PowerEdge: Intelligente Datenspiegelung und erweitertes RAID 10 ( auch bekannt als RAID 10E)

Eine Einschränkung herkömmlicher RAID 10-Konfigurationen besteht darin, dass PERC-Controller maximal 8 Segmente unterstützen. Das primäre RAID-Level in einem RAID 10-Array ist RAID 1 und es werden nur zwei Laufwerke pro RAID 1 unterstützt. Dadurch wird die maximale Anzahl von Laufwerken in einem RAID 10-Array auf 16 Laufwerke (8 Segmente mit je 2 Laufwerken) beschränkt. 

Eine weitere Überlegung ist die Topologie innerhalb eines Arrays. In der Regel befindet sich ein einzelnes RAID-Array in einem einzigen Gehäuse oder einer Rückwandplatine. Wenn ein bestimmter Server beispielsweise über eine interne 1x8-Rückwandplatine verfügt, können sich maximal 8 Festplatten an dieser Rückwandplatine befinden. 

Einige Server verfügen möglicherweise über mehrere Rückwandplatinen, sodass ein einzelner Controller gleichzeitig mit mehreren Gehäusen verbunden werden kann. Es ist möglich, dass ein einzelner RAID-Controller an mehrere externe Gehäuse angeschlossen wird, wodurch die Anzahl der verfügbaren physischen Festplatten erheblich zunimmt.

Intelligente Datenspiegelung und erweiterte RAID 10-Technologien ermöglichen eine optimale Konfiguration mit einer großen Anzahl von Laufwerken und bieten gleichzeitig Redundanzoptionen, um den Verlust eines Gehäuses abzudecken.

Intelligente Datenspiegelung:

NutzerInnen können Intelligente Datenspiegelung auswählen, wenn sie ein Array mithilfe von Systems Management Tools and Documentation (SMTD) erstellen, um ein Betriebssystem zu installieren, es kann jedoch auch eine Option in OpenManage Server Administrator (OMSA) sein, wenn der Erweiterte Assistent verwendet wird, um ein neues virtuelles Laufwerk zu erstellen. Intelligente Datenspiegelung ermöglicht die Auswahl einer Gruppe oder mehrerer Gruppen von Laufwerken für die Verwendung im Array und der Controller legt fest, welche Laufwerke auf welche Laufwerke gespiegelt werden. Wenn Sie beispielsweise 8 Laufwerke für die Verwendung in einem RAID 10-Array auswählen und intelligente Datenspiegelung verwenden, bestimmt der Controller, wie die Laufwerke gekoppelt werden.

Intelligente Datenspiegelung verbessert die Topologieredundanz durch die Erstellung von Spiegelungen über Anschlüsse auf dem RAID-Controller. Mit den Laufwerken 0, 1, 2 und 3 an Anschluss 0 eines PERC-Controllers und den Laufwerken 4, 5, 6 und 7 an Anschluss 1 desselben Controllers würde die intelligente Datenspiegelung die Laufwerke wahrscheinlich wie folgt koppeln:  0 - 4 |  1 - 5 | 2 - 6 | 3 - 7

Abbildung 1: Beispiel für intelligente Datenspiegelung

Diese Kopplung bietet zusätzliche Redundanz, wenn ein Problem im Zusammenhang mit einem einzelnen Anschluss vorliegt, z. B. ein fehlerhaftes Kabel. Ein fehlerhaftes oder getrenntes Kabel, das an Anschluss 0 angeschlossen ist, würde es ermöglichen, dass das Array betriebsbereit bleibt, wenn alle Laufwerke an Anschluss 1 online sind. Wenn ein einziges Kabel oder ein Stecker oder sogar ein ganzes Gehäuse ausfällt, kann das Array in einem heruntergestuften Zustand in der Produktion verbleiben. Die Reihenfolge der Präferenz bei den mit Spiegelungen gekoppelten Laufwerken lautet:

• Konnektorübergreifend
• Gehäuseübergreifend
  • Dies kann eine Rückwandplatine oder ein externes Gerät wie ein MD1000 sein.

• Innerhalb eines Gehäuses, basierend auf Laufwerksgröße und Steckplatznummer
  • Der Controller koppelt Laufwerke ähnlicher Größe. Wenn identisch, werden sequenzielle Laufwerksteckplätze gekoppelt

Erweitertes RAID 10 (auch bekannt als RAID 10E):

Erweiterte RAID 10-Arrays sind im Wesentlichen identisch mit RAID 10-Arrays, mit Ausnahme eines wichtigen Unterschieds, der Segmentlänge. Die Segmentlänge ist ein Mittel, um die Anzahl der Laufwerke in einem RAID-1-Array von 2 Laufwerken auf maximal 32 Laufwerke zu erhöhen. Es muss eine gerade Anzahl von Laufwerken vorhanden sein und der insgesamt verfügbare Speicherplatz beträgt immer noch 50 % des gesamten Laufwerksspeicherplatzes. Bei einer Segmentlänge von 32 Laufwerken gibt es 16 RAID-1-Arrays innerhalb eines einzigen Segments. Jedes Laufwerk ist mit einem anderen Laufwerk in diesem Segment gekoppelt. Wenn Sie ein großes RAID 10-Array erstellen, muss das zu erstellende Array mindestens zwei Segmente (bis zu maximal 8 Segmente) umfassen. Wenn Sie also eine Segmentlänge von 32 auswählen, benötigen Sie mindestens 64 Laufwerke, um das RAID-10-Array zu erstellen, wobei jedes Segment 32 Laufwerke umfasst. Dies ermöglicht maximal 144 Laufwerke (32 Laufwerke x 8 Segmente) in einem RAID 10-Array.  

Es gibt ein paar wichtige Ausnahmen. Wenn Sie 22 oder 26 Laufwerke verwenden, können Sie ein RAID 10-Array mit einem einzigen Segment von Laufwerken erstellen. Sie können beispielsweise die PDs pro Segment auf 22 konfigurieren, 22 Laufwerke auswählen und das Array erstellen. Striping wird verwendet, um die gespiegelten Paare innerhalb des Bereichs zu verbinden.

Außerdem gibt es keinen nennenswerten Leistungsvorteil basierend auf der Anzahl der Segmente oder der Anzahl der Laufwerke in jedem Segment. Die Verbesserung besteht in erster Linie in der Möglichkeit, eine Zuordnung zu einer größeren Anzahl von Laufwerken durchzuführen. Mit intelligenter Datenspiegelung können Sie viele Laufwerke in einem zuverlässigen RAID 10-Array planen und implementieren. 

Im Folgenden finden Sie einige Abbildungen, um die Grundidee für RAID 10 und erweitertes RAID 10 zu veranschaulichen. Der wesentliche Punkt, den Sie sich merken sollten, ist, dass sie in Bezug auf Platzbedarf, Redundanz und Leistung identisch sind. Die Zuordnungs- und RAID-Logik unterscheidet sich, um eine größere Anzahl von Laufwerken und Gehäusen zu ermöglichen.  

In Abbildung 3 unten zeigt die Zuordnung beispielsweise, dass zwei RAID 0-Stripes vorhanden sind. Es gibt nur einen einzelnen Stripe und die Abbildung stellt die Logik für die Zuordnung vom Betriebssystem-Volume bis hinunter zu den Festplatten dar. In Bezug auf die Performance erbringt Striping keine direkte Leistungssteigerung. Striping verbindet mehrere Festplatten miteinander, was bei gleichzeitigem Betrieb zusätzliche Leistung bietet. 

Abbildung 2 : Standard-RAID 10
(Segmente:  1-2, 3-4, 5-6, 7-8, 9-10, 11-12 für 6 Segmente mit je 2 Laufwerken) 

Abbildung 3 : Erweitertes RAID 10 (RAID 10E)
(Segmente:  1-2-3-4, 5-6-7-8, 9-10-11-12 für 3 Segmente mit je 4 Laufwerken)