Forstå harddisktyper, RAID og RAID-kontrollere på Dell PowerEdge- og bladkabinettservere

Innholdsfortegnelse:

1. Harddisktyper
2. Hva er RAID?
3. Tilgjengelige RAID-løsninger
4. Forstå konfigurasjon
   
    

Harddisktyper

Dell PERC (PowerEdge RAID-kontroller) og andre kontrollere støtter en rekke harddisktyper. Det er fire hovedtyper som brukes i Dells 9. generasjons servere og oppover. Det finnes spesifikke konfigurasjonsbegrensninger, og spesifisene bør kontrolleres for hvilken type kontroller som brukes. Typene kan heller ikke blandes i samme RAID-sett. Det er også overføringsforskjeller referert til som SATA 1, 2 eller 3. De kan også vises som 3 Gb/s eller 6 Gb/s. For å få maksimal hastighet må harddisken, bakpanelet, kablene og kontrolleren støtte den angitte hastigheten. I de fleste tilfeller er høyere spesifikasjoner bakoverkompatible ned til den laveste vanlige hastigheten. Eksempel – Hvis du kobler en 6 Gb/s harddisk til et 3 Gb/s bakpanel, vil det resultere i hastigheten 3 Gb/s.

 

1. Seriell ATA (SATA): SATA-stasjoner er basisharddisker i Dell PowerEdge-servere. Seriell ATA ble utformet for å erstatte den eldre parallelle ATA (PATA)-standarden (også kjent under det gamle navnet IDE), som gir flere fordeler i forhold til det eldre grensesnittet: redusert kabelstørrelse og kostnad (7 ledere i stedet for 40), innebygd varm tilkobling, raskere dataoverføring gjennom høyere signalhastigheter og mer effektiv overføring via en I/O-køprotokoll. På noen systemer uten en kontroller kan disse være kablede i stedet for innebygde SATA-tilkoblinger på hovedkortet. På mindre servere med kontroller kan de fremdeles være kablede, fordi disse systemene ikke har et bakpanel. Kablede harddisker kan ikke skiftes ut uten å starte datamaskinen på nytt.
   
    
2. Near Line SAS: Near Line SAS er SATA-stasjoner for virksomheter med SAS-grensesnittet, hodet, mediene og rotasjonshastigheten til tradisjonelle SATA-stasjoner i virksomhetsklassen med det fullstendig kompatible SAS-grensesnittet som er typiske for klassiske SAS-stasjoner. Dette gir bedre ytelse og pålitelighet i forhold til SATA. I utgangspunktet er det en hybrid mellom SATA og SAS.
   
    
3. Serietilkoblet SCSI (SAS): SAS er en kommunikasjonsprotokoll som brukes i virksomhetsharddisker og båndstasjoner. SAS er en punkt-til-punkt seriell protokoll som erstatter den eldre parallelle SCSI-bussteknologien (SCSI). Den bruker det standard SCSI-kommandosettet. Disse har ekstra koblinger gjennom den høyeste SATA-tilkoblingen. Dette er førsteklasses ytelse for elektromekaniske stasjoner.
   
    
4. SSD-stasjon (Solid State Drive): En SSD er en datalagringsenhet som bruker integrerte kretssammenstillinger som minne for å lagre data permanent. SSD-teknologi bruker elektronisk grensesnitt kompatibelt med tradisjonelle harddiskstasjoner med inndata/utdata (I/O) i blokker. SSD-stasjonene bruker ikke noen bevegelige mekaniske komponenter, noe som skiller dem fra tradisjonelle magnetiske disker, slik som harddisker, som er elektromekaniske enheter som inneholder roterende disker og bevegelige lese-/skrive-hoder. Sammenlignet med elektromekaniske disker er SSD-er vanligvis mindre utsatt for fysiske støt, er stillegående og har kortere tilgangstid og ventetid. På grunn av disse funksjonene er som oftest halvlederstasjonene (SSD) de raskeste I/O-er i markedet i dag i standard harddiskformfaktor.
   
    

Tilbake til toppen

---

Hva er RAID?

RAID er en gruppe av uavhengige fysiske disker som gir høy ytelse ved å øke antallet stasjoner som brukes til lagring og tilgang til data. Et RAID-disksubsystem forbedrer I/O-ytelse og datatilgjengelighet. Den fysiske diskgruppen vises for vertssystemet enten som en enkel lagringsenhet eller flere logiske enheter. Datagjennomstrømming forbedres fordi flere disker er tilgjengelige samtidig. RAID-systemer gir også bedre tilgjengelighet for datalagring og feiltoleranse. Datatap som forårsakes av en fysisk feil på disken, kan gjenopprettes ved å gjenoppbygge manglende data fra de gjenværende fysiske diskene som inneholder data eller paritet. RAID er ikke en løsning for sikkerhetskopiering. Den erstatter ikke en god løsning for sikkerhetskopiering av data for dataoppbevaring og -sikkerhet.
 

De ulike RAID-nivåene:

• RAID 0 bruker diskstriping for å gi høy datagjennomstrømning, spesielt for store filer i miljøer som ikke krever dataredundans.
• RAID 1 bruker diskspeiling, slik at data som er skrevet til én fysisk disk, skrives til en annen fysisk disk samtidig. RAID 1 er bra for små databaser eller andre programmer som krever liten kapasitet, men som også krever fullstendig dataredundans.
• RAID 5 bruker diskstriping og paritetsdata på tvers av alle fysiske disker (distribuert paritet) for å gi høy datagjennomstrømning og dataredundans, spesielt for små direkte tilganger.
• RAID 6 er en utvidelse av RAID 5 og bruker en ekstra paritetsblokk. RAID 6 bruker blokknivåstriping med to paritetsblokker fordelt på alle medlemsdisker. RAID 6 gir beskyttelse mot doble diskfeil og feil mens en enkelt disk gjenoppbygges. Hvis du bruker kun én matrise, er det mer effektivt å distribuere RAID 6 enn å distribuere en varm reservedisk.
• RAID 10 er en kombinasjon av RAID 0 og RAID 1 som bruker diskstriping på tvers av speilede disker. Det gir høy datagjennomstrømning og fullstendig dataredundans. RAID 10 kan støtte opptil åtte utstrekninger og opptil 32 fysiske disker per utstrekning.
• RAID 50 er en kombinasjon av RAID 0 og RAID 5 der en RAID 0-matrise er stripet på tvers av RAID 5-elementer. RAID 50 krever minst seks disker.
• RAID 60 er en kombinasjon av RAID 0 og RAID 6 der en RAID 0-matrise er stripet på tvers av RAID 6-elementer. RAID 60 krever minst åtte disker.

RAID-terminologi
 

• RAID 0:  Med RAID 0 kan du skrive data på tvers av flere fysiske disker i stedet for bare én fysisk disk. RAID 0 innebærer å partisjonere hver fysiske disklagringsplass til 64 KB striper. Disse stripene er innskutt på en gjentakende sekvensiell måte. Delen av stripen på en enkelt fysisk disk kalles et stripeelement. For eksempel i et fire-disk system som bare bruker RAID 0, skrives segment 1 til disk 1, segment 2 skrives til disk 2 og så videre. RAID 0 gir bedre ytelse fordi flere fysiske disker er tilgjengelige samtidig, men den gir ikke dataredundans ( figur 1 (bare på engelsk)). 

  
Figur 1: RAID 0

Feiltoleranse – ingen
Fordel – forbedret ytelse, ekstra lagring
Ulempe – Bør ikke brukes til kritiske data. Datatap oppstår ved eventuelle diskfeil.


 

RAID 1

Med RAID 1 blir data som skrives til én disk, samtidig skrevet til en annen disk. Hvis en disk svikter, kan innholdet i den andre disken brukes til å kjøre systemet og gjenoppbygge den sviktende fysiske disken. Hovedfordelen med RAID 1 er at den gir 100 prosent dataredundans. Fordi hele innholdet på disken er skrevet til en annen disk, kan systemet opprettholde feilen på én disk. Begge diskene inneholder samme data til alle tider. Enten kan den fysiske disken fungere som den operative fysiske disken (figur 2 (bare på engelsk)).

Merk: Speilede fysiske disker forbedrer leseytelsen ved lesebelastningsfordeling.

 
Figur 2: RAID 1

Feiltoleranse – diskfeil, én diskfeil
Fordel – Høy leseytelse, rask gjenoppretting etter stasjonsfeil, dataredundans
Ulempe – Høye kostnader, begrenset kapasitet

 

RAID 5 og 6

Paritetsdata Paritetsdata er redundante data som genereres for å gi feiltoleranse innen bestemte RAID-nivåer. Hvis det oppstår en stasjonsfeil, kan kontrolleren bruke paritetsdataene til å regenerere brukerdata. Paritetsdata finnes for RAID 5, 6, 50 og 60. Paritetsdataene distribueres på tvers av alle fysiske disker i systemet. Hvis en enkelt fysisk disk svikter, kan den bygges opp fra paritetsdata og dataene på de gjenværende fysiske diskene. RAID-nivå 5 kombinerer distribuert paritet med diskstriping, som vist nedenfor (figur 3 (bare på engelsk)). Paritet gir redundans for en fysisk feil på disken uten å duplisere innholdet av hele fysiske disker.  RAID 6 kombinerer dobbelt distribuert paritet med diskstriping (figur 4 (bare på engelsk)). Dette paritetsnivået tillater to diskfeil uten å duplisere innholdet i hele fysiske disker.
 
RAID 5
 
Figur 3: RAID 5

Feiltoleranse – Diskfeil, én diskfeil
Fordel – Effektiv bruk av harddiskkapasitet, høy leseytelse, middels til høy skriveytelse
Ulempe – Diskfeil middels innvirkning, lenger gjenoppbygging på grunn av paritetsrekalkulering


 
RAID 6
 
Figur 4: RAID 6

Feiltoleranse – Diskfeil, doble diskfeil
Fordel – Dataredundans, høy leseytelse
Ulempe – Skriveytelsen reduseres på grunn av doble paritetskalkuleringer, ekstra kostnader på grunn av tilsvarende to disker viet til paritet




 
RAID 10:  RAID 10 krever to eller flere speilede sett som samarbeider. Flere RAID 1-sett er kombinert for å danne en enkelt matrise. Dataene er stripede over alle speilvendte stasjoner. Siden hver stasjon er speilvendt i RAID 10, oppstår det ingen forsinkelser fordi det ikke er utført paritetskalkulering. Denne RAID-strategien kan tolerere tap av flere stasjoner så lenge to stasjoner av samme speilet par ikke mislykkes. RAID 10-volumer gir høy datagjennomstrømning og fullstendig dataredundans (figur 5 (bare på engelsk)).

 
Figur 5: RAID 10

Feiltoleranse – diskfeil, én diskfeil per speilvendte sett
Fordel – Høy leseytelse, støtter største RAID-gruppe på 192 stasjoner
Ulempe – dyrest


Tilbake til toppen

---

RAID-løsninger tilgjengelig per kontrollerkort

RAID-nivåene som støttes av hver PERC (PowerEdge RAID-kontrollerkort), er oppført i KB-artikkelen: Liste over PowerEdge RAID Controller-typer (PERC) for Dell EMC-systemer
 

Forstå konfigurasjon

De fleste systemene leveres forhåndskonfigurert med valgt RAID-type og er funksjonelle ut av esken. I denne situasjonen er det vanligvis ikke nødvendig at kunden utfører noen handlinger, siden det er konfigurert og fungerer som det skal. Hvis en endring er nødvendig etter at du har mottatt enheten, kan det hende at RAID-nivået kan endres via programvare- eller kontrollergrensesnitt uten tap av data, avhengig av selve kontrolleren, den opprinnelige RAID-typen og typen du ønsker å gå til. Ikke alle migreringer støttes. Hvis migreringen ikke er mulig, vil det kreve en fullstendig sletting av harddiskene og oppretting på nytt fra grunnen av.

Advarsel – Det anbefales på det sterkeste at du oppretter en verifisert sikkerhetskopi av dataene dine før du foretar eller prøver endringer. Eventuelle feil kan føre til tap av data. RAID Level Migration (eksempel for H700/H800-kontrolleren).
      
 

  -

-