Дисковий масив з ретро нотками.

На плечах RAID-контролерів лежить відповідальне завдання - керування дисковою підсистемою, тобто усією інформацією, що зберігається на сервері. Саме вони відповідають за роботу дискових масивів, що дозволяє підвищити продуктивність сервера або надійність зберігання даних. Тому давайте поговоримо про RAID-контролери, встановлені в сервери вендорів «великої трійки», про їх можливості та особливості.

Що таке RAID-контролер?

Найчастіше завдання, що виконуються серверами, вимагають високої швидкості читання/запису даних та/або необхідність зберегти дані при виході з експлуатації самих накопичувачів. Тому установка на сервер єдиного диска рідко має сенс. Цей варіант можна розглядати, якщо навантаження буде зовсім невеликим, а збереження даних не хвилює зовсім. Та й обсяги інформації, якими оперують сервери, часто вимагають значно більше місця для зберігання, ніж може дати один диск. А чим більше накопичувачів, тим вища ймовірність виходу з ладу, особливо при високому навантаженні.

Проблеми продуктивності та стійкості до відмови дискової підсистеми вирішуються за допомогою створення масивів: логічних структур, в які за допомогою RAID-контролера об'єднується кілька накопичувачів - жорстких дисківта SSD. При цьому масив виглядає для системи єдиним простором для зберігання даних.

Існує багато видів масивів, що відрізняються продуктивністю, надійністю зберігання даних та мінімально необхідною кількістю дисків. Вибір конкретного виду залежить від ваших завдань та потреб, а також від можливостей RAID-контролера.

RAID-контролери діляться на:

• Програмні. Все навантаження з управління масивом лягає на центральний процесор. Найменш продуктивне та відмовостійке рішення.
• Інтегровані. Вбудовані у материнську плату. Окремий чіп виконує частину завдань з управління, але все ж таки теж задіює центральний процесор. Інтегровані контролери можуть мати власну кеш-пам'ять. У порівнянні з програмними, підтримують більше видів масивів, працюють куди швидше та надійніше.
• Апаратні. Виконані у вигляді плат розширення або окремих пристроїв, що розміщуються поза сервером (зовнішні, або мостові контролери). Оснащені власним процесором, який виконує всі необхідні обчислення, і, як правило, кеш-пам'яттю. Модульні контролери можуть мати зовнішні та внутрішні порти:
  • Внутрішні - призначені для підключення накопичувачів, встановлених сам сервер.
  • Зовнішні – використовуються для підключення зовнішніх дискових сховищ.

Навіть якщо ваш сервер оснащений інтегрованим RAID-контролером, то при необхідності можна буде встановити і модульний, якщо наявних можливостей, швидкості та надійності вам буде недостатньо.

Якщо на борту RAID-контролера є кеш-пам'ять, то вона може використовуватися для проміжного зберігання даних, що записуються або зчитуються. Це дозволяє ефективніше керувати операціями введення/виводу.

Щоб при збої живлення не втратити дані, що знаходяться в кеші, використовується два різні підходи:

• контролер оснащується власною батареєю (BBU - Battery Backup Unit), що дозволяє зберігати дані в пам'яті до 3 діб,
• або додатковою флеш-пам'яттю, що живиться від ємного конденсатора. При збої живлення до неї вивантажує вміст кешу. А оскільки флеш-пам'ять споживає дуже мало енергії, то дані в ній зберігаються місяцями. Зверніть увагу, що флеш-пам'ять використовується лише під час збою живлення.

І як тільки сервер запрацює, контролер насамперед скидає вміст кешу на диск. За наявності батареї можна активувати режим WriteBack: при записі на диск контролер повідомить про успішне виконання операції вже в той момент, коли дані потраплять у кеш, а потім у фоновому режимі скине їх на диски. Тому інші процеси проведуть менше часу в очікуванні на підтвердження.

Деякі RAID-контролери дозволяють збільшити обсяг кеш-пам'яті та встановити батарейку, якщо вони не мають. Чим більший розмір кешу контролера, тим вища продуктивність RAID-масивів.

RAID-контролери в серверах великої трійки

Щоб не перетворювати статтю на археологічне дослідження, обмежимося лише тими контролерами, що використовуються в поколіннях серверів починаючи з 2009-2010:

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

Більшість RAID-контролерів HP та Dell спочатку підтримують усі основні види масивів. У IBM таких моделей - на пальцях перерахувати, майже в кожному випадку доведеться встановлювати на контролер 1-2 додаткові модулі апгрейду, що не дуже зручно.

Інша цікава особливість RAID-контролерів IBM – більшість із них застосовуються в серверах кількох поколінь. У HP та Dell інша схильність – з випуском нового покоління серверів вони зазвичай випускають і нове покоління контролерів.

Як вибрати відповідний контролер?

Якщо ви вирішили апгрейдити сервер і перейнялися вибором RAID-контролера, то в першу чергу виходьте з ваших потреб.

Вам потрібна хороша продуктивність, але не турбує збереження даних? Чи хочеться з невеликими зусиллями підвищити стійкість до відмов, поступившись швидкістю? Знадобився простий веб-сервер для потреб розробки? Достатньо вибрати недорогий контролер і створити RAID 0 або 1. Можна навіть без кеш-пам'яті.

За бажання заощадити на накопичувачах або вичавити всю можливу ємність з наявних, розгляньте варіант з RAID 5 або 50. Це цілком придатне рішення для створення архівів. Для таких завдань достатньо взяти контролер із підтримкою потрібного вигляду RAID та кеш-пам'яттю середнього об'єму.

При створенні високошвидкісних та надійних масивів під бази даних або великих сховищ під файлові сервери, потрібні продуктивні контролери з великим обсягом кеш-пам'яті та високою пропускною здатністю. Це той випадок, коли економія на одному пристрої може звести нанівець всі ваші зусилля.

Теги: Додати теги

Саме слово RAIDчитається (рейд) означає Reduntant array of independent disks - надлишковий масив незалежних дисків. На цьому етапі розвитку технологій RAID це сукупність програмно-апаратних засобів. Якщо говорити простою мовою, то кілька вінчестерів ( жорсткий диск) представляється як один жорсткий диск, засобами програмних чи апаратних взаємозв'язків. Напрошується питання, а навіщо він власне потрібний? Основна задача RAID-масивузбільшити швидкість обміну даних та збільшити надійність зберігання, а особливо цінно, коли дві ці якості зливаються воєдино.

Трохи історії: перша згадка про RAID-масивіми знайшли у 1987 році. Одна з великих корпорацій розробила технологію RAID та впровадила її у свої інформаційні системи. Хороші технологіїприживаються швидко і RAID не став винятком. Звичайно в далекі 80-ті звичайні користувачі не могли і мріяти про це, але компанії, які мають великі грошові ресурси, обов'язково впроваджували технологію надійності та швидкості у свої IT проекти.
Але прогрес не стоїть на місці, все змінюється жорсткі дискидешевшають, технології розвиваються, і RAID став набагато доступнішим. Через 20 років після розробки RAID-контролерами стали оснащувати материнські плати домашніх комп'ютерів.

Як працює RAID контролер?

Давайте спробуємо розібратися як організована запис даних на RAID-масив.
1.Наша інформація під час запису розбивається на n-а кількістьпотоків, кожен потік йде на жорсткий диск. Завдяки багатопоточності ми досягаємо високого ступеня запису та читання даних. Але цей принцип має один великий мінус – при виході з ладу одного з дисків втрачається вся інформація цілком.
2. Інформація записується попри всі жорсткі диски, тобто. один жорсткий диск є копією іншого, ми можемо не боятися за втрату одного з вінчестерів, адже завжди залишається точна копіязаписаних даних. Тут проявляється інший мінус, великі грошові витрати через зберігання надлишкових даних.
3. Використання одного з жорстких дисків для зберігання даних, за допомогою яких RAID легко зможе відновити втрачену так званих «контрольних сум».
Три принципи, які ми описали вище, можуть використовуватися в різних поєднаннях, види принципів, що сполучаються – називають рівнями RAID.
Зупинимося докладніше на рівні RAID.
На цьому етапі розвитку RAID технологій розвинулися 7 рівнів архітектури.

RAID 0- Найпростіший з рівнів RAID - масивів, характеризується чергуванням або розпаралелювання запису і читання інформації між жорсткими дисками в масиві. Інформація розбивається на однакові блоки і записуються на перший, потім на другий диски, причому чим більше вінчестерів в масиві тим вище швидкість обміну. Це явний представник першого принципу, що ми описували вище.

Малюнок 1 RAID 0
Особливості RAID 0:
1.Висока швидкість читання запису даних
2. Загальна ємність масиву дорівнює сумі ємностей всіх жорстких дисків
3.Дуже низька надійність зберігання даних.
Область застосування: швидка обробка великих обсягів інформації.

RAID 1 – інша проста архітектура побудови масивів. Виконується повністю ідентичний запис даних на всі жорсткі диски. Швидкість роботи масиву трохи вища ніж у окремо взятих вінчестерів.
Малюнок 2 RAID 1
Особливості RAID 1
1. Високий ступінь надійності
2. Висока вартість 1 Мб інформації.
Область застосування: Зберігання та неможливість втрати цінної інформації.

RAID 2 – цей рівень практично не використовується, оскільки його опис говорить про масивах, які з 14 чи 39 вінчестерах. На ньому загострювати вашу увагу ми не будемо.

RAID 3 – масив що складається мінімум із трьох дисків. Перші два диски це не що інше як масив RAID 0, у яких запис інформації відбувається по черзі, але в третій диск записується код парності. Він потрібен для того, щоб контролювати і в разі необхідності відновити дані з пошкодженого жорсткогодиска.
Уявимо абстракцію, що:
х- перший жорсткий диск
y – другий жорсткий диск
z – контрольна сума х та у
Отримуємо рівняння:
z = x + y;
При поломці жорсткого диска х, у нас виходить рівняння, яке легко вирішити:
x=z-y де z контрольна сума записується на третій жорсткий диск.

Малюнок 3. RAID3
При поломці третього жорсткого диска, на якому зберігаються контрольні суми, система перераховує контрольні суми за даними з перших двох дисків.
Особливості RAID 3:
1. Висока швидкість читання запису даних
2. Високий ступінь надійності
3. вартість зборки дорожче, ніж у RAID 0 та RAID 1
RAID 4 – практично точна копія масиву RAID 3, різниця полягає у розмірах блоків, які записуються на вінчестери. Такий пристрій масиву збільшує швидкість читання даних при зверненні до масиву, але RAID 4 використовує великий обсяг оперативної пам'яті, що добре позначається загальної продуктивності системи. Співвідносячи всі "за" і "проти" компанії виробники не стали робити ставку на цей рівень RAID масиву.
RAID 5 – архітектура побудови RAID – масиву схожа з RAID 3. У разі контрольна сума даних попарно записуються у кожен із жорстких дисків.

Малюнок 4. RAID5

Як чергуються блоки даних і парності залежить від RAID контролера. Саме цей масив через його універсальність отримав широке застосування у високопродуктивних та надійних системах.
Декілька слів про RAID 6 в даному масиві контрольна сума обчислюється двічі і копіюється відразу на два жорсткі диски, що дає можливість відновити інформацію при одночасному знищенні двох жорстких дисків з трьох.
Особливості RAID 6:
1. Найвища надійність
2. Дорожнеча цієї архітектури побудови RAID масиву.
Нарешті ми дісталися дуже поширених у домашніх комп'ютерах складових масивів. MULTI-RAID.
Головна їхня особливість у поєднанні двох рівнів.
RAID 0+1 – чергування кількох дводискових масивів RAID 1.
RAID 1+0 – копіювання масиву RAID 0 на інший такий самий.
У даних видах мульти-масивів йде розподіл потоків даних
RAID 5+0 (RAID50) – чергування масивів 5 рівня
RAID 6+0 (RAID60) – чергування масивів 6 рівня.

Поговоримо про Raid контролерів.

Сучасні RAID контролерипідтримують одразу кілька рівнів RAID масивів(0,1,10,5,6,50,60) і несуть своєму борту до 8 портів SATA чи SCSI. Вбудовані в материнські плати контролери зазвичай є частиною чіпсету, але можуть бути самостійними чіпами. У контролер вшита мікропрограма, яка здійснює створення масиву.
Розглянемо типову процедуру створення RAID масиву:
1. При початковому завантаженні комп'ютера натискаємо клавіші, що викликає програму налаштування RAID. Зазвичай, це ctrl+1.
2. У меню вибираємо пункт «Створити масив» (create array) .
3. Вибираємо фізичні жорсткі диски, які будуть складовими частинами масиву RAID.
4. Вибираємо тип масиву із запропонованих варіантів.
5. Вказуємо розмір блоку чергування (Block size)
Іноді контролер пропонує з пунктів:
- Оптимальний масив для кращої продуктивності(Створюється RAID 0)
Optimize array for performance
- Оптимальний масив для кращої безпеки (створюється RAID 1)
Optimize array for security
- Оптимальний масив для складеного масиву (створюється JBOD)
Optimize array for capacity.
При виборі будь-якого з вищезгаданих пунктів у масиві використовуються всі знайдені вінчестери та встановлюються всі налаштування за замовчуванням.

RAID масив із програмною реалізацією

Як ми говорили раніше, RAID це програмно-апаратна технологія. Давайте зупинимося на програмній реалізації та дізнаємося подробиці. У програмній реалізації RAID формується з дисків, які підключаються до контролера SATA або IDE (Під SATA та IDE тут розуміється інтерфейс взаємозв'язку). Даний вид масивів з програмним RAID зараз підтримується у всіх операційних системах від windows XP до Windows 7.

Для того, щоб створити програмний масивнам необхідні допоміжні утиліти (програми):
-консоль "керування дисками"
-"керування комп'ютером"
- discpart
Для перетворення кількох дисків у RAID масив робимо таке:
1. Правою кнопкоюмиші клацаємо по папці «Мій комп'ютер» по потрібному фізичному диску та в контекстному менювибираємо пункт «Перетворити на динамічний диск». Після виконання операцій операційна система почне розглядати диски як звичайні динамічні томи.
2. Не менше ніж із двох динамічних томів, на різних жорстких дисках можна створити складовий том, який у свою чергу включає до 32 динамічних дисків. Те, що в нас вийде буде називатися програмним RAID 1
3. Щоб отримати програмний аналог RAID 0 після перетворення дисків в динамічні, вибираємо команду «створення томів, що чергуються» все в тому ж контекстному меню. Усі відомості про створений масив зберігатимуться в реєстрі Windows.
Особливості програмного RAID:
+ Можливе створення масиву без RAID-контролера.
- Зменшення швидкодії роботи комп'ютера з допомогою побачення споживання ресурсів.
Чому губляться дані? Або чим відрізняється ушкодження від руйнування масиву.
Пошкодження даних – зазвичай виникає при виявлених логічних помилок на складових дисках масиву. У цьому випадку сам RAID контролер працює стабільно, хоч і може видавати будь-які помилки. Про пошкодження масиву можна судити, коли RAID говорить Вам про його неформатованість. Фізичні або логічні помилки - це зовсім не страшна подія, від якої варто рвати волосся на голові, адже сам RAID - масив для того і створювався, щоб зберегти дані в таких ситуаціях. Порядок дії тут простий?
- контролер видає інформацію про те, який вінчестер слід замінити.
-Ми міняємо зіпсований вінчестер на новий
-контролер після заміни диска пропонує включити в масив і відтворити дані з працюючих дисків.(команда REBUILD ARRAY)
Руйнування масиву – майже завжди втрата конфігураційних даних про масив контролером. Це небезпечніша ситуація. Жорсткі диски, що у масиві, виявляються просто як окремі диски. В утиліті «керування дисками» вінчестери показуються з невідомою файловою системоючи неформатованими.
Непрацюючий контролер веде до руйнування масиву, для RAID 0 це критична ситуація, тут є два шляхи вирішення проблеми:
1.Знайти повністю аналогічний контролер.
2. Вдатися до допомоги програмних методіввилучення даних.
Перший спосіб досить проблематичний, тому що знайти контролер випущений кілька років тому практично неможливо.
Отже, якщо під час запуску комп'ютера, вінчестери з RAID масиву відмовляються працювати, робимо таке:
1. Читаємо, що пише нам контролер при запуску операційної системи.
2. Читаємо що видає консоль «Керування дисками»
3. Вимикаємо машину, знімаємо жорсткі диски з RAID-масиву, при цьому не забуваємо пронумерувати або позначити диски для подальшого відновлення масиву.
4. Проводимо діагностику вінчестерів та відновлюємо доступ до диска.
5. За допомогою програм відновлюємо дані з жорстких дисків. (Таких як R-studio і File scavenger)

3

Вітаю читачів блогу!
Сьогодні буде чергова стаття на комп'ютерну тему, а присвячена вона буде такому поняттю, як Raid масив— впевнений, багатьом це поняття абсолютно нічого не скаже, а ті, хто вже десь про це чув, не мають уявлення, що це взагалі таке. Давайте розбиратися разом!

Що таке Raid?

Не вдаючись до деталей термінології, Raid масив — це комплекс, побудований з кількох жорстких дисків, що дозволяє грамотніше розподіляти з-поміж них функції. Як завжди ми розміщуємо жорсткі диски в комп'ютері? Підключаємо до Sata один жорсткий диск, потім інший, третій. І з'являються в нашій операційній системі диски D, E, F і так далі. Ми можемо помістити на них якісь файли або встановити Windows, але по суті це будуть окремі диски - вийнявши один з них ми абсолютно нічого не помітимо (якщо на ньому не була встановлена ​​ОС) крім того, що нам не будуть доступні записані на них файли. Але є інший шлях — об'єднати ці диски в систему, поставити їм певний алгоритм спільної праці, внаслідок якого значно підвищиться надійність зберігання інформації чи швидкість їхньої роботи.

Але перш, ніж ми зможемо створити цю систему, потрібно знати, чи материнська плата підтримує роботу з Raid масивами. У багатьох сучасних материнках вже є вбудований Raid контролер, який і дозволяє об'єднати жорсткі диски. Схеми масивів, що підтримуються, є в описах до материнської плати. Наприклад, візьмемо першу що попалася мені на очі Яндекс Маркеті плату ASRock P45R2000-WiFi.

Тут опис підтримуваних масивів Raid відображається в розділі «Дискові контролери Sata».

У даному прикладібачимо, що Sata контролер підтримує створення масивів Raid: 0, 1, 5, 10. Що означають ці цифри? Це позначення різних типівмасивів, в яких диски взаємодіють між собою за різними схемами, які покликані, як я вже казав, або прискорювати їхню роботу, або збільшують надійність від втрати даних.

Якщо ж системна платакомп'ютера не підтримує Raid, то можна придбати окремий Raid-контролер у вигляді PCI плати, яка вставляється в PCI слот на материнці і дає можливість створювати масиви з дисків. Для роботи контролера після його встановлення потрібно буде також встановити raid драйвер, який або йде на диску з цією моделлю, або можна просто завантажити з Інтернету. Найкраще на даному пристроїне економити та купити від якогось відомого виробника, наприклад Asus, та з чіпсетами Intel.

Я підозрюю, що поки що ви ще не дуже маєте уявлення, про що все ж таки йдеться, тому давайте уважно розберемо кожен з найпопулярніших типів Raid масивів, щоб все стало більш зрозуміло.

Raid 1 - один з найпоширеніших і бюджетних варіантів, який використовує 2 жорсткі диски. Цей масив покликаний забезпечити максимальний захист даних користувача, тому що всі файли одночасно копіюватимуться відразу на 2 жорсткі диски. Для того, щоб його створити, беремо два однакових за обсягом харда, наприклад, по 500 Гб і робимо відповідні налаштування в BIOS для створення масиву. Після цього у вашій системі буде видно один жорсткий диск розмірів не 1 Тб, а 500 Гб, хоча фізично працюють два жорсткі диски - формула розрахунку наведена трохи нижче. І всі файли одночасно будуть писатися на два диски, тобто другий буде повним резервною копієюпершого. Як ви знаєте, при виході з ладу одного з дисків ви не втратите ні частинки власної інформації, тому що у вас буде друга копія цього диска.

Також поломки і не помітить операційна система, яка продовжить роботу з другим диском - про неполадку вам повідомить лише спеціальна програма, яка контролює функціонування масиву Вам потрібно лише видалити несправний дискі підключити такий же, тільки робочий - система автоматично скопіює на нього всі дані з справного диска, що залишився, і продовжить роботу.

Об'єм диска, який бачитиме система, розраховується тут за формулою:

V = 1 x Vmin, де V – це загальний обсяг, а Vmin – обсяг пам'яті найменшого жорсткого диска.

Ще одна популярна схема, покликана підвищити не надійність зберігання, а навпаки, швидкість роботи. Також складається з двох HDD, проте в цьому випадку ОС бачимо повний сумарний обсяг двох дисків, тобто. якщо об'єднати в Raid 0 диски по 500 Гб, система побачить один диск розміром 1 Тб. Швидкість читання та запису підвищується за рахунок того, що блоки файлів пишуться почергово на два диски — але при цьому стійкість до відмови системи мінімальна — при виході з ладу одного з дисків майже всі файли будуть пошкоджені і ви втратите частину даних — ту, яка була записана на зламаний диск. Відновлювати інформацію після цього доведеться вже у сервісному центрі.

Формула розрахунку загального обсягу диска видимого Windows, виглядає так:

V = V1 + V2

Якщо ви до прочитання цієї статті за великим рахунком не турбувалися про відмову стійкості вашої системи, але хотіли б підвищити швидкість роботи, то можете купити додатковий вінчестер і сміливо використовувати цей тип. За великим рахунком, в домашніх умовах переважна кількість користувачів не зберігає якоїсь надважливої ​​інформації, а скопіювати якісь важливі файли можна на окремий. зовнішній жорсткийдиск.

Raid 10 (0+1)

Як випливає вже з самої назви, цей тип масиву поєднує в собі властивості двох попередніх - це як би два масиви Raid 0, об'єднаних в Raid 1. Використовуються чотири жорсткі диски, на два з них інформація записується блоками по черзі, як це було в Raid 0 , а два інших — створюються повні копії двох перших. Система дуже надійна і при цьому досить швидкісна, проте дорога в організації. Для створення потрібно 4 HDD, при цьому система бачитиме загальний обсяг за формулою:

V = 2 x Vmin

Тобто, якщо візьмемо 4 диски по 500 Гб, система побачить 1 диск розміром 1 Тб.

Цей тип, як і наступний, найчастіше використовують у організаціях, на серверних комп'ютерах, де потрібно забезпечити як високу швидкістьроботи, а також максимальну безпеку від втрати інформації у разі непередбачених обставин.

Raid 5 - оптимальне поєднання ціни, швидкості та надійності. У даному масиві мінімально можуть бути задіяні 3 HDD, об'єм розраховується з більш складної формули:

V = N x Vmin - 1 x Vminде N - кількість жорстких дисків.

Отже, допустимо у нас 3 диски по 500 Гб. Об'єм, видимий ОС, дорівнюватиме 1 Тб.

Схема роботи масиву виглядає так: на перші два диски (або три, в залежності від їх кількості) записуються блоки розділених файлів, а на третій (або четвертий) - контрольна сума перших двох (або трьох). Таким чином, при відмові одного з дисків його вміст легко відновити за рахунок наявної на останньому диску контрольної суми. Продуктивність такого масиву нижча, ніж у Raid 0, але така ж надійна, як Raid 1 або Raid 10 і при цьому дешевше останнього, т.к. можна заощадити на четвертому харді.

На схемі нижче представлена ​​схема Raid 5 із чотирьох HDD.

Є також інші режими - Raid 2,3, 4, 6, 30 і т.д., але вони є за великим рахунком похідними від перерахованих вище.

Як встановити Raid диск на Windows?

З теорією, сподіваюся, розібралися. Тепер подивимося на практику - вставити в слот PCI Raid контролер і встановити драйвера, думаю, досвідченим користувачамПК праці не становитиме. Як же тепер створити Raid масив із підключених жорстких дисків?

Найкраще, звичайно, це робити, коли ви тільки-но придбали і підключили чистенькі вінчестери без встановленої ОС. Спочатку перезавантажуємо комп'ютер і заходимо в налаштування BIOS- тут потрібно знайти SATA контролери, до яких підключені наші жорсткі диски, та виставити їх у режим RAID.

Після цього зберігаємо налаштування та перезавантажуємо ПК. На чорному екрані з'явиться інформація про те, що у вас увімкнено режим Raid та клавішу, за допомогою якої можна потрапити в його налаштування. У прикладі нижче запропоновано натиснути клавішу TAB.

Залежно від моделі Raid-контролера вона може бути іншою. Наприклад, "CNTRL+F"

Заходимо в утиліту налаштування та натискаємо в меню щось на кшталт «Create array» або «Create Raid» — написи можуть відрізнятися. Також якщо контролер підтримує кілька типів Raid, буде запропоновано вибрати, який саме потрібно створити. У моєму прикладі доступний лише Raid 0.

Після цього повертаємось назад у BIOS і в налаштуванні порядку завантаження бачимо вже не кілька окремих дисків, а один у вигляді масиву.

Ось власне і все – RAID налаштований і тепер комп'ютер сприйматиме ваші диски як один. Ось так, наприклад, буде видно Raid під час встановлення Windows.

Вибери свій RAID контролер

Що й казати, RAID контролер не та річ, яка потрібна кожному, але якщо ви маєте відношення до побудови або обслуговування інформаційних комп'ютерних систем, то напевно дещо знаєте про це «чудо техніки». Ще кілька років тому багато хто про них взагалі нічого не чув, а вже сьогодні вони присутні майже в будь-якому сервері середнього рівня.

RAID контролер є елементом обчислювальної системи, Що забезпечує відмовостійкість у разі відмови дискового накопичувача, а також збільшення швидкодії дискової підсистеми. Чому це так важливо, напевно, розуміють усі, але давайте таки розглянемо деякі аспекти цієї проблеми.

Незважаючи на те, що MTBF сучасних high-end дисків колосально (понад 100 років), практика показує, що вони таки виходять з ладу. Для цього є низка об'єктивних причин — життя дисків впливає нестабільність електроживлення, вібрація і цикли включення-выключения, і навіть порушення температурного режиму. Крім того, існує певна ймовірність заводського шлюбу. Так що, якщо ви хочете вберегти свої дані та уникнути простоїв, то без RAID системи вам не обійтися.

Що ж до швидкодії дискової підсистеми, проблема полягає у значному її відставанні у розвитку з інших елементів ЕОМ. Ситуацію, що склалася, можна охарактеризувати як кризу введення-виведення вторинної системи зберігання даних. Неможливість значного збільшення технологічних параметрів магнітних дисків спричиняє необхідність пошуку інших шляхів, одним із яких є паралельна обробка. У ряді випадків, використання RAID контролера для забезпечення підвищеної швидкодії є навіть першочерговим (наприклад, для відеомонтажу), а стійкість до відмови системи — вторинним фактором.

Існує три основні варіанти реалізації RAID систем:

• програмна (software-based);
• апаратна - шинно-орієнтована (bus-based);
• апаратна - автономна підсистема (subsystem-based).

Кожна з перерахованих вище реалізацій базується на виконанні програмного коду. Відрізняються вони тим, де цей код виконується: в центральному процесорікомп'ютера (програмна реалізація) або спеціалізованому процесорі на RAID контролері (апаратна реалізація).

Програмно зазвичай реалізують прості рівні RAID - 0 і 1, так як вони не вимагають значних обчислень, але іноді і RAID 5. Враховуючи ці особливості, RAID системи з програмною реалізацією використовуються в серверах початкового рівня. Але є також більш цікаві програмні реалізації, наприклад Adaptive RAID, яка динамічно змінює спосіб відображення даних залежно від їх характеру та динаміки використання.

Апаратні RAID контролери зазвичай реалізують повний спектр стандартних рівнів, а іноді мають ряд додаткових можливостей. Найбільш потужні, дорогі системи високого рівня можуть автоконфігуруватися та автоматично вибирати рівні RAID та розподіляти дані в режимі реального часу.

Розглянемо основних постачальників RAID контролерів, які доступні на ринку дистрибуції та ОЕМ.

Сильні цього світу

Серед найсильніших світу PCI-to-SCSI RAID контролерів - Adaptec, AMI (American Megatrends), DPT (Distributed Processing Tchnology), Mylex. Є ще, мабуть, IFT (Infortrend Technology), відоміша на ринку ОЕМ, ніж на дистриб'юторському ринку. Слід також відзначити Compaq, який, на сьогодні, є виробником RAID контролерів №1 завдяки використанню своїх контролерів у своїх серверах, але тільки завдяки цьому. Досить потужним виробникамможна віднести Vortex, він займає значну частку Німецького ринку RAID контролерів, але поза межами частка цього виробника мізерно мала.

На світовому ринку дистрибуції та ОЕМ, як втім, і на території СНД найбільш поширені сьогодні Mylex та AMI, причому перший домінує зі значним відривом (завдяки добре розвиненим каналам дистрибуції).

Дещо інша ситуація з контролерами SCSI-to-SCSI. Так як вони орієнтовані більш дорогі і менш поширені зовнішні рішення, то побачити їх у прайс-листах на комплектуючі можна досить рідко. Якщо ж говорити про те, що можна зустріти в системах зберігання даних найчастіше, це Infortrend і Mylex. Досить сильні позиції у CMD Technology та Digi-Data. Саме Digi-Data довгий часбула виробником швидкодіючих контролерів на масовому ринку.

Звичайно, не слід забувати, що існують дуже сильні рішеннявід постачальників закінчених рішень зберігання даних - Digital (тепер частина Compaq), Andataco, Hitachi, Storage Computer та інших, але вони становлять інтерес як закінчені системи, а це вже тема іншої статті.

Adaptec— законодавець моди SCSI та лідер у виробництві SCSI адаптерів, але на ринку RAID контролерів він таким не є. Незважаючи на це, серія RAID upgrade контролерів ARO досить популярна, завдяки своїй виключно низькій ціні.

Ця серія представлена ​​картками ARO-1130CA, ARO-1130SA. Вони орієнтовані використання у материнських платахз інтегрованими SCSI чіпами Adaptec AIC-7880, AIC-7895 та ставляться в 32-bit PCI + RAIDport II конектор. ARO-1130CA підтримує рівні RAID 0 і 1, а ARO-1130SA - рівні RAID 0, 1 і 5. Недоліком використання цих рішень є їхня порівняно невисока швидкодія (ці контролери не використовують спеціалізованих процесорів для обробки запитів введення-виведення), низька кількість можливостей та невеликий набір драйверів (Windows та Netware). Ще однією проблемою цієї серії є неповна сумісність BIOS з материнськими платами, які їх «підтримують», тому їх краще купувати у виробників материнських плат, які гарантують сумісність виробів, що продаються.

Контролери серії AAA відрізняються від серії ARO наявністю SCSI чіпів, відповідно можуть бути використані в материнських платах без RAID port. Карти AAA-131, AAA-133 (відмінність кількості каналів, відповідно один і три) поставляються Adaptec на дистрибуторський ринок, AAA-132 доступні тільки для OEM.

Нещодавно у Adaptec з'явилися нові RAID контролери із підтримкою інтерфейсу Ultra 2 SCSI. Серед них старі серії AAA та ARO (ARO-1130U2 можуть використовуватись у материнських платах з інтегрованим контролером Adaptec Ultra 2 SCSI та RAIDport III, з'явилася також підтримка UnixWare). А також нові контролери AAC-364 — це 64-бітний RAID контролер з інтегрованим потужним мікропроцесором StrongARM® 233 MHz і чотирма Ultra 2 SCSI каналами (два внутрішніх конектори і чотири зовнішні). На відміну від своїх молодших побратимів, він підтримує 128М ECC кеш пам'ять і Battery backup модуль. Але його недоліком все ще залишається підтримка драйверів тільки в системах Windowsта Netware.

Adaptec також є виробником SCSI-to-SCSI контролерів серії AEC-4312A та AEC-7312A, вони, як і продукти лінійки AAA, досить прості і використовуються в entry level storage системах. Обидві моделі як процесор введення-виведення використовують AMD 5X86 processor, 133 MHz і обслуговують по два дискових канали Ultra SCSI. Модель AEC-4312A використовує один хост канал з інтерфейсом single ended або differential SCSI та протоколами Fast, або Ultra SCSI, а модель AEC-7312A використовує один хост канал Fibre Channel.

American Megatrendsвийшла ринку RAID в середині 1995-го року. У 1996-му завдяки своїм характеристикам серія контролерів AMI MegaRAID випередила своїх конкурентів за всіма критеріями, а на початку 1997-го AMI стала провідним постачальником PCI SCSI RAID контролерів для OEM. Орієнтація на OEM для АМІ первісна, сьогодні її контролери використовують понад 80% провідних світових виробників, але два роки тому вона вийшла на дистриб'юторський ринок та її продукти стали доступні через мережу реселерів та дистриб'юторів.

Головне, що поєднують у собі контролери AMI MegaRAID – це висока надійність, якість і найбільша кількість можливостей у порівнянні з продуктами конкурентів. Щодо швидкодії MegaRAID слід сказати, що вони майже постійно перебувають у TPC Top Ten List, а іноді становлять переважну більшість.

Сьогодні доступні п'ять моделей PCI RAID контролерів AMI MegaRAID - 762, 466, 428, 434, 438. MegaRAID Express 762-я серія - це Zero channel PCI RAID upgrade контролери для материнських плат з інтегрованими SCSI контролерами , NC440BX, SC450NX, MegaRUM AMI, MegaRUM II). Він підтримує рівні RAID 0, 1, 3, 5, 10, 30, 50, JBOD (це стосується й інших контролерів MegaRAID) і може містити до 128 Мбайт кеш пам'яті. На відміну від контролерів Adaptec ARO серія Express може встановлюватися на платформи як із звичайним Ultra SCSI, так і Ultra2 SCSI (LVD). Контролер MegaRAID Express Plus 466-а серія відрізняється від контролера 762-ї серії тим, що він може встановлюватися в будь-які материнські плати, оскільки має інтегрований SCSI чіп Symbios Logic 53C895 (LVDS/SE). Обидві серії мають інтегрований спеціалізований процесор вводу-виводу i960.

До недоліків моделей Express можна віднести неможливість підключити BBU та нижчу швидкодію порівняно з повнофункціональними пристроями.

Серія MegaRAID 428 - це класичний повнофункціональний RAID контролер від AMI, який поєднує в собі високу надійність, масштабованість і підтримку кластеризації. Він випускається в одне, двох та трьох канальному виконанні, підтримує до 128Мбайт кеш пам'яті, яка може встановлюватись у два слоти. 428, 434 та 438 серії, мають можливість підключення BBU.

Серія 434 відрізняється від 428-ї потужнішим процесором вводу/виводу і новішими SCSI чіпами від Symbios Logic і вже не має вбудованих конекторів для 50-pin кабелю. На відміну від 428-ї серії, 434-я не має підтримки кластеризації, AMI вирішила реалізувати її в наступній серії - 438. , I 2 O та підтримка кластеризації. Але при цьому у стандартній реалізації підтримує лише 64 Мбайт кеш пам'яті. Сьогодні поставляється також версія 438-H, яка має вищу швидкодію в порівнянні з 438-м контролером завдяки новому спеціалізованому драйверу, який, на жаль, розроблений тільки під Windows NT (реально, крім драйвера вона ні чим не відрізняється від звичайної 438-ї серії).

З достовірних джерел з'явилася нещодавно інформація, що AMI готує до випуску кілька нових продуктів. Незабаром мають з'явитися моделі Express 300, Enterprise 1500, Enterprise 2000 і перший зовнішній Fiber-to-LVD RAID контролер від AMI - Explorer 500. (Під час написання статті AMI анонсувала Explorer 500 і Enterprise 1500). Усі нові продукти поєднують у собі сучасні технології, такі як Ultra2 SCSI, SDRAM і будуть у кілька разів швидше за попередні моделі. Нижче наведено коротке зведення характеристик нових моделей MegaRAID:

Параметр	Express 300	Enterprise 1500	Enterprise 2000	Explorer 500
Процесор	i960RM 100MHz	i960RN 100MHz	RISC 250MHz *	i960RN 100MHz
Кеш (SDRAM)	до 128M, 66MHz	до 128M, 66MHz	до 128M, 100MHz	до 128M, 66MHz
Host bus	32bit PCI	64bit PCI	64bit PCI	2 x Fiber Channel
Drive bus	1(+2) Ultra2 SCSI **	4 Ultra2 SCSI	4 Ultra2 SCSI	2 Ultra2 SCSI
I 2 O	Yes	Yes	-	-
Clustering	Yes	Yes	Yes	Yes
Hot Plug PCI	No	No	Yes	-
BBU	No	Yes	Yes	Yes

* - 64bit 250MHz RISC Processor with AMI Companion Chip

** - один канал Ultra2 SCSI на контролері + два канали на материнській платі

Завдяки сильній команді розробників софту AMI забезпечила підтримку своїх контролерів всім основних операційних систем. У стандартний пакет входять Novell Netware, Windows NT, SCO Unix, SCO Open server, Unixware, Linux Redhat, Solaris, OS/2 Warp, MS DOS. За спеціальним запитом забезпечується підтримка практично будь-якої спеціалізованої системи, є також реалізації для Bynyan Vines і 64-bit Windows NT для процесорів ALPHA. Крім того, драйвера під UNIX системи, У тому числі Solaris та Linux є найбільш продуктивними серед конкурентів.

Однією з проблем АМІ є слабкі виробничі потужності, а також досить висока вартість виробів, але слід зазначити, що вся продукція цього виробника забезпечується 5-річною гарантією і практично не має шлюбу.

DPT RAID контролери відомі своєю модульністю, швидкодією та сильною підтримкою різних операційних систем. У списку підтримуваних операційних систем практично всі найпоширеніші - Novell Netware, Windows NT, SCO Unix, Open Server SCO, Unixware, Linux Redhat, OS/2 Warp, Win 95/98.

Цього року DPT розпочала постачання п'ятого покоління своїх RAID контролерів – SmartRAID V. Вони представлені трьома різними серіями – Decade, Century та Millennium. У SmartRAID V реалізована ексклюзивна технологія DPT - P3 (Parallel Pipeline Processing), яка дозволяє обробляти команди вводу/виводу паралельно та безліч інших особливостей, зручних для адміністрування масиву. Крім того, DPT пропонує досить широкі можливості використання інтерфейсу Fiber Channel. Практично всі моделі нового покоління мають варіант реалізації з цим інтерфейсом або можуть розширятися за допомогою додаткових плат Fiber Channel, що підтримують інтерфейс.

Контролери DPT підтримують рівні RAID 0, 1, 0+1, 5, 0+5 та є одними з найбільш продуктивних пристроїв на ринку. За твердженням глави відділу продажу та маркетингу старша модель Millennium випереджають контролери попереднього покоління по швидкодії в 4 рази, і знаходиться попереду всіх конкурентів.

Millennium позиціонується DPT як контролер для серверів масштабу підприємства. Він має дуже високу швидкодію (центральний механізм реалізований на i960HD-66MHz) та досить широкі можливості: підтримує до 3-х Ultra2 SCSI каналів або 2-х Fiber channel, до 256 Мбайт кеш пам'яті, випускається у варіанті для 32bit та 64bit PCI та має можливість підключення Battery Backup модуля (лише 64bit варіант).

Century – це контролери для середнього рівня продуктивності з конкурентною ціною. Ця модель підтримує до 64Мбайт кеш пам'яті і випускається для 32bit PCI у випадках з трьома каналами Ultra2 SCSI або одним Fiber channel і одним Ultra2 SCSI каналом. На відміну від Millennium, Century (і навіть Decade) не підтримує BBU.

Модель Decade призначена для використання як Entry Level RAID контролера, є повільнішою, ніж Century і випускається тільки в одноканальному Ultra2 SCSI варіанті. Вона підтримує 4 Мб кеш пам'яті, яка може бути розширена до 64 Мб при установці спеціальної плати розширення.

Що стосується модульності, це ексклюзивна особливість RAID контролерів DPT, яка дозволяє користувачеві, купуючи базове рішення, Розширити його в майбутньому, використовуючи спеціальні плати розширення. Вони дозволяють розширити можливості використовуваного контролера шляхом додавання одного-двох Ultra2 SCSI або одного каналу Fiber channel. Окрім RAID контролерів DPT також здійснює лінійку інтелектуальних SCSI контролерів із вбудованим процесором вводу/виводу i960. При підключенні до них плати RAID Accelerator Module такий контролер стає контролером RAID. Таким чином, користувач заощаджує на тому, що вкладає свої гроші в техніку за необхідності. Слід зазначити, що це RAID контролери SmartRAID V підтримують технологію I 2 O.

Mylexє незаперечним лідером за обсягами продажу на ринку PCI SCSI RAID контролерів. Минулого року ринкова частка Mylex становила близько 55%. Продаж ведеться як для ОЕМ, так і на дистриб'юторському ринку. PCI SCSI RAID контролери Mylex досить часто займають лідируючі позиції в TPC Top Ten List, доводячи свою високу швидкодію.

Mylex підрозділяє RAID контролери, що він виробляє три групи.

Low Cost RAID(Недорогі RAID) - сімейство недорогих PCI RAID контролерів, для серверів нижнього рівня та високопродуктивних робочих станцій. До них відносяться моделі AcceleRAID 150, 200 і 250. Всі вони є RAID upgrade контролерами і можуть використовуватися в материнських платах з інтегрованим Symbios Logic SCSI контролером (аналогічно серії AMI MegaRAID Express), але разом з цим моделі 150 і 250 мають інтегрований SCSI можуть використовуватись і в платформах без функцій RAID port. Вони підтримують RAID рівнів 0, 1, 0+1, 3, 5, 30, 50, JBOD, кеш пам'ять від 4-х до 64-х Мбайт (AcceleRAID 150 – максимум 4Мбайт) та 32bit Hot plug PCI.

High Performance RAID(високошвидкісні RAID) — інтелектуальні рішення для організації введення/виведення серверів середнього та високого рівнів з високою стійкістю до відмов і зручним управлінням. До них відносяться контролери eXtremeRAID 1100, DAC960PJ/DAC960PG. Вони мають досить велику кількість можливостей з адміністрування RAID і забезпечують швидкодію лише на рівні необхідному для серверів масштабу підприємства. Моделі PJ і PG майже не відрізняються, крім того, що на першому інтегрований потужніший процесор - Intel i960RD на відміну від Intel i960RP, який інтегрований на PG. Модель eXtremeRAID 1100 є першою реалізацією Mylex RAID контролера для 64bit PCI (хоча внутрішня архітектура його залишається 32-бітною). На eXtremeRAID 1100 для обробки запитів введення-виведення інтегрований процесор StrongArm SA 110, 233 MHz, що робить його одним з найпотужніших PCI-to-SCSI контролерів на сьогоднішній день. Поряд із зазначеними перевагами eXtremeRAID 1100 сертифікований для роботи в кластерних системах під керуванням Windows NT Enterprise Edition.

Mylex забезпечила підтримку своїх PCI-to-SCSI контролерів для найбільш поширених серверних операційних систем, таких як Novell Netware, Windows NT, SCO Unix, SCO Openserver, Unixware, Linux Redhat, Win 95/98.

До недоліків PCI-to-SCSI рішень Mylex слід віднести відносно низький MTBF — 200 тис. годин, тоді як більшість моделей конкурентів цей показник коливається від 350 до 500 тис. годин.

External RAID(Зовнішній RAID) від Mylex являють собою високошвидкісні та оптимально гнучкі рішення для найбільш вимогливих систем рівня підприємства та серверних систем середнього рівня (mid-range server systems). Вони чудово підходять для побудови мереж зберігання даних (Storage Area Network) та кластеризації серверних систем.

Лінійка зовнішніх RAID контролерів Mylex включає 5 основних моделей (модель SU ми розглядати не будемо, як застарілу).

Параметр	DAC960SX	DAC960SF	DAC960FL	DAC960FF
CPU (i960)	RD 33MHz	2 x RD 66MHz	2 x RD 66MHz	RN 100MHz
Кеш, до	128Mb	128Mb	256Mb	256Mb
Host bus *	1(2) Ultra SCSI	2 x FC	2 x FC	2 x FС
Drive bus **	2(5) Ultra SCSI	4(6) Ultra SCSI	4 x Ultra2 SCSI	4 x FС
Burst IO ***	1"800	4"100	4"100	5"800
Transfer ****	30 MB/s	52 MB/s	52 MB/s	190 MB/s
Disks *****	75	90	60	500

* - Мінімальна і максимальна (у дужках) кількість хост каналів для моделі.

** — мінімальна та максимальна (у дужках) кількість дискових каналів для моделі.

*** - Максимальна швидкодія обробки операцій введення-виведення

**** - Sustained disk transfer rate (безперервний трансфер), фактично є максимально доступним значенням безперервної передачі даних, у той час як піковий показник може досягати максимально можливого значення для сумарної пропускну здатністьхост каналів.

***** - Максимальна кількість дисків, що підключаються до одного контролера.

IFT (Infortrend technology)працює на ринку RAID з 1992 року. Вона була організована як компанія з розробки та виробництва високонадійних та високопродуктивних контролерів. Завдяки цікавим ідеям та невисоким цінамвона змогла завоювати досить велику частку OEM ринку. До її замовників відносяться такі компанії як Ameste та ASUStek, а також багато інших.

IFT виробляє єдину модель PCI-to-SCSI контролерів 2101UA/B (A-1 channel, B-2 channels), яка нещодавно поповнилася реалізацією, що підтримує Ultra 2 (яка також використовує потужніший процесор). Вони використовують для введення-виведення процесори серії x86 (2101U - 486DX4 100MHz; 2101U2 - AMD 5×86 133MHz), що робить їх досить привабливими для систем початкового рівня, у зв'язку з хорошим співвідношенням ціна/продуктивність. PCI-to-SCSI контролери IFT мають дуже хорошу драйверну підтримку, для них написані драйвери під Novell Netware, Windows NT, Win95/98, OS/2 Warp, SCO Unix, SCO Openserver, Unixware, Linux, SUN Solaris.

Що стосується subsystem-based RAID контролерів, то тут у IFT справи набагато кращі. Лінійка SCSI-to-SCSI у Infortrend включає велику кількість моделей від простих 2-канальних реалізацій у 3.5″ форм-факторі до 9-канальних моделей з оптоволоконними хост каналами. Хоча RAID контролери IFT не є еталонами швидкодії, вони поєднують у собі високу надійність із прекрасним співвідношенням ціна/продуктивність, чим завоювали собі міцне місце в entry level та mid-range системах.

Моделі серії 3101 (3.5″, entry level) є досить простими, мають кілька каналів (від 2-х до 4-х) і як всі зовнішні контролери цього виробника є Multihost. Моделі серії 3102 (5.25″, mid-range) надійніші та зручніші в інтеграції, за словами самого виробника, а також мають ширші можливості щодо розширення.

Контролери IFT є модульними. Серія 3102 включає чотири моделі 3102U та 3102UG, а також новіші 3102U2 та 3102U2G. Всі ці моделі в базовому варіанті використовують SCSI канали і є Multihost контролерами (на відміну від класичної реалізації Multihost передбачає, що будь-який канал може бути використаний для з'єднання хост, або ж для підключення дисків).

Параметр	3101U2G	3102U	3102UG	3102U2	3102U2G
CPU	5×86 133MHz	486 100MHz	486 100MHz	5x86 133MHz	5x86 133MHz
Кеш, до	128Mb	128Mb	128Mb	128Mb	128Mb
Interface *	Ultra2 SCSI	Ultra SCSI	Ultra SCSI	Ultra2 SCSI	Ultra2 SCSI
Channels **	2 channels	3 channels	4 channels	3 channels	4 channels
Expandable ***	4 channels	8 channels	9 channels	6 channels	8 channels
BBU	No	Yes	Yes	Yes	Yes
HotSwap	Yes	No	Yes	No	Yes

* - інтерфейс каналів базового модуля;

** - кожен канал може бути використаний для зв'язку з хостом або підключення дисків;

*** - максимальна кількість каналів після нарощування.

p align="justify"> Кожна модель може бути розширена з використанням дочірніх плат. Набір таких плат для кожної моделі однієї серії дуже подібний. Наприклад розглянемо варіанти розширення найсучаснішої моделі 3102U2G.

IFT-9174: 4 × 68-pin Ultra2 Wide SCSI (з термінацією)

IFT-9174-N: 4 × 68-pin Ultra2 Wide SCSI (без термінації)

IFT-9174U2D: 2 × 68-pin Ultra2 Wide SCSI та 2 × 68-pin Ultra Wide differential (з термінацією)

IFT-9174U2D-N: 2 × 68-pin Ultra2 Wide SCSI та 2 × 68-pin Ultra Wide differential (без термінації)

IFT-9174U2F: 2 × 68-pin Ultra Wide, single ended & 2 × single loop Fibre channels* (з термінацією)

IFT-9174U2F-N: 2×68-pin Ultra2 Wide SCSI та 2× single loop Fibre channels (без термінації)

* - два single loop оптоволоконних каналу можуть використовуватися як один dual loop канал.

Недоліком Infortrend все ж таки залишається відсутність високопродуктивних контролерів, розрахованих на високі показники постійного безперервного трансферу.

CMD Technologyна відміну від розглянутих вище компаній, виробляє RAID контролери лише у вигляді автономних підсистем (SCSI-to-SCSI RAID). Цей американський виробник тривалий час був постачальником зовнішніх RAID контролерів для систем зберігання даних фірми Digital, що безсумнівно характеризує її як виробника високоякісних, надійних та швидкодіючих пристроїв.

Лінійка продуктів CMD включає моделі, орієнтовані на використання OEM, реселерами та системними інтеграторами в системах зберігання даних початкового, середнього та високого рівнів. Ми коротко розглянемо моделі, спроектовані для використання реселерами та системними інтеграторами (у тому числі невеликими ОЕМ).

Серія Viper II включає моделі CRD-5440, CRD-5500 та CRD-564X. Вона підтримує рівні RAID 0, 1, 0+1, 4, 5. Модель CRD-5440 орієнтована використання інтеграторами і реселерами в entry level і mid range системах. Контролери CRD-5440 використовують чотири канали SCSI (інтерфейси: Ultra SCSI Low Voltage Differential (LVD), Single Ended (SE) або High Voltage Differential (HVD)), які можуть бути використані як для хост з'єднання, так і для підключення дисків. Для обробки команд введення-виведення використовується процесор 32-bit RISC 40 Mhz LR33310 (MIPS R3000 core) з внутрішнім коефіцієнтом передачі 80Mb/s та підтримує кеш пам'ять до 256 Mb.

Модель CRD-5500 орієнтована на використання у високошвидкісних, високонадійних та відмовостійких системах зберігання даних. Архітектура CRD-5500 організована як Active/Active стійкий до відмови модульний контролер на основі того ж процесора що і CRD-5400, але на відміну від конкурентів, побудована таким чином, що в Active/Active конфігурації коефіцієнт передачі даних має достатньо високий рівеньі становить приблизно 1,7 від номінального. CRD-5500 є модульним контролером і може бути налаштований на 4 хост-каналів та 8 каналів для підключення дисків і підтримує кеш пам'ять до 512 Mb.

Модель CRD-564X спроектована для того, щоб забезпечити максимальний рівень цілісності даних та їх доступності в системах початкового та середнього рівня. CRD-564X є готовим стійким до відмови RAID контролером архітектури Viper II. Як і всі інші пристрої цієї серії CRD-564X використовує для введення-виведення процесори 40 Mhz LR33310 і підтримує рівні RAID 0, 1, 0+1, 4, 5, та підтримує 4 Ultra SCSI канали. Важливою особливістю є підтримка технології CMD AutoRebuild. У разі відмови одного контролера (CRD-564X складається з двох контролерів, підключених один до одного в одному корпусі) і його заміни ця технологія автоматично повертає стійкий до відмови контролер (мається на увазі весь блок CRD-564X) у стан, в якому він знаходився до відмови , без участі користувача. Крім того, кожна частина контролера є hot pluggable пристроєм (підтримує гарячу заміну).

Titan (CRA-7280) - найновіша серія RAID контролерів. Архітектура Titan поєднує в собі Fibre Channel та LVD Ultra2 SCSI технологій. Ця серія орієнтована використання RAID системах при побудові мереж зберігання даних (Storage Area Network). CRA-7280 є високошвидкісним, високонадійним і відмовостійким (redundant controller) рішенням для систем середнього та високого рівня, він підтримує технологію CMD AutoRebuild і виконаний у вигляді 3U 19″ Rackmount корпусі для зручності інтеграції у 19″ стійку. Архітектура контролерів Titan побудована на базі процесора 233 MHz SA-110 StrongARM RISC CPU з внутрішніми 32-bit та 64-bit шинами даних та підтримкою SDRAM. CRA-7280 використовує два хост інтерфейси Fibre Channel Arbitrated Loops (FCAL) у copper, single-mode або multi-mode fiber реалізаціях і підтримує до 1Gb кеш пам'яті.

Digi-Data- американський виробник SCSI-to-SCSI RAID контролерів, які тривалий час були найшвидшими серед пристроїв свого класу. Digi-Data працює на ринку систем зберігання даних із 1960 року. Виробляти RAID контролери компанія почала з 1992 року, і з того часу здобула репутацію виробника високоякісних надійних пристроїв.

Сьогодні лінійка контролерів Digi-Data включає серії:

• Z-9100 - Ultra SCSI RAID контролери,
• Z-9200 - Ultra2 SCSI RAID контролери,
• Z-9500 - Fibre Channel RAID контролери.

Контролери Digi-Data чудово підходять для обробки великих масивів інформації та безперервних потоків даних для таких програм як відео або реєстрація потоків даних із супутника.

Серія Z-9100 включає чотири моделі: Z-9100, Z-9102, Z-9150, Z-9152. Всі вони використовують шість дискових каналів (чотири для даних, один для parity, один для spare дисків) та підтримують рівні RAID 0, 1 і 3. Моделі відрізняються наявністю одного або двох (наприкінці номера моделі цифра 2) хост інтерфейсів та підтримкою 5- го рівня RAID (у моделях із передостанньою цифрою 5).

Серія Z-9200 складається із двох моделей: Z-9200, Z-9250. Вони відрізняються лише підтримкою 5-го рівня RAID. Слід також відзначити, що серія Z-9200 має значно більшу швидкодію, ніж Z-9100. На кількості всього п'ять дисків типу Seagate Cheetah 9LP досягається понад 50 Мб/с безперервного трансферу (при використанні більшої кількості дисків до 60 Мб/с).

Серія Z-9500 відрізняється від Z-9100 тим, що для зв'язку з хост машинами замість Ultra SCSI інтерфейсів використовується Fiber Channel, а також підвищеною швидкодією. Слід зазначити, що це моделі RAID контролерів Digi-Data підтримують до 256 Мб кеш пам'яті.

У продуктах Digi-Data реалізовано низку власних технологій для забезпечення високої швидкодії та відмовостійкості. Серед найцікавіших та найкорисніших:

Full-Speed ​​Active-Active with FASTCORE – технологія, яка забезпечує збільшення продуктивності двох RAID контролерів, об'єднаних у конфігурації Active/Active. Завдяки цій технології та використання спеціального додаткового пристрою – репітера, досягається вдвоє вище продуктивність, ніж при використанні одного контролера.

Self Calibrating Automatic Tier Striping (SCATS) – програмна технологія, яка реалізує двох просторовий поділ потоків даних із оптимізацією розміру підблоків.

UVS (Uninterruptible Video Streaming) — технологія, що забезпечує безперервну передачу даних у разі виникнення збоїв (багато RAID контролери цього не роблять, у разі збою диска або кластера зазвичай виникає запинка).

Guaranteed RAID Sustained Data Transfer Rate — Digi-Data гарантує високий рівень передачі для всіх підтримуваних рівнів й у різних операцій (як читання, і записи).

Пам'ятайте, при виборі RAID контролерів не варто покладатися на лише показники швидкодії (реальну різницю швидкодії схожих моделей зазвичай видно на великій кількості дисків), головне визначити основні ключові моменти- швидкість, надійність, стабільність, масштабованість, підтримка кластеризації, ціна - і вибрати саме те, що максимально забезпечить необхідні запити.

Взаємопов'язаних швидкісними каналами та сприймаються зовнішньою системою як єдине ціле. Залежно від типу використовуваного масиву може забезпечувати різні ступені відмовостійкості та швидкодії. Служить для підвищення надійності зберігання даних та/або підвищення швидкості читання/запису інформації (RAID 0).

Абревіатура RAID спочатку розшифровувалась як «redundant array of inexpensive disks» («надлишковий (резервний) масив недорогих дисків», оскільки вони були набагато дешевшими за RAM). Саме так був представлений RAID його творцями Петтерсоном (David A. Patterson), Гібсоном (Garth A. Gibson) та Катцом (Randy H. Katz) у 1987 році. Згодом RAID стали розшифровувати як "redundant array of independent disks" ("надлишковий (резервний) масив незалежних дисків"), тому що для масивів доводилося використовувати і дороге обладнання (під недорогими дисками малися на увазі диски для ПЕОМ).

(+) : Має високу надійність - працює доти, доки функціонує хоча б один диск у масиві Імовірність виходу з експлуатації відразу двох дисків дорівнює добутку ймовірностей відмови кожного диска. Насправді при виході з ладу однієї з дисків слід терміново вживати заходів - знову відновлювати надмірність. Для цього із будь-яким рівнем RAID (крім нульового) рекомендують використовувати диски гарячого резерву . Гідність такого підходу – підтримка постійної доступності.

(-) : Недолік полягає в тому, що доводиться виплачувати вартість двох жорстких дисків, отримуючи корисний обсяг лише одного. жорсткого диска.

RAID 1+0 та RAID 0+1

Дзеркало на багатьох дисках RAID 1+0або RAID 0+1. Під RAID 10 (RAID 1+0) мають на увазі варіант, коли два або більше RAID 1 об'єднуються в RAID 0. Під RAID 0+1 може бути два варіанти:

RAID 2

Масиви такого типу засновані на використанні коду Хеммінгу. Диски поділяються на дві групи: для даних і кодів корекції помилок, причому якщо дані зберігаються на дисках, то зберігання кодів корекції необхідно дисків. Дані розподіляються по дисках, призначених зберігання інформації, як і, як і RAID 0, тобто. вони розбиваються на невеликі блоки за кількістю дисків. Диски, що залишилися, зберігають коди корекції помилок, за якими у разі виходу будь-якого жорсткого диска з ладу можливе відновлення інформації. Метод Хеммінга давно застосовується в пам'яті типу ECC і дозволяє на льоту виправляти одноразові та виявляти дворазові помилки.

Перевагоюмасиву RAID 2 є підвищення швидкості дискових операцій, порівняно з продуктивністю одного диска.

Недолікоммасиву RAID 2 є те, що мінімальна кількість дисків, при якому має сенс його використовувати, - 7. При цьому потрібна структура майже з подвійної кількості дисків (для n=3 дані будуть зберігатися на 4 дисках), тому такий вид масиву не отримав поширення . Якщо ж дисків близько 30-60, перевитрата виходить 11-19%.

RAID 3

У масиві RAID 3 з дисків дані розбиваються на шматки розміром менше сектора (розбиваються на байти) або блоки та розподіляються по дисках. Ще один диск використається для зберігання блоків парності. У RAID 2 для цієї мети застосовувався диск, але більшість інформації на контрольних дисках використовувалася для корекції помилок на льоту, тоді як більшість користувачів задовольняє просте відновлення інформації у разі поломки диска, для чого вистачає інформації, що міститься на одному виділеному жорсткому диску.

Відмінності RAID 3 від RAID 2: неможливість корекції помилок на льоту та менша надмірність.

Переваги:

• висока швидкість читання та запису даних;
• мінімальна кількість дисків для створення масиву дорівнює трьом.

Недоліки:

• масив цього типу хороший тільки для однозадачної роботи з великими файлами, оскільки час доступу до окремого сектора, розбитого по дисках, дорівнює максимальному з інтервалів доступу до секторів кожного з дисків. Для блоків малого розміру час доступу набагато більший за час читання.
• велике навантаження на контрольний диск, і, як наслідок, його надійність сильно знижується в порівнянні з дисками, що зберігають дані.

RAID 4

RAID 4 схожий на RAID 3, але відрізняється від цього тим, що дані розбиваються на блоки, а чи не на байти. Таким чином, вдалося частково перемогти проблему низької швидкості передачі даних невеликого обсягу. Запис проводиться повільно через те, що парність для блоку генерується при записі і записується на єдиний диск. Із систем зберігання широкого поширення RAID-4 застосовується на пристроях зберігання компанії NetApp (NetApp FAS), де його недоліки успішно усунуті за рахунок роботи дисків у спеціальному режимі групового запису, що визначається використовується на пристроях внутрішньою файловою системою WAFL.

RAID 5

Основним недоліком рівнів RAID від 2-го до 4-го є неможливість робити паралельні операції записи, оскільки зберігання інформації про парності використовується окремий контрольний диск. RAID 5 не має цього недоліку. Блоки даних та контрольні суми циклічно записуються на всі диски масиву, немає асиметричності конфігурації дисків. Під контрольними сумами мається на увазі результат операції XOR (що виключає або). Xorмає особливість, яка застосовується в RAID 5, яка дає можливість замінити будь-який операнд результатом, і, застосувавши алгоритм xor, Отримати в результаті відсутній операнд. Наприклад: a xor b = c(де a, b, c- три диски рейд-масиву), якщо aвідмовить, ми можемо отримати його, поставивши його місце cі провівши xorміж cі b: c xor b = a.Це можна застосовувати незалежно від кількості операндів: a xor b xor c xor d = e. Якщо відмовляє cтоді eвстає на його місце і провівши xorв результаті отримуємо c: a xor b xor e xor d = c. Цей метод по суті забезпечує стійкість до відмови 5 версії. Для зберігання результату xor потрібно всього 1 диск, розмір якого дорівнює розміру іншого диска в raid.

(+) : RAID5 набув широкого поширення, в першу чергу, завдяки своїй економічністі Об'єм дискового масиву RAID5 розраховується за формулою (n-1) * hddsize, де n - число дисків масиві, а hddsize - розмір найменшого диска. Наприклад, для масиву з 4-х дисків по 80 гігабайт загальний обсяг буде (4 – 1) * 80 = 240 гігабайт. На запис інформації на тому RAID 5 витрачаються додаткові ресурси і падає продуктивність, оскільки потрібні додаткові обчислення та операції запису, зате при читанні (проти окремого вінчестера) є виграш, тому що потоки даних з кількох дисків масиву можуть оброблятися паралельно.

(-) : Продуктивність RAID 5 помітно нижче, особливо на операціях типу Random Write (записи у довільному порядку), при яких продуктивність падає на 10-25% від продуктивності RAID 0 (або RAID 10), тому що вимагає більшої кількості операцій з дисками (кожна операція запису сервера замінюється на контролері RAID на три - одну операцію читання та дві операції запису). Недоліки RAID 5 виявляються при виході з ладу одного з дисків - весь том переходить у критичний режим (degrade), всі операції запису та читання супроводжуються додатковими маніпуляціями, різко падає продуктивність. При цьому рівень надійності знижується до надійності RAID-0 з відповідною кількістю дисків (тобто n разів нижче надійності одиночного диска). Якщо до повного відновленнямасиву відбудеться вихід з ладу, або виникне непоновна помилка читання хоча б ще на одному диску, то масив руйнується, і дані на ньому відновленню звичайними методами не підлягають. Слід також взяти до уваги, що процес RAID Reconstruction (відновлення даних RAID за рахунок надмірності) після виходу з ладу диска викликає інтенсивне навантаження читання з дисків протягом багатьох годин безперервно, що може спровокувати вихід будь-якого з дисків, що залишилися з ладу в цей найменш захищений період роботи RAID, а також виявити раніше невиявлені збої читання в масивах cold data (даних, до яких не звертаються при звичайній роботімасиву, архівні та малоактивні дані), що підвищує ризик збою при відновленні даних. Мінімальна кількість дисків, що використовуються, дорівнює трьом.

RAID 5EE

Примітка: підтримується не у всіх контролерах RAID level-5EE подібний до масиву RAID-5E, але з більш ефективним використанням резервного дискаі коротшим часом відновлення. Подібно до RAID level-5E, цей рівень RAID-масиву створює ряди даних і контрольних сум у всіх дисках масиву. Масив RAID-5EE має покращений захист та продуктивність. При застосуванні RAID level-5E, ємність логічного тому обмежується ємністю двох фізичних вінчестерів масиву (один для контролю, один резервний). Резервний диск є частиною масиву RAID Level-5EE. Тим не менш, на відміну від RAID level-5E, що використовує нерозділене вільне місцедля резерву, RAID level-5EE в резервний диск вставлені блоки контрольних сум, як показано далі на прикладі. Це дозволяє швидше перебудовувати дані під час поломки фізичного диска. За такої конфігурації, ви не зможете використовувати його з іншими масивами. Якщо вам необхідний запасний диск для іншого масиву, вам слід мати ще один резервний вінчестер. RAID level-5E вимагає щонайменше чотирьох дисків і, залежно від рівня прошивки та їх ємності, підтримує від 8 до 16 дисків. RAID level-5E має певну прошивку. Примітка: для RAID level-5EЕ, ви можете використовувати лише один логічний том у масиві.

Переваги:

• 100% захист даних
• Велика ємність фізичних дисків у порівнянні з RAID-1 або RAID-1E
• Більша продуктивність у порівнянні з RAID-5
• Швидше відновлення RAID порівняно з RAID-5E

Недоліки:

• Нижча продуктивність, ніж у RAID-1 або RAID-1E
• Підтримка лише одного логічного тому на масив
• Неможливість спільного використання резервного диска з іншими масивами
• Підтримка не всіх контролерів

RAID 6

RAID 6 - схожий на RAID 5, але має більше високий рівеньнадійності - під контрольні суми виділяється ємність 2-х дисків, розраховуються 2 суми з різних алгоритмів. Потребує потужніший RAID-контролер. Забезпечує працездатність після одночасного виходу з експлуатації двох дисків - захист від кратної відмови. Для організації масиву потрібно мінімум 4 диски. Зазвичай використання RAID-6 викликає приблизно 10-15% падіння продуктивності дискової групи, порівняно з аналогічними показниками RAID-5, що викликано великим обсягом обробки для контролера (необхідність розраховувати другу контрольну суму, а також прочитувати та перезаписувати більше дискових блоків під час запису кожного) блоку).

RAID 7

RAID 7 – зареєстрована торгова марка компанії Storage Computer Corporation, окремим рівнем RAID не є. Структура масиву така: диски зберігаються дані, один диск використовується для складування блоків парності. Запис на диски кешується з використанням оперативної пам'яті, сам масив вимагає обов'язкового ДБЖ; у разі перебоїв із харчуванням відбувається пошкодження даних.

RAID 10

Схема архітектури RAID 10

RAID 10 - дзеркальний масив, дані у якому записуються послідовно кілька дисків, як у RAID 0 . Ця архітектура є масивом типу RAID 0, сегментами якого замість окремих дисків є масиви RAID 1. Відповідно, масив цього рівня повинен містити щонайменше 4 диски. RAID 10 поєднує в собі високу стійкість до відмов і продуктивність.

Нинішні контролери використовують цей режим за промовчанням для RAID 1+0. Тобто один диск основний, другий - дзеркало, зчитування даних проводиться з них по черзі. Зараз можна вважати, що RAID 10 і RAID 1+0 - це різна назва одного і того ж методу дзеркалування дисків. Твердження, що RAID 10 є найбільш надійним варіантом для зберігання даних, помилково, тому що, незважаючи на те, що для даного рівня RAID можливе збереження цілісності даних при виході з ладу половини дисків, незворотне руйнування масиву відбувається при виході з ладу вже двох диски, якщо вони знаходяться в одній дзеркальній парі.