PowerEdge. Интеллектуальное зеркалирование и улучшенный RAID 10 (RAID 10E)

Ограничение традиционных конфигураций RAID 10 заключается в том, что контроллеры PERC поддерживают не более 8 блоков. Основным уровнем RAID в массиве RAID 10 является RAID 1, и поддерживаются только два накопителя на уровень RAID 1. В связи с этим максимальное количество накопителей в массиве RAID 10 ограничено 16 (восемью блоками по два накопителя в каждом). 

Еще одним аспектом является топология в массиве. Чаще всего в одном корпусе или на одной распределительной плате содержится один массив RAID. Например, если на определенном сервере установлена внутренняя распределительная плата 1x8, максимальное количество жестких дисков на этой распределительной плате ограничено восемью. 

На некоторых серверах может быть установлено несколько распределительных плат, что позволяет одному контроллеру подключаться к нескольким корпусам одновременно. Один RAID-контроллер можно подключить к нескольким внешним корпусам, что значительно увеличивает количество доступных физических жестких дисков.

Технологии интеллектуального зеркалирования и улучшенного RAID 10 позволяют создать оптимальную конфигурацию с использованием большого количества накопителей, а также обеспечивают варианты резервирования в случае потери одного корпуса.

Интеллектуальное зеркалирование.

Пользователи могут выбрать интеллектуальное зеркалирование при создании массива с помощью Systems Management Tools and Documentation (SMTD) для установки операционной системы или включить соответствующий параметр в OpenManage Server Administrator (OMSA) при использовании мастера Advanced Wizard для создания нового виртуального диска. Технология интеллектуального зеркалирования позволяет выбрать одну или несколько групп накопителей для использования в массиве, а контроллер определяет, какие накопители будут подвергнуты зеркалированию. Например, если выбрать 8 накопителей для использования в массиве RAID 10 с функцией интеллектуального зеркалирования, контроллер определит, как будут накопители будут сопряжены.

Интеллектуальное зеркалирование обеспечивает дополнительную защиту топологии, создавая зеркальные копии данных между разъемами на контроллере RAID. Если накопители 0, 1, 2 и 3 находятся в разъеме 0 контроллера PERC, а накопители 4, 5, 6 и 7 — в разъеме 1 того же контроллера, технология интеллектуального зеркалирования, скорее всего, выполнит сопряжение накопителей следующим образом:  0 - 4 | 1 - 5 | 2 - 6 | 3 - 7

Рис. 1. Пример работы технологии интеллектуального зеркалирования

Это сопряжение обеспечивает дополнительное резервирование при возникновении проблем, связанных с каким-либо одним разъемом (например, неисправности кабеля). Неисправность или отсоединение кабеля, подключенного к разъему 0, позволит массиву продолжать работу, если все накопители в разъеме 1 находятся в оперативном режиме. В случае неисправности одного кабеля или разъема или даже потери всего корпуса массив может продолжать работу в состоянии сниженной производительности. Сопряжение дисков для зеркалирования выполняется в следующем приоритетном порядке.

• На стороне разъемов
• Между корпусами
  • Это может быть распределительная плата или внешнее устройство, например MD1000

• В пределах корпуса в зависимости от размера накопителя и номера разъема
  • Контроллер выполняет сопряжение накопителей одинакового размера, а если они одинаковы, то сопрягает последовательные разъемы для накопителей

Улучшенный RAID 10 (также известный как RAID 10E):

Улучшенные массивы RAID 10 практически идентичны обычным массивам RAID 10, за исключением одного важного отличия — длины блока (SPAN LENGTH). Длина блока позволяет увеличить количество накопителей в массиве RAID 1 с 2 до 32. Количество накопителей должно быть четным, а общее доступное пространство по-прежнему будет составлять 50% от общего пространства на накопителях. При длине блока на 32 накопителя в одном блоке должно быть 16 массивов RAID 1. Каждый накопитель сопряжен с другим накопителем в этом блоке. При формировании больших массивов RAID 10 необходимо иметь не менее двух блоков (до максимума в 8 блоков) в создаваемом массиве. Поэтому при выборе длины блока 32 для создания массива RAID 10 следует использовать как минимум 64 накопителя, поскольку каждый блок содержит 32 накопителя. Это позволяет использовать до 144 накопителей (32 накопителя в 8 блоках) в массиве RAID 10.  

Существует несколько важных исключений. При использовании 22 или 26 накопителей массив RAID 10 можно создать с помощью одного блока накопителей. Например, можно указать значение PD на блок 22, выбрать 22 накопителя и создать массив. Для соединения зеркальных пар в пределах блока используется распределение данных.

Кроме того, не будет никакого значимого преимущества производительности в зависимости от количества блоков или количества накопителей, содержащихся в каждом блоке. Это улучшение в первую очередь позволяет выполнять сопоставление с большим количеством накопителей. С помощью технологии интеллектуального зеркалирования в массиве RAID 10 можно запланировать и внедрить множество накопителей, что будет надежным решением. 

Ниже приведены несколько рисунков, иллюстрирующих основную идею RAID 10 и улучшенного RAID 10. Важно помнить, что они одинаковы с точки зрения пространства, резервирования и производительности. Применяется другая логика сопоставления и RAID, что позволяет увеличить количество накопителей и шасси.  

Например, на рис. 3 ниже сопоставление указывает на наличие двух полос RAID 0. Существует только одна полоса. На рисунке представлена логика сопоставления тома ОС с жесткими дисками. С точки зрения производительности распределение данных не отражает напрямую повышение производительности. Распределение данных объединяет несколько жестких дисков, что обеспечивает дополнительную производительность при одновременной работе дисков. 

Рис. 2. Стандартный RAID 10
(Используются блоки  1-2, 3-4, 5-6, 7-8, 9-10, 11-12: шесть блоков по два накопителя в каждом) 

Рис. 3. Улучшенный RAID 10 (RAID 10E)
(Используются блоки  1-2-3-4, 5-6-7-8, 9-10-11-12: три блока по четыре накопителя в каждом)