Meer informatie over verschillende typen harde schijven, RAID en RAID-Controllers op Dell PowerEdge en Blade Chassis servers

Inhoudsopgave:

1. Typen harde schijven
2. Wat is een RAID?
3. Beschikbare RAID-oplossingen
4. Meer informatie over configuratie
   
    

Typen harde schijven

Dell PERC (PowerEdge RAID Controller) en andere controllers kunnen verschillende typen harde schijven ondersteunen. Er zijn vier hoofdtypen controllers te onderscheiden die in Dell servers van de 9de generatie en hoger worden gebruikt. Er zijn specifieke configuratiebeperkingen en de specificaties moeten worden gecontroleerd op het type controller dat wordt gebruikt. Bovendien kunnen in dezelfde RAID-set geen controllers van verschillende typen worden gecombineerd. Er zijn ook overdrachtsverschillen, aangeduid als SATA 1, 2 of 3. Ze kunnen ook worden aangeduid als 3Gb/s of 6 Gb/s. Om de maximale snelheid te krijgen, moeten de harde schijf, backplane, kabels en controller allemaal de ingestelde snelheid ondersteunen. Meestal zijn apparaten met hogere specificaties achterwaarts compatibel met de laagste gemeenschappelijke snelheid. Bijvoorbeeld: een 6 Gb/s harde schijf in een 3 Gb/s backplane resulteert in een snelheid van 3 Gb/s.

 

1. Serial ATA (SATA): SATA-stations zijn harde schijven in Dell PowerEdge servers. Serial ATA is ontworpen ter vervanging van de oudere parallel ATA (PATA) standaard (vaak aangeduid met IDE, de oudere benaming) en biedt verschillende voordelen ten opzichte van de oudere interface: geringere kabelomvang en lagere kosten (7 geleiders in plaats van 40), native hot swapping, snellere dataoverdracht door hogere signaleringssnelheden en efficiëntere overdracht via een I/O wachtrijprotocol. Op sommige systemen zonder controller kunnen deze SATA-schijven met SATA-kabels worden aangesloten op de geïntegreerde SATA aansluitingen op het moederbord in plaats van op de controller. Op kleinere servers met controller kunnen ze ook met kabels worden aangesloten, want deze systemen hebben geen backplane. Bekabelde harde schijven zijn niet hot-swappable.
   
    
2. Near Line SAS: Near Line SAS zijn enterprise SATA-schijven met de kop, media en draaisnelheid van traditionele enterprise-klasse SATA-schijven met de volledig functionele SAS-interface van een klassieke SAS-schijf. Hierdoor leveren ze betere prestaties en zijn ze betrouwbaarder dan SATA-schijven. In feite is het een hybride vorm tussen SATA en SAS.
   
    
3. Serial Attached SCSI (SAS): SAS is een communicatieprotocol dat wordt gebruikt in Enterprise-klasse harde schijven en tapestations. SAS is een point-to-point serieel protocol dat de oudere parallelle SCSI-bus technologie (SCSI) vervangt. Hierbij wordt gebruikgemaakt van de standaard SCSI opdrachtenset. Deze schijven hebben extra aansluitingen via de bovenkant van de SATA aansluiting. In de categorie elektromechanische schijven leveren deze schijven optimale prestaties.
   
    
4. Solid-State Drive (SSD): Een SSD is een apparaat voor datastorage dat gebruikmaakt van geïntegreerde schakelingen als geheugen voor persistente opslag van data. SSD-technologie maakt gebruik van elektronische interfaces die compatibel zijn met traditionele harde schijven met block input/output (I/O). SSD's hebben geen bewegende mechanische onderdelen. Hierin onderscheiden ze zich van traditionele magnetische schijven, zoals harde schijven, wat elektromechanische apparaten zijn met draaiende schijven en beweegbare lees/schrijfkoppen. Vergeleken met elektromechanische schijven zijn SSD's beter schokbestendig en stiller, met een kortere toegangstijd, ofwel lagere latentie. Vanwege deze eigenschappen zijn SSD-schijven de snelste I/O apparaten met standaard harde schijf vormfactor die tegenwoordig op de markt verkrijgbaar zijn.
   
    

Terug naar boven

---

Wat is een RAID?

Een RAID is een groep onafhankelijke fysieke schijven die hoge prestaties levert door het aantal schijven dat wordt gebruikt voor het opslaan en opvragen van data te verhogen. Een subsysteem met RAID-schijven verbetert de I/O-prestaties en beschikbaarheid van data. De groep fysieke harde schijven wordt op het hostsysteem weergegeven als een enkele storage unit of als meerdere logische eenheden. De datadoorvoer wordt verbeterd doordat meerdere schijven tegelijk worden benaderd. RAID-systemen verbeteren ook de beschikbaarheid van datastorage en de fouttolerantie. Dataverlies als gevolg van een fysiek schijfdefect kan worden hersteld door ontbrekende data opnieuw samen te stellen uit data of pariteitsinformatie op de resterende fysieke schijven. RAID is geen back-upoplossing. Het kan een goed databack-upsysteem voor behoud van data en databeveiliging niet vervangen.
 

De verschillende RAID-niveaus:

• RAID 0 gebruikt disk striping om een hoge datadoorvoer te bieden, met name voor grote bestanden in een omgeving waarin geen dataredundantie is vereist.
• RAID 1 gebruikt disk mirroring waarbij data die naar de ene fysieke schijf worden geschreven tegelijk naar een andere fysieke schijf worden geschreven. RAID 1 is goed voor kleine databases of andere applicaties die weinig capaciteit, maar wel volledige dataredundantie vereisen.
• RAID 5 gebruikt disk striping en pariteitsdata op alle fysieke schijven (gedistribueerde pariteit) om een hoge datadoorvoer en dataredundantie te bieden, vooral voor kleine willekeurig toegang.
• RAID 6 is een uitbreiding van RAID 5 en maakt gebruik van een extra pariteitsblok. RAID 6 gebruikt striping op blokniveau met twee pariteitsblokken verdeeld over alle lidschijven. RAID 6 biedt bescherming tegen dubbele schijfdefecten en storingen tijdens het herstel van een van de schijven. Als u slechts één array gebruikt, is RAID 6 een effectievere oplossing dan het implementeren van een hot-spare schijf.
• RAID 10, een combinatie van RAID 0 en RAID 1, gebruikt disk striping op gespiegelde schijven. Dit biedt hoge datadoorvoer en volledige dataredundantie. RAID 10 biedt ondersteuning voor maximaal acht spans en maximaal 32 fysieke schijven per span.
• RAID 50 is een combinatie van RAID 0 en RAID 5,waarbij een RAID 0 array wordt gesegmenteerd over RAID 5 elementen. RAID 50 vereist minimaal zes schijven.
• RAID 60 is een combinatie van RAID 0 en RAID 6, waarbij een RAID 0 array wordt gesegmenteerd over RAID 6 elementen. RAID 60 vereist minimaal acht schijven.

RAID-terminologie
 

• RAID 0:  RAID 0 biedt u de mogelijkheid om data te schrijven op meerdere fysieke schijven in plaats van slechts één fysieke schijf. Bij RAID 0 moet de storage van elke fysieke schijf worden gepartitioneerd in stripes van 64 kB. Deze stripes worden op een regelmatige, sequentiële manier afwisselend gebruikt. Het gedeelte van een stripe op een enkele fysieke schijf wordt een stripe-element genoemd. Bijvoorbeeld in een systeem met vier schijven dat alleen RAID 0 gebruikt, wordt segment 1 weggeschreven naar schijf 1, segment 2 naar schijf 2, enzovoort. RAID 0 verbetert de prestaties doordat meerdere fysieke schijven tegelijk worden benaderd, maar het biedt geen dataredundantie (Afbeelding 1 (alleen in het Engels)). 

  
Afbeelding 1: RAID 0

Fouttolerantie - Geen
Voordeel – Verbeterde prestaties, extra storage
Nadeel – Mag niet worden gebruikt voor essentiële data. Elke schijfstoring leidt tot dataverlies.


 

RAID 1

Met RAID 1 worden data die naar de ene schijf worden geschreven tegelijk naar een andere schijf geschreven. Als een van de schijven defect raakt, kan de inhoud van de andere schijf worden gebruikt om het systeem uit te voeren en de defecte fysieke schijf te herstellen. Het voornaamste voordeel van RAID 1 is dat het 100 procent dataredundantie biedt. Omdat de inhoud van de schijf volledig wordt geschreven naar een tweede schijf, kan het systeem het uitvallen van een schijf opvangen. Beide schijven bevatten steeds dezelfde data. Elk van beide fysieke schijven kan fungeren als de operationele fysieke schijf (Afbeelding 2 (alleen in het Engels)).

Opmerking: Gespiegelde fysieke schijven verbeteren de leesprestaties door de leestaken te verdelen.

 
Afbeelding 2: RAID 1

Fouttolerantie – Schijffouten, enkel schijfdefect
Voordeel – Hoge leesprestaties, snel herstel na schijfstoringen, dataredundantie
Nadeel – Hoge schijfoverhead, beperkte capaciteit

 

RAID 5 en 6

Pariteitsdata. Pariteitsdata zijn redundante data die worden gegenereerd om fouttolerantie te bieden binnen bepaalde RAID-niveaus. In geval van een schijfstoring kunnen de pariteitsdata door de controller worden gebruikt om gebruikersdata opnieuw te genereren. Pariteitsdata worden gebruikt bij RAID 5, 6, 50 en 60. De pariteitsdata worden verdeeld over alle fysieke schijven in het systeem. Als een enkele fysieke schijf defect raakt, kan deze worden hersteld op basis van de pariteit en de data over de overige fysieke schijven. RAID-niveau 5 combineert gedistribueerde pariteit met disk striping, zoals hieronder weergegeven (Afbeelding 3 (alleen in het Engels)). Pariteit biedt redundantie voor één fysiek schijfdefect zonder de inhoud van hele fysieke schijven te dupliceren.  RAID 6 combineert dubbele gedistribueerde pariteit met disk striping (Afbeelding 4 (alleen in het Engels)). Bij dit niveau van pariteit kunnen twee schijfdefecten worden hersteld zonder de inhoud van hele fysieke schijven te dupliceren.
 
RAID 5
 
Afbeelding 3: RAID 5

Fouttolerantie – Schijffouten, enkel schijfdefect
Voordeel – Efficiënt gebruik van schijfcapaciteit, hoge leesprestaties, normale tot hoge schrijfprestaties
Nadeel – Schijfstoring met gemiddeld effect, langduriger herstel door herberekening van pariteit



RAID 6

Afbeelding 4: RAID 6

Fouttolerantie – Schijffouten, dubbele schijfdefecten
Voordeel – Dataredundantie, hoge leesprestaties
Nadeel – Schrijfprestatie neemt af als gevolg van dubbele pariteitsberekeningen, extra kosten als gevolg van equivalent van 2 schijven toegewezen aan pariteit





RAID 10:  RAID 10 vereist twee of meer samenwerkende, gespiegelde sets. Meerdere RAID 1-sets worden gecombineerd tot één array. Data worden gesegmenteerd en verdeeld over alle gespiegelde schijven. Omdat in RAID 10 elke schijf wordt gespiegeld, treedt geen vertraging op omdat geen pariteitsberekening wordt uitgevoerd. Deze RAID-strategie kan het uitvallen van meerdere schijven opvangen zolang twee schijven van hetzelfde gespiegelde paar niet uitvallen. RAID 10 volumes bieden hoge datadoorvoer en volledige dataredundantie (Afbeelding 5 (alleen in het Engels)).

 
Afbeelding 5: RAID 10

Fouttolerantie – Schijffouten, één schijfdefect per gespiegelde set
Voordeel – Hoge leesprestaties, ondersteunt grootste RAID-groep van 192 schijven
Nadeel – Duurst


Terug naar boven

---

Beschikbare RAID-oplossingen per controllerkaart

De RAID-niveaus die door elke PERC (PowerEdge RAID-controllerkaart) worden ondersteund, worden vermeld in kb-artikel: Lijst met typen PowerEdge RAID Controller (PERC) voor Dell EMC systemen
 

Meer informatie over configuratie

De meeste systemen zijn bij aankoop vooraf geconfigureerd met het door u geselecteerde type RAID en zijn direct gebruiksklaar. Het systeem is geconfigureerd en functioneel en er is dus geen verdere actie van de klant nodig. Als na ontvangst van de eenheid een wijziging is vereist, kan het RAID-niveau worden gewijzigd via de software- of controllerinterface zonder dataverlies, afhankelijk van de controller zelf, het oorspronkelijke RAID-type en het type raid dat u wilt gaan gebruiken. Niet alle migraties worden ondersteund. Als de migratie niet mogelijk is, moet de harde schijf volledig worden gewist en opnieuw worden gemaakt.

Waarschuwing – Het wordt ten zeerste aanbevolen om een geverifieerde back-up van uw data te maken voordat u wijzigingen aanbrengt of probeert aan te brengen. Elke storing kan leiden tot dataverlies. RAID Level Migration (bijvoorbeeld voor de H700/H800 controller).
      
 

  -

-