Raid контроллер драйвер что это

RAID-контроллер

RAID контроллер — это плата или чип, расположенный между операционной системой и накопителями, обычно жесткими дисками, управляющая массивом RAID.

Массив RAID — это группа дисков, которые вместе действуют как единая система хранения.

RAID — это метод повышения производительности и надежности, позволяющий хранить одни и те же данные в разных местах на нескольких жестких дисках. Контроллеры RAID содержат в себе инструкции или протоколы для выполнения этой задачи и управляют ими.

Существует множество классификаций уровней массивов RAID. Обычно используемые типы RAID включают RAID 0 (чередование данных), RAID 1 (зеркальное отображение диска) и контроллер RAID 5 (чередование с распределенной четностью). Все уровни и типы RAID конфигураций вы можете найти тут.

Контроллеры RAID классифицируются по нескольким характеристикам, включая типы дисков, такие как SATA или SAS, количество портов и количество дисков, которые они могут поддерживать, конкретные уровни RAID, архитектуру интерфейса и объем памяти, существующий в собственном кэше. Например, это означает, что контроллер, изготовленный для среды SATA, не будет работать с массивом SAS, и что контроллер RAID 1 не может быть преобразован в RAID 10.

Контроллеры RAID не являются контроллерами хранилища. Контроллеры хранения представляют собой активные диски для ОС, а контроллер RAID действует как кэш ОЗУ и обеспечивает функциональность RAID. Количество и тип RAID-дисков зависит от конфигурации RAID-контроллера.

Конфигурации RAID-контроллеров

Контроллеры RAID доступны в двух основных конфигурациях: в виде шин или плат контроллера и внешних периферийных устройств. Аппаратный RAID на основе шины или платы контроллера — это обычный тип аппаратного RAID, который чаще всего используется для систем начального уровня. Эта специализированная карта RAID-контроллера (компьютерная плата) устанавливается в ПК или сервер, и к ней подключаются диски массива. По сути, он заменяет хост-адаптер SCSI или контроллер IDE / ATA, который обычно используется для взаимодействия между системой и жесткими дисками; он взаимодействует с дисками, используя SCSI или IDE / ATA, и отправляет данные остальной части ПК по системной шине (обычно PCI). Эти устройства часто называют контроллерами SCSI Raid, контроллерами RAID хоста SCSI или контроллерами PCI RAID. Некоторые материнские платы, особенно предназначенные для серверных систем, поставляются с некоторым вариантом встроенного драйвера контроллера RAID. Они встроены в материнскую плату, но работают точно так же, как дополнительная плата на базе шины. Единственное отличие состоит в том, что встроенные контроллеры могут снизить общую стоимость.

Внешние RAID-контроллеры

Внешние RAID-контроллеры представляют собой автономные устройства блочного типа для использования с системами проектирования более высокого уровня. В этом случае RAID контроллер полностью выносится из системы в отдельный ящик. В отличие от плат контроллера RAID, они не монтируются в корпусе для плат или на материнской плате. Внутри коробки RAID-контроллер управляет дисками в массиве, обычно используя SCSI, а затем представляет логические диски массива через стандартный интерфейс (опять же, как правило, вариант SCSI) серверу, использующему массив. Сервер видит массив или массивы как один или несколько очень быстрых жестких дисков; RAID полностью скрыт от машины. По сути, одно из этих устройств действительно представляет собой целый компьютер с выделенным процессором, который управляет массивом RAID и действует как канал между сервером и массивом.

RAID может быть аппаратным или программным

Аппаратный RAID находится на плате контроллера PCI-X или PCIe или на интегрированной материнской плате. RAID-on-Chip (ROC).

Программный RAID полностью работает на центральном процессоре системы главного компьютера.

Преимущества RAID-контроллеров

Архитектура контроллера аппаратного дороже, чем программный RAID-массив, но увеличивает производительность системы и не подвержена ошибкам загрузки.

Источник

Всё, что вы хотели узнать о RAID-контроллерах, но лень было искать

Дисковый массив с нотками ретро.

На плечах RAID-контроллеров лежит ответственная задача — управление дисковой подсистемой, то есть всей информацией, хранимой на сервере. Именно они отвечают за работу дисковых массивов, позволяя повысить производительность сервера или надёжность хранения данных. Поэтому давайте поговорим о RAID-контроллерах, установленных в серверы вендоров «большой тройки», об их возможностях и особенностях.

Что такое RAID-контроллер?

Чаще всего задачи, выполняемые серверами, требуют высокой скорости чтения/записи данных и/или необходимость сохранить данные при выходе из строя самих накопителей. Поэтому установка в сервер единственного диска редко имеет смысл. Этот вариант можно рассматривать, если нагрузка будет совсем небольшой, а сохранность данных не волнует вовсе. Да и объёмы информации, которыми оперируют серверы, часто требуют куда больше пространства для хранения, чем может дать один диск. А чем больше накопителей, тем выше вероятность выхода из строя, особенно при высокой нагрузке.

Проблемы производительности и отказоустойчивости дисковой подсистемы решаются с помощью создания массивов: логических структур, в которые с помощью RAID-контроллера объединяется несколько накопителей — жёстких дисков и SSD. При этом массив выглядит для системы единым пространством для хранения данных.

Существует много видов массивов, отличающихся производительностью, надёжностью хранения данных и минимально необходимым количеством дисков. Выбор конкретного вида зависит от ваших задач и потребностей, а также от возможностей самого RAID-контроллера.

RAID-контроллеры делятся на:

Если на борту RAID-контроллера есть кэш-память, то она может использоваться для промежуточного хранения записываемых или считываемых данных. Это позволяет эффективнее управлять операциями ввода/вывода.

Чтобы при сбое питания не потерять данные, находящиеся в кэше, используется два разных подхода:

Некоторые RAID-контроллеры позволяют увеличить объём кэш-памяти и установить батарейку, если они её не имеют. Чем больше размер кэша контроллера, тем выше производительность RAID-массивов.

RAID-контроллеры в серверах «большой тройки»

Чтобы не превращать статью в археологическое исследование, ограничимся только теми контроллерами, что используются в поколениях серверов начиная с 2009-2010:

HP: Gen7, Gen8, Gen9
Dell: Gen11, Gen12, Gen13
IBM: M3, M4, M5

Дальше идут громоздкие и скучные таблицы.

Большинство RAID-контроллеров HP и Dell изначально поддерживают все основные виды массивов. У IBM таких моделей — по пальцам пересчитать, почти в каждом случае придётся устанавливать на контроллер 1-2 дополнительных модуля апгрейда, что не слишком удобно.

Другая интересная особенность RAID-контроллеров IBM — большинство из них применяются в серверах нескольких поколений. У HP и Dell другая склонность — с выпуском нового поколения серверов они обычно выпускают и новое поколение контроллеров.

Как выбрать подходящий контроллер?

Если вы решили апгрейдить сервер и озаботились выбором RAID-контроллера, то в первую очередь исходите из ваших потребностей.

Вам нужна хорошая производительность, но не волнует сохранность данных? Или хочется с небольшими усилиями повысить отказоустойчивость, поступившись скоростью? Понадобился простенький веб-сервер для нужд разработки? Достаточно выбрать недорогой контроллер и создать RAID 0 или 1. Можно даже без кэш-памяти.

При желании сэкономить на накопителях или выжать всю возможную ёмкость из имеющихся, рассмотрите вариант с RAID 5 или 50. Это вполне годное решение для создания архивов. Для таких задач достаточно взять контроллер с поддержкой нужного вида RAID и кэш-памятью среднего объёма.

При создании высокоскоростных и надёжных массивов под базы данных, или больших хранилищ под файловые серверы, нужны производительные контроллеры с большим объёмом кэш-памяти и высокой пропускной способностью. Это тот случай, когда экономия на одном устройстве может свести на нет все ваши усилия.

Источник

Аппаратный RAID: особенности использования

Организация единого дискового пространства — задача, легко решаемая с помощью аппаратного RAID-контроллера. Однако следует вначале ознакомиться с особенностями использования и управления таким контроллером. Об этом сегодня расскажем в нашей статье.

Надежность и скорость работы дисковых накопителей — вопрос, волнующий каждого системного администратора. Несмотря на заверения производителей о качестве собственных устройств — HDD и SSD продолжают выходить из строя в самое неподходящее время, теряя драгоценные данные. Технология S.M.A.R.T. в большинстве случаев дает возможность оценить «здоровье» накопителя, но это не гарантирует того, что диск будет продолжать беспроблемно работать.

Предсказать выход диска из строя со 100%-ой точностью невозможно, поэтому следует предусмотреть вариант, при котором это не станет проблемой или причиной остановки сервисов. Использование RAID-массивов решает эту задачу. Рассмотрим три основных подхода, применяющихся для этой задачи:

Внешний вид

Мы выбрали решения Adaptec от компании Microsemi. Это RAID-контроллеры, зарекомендовавшие себя удобством использования и высокой производительностью. Их мы устанавливаем, если наш клиент решил заказать сервер произвольной или фиксированной конфигурации.

Для подключения дисков используются специальные интерфейсные кабели. Со стороны контроллера используются разъемы SFF8643. Каждый кабель позволяет подключить до 4-х дисков SAS или SATA (в зависимости от модели). Помимо этого интерфейсный кабель еще имеет восьмипиновый разъем SFF-8485 для шины SGPIO, о назначении которой поговорим чуть позже.

Помимо самого RAID-контроллера существует еще два дополнительных устройства, позволяющих увеличить надежность:

После того, как электропитание сервера восстановлено, содержимое кэша автоматически будет записано на диски. Именно такие модули устанавливаются в наши серверы с аппаратным RAID-контроллером и Cache Protection.

Это особенно важно, когда включен режим отложенной записи кэша (Writeback). При пропадании электропитания содержимое кэша не будет сброшено на диски, что приведет к потере данных и, как следствие, штатная работа дискового массива будет нарушена.

Технические характеристики

Температура

Вначале хотелось бы затронуть такую важную вещь, как температурный режим аппаратных RAID-контроллеров Adaptec. Все они оснащены небольшими пассивными радиаторами, что может вызвать ложное представление о небольшом тепловыделении.

Производитель контроллера приводит в качестве рекомендуемого значения воздушного потока — 200 LFM (linear feet per minute), что соответствует показателю 8,24 литра в секунду (или 1,02 метра в секунду). Рассчитаны такие контроллеры исключительно на установку в rackmount-корпусы, где такой воздушный поток создается скоростными штатными кулерами.

От 0°C до 40-55°C — рабочая температура большинства RAID-контроллеров Adaptec (в зависимости от наличия установленных модулей), рекомендованная производителем. Максимальная рабочая температура чипа составляет 100°C. Функционирование контроллера при повышенной температуре (более 85°C) может вывести его из строя. Удобства ради приводим под спойлером табличку рекомендуемых температур для разных серий контроллеров Adaptec.

Нашим клиентам не приходится беспокоиться о перегреве контроллеров, поскольку в наших дата-центрах поддерживается постоянный температурный режим, а сборка серверов произвольной конфигурации происходит с учетом особенностей таких комплектующих (о чем мы упоминали в нашей предыдущей статье).

Скорость работы

Для того чтобы продемонстрировать, как наличие аппаратного RAID-контроллера способствует увеличению скорости работы сервера, мы решили собрать тестовый стенд со следующей конфигурацией:

Затем в этот же стенд поставим RAID-контроллер Adaptec ASR 7805 с модулем защиты кэша AFM-700, подключим к нему эти же жесткие диски и выполним точно такое же тестирование.

С программным RAID

Несомненное преимущество программного RAID — простота использования. Массив в ОС Linux создается с помощью штатной утилиты mdadm. При установке операционной системы чаще всего создание массива предусмотрено непосредственно из установщика. В случае, когда такой возможности установщик не предоставляет, достаточно всего лишь перейти в соседнюю консоль с помощью сочетания клавиш Ctrl+Alt+F2 (где номер функциональной клавиши — это номер вызываемой tty).

Проверяем, чтобы на дисках не было метаданных, например, от предыдущего массива:

На всех 4-х дисках должно быть сообщение:

В случае, если на одном или нескольких дисках будут метаданные, удалить их можно следующим образом (где sdX — требуемый диск):

Создадим на каждом диске разделы для будущего массива c помощью fdisk. В качестве типа раздела следует указать fd (Linux RAID autodetect).

Собираем массив RAID 10 из созданных разделов с помощью команды:

Сразу после этого будет создан массив /dev/md0 и будет запущен процесс перестроения данных на дисках. Для отслеживания текущего статуса процесса введите:

Пока процесс перестроения данных не будет завершен, скорость работы дискового массива будет снижена.

После установки операционной системы и Bitrix24 на созданный массив мы запустили стандартный тест и получили следующие результаты:

С аппаратным RAID

Прежде чем сервер сможет использовать единое дисковое пространство RAID-массива, необходимо выполнить базовую настройку контроллера и логических дисков. Сделать это можно двумя способами:

Утилита позволяет не только управлять настройками контроллера, но и логическими устройствами. Инициализируем физические диски (вся информация на дисках при инициализации будет уничтожена) и создадим массив RAID-10 с помощью раздела Create Array. При создании система запросит желаемый размер страйпа, то есть размер блока данных за одну I/O-операцию:

Важно — размер страйпа задается только один раз (при создании массива) и это значение в дальнейшем изменить нельзя.

Сразу после того, как контроллеру отдана команда создания массива, также, как и с программным RAID, начинается процесс перестроения данных на дисках. Этот процесс работает в фоновом режиме, при этом логический диск становится сразу доступен для BIOS. Производительность дисковой подсистемы будет также снижена до завершения процесса. В случае, если было создано несколько массивов, то необходимо определить загрузочный массив с помощью сочетания клавиш Ctrl + B.

После того как статус массива изменился на Optimal, мы установили Bitrix24 и провели точно такой же тест. Результат теста:

Сразу становится понятно, что аппаратный RAID-контроллер ускоряет операции чтения и записи на дисковый носитель за счет использования кэша, что позволяет быстрее обрабатывать массовые обращения пользователей.

Управление контроллером

Непосредственно из операционной системы управление контроллером производится с помощью программного обеспечения, доступного для скачивания с сайта производителя. Доступны варианты для большинства операционных систем и гипервизоров:

С помощью указанных утилит можно, не прерывая работу сервера, легко управлять логическими и физическими дисками. Также можно задействовать такой полезный функционал, как «подсветка диска». Мы уже упоминали про пятый кабель для подключения SGPIO — этот кабель подключается напрямую в бэкплейн (от англ. backplane — соединительная плата для накопителей сервера) и позволяет RAID-контроллеру полностью управлять световой индикацей каждого диска.

Следует помнить, что бэкплэйны поддерживают не только SGPIO, но и I2C. Переключение между этими режимами осуществляется чаще всего с помощью джамперов на самом бэкплэйне.

Каждому устройству, подключенному к аппаратному RAID-контроллеру Adaptec, присваивается идентификатор, состоящий из номера канала и номера физического диска. Номера каналов соответствуют номерам портов на контроллере.

Замена диска — штатная операция, впрочем, требующая однозначной идентификации. Если допустить ошибку при этой операции, можно потерять данные и прервать работу сервера. С аппаратным RAID-контроллером такая ошибка является редкостью.

Делается это очень просто:

Контроллер даст соответствующую команду на бэкплэйн, и светодиод нужного диска начнет равномерно моргать цветом, отличающимся от стандартного рабочего.

Например, на платформах Supermicro штатная работа диска — зеленый или синий цвет, а «подсвеченный» диск будет моргать красным. Перепутать диски в этом случае невозможно, что позволит избежать ошибки из-за человеческого фактора.

Настройка кэширования

Теперь пару слов о вариантах работы кэша на запись. Вариант Write Through означает, что контроллер сообщает операционной системе об успешном выполнении операции записи только после того, как данные будут фактически записаны на диски. Это повышает надежность сохранности данных, но никак не увеличивает производительность.

Чтобы достичь максимальной скорости работы, необходимо использовать вариант Write Back. При такой схеме работы контроллер будет сообщать операционной системе об успешной IO-операции сразу после того, как данные поступят в кэш.

Важно — при использовании Write Back настоятельно рекомендуется использовать BBU или ZMCP-модуль, поскольку без него при внезапном отключении электричества часть данных может быть утеряна.

Настройка мониторинга

Вопрос мониторинга статуса работы оборудования и возможности оповещения стоит достаточно остро для любого системного администратора. Для того чтобы настроить «связку» из Zabbix и RAID-контроллера Adaptec рекомендуем воспользоваться перечисленными решениями.

Зачастую требуется отслеживать состояние контроллера напрямую из гипервизора, например, VMware ESXi. Задача решается с помощью установки CIM-провайдера с помощью инструкции Microsemi.

Прошивка

Необходимость прошивки RAID-контроллера возникает чаще всего для исправления выявленных производителем проблем с работой устройства. Несмотря на то, что прошивки доступны для самостоятельного обновления, к этой операции следует подойти очень ответственно, особенно если процедура выполняется на «боевой» системе.

Если нашему клиенту требуется сменить версию прошивки контроллера, то ему достаточно создать тикет в нашей панели управления. Системные инженеры выполнят перепрошивку RAID-контроллера до требуемой версии в указанное время и сделают это максимально корректно.

Важно — не следует выполнять перепрошивку самостоятельно, поскольку любая ошибка может привести к потере данных!

Заключение

Использование аппаратного RAID-контроллера оправдано в большинстве случаев, когда требуется высокая скорость и надежность работы дисковой подсистемы.

Системные инженеры Selectel бесплатно выполнят базовую настройку дискового массива на аппаратном RAID-контроллере при заказе сервера произвольной конфигурации. В случае, если потребуется дополнительная помощь с настройкой, мы будем рады помочь в рамках нашей услуги администрирования. Также мы подготовили для наших читателей небольшую памятку по командам утилиты arcconf.

Используете ли вы аппаратные RAID-контроллеры? Ждем вас в комментариях.

Источник

Что такое RAID-контроллер

Что делает контроллер RAID

Контроллер предлагает уровень абстракции между операционной системой и физическими дисками. RAID-контроллер представляет группы или разделы дисков для приложений и операционных систем как логические единицы, для которых могут быть определены схемы защиты данных. Логические блоки отображаются в виде дисков (или частей дисков) для приложений и ОС, даже если они могут состоять из нескольких дисков. Поскольку контроллер имеет возможность доступа к нескольким копиям данных на нескольких физических устройствах, он имеет возможность повысить производительность и защитить данные в случае сбоя системы.

Существует около десяти различных конфигураций RAID, а также многочисленные собственные варианты стандартного набора уровней RAID. RAID-контроллер будет поддерживать определенный уровень RAID или группу связанных уровней.

Аппаратные и программные RAID-контроллеры

В аппаратном RAID для управления массивом RAID используется физический контроллер. Контроллер может принимать форму PCI или PCI Express (PCIe) карты, которая предназначена для поддержки конкретного формата диска, таких как SATA или SCSI. (Некоторые RAID-контроллеры также могут быть интегрированы с материнской платой.) Аппаратные RAID-контроллеры также часто называют RAID-адаптерами.

Цены на аппаратные RAID-контроллеры значительно различаются, а карты с поддержкой настольных ПК доступны менее чем за 50 долларов. Более сложные аппаратные RAID-контроллеры, которые могут работать достаточно хорошо для поддержки общего сетевого хранилища, значительно дороже, как правило, от нескольких сотен долларов до более тысячи.

Некоторые ключевые функции, которые вы должны будете выбрать при выборе аппаратного RAID-контроллера:

Основными преимуществами использования программного RAID-контроллера являются гибкость и низкая стоимость, поскольку не требуется специального оборудования. Однако важно убедиться, что процессор хост-системы является достаточно мощным для запуска программного обеспечения RAID, не оказывая негативного влияния на производительность приложений, которые также работают на хосте.

Некоторые операционные системы включают программное обеспечение RAID-контроллера. Например, Windows Server предоставляет возможности RAID с помощью своего хранилища. Большинство версий серверов Linux корпоративного класса также предоставляют программное обеспечение RAID-контроллера с помощью утилиты Linux mdadm.

Доступны также сторонние программные RAID-контроллеры, в том числе такие продукты, как SnapRAID, Stablebit DrivePool, SoftRaid и FlexRAID. Эти программы обычно подходят для небольших установок, но могут не соответствовать требованиям к производительности и емкости хранения в бизнес-средах.

Некоторые коммерчески доступные массивы хранения используют программные RAID-контроллеры, но обычно программное обеспечение разрабатывается поставщиком хранилища и улучшается для обеспечения адекватной производительности. Кроме того, системы хранения, на которых размещаются программные RAID-контроллеры, как правило, построены на мощных процессорах, предназначенных для контроля и управления системой общего хранения.

Источник