Что такое аппаратный RAID (аппаратный избыточный массив независимых дисков)?
Аппаратный RAID — это разновидность RAID, при которой обработка выполняется на материнской плате или отдельной RAID-карте. В аппаратном RAID логические диски конфигурируются и зеркалируются вне системы хранения данных. Физический RAID-контроллер управляет массивом, представляя данные приложениям и операционным системам в виде логических единиц. Контроллер располагается на шине Peripheral Component Interconnect Express.
RAID — это технология, при которой данные распределяются между несколькими жесткими или твердотельными дисками для повышения пропускной способности системы и надежности системы. Эти диски настраиваются таким образом, чтобы либо распределять нагрузку между ними, либо дублировать данные для восстановления в случае отказа диска.
Впервые этот термин был предложен в 1987 году исследователями Дэвидом Паттерсоном и Рэнди Катцем из Калифорнийского университета в Беркли. Паттерсон также известен своим вкладом в разработку и развитие компьютеров с сокращенным набором инструкций.
RAID распределяет данные по нескольким дискам, балансируя чередующиеся операции ввода/вывода. Это повышает производительность, увеличивает среднее время наработки на отказ и повышает отказоустойчивость. RAID может быть в формате аппаратной или программной системы. Зеркалирование данных на кластерах дисков также улучшает коррекцию ошибок и повышает надежность данных, а также помогает гарантировать доступность системы.
Существует несколько уровней RAID, начиная с RAID 0 и заканчивая RAID 10. В случае отказа диска все уровни RAID обеспечивают автоматическое восстановление данных (за исключением RAID 0, который повышает производительность, но не защищает данные). Многие операционные системы (ОС) поддерживают конфигурации RAID, включая macOS, Windows, Linux и Oracle Solaris UNIX.
Аппаратный RAID
Как работает аппаратный RAID?
Аппаратная или программная реализация RAID позволяет достичь одной и той же цели — распределить данные между несколькими дисками. При аппаратном RAID контроллеры, независимые от ОС хоста, обычно управляют репликацией и распределением данных, поэтому не возникает дополнительных нагрузок, которые могли бы повлиять на производительность процессора сервера.
Автономные RAID-контроллеры оснащены собственным процессором и кэш-памятью. Таким образом, аппаратные RAID-устройства действуют как миниатюрные автономные компьютеры, которые помогают поддерживать производительность, но они являются более дорогим вариантом, чем создание RAID-массива на основе только программного обеспечения. Эти контроллеры устанавливаются в сервер и настраиваются через BIOS или Option ROM (микропрограмма, распознающая карту и инициализирующая ее) перед загрузкой ОС. Менее дорогой вариант — использование микросхемы RAID, встроенной в материнскую плату сервера.
RAID-контроллер или чип берет на себя все заботы по созданию и управлению RAID-массивами, освобождая ОС от этих обязанностей. Процессы управления массивом видны хост-компьютеру.
Различные уровни RAID используются для разных целей. Например, массив RAID 1 (зеркалирование дисков), в котором каждый байт данных на одном диске полностью дублируется на другом, обеспечивая полную избыточность данных, гарантирует, что система сможет загрузиться с нетронутыми данными. Однако требования RAID 1 к объему диска делают его непрактичным для защиты больших объемов данных. Другие уровни RAID, например RAID 5, более практичны для хранения больших объемов данных.
Аппаратный RAID по сравнению с программным RAID
Основное различие между аппаратным и программным RAID заключается в том, где происходит обработка RAID. Программный RAID выполняет обработку на центральном процессоре хоста с помощью драйвера ОС или служебного программного обеспечения. Программное обеспечение встраивается в компьютерную систему и должно быть совместимо с ОС хоста.
Программный RAID
В отличие от этого, специализированный RAID-контроллер или чип управляет всеми дисками и RAID-массивами, не полагаясь на ресурсы сервера. Любые изменения, необходимые для дискового массива и RAID-контроллера, могут быть сделаны независимо от хост-системы и без ее влияния.
Как для аппаратного, так и для программного RAID все компоненты RAID должны быть настроены с учетом конкретных требований пользователя и необходимого уровня RAID. Это гарантирует, что RAID-массив сможет поддерживать требования пользователя к хранению данных. Емкость хранения можно увеличить, добавив дополнительные диски в массив хранения, защищенный RAID, как при использовании аппаратных, так и программных методов RAID.
Преимущества аппаратного RAID
Поскольку аппаратный RAID не использует процессор сервера, а также благодаря использованию отдельного RAID-контроллера или микросхемы, он обеспечивает более высокую производительность и быстрый доступ к данным, а также потенциально быстрое восстановление данных. Кроме того, он позволяет создавать загрузочные разделы и предоставляет больше вариантов конфигурации RAID (включая гибридные конфигурации). Кроме того, поскольку аппаратный RAID работает независимо от ОС, несколько ОС могут совместно использовать реализованный RAID. Такое совместное использование невозможно при использовании программного RAID.
Аппаратный RAID также поддерживает горячую замену дисков, что позволяет заменить вышедший из строя диск без отключения питания устройства и с минимальными нарушениями в работе системы хранения. Наконец, поскольку RAID напрямую взаимодействует с устройствами, он обеспечивает более эффективную обработку ошибок и восстановление данных.
В целом преимущества аппаратных RAID-массивов заключаются в следующем:
Совместимость со многими ОС
Снижение нагрузки на системы для защиты и восстановления данных
Большая гибкость и разнообразие конфигурации, обеспечиваемые специальным RAID-контроллером или чипом
Защита от повреждения и потери данных
Недостатки аппаратного RAID
Основным недостатком аппаратного RAID является его стоимость по сравнению с программным RAID и необходимость наличия сервера или системы хранения данных, способных вместить это устройство.
Если стоимость не является основным фактором, аппаратный RAID является лучшим выбором, когда требуется высокая производительность. Аппаратный RAID также лучше подходит для высокоуровневых реализаций RAID, включая гипервизоры и проприетарное ПО.
Магический квадрант для основного хранилища охватывает поставщиков, которые предлагают продукты или линейки продуктов для твердотельных массивов (SSA) и гибридных массивов хранения.
Сетевое хранилище (NAS) - это выделенное файловое хранилище, которое позволяет нескольким пользователям и разнородным клиентским устройствам получать данные с централизованного дискового пространства. Пользователи в локальной сети (LAN) получают доступ к общему хранилищу через стандартное соединение Ethernet. Устройства NAS настраиваются и управляются с помощью служебной программы на основе браузера. Каждый NAS находится в локальной сети как [...]
Аэропорт Домодедово модернизирует ИТ-инфраструктуру федерального транспортного узла при помощи решений NetApp ЗАДАЧА: Масштабная модернизация всей ИТ-инфраструктуры аэропорта. Построение автоматизированного частного облака для повышения оперативности выделения ресурсов и управления ими. Помимо непосредственно приема и отправки рейсов, в аэропорту оказывается множество услуг для пассажиров и бизнеса: от парковки до розничной торговли. Все это, вместе с системами обеспечения [...]
Системы хранения данных ThinkSystem DM Series All-Flash Компании, ставящие цель быстрее выводить продукты на рынок и повышать удовлетворенность заказчиков, должны постоянно наращивать скорость ключевых бизнес-операций и сокращать время реагирования. Решение этой задачи требует применения СХД All-Flash, заметно увеличивающих производительность критически важных рабочих нагрузок. Однако в условиях широкого распространение решений All-Flash в дата-центрах скоро становится очевидным: [...]
В январе 2020 года компания Coldago, занимающаяся исследованием рынка систем хранения данных, провела опрос 1123 компаний из США и 560 из Европы, которую представляли Великобритания, Германия и Франция. Половина всех заказчиков относилась к компаниям корпоративного сегмента, другая половина – к малому и среднему бизнесу.
Что такое аппаратный RAID?
Что такое аппаратный RAID (аппаратный избыточный массив независимых дисков)?
Аппаратный RAID — это разновидность RAID, при которой обработка выполняется на материнской плате или отдельной RAID-карте. В аппаратном RAID логические диски конфигурируются и зеркалируются вне системы хранения данных. Физический RAID-контроллер управляет массивом, представляя данные приложениям и операционным системам в виде логических единиц. Контроллер располагается на шине Peripheral Component Interconnect Express.
RAID — это технология, при которой данные распределяются между несколькими жесткими или твердотельными дисками для повышения пропускной способности системы и надежности системы. Эти диски настраиваются таким образом, чтобы либо распределять нагрузку между ними, либо дублировать данные для восстановления в случае отказа диска.
Впервые этот термин был предложен в 1987 году исследователями Дэвидом Паттерсоном и Рэнди Катцем из Калифорнийского университета в Беркли. Паттерсон также известен своим вкладом в разработку и развитие компьютеров с сокращенным набором инструкций.
RAID распределяет данные по нескольким дискам, балансируя чередующиеся операции ввода/вывода. Это повышает производительность, увеличивает среднее время наработки на отказ и повышает отказоустойчивость. RAID может быть в формате аппаратной или программной системы. Зеркалирование данных на кластерах дисков также улучшает коррекцию ошибок и повышает надежность данных, а также помогает гарантировать доступность системы.
Существует несколько уровней RAID, начиная с RAID 0 и заканчивая RAID 10. В случае отказа диска все уровни RAID обеспечивают автоматическое восстановление данных (за исключением RAID 0, который повышает производительность, но не защищает данные). Многие операционные системы (ОС) поддерживают конфигурации RAID, включая macOS, Windows, Linux и Oracle Solaris UNIX.
Аппаратный RAID
Как работает аппаратный RAID?
Аппаратная или программная реализация RAID позволяет достичь одной и той же цели — распределить данные между несколькими дисками. При аппаратном RAID контроллеры, независимые от ОС хоста, обычно управляют репликацией и распределением данных, поэтому не возникает дополнительных нагрузок, которые могли бы повлиять на производительность процессора сервера.
Автономные RAID-контроллеры оснащены собственным процессором и кэш-памятью. Таким образом, аппаратные RAID-устройства действуют как миниатюрные автономные компьютеры, которые помогают поддерживать производительность, но они являются более дорогим вариантом, чем создание RAID-массива на основе только программного обеспечения. Эти контроллеры устанавливаются в сервер и настраиваются через BIOS или Option ROM (микропрограмма, распознающая карту и инициализирующая ее) перед загрузкой ОС. Менее дорогой вариант — использование микросхемы RAID, встроенной в материнскую плату сервера.
RAID-контроллер или чип берет на себя все заботы по созданию и управлению RAID-массивами, освобождая ОС от этих обязанностей. Процессы управления массивом видны хост-компьютеру.
Различные уровни RAID используются для разных целей. Например, массив RAID 1 (зеркалирование дисков), в котором каждый байт данных на одном диске полностью дублируется на другом, обеспечивая полную избыточность данных, гарантирует, что система сможет загрузиться с нетронутыми данными. Однако требования RAID 1 к объему диска делают его непрактичным для защиты больших объемов данных. Другие уровни RAID, например RAID 5, более практичны для хранения больших объемов данных.
Аппаратный RAID по сравнению с программным RAID
Основное различие между аппаратным и программным RAID заключается в том, где происходит обработка RAID. Программный RAID выполняет обработку на центральном процессоре хоста с помощью драйвера ОС или служебного программного обеспечения. Программное обеспечение встраивается в компьютерную систему и должно быть совместимо с ОС хоста.
Программный RAID
В отличие от этого, специализированный RAID-контроллер или чип управляет всеми дисками и RAID-массивами, не полагаясь на ресурсы сервера. Любые изменения, необходимые для дискового массива и RAID-контроллера, могут быть сделаны независимо от хост-системы и без ее влияния.
Как для аппаратного, так и для программного RAID все компоненты RAID должны быть настроены с учетом конкретных требований пользователя и необходимого уровня RAID. Это гарантирует, что RAID-массив сможет поддерживать требования пользователя к хранению данных. Емкость хранения можно увеличить, добавив дополнительные диски в массив хранения, защищенный RAID, как при использовании аппаратных, так и программных методов RAID.
Преимущества аппаратного RAID
Поскольку аппаратный RAID не использует процессор сервера, а также благодаря использованию отдельного RAID-контроллера или микросхемы, он обеспечивает более высокую производительность и быстрый доступ к данным, а также потенциально быстрое восстановление данных. Кроме того, он позволяет создавать загрузочные разделы и предоставляет больше вариантов конфигурации RAID (включая гибридные конфигурации). Кроме того, поскольку аппаратный RAID работает независимо от ОС, несколько ОС могут совместно использовать реализованный RAID. Такое совместное использование невозможно при использовании программного RAID.
Аппаратный RAID также поддерживает горячую замену дисков, что позволяет заменить вышедший из строя диск без отключения питания устройства и с минимальными нарушениями в работе системы хранения. Наконец, поскольку RAID напрямую взаимодействует с устройствами, он обеспечивает более эффективную обработку ошибок и восстановление данных.
В целом преимущества аппаратных RAID-массивов заключаются в следующем:
Недостатки аппаратного RAID
Основным недостатком аппаратного RAID является его стоимость по сравнению с программным RAID и необходимость наличия сервера или системы хранения данных, способных вместить это устройство.
Если стоимость не является основным фактором, аппаратный RAID является лучшим выбором, когда требуется высокая производительность. Аппаратный RAID также лучше подходит для высокоуровневых реализаций RAID, включая гипервизоры и проприетарное ПО.
Related Posts
NetApp признан лидером Мagic Quadrant Gartner
Магический квадрант для основного хранилища охватывает поставщиков, которые предлагают продукты или линейки продуктов для твердотельных массивов (SSA) и гибридных массивов хранения.
Сетевое хранилище (NAS — Network-Attached Storage)
Масштабная модернизация ИТ-инфраструктуры на основе решений от NetApp
Повышение эффективности бизнеса с помощью СХД All-Flash с полной поддержкой NVMe
NetApp признана ведущим поставщиком систем хранения данных для блочного и файлового доступа
В январе 2020 года компания Coldago, занимающаяся исследованием рынка систем хранения данных, провела опрос 1123 компаний из США и 560 из Европы, которую представляли Великобритания, Германия и Франция. Половина всех заказчиков относилась к компаниям корпоративного сегмента, другая половина – к малому и среднему бизнесу.