Förstå hårddisktyper, RAID och RAID-styrenheter på Dell PowerEdge- och bladchassiservrar

Innehållsförteckning:

1. Typer av hårddiskar
2. Vad är en RAID?
3. Tillgängliga RAID-lösningar
4. Förstå konfiguration
   
    

Typer av hårddiskar

Dell PERC (PowerEdge RAID-styrenhet) och andra styrenheter har stöd för flera olika hårddisktyper. Det finns fyra huvudtyper som används i Dell-servrar i 9:e generationen och uppåt. Det finns specifika konfigurationsbegränsningar och specifikationerna bör kontrolleras för den typ av styrenhet som används. Dessutom kan typerna inte blandas i samma RAID-uppsättning. Det finns också överföringsskillnader som kallas SATA 1, 2 eller 3. De kan också ses som 3 Gbit/s eller 6 Gbit/s. För att få maximal hastighet måste hårddisken, bakplanet, kablarna och styrenheten alla ha stöd för den angivna hastigheten. I de flesta fall är den högre hastigheten bakåtkompatibel till den lägsta gemensamma hastigheten. Exempel – om en 6 Gbit/s hårddisk sätts in i en 3 Gbit/s bakplan blir hastigheten 3 Gbit/s.

 

1. Seriell ATA (SATA): SATA-enheter är bashårddiskar i Dell PowerEdge-servrar. Seriell ATA utformades för att ersätta den äldre parallella ATA-standarden (PATA) (kallas ofta för det äldre namnet IDE), som ger flera fördelar framför det äldre gränssnittet: minskad kabelstorlek och kostnad (7 ledare i stället för 40), inbyggd snabbväxling, snabbare dataöverföring genom högre signalhastigheter och mer effektiv överföring via ett I/O-köprotokoll. På vissa system utan en styrenhet kan de i stället kabelanslutas till de inbyggda SATA-portarna på moderkortet. På mindre servrar med en styrenhet kan de fortfarande kabelanslutas eftersom de här systemen inte har något bakplan. Kabelanslutna hårddiskar kan inte växlas under drift.
   
    
2. Near Line SAS: Near Line SAS är företags-SATA-hårddiskar med ett SAS-gränssnitt, huvud, media och rotationshastighet som traditionella SATA-hårddiskar i företagsklass med fullt funktionellt SAS-gränssnitt som är typiskt för klassiska SAS-hårddiskar. Enheterna ger bättre prestanda och pålitlighet än SATA. De är en hybrid mellan SATA och SAS.
   
    
3. Seriell bifogad SCSI (SAS): SAS är ett kommunikationsprotokoll som används på Enterprise-hårddiskar och bandenheter. SAS är ett seriellt punkt-till-punkt-protokoll som ersätter den äldre parallella SCSI-busstekniken (SCSI). Det använder den standardmässiga SCSI-kommandouppsättningen. Enheterna har extraportar via ovansidan på SATA-porten. De ligger i det övre skiktet när det gäller prestanda för elektromekaniska enheter.
   
    
4. SSD-disk (Solid State Drive): En SSD är en datalagringsenhet som använder integrerade kretsmonteringar som minne för att lagra data permanent. För SSD-teknik används elektroniska gränssnitt som är kompatibla med traditionella I/O-hårddiskenheter. SSD:er använder inga rörliga mekaniska komponenter, vilket skiljer dem från traditionella magnetdiskar som hårddiskenheter, som är elektromekaniska enheter innehållande snurrande skivor och rörliga läs-/skrivhuvuden. Jämfört med elektromekaniska diskar är SSD:er oftast mindre mottagliga för stötar, de är tysta och har kortare åtkomsttid och latens. På grund av de här funktionerna är SSD-enheter oftast de snabbaste I/O på marknaden idag när det gäller standardformatet för hårddiskar.
   
    

Överst på sidan

---

Vad är en RAID?

RAID är en grupp av oberoende fysiska diskar som ger hög prestanda genom att öka antalet enheter som används för att spara och komma åt data. Ett RAID-diskdelsystem förbättrar I/O-prestanda och datatillgänglighet. Den fysiska diskgruppen ser för värdsystemet ut som antingen en enda lagringsenhet eller flera logiska enheter. Datagenomströmningen förbättras eftersom flera diskar nås samtidigt. RAID-system förbättrar också datalagringstillgängligheten och feltoleransen. Dataförlust orsakas av ett fysiskt diskfel som kan återställas genom att återskapa saknade data från de återstående fysiska diskarna som innehåller data eller paritet. RAID är inte en säkerhetskopieringslösning. Det ersätter inte bra lösningar för säkerhetskopiering av data för databevarande och säkerhet.
 

De olika RAID-nivåerna:

• RAID 0 använder diskstriping för att ge högre datagenomströmning, särskilt för stora filer i en miljö som kräver att det inte finns någon dataredundans.
• RAID 1 använder diskspegling så att data som skrivs på en disk samtidigt skrivs på en annan fysisk disk. RAID 1 är bra för små databaser eller andra program som kräver liten kapacitet, men även kräver fullständig dataredundans.
• RAID 5 använder diskstriping och paritetsdata på alla fysiska diskar (distribuerad paritet) för att ge hög datagenomströmning och dataredundans, särskilt vid liten slumpmässig åtkomst.
• RAID 6 är en utökning av RAID 5 och använder ytterligare ett paritetsblock. RAID 6 använder striping på blocknivå med två paritetsblock distribuerade på alla medlemsdiskar. RAID 6 skyddar mot dubbla diskfel och fel medan en enskild disk konfigureras om. Om du endast använder en matris är det mer effektivt att distribuera RAID 6 än att distribuera en reservdisk.
• RAID 10, en kombination av RAID 0 och RAID 1, använder diskstriping på speglade diskar. Det ger hög datagenomströmning och fullständig dataredundans. RAID 10 har stöd för upp till åtta spann och upp till 32 fysiska diskar per spann.
• RAID 50 är en kombination av RAID 0 och RAID 5 där en RAID 0-matris är skiktad över RAID 5-element. RAID 50 kräver minst sex diskar.
• RAID 60 är en kombination av RAID 0 och RAID 6 där en RAID 0-matris är skiktad över RAID 6-element. RAID 60 kräver minst åtta diskar.

RAID-terminologi
 

• RAID 0:  Med RAID 0 kan du skriva data över flera fysiska diskar istället för bara en fysisk disk. RAID 0 innebär partitionering av varje fysisk disk i 64 KB skikt. De här skikten överlagras på ett upprepat sekventiellt sätt. Den del av skiktet som finns på en enskild fysisk disk kallas ett skiktelement. I exempelvis ett system med fyra diskar som bara använder RAID 0, skrivs segment 1 till disk 1, segment 2 skrivs till disk 2 och så vidare. RAID 0 förbättrar prestanda eftersom flera fysiska diskar nås samtidigt, men det ger inte dataredundans (bild 1 (endast på engelska)). 

  
Bild 1: RAID 0

Feltolerans – ingen
Fördel – förbättrad prestanda, ytterligare lagring
Nackdel – ska inte användas för kritiska data. Diskfel innebär dataförlust.


 

RAID 1

Med RAID 1 skrivs data som skrivs på en disk samtidigt på en annan disk. Om det blir fel på en disk kan innehållet på den andra disken användas för att köra systemet och återskapa den felaktiga fysiska disken. Den primära fördelen med RAID 1 är att den ger 100 procents dataredundans. Eftersom innehållet på disken helt och hållet skrivs på en andra disk kan systemet hålla för fel på en disk. Båda diskarna innehåller samma data hela tiden. Båda de fysiska diskarna kan fungera som den operationella fysiska disken (bild 2 (endast på engelska)).

Obs! Speglade fysiska diskar förbättrar prestandan genom lastbalansering.

 
Bild 2: RAID 1

Feltolerans – diskfel, fel på en disk
Fördel – hög läsprestanda, snabb återställning efter enhetsfel, dataredundans
Nackdel – hög diskoverhead, begränsad kapacitet

 

RAID 5 och 6

Paritetsdata är redundanta data som genereras för att ge feltolerans inom vissa RAID-nivåer. I händelse av ett enhetsfel kan paritetsdata användas av styrenheten för att generera om användardata. Paritetsdata finns för RAID 5, 6, 50 och 60. Paritetsdata distribueras över alla fysiska diskar i systemet. Om en enskild fysisk disk får ett fel kan den återskapas från pariteten och data på de återstående fysiska diskarna. RAID-nivå 5 kombinerar distribuerad paritet med diskstriping, som visas nedan (bild 3 (endast på engelska)). Paritet ger redundans för ett fysiskt diskfel utan att duplicera innehållet på hela den fysiska disken.  RAID 6 kombinerar dubbel distribuerad paritet med diskstriping (bild 4 (endast på engelska)). Med den här paritetsnivån kan två diskfel tillåtas utan att innehållet på hela den fysiska disken dupliceras.
 
RAID 5
 
Bild 3: RAID 5

Feltolerans – diskfel, fel på en disk
Fördel – effektiv användning av enhetskapacitet, hög läsprestanda, medelhög till hög skrivprestanda
Nackdel – diskfel med medelstor påverkan, längre omkonfiguration på grund av omberäknad paritet



RAID 6

Bild 4: RAID 6

Feltolerans – diskfel, fel på två diskar
Fördel – dataredundans, hög läsprestanda
Nackdel – skrivprestandan minskas på grund av dubbla paritetsberäkningar, extra kostnad på grund av två diskar som helt ägnas åt paritet




 
RAID 10:  För RAID 10 krävs två eller fler speglade uppsättningar som samverkar. Flera RAID 1-uppsättningar kombineras till en enda matris. Data skiktas över alla speglade enheter. Eftersom varje enhet är speglad i RAID 10, upplevs ingen fördröjning eftersom ingen paritetsberäkning görs. Den här RAID-strategin kan tolerera förlusten av flera enheter så länge som det inte blir fel på två enheter av samma speglade par. RAID 10-volymer ger hög datagenomströmning och fullständig dataredundans (bild 5 (endast på engelska)).

 
Bild 5: RAID 10

Feltolerans – diskfel, ett diskfel per speglad uppsättning
Fördel – hög läsprestanda, stöd för den största RAID-gruppen på 192 enheter
Nackdel – dyrast


Överst på sidan

---

RAID-lösningar tillgängliga per styrenhetskort

RAID-nivåer som stöds av varje PERC (PowerEdge Raid-styrenhetskort) visas i KB-artikeln: Lista över typer av PowerEdge RAID-styrenheter (PERC) för Dell EMC-system
 

Förstå konfiguration

Vid inköpstillfället har de flesta systemen förkonfigurerats med den valda RAID-typen och fungerar direkt. I den här situationen behövs oftast ingen anpassningsåtgärd eftersom den är konfigurerad och fungerande. Om en ändring krävs efter mottagande av enheten kan RAID-nivån eventuellt ändras via programvarans eller styrenhetens gränssnitt utan dataförlust, beroende på själva styrenheten, den ursprungliga RAID-typen och den typ du vill gå till. Alla migreringar stöds inte. Om migreringen inte är möjlig måste hårddiskarna rensas och återskapas från början.

Varning ! Vi rekommenderar starkt att du skapar en verifierad säkerhetskopia av dina data innan du försöker göra några ändringar. Eventuella fel kan leda till dataförlust. RAID-nivåmigrering (till exempel för H700/H800-styrenheten).
      
 

  -

-