(Почти) Все, что вам нужно знать о RAID

Steadfast предоставляет выделенные серверы с конфигурациями RAID в течение по крайней мере десятилетия, и хотя RAID является широко используемой технологией, способ ее реализации сильно изменился с появлением твердотельных накопителей (SSD). Многие клиенты спрашивали нас о RAID, что это такое, как это влияет на них и как они могут получить максимальную надежность и производительность от него, следя за своей прибылью. Итак, я решил, что взгляну на сообщения в блоге, которые мы сделали в прошлом, и выпущу обновленную версию, включающую современные достижения. Если у вас остались дополнительные вопросы, не стесняйтесь обращаться к нам.

Что такое RAID?

RAID расшифровывается как избыточный массив недорогих дисков. Это означает, что RAID — это способ логического объединения нескольких дисков в один массив. Идея состоит в том, что эти диски, работающие вместе, будут иметь скорость и / или надежность более дорогого диска. Теперь точная скорость и надежность, которых вы достигнете с помощью RAID, зависит от типа RAID

Краткий обзор вращающихся дисков и твердотельных накопителей

Вращающийся диск, механические жесткие диски или жесткие диски (HDD) обычно выбираются в ситуациях, когда такие потребности, как скорость и производительность, идут на второе место по стоимости. Из-за физических ограничений и механической природы многих высокоскоростных движущихся частей, содержащихся в них, жесткие диски также имеют относительно высокую частоту отказов по сравнению с твердотельными накопителями. RAID предназначен для облегчения обеих этих проблем, в зависимости от типа RAID, который вы используете. Как правило, механический жесткий диск имеет 2,5% вероятность выхода из строя каждый год своей работы. Это было доказано несколькими отчетами, и ни один конкретный производитель или модель не имеет резкого отклонения от этой ставки в 2,5%. Короче говоря, если вы цените свои данные, вам нужно будет внедрить некоторую методологию, чтобы защитить их от сбоя диска.Твердотельные накопители обычно выбираются в ситуациях, когда скорость и производительность имеют приоритет над соображениями стоимости. Поскольку у них нет движущихся частей, их способность как записывать, так и считывать данные на них значительно быстрее, чем на жестком диске (по крайней мере, в 8-10 раз быстрее). И их частота отказов составляет примерно 0,5% в течение каждого года эксплуатации, что значительно снижает риск по сравнению с вращающимся HDD. Из-за резкой разницы между технологиями жестких дисков и твердотельных накопителей важно отметить, что некоторые реализации RAID, которые отлично подходят для жестких дисков, не предназначены для твердотельных накопителей, и наоборот.

Каковы типы RAID?

RAID 0 (чередование)

RAID 0 берет любое количество дисков и объединяет их в один большой том. Это значительно увеличит скорость, так как вы читаете и записываете с нескольких дисков одновременно. Затем отдельный файл может использовать скорость и емкость всех дисков массива. Недостатком RAID 0 является то, что он НЕ является избыточным. Потеря любого отдельного диска приведет к полной потере данных. Этот тип RAID гораздо менее надежен, чем наличие одного диска. Редко возникает ситуация, когда следует использовать RAID 0 в серверной среде. Вы можете использовать его для кэширования или других целей, где важна скорость, а надежность / потеря данных не имеет никакого значения. Но его не следует использовать ни для чего, кроме этого. Например, с 2,5% годовым коэффициентом отказа дисков, если у вас есть 6-дисковый массив RAID 0, вы увеличили свой годовой риск потери данных почти до 13,5%.

RAID 1 (зеркальное отображение)

В то время как RAID 1 способен к гораздо более сложной конфигурации, почти в каждом случае использования RAID 1 у вас есть пара идентичных дисков, одинаково зеркалирующих / копирующих данные одинаково на дисках в массиве. Смысл RAID 1 в первую очередь заключается в избыточности. Если вы полностью потеряете диск, вы все равно можете оставаться на ногах и работать с дополнительным диском. В случае сбоя любого из дисков можно заменить сломанный диск практически без простоев. RAID 1 также дает дополнительное преимущество в виде повышения производительности чтения, так как данные могут считываться с любого диска в массиве. Недостатки заключаются в том, что у вас будет немного более высокая задержка записи. Поскольку данные должны быть записаны на оба диска в массиве, у вас будет только доступная емкость одного диска, в то время как вам понадобятся два диска.

RAID 5/6 (чередование + распределенная четность)

RAID 5 требует использования не менее 3 дисков (RAID 6 требует не менее 4 дисков). Он использует идею RAID 0 и распределяет данные между несколькими дисками для повышения производительности. Но это также добавляет аспект избыточности, распределяя информацию о четности по дискам. В Интернете есть много технических ресурсов, которые могут вникнуть в детали того, как это на самом деле происходит. Короче говоря, с RAID 5 вы можете потерять один диск, а с RAID 6 вы можете потерять два диска и по-прежнему поддерживать свои операции и данные.RAID 5 и 6 значительно повысят производительность чтения. Но производительность записи во многом зависит от используемого RAID-контроллера. Для RAID 5 или 6 вам наверняка понадобится выделенный аппаратный контроллер. Это связано с необходимостью вычисления данных четности и записи их на все диски. RAID 5 и RAID 6 часто являются хорошими вариантами для стандартных веб-серверов, файловых серверов и других систем общего назначения, где большинство транзакций считывается, и дают вам хорошее соотношение цены и качества. Это связано с тем, что для увеличения скорости и избыточности необходимо приобрести только один дополнительный диск для RAID 5 (или два дополнительных диска для RAID 6).
RAID 5 или RAID 6 не является лучшим выбором для среды интенсивной записи, такой как сервер базы данных, так как это, вероятно, повредит вашей общей производительности. Стоит отметить, что в ситуации RAID 5 или RAID 6, если вы потеряете диск, вы будете жертвовать производительностью, чтобы поддерживать работоспособность вашей среды. После замены неисправного диска данные необходимо будет перестроить из информации о четности. Это займет значительную часть общей производительности массива. Эти сроки восстановления продолжают расти все больше и больше с каждым годом, поскольку диски становятся все больше и больше.

RAID 10 (зеркальное отображение + чередование)

RAID 10 требует не менее 4 дисков и представляет собой комбинацию RAID 1 (зеркалирование) и RAID 0 (чередование). Это даст вам как повышенную скорость, так и избыточность. Это часто рекомендуемый уровень RAID, если вы ищете скорость, но все еще нуждаетесь в избыточности. В конфигурации с четырьмя дисками два зеркальных диска содержат половину чередующихся данных, а еще два зеркальных — другую половину данных. Это означает, что вы можете потерять любой диск, а затем, возможно, даже 2-й диск, без потери данных. Как и в RAID 1, у вас будет емкость только половины дисков, но вы увидите улучшенную производительность чтения и записи. У вас также будет быстрое время восстановления RAID 1.

Когда следует использовать RAID?

RAID чрезвычайно полезен, если время безотказной работы и доступность важны для вас или вашего бизнеса. Резервное копирование поможет застраховать вас от катастрофической потери данных. Но восстановление больших объемов данных, например, при сбое диска, может занять много часов. Эти резервные копии могут быть часами или днями, что обходится вам во все данные, сохраненные или измененные с момента последнего резервного копирования. RAID позволяет выдержать сбой одного или нескольких дисков без потери данных и, во многих случаях, без простоев.RAID также полезен, если у вас есть проблемы с дисковым вводом-выводом, когда приложения ожидают на диске выполнения задач. Переход на RAID обеспечит вам дополнительную пропускную способность, позволяя вам считывать и записывать данные с нескольких дисков вместо одного диска. Кроме того, если вы используете аппаратный RAID, аппаратная карта RAID будет включать дополнительную память, которая будет использоваться в качестве кэша, уменьшая нагрузку на физическое оборудование и повышая общую производительность. Примечание: Мы обычно не советуем использовать аппаратную карту RAID для томов SSD, так как дополнительный кэш не нужен из-за скорости самих SSD.

Какой тип RAID следует использовать?

Нет RAID – Хорошо, если вы можете выдержать несколько часов простоя и / или потери данных из-за восстановления вашего сайта из резервных копий.

RAID 0 – Хорошо, если данные неважны и могут быть потеряны, но производительность имеет решающее значение (например, с кэшем).

RAID 1 – Хорошо, если вы хотите недорого получить дополнительную избыточность данных и / или скорость чтения. (Это хороший базовый уровень для тех, кто хочет достичь высокого времени безотказной работы и повысить производительность резервного копирования.)

RAID 5/6 – Хорошо, если у вас есть веб-серверы, среды с высоким уровнем чтения или чрезвычайно большие массивы хранения данных как один объект. Это будет работать хуже, чем RAID 1 при записи. Если в вашей среде много возможностей для записи или вам не требуется больше места, чем разрешено на диске с RAID 1, RAID 1, вероятно, является более эффективным вариантом.

RAID 10 – Хорошее универсальное решение, которое обеспечивает дополнительную скорость чтения и записи, а также дополнительную избыточность.

Программное обеспечение против аппаратного обеспечения?

Программный RAID

Программный RAID входит во все выделенные серверы Steadfast. Это означает, что программное обеспечение RAID 1 не стоит, и настоятельно рекомендуется, если вы используете локальное хранилище в системе. Настоятельно рекомендуется, чтобы диски в RAID-массиве были одного типа и размера. Программный RAID будет использовать часть вычислительной мощности системы для управления конфигурацией RAID. Если вы хотите максимизировать производительность системы, например, с конфигурацией RAID 5 или 6, лучше всего использовать аппаратную карту RAID при использовании стандартных жестких дисков.

Аппаратный RAID

Для аппаратного RAID требуется выделенный контроллер, установленный на сервере. Инженеры Steadfast будут рады предоставить вам рекомендации относительно того, какой аппаратный RAID-контроллер лучше всего подходит для вас, основываясь на том, какую конфигурацию RAID вы хотите иметь. Аппаратная RAID-карта выполняет все управление RAID-массивами, предоставляя логические диски системе без подслушивания со стороны самой системы. Кроме того, аппаратный RAID может одновременно предоставлять системе множество различных типов конфигураций RAID. Это включает в себя предоставление массива RAID 1 для загрузочного диска и диска приложений и массива RAID-5 для большого массива хранения.

Что не делает RAID?

RAID не приравнивается к 100% времени безотказной работы. Ничто не может. RAID — это еще один инструмент в наборе инструментов, предназначенный для минимизации времени простоя и проблем с доступностью. По-прежнему существует риск отказа RAID-карты, хотя он значительно ниже, чем отказ механического жесткого диска. RAID не заменяет резервные копии. Ничто не может заменить хорошо спланированную и часто тестируемую реализацию резервного копирования! RAID не защитит вас от повреждения данных, человеческих ошибок или проблем безопасности. Хотя он может защитить вас от сбоя диска, существует бесчисленное множество причин для хранения резервных копий. Поэтому не принимайте RAID в качестве замены резервных копий. Если у вас нет резервных копий, вы не готовы рассматривать RAID в качестве опции.RAID не обязательно позволяет динамически увеличивать размер массива. Если вам нужно больше места на диске, вы не можете просто добавить другой диск в массив. Скорее всего, вам придется начать с нуля, перестраивая/переформатируя массив. К счастью, инженеры Steadfast здесь, чтобы помочь вам спроектировать и выполнить любые системы, необходимые для поддержания вашего бизнеса. RAID не всегда является лучшим вариантом для виртуализации и отработки отказа высокой доступности. В этих обстоятельствах вы захотите взглянуть на решения SAN, которые также предоставляет Steadfast.