В ней имеется отдельный файл /proc/mdstat, в котором отображается информация обо всех массивах и их текущем состоянии. Каждый массив имеет текстовое обозначение [UU] - количество букв зависит от числа дисков в массиве. Если диск выходит из строя, на его месте появляется знак нижнего подчеркивания: _.  Для мониторинга контроллеров 3ware (LSI) необходима утилита 3w_cli, а для устройств Adaptec - утилита arcconf.

Прошивка

Как правило, необходимость в прошивке RAID-контроллера возникает при выявлении проблем и сбоев в функционировании устройства. Теоретически эту операцию можно выполнить самостоятельно, но если у вас нет опыта и знаний, лучше всего доверить ее специалистам. IT-инженеры ittelo.ru отлично разбираются в любых вопросах, связанных с подбором контроллеров, созданием массивов, настройкой серверного оборудования. По вашему запросу они проведут перепрошивку RAID-контроллера до необходимой версии без потери данных.

FAQ

Для чего аппаратному RAID контроллеру внутренний порт?

Внутренние порты RAID-контроллера предназначены для соединения устройств, которые находятся внутри системного блока: SSD-накопителей, жестких дисков.

Какие RAID-контроллеры бывают?

Различают три основных вида контроллеров: программные, интегрированные и аппаратные. Первые функционируют за счет ОС и процессора сервера. Вторые представляют собой чипы, вшитые в материнские платы. Третьи выпускаются в виде специальных плат и автономных устройств.

Что лучше программный или аппаратный RAID?

Аппаратные RAID в сравнении с программными обладают большей производительностью, обеспечивают надежность хранения данных и гибкость в создании различных типов конфигураций серверного оборудования. Пожалуй, его главный недостаток - серьезная стоимость, что особенно заметно в сравнении с ценами на программные контроллеры.