Spare drive что это

Spare drive что это

Добрый день! Уважаемые читатели и гости одного из крупнейших IT блогов в рунете Pyatilistnik.org. В прошлый раз мы с вами рассмотрели ошибку «windows не удается получить доступ к указанному устройству». Идем дальше и поговорим на тему систем хранения данных и RAID массивов, а именно разберем вопрос чем отличаются Global Hot Spare и Dedicated Hot Spare при добавлении диска горячей замены. Уверен, что многие знают эти отличия, но для новичков это будет полезно.

Что такое Global Hot Spare и Dedicated Hot Spare

Если вы хоть раз настраивали сервер, то наверняка задавались вопросом его отказоустойчивости, которая может быть на разных уровнях, например два блока питания или дисковая подсистема, которая для сервера очень важна. Потеря данных просто неприемлема в современной модели бизнеса. Для этого существует технология RAID, где за счет избыточности достигается некий баланс безопасности и денег.

Существует много видов RAID массивов и у каждого свое количество дисков которое может выйти, прежде чем весь массив развалится. Для дополнительной защиты принято выделять один или несколько запасных дисков горячей замены, которые должны успеть подменить выходящий из строя диск, до момента его замены. Существует два вида дисков горячей замены, это Global Hot Spare и Dedicated Hot Spare.

Из схемы видно, что выделенные диски будут являться резервными только для группы A и B, а вот глобальный Hot Spare для всех массивов.

Что применяется первым из Global Hot Spare и Dedicated Hot Spare

Предположим, что у вас есть два виртуальных диска, для каждого из них есть по одному Dedicated Hot Spare и два общих Global Hot Spare, если выходит из строя один из дисков виртуального массива, вопрос, куда буду переноситься данные? Правильный ответ:

Как начинается процесс восстановления поврежденного диска RAID

Если у вас в системе есть назначенные Global Hot Spare и Dedicated Hot Spare и они полностью отвечает требованиям восстановления поврежденного диска RAID, восстановление начнется автоматически. Hot Spare диски должны быть запланированы до начала восстановления и должны соответствовать всем требованиям для виртуального диска. Если вы удалите виртуальный диск, то Dedicated Hot Spare станет Global Hot Spare.

Источник

Spare drive что это

Добрый день уважаемые читатели и гости блога, я хочу продолжить с вами тему серверных технологий, а именно хочу поговорить про отказоустойчивость. Когда многие слышат это слово, то у них две ассоциации с ним, первое это технологий рейд массивов и контроллеров, а второе это репликация. В данном материале мы поговорим про первый вариант, а именно про Reudant Array of Independed Disks, или как в простонародье RAID.

Что такое RAID и зачем он нужен?

Акроним RAID (Reudant Array of Independed Disks) избыточный массив независимых дисков, впервые был использован в 1988 году исследователями из института Беркли Паттерсоном (Patterson), Гибсоном (Gibson) и Кацем (Katz). Они описали конфигурацию массива из нескольких недорогих дисков, обеспечивающих высокие показатели по отказоустойчивости и производительности.

Наиболее «слабой» в смысле отказоустойчивости частью компьютерных систем всегда являлись жесткие диски, поскольку они, чуть ли не единственные из составляющих компьютера, имеют механические части. Данные записанные на жесткий диск доступны только пока доступен жесткий диск, и вопрос заключается не в том, откажет ли этот жесткий диск когда-нибудь, а в том, когда он откажет.

Обычно RAID используется в больших файл серверах или серверах приложений, когда важна, высока скорость и надежность доступа к данным. Сегодня RAID находит применение так же в настольных системах, работающих с CAD, мультимедийными задачами и когда требуется обеспечить высокую производительность дисковой системы.

Можно ли использовать в RAID массиве диски разного размера?

Да. можно. Но, при этом, используемая емкость у ВСЕХ дисков будет равна емкости наименьшего диска.
Из этого следует, что добавлять в уже существующий RAID массив можно только диски такого же или большего размера

Можно ли использовать в RAID массиве диски разных производителей?

Да, можно. Но при этом надо иметь ввиду, что точные размеры дисков одинаковой емкости (36/73/146. ГБ) у разных производителей могут отличаться на несколько килобайт. Когда вы создаете новый RAID массив, на это можно не обращать внимание, но если вы добавляете диски к уже существующему массиву (например, меняете вышедший из строя диск), то важно, чтобы новый диск был больше чем старые, или точно такого же размера.

Что такое Write Through и Write Back?

Это способ записи данных, полученных RAID контроллером, на дисковый массив. По другому эти способы еще называются так: прямая запись (Write Through) и отложенная запись (Write Back). Какой из этих способов будет использоваться определяется в BIOS-е контроллера (либо при создании массива, либо позднее).

Write Back работает быстрее, но при этом надо помнить, что в случае сбоя питания все данные, которые находились в этот момент вкэш-е, будут потеряны. Причем, управляющая ОС (а следовательно и приложение, записывавшее эти данные) ничего об этом «не узнают», так как они уже получили сообщение от контроллера об успешном завершении записи. Например, если в кэше находились данные транзакции сервера СУБД, то СУБД будет уверенна, что с данными все хорошо, хотя на самом деле это не так.

Избежать описанной проблемы можно или с помощью установки на RAID контроллер BBU (см. ниже), или посредством подключения всего сервера через источник бесперебойного питания (UPS) с функцией программируемого выключения.

Кстати, некоторые RAID контроллеры не позволяют включить функцию Write Back без установленного BBU.

Что такое BBU и зачем он нужен?

Существуют три разновидности BBU:

Что такое Hotswap?

Что такое Hot Spare (Hotspare)?

Обратите внимание: резервирование позволяет восстановить данные, находившиеся на неисправном диске, если все диски подключены к одному и тому же RAID контроллеру.
«Резервный» диск может быть создан одним из двух способов:

В течение процесса автоматического восстановления система продолжает нормально функционировать, однако производительность системы может слегка ухудшиться.

Для того, что бы использовать восстанавливающую особенность резервирования, Вы должны всегда иметь резервный диск ( Hotspare ) в вашей системе. В случае сбоя дисковода, резервный дисковод автоматически заменит неисправный диск, и данные будут восстановлены. После этого, системный администратор может отключить и удалить неисправный диск, заменить его новым диском и сделать этот новый диск резервным.

Что такое Copyback Hot Spare?

Copyback Hot Spare это функция RAID контроллера, которая позволяет пользователям закрепить физическое расположение диска «горячего резерва» (Hot Spare), что позволяет улучшить управляемость системы.

Что такое JBOD?

JBOD (Just a Bunch of Disks) это способ подключить диски к RAID контроллеру не создавая на них никакого RAID. Каждый из дисков доступен так же, как если бы он был подключен к обычному адаптеру. Эта конфигурация применяется когда необходимо иметь несколько независимых дисков, но не обеспечивает ни повышения скорости, ни отказоустойчивости.

Что такое размер страйпа (stripe size)?

Нужно ли заниматься архивированием данных в случае использования RAID?

О: Конечно да! RAID это вовсе не замена архивированию, основное его назначение это повышение скорости и надежности доступа к данным в нормальном режиме работы. Но только регулярное архивирование данных гарантировано обеспечит их сохранность при любых отказах оборудования, пожарах, потопах и прочих неприятностях.

Источник

FAQ : RAID : Общие вопросы

Избежать описанной проблемы можно или с помощью установки на RAID контроллер BBU (см. ниже), или посредством подключения всего сервера через источник бесперебойного питания (UPS) с функцией программируемого выключения.

Существуют три разновидности BBU :

Обратите внимание: резервирование позволяет восстановить данные, находившиеся на неисправном диске, если все диски подключены к одному и тому же RAID контроллеру.
«Резервный» диск может быть создан одним из двух способов:

В течение процесса автоматического восстановления система продолжает нормально функционировать, однако производительность системы может слегка ухудшиться.

Для того, что бы использовать восстанавливающую особенность резервирования, Вы должны всегда иметь резервный диск ( Hotspare ) в вашей системе. В случае сбоя дисковода, резервный дисковод автоматически заменит неисправный диск, и данные будут восстановлены. После этого, системный администратор может отключить и удалить неисправный диск, заменить его новым диском и сделать этот новый диск резервным.

В этом разделе использованы материалы с сайта «3dnews».

В: Нужно ли заниматься архивированием данных в случае использования RAID?
О: Конечно да! RAID это вовсе не замена архивированию, основное его назначение это повышение скорости и надежности доступа к данным в нормальном режиме работы. Но только регулярное архивирование данных гарантировано обеспечит их сохранность при любых отказах оборудования, пожарах, потопах и прочих неприятностях.

Источник

RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 10 или что такое уровни RAID?

«Какой уровень RAID самый надежный?» Все знают, что наиболее распространенным является уровень RAID5, однако он отнюдь не лишен серьезных недостатков, которые неочевидны для неспециалистов.

RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 10 или что такое уровни RAID?

В своей статье я попытаюсь охарактеризовать самые популярные уровни RAID, а затем сформулирую рекомендации по использованию этих уровней. Для иллюстрации статьи я построил диаграмму, на которой поместил эти уровни в трехмерном пространстве надежности, производительности и ценовой эффективности.

JBOD (Just a Bunch of Disks) – это простое объединение (spanning) жестких дисков, которое уровнем RAID формально не является. Томом JBOD может быть массив из одного диска или объединение нескольких дисков. Контроллеру RAID для работы с таким томом не требуется проведение каких-либо вычислений. На нашей диаграмме диск JBOD служит в качестве «ординара» или отправной точки – его значения надежности, производительности и стоимости совпадают с соответствующими показателями единичного жесткого диска.

RAID 0 (“Striping”) избыточности не имеет, а информацию распределяет сразу по всем входящим в массив дискам в виде небольших блоков («страйпов»). За счет этого существенно повышается производительность, но страдает надежность. Как и в случае JBOD, за свои деньги мы получаем 100% емкости диска.

Поясню, почему уменьшается надежность хранения данных на любом составном томе – так как при выходе из строя любого из входящих в него винчестеров полностью и безвозвратно пропадает вся информация. В соответствии с теорией вероятностей математически надежность тома RAID0 равна произведению надежностей составляющих его дисков, каждая из которых меньше единицы, поэтому совокупная надежность заведомо ниже надежности любого диска.

Хороший уровень – RAID 1 (“Mirroring”, «зеркало»). Он имеет защиту от выхода из строя половины имеющихся аппаратных средств (в общем случае – одного из двух жестких дисков), обеспечивает приемлемую скорость записи и выигрыш по скорости чтения за счет распараллеливания запросов. Недостаток заключается в том, что приходится выплачивать стоимость двух жестких дисков, получая полезный объем одного жесткого диска.

Изначально предполагается, что жесткий диск – вещь надежная. Соответственно, вероятность выхода из строя сразу двух дисков равна (по формуле) произведению вероятностей, т.е. ниже на порядки! К сожалению, реальная жизнь – не теория! Два винчестера берутся из одной партии и работают в одинаковых условиях, а при выходе из строя одного из дисков нагрузка на оставшийся увеличивается, поэтому на практике при выходе из строя одного из дисков следует срочно принимать меры – вновь восстанавливать избыточность. Для этого с любым уровнем RAID (кроме нулевого) рекомендуют использовать диски горячего резерва HotSpare. Достоинство такого подхода – поддержание постоянной надежности. Недостаток – еще большие издержки (т.е. стоимость 3-х винчестеров для хранения объема одного диска).

Зеркало на многих дисках – это уровень RAID 10. При использовании такого уровня зеркальные пары дисков выстраиваются в «цепочку», поэтому объем полученного тома может превосходить емкость одного жесткого диска. Достоинства и недостатки – такие же, как и у уровня RAID1. Как и в других случаях, рекомендуется включать в массив диски горячего резерва HotSpare из расчета один резервный на пять рабочих.

RAID 5, действительно, самый популярный из уровней – в первую очередь благодаря своей экономичности. Жертвуя ради избыточности емкостью всего одного диска из массива, мы получаем защиту от выхода из строя любого из винчестеров тома. На запись информации на том RAID5 тратятся дополнительные ресурсы, так как требуются дополнительные вычисления, зато при чтении (по сравнению с отдельным винчестером) имеется выигрыш, потому что потоки данных с нескольких накопителей массива распараллеливаются.

Недостатки RAID5 проявляются при выходе из строя одного из дисков – весь том переходит в критический режим, все операции записи и чтения сопровождаются дополнительными манипуляциями, резко падает производительность, диски начинают греться. Если срочно не принять меры – можно потерять весь том. Поэтому, (см. выше) с томом RAID5 следует обязательно использовать диск Hot Spare.

Суть таких комбинаций вкратце заключается в следующем. RAID10 – это сочетание единички и нолика (см. выше). RAID50 – это объединение по “0” томов 5-го уровня. RAID15 – «зеркало» «пятерок». И так далее.

Таким образом, комбинированные уровни наследуют преимущества (и недостатки) своих «родителей». Так, появление «нолика» в уровне RAID 50 нисколько не добавляет ему надежности, но зато положительно отражается на производительности. Уровень RAID 15, наверное, очень надежный, но он не самый быстрый и, к тому же, крайне неэкономичный (полезная емкость тома составляет меньше половины объема исходного дискового массива).

Согласно некоторым исследованиям, восстановление целостности после отказа одного диска на томе RAID5, составленном из дисков SATA большого объема (400 и 500 гигабайт), в 5% случаев заканчивается утратой данных. Другими словами, в одном случае из двадцати во время регенерации массива RAID5 на диск резерва Hot Spare возможен выход из строя второго диска. Отсюда рекомендации лучших RAIDоводов: 1) всегда делайте резервные копии; 2) используйте RAID6!

Недавно появились новые уровни RAID1E, RAID5E, RAID5EE. Буква «Е» в названии означает Enhanced.

RAID level-1 Enhanced (RAID level-1E) комбинирует mirroring и data striping. Эта смесь уровней 0 и 1 устроена следующим образом. Данные в ряду распределяются точь-в-точь так, как в RAID 0. То есть ряд данных не имеет никакой избыточности. Следующий ряд блоков данных копирует предыдущий со сдвигом на один блок. Таким образом как и в стандартном режиме RAID 1 каждый блок данных имеет зеркальную копию на одном из дисков, поэтому полезный объем массива равен половине суммарного объема входящих в массив жестких дисков. Для работы RAID 1E требуется объединение трех или более дисков.

Перейдем теперь к уровню RAID level-5 Enhanced (RAID level-5E). Это то же самое что и RAID5, только со встроенным в массив резервным диском spare drive. Это встраивание производится следующим образом: на всех дисках массива оставляется свободным 1/N часть пространства, которая при отказе одного из дисков используется в качестве горячего резерва. За счет этого RAID5E демонстрирует наряду с надежностью лучшую производительность, так как чтение/запись производится параллельно с бОльшего числа накопителей одновременно и spare drive не простаивает, как в RAID5. Очевидно, что входящий в том резервный диск нельзя делить с другими томами (dedicated vs. shared). Том RAID 5E строится минимум на четырех физических дисках. Полезный объем логического тома вычисляется по формуле N-2.

Уровни RAID в «числах».

В таблицу я собрал некоторые важные параметры почти всех уровней RАID, чтобы можно было сопоставить их между собой и четче понять их суть.

Произво дительность записи

Все «зеркальные» уровни — RAID 1, 1+0, 10, 1E, 1E0.

Давайте еще раз попробуем досконально разобраться, чем же различаются эти уровни?

RAID 1Е.
Буква «E» в названии означает «Enhanced», т.е. «улучшенный». Принцип этого улучшения следующий: данные блоками «чередуются» («striped») на все диски массива, а потом еще раз «чередуются» со сдвигом на один диск. В RAID 1E можно объединять от трех до 16 дисков. Надежность соответствует показателям «десятки», а производительность за счет большего «чередования» становится чуть лучше.

Сходство всех уровней RAID 1X заключается в их показателях избыточности: ради реализации надежности жертвуется ровно 50% суммарной емкости дисков массива.

Источник

Современные RAID контроллеры Adaptec от А до Я. Часть 1

Собственно, Часть 1.

Подсистема хранения информации современного сервера

На сегодняшний день внутренняя система хранения современного сервера базируется на технологиях SAS/SATA. И здесь, по сравнению со старой классической технологией SCSI, которая сейчас уже не используется, добавилось не так уж и много нового. По сути, только SAS экспандер, который позволяет создавать сетевой сегмент второго уровня для обмена информацией между контроллером и дисками на основе коммутатора второго уровня (научно говоря, сегмент типа “switched media” для общения targets и initiators).

И, как правило, внутренняя система хранения сервера строится на основе одного или нескольких SAS RAID контроллеров или HBA (в ряде случаев они могут быть интегрированы на материнскую плату) и SAS/SATA HDD или SSD дисков.

Внешние системы хранения дополнительно могут использовать и другие технологии, такие как FibreChannel, iSCSI, PCI-E. Системы хранения для центров обработки данных могут использовать современные решения типа NVRAM (виртуальные диски, созданные на основе быстрой оперативной памяти, которая имеет защиту от потери питания) и PCI-E (когда доступ к жесткому диску обеспечивается через сетевой сегмент технологии PCI-Express).

На рисунке показана современная внутренняя подсистема хранения сервера

RAID стек последнего поколения.

В самом общем смысле стек — это операционная система RAID контроллера.
В узком смысле стек – это виртуализатор контейнеров (проще – виртуализатор дисков). Он создает контейнер нужного типа, распределяет его по нужному количеству дисков и из большого числа контейнеров «выпекает» виртуальный диск, которые в стеке Adaptec называется “RAID том”.

Примечание: на момент сборки сервера (создания системы хранения) на RAID контроллер надо загрузить самую последнюю версию его ОС или прошивки (firmware). Для RAID контроллеров Adaptec они предоставляются бесплатно.

Как ни странно, но на сегодняшний день RAID стеки это частные решения, не подчиняющиеся стандартам. Можно снять все физические диски с созданными на них RAID томами, например, с контроллера Adaptec 6805 и перенести их на контроллер 8885 и тома будут видны. Но если попробовать перенести таким образом тома на контроллер другого производителя, то чуда не случится, и ни будет никакой возможности увидеть данные и эти RAID тома. Почему так происходит? Потому что контроллер другого производителя поддерживает свой собственный стек, не совместимый со стеком Adaptec.

Каждый RAID том представляется операционной системе компьютера как «SCSI диск», который и будет виден как отдельный объект в дисковых утилитах типа disk manager.Выглядит это так.

Таким образом, в менеджере дисков можно увидеть 4 виртуальных диска: RAID0, RAID1 и два диска RAID5.

При создании томов работает каждый уровень.

Задача уровня физических дисков – создать специальную область на дисках, где будет храниться информация о создаваемых томах. Такая область называется областью метаданных и представляет из себя сложный контейнер хранения, где хранится служебная информация. В эту область имеет доступ только операционная система контроллера и больше никто. В стеке Adaptec этот процесс создания служебной области называется – инициализация и выполняется через команду – initialize.

В RAID контроллерах, которые поддерживают режим HBA, есть и обратная команда – deinitialize (это контроллеры 7 и 8 серии). Эта команда полностью удаляет с физического диска такую структуру данных и переводит данный диск в режим HBA. Т.е., для того чтобы контроллер 7 или 8 серии начал работать как обычный HBA на нем достаточно деинициализировать все диски. Тогда они все будут видны в утилите центральной операционной системы типа DISK MANAGER и никакие другие операции не требуются.

На физическом уровне выполняется и другая известная функция, называемая – coercion. В стеке Adaptec она производится одновременно с initialize. Эта функция немного «подрезает» емкость жесткого диска. Дело в том, что диски одной и той же категории по емкости от разных производителей все же имеют неодинаковую емкость. Чтобы диск одного производителя можно было в будущем в случае необходимости заменить диском другого производителя и выполняется функция coercion. Отрезанная емкость просто навсегда “теряется” и никак не используется.

На физическом уровне возможно размещение различных сервисных функций – проверка диска деструктивным или недеструктивным методом, форматирование, полное стирание данных, заполнение диска нулями и т.д.

Логический уровень необходим по двум причинам:

Во-первых, он значительно уменьшает дискретность емкостей, которые Вы выбираете для создания томов. Это делается через возможность создавать несколько логических дисков (просто отрезая часть емкости) на одном физическом или создавать один логический диск с помощью двух или более физических. При этом емкости различных физических будут просто складываться. Сначала данными будет заполняться одна область одного физического диска, потом другая другого физического диска и т.д. Такой метод объединения дисков называется Chain (в некоторых других стеках используется слово Span).

Во-вторых, при создании таких объектов информация о них попадает в метаданные, и они перестают быть привязанными к физическим координатам. После этого диски можно переносить с одного порта контроллера на другой, переносить тома с одного контроллера на другой и это будет по-прежнему замечательно работать.

Дальше наступает очередь уровня RAID. Как правило, современные стеки имеют два подуровня на этом уровне. На каждом подуровне располагаются элементарные RAID, такие как: chain или span (это не совсем RAID, это просто “суммирование” емкостей с разных дисков), RAID0, RAID1, RAID1E, RAID5, RAID6 и т.д.

Самый нижний подуровень принимает логические диски, например, LD1, LD2, LD3, как на рисунке, и «выпекает» из них том RAID5. То же самое происходит и с LD4, LD5, LD6. Из них получаем второй RAID5. Два RAID5 тома подаются на еще более высокий уровень, где к ним применяют функцию RAID0. На выходе мы получаем комплексный том, называемый RAID50 (где 5 означает тип RAID, используемый на нижнем подуровне, а 0 – тип функции RAID с верхнего уровня). Единственное, чего не хватает в определении – сколько RAID5 (в данном случае 2) было использовано для создания RAID50. В стеке Adaptec это называется second level device. Этот параметр будет нужен, если Вы будете создавать сложные тома типа 50 или 60.

На рисунке — Виртуальный контейнер типа RAID1. Операция build.

Если у Вас новые диски, с фабрики, то в их секторах записаны нули. Поэтому результат действия обеих функций будет одинаковым.

Отличие между SimpleVolume и HBA режимом.

Эти два режима крайне похожи друг на друга. Оба могут использоваться для создания Software RAID решений.

При работе диска в HBA режиме на нем не создаются метаданные. И нет «подрезания» ёмкости функцией coercion. Это может вызвать проблему при необходимости замены диска на диск другого производителя. Диск напрямую передаётся операционной системе. При этом кэш контроллера с ним работать не будет!

В случае создания Simple Volume через конфигурацию томов, на диске создается область метаданных, “подрезается” емкость функцией coertion. Далее через утилиту конфигурации создается Simple Volume том с использованием всей свободной емкости диска. И после этого данный объект передается в работу центральной операционной системе.

Сегодня стеки RAID контроллеров постоянно совершенствуются. Компания Adaptec в своей функции MaxCache plus устанавливала еще один уровень в стек, так называемый уровень tier, c подуровнями. Это позволяло взять один RAID5 том, созданный на SSD дисках, и другой том, например, RAID60, созданный на дисках SATA с 7200 rpm и собрать из них комплексный, виртуальный том, где наиболее востребованные данные хранились на RAID5, а наименее востребованные на RAID60. При этом тома можно было брать с разных контроллеров. Сегодня эта функция не поддерживается в силу перехода таких возможностей в серверные операционные системы. Естественно, стек контроллеров, как виртуализационный механизм, не стоит на месте и постоянно совершенствуется и на уровне виртуализации и на уровне основных и сервисных функции.

Устройство современного RAID контроллера.

Современный RAID контроллер представляет из себя информационную систему (упрощенно – компьютер), которая в силу выполнения своих основных функций: создания виртуального контейнера, размещения и обработки информации в контейнерах (по сути, ЧТЕНИЕМ – ЗАПИСЬЮ информации) обменивается данными с двумя другими типами информационных систем:
1. C операционной системой;
2. С HDD или SSD дисками.

С точки зрения внутренней архитектуры, современный RAID контроллер представляет из себя следующий набор основных подсистем:

Таблица — Основные подсистемы RAID контроллера.

Основные функции современных RAID контроллеров Adaptec.

Поддержка режима HBA.

Мы уже рассмотрели выше, какие модели RAID контроллеров поддерживают режим HBA. Важно отметить, что это делается независимо для каждого диска. Т.е., на контроллере, если вы не будете инициализировать часть дисков на физическом уровне, они автоматически попадут в программу типа «disk manager» и будут там видны и доступны для работы с ними. Вы можете одну часть таких дисков в режиме HBA использовать как одиночные диски, а другую часть использовать для создания software RAID средствами операционной системы. Проинициализированные диски будут использоваться для создания RAID томов средствами RAID контроллера.

На последних версиях прошивки контроллер Adaptec автоматически создает Hybrid RAID-массив, когда вы создаете RAID 1/10 из одинакового количества SSD и HDD (но в старых прошивках было важно, чтобы в RAID1 парах SSD диск стоял «мастером», а HDD диск «слейвом»). Если Вы не знаете, как это проверить – обратитесь с службу тех. поддержки Adaptec. Контроллер Adaptec делает запись одновременно на HDD и SSD. В режиме гибридного тома чтение идет только с SSD! (для тома из двух HDD дисков при превышении некоторого порога операций ввода-вывода чтение происходит с двух дисков. В этом главное отличие гибридного режима RAID1/10). Результат – надежный массив с отличной производительностью чтения. Чтение как у одиночного SSD диска. Это на несколько порядков выше чему у HDD. Функция стандартно поставляется со всеми контроллерами Adaptec Series 2, 5,6, 7, 8.

Поддержка типов томов, являющихся заменой RAID5.

Надеюсь, вы хорошо представляете себе контейнер RAID5 — это достаточно классическое решение.

Красным показан контейнер хранения информации, созданный RAID контроллером. Это контейнер типа RAID5. Сам том RAID5 состоит из большого количества таких виртуальных контейнеров, сложенных в некоторую «пачку». Контейнер RAID5 состоит из набора секторов отдельных физических дисков. Особенность контейнера RAID5 заключается в том, что он может «пережить» проблемы в ряде контейнеров жестких дисков, из которых он состоит, т.е., секторы жестких дисков, которые входят в состав RAID5 контейнера, теряют свою информацию, но сам RAID5 контейнер ее хранит. Это происходит до определенного предела. При некотором количестве «испорченных» секторов сам RAID5 контейнер уже не сможет гарантировать 100% хранение информации. Из-за перехода с технологии SCSI на технологию SAS предлагаемое базовое качество хранения информации контейнером RAID5 очень сильно ухудшилось, буквально, на несколько порядков.

Все это увеличивает вероятность возникновения проблем в одном контейнере RAID5, что значительно уменьшает вероятность сохранения информации в томе RAID5. По этой причине в современные стеки RAID контроллеров добавлены решения, которые позволяют исключить использование RAID5. Это RAID1E, RAID5EE и RAID6.

Раньше единственной альтернативой RAID5 был RAID10. Поддержка RAID 10, естественно, сохранилась.

Варианты замены RAID5:

Раньше, если даже один контейнер контроллера (страйп) терял информацию или не мог гарантировать ее сохранность, это приводило к ситуации перевода всего тома в режим offline со стороны RAID контроллера (остановка доступа, буквально, означала – контроллер не может гарантировать 100% целостность пользовательских данных на томе).

Современный контроллер “отрабатывает” такую ситуацию по-другому:
1. Доступ к тому не останавливается;
2. На томе выставляется специальный маркер “bad stripe”, которые означает, что в RAID томе есть специальные контейнеры, которые потеряли информацию;
3. О таких «испорченных контейнерах» сообщается операционной системе, чтобы она могла оценить возможные меры по предотвращению потери информации или ее восстановлению.

Маркер bad stripe невозможно удалить с тома. Можно только такой том удалить и создать заново. Появление тома с флагом «bad stripe» говорит о СЕРЬЕЗНЫХ ошибках или проблемах на этапе проектирования системы хранения или на этапе ее эксплуатации. Как правило, за такой ситуацией стоит серьезная некомпетентность проектировщика или системного администратора.

Основной источник проблем такого рода — неправильно спроектированный RAID5.

Некоторые реализации RAID 5 (например, RAID5 на десктопных дисках) запрещены для томов с пользовательскими данными. Требуется, как минимум, RAID5 + Hot Spare, что не имеет смысла при наличии RAID6. Получается, что там, где надо было создать RAID6, был создан RAID5, что через несколько лет эксплуатации привело к появлению маркера BAD STRIPE.

Функция SSD кэширования является одной из самых востребованных функций для оптимизации производительности RAID томов мощных систем хранения с большим количеством пользователей без значительного увлечения стоимости, количества юнитов решения, без потери емкости системы хранения и обеспечения оптимального энергопотребления.

Для применения SSD кэширования на запись, следует убедиться в выполнении двух условий:
1. Приложение работает в режиме «случайного чтения»;
2. Запросы к данным имеют неравномерную природу – есть контейнеры уровня RAID, к которым обращаются чаще, чтобы считать оттуда данные, а есть те, к которым обращения идут реже.

Надо отметить, что чем больше пользователей у системы, тем вероятнее, что запросы к отдельным контейнерам примут форму стандартного статистического распределения. По параметру «количество запросов в единицу времени» можно выделить условно «горячие данные» (количество обращений к ним будет больше заданного параметра) и «холодные данные» (количество обращений к ним меньше заданного параметра).

Работа SSD кэш на чтение заключается в копировании «горячих данных» на SSD диски и дальнейшем чтении с SSD, что ускоряет процесс в разы. Поскольку это копирование, то кэш на чтение имеет естественную защиту, если SSD диск, формирующий область SSD кэш, выходит из строя, это приводит только лишь к потере производительности, но никак не к потере данных.

Основные настройки функции SSD кэширования для контроллеров 7Q, 8Q:
1. Прежде всего убедиться, есть ли у Вас «горячие данные» и какой они имеют размер. Лучше всего это сделать экспериментально, поместив достаточно большой SSD диск в область кэша и сконфигурировав его в режиме Simple Volume. Такую работу могут сделать для Вас компании-интеграторы. Примерно через неделю через функцию управления можно снять статистику SSD кэширования. Она покажет есть ли у Вас «горячие данные» и какой объем они занимают.
2. К данному объему желательно добавить10-50 % емкости и на основании этих данных настроить Вашу схему кэширования на случай увеличения объема «горячих данных» в будущем, если такая тенденция есть.

Настройки позволяют от емкости ваших SSD дисков «отрезать» нужную емкость, забрать ее в RAID том нужного типа, а оставшуюся емкость можно перевести в обычный RAID том.

Далее следует оценить, есть ли смысл использовать SSD кэш на запись. Как правило, интернет приложения работают на чтение. Кэш на запись, в основном, используется как дополнение к кэшу на чтение, если приложение помимо чтения использует и запись. И в случае использования кэша на запись требуется обеспечить защиту кэша. Если что-то случается с областью кэша, то данные, помещенные туда при кэшировании записи, будут потеряны. Для защиты достаточно использовать RAID том, дающий избыточность по дискам, например, RAID1.

Возможные режимы конфигурации SSD кэш области.

Для отдельных томов на контроллере можно независимо включать и выключать SSD кэш на чтение и на запись в зависимости от потребностей и типов приложений, работающих с каждым томом.

Все контроллеры и HBA текущей линейки продуктов Adaptec поддерживают режим uEFI биоса материнских плат. Переход с MBR на uEFI позволил, например, создавать системные и загрузочные тома больше 2TB, что было невозможным на платах с MBR BIOS (отметим, что все продукты Adaptec полностью поддерживают тома >2TB, со стороны контроллеров и HBA этой проблемы не существует). Есть много других преимуществ использования uEFI режима. Например, при поддержке дисков с размером сектора 4K. Все продукты Adaptec текущей линейки поддерживают диски с сектором 4К, кроме 6-ой серии контроллеров.

Важно помнить, что если материнская плата использует режим MBR, то утилита конфигурации контроллера вызывается через Cntrl +A.

На рисунке стандартная утилита конфигурации Adaptec, вызываемая через комбинацию клавиш Cntrl +A.

В случае режима uEFI конфигуратор контроллеров и HBA интегрируется в BIOS материнской платы. Эту утилиту легко найти по строчкам, содержащим слово «Adaptec» или «PMC». И, как видно на примере ниже, uEFI утилита имеет более расширенный функционал, чем утилита, вызываемая через Cntrl + A.

Функции Hot Spare.
Hot Spare диск выполняет роль пассивного элемента RAID тома, и «забирается» в RAID том, если с каким-то из дисков в составе тома что-то случилось, и он больше недоступен для выполнения своей работы. HOT SPARE называется диск, который установлен на контроллер, раскручен и назначен к одному или нескольким томам.

Относительно последней части определения HOT SPARE, можно создать 3 вида дисков:

Hot Spare диски используются в стеке Аdaptеc для ручного «ремонта» томов, у которых по разным причинам вышел из строя один диск. Например, Ваш RAID5 том потерял один диск и перешел в состояние «degraded». Вы вставляете новый диск вместо старого или в любой другой свободный слот, нажимаете функцию rescan и теперь видите новый диск на уровне физических дисков стека. Далее – объявляете его как HOT SPARE (неважно какого типа, например, Global Hot Spare) и ждете, когда это диск на 100% «встроится» в том. Том переходит в состояние – Optimal. После этого, Вы выбираете команду – delete hot spare. Эта команда снимает статус HOT SPARE с данного диска, и он становится полноценным участником данного RAID тома.

Функция Power Management.

RAID тома работают по-разному. Например, тома, созданные для резервного копирования данных, могут использоваться для перемещения данных, к примеру, два – три дня за месяц. Возникает вопрос: насколько хорошо подавать питание на жесткие диски и держать диски раскрученными, если фактически все оставшееся время они не используются?

Решением этого вопроса занимается функция power management. Ее философия – если диски не используются, их вращение можно замедлить (если такая функция поддерживается дисками), а потом полностью остановить и держать, пока они не понадобятся, в выключенном состоянии. Настройки данной функции крайне простые.

Сначала целиком на контроллер задается время по дням недели, когда эта функция активирована, а когда нет. Эта настройка привязана к работе типичной компании. Задаются параметры введения в работу внутренних и внешних дисков – попарно, по три, по четыре и т.д., чтобы распределить нагрузку на блоки питания. Кроме этого, задаются три значения таймера. По истечении первого, если нет операций ввода-вывода на диски данного тома, то эти диски перейдут в состояние «stand by», т.е. уменьшат свои обороты на 50%. Не все диски поддерживают этот режим, если он не поддерживается, то с диском ничего происходить не будет. По истечении второго таймера диски полностью остановятся и перейдут в состояние «power off». Третий таймер используется для периодической проверки дисков, которые выключились надолго. Контроллер включает диски, проводит их недеструктивную проверку и, если все ОК, то переводит их снова в «power off» состояние.

После этих настроек Вы можете активировать power management схему для каждого тома, где это будет полезным. Такие тома в системе управления будут помечаться зеленым цветом. Максимум преимуществ данная функция дает при использовании в центрах обработки данных, позволяя не только прямую экономию энергии за счет остановки дисков, но и вспомогательную экономию за счет уменьшения оборотов вентиляторов, обдувающих диски, когда последние переводятся в выключенное состояние.

Управление системами хранения Adaptec.

Утилиты управления, которые входят в пакет Max View Storage Manager (MSM) построены на самых передовых стандартах и используют самые последние тенденции в совершенствовании принципов и улучшении эффективности управления. Поэтому мы легко можем использовать Adaptec Max View Storage Manager как базовую модель, чтобы посмотреть на основные функции и методы в области управления системами хранения. В качестве основного элемента управления используется RAID контроллер, который может обмениваться служебной информацией с дисками, экспандерами и корзинами и, таким образом, поддерживать функции управления для всей подсистемы хранения в целом.

• Высокий уровень детализации, визуализации и вложенности объектов управления. Администратор может видеть, что весь сегмент сети стал красным, это означает – существует неисправность. Если раскрыть иконку сетевого сегмента, то будут видны все сервера. Проблемный сервер будет отмечен красным цветом. Если кликнуть мышкой на этом сервере будут видны RAID контроллеры, установленные в этой системе. Красный цвет одного из них означает какую-то проблему. При дальнейшей детализации будут видны тома, созданные на этом контроллере и проблемный том. И так с точностью до проблемного физического диска. Теперь администратор точно знает, что случилось, к каким последствиям это привело, и какой диск надо заменить.
• Высокий уровень безопасности систем управления при использовании стандартных сетевых протоколов. Механизмы управления системами хранения, очевидно, нуждаются в защите. Ведь при несанкционированном доступе или при открытом канале управления пользовательские данные могут быть уничтожены без возможности восстановления. С этой целью MSM использует базу пользователей и паролей из самой операционной системы. Кроме этого, на канале между браузером и сервером управления используется шифрование трафика через протокол HTTPS. В других компонентах системы управления вопросы безопасности также решаются на самом высоком уровне.
• Возможность отправки важных сообщений из системы хранения администратору. Чтобы не «приковывать» навеки взгляд администратора к экрану с MS в WEB браузере, система управления может быть настроена на отправку сообщений по E-mail. MSM имеет возможность отправлять все типы сообщений, включая тестовые. Наибольшую важность имеют сообщения типа Warning и Error, которые напрямую связаны с переходами RAID томов в состояние Degrade и Failed. Такие сообщения через почтовые приложения могут быть легко переданы на мобильный телефон администратора.

Все эти и многие другие функции делают системы управления устройствами хранения незаменимыми помощниками в ежедневной работе.

Продолжение следует.

Вас ждет классификация контроллеров Adaptec.Подробное описание 6, 7 и 8 серии RAID контроллеров Adaptec, 6 и 7 серии HBA Adaptec.Подписывайтесь на хаб Тринити

Информация предоставлена компанией Adaptec by PMC (Россия). Полный текст статьи можно найти на сайте Adaptec

Источник