Proračunski RAID. Testiramo performanse. Single Disk Raid 0 Performanse
Ako vas zanima ovaj članak, očito ste naišli ili očekujete da ćete uskoro naići na jedan od sljedećih problema na vašem računalu:
- očito nema dovoljno fizičkog volumena tvrdog diska kao jednog logičkog diska. Najčešće se ovaj problem javlja pri radu s velikim datotekama (video, grafika, baze podataka);Izrada RAID sustava na vašem računalu može riješiti ove i neke druge probleme.
- očito nedostaje performanse tvrdog diska. Najčešće se ovaj problem javlja pri radu s nelinearnim sustavima za uređivanje videa ili kada veliki broj korisnika istovremeno pristupa datotekama na tvrdom disku;
- pouzdanost tvrdog diska očito nije dovoljna. Najčešće se ovaj problem javlja kada trebate raditi s podacima koji se nikada ne mogu izgubiti ili koji bi uvijek trebali biti dostupni korisniku. Tužno iskustvo pokazuje da se i najpouzdanija oprema ponekad pokvari i to u pravilu u najnepovoljnijem trenutku.
Što je "RAID"?
Godine 1987. Patterson, Gibson i Katz sa Sveučilišta u Kaliforniji, Berkeley objavili su Slučaj za redundantne nizove jeftinih diskova (RAID). U ovom su članku opisane različite vrste diskovnih polja, koje se nazivaju RAID - redundantni niz neovisnih (ili jeftinih) diskova. RAID se temelji na sljedećoj ideji: kombiniranjem nekoliko malih i/ili jeftinih diskova u niz, možete dobiti sustav koji nadmašuje najskuplje diskove u smislu volumena, brzine i pouzdanosti. Povrh toga, takav sustav s gledišta računala izgleda kao jedan jedini disketni pogon.Poznato je da je srednje vrijeme između kvarova diskovnog niza srednje vrijeme između kvarova jednog pogona podijeljeno s brojem pogona u nizu. Kao rezultat toga, MTBF niza je prekratak za mnoge primjene. Međutim, diskovni niz može se učiniti otpornim na kvar jednog pogona na nekoliko načina.
U gornjem članku definirano je pet vrsta (razina) diskovnih nizova: RAID-1, RAID-2, ..., RAID-5. Svaki tip pružao je toleranciju na greške kao i različite prednosti u odnosu na jedan pogon. Uz ovih pet vrsta, popularnost je stekao i RAID-0 diskovni niz koji nema redundanciju.
Koje su razine RAID-a i koju bih trebao odabrati?
RAID-0... Obično se definira kao NIJE redundantna neparitetna disk grupa. RAID-0 se ponekad naziva "striping" u smislu načina na koji se informacije postavljaju među pogone uključene u niz:Budući da RAID-0 nije redundantni, kvar jednog diska će rezultirati kvarom cijelog niza. S druge strane, RAID-0 pruža maksimalnu brzinu razmjene i učinkovitost prostora na disku. Budući da RAID-0 ne zahtijeva složene matematičke ili logičke izračune, troškovi implementacije su minimalni.
Primjene: Audio i video aplikacije koje zahtijevaju visoke kontinuirane brzine prijenosa podataka koje jedan pogon ne može pružiti. Na primjer, istraživanje koje je proveo Mylex kako bi odredio optimalnu konfiguraciju diskovnog sustava za stanicu za nelinearnu video montažu pokazuje da, u usporedbi s jednim pogonom, RAID-0 niz od dva pogona daje 96% povećanje brzine pisanja/čitanja od tri pogona - za 143% (prema Miro VIDEO EXPERT Benchmark testu).
Minimalni broj diskova u nizu "RAID-0" je 2 kom.
RAID-1... Više poznatiji kao "zrcaljenje", to je par pogona koji sadrže iste informacije i čine jedan logički pogon:
Zapisivanje se vrši na oba pogona u svakom paru. Međutim, upareni pogoni mogu izvoditi istodobne operacije čitanja. Dakle, "zrcaljenje" može udvostručiti brzinu čitanja, ali brzina pisanja ostaje nepromijenjena. RAID-1 je 100% redundantni i jedan kvar jednog diska ne dovodi do kvara cijelog niza - kontroler jednostavno prebacuje operacije čitanja/pisanja na preostali pogon.
RAID-1 pruža najbrže performanse od svih vrsta redundantnih polja (RAID-1 do RAID-5), posebno u višekorisničkim okruženjima, ali ima najlošiju iskorištenost prostora na disku. Budući da RAID-1 ne zahtijeva složene matematičke ili logičke izračune, troškovi implementacije su minimalni.
Minimalni broj diskova u nizu "RAID-1" je 2 kom.
Više RAID-1 nizova može se zauzvrat kombinirati u RAID-0 kako bi se povećala brzina pisanja i osigurala pouzdanost pohrane podataka. Ova konfiguracija se zove "dvorazinski" RAID ili RAID-10 (RAID 0 + 1):
Minimalni broj diskova u nizu "RAID 0 + 1" je 4 komada.
Opseg: jeftini nizovi, u kojima je glavna stvar pouzdanost pohrane podataka.
RAID-2... Distribuira podatke na trake veličine sektora u grupi pogona. Neki pogoni su namijenjeni za pohranu ECC (Error Correction Code). Budući da većina diskova pohranjuje ECC kodove za svaki sektor prema zadanim postavkama, RAID-2 ne nudi veliku prednost u odnosu na RAID-3 i stoga se praktički ne koristi.
RAID-3... Kao iu slučaju RAID-2, podaci su raspoređeni po prugama jednog sektora, a jedan od pogona u nizu rezerviran je za pohranjivanje informacija o paritetu:
RAID-3 se oslanja na ECC kodove pohranjene u svakom sektoru za otkrivanje pogrešaka. U slučaju kvara jednog od pogona, vraćanje podataka pohranjenih na njemu moguć je izračunom ekskluzivnog ILI (XOR) na temelju informacija o preostalim pogonima. Svaki zapis obično je raspoređen na sve pogone, pa je stoga ova vrsta polja dobra za rad u aplikacijama s velikim prometom s diskovnim podsustavom. Budući da se svaka I/O operacija odnosi na sve pogone u nizu, RAID-3 ne može izvoditi više operacija u isto vrijeme. Stoga je RAID-3 dobar za jednokorisničko okruženje s jednim zadatkom s dugim zapisima. Za rad s kratkim zapisima potrebna je sinkronizacija rotacije pogona, jer je u suprotnom smanjenje tečaja neizbježno. Rijetko se koristi, jer gubi od RAID-5 u smislu korištenja prostora na disku. Implementacija je skupa.
Minimalni broj diskova u "RAID-3" nizu je 3 kom.
RAID-4... RAID-4 je identičan RAID-3, osim što je veličina trake mnogo veća od jednog sektora. U ovom slučaju čitanje se izvodi s jednog pogona (ne računajući pogon koji pohranjuje informacije o paritetu), tako da je moguće izvesti više operacija čitanja u isto vrijeme. Međutim, budući da svako upisivanje mora ažurirati sadržaj paritetnog pogona, višestruki zapisi se ne mogu izvesti u isto vrijeme. Ova vrsta polja nema vidljive prednosti u odnosu na RAID-5 polje.
RAID-5. Ova vrsta niza se ponekad naziva "rotiranim paritetnim nizom". Ova vrsta niza uspješno prevladava inherentni nedostatak RAID-4 - nemogućnost istovremenog obavljanja višestrukih upisa. Ovaj niz, kao i RAID-4, koristi pruge velika veličina, ali, za razliku od RAID-4, informacije o paritetu nisu pohranjene na jednom disku, već na svim diskovima redom:
Operacije pisanja odnose se na jedan podatkovni pogon i drugi pogon s informacijama o paritetu. Budući da su informacije o paritetu za različite trake pohranjene na različitim pogonima, višestruko istovremeno upisivanje nije moguće samo u onim rijetkim slučajevima kada su ili podatkovne trake ili trake pariteta na istom pogonu. Što je više pogona u nizu, to se rjeđe podudaraju lokacije informacijskih i paritetnih pruga.
Područje primjene: pouzdani nizovi velikog volumena. Implementacija je skupa.
Minimalni broj diskova u "RAID-5" nizu je 3 kom.
RAID-1 ili RAID-5?
U usporedbi s RAID-1, RAID-5 ekonomičnije koristi prostor na disku, budući da ne pohranjuje "kopiju" informacija, već kontrolni zbroj za redundantnost. Kao rezultat toga, bilo koji broj diskova može se kombinirati u RAID-5, od kojih će samo jedan sadržavati suvišne informacije.
No, veća učinkovitost iskorištenja prostora na disku postiže se na račun manje brzine razmjene informacija. Kada pišete informacije u RAID-5, morate svaki put ažurirati informacije o paritetu. Da biste to učinili, morate odrediti koji su paritetni bitovi promijenjeni. Prvo se čitaju stare informacije koje treba ažurirati. Ove informacije se zatim XOR stavljaju s nove informacije... Rezultat ove operacije je bitna maska, u kojoj svaki bit = 1 znači da se vrijednost u informaciji o paritetu na odgovarajućoj poziciji mora zamijeniti. Ažurirane informacije o paritetu zatim se zapisuju na odgovarajuće mjesto. Stoga, za svaki programski zahtjev za pisanje informacija, RAID-5 izvodi dva čitanja, dva upisivanja i dva XOR-a.
Morate platiti činjenicu da se prostor na disku učinkovitije koristi (umjesto kopije podataka, sprema se blok parnosti): potrebno je dodatno vrijeme za generiranje i pisanje informacija o paritetu. To znači da je brzina pisanja RAID-5 niža od brzine RAID-1 u omjeru 3:5 ili čak 1:3 (tj. brzina pisanja RAID-5 je 3/5 do 1/3 od brzina pisanja RAID-1). Zbog toga nema smisla stvarati RAID-5 u softveru. Također se ne mogu preporučiti za aplikacije u kojima je brzina pisanja kritična.
Trebate li odabrati metodu implementacije RAID-a - softver ili hardver?
Nakon što pročitate opis različitih razina RAID-a, primijetit ćete da se nigdje ne spominju posebni hardverski zahtjevi koji su potrebni za implementaciju RAID-a. Iz čega možemo zaključiti da je sve što je potrebno za implementaciju RAID-a je spojiti potreban broj diskova na kontroler dostupan u računalu i instalirati poseban softver na računalo. Ovo je istina, ali ne baš!Doista, postoji mogućnost softverske implementacije RAID-a. Primjer bi bio OS Microsoft Windows NT 4.0 Server, u kojem je moguća softverska implementacija RAID-0, -1, pa čak i RAID-5 (Microsoft Windows NT 4.0 Workstation nudi samo RAID-0 i RAID-1). Međutim, ovo rješenje treba smatrati krajnje pojednostavljenim, ne dopuštajući potpunu implementaciju mogućnosti RAID polja. Dovoljno je napomenuti da uz softversku implementaciju RAID-a, cijeli teret postavljanja informacija na pogone, izračunavanje kontrolnih kodova itd. pada na CPU, što, naravno, ne povećava performanse i pouzdanost sustava. Iz istih razloga ovdje praktički nema servisnih funkcija, a sve operacije zamjene neispravnog pogona, dodavanja novog pogona, promjene razine RAID-a itd. izvode se uz potpuni gubitak podataka i uz potpunu zabranu bilo kakvih drugih operacija . Jedina prednost implementacije softverskog RAID-a je minimalni trošak.
- specijalizirani kontroler oslobađa središnji procesor od osnovnih operacija s RAID-om, a učinkovitost kontrolera je uočljivija što je razina složenosti RAID-a viša;Nedostatak hardverskog RAID-a je relativno visoka cijena RAID kontrolera. Međutim, s jedne strane, morate platiti za sve (pouzdanost, performanse, uslugu). S druge strane, nedavno, s razvojem mikroprocesorske tehnologije, cijena RAID kontrolera (osobito mlađih modela) počela je naglo padati i postala je usporediva s cijenom običnih disk kontrolera, što omogućuje instalaciju RAID sustava ne samo u skupe mainframe, ali i u poslužiteljima. ulazna razina pa čak i na radnim stanicama.
- kontroleri su, u pravilu, opremljeni upravljačkim programima koji vam omogućuju stvaranje RAID-a za gotovo svaki popularni OS;
- ugrađeni BIOS kontrolera i programi za upravljanje koji su mu priloženi omogućuju administratoru sustava jednostavno povezivanje, odspajanje ili zamjenu pogona uključenih u RAID, stvaranje nekoliko RAID polja, čak i različitih razina, praćenje statusa diskovnog polja , itd. Za "napredne" kontrolere, ove se operacije mogu izvoditi "u hodu"; bez isključivanja jedinica sustava... Mnoge se operacije mogu izvesti u " pozadini", tj. bez prekidanja tekućeg rada pa čak i na daljinu, t.j. s bilo kojeg (naravno, ako imate pristup) radnog mjesta;
- kontroleri mogu biti opremljeni međuspremničkom memorijom ("cache"), koja pohranjuje nekoliko zadnjih blokova podataka, što uz čest pristup istim datotekama može značajno povećati brzinu diskovnog sustava.
Kako odabrati model RAID kontrolera?
Postoji nekoliko vrsta RAID kontrolera, ovisno o njihovoj funkcionalnosti, dizajnu i cijeni:1. Pogonski kontroleri s RAID funkcijama.
Zapravo, ovo je obični kontroler diska, koji, zahvaljujući posebnom BIOS firmveru, omogućuje kombiniranje pogona u RAID niz, u pravilu, razine 0, 1 ili 0 + 1.
Ultra (Ultra Wide) SCSI kontroler iz Mylexa KT930RF (KT950RF).
Izvana se ovaj kontroler ne razlikuje od običnog SCSI kontrolera. Sva "specijalizacija" je u BIOS-u, koji je takoreći podijeljen na dva dijela - "SCSI konfiguracija" / "RAID konfiguracija". Unatoč niskoj cijeni (manje od 200 USD), ovaj kontroler ima dobar skup funkcija:
- Kombiniranje do 8 diskova u RAID 0, 1 ili 0 + 1;
- podrška Hot spare zamijeniti "u letu" neuspjeli pogon;
- mogućnost automatske (bez intervencije operatera) zamjene neispravnog pogona;
- automatska kontrola integriteta i identiteta (za RAID-1) podataka;
- prisutnost lozinke za pristup BIOS-u;
- program RAIDPlus koji daje informacije o stanju diskova u RAID-u;
- drajveri za DOS, Windows 95, NT 3.5x, 4.0
Sada da vidimo koje vrste postoje i kako se razlikuju.
Sveučilište Kalifornije u Berkeleyju uvelo je sljedeće razine RAID specifikacije, koje su usvojene kao de facto standard:
- RAID 0- diskovni niz povećanih performansi s prugastim, bez tolerancije grešaka;
- - zrcaljeni niz diskova;
- RAID 2 rezervirano za nizove koji koriste Hammingov kod;
- RAID 3 i 4- diskovni nizovi s crtanjem i namjenskim paritetnim diskom;
- - diskovni niz s crtanjem i "nedodijeljenim paritetnim diskom";
- - prugasti diskovni niz koji koristi dva kontrolna zbroja izračunata na dva neovisna načina;
- - RAID 0 niz izgrađen od RAID 1 nizova;
- - RAID 0 niz izgrađen od RAID 5 polja;
- - RAID 0 niz izgrađen od RAID 6 polja.
Hardverski RAID kontroler može podržati nekoliko različitih RAID polja istovremeno, čiji ukupan broj tvrdih diskova ne prelazi broj konektora za njih. U ovom slučaju, kontroler ugrađen u matičnu ploču je BIOS postavke ima samo dva stanja (omogućeno ili onemogućeno), tako da je novi tvrdi disk spojen na neiskorišteni utor kontrolera kada aktivirani način rada Sustav može zanemariti RAID sve dok se ne poveže kao drugi JBOD (prošireni) RAID niz koji se sastoji od jednog diska.
RAID 0 (pruganje - "pruganje")
Način rada koji postiže maksimalnu učinkovitost. Podaci su ravnomjerno raspoređeni po diskovima niza, diskovi se kombiniraju u jedan, koji se može podijeliti na nekoliko. Distribuirane operacije čitanja i pisanja mogu značajno povećati brzinu rada, budući da nekoliko diskova istovremeno čita/piše svoj dio podataka. Korisniku je dostupan cijeli volumen diskova, ali to smanjuje pouzdanost pohrane podataka, jer ako jedan od diskova pokvari, niz se obično uništava, a oporavak podataka je gotovo nemoguć. Opseg - aplikacije koje zahtijevaju velike brzine razmjene s diskom, kao što je snimanje videa, uređivanje videa. Preporuča se za korištenje s vrlo pouzdanim pogonima.
(zrcaljenje - "zrcaljenje")
niz od dva diska koji su jedan drugog pune kopije. Ne treba ih miješati s RAID 1 + 0, RAID 0 + 1 i RAID 10, koji koriste više od dva pogona i sofisticiranije mehanizme zrcaljenja.
Omogućuje prihvatljivu brzinu pisanja i povećanje brzine čitanja pri paraleliziranju upita.
Ima visoku pouzdanost - radi sve dok funkcionira barem jedan disk u nizu. Vjerojatnost kvara dva diska odjednom jednaka je umnošku vjerojatnosti kvara svakog diska, t.j. značajno smanjiti vjerojatnost kvara pojedinog diska. U praksi, ako jedan od diskova pokvari, treba poduzeti hitne mjere - ponovno vratiti redundanciju. Da biste to učinili, s bilo kojom razinom RAID-a (osim nulte), preporuča se korištenje vrućih rezervi.
Slično RAID10 varijanti distribucije podataka po diskovima, koja omogućuje korištenje neparnog broja diskova (minimalni broj - 3)
RAID 2, 3, 4
razne opcije za distribuiranu pohranu podataka s diskovima namijenjenim paritetnim kodovima i različitim veličinama blokova. Trenutno se praktički ne koriste zbog niske performanse i potrebe da se dodijeli puno diskovnog kapaciteta za pohranu ECC i / ili paritetnih kodova.
Glavni nedostatak RAID razina od 2 do 4 je nemogućnost izvođenja paralelnih operacija pisanja, budući da se za pohranu informacija o paritetu koristi poseban kontrolni disk. RAID 5 nema ovaj nedostatak. Blokovi podataka i kontrolni zbrojevi ciklički se zapisuju na sve diskove u nizu, nema asimetrične konfiguracije diska. Kontrolni zbrojevi znače rezultat operacije XOR (isključivo ili). Xor ima značajku koja omogućuje zamjenu bilo kojeg operanda s rezultatom i, koristeći algoritam xor, kao rezultat dobijete operand koji nedostaje. Na primjer: a xor b = c(gdje a, b, c- tri diska raid niza), ako aće odbiti, možemo ga dobiti postavljanjem na njegovo mjesto c i trošenje xor između c i b: c xor b = a. Ovo se primjenjuje bez obzira na broj operanada: a xor b xor c xor d = e... Ako odbije c zatim e zauzima svoje mjesto i poslije xor kao rezultat dobivamo c: a xor b xor e xor d = c... Ova metoda u biti osigurava prelazak na grešku verzije 5. Potreban je samo 1 disk za pohranu xor rezultata, čija je veličina jednaka veličini bilo kojeg drugog diska u napadu.
Dostojanstvo
RAID5 je postao široko rasprostranjen, prvenstveno zbog svoje isplativosti. Veličina RAID5 diskovnog polja izračunava se pomoću formule (n-1) * hddsize, gdje je n broj diskova u nizu, a hddsize veličina najmanjeg diska. Na primjer, za niz od četiri diska od 80 gigabajta, ukupni volumen će biti (4 - 1) * 80 = 240 gigabajta. Zapisivanje informacija u RAID 5 volumen troši dodatne resurse i smanjuje performanse, budući da su potrebna dodatna izračunavanja i upisivanja, ali pri čitanju (u usporedbi s zasebnim tvrdim diskom) postoji dobit, jer se tokovi podataka s nekoliko diskova u nizu mogu obraditi paralelno.
Nedostaci
Performanse RAID-a 5 su osjetno niže, posebno na operacijama kao što je Random Write (nasumično upisivanje), u kojima izvedba pada za 10-25% performansi RAID-a 0 (ili RAID-a 10), budući da zahtijeva više operacija na disku (svaka operacije upisivanja, s izuzetkom tzv. full-stripe writes, poslužitelj se na RAID kontroleru zamjenjuje s četiri - dva čitanja i dva upisivanja). Nedostaci RAID-a 5 pojavljuju se kada jedan od diskova otkaže - cijeli volumen prelazi u kritični način rada (degradira), sve operacije čitanja i pisanja popraćene su dodatnim manipulacijama, a performanse naglo opadaju. Istodobno, razina pouzdanosti se svodi na pouzdanost RAID-0 s odgovarajućim brojem diskova (tj. n puta nižim od pouzdanosti jednog diska). Ako dođe do kvara prije potpunog oporavka niza, ili se pojavi nepopravljiva pogreška čitanja na barem još jednom disku, niz se uništava, a podaci na njemu se ne mogu vratiti konvencionalnim metodama. Također biste trebali uzeti u obzir da proces rekonstrukcije RAID-a nakon kvara diska uzrokuje intenzivno čitanje s diskova mnogo sati neprekidno, što može uzrokovati kvar bilo kojeg od preostalih diskova u ovom najmanje zaštićenom razdoblju RAID operacije, kao kao i za identificiranje prethodno neotkrivenih grešaka čitanja u hladnim nizovima podataka (podaci kojima se ne pristupa tijekom normalnog rada niza, arhivirani i neaktivni podaci), što povećava rizik od neuspjeha tijekom oporavka podataka.
Minimalni broj diskova za korištenje je tri.
RAID 6 - sličan RAID-u 5, ali ima veći stupanj pouzdanosti - kapacitet od 2 diska je dodijeljen za kontrolne zbrojeve, 2 zbroja se izračunavaju pomoću različitih algoritama. Zahtijeva snažniji RAID kontroler. Osigurava rad nakon istovremenog kvara dva diska - zaštita od višestrukih kvarova. Za organiziranje niza potrebna su najmanje 4 diska. Obično korištenje RAID-6 uzrokuje oko 10-15% pad performansi grupe diskova u odnosu na RAID 5, što je uzrokovano velikom količinom obrade za kontroler (potreba za izračunavanjem drugog kontrolnog zbroja, kao i za čitanje i pisanje više disk blokova prilikom pisanja svakog bloka).
RAID 0 + 1
RAID 0 + 1 u osnovi može značiti dvije opcije:
- dva RAID-a 0 se kombiniraju u RAID 1;
- tri ili više diskova se kombiniraju u niz, a svaki podatkovni blok se zapisuje na dva diska ovog niza; dakle, ovakvim pristupom, kao u "čistom" RAID-u 1, iskoristivi volumen niza je polovica ukupnog volumena svih diskova (ako se radi o diskovima istog kapaciteta).
RAID 10 (1 + 0)
RAID 10 je zrcaljeni niz u kojem se podaci zapisuju uzastopno na više diskova, kao u RAID 0. Ova arhitektura je polje RAID 0, čiji su segmenti RAID 1 polja umjesto zasebnih diskova. Sukladno tome, niz ove razine mora sadrže najmanje 4 diska (i uvijek paran broj). RAID 10 kombinira visoku otpornost na greške i performanse.
Tvrdnja da je RAID 10 najpouzdanija opcija za pohranu podataka opravdana je činjenicom da će niz biti uništen nakon kvara svih diskova u istom nizu. S jednim neuspjelim pogonom, šansa za kvar drugog u istom nizu je 1/3 * 100 = 33%. RAID 0 + 1 neće uspjeti ako dva diska pokvare u različitim nizovima. Vjerojatnost kvara pogona u susjednom nizu je 2/3 * 100 = 66%, međutim, budući da se pogon u nizu s neispravnim pogonom više ne koristi, šansa da će sljedeći pogon onemogućiti cijeli niz je 2/2 * 100 = 100%
niz sličan RAID5, međutim, osim distribuirane pohrane paritetnih kodova, koristi se distribucija rezervnih područja - zapravo se koristi HDD koji se može dodati RAID5 polju kao rezervni (takvi se nizovi nazivaju 5+ ili 5 + rezervni). U RAID 5 polju, rezervni disk je neaktivan do jednog od glavnih tvrdi diskovi, dok se u RAID 5EE polju ovaj disk cijelo vrijeme dijeli s drugim HDD-ovima, što ima pozitivan učinak na performanse niza. Na primjer, RAID5EE niz od 5 HDD-a može izvesti 25% više I/O operacija u sekundi od RAID5 niza od 4 primarna i jednog rezervnog HDD-a. Minimalni broj diskova za takav niz je 4.
kombiniranje dva (ili više, ali se to iznimno rijetko koristi) RAID5 polja u traku, t.j. kombinacija RAID5 i RAID0, djelomično ispravljajući glavni nedostatak RAID5 - mala brzina snimanje podataka zbog paralelne upotrebe nekoliko takvih nizova. Ukupni kapacitet polja je smanjen za kapacitet dva diska, ali, za razliku od RAID6, takav niz trpi kvar samo jednog diska bez gubitka podataka, a minimalni broj diskova potreban za stvaranje RAID50 polja je 6. Uz s RAID10, ovo je najpreporučljivija razina RAID-a za korištenje u aplikacijama gdje se zahtijevaju visoke performanse u kombinaciji s prihvatljivom pouzdanošću.
kombinirajući dva RAID6 niza u traku. Brzina pisanja je otprilike udvostručena u usporedbi s brzinom pisanja RAID6. Minimalni broj diskova za stvaranje takvog niza je 8. Informacija se ne gubi ako dva diska iz svakog RAID 6 polja ne uspiju
RAID 00
RAID 00 je vrlo rijedak, upoznao sam ga na LSI kontrolerima. RAID 00 Disk Group je razdvojena grupa diskova koja stvara prugasti skup iz niza
diskovni nizovi RAID 0. RAID 00 ne osigurava redundantnost podataka ali zajedno s RAID-om 0, nudi najbolju izvedbu bilo koje razine RAID-a. RAID 00 dijeli podatke na manje segmente, a zatim razvlači segmente podataka na svakom disku u stogu. Veličina svakog segmenta podataka određena je veličinom trake. RAID 00 nudi visoku propusnost. RAID 00 nije otporan na greške. Ako disk u RAID 0 grupi diskova ne uspije, cijeli
virtualni disk (svi diskovi povezani s virtualni disk) neće uspjeti. Podjelom velike datoteke na manje segmente, RAID kontroler može koristiti oba SAS-a
kontroler za brže čitanje ili pisanje datoteke. RAID 00 ne podrazumijeva da izračuni pariteta kompliciraju operacije pisanja. To čini RAID 00 idealnim za
aplikacije koje zahtijevaju veliku propusnost, ali ne zahtijevaju toleranciju grešaka. Može sadržavati od 2 do 256 diskova.
Što je brže od RAID-a 0 ili RAID-a 00?
Proveo sam svoje testiranje opisano u članku o optimizaciji brzine SSD diskova na LSI kontrolerima i dobio ove brojke na nizovima od 6 SSD-ova
Usporedba performansi rješenja iste razine cijena
Zanimljiva činjenica: takozvani indeks iskustva u sustavu Windows 7, koji ocjenjuje performanse glavnih podsustava računala, za tipičan solid-state disk (SSD), a ne najsporiji (oko 200 MB/s za čitanje i pisanje , slučajni pristup - 0,1 ms), pokazuje vrijednost 7,0, dok su indeksi svih ostalih podsustava (procesor, memorija, grafika, grafika igara) u istim stolnim sustavima baziranim na višim CPU-ima (s prosječnom DDR3-1333 memorijom od 4 GB i prosječna ista gaming video kartica kao što je AMD Radeon HD 5770) procjenjuju se na vrijednosti značajno veće od 7,0 (naime, 7,4-7,8; ovaj kriterij u sustavu Windows 7 ima logaritamsku ljestvicu, pa razlika u desetinama rezultira desetkama postotaka apsolutnih vrijednosti). Odnosno, brzi "kućanski" SSD na SATA sabirnici, prema Windowsu 7, predstavlja usko grlo čak i na trenutno ne vrhunskim stolnim računalima. Koje bi trebale biti (previsoke?) Performanse diska sustava za "veliku i moćnu" "Sedam" da bi ga smatrali dostojnim ostalih komponenti takvog računala? .. :)
Ovo pitanje je, po svemu sudeći, retoričko, budući da se danas vrlo malo ljudi vodi "ixpiriens indeksom" sustava Windows 7 pri odabiru konfiguracije za svoju radnu površinu. A SSD je već čvrsto ukorijenjen u svijesti korisnika kao neosporna opcija, ako želite iscijediti maksimum iz diskovnog podsustava i dobiti udoban, "bez kočnica" rad. Ali je li to doista tako? Je li Windows 7 usamljen u svojim procjenama stvarne korisnosti SSD-ova? I postoji li alternativa SSD-u u moćnim stolnim računalima? Pogotovo ako zapravo ne želite vidjeti beznadnu prazninu u svom novčaniku... Usuditi ćemo se ponuditi jednu od moguće opcije zamjena.
Koji su glavni nedostaci modernih SSD-ova? Ako ne uzmete u obzir "dugoročne" sporove o njihovoj pouzdanosti, trajnosti i degradaciji tijekom vremena, tada postoje, uglavnom, dva takva nedostatka: mali kapacitet i prilično velika cijena. Doista, prosječni MLC SSD od 128 GB sada košta oko 8000 rubalja. (cijena u trenutku pisanja ovog teksta; naravno, jako ovisi o modelu, ali dosadašnji redoslijed cijena je takav). To, naravno, nije 600 rubalja po 1 GB, kao za DDR3 memoriju, ali red veličine manje, ali ipak ne tako malo kao za tradicionalne magnetske tvrde diskove. Doista, vrlo produktivan model od 1000 GB 7000 s maksimalnom brzinom čitanja/pisanja od oko 150 MB/s (što, usput rečeno, nije puno manje od SSD-a za 8 tisuća rubalja!) sada se može kupiti za manje od 2000 eura! rubalja. (kao Hitachi 7K1000.C ili nešto korejsko). U ovom slučaju, specifični trošak gigabajta prostora bit će samo 2 (dvije) rublje! Osjećate li razliku sa SSD-om sa svojih 60 rubalja po gigabajtu? ;) I postoji li doista tako velik jaz među njima u tipičnim desktop aplikacijama s velikim brojem uzastopnih poziva? Na primjer, kada radite s videom, audio, grafikom itd. Uostalom, tipična sekvencijalna brzina čitanja MLC SSD-a (160-240 MB / s) nije puno veća od one od prvih 120 gigabajta prostora za isti 7K terabajta (150 MB / s) sa). A što se tiče brzine sekvencijalnog pisanja, oni općenito imaju približan paritet (istih 150 MB/s naspram 70-190 za SSD). Da, potpuno su neusporedivi što se tiče vremena slučajnog pristupa, ali uostalom mi ne sastavljamo server za sebe na desktopu.
Štoviše, za stolno računalo danas je istih 128 GB - glasnoća je krajnje neozbiljna (80 GB je općenito smiješno). Jedva može primiti jednu ili dvije particije sustava s OS-om i glavnim aplikacijama. Gdje pohraniti svoje brojne multimedijske datoteke? Gdje staviti igračke, od kojih će svaka sada otpakirati 5-20 GB? Ukratko, bez normalnog prostranog "vijka" svejedno nigdje. Pitanje je samo hoće li to biti sustavno ili dodatno u računalu.
Ali što ako priđete s druge strane? Budući da nema tvrdog diska (sjetite se dobre stare kratice - tvrdi diskovi, ili jednostavno "hard diskovi") s računalom, je li ih moguće spojiti u RAID niz? Štoviše, mnogi od nas dobili su jednostavan RAID kontroler, zapravo, "besplatno" - na južnom mostu matičnih ploča baziranih na AMD, Intel ili Nvidia čipsetima. Na primjer, istih 8000 rubalja može se potrošiti ne na SSD, već na 4 terabajta. Kombinirajte ih u niz (a) - tada nećete morati kupovati veliki tvrdi disk za pohranu podataka, odnosno uštedjet ćemo čak i novac. Ili kao druga opcija - uz kupnju jednog SSD-a i jednog diska za 2-3 TB, možete kupiti 4 diska za 1,5-2 TB ...
Štoviše, recimo da će RAID 0 od četiri diska imati ne samo četverostruki kapacitet, već i 4x veću linearnu brzinu čitanja/pisanja. A to je već 400-600 MB / s, što je za jedan SSD ista cijena nisam ni sanjao! Prema tome, takav će niz raditi puno brže od SSD-a barem, sa streaming podacima (čitanje / pisanje / uređivanje videa, kopiranje velikih datoteka itd.). Moguće je da u drugim tipičnim zadacima osobno računalo takav se niz ponašati ništa lošije od SSD-a - uostalom, postotak uzastopnih operacija u takvim zadacima je vrlo visok, a slučajni pristupi se u pravilu izvode na prilično kompaktnom dijelu tako prostranog pogona (swap datoteka, privremena datoteka uređivača fotografija itd.), odnosno pomicanje glava unutar ovog područja odvijat će se mnogo brže od prosjeka za disk - za nekoliko milisekundi), što će nedvojbeno imati pozitivan učinak na njegovu izvedbu. Ako je RAID niz s više diskova također predmemoran u OS-u, tada od njega možete očekivati impresivnu brzinu u operacijama s malim blokovima podataka.
Kako bismo provjerili naše pretpostavke, testirali smo četiri diska RAID 0 i RAID 5 nizove s Hitachi Deskstar E7K1000 terabajtnih diskova s 7200 RPM rotacije i 32 MB međuspremnika. Da, oni su nešto sporiji u pogledu brzine ploča od novijih koji se danas prodaju po 1800-1900 rubalja / komad. Hitachi 7K1000.C pogoni istog kapaciteta. Međutim, njihov je firmware bolje optimiziran za rad diskova u nizovima, pa ćemo, nešto manje od željenih 600 MB/s u maksimalnoj brzini čitanja RAID-a 0 s 4 diska, dobiti najbolje performanse u zadacima sa znatnom broj slučajnih pristupa. A uzorci koje smo pronašli mogu se proširiti na niz bržih (i prostranijih) modela diskova različitih proizvođača.
Koristeći matične ploče bazirane na Intel čipsetima s ICH8R / ICH9R / ICH10R južnim mostom (i kasnije), četiri terabajtna diska mogu se, po našem mišljenju, optimalno organizirati na sljedeći način. Zahvaljujući Intel Matrix RAID tehnologiji, od prve polovice volumena svakog od diskova, pravimo RAID 0 niz kapaciteta 2 TB (tako da ga mogu razumjeti "operativni sustavi" ispod Viste bez posebnih podešavanja) , što će nam omogućiti najveću izvedbu sistemskih particija. brzi početak aplikacije i igre, kao i velika brzina operativnog rada s multimedijskim i drugim sadržajima. A za pouzdanije pohranjivanje važnih podataka, kombinirat ćemo drugu polovicu volumena ovih diskova u RAID 5 polje (usput rečeno, to je također daleko od najlošije izvedbe, kao što ćemo vidjeti u nastavku). Dakle, za samo 8 tisuća rubalja. dobivamo i ultra brzi sistemski disk od 2 TB i pouzdan i prostran "arhivski" volumen od 1,5 TB. Upravo u ovoj konfiguraciji dva niza koje smo kreirali sa zadanim vrijednostima ćemo provesti naše daljnje testiranje. Međutim, posebno sumnjivi oni koji ne vole RAID5 na Intelovim kontrolerima mogu umjesto njega napraviti jedan i pol puta manji RAID10 - njegove performanse čitanja podataka bit će niže od onih u RAID5, pri pisanju (s cachiranjem) one su približno jednake, ali pouzdanost a dohvatljivost podataka kada se niz kolapsira bit će bolja (u polovici slučajeva, RAID10 se može oživjeti ako čak dva diska pokvare).
Uslužni program Intel Matrix Storage Manager omogućuje vam da omogućite ili onemogućite predmemoriranje upisa u takve diskove pomoću operativnog sustava (tj. radna memorija PC), pogledajte treći redak odozgo u desnom Informacijskom polju na snimci zaslona:
Predmemoriranje može dramatično ubrzati rad nizova s malim datotekama i blokovima podataka, kao i brzinu pisanja u RAID 5 polje (što je ponekad vrlo kritično). Stoga smo radi jasnoće pokrenuli testove s uključenim i onemogućenim predmemoriranjem. Za referencu, također ćemo se dotaknuti opterećenja CPU-a kada je predmemoriranje omogućeno u nastavku.
Testove smo proveli na testnom sustavu, koji je tipičan, a ne najmoćniji desktop u ovom trenutku:
- Intel Core 2 Duo E8400 procesor (3 GHz);
- 2 GB DDR2-800 sistemske memorije;
- ASUS P5Q-E ploča na Intel P45 Express čipsetu s ICH10R;
- video akcelerator AMD Radeon HD 5770.
Disk sustava Seagate ST950042AS sadržavao je Windows 7 x64 Ultimate i Windows XP SP3 Pro (testirani nizovi i diskovi testirani su u "čistom" stanju). Kao referentne vrijednosti koristili smo ATTO Disk Benchmark 2.41, Futuremark PCMark05, Futuremark PCMark Vantage x86, Intel NAS Performance Toolkit 1.7 i druge, prema čijim ćemo rezultatima suditi o rivalstvu SSD-ova s tradicionalnim RAID-om. Testovi su provedeni pet puta i rezultati su u prosjeku. Za orijentaciju, na dnu dijagrama s rezultatima testiranja daju se podaci za brzi pojedinačni disk Seagate Barracuda XT ST32000641AS kapaciteta 2 TB, odnosno isti kao u "sustavnom" RAID 0 od četiri Hitachi Deskstar E7K1000 HDE721010SLA330 smo testirali.
Čast jeftinog, ali vrlo produktivnog SSD-a s kapacitetom od 128 GB i cijenom (u vrijeme pisanja ovog teksta) u regiji od 8.000 rubalja. zaštićen PNY Optima SSD 128GB MLC model. Pogledajmo to najprije pobliže.
SSD PNY Optima 128 GB Gen 2
Broj modela P-SSD2S128GM-CT01 (firmware 0309) je tipičan 2,5-inčni SATA SSD u elegantnom crnom metalnom kućištu debljine 9,5 mm. Njegov proizvođač je tvrtka poznatija po svojim flash diskovima i memorijskim modulima.
PNYOptimaSSD 128GBMLC
Pogon je baziran na Intel 29F64G08CAMDB flash memoriji s MLC ćelijama i JMicron JMF612 kontrolerom, koji ovom SSD-u omogućuje rad ne samo preko Serial ATA, već i preko USB 2.0 (mini-konektor potonjeg nalazi se pored SATA porta na stražnjem kraju kućišta diska) ...
Odnosno, ovaj se SSD disk također može koristiti kao prijenosno skladište otporno na udarce. Istina, USB kabel nije uključen u paket. Ali ni cijena proizvoda ne može se nazvati precijenjenom.
Pogonska pločaPNYOptimaSSD 128GBMLC
Proizvođač obećava brzinu čitanja od 235 MB / s i brzinu pisanja od 150 MB / s za ovaj model (u praksi se pokazalo da je čak i nešto veća). Cache memorija diska je 64 MB, ugrađena je TRIM podrška, otpornost na udarce je deklarirana na 1500g, a raspon radne temperature je od -10 do +70°C. Proizvođač daje 3 godine jamstva za ovaj model s MTBF od 1,5 milijuna sati.
Inače, ne treba pogriješiti i popularni MLC SSD baziran na JMicron JMB612 kontroleru smatrati "inferiornim" rješenjima. Kao što je prikazano, diskovi na ovom kontroleru u prosjeku ne izgledaju lošije od SSD-ova sličnog kapaciteta i cijene na kontrolerima Indilinxa (IDX110), Intela, SandForcea (SF1222) i Samsunga, čak ih nadmašuju u brojnim testovima diskova.
Rezultati ispitivanja
Maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja i pisanja korisnih podataka za PNY Optima 128GB SSD prema ATTO Disk Benchmark 2.41 testu (pisanje i čitanje datoteke od 256 MB u blokovima od 64 KB do 8 MB) bila je 238 odnosno 155 MB/s, što je nešto više od onih koje je naveo proizvođač (vidi dijagram).
Zanimljivo, HD Tach RW 3.0 low-level test, koji koristi pristup pogonu zaobilazeći datotečni sustav, pokazao je vrijednosti od 217 odnosno 165 MB/s za ova dva parametra (vidi grafikon). Što se tiče para RAID polja s četiri diska koje smo testirali, RAID 0 je pokazao maksimalnu brzinu čitanja/pisanja velikih datoteka ispod 450 MB/s (to potvrđuje i HD Tach RW 3.0 graf), što je dva ili tri puta više od ovog SSD-a! Istina, omogućavanje predmemorije pisanja (WC = da na dijagramima) Windows alati Malo smanjuje brzinu sekvencijalnog pisanja, kao i čitanja, ali ne toliko kritično da bi se moglo smatrati neprihvatljivim.
Što se tiče RAID-a 5, organiziranog na drugoj polovici naših HDD subjekata, onda maksimalna brzina sekvencijalno čitanje ovog niza prelazi 270 MB/s (što je osjetno više od bilo kojeg modernog magnetskog tvrdog diska!), a brzina sekvencijalnog pisanja u osnovi ovisi o predmemoriji u sustavu Windows: bez toga jedva doseže potpuno neprihvatljivih 40- 50 MB/s, pa kako se s njim više nego utrostruči (vidi i HD Tach RW 3.0 graf), iako i dalje ne dostiže isto pri čitanju RAID-a 5, kao što je bilo s RAID-om 0. Ali u svakom slučaju, ovdje naš RAID 5 je mnogo brži od jednog Seagate Barracuda XT od sedam tisuća.
Još jedna značajna prednost Windows cachiranja diskovnih nizova je dramatično ubrzanje rada s malim (manjim od 64 KB) datotekama i blokovima podataka. To se jasno vidi iz rezultata ATTO Disk Benchmark 2.41 testa (okomito lijevo prikazuje veličinu podatkovnog bloka u KB; stupci desno - vrijednosti brzine u KB / s).
RAID 0 bez keširanja
RAID 0 s keširanjem
RAID 5 bez keširanja
RAID 5 s keširanjem
Kao što vidite, to ubrzava rad ne samo pri pisanju, već i pri čitanju. Općenito, upotreba nizova za predmemoriju u OS-u zapravo je neophodan uvjet ako želite postići dobre performanse na njima, ne samo sa streamingom podataka, već iu svemu ostalom (na primjer, kao disk sustava).
Rad operacija cachiranja s RAID-om kroz RAM računala (i pri čitanju i pri pisanju) zorno demonstrira sljedeći dijagram koji obično navodimo kao ilustraciju brzine sučelja diska (SATA, SAS itd.).
Brzina čitanja u međuspremniku od 3-5 GB / s na istom je redu veličine kao i propusnost memorije sustava na računalu poput našeg testa. DMI sabirnica, preko koje južni most Intelovih čipseta komunicira sa sustavom, ima puno manji potencijal, koji je, zapravo, jednak sabirnici PCI Express x4 prve generacije (tj. 1 GB/s u jednom smjeru). Drugi koristan zaključak iz ovog dijagrama je da se za RAID nizove (čak i bez predmemorije) brzina prijenosa podataka preko sabirnice (nekoliko SATA sabirnica) od hosta do pogona povećava proporcionalno broju diskova u nizu. A za RAID 0, na primjer, nekoliko je puta brži od brzine razmjene podataka s jednim SSD-om na SATA sabirnici. Zaključak je, općenito gledano, sasvim očit.
Usput, prosječno vrijeme slučajnog pristupa nizovima (malim blokovima) tijekom čitanja ne ovisi o predmemoriji sustava Windows, ali se tijekom pisanja značajno mijenja (vidi dijagram). Štoviše, za najjednostavniji (softverski) RAID 5 bez keširanja, nepristojno je velik.
Što se tiče dodatnog opterećenja CPU-a iz cachiranja, ono zasigurno postoji, ali za manje-više moderna stolna računala to se ne može nazvati previše opterećujućim. Pogledajmo grafikone iskorištenosti CPU-a pri pokretanju iste ATTO benchmark:
RAID 0 
RAID 5
CPU grafovi bez RAID predmemorije
I za RAID 0 i RAID 5, korištenje CPU-a za čitanje/pisanje bez predmemorije Windows RAID-a izraženo je u postocima. Ako je predmemoriranje omogućeno, tada se na malim blokovima opterećenje CPU-a povećava na desetke posto, ponekad i preko 50% (lijevi dijelovi grafikona su ispod).
RAID 0 
RAID 5
CPU grafovi s RAID cachiranjem
Zanimljivo je da je opterećenje procesora za RAID 5 nešto niže nego za RAID 0 - očito je to zbog veće brzine čitanja/pisanja za drugi slučaj. Osim toga, kako se veličina podatkovnog bloka povećava, opterećenje procesora se smanjuje, približavajući se onom s onemogućenim predmemoriranjem za blokove od 64 KB i više. Naravno, ovo je samo procjena, ilustracija pitanja. Ovaj aspekt bi se mogao istražiti skrupuloznije, u "čistom obliku". Ali u ovom slučaju za nas to nije svrha članka, budući da je pitanje koje nas zanima kakve su performanse pogona.
Potonje smo posebno ocjenjivali u složenim testovima koji simuliraju rad različitih zadataka u sustavu Windows - PCMark Vantage, PCMark05 i Intel NAS Performance Toolkit. Detaljni rezultati za svaki uzorak ovih testova prikazani su u općoj tablici. A u tijelu članka predstavit ćemo samo sažete dijagrame koji daju predodžbu o prosječnim performansama pogona u sustavu Windows.
U testu PCMark05, ovaj model SSD-a nadmašuje RAID 0 s 4 diska za manje od pola. Da, ovo je primjetna prednost, ali ne tako fatalna kao u usporedbi s jednim tvrdim diskom. Zanimljivo je da se ova prednost postiže samo u tri od pet PCMark05 uzoraka (uglavnom s Pokretanje sustava Windows i aplikacije), dok je u uzorku za skeniranje virusa naš RAID 0 10% brži od SSD-a, a u uzorku za pisanje datoteka općenito je brži od SSD-a, više od tri puta!
Nizovi za predmemoriju povećavaju performanse u ovom mjerilu za oko 1,5 puta, iako je jedan Seagate Barracuda XT još uvijek nešto brži od ovdje testiranog RAID-a 5. Međutim, nismo predložili korištenje ovog RAID-a 5 za glavne particije sustava i pokretanje aplikacija. ;) Ali kod pisanja datoteka u ovaj "arhivski" volumen (file Write pattern), njegova je brzina očito veća od brzine jednog diska.
U novijem testu PCMark Vantage pod Windowsom 7, prednost SSD-a u odnosu na naše nizove je ogromna (u prosjeku, najmanje tri puta). Očito je da su obrasci ovog mjerila vrlo aktivni u radu s pseudo-slučajnim pristupom pogonima, u kojima su SSD-ovi izvan konkurencije.
Međutim, analiza rezultata po obrascima (vidi tablicu) pokazuje da "nije sve za mačku Maslenica" - u nizu zadataka naš RAID 0 ne samo da ima sličnu brzinu sa SSD-om (Movie Maker, tj. uređivanje videa), ali ga može i značajno nadmašiti (Media Center). Dakle, barem za medijski centar, niz je isplativiji od SSD-a (to vrijedi i za njegov puno veći kapacitet). Keširanje ovdje također dodaje 20-30% prosječnoj izvedbi nizova, čineći čak i softverski RAID 5 prilično konkurentnim s jednim vrhunskim "dva terabajta".
U novijem i, po našem mišljenju, realnijem testu Intel NAS Performance Toolkit-a, koji koristi nešto drugačiju filozofiju benchmarkinga od "track" PCMarka, naime, izravan rad s sustav datoteka testiranom pogonu, umjesto da reproducira unaprijed snimljene (u drugom sustavu) naredbe za pristup disku unutar unaprijed kreirane privremene datoteke - situacija još više favorizira RAID s više diskova. Naš RAID 0 u prosjeku nadmašuje SSD-ove, ne samo s predmemoriranjem (1,5 puta!), nego i bez njega! A softverski baziran "arhivirani" RAID 5 s predmemoriranjem brži je od jednog Barracuda XT pogona.
Nakon detaljnijeg proučavanja (vidi tablicu), ispostavilo se da je u 10 od 12 uzoraka predmemorirani RAID 0 brži od SSD-a! To se odnosi na rad s videom, i na stvaranje sadržaja (kreiranje sadržaja), i na uredski rad, i na obradu fotografija (foto album) i kopiranje datoteka. Samo kod 4-stream video reprodukcije i kopiranja direktorija s mnogo datoteka s diska, SSD je pobijedio RAID 0 tradicionalnih tvrdih diskova. S ovom optimističnom notom, prelazimo na zaključak.
Zaključak
Zapravo, sve je već rečeno gore. Uz pravi izbor tradicionalnih tvrdih diskova na magnetskim pločama, njihovi nizovi od 4 pogona su prilično sposobni natjecati se u performansama u tipičnim zadacima stolnog računala s jednim SSD-om. isti trošak! Štoviše, po cijeni gigabajta prostora i po kapacitetu, takvi su nizovi neusporedivo isplativiji od SSD diskova. A mogućnost (u slučaju Intelovih čipseta) istovremeno s brzim RAID-om 0 da se na dijelu tvrdog diska stvori i prostrani zaštićeni "arhivski" RAID 5 za pohranjivanje najvažnijih podataka cjenovno nema ekvivalent među SSD-ovima. Dakle, izbor je na vama. Samo nemojte zaboraviti omogućiti predmemoriranje RAID polja pomoću odgovarajućeg uslužnog programa pod Windowsom - bez toga zadovoljstvo korištenja produktivnog, prostranog i ekonomičnog rješenja na vašoj radnoj površini neće biti potpuno.
I još par napomena - u vezi potrošnje energije i pouzdanosti ovih rješenja. Naravno, 0,5-3 W potrošnje jednog SSD-a ne može se usporediti s 20-40 W potrošnje energije niza od četiri HDD-a. Međutim, ne razmišljamo o prijenosnom računalu / nettopu, već o punopravnom stolnom računalu (inače, zapravo, nema potrebe za ograđivanjem takvog RAID-a). Stoga se potrošnja mora procijeniti ukupno. A na pozadini puno veće proždrljivosti tipičnih stolnih procesora (100-200 W zajedno s matičnom pločom) i video kartice (50-300 W), još nekoliko desetaka vata za pogone ne izgleda nimalo rasipno (samo paranoik će na svom kućnom električnom brojilu brojati dodatne kilovatsate od njih :)). Štoviše, ako uzmete u obzir da još uvijek morate kupiti jedan ili dva HDD-a za SSD (za procjenu: 20W · 8 sati · 30 dana = 4,8 kW · h, odnosno maksimalno 15-20 dodatnih rubalja za električne energije mjesečno). Što se tiče pouzdanosti oba rješenja, na webu možete pronaći brojne pritužbe na SSD-ove, RAID na čipset kontrolerima, pa čak i HDD-ove, iako im proizvođači obećavaju MTBF-ove od milijun sati. Dakle svejedno, bolja zaštita od gubitka podataka je njihov redoviti backup na neovisnim medijima. I ovo se nikada ne smije zaboraviti.
Za užinu - dijagram koji je geometrijski prosječan performanse (u MB/s) testiranih diskova za svih 26 testnih uzoraka PCMark05 (5 uzoraka), PCMark Vantage x86 (7 uzoraka), Intel NAS Performance Toolkit (12 uzoraka) i čitanje / pisanje velikih datoteka u ATTO Disk Benchmark (2 uzorka). Gledajte i razmišljajte. ;)
Sve moderne matične ploče opremljene su integriranim RAID kontrolerom, a vrhunski modeli imaju čak i nekoliko integriranih RAID kontrolera. Koliko su integrirani RAID kontroleri traženi kod kućnih korisnika, zasebno je pitanje. U svakom slučaju, moderna matična ploča daje korisniku mogućnost stvaranja RAID polja s nekoliko diskova. Međutim, ne zna svaki kućni korisnik kako stvoriti RAID polje, koju razinu polja odabrati, i općenito ima lošu ideju o prednostima i nedostacima korištenja RAID polja.
U ovom članku dat ćemo kratke preporuke kako stvoriti RAID nizove na kućnim računalima i na konkretnom primjeru pokazati kako možete samostalno testirati performanse RAID polja.
Povijest stvaranja
Pojam "RAID niz" prvi put se pojavio 1987. godine, kada su američki istraživači Patterson, Gibson i Katz sa Sveučilišta u Kaliforniji, Berkeley, u svom članku "A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Discs, RAID" opisali kako na taj način možete može kombinirati više jeftinih tvrdih diskova u jedan logički uređaj tako da je rezultat povećan kapacitet i performanse sustava, a kvar pojedinih diskova ne dovodi do kvara cijelog sustava.
Prošlo je više od 20 godina od objave ovog članka, ali tehnologija izgradnje RAID polja nije izgubila svoju relevantnost danas. Jedina stvar koja se od tada promijenila je dekodiranje RAID akronima. Činjenica je da se u početku RAID nizovi nisu gradili na jeftinim diskovima, pa je riječ Jeftin promijenjena u Neovisni, što je više odgovaralo stvarnosti.
Princip rada
Dakle, RAID je redundantni niz neovisnih diskova (Redundant Arrays of Independent Discs), kojemu je povjeren zadatak pružanja otpornosti na greške i poboljšanja performansi. Tolerancija grešaka se postiže redundantnošću. Odnosno, dio prostora na disku se dodjeljuje u uslužne svrhe, postajući nedostupan korisniku.
Povećanje performansi diskovnog podsustava osigurava istovremeni rad nekoliko diskova, i u tom smislu, što je više diskova u nizu (do određene granice), to bolje.
Dijeljenje diska u nizu može se obaviti pomoću paralelnog ili neovisnog pristupa. Uz paralelni pristup, prostor na disku je podijeljen u blokove (trake) za snimanje podataka. Slično, informacije koje se zapisuju na disk podijeljene su u iste blokove. Prilikom pisanja, pojedinačni blokovi se zapisuju na različite diskove, a nekoliko blokova istovremeno se zapisuje na različite diskove, što dovodi do povećanja performansi pisanja. Potrebne informacije također se čitaju u zasebnim blokovima istovremeno s nekoliko diskova, što također doprinosi povećanju performansi proporcionalno broju diskova u nizu.
Treba napomenuti da se model paralelnog pristupa implementira samo ako je veličina zahtjeva za pisanje podataka veća od veličine samog bloka. Inače je praktički nemoguće izvesti paralelno snimanje nekoliko blokova. Zamislite situaciju u kojoj je veličina pojedinačnog bloka 8 KB, a veličina zahtjeva za pisanje 64 KB. U ovom slučaju, izvorne informacije se izrezuju u osam blokova od 8 KB svaki. Ako imate niz od četiri diska, možete pisati četiri bloka, ili 32 KB, odjednom. Očito je da će u razmatranom primjeru brzina zapisivanja i čitanja biti četiri puta veća nego kod korištenja jednog diska. To vrijedi samo za idealnu situaciju, ali veličina zahtjeva nije uvijek višekratnik veličine bloka i broja diskova u nizu.
Ako je veličina podataka koji se zapisuju manja od veličine bloka, tada se implementira bitno drugačiji model - neovisni pristup. Štoviše, ovaj model se također može koristiti kada je veličina snimljenih podataka veća od veličine jednog bloka. Uz neovisni pristup, svi podaci iz jednog zahtjeva zapisuju se na zaseban disk, odnosno situacija je identična radu s jednim diskom. Prednost modela neovisnog pristupa je da ako se istovremeno primi više zahtjeva za pisanje (čitanje), svi će se izvršavati na zasebnim diskovima neovisno jedan o drugom. Ova situacija je tipična, na primjer, za poslužitelje.
Prema različitim vrstama pristupa, postoje i različite vrste RAID polja, koje obično karakteriziraju RAID razine. Osim vrste pristupa, razine RAID-a razlikuju se po načinu na koji se nalaze i generiranju suvišnih informacija. Suvišne informacije mogu se smjestiti na namjenski disk ili podijeliti na svim diskovima. Postoji mnogo načina za generiranje ovih informacija. Najjednostavniji od njih je potpuno dupliciranje (100-postotna redundancija) ili zrcaljenje. Osim toga, koriste se kodovi za ispravljanje pogrešaka, kao i izračun parnosti.
RAID razine
Trenutno postoji nekoliko RAID razina koje se mogu smatrati standardiziranim - to su RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5 i RAID 6.
Različite kombinacije razina RAID-a također se koriste za kombiniranje njihovih zasluga. Obično je to kombinacija neke razine otpornosti na greške i razine 0 koja se koristi za poboljšanje performansi (RAID 1 + 0, RAID 0 + 1, RAID 50).
Imajte na umu da svi moderni RAID kontroleri podržavaju JBOD (Just a Bench Of Disks) funkciju, koja nije namijenjena kreiranju nizova – pruža mogućnost spajanja pojedinačnih diskova na RAID kontroler.
Treba napomenuti da RAID kontroleri integrirani na matične ploče za kućna računala ne podržavaju sve RAID razine. RAID kontroleri s dva porta podržavaju samo razine 0 i 1, dok RAID kontroleri s velikim brojem portova (na primjer, 6-portni RAID kontroler integriran u južni most čipseta ICH9R / ICH10R) također podržavaju razine 10 i 5.
Osim toga, ako govorimo o matičnim pločama baziranim na Intelovim čipsetima, oni također implementiraju funkciju Intel Matrix RAID, koja vam omogućuje stvaranje na nekoliko tvrdi disk h RAID matrice na nekoliko razina u isto vrijeme, dodjeljujući dio prostora na disku za svaku od njih.
RAID 0
RAID razina 0, strogo govoreći, nije redundantni niz i stoga ne pruža pouzdanost pohrane podataka. Ipak, ova se razina aktivno koristi u slučajevima kada je potrebno osigurati visoke performanse diskovnog podsustava. Prilikom stvaranja RAID 0 polja, informacije se dijele na blokove (ponekad se ti blokovi nazivaju trakama), koji se zapisuju na zasebne diskove, odnosno stvara se sustav s paralelnim pristupom (ako, naravno, veličina bloka dopušta to). Uz mogućnost istodobnog I/O s više diskova, RAID 0 pruža najbrže brzine prijenosa i maksimalno iskorištenje prostora na disku jer ne zahtijeva prostor za pohranu kontrolnih zbroja. Provedba ove razine je vrlo jednostavna. RAID 0 se uglavnom koristi u područjima gdje je potreban brz prijenos velikih količina podataka.
RAID 1 (zrcaljeni disk)
RAID Level 1 je 100 posto redundantni niz od dva pogona. Odnosno, podaci su jednostavno potpuno duplicirani (zrcaljeni), zbog čega se vrlo visoka razina pouzdanost (kao i trošak). Imajte na umu da implementacija razine 1 ne zahtijeva prethodno particioniranje diskova i podataka u blokove. U najjednostavnijem slučaju, dva pogona sadrže iste informacije i jedan su logički pogon. Ako jedan disk pokvari, njegove funkcije obavlja drugi (što je apsolutno transparentno za korisnika). Vraćanje niza vrši se jednostavnim kopiranjem. Osim toga, ova razina udvostručuje brzinu čitanja informacija, budući da se ova operacija može izvesti istovremeno s dva diska. Ova shema pohrane podataka koristi se uglavnom u slučajevima kada je trošak sigurnosti podataka mnogo veći od troška implementacije sustava za pohranu podataka.
RAID 5
RAID 5 je diskovni niz otporan na greške s distribuiranom pohranom kontrolnog zbroja. Prilikom pisanja, tok podataka se dijeli na blokove (trake) na razini bajta i istovremeno se upisuje na sve diskove u nizu kružnim redoslijedom.
Pretpostavimo da niz sadrži n diskove i veličinu trake d... Za svaku porciju n – 1 izračunava se kontrolni zbroj traka str.
Pruga d 1 zapisano na prvi disk, traka d 2- na drugom i tako sve do trake d n – 1, koji je napisan na ( n–1) ti disk. Nadalje n-ti kontrolni zbroj diska je zapisan p n, a proces se ciklički ponavlja od prvog diska na kojem je traka upisana d n.
Proces snimanja (n – 1) pruge i njihov kontrolni zbroj se proizvode istovremeno za sve n diskovi.
Kontrolni zbroj se izračunava korištenjem operacije isključivog ILI (XOR) na blokovima podataka koji se zapisuju. Dakle, ako postoji n tvrdi diskovi, d- podatkovni blok (traka), kontrolni zbroj se izračunava pomoću sljedeće formule:
p n = d 1 d 2 ... d 1-1.
U slučaju kvara bilo kojeg diska, podaci na njemu mogu se oporaviti iz kontrolnih podataka i podataka preostalih na zdravim diskovima.
Kao ilustraciju, razmotrite blokove od četiri bita. Pretpostavimo da postoji samo pet diskova za pohranjivanje podataka i zapisivanje kontrolnih zbroja. Ako postoji niz bitova 1101 0011 1100 1011, podijeljen u blokove od četiri bita, tada za izračunavanje kontrolnog zbroja morate izvesti sljedeću operaciju po bitu:
1101 0011 1100 1011 = 1001.
Dakle, kontrolni zbroj zapisan na peti disk je 1001.
Ako jedan od diskova, na primjer četvrti, nije u redu, onda blok d 4= 1100 neće biti dostupno kada se pročita. Međutim, njegova se vrijednost može lako vratiti iz kontrolnog zbroja i iz vrijednosti preostalih blokova koristeći istu operaciju "isključivo ILI":
d 4 = d 1 d 2d 4str 5.
U našem primjeru dobivamo:
d 4 = (1101) (0011) (1100) (1011) = 1001.
U slučaju RAID-a 5, svi diskovi u nizu su iste veličine, ali ukupni kapacitet diskovnog podsustava dostupnog za pisanje postaje manji od točno jednog diska. Na primjer, ako pet diskova ima 100 GB, tada je stvarna veličina niza 400 GB jer je 100 GB rezervirano za informacije revizije.
RAID 5 može biti izgrađen na tri ili više tvrdih diskova. Kako se broj tvrdih diskova u nizu povećava, njegova se redundancija smanjuje.
RAID 5 ima neovisnu pristupnu arhitekturu koja omogućuje istovremeno izvođenje višestrukih čitanja ili upisa.
RAID 10
RAID 10 kombinacija je razina 0 i 1. Za ovu razinu potrebna su najmanje četiri pogona. U RAID 10 nizu od četiri diska, oni su upareni zajedno u nizove razine 0, a oba ova niza su kao logičkih pogona Kombiniraju se u niz razine 1. Moguć je i drugi pristup: u početku se diskovi kombiniraju u zrcaljene nizove razine 1, a zatim se logički diskovi temeljeni na tim nizovima kombiniraju u niz razine 0.
Intel Matrix RAID
Razmatrani RAID-nizovi razina 5 i 1 rijetko se koriste kod kuće, što je prvenstveno zbog visoke cijene takvih rješenja. Za kućna računala najčešće se koristi niz razine 0 na dva diska. Kao što smo već napomenuli, RAID razina 0 ne pruža sigurnost pohrane podataka, pa su krajnji korisnici suočeni s izborom: stvoriti brzu, ali ne osigurati pouzdanost pohrane podataka, RAID razinu 0, ili povećati cijenu prostora na disku. , - RAID- polje razine 1 koje pruža pouzdanost podataka bez značajnog povećanja performansi.
Kako bi riješio ovaj težak problem, Intel je razvio Intel Matrix Storage Technology, koja kombinira prednosti Tier 0 i Tier 1 nizova na samo dva fizička diska. A kako bi se naglasilo da u ovom slučaju ne govorimo samo o RAID polju, već o nizu koji kombinira fizičke i logičke diskove, u nazivu tehnologije umjesto riječi "array" koristi se riječ "matrica".
Dakle, što je RAID niz s dva pogona s Intel Matrix Storage tehnologijom? Glavna ideja je da ako postoji nekoliko tvrdih diskova u sustavu i matična ploča s Intel čipsetom koji podržava tehnologiju Intel Matrix Storage, moguće je podijeliti prostor na disku na nekoliko dijelova, od kojih će svaki funkcionirati kao zaseban RAID niz .
Pogledajmo jednostavan primjer RAID matrice koja se sastoji od dva pogona od 120 GB. Svaki od diskova može se podijeliti na dva logička diska, na primjer, svaki od 40 i 80 GB. Nadalje, dva logička pogona iste veličine (na primjer, 40 GB svaki) mogu se kombinirati u matricu RAID razine 1, a preostali logički pogoni u matricu RAID razine 0.
U principu, koristeći dva fizička diska, također je moguće stvoriti samo jednu ili dvije RAID-0 matrice, ali je nemoguće dobiti samo matrice razine 1. Odnosno, ako sustav ima samo dva diska, tada tehnologija Intel Matrix Storage omogućuje stvaranje sljedećih vrsta RAID matrica:
- jedna matrica razine 0;
- dvije matrice razine 0;
- matrica razine 0 i matrica razine 1.
Ako sustav ima tri čvrsta diska, tada se mogu kreirati sljedeće vrste RAID matrica:
- jedna matrica razine 0;
- jedna matrica razine 5;
- dvije matrice razine 0;
- dvije matrice razine 5;
- matrica razine 0 i matrica razine 5.
Ako sustav ima četiri čvrsta diska, tada je dodatno moguće izraditi RAID-matricu razine 10, kao i kombinacije razine 10 i razine 0 ili 5.
Od teorije do prakse
Ako govorimo o kućnim računalima, najtraženiji i najpopularniji su RAID nizovi razine 0 i 1. Korištenje RAID nizova od tri ili više diskova u kućnim računalima prije je iznimka od pravila. To je zbog činjenice da, s jedne strane, cijena RAID polja raste proporcionalno broju diskova koji se u njemu koriste, as druge strane, za kućna računala, kapacitet diskovnog polja je od primarne važnosti. , umjesto njegove izvedbe i pouzdanosti.
Stoga ćemo u nastavku razmotriti RAID nizove razina 0 i 1 na temelju samo dva diska. Zadatak našeg istraživanja bit će usporediti performanse i funkcionalnost RAID-nizova razina 0 i 1, stvorenih na temelju nekoliko integriranih RAID-kontrolera, kao i proučavanje ovisnosti karakteristika brzine RAID-polja. na veličinu trake.
Činjenica je da, iako bi se teoretski, kada se koristi RAID 0 polje, brzina čitanja i pisanja trebala udvostručiti, u praksi je povećanje karakteristika brzine puno manje skromno i različito je za različite RAID kontrolere. Slično, za niz RAID razine 1: unatoč činjenici da bi se u teoriji brzina čitanja trebala udvostručiti, u praksi sve nije tako glatko.
Za naše usporedno testiranje Za RAID kontrolere koristili smo matičnu ploču Gigabyte GA-EX58A-UD7. Ova se ploča temelji na Intel X58 Express čipsetu s ICH10R Southbridge, koji ima integrirani RAID kontroler za šest SATA II portova koji podržava RAID 0, 1, 10 i 5 s Intel Matrix RAID funkcijom. Dodatno, Gigabyte GA-EX58A-UD7 integrira GIGABYTE SATA2 RAID kontroler, na temelju kojeg su implementirana dva SATA II porta s mogućnošću organiziranja RAID nizova razina 0, 1 i JBOD.
GA-EX58A-UD7 također integrira Marvell 9128 SATA III kontroler na temelju kojeg su implementirana dva SATA III porta s mogućnošću organiziranja RAID nizova razina 0, 1 i JBOD.
Dakle, Gigabyte GA-EX58A-UD7 ima tri odvojena RAID kontrolera, na temelju kojih možete kreirati RAID nizove razina 0 i 1 te ih međusobno uspoređivati. Podsjetimo da je SATA III standard unatrag kompatibilan sa SATA II standardom, stoga, na temelju Marvell 9128 kontrolera koji podržava SATA III pogone, također možete kreirati RAID nizove pomoću SATA II pogona.
Ispitni stol imao je sljedeću konfiguraciju:
- procesor - Intel Core i7-965 Extreme Edition;
- matična ploča - Gigabyte GA-EX58A-UD7;
- BIOS verzija - F2a;
- tvrdi diskovi- dva Western Digital WD1002FBYS pogona, jedan Western Digital WD3200AAKS pogon;
- integrirani RAID kontroleri:
- ICH10R,
- GIGABYTE SATA2,
- Marvell 9128;
- memorija - DDR3-1066;
- veličina memorije - 3 GB (tri modula, po 1024 MB);
- način rada memorije - DDR3-1333, trokanalni način rada;
- video kartica - Gigabyte GeForce GTS295;
- napajanje - Tagan 1300W.
Testiranje se provodi pod kontrolom operacijske sobe Microsoftovi sustavi Windows 7 Ultimate (32-bitni). Operacijski sustav je instaliran na Western Digital WD3200AAKS disk, koji je bio spojen na port SATA II kontrolera integriranog u ICH10R južni most. RAID niz je sastavljen na dva WD1002FBYS pogona sa SATA II sučeljem.
Za mjerenje karakteristika brzine kreiranih RAID polja koristili smo uslužni program IOmeter, koji je industrijski standard za mjerenje performansi diskovnih sustava.
Uslužni program IOmeter
Budući da smo ovaj članak zamislili kao svojevrsni korisnički vodič za kreiranje i testiranje RAID polja, logično bi bilo započeti s opisom uslužnog programa IOmeter (Input/Output meter) koji je, kao što smo već napomenuli, svojevrsni industrijski standard za mjerenje performansi disk sustava. Ovaj uslužni program je besplatan i može se preuzeti s http://www.iometer.org.
Uslužni program IOmeter je sintetičko mjerilo koje vam omogućuje rad s neparticioniranim tvrdim diskovima, tako da možete testirati diskove bez obzira na strukturu datoteka i minimizirati utjecaj operacijskog sustava.
Tijekom testiranja moguće je kreirati određeni pristupni model, ili "uzorak", koji vam omogućuje da konkretizirate izvedbu određenih operacija na tvrdom disku. U slučaju izrade određenog modela pristupa dopuštena je promjena sljedećih parametara:
- veličina zahtjeva za prijenos podataka;
- slučajna / sekvencijalna distribucija (u%);
- raspodjela operacija čitanja/pisanja (u%);
- broj odvojenih I/O operacija koje se izvode paralelno.
Uslužni program IOmeter ne zahtijeva instalaciju na računalu i sastoji se od dva dijela: samog IOmetera i Dynamo.
IOmeter je upravljački dio programa s grafičkim korisničkim sučeljem koje vam omogućuje sve potrebne postavke... Dinamo je generator opterećenja koji nema sučelje. Svaki put kada pokrenete datoteku IOmeter.exe, automatski se pokreće generator opterećenja Dynamo.exe.
Da biste počeli raditi s programom IOmeter, samo pokrenite datoteku IOmeter.exe. Time se otvara glavni prozor programa IOmeter (slika 1).
Riža. 1. Glavni prozor programa IOmeter
Treba napomenuti da uslužni program IOmeter omogućuje testiranje ne samo sustava lokalnog diska (DAS), već i mrežnih uređaja za pohranu (NAS). Na primjer, može se koristiti za testiranje performansi diskovnog podsustava poslužitelja (datotečnog poslužitelja) pomoću nekoliko mrežnih klijenata. Stoga se neke oznake i alati u prozoru uslužnog programa IOmeter odnose posebno na mrežne postavke programe. Jasno je da nam prilikom testiranja diskova i RAID polja neće trebati ove značajke programa, pa stoga nećemo objašnjavati svrhu svih kartica i alata.
Dakle, kada pokrenete program IOmeter, na lijevoj strani glavnog prozora (u prozoru Topologija) bit će prikazana struktura stabla svih pokretanih generatora opterećenja (Dynamo instance). Svaka pokrenuta instanca Dynamo Load Generatora naziva se upraviteljem. Osim toga, program IOmeter je višenitni i svaka pojedinačna pokrenuta nit instance Dynamo Load Generatora naziva se Worker. Broj pokrenutih Workers-a uvijek odgovara broju logičkih procesorskih jezgri.
U našem primjeru koristi se samo jedno računalo s četverojezgrenim procesorom koji podržava Hyper-Threading tehnologiju, pa se pokreće samo jedan manager (jedna Dynamo instanca) i osam (po broju jezgri logičkog procesora) Workera.
Zapravo, nema potrebe ništa mijenjati ili dodavati za testiranje diskova u ovom prozoru.
Ako mišem odaberete naziv računala u strukturi stabla pokretanja Dynamo instanci, tada u prozoru Cilj u kartici Disk Target bit će prikazani svi diskovi, diskovni nizovi i drugi pogoni (uključujući mrežne pogone) instalirani u računalu. To su pogoni s kojima IOmeter može upravljati. Mediji mogu biti označeni žutom ili plavom bojom. Logičke particije medija označene su žutom bojom, a fizički uređaji bez logičkih particija stvorenih na njima su plave boje. Logički dio može, ali i ne mora biti precrtan. Činjenica je da program za rad s logičkom particijom najprije mora biti pripremljen stvaranjem posebne datoteke na njoj, veličine jednake kapacitetu cijele logičke particije. Ako je logički dio precrtan, to znači da odjeljak još nije pripremljen za testiranje (pripremit će se automatski u prvoj fazi testiranja), ali ako dio nije precrtan, to znači da je datoteka već kreiran na logičkom dijelu koji je potpuno spreman za testiranje...
Imajte na umu da je, unatoč podržanoj mogućnosti rada s logičkim particijama, optimalno testirati točno diskove koji nisu particionirani na logičke particije. Vrlo je jednostavno izbrisati logičku particiju diska - putem umetka Upravljanje diskovima... Da biste mu pristupili, samo kliknite desni klik miša na ikoni Računalo na radnoj površini i u izborniku koji se otvori odaberite stavku Upravljati... U otvorenom prozoru Upravljanje računalom na lijevoj strani odaberite stavku Skladištenje, a u njemu - Upravljanje diskovima... Nakon toga, na desnoj strani prozora Upravljanje računalom bit će prikazani svi mapirani pogoni. Desnim klikom na željeni disk i odabirom u izborniku koji se otvori Izbriši glasnoću..., možete izbrisati logičku particiju na fizičkom disku. Podsjetimo da kada se logička particija izbriše s diska, sve informacije na njoj se trajno brišu.
Općenito, pomoću uslužnog programa IOmeter možete samo testirati prazni diskovi ili diskovnih nizova. To jest, ne možete testirati disk ili diskovni niz na kojem je instaliran operativni sustav.
Dakle, vratimo se na opis uslužnog programa IOmeter. U prozoru Cilj u kartici Disk Target potrebno je odabrati disk (ili diskovni niz) koji će se testirati. Zatim morate otvoriti karticu Specifikacije pristupa(slika 2), na kojoj će biti moguće definirati testni scenarij.
Riža. 2. Pristupite kartici Specifikacije uslužnog programa IOmeter
U prozoru Specifikacije globalnog pristupa postoji popis unaprijed definiranih testnih skripti koje se mogu dodijeliti upravitelju pokretanja. Međutim, ove skripte nam ne trebaju, tako da se sve mogu odabrati i izbrisati (za to postoji gumb Izbrisati). Nakon toga kliknite na gumb Novi za stvaranje nove testne skripte. U otvorenom prozoru Uredi specifikaciju pristupa možete definirati skriptu za pokretanje za disk ili RAID polje.
Pretpostavimo da želimo saznati ovisnost sekvencijalne (linearne) brzine čitanja i pisanja o veličini bloka zahtjeva za prijenos podataka. Da bismo to učinili, moramo generirati niz skripti za uzastopno čitanje s različitim veličinama bloka, a zatim niz skripti za uzastopno pisanje s različitim veličinama bloka. Obično se veličine bloka biraju u obliku retka, čiji je svaki član dvostruko veći od prethodnog, a prvi član ovog retka je 512 bajtova. Odnosno, veličine blokova su sljedeće: 512 bajtova, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 KB, 1 MB. Nema smisla povećavati veličinu bloka većom od 1 MB za sekvencijalne operacije, budući da se s tako velikim veličinama podatkovnih blokova brzina sekvencijalnih operacija ne mijenja.
Dakle, napravimo skriptu za sekvencijalno čitanje za 512-bajtni blok.
U polju Ime prozor Uredi specifikaciju pristupa unesite naziv skripte za pokretanje. Na primjer, Sequential_Read_512. Dalje na terenu Veličina zahtjeva za prijenos postavite veličinu podatkovnog bloka na 512 bajtova. Klizač Postotak slučajne / sekvencijalne distribucije(postotni omjer između sekvencijalnih i selektivnih operacija) pomičemo skroz ulijevo tako da sve naše operacije budu samo sekvencijalne. Pa, klizač , koji postavlja postotak između operacija čitanja i pisanja, pomičemo skroz udesno tako da sve naše operacije budu samo za čitanje. Ostali parametri u prozoru Uredi specifikaciju pristupa nema potrebe mijenjati (sl. 3).
Riža. 3. Uredite prozor specifikacije pristupa za stvaranje skripte za uzastopno čitanje pokretanja
s veličinom podatkovnog bloka od 512 bajtova
Kliknite na gumb U redu, a prva skripta koju smo kreirali bit će prikazana u prozoru Specifikacije globalnog pristupa u kartici Specifikacije pristupa IOmeter uslužni programi.
Slično, trebate kreirati skripte za ostale blokove podataka, međutim, kako bi vam olakšali rad, lakše je ne kreirati skriptu svaki put ponovno klikom na gumb Novi, i nakon odabira zadnjeg kreiranog scenarija, pritisnite gumb Uredi kopiju(uredi kopiju). Nakon toga, prozor će se ponovno otvoriti. Uredi specifikaciju pristupa s postavkama naše posljednje kreirane skripte. Bit će dovoljno promijeniti samo naziv i veličinu bloka. Nakon što ste napravili sličan postupak za sve druge veličine blokova, možete početi generirati skripte za sekvencijalno snimanje, što se radi na potpuno isti način, osim što klizač Postotak distribucije čitanja/pisanja, koji postavlja postotak između operacija čitanja i pisanja, mora se pomaknuti skroz ulijevo.
Slično, možete kreirati skripte za selektivno pisanje i čitanje.
Nakon što su sve skripte spremne, potrebno ih je dodijeliti upravitelju preuzimanja, odnosno naznačiti s kojim će skriptama raditi Dinamo.
Da biste to učinili, još jednom provjerite to u prozoru Topologija ime računala je istaknuto (tj. upravitelj opterećenja na lokalnom računalu), a ne poseban Worker. To osigurava da se scenariji opterećenja dodijele svim radnicima odjednom. Sljedeći u prozoru Specifikacije globalnog pristupa odaberite sve scenarije opterećenja koje smo kreirali i pritisnite gumb Dodati... Svi odabrani scenariji učitavanja bit će dodani u prozor (slika 4).
Riža. 4. Dodjeljivanje generiranih scenarija opterećenja upravitelju opterećenja
Nakon toga morate prijeći na karticu Postavljanje testa(slika 5), gdje možete postaviti vrijeme izvršavanja svake skripte koju smo kreirali. Za ovo u grupi Vrijeme rada postavljamo vrijeme izvršenja scenarija učitavanja. Bit će dovoljno postaviti vrijeme na 3 minute.
Riža. 5. Postavljanje vremena izvršenja scenarija učitavanja
Također na terenu Opis testa morate navesti naziv cijelog testa. U principu, ova kartica ima puno drugih postavki, ali one nisu potrebne za naše zadatke.
Nakon što su napravljene sve potrebne postavke, preporuča se spremanje kreiranog testa klikom na gumb s disketom na alatnoj traci. Test se sprema s nastavkom * .icf. Nakon toga, bit će moguće koristiti generiranu skriptu učitavanja pokretanjem ne datoteke IOmeter.exe, već spremljene datoteke s nastavkom * .icf.
Sada možete započeti s testiranjem izravno klikom na gumb sa zastavicom. Od vas će se tražiti da navedete naziv datoteke s rezultatima testa i odaberete njezino mjesto. Rezultati ispitivanja spremaju se u CSV datoteku, koja se zatim može jednostavno izvesti u Excel i, nakon postavljanja filtera po prvom stupcu, odabrati tražene podatke s rezultatima testa.
Tijekom testiranja, srednji rezultati se mogu vidjeti na kartici Prikaz rezultata, a na kartici možete odrediti na koji se scenarij učitavanja odnose Specifikacije pristupa... U prozoru Specifikacija dodijeljenog pristupa izvršna skripta prikazana je zelenom bojom, dovršene skripte crvenom, a neizvršene skripte plavom.
Dakle, pokrili smo osnovne trikove IOmetera koji su potrebni za testiranje pojedinačnih diskova ili RAID polja. Imajte na umu da nismo pokrili sve značajke uslužnog programa IOmeter, ali opis svih njegovih značajki je izvan dosega ovog članka.
Kreiranje RAID niza temeljenog na GIGABYTE SATA2 kontroleru
Stoga počinjemo graditi RAID niz s dva pogona koristeći ugrađeni GIGABYTE SATA2 RAID kontroler. Naravno, sam Gigabyte ne proizvodi čipove, pa se stoga ispod GIGABYTE SATA2 čipa krije ponovno označeni čip druge tvrtke. Kao što možete vidjeti iz INF datoteke upravljačkog programa, ovo je JMicron JMB36x kontroler serije.
Pristup izborniku konfiguracije kontrolera moguć je u fazi pokretanja sustava, za što trebate pritisnuti kombinaciju tipki Ctrl + G kada se na zaslonu pojavi odgovarajuća poruka. Naravno, prvo, u postavkama BIOS-a morate definirati način rada dva SATA porta vezana za GIGABYTE SATA2 kontroler kao RAID (inače će pristup izborniku RAID konfiguratora biti nemoguć).
Izbornik konfiguracije za GIGABYTE SATA2 RAID kontroler je prilično jednostavan. Kao što smo već napomenuli, kontroler je dual-port i omogućuje vam stvaranje RAID nizova razine 0 ili 1. Možete izbrisati ili stvoriti RAID polje kroz izbornik postavki kontrolera. Prilikom izrade RAID polja možete odrediti njegov naziv, odabrati razinu niza (0 ili 1), postaviti veličinu trake za RAID 0 (128, 84, 32, 16, 8 ili 4K), a također odrediti veličinu niza.
Ako je niz stvoren, tada bilo kakve promjene u njemu više nisu moguće. To jest, ne možete naknadno promijeniti za stvoreni niz, na primjer, njegovu razinu ili veličinu trake. Da biste to učinili, najprije morate izbrisati niz (uz gubitak podataka), a zatim ga stvoriti iznova. Zapravo, to nije karakteristično samo za GIGABYTE SATA2 kontroler. Nemogućnost promjene parametara kreiranih RAID polja je značajka svih kontrolera, što proizlazi iz samog principa implementacije RAID polja.
Nakon što je GIGABYTE SATA2 Controller Array kreiran, možete vidjeti njegove trenutne informacije koristeći GIGABYTE RAID Configurer Utility, koji se automatski instalira s drajverom.
Izrada RAID polja temeljenog na Marvell 9128 kontroleru
Konfiguriranje Marvell 9128 RAID kontrolera moguće je samo putem postavki BIOS ploče Gigabyte GA-EX58A-UD7. Općenito, treba reći da je izbornik konfiguratora Marvell 9128 kontrolera pomalo vlažan i može dovesti u zabludu neiskusne korisnike. Međutim, o ovim manjim nedostacima ćemo govoriti nešto kasnije, ali za sada ćemo razmotriti glavne funkcionalnost kontroler Marvell 9128.
Dakle, iako ovaj kontroler podržava SATA III pogone, također je potpuno kompatibilan sa SATA II pogonima.
Marvell 9128 kontroler omogućuje stvaranje RAID 0 i 1 polja na temelju dva pogona. Za polje razine 0 možete odrediti veličinu trake od 32 KB ili 64 KB i navesti naziv niza. Osim toga, postoji i takva opcija kao što je Gigabyte Rounding, što je potrebno objasniti. Unatoč nazivu, koji je u skladu s imenom proizvođača, funkcija Gigabyte Rounding nema nikakve veze s tim. Štoviše, nema nikakve veze s RAID razinom 0, iako se u postavkama kontrolera može definirati posebno za niz ove razine. Zapravo, ovo je prvi od onih nedostataka u konfiguratoru Marvell 9128 kontrolera, koje smo spomenuli. Gigabyte zaokruživanje definirano je samo za RAID Level 1. Omogućuje vam korištenje dva pogona (na primjer, različitih proizvođača ili različitih modela) s neznatno različitim kapacitetima za stvaranje RAID 1 polja. Funkcija Gigabyte Rounding postavlja razliku u veličini dvaju pogona koji se koriste za stvaranje polja RAID 1. U kontroleru Marvell 9128, funkcija Gigabyte Rounding omogućuje vam da odredite razliku u veličini diskova od 1 GB ili 10 GB .
Još jedna mana u konfiguratoru Marvell 9128 kontrolera je da prilikom kreiranja RAID 1 polja korisnik ima priliku odabrati veličinu trake (32 ili 64 KB). Međutim, pojam trake uopće nije definiran za polje RAID razine 1.
Izrada RAID polja na temelju kontrolera integriranog u ICH10R
RAID kontroler integriran u ICH10R južni most je najčešći. Kao što je navedeno, ovo je RAID kontroler sa 6 portova i podržava ne samo RAID 0 i RAID 1, već i RAID 5 i RAID 10.
Pristup izborniku konfiguracije kontrolera moguć je u fazi pokretanja sustava, za što trebate pritisnuti kombinaciju tipki Ctrl + I kada se na zaslonu pojavi odgovarajuća poruka. Naravno, prvo, u postavkama BIOS-a, trebali biste definirati način rada ovog kontrolera kao RAID (inače će biti nemoguć pristup izborniku konfiguratora RAID polja).
Izbornik za postavljanje RAID kontrolera prilično je jednostavan. Možete izbrisati ili stvoriti RAID polje putem izbornika konfiguracije kontrolera. Prilikom izrade RAID polja možete odrediti njegov naziv, odabrati razinu polja (0, 1, 5 ili 10), postaviti veličinu trake za RAID 0 (128, 84, 32, 16, 8 ili 4K) i definirati veličinu niza.
Usporedba performansi RAID polja
Da bismo testirali RAID nizove pomoću uslužnog programa IOmeter, kreirali smo scenarije sekvencijalnog čitanja, sekvencijalnog pisanja, selektivnog čitanja i selektivnog učitavanja. Veličine blokova podataka u svakom scenariju učitavanja bile su sljedeće: 512 bajtova, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 KB, 1 MB.
Na svakom od RAID kontrolera stvoreno je polje RAID 0 sa svim dopuštenim veličinama traka i polje RAID 1. Osim toga, kako bismo mogli procijeniti učinak dobiven korištenjem RAID polja, testirali smo i jedan disk na svakom od RAID kontrolera.
Dakle, okrenimo se rezultatima našeg testiranja.
GIGABYTE SATA2 kontroler
Prije svega, pogledajmo rezultate testiranja RAID nizova temeljenih na GIGABYTE SATA2 kontroleru (slika 6-13). Općenito, kontroler se pokazao doslovno tajanstvenim, a njegova izvedba jednostavno je razočarala.
|
|
Riža. 6. Brzina uzastopnih |
Riža. 7. Brzina uzastopnih |
|
|
Riža. 12. Brzina uzastopnih |
Riža. 13. Brzina uzastopnih |
Gledajući karakteristike brzine jednog diska (bez RAID polja), maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja je 102 MB/s, a maksimalna brzina sekvencijalnog pisanja je 107 MB/s.
Prilikom stvaranja RAID 0 polja s trakom od 128 KB, maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja i pisanja povećava se na 125 MB/s, što je povećanje od oko 22%.
Uz veličinu trake od 64, 32 ili 16 KB, maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja je 130 MB/s, a maksimalna brzina sekvencijalnog pisanja je 141 MB/s. Odnosno, s navedenim veličinama traka, maksimalna sekvencijalna brzina čitanja povećava se za 27%, a najveća sekvencijalna brzina pisanja - za 31%.
Zapravo, to nije dovoljno za polje razine 0, a želio bih da maksimalna brzina sekvencijalnih operacija bude veća.
S veličinom trake od 8 KB, maksimalne sekvencijalne operacije (čitanje i pisanje) ostaju otprilike iste kao kod veličine trake od 64, 32 ili 16 KB, ali postoje očiti problemi sa selektivnim čitanjem. Kako veličina podatkovnog bloka raste do 128 KB, selektivna brzina čitanja (kako bi trebala biti) raste proporcionalno veličini podatkovnog bloka. Međutim, s veličinom podatkovnog bloka većom od 128 KB, selektivna brzina čitanja pada na gotovo nulu (na oko 0,1 MB/s).
S veličinom trake od 4 KB, ne samo da se selektivna brzina čitanja smanjuje s veličinom bloka većom od 128 KB, već i brzina sekvencijalnog čitanja s veličinom bloka većom od 16 KB.
Korištenje RAID 1 polja na GIGABYTE SATA2 kontroleru teško mijenja (u usporedbi s jednim pogonom) sekvencijalnu brzinu čitanja, ali je maksimalna brzina sekvencijalnog pisanja smanjena na 75 MB/s. Podsjetimo da bi se za RAID 1 polje brzina čitanja trebala povećati, a brzina pisanja ne bi se trebala smanjiti u usporedbi s brzinom čitanja i pisanja jednog diska.
Postoji samo jedan zaključak koji se može izvući iz rezultata testa GIGABYTE SATA2 kontrolera. Ima smisla koristiti ovaj kontroler za stvaranje RAID 0 i RAID 1 polja samo kada su svi drugi RAID kontroleri (Marvell 9128, ICH10R) već u upotrebi. Iako je takvu situaciju prilično teško zamisliti.
Kontroler Marvell 9128
Marvell 9128 kontroler radio je mnogo brže od GIGABYTE SATA2 kontrolera (Slika 14-17). Zapravo, razlike se pojavljuju čak i kada kontroler radi s jednim diskom. Dok GIGABYTE SATA2 kontroler postiže maksimalnu sekvencijalnu brzinu čitanja od 102 MB / s s podatkovnim blokom od 128 KB, Marvell 9128 kontroler postiže maksimalnu sekvencijalnu brzinu čitanja od 107 MB / s s podatkovnim blokom od 16 KB.
|
|
Riža. 18. Brzina uzastopnih Ako govorimo o RAID 0 polju na ICH10R kontroleru, tada maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja i pisanja ne ovisi o veličini trake i iznosi 212 MB / s. Samo veličina podatkovnog bloka ovisi o veličini trake pri kojoj se postiže maksimalna vrijednost sekvencijalne brzine čitanja i pisanja. Kao što pokazuju rezultati testa, za RAID 0 baziran na ICH10R kontroleru optimalno je koristiti traku od 64 KB. U ovom slučaju, maksimalna brzina sekvencijalnog čitanja i pisanja postiže se s veličinom podatkovnog bloka od samo 16 KB. Dakle, da rezimiramo, još jednom naglasimo da RAID kontroler ugrađen u ICH10R značajno nadmašuje sve ostale integrirane RAID kontrolere. A s obzirom da ima i više funkcionalnosti, optimalno je koristiti upravo ovaj kontroler i jednostavno zaboraviti na postojanje svih ostalih (osim ako, naravno, sustav ne koristi SATA III diskove). |
RAID nizovi su dizajnirani da poboljšaju pouzdanost pohrane, povećaju radnu brzinu i daju mogućnost kombiniranja više diskova u jedan veliki disk. Različiti tipovi RAID-ovi rješavaju različite probleme, ovdje ćemo pogledati nekoliko najčešćih konfiguracija RAID polja iste veličine.
RAID 0
RAID 1
RAID 10
RAID 1E
RAID 5
"Softverske" RAID5 implementacije ugrađene u južne mostove matičnih ploča nemaju veliku brzinu pisanja, pa nisu prikladne za sve aplikacije.
RAID 5EE
RAID 6
RAID 50
RAID 60
Linkedin – što je to i kako vam LinkedIn može pomoći da pronađete posao iz snova Linkedin profesionalna mreža
DDoS zaštita: DDoS GUARD - vaš siguran hosting
Windows pametni telefoni sada se mogu ažurirati pomoću računala