Om harddisktyper, RAID og RAID-controllere på Dell PowerEdge- og Blade-kabinet-servere

Indholdsfortegnelse:

1. Harddisktyper
2. Hvad er en RAID?
3. Tilgængelige RAID-løsninger
4. Om konfiguration
   
    

Harddisktyper

Dell PERC (PowerEdge RAID Controller) og andre controllere kan understøtte et udvalg af harddisktyper. Der anvendes fire hovedtyper i Dells 9. generations servere og opefter. Der er specifikke konfigurationsbegrænsninger, og disse skal kontrolleres for den type controller, der anvendes. Desuden kan typerne ikke blandes i det samme RAID-sæt. Der er også forskelle på overførsel, der henvises til som SATA 1, 2 eller 3. De kan også ses som 3 Gb/s eller 6 Gb/s. For at opnå maksimal hastighed skal harddisk, backplane, kabler og controller alle understøtte den angivne hastighed. I de fleste tilfælde er den højere specifikation bagudkompatibel med den laveste fælles hastighed. Eksempel – tilslutning af en 6 Gb/s harddisk til en 3 Gb/s backplane vil resultere i en hastighed på 3 Gb/s.

 

1. Seriel ATA (SATA): SATA-drev er basisharddiske i Dell PowerEdge-servere. Seriel ATA er designet til at erstatte den ældre, parallelle standard ATA (PATA) (ofte benævnt ved det gamle navn IDE) og giver flere fordele i forhold til det gamle interface: reduceret kabelstørrelse og omkostninger (7 ledere i stedet for 40), integreret hot swapping, hurtigere dataoverførsel via højere signalhastigheder og mere effektiv overførsel via en protokol for I/O-kø. På visse systemer uden controller kan disse i stedet kabeltilsluttes til indbyggede SATA-stik på bundkortet. På mindre servere med en controller kan de stadig kabeltilsluttes, da disse systemer ikke har en backplane. Kabeltilsluttede harddiske er ikke hot swappable.
   
    
2. Near Line SAS: Near Line SAS er SATA-drev til virksomhedsbrug med samme SAS-interface, hoved, medier og omdrejningshastighed som traditionelle SATA-drev i virksomhedsklassen kombineret med det fuldt funktionsdygtige SAS-interface, som er typisk for klassiske SAS-drev. Dette giver bedre ydelse og pålidelighed i forhold til SATA. Grundlæggende set er det en hybrid mellem SATA og SAS.
   
    
3. Serielt fastgjort SCSI (SAS): SAS er en kommunikationsprotokol, som anvendes i Enterprise-harddiske og bånddrev. SAS er en point-to-point seriel protokol, som erstatter den ældre, parallelle SCSI-busteknologi (SCSI). Protokollen anvender SCSI-standardkommandosættet. De har ekstra forbindelser via toppen af SATA-forbindelsen. Disse drev leverer den bedste ydeevne inden for elektromekaniske drev.
   
    
4. Solid State-drev (SSD): Et SSD er en datalagringsenhed, som bruger integrerede kredsløbsenheder som hukommelse til vedvarende lagring af data. SSD-teknologi anvender elektroniske interfaces, som er kompatible med traditionelle blok-I/O (input/output)-harddiske. SSD'er anvender ikke nogen bevægelige mekaniske komponenter, hvilket adskiller dem fra traditionelle magnetiske diske som f.eks. harddiske, der er elektromekaniske enheder, som indeholder roterende diske og bevægelige læse-/skrivehoveder. I forhold til elektromekaniske diske er SSD'er typisk mindre modtagelige over for fysiske stød, de er støjsvage og har lavere adgangstider og forsinkelse. På grund af disse egenskaber kan SSD-drev typisk være det hurtigste I/O på markedet i dag inden for harddiske med standardformfaktor.
   
    

Tilbage til toppen

---

Hvad er en RAID?

En RAID er en gruppe uafhængige fysiske diske, som giver høj ydeevne ved at øge antallet af drev, som bruges til at gemme og få adgang til data. Et undersystem af RAID-diske forbedrer I/O-ydelsen og datatilgængeligheden. Den fysiske diskgruppe vises for værtsystemet enten som en enkelt lagringsenhed eller som flere logiske enheder. Dataoverførselshastigheden øges, fordi der er adgang til flere diske samtidigt. RAID-systemer forbedrer også tilgængeligheden og fejltolerancen ved datalagring. Data, som går tabt på grund af en fysisk fejl på en disk, kan gendannes ved at genopbygge manglende data ud fra de resterende fysiske diske indeholdende data eller paritet. RAID er ikke en sikkerhedskopieringsløsning. Det erstatter ikke en god sikkerhedskopieringsløsning til dataopbevaring og sikkerhed.
 

De forskellige RAID-niveauer:

• RAID 0 anvender diskstriping til at levere høj dataoverførselshastighed især for store filer i et miljø, som kræver nul dataredundans.
• RAID 1 anvender diskspejling, så data, der blev skrevet til en fysisk disk, samtidig skrives til en anden fysisk disk. RAID 1 er velegnet til små databaser eller andre anvendelser, som kræver lille kapacitet, men også kræver komplet dataredundans.
• RAID 5 anvender diskstriping og paritetsdata på tværs af alle fysiske diske (distribueret paritet) for at give høj dataoverførselshastighed og dataredundans, især for mindre random access.
• RAID 6 er en udvidelse af RAID 5 og anvender en ekstra paritetsblok. RAID 6 anvender striping på blokniveau med to paritetsblokke distribueret på tværs af alle medlemsdiske. RAID 6 yder beskyttelse mod dobbelte diskfejl og fejl under genopbygning af en enkelt disk. Hvis du kun anvender et array, er det mere effektivt at implementere RAID 6 end at implementere en hot spare-disk.
• RAID 10, en kombination af RAID 0 og RAID 1, anvender diskstriping på tværs af spejlede diske. Det giver høj dataoverførselshastighed og komplet dataredundans. RAID 10 kan understøtte otte intervaller og op til 32 fysiske diske pr. interval.
• RAID 50 er en kombination af RAID 0 og RAID 5, hvor et RAID 0-array er spredt på tværs af RAID 5-elementer. RAID 50 kræver mindst seks diske.
• RAID 60 er en kombination af RAID 0 og RAID 6, hvor et RAID 0-array er spredt på tværs af RAID 6-elementer. RAID 60 kræver mindst otte diske.

RAID-terminologi
 

• RAID 0:  RAID 0 giver dig mulighed for at skrive data på tværs af flere fysiske diske i stedet for kun én fysisk disk. RAID 0 omfatter partitionering af hver enkelt fysiske disks lagerplads i 64 KB stripes. Disse stripes er interleaved på en gentagen sekventiel måde. Delen af en stripe på en enkelt fysisk disk kaldes et stripe-element. I et system med fire diske, som kun anvender RAID 0, skrives segment 1 f.eks. til disk 1, segment 2 skrives til disk 2 osv. RAID 0 øger ydeevnen, fordi der er adgang til flere fysiske diske samtidigt, men det giver ikke dataredundans (Figur 1 (kun engelsk)). 

  
Figur 1: RAID 0

Fejltolerance – Ingen
Fordel – Forbedret ydeevne, ekstra lagerplads
Ulempe – Bør ikke bruges til kritiske data, da der opstår datatab ved eventuelle drevfejl.


 

RAID 1

Med RAID 1 skrives data, der skrives til en disk, samtidig til en anden disk. Hvis der opstår fejl på en disk, kan indholdet af den anden disk bruges til at køre systemet og genopbygge den fysiske disk. Den primære fordel ved RAID 1 er, at det giver 100 procent dataredundans. Fordi hele diskens indhold skrives til en anden disk, kan systemet klare fejl på en disk. Begge diske indeholder altid de samme data. Hver fysiske disk kan fungere som den operationelle fysiske disk (Figur 2 (kun på engelsk)).

Bemærk: Spejlede fysiske diske forbedrer læseydeevnen ved justering af læsebelastning.

 
Figur 2: RAID 1

Fejltolerance – Diskfejl, fejl på en enkelt disk
Fordel – Høj læseydelse, hurtig gendannelse efter drevfejl, dataredundans
Ulempe – Høje diskomkostninger, begrænset kapacitet

 

RAID 5 og 6

Paritetsdata er redundante data, som genereres for at give fejltolerance i visse RAID-niveauer. Hvis der opstår fejl på et drev, kan paritetsdata bruges af controlleren til at gendanne brugerdata. Der findes paritetsdata for RAID 5, 6, 50 og 60. Paritetsdata er fordelt på tværs af alle de fysiske diske i systemet. Hvis der opstår fejl på en enkelt fysisk disk, kan den genopbygges fra pariteten og dataene på de resterende fysiske diske. RAID-niveau 5 kombinerer distribueret paritet med diskstriping, som vist nedenfor (Figur 3 (kun engelsk)). Paritet giver redundans for en fejl på en fysisk disk uden at duplikere indholdet af hele fysiske diske.  RAID 6 kombinerer dobbelt distribueret paritet med diskstriping (Figur 4 (kun engelsk)). Dette niveau af paritet tillader to diskfejl uden at duplikere indholdet af hele fysiske diske.
 
RAID 5
 
Figur 3: RAID 5

Fejltolerance – Diskfejl, fejl på en enkelt disk
Fordel – Effektiv udnyttelse af drevkapacitet, høj læseydelse, mellem-til-høj skriveydeevne
Ulempe – Diskfejl med medium påvirkning, længere genopbygning på grund af paritetsgenberegning


 
RAID 6
 
Figur 4: RAID 6

Fejltolerance – Diskfejl, fejl på to diske
Fordel – Dataredundans, høj læseydelse
Ulempe – Faldende ydeevne på grund af dobbelte paritetsberegninger, ekstra omkostninger på grund af 2 diskækvivalenter afsat til paritet




 
RAID 10:  RAID 10 kræver to eller flere spejlede sæt, som arbejder sammen. Flere RAID 1-sæt kombineres til et enkelt array. Data spredes på tværs af alle spejlede drev. Fordi hvert drev er spejlet i RAID 10, er der ingen forsinkelse, da der ikke foretages nogen paritetsberegning. Denne RAID-strategi kan tåle tab af flere drev, så længe to drev af det samme spejlede par er ubeskadigede. RAID 10-volumener giver høj dataoverførselshastighed og komplet dataredundans (Figur 5 (kun engelsk)).

 
Figur 5: RAID 10

Fejltolerance – Diskfejl, en diskfejl pr. spejlet sæt
Fordel – Høj læseydelse, understøtter den største RAID-gruppe på 192 drev
Ulempe – Den dyreste mulighed


Tilbage til toppen

---

Tilgængelige RAID-løsninger pr. controllerkort

De RAID-niveauer, der understøttes af hvert PERC (PowerEdge Raid Controller Card), er anført i KB-artiklen: Liste over typer af PowerEdge RAID-controllere (PERC) til Dell EMC-systemer
 

Om konfiguration

Efter køb leveres de fleste systemer forudkonfigureret med den RAID-type, du har valgt, og kan bruges direkte fra kassen. I denne situation kræves der ingen handling fra kunden, da systemet er konfigureret og fungerer. Hvis det er nødvendigt at foretage en ændring efter modtagelse af enheden, kan RAID-niveauet ændres via software- eller controllergrænsefladen uden tab af data afhængigt af controlleren, den oprindelige RAID-type og den type, du ønsker at skifte til. Ikke alle migreringer er understøttet. Hvis migreringen ikke er mulig, kræver det, at harddiskene slettes fuldstændigt og gendannes fra bunden.

Advarsel – Det anbefales på det kraftigste, at du opretter en verificeret sikkerhedskopi af dine data, før du foretager eller forsøger at foretage ændringer. En fejl kan medføre tab af data. Migrering af RAID-niveau (eksempel for H700/H800-controlleren).
      
 

  –

–