servere moderne devine din ce în tehnologia RAID mai frecvente (Redundant Array necostisitoare Discuri, Redundant Array de necostisitoare Discuri). În RAID matrice sunt, de obicei interfață SCSI este utilizat, completată cu mai multe alte linii de control. Canonical, adică standardizate, niveluri RAID sunt 0, 1, 2, 3, 4, 5. Restul sunt combinații promotori (de exemplu, 1 + 0) sau îmbunătățiri numerotate în mod arbitrar. Despre RAID-matrice și algoritmi lor de lucru de mult a fost scris, astfel încât în tabel. 1 rezumă, care să permită să judece aplicabilitatea nivelului în fiecare caz. De exemplu, pentru aplicații grafice, lucrul cu fișiere de mari dimensiuni, cel mai potrivit nivel 3, pentru bănci și birouri - Nivelul 5, pentru cazurile în care integritatea datelor prim-plan toate costurile - nivelul 1.
Cum, în practică, a implementat RAID-sistem? Două părți funcționale principale: un controler și un set de discuri. Acestea sunt conectate printr-o interfață. Controlerul acționează ca o conexiune la server, generarea de înregistrare a datelor redundante și verificarea lecturii, distribuirea informațiilor pe disc, în conformitate cu funcționarea algoritmului. Controlerele pot fi atât externe, este conectat prin interfața SCSI și interne realizate sub forma unui card de expansiune instalat pe server. Baza controlerului este un puternic RISC-CPU, de exemplu Intel i960, care controlează distribuția datelor pe unități și calcule sumei de control și coduri. Compoziția, de asemenea, are de obicei un controler LSI SCSI canal de control. Interfața care conectează unitățile și controller, - un Ultra / Wide SCSI-3 (Ultra 160), completată cu niște linii de control. Fizic, este un euroconnectors cu 96 de pini fixat la placa de circuit, adică ceva sloturi de expansiune similare în calculator; la un astfel de conector are un control al motorului de promovare linie suplimentară, și altele. Pentru unitățile de andocare cu RAID-interfață de utilizat corp din material plastic, care este instalat în afara părții imperechere conectorul cu 96 de pini. În interior este loc pentru instalarea unității, și există cabluri cu conectori care se conectează unitatea cu RAID-interfață. Un traseu se termină cu un conector standard pentru conectarea la o unitate SCSI-interfață. Alții merg pentru a bloca jumperi, cu care a stabilit SCSI ID-ul, la jumper-ul „promovarea“ și concluzii cu LED-uri „activitate“. Astfel, operatorul poate „în conformitate cu propriile sale“ drive-urile SCSI ID cesionat instalate; pornirea motorului de comandă (atunci când motorul este pornit și se dispersează pachetul la viteza dorită de rotație la un moment dat, pentru a evita supraîncărcarea sursei de alimentare). Instalat în magazinele corpului - de obicei, standard și sunt bine adaptate pentru a fi utilizate ca un simplu SCSI-disc. Într-un alt caz, un standard pentru a deveni HDD instalat în RAID-matrice 80 pini SCA-2 (Attachment Conector unic, care leagă un terminal), care are de asemenea linii suplimentare pentru unitățile de control și de alimentare +5 V și +12 B. Această soluție este mulțumită mai mult succes la economii de scară în cadrul elementelor-RAID structurale și, prin urmare, este acum utilizat pe scară largă.
Matricea foarte constructiv cu panoul de interfață și pentru a ghida carcase pot fi instalate fie în interiorul carcasei server sau într-o carcasă separată, cu sursă de alimentare proprie și ventilator. Funcția principală a RAID-matrice nu este o creștere a capacității subsistemului de disc (așa cum este evident din unitatea sa, aceeași capacitate poate fi obținută pentru mai puțini bani), precum și asigurarea bunei funcționări a sistemului de disc, chiar și în cazul defectării unuia dintre drive-urile. Disponibilitatea crescută se realizează prin utilizarea hot-swap, adică o unitate de defect demontarea și montarea unui nou hot-swappable. Deoarece un subsistem de stocare disc defect continuă, deși lent (cu excepția Layer 1), locul de muncă (cu excepția stratului de 0), prevede hot swap „transparent pentru recuperare utilizatorilor. Cu toate acestea, rata și viteza de acces la un disc de mers în gol a redus în mod semnificativ, datorită faptului că operatorul ar trebui să recupereze date de informații redundante. Această regulă are o excepție: RAID-sistem de niveluri 2, 3, 4, în caz de eșec cu stocare redundante de informații începe să lucreze mai repede! Acest lucru este firesc, pentru că într-un astfel de caz, nivelul pe zbor se schimbă la zero, care are caracteristici excelente de viteză. În cazul în care structura controlerului este asigurată și personalul instalat o unitate de rezervă, atunci nici nu trebuie să se grăbească rapid la magazin pentru un disc nou, în cazul unei defecțiuni. Controlerul se dezactivează dispozitivul nu a reușit și folosește în suport. Cu toate acestea în timpul transferului de date cu privire la „numit din rezerva“ rata de transmisie de acționare este redusă, dar numai în acel moment. Posibilitatea de hot swap prevede reparații, „transparente pentru personalul“ - unitatea nu a reușit poate fi înlocuit în orice moment. O altă creștere a fiabilității este asigurată de surse de alimentare redundante hot swappable. Se pare că serverele și RAID-matricele pot fi asamblate și dezasamblate fără a închide.
controlerele interne încorporate ca placi de expansiune au propriile lor BIOS, necesare pentru interacțiunea cu sistemul de operare de rețea și să configurați controlerul. În ceea ce privește sistemul de operare RAID-matrice este pur și simplu una sau mai multe unități de disc mari. Cele mai multe controlere pot suporta o combinație de niveluri RAID simultan mai multe.
Recent, ca urmare a interfeței de dezvoltare IDE (ATA) a aparut RAID-matrice, care utilizează un drive-uri mult mai ieftine și mai comune cu această interfață. patru canale IDE este instalat de obicei, ceea ce face posibilă conectarea de până la opt unități. Spre deosebire de SCSI interfață master și slave unitățile nu pot funcționa simultan, dar la o anumită configurație controler (de exemplu, prin compartimentarea matrice în două volume, dintre care unul conține toate unitățile master, iar celălalt - Slave) posibile pentru a obține performanțe bune.
Metode de testare
Pentru a testa RAID-matrice utilizate în servere, teste în principal sintetice adecvate, cum ar fi IOmeter. Spre deosebire de aceste teste sintetice de teste, care lucrează cu aplicații din lumea reală, constă în principal în faptul că acestea vă permit să simuleze diferite moduri ale discului. De exemplu, un test sintetic simulează solicitările de o anumită dimensiune pentru citire și scriere în anumite proporții, care vă permite să creați diferite tipuri de „modele de acces“. În același timp, câteva teste sintetice depind (în condiții ideale nu depind deloc) pe sistemul de operare și se lasă să se concentreze pe hardware-ul dispozitivului testat.
pachete de testare IOmeter, dezvoltat de Intel, include un controler (Manager) și unul sau mai mulți agenți (muncitori). Controlerul permite să schimbe configurații de testare, și agenți de lucru funcționează în conformitate cu configurația. În acest caz, atât operatorul, cât și agentul situat pe același computer.
Un paradis IOmeter de test sintetic este abilitatea de a crea dorit „modelul de acces“, care este caracteristică, de exemplu, un server de fișiere sau un server de baze de date. Variabilele care constituie modelul de acces este dimensiunea unei cereri de transmitere a datelor, o citire aleatoare / secventiala sau scrie și distribuirea de citire / scriere ca procent. Aceste trei caracteristici de bază pot fi combinate „, în procentul total» (procentul de acces Specification), care, împreună cu ceilalți parametri vor fi modelul total de acces, potrivit pentru orice ocazie.
De exemplu, în cazul în care se presupune că pentru anumite aplicații caracterizate prin solicitări de secvențială citește 1024 bytes și 8K, dar cere 8K apar mai frecvent, crearea de „model de acces“ al acestei aplicații, puteți determina raportul procentual dintre cererile de 8K și 1024 bytes.
IOmeter utilitar permite măsurarea unui număr mare de diferite caracteristici, multe dintre care fie se completează reciproc sau sunt diferite versiuni de testare aceiași parametri. În opinia noastră, cel mai interesant este numărul de operații I / O (tranzacții) pe secundă. Cel mai important parametru indică modul în care au fost efectuate mai multe apeluri timp de 1 secundă. Desigur, fiecare apel implică câteva etape realizate secvențial: deplasarea dispozitivului de acționare, rotirea discului, citire sau înregistrare dimensiunea blocului de la 0,5 la 64 Kbytes. Este această caracteristică am măsurat folosind utilitarul IOmeter.
Adăugați o fotografie imagine de server serveraRazmestit.
Server având un corp dedicat Intel SC5000 Piedestalul, construit pe placa de baza Intel STL2 c două procesoare Intel Pentium III 1000EB si 133MHz FSB. Volumul de RAM instalat - 512 MB SDRAM ECC. Intel STL2 placa de baza construit pe chipset-ul ServerWorks ServerSet III LE. Placa are sase PCI-sloturi, dintre care două sunt conectate la o magistrală independentă PCI 64-bit tactat la 66 MHz, oferind subsistemul crescut lățime de bandă I / O, iar sloturile rămase sunt 32 biți cronometrat la 33MHz. O altă caracteristică este prezența plăcii integrate SCSI-bi Adaptec AIC controler 7899 (un canal 160 și un canal Ultra SCSI Ultra Wide). AIC cip 8799 suporta PCI-bus 64 bit 66 MHz (Ultra 160 canale cu o lățime de bandă de 160 Mb / s) și 32-bit bus 33 MHz (canal SCSI Ultra Wide, cu o lățime de bandă de 80 MB / s).
Intel SC5000 Piedestalul Server sasiul a fost aleasă de noi este un accident. Acesta vă permite să instalați două coșuri pentru hard SCSI-disk hot-swappable. În fiecare coș stabilit până la cinci discuri, astfel încât un total de zece pot fi instalate SCSI-drive-uri. Deși numărul maxim de hard disk-uri, care sunt utilizate pentru a testa RAID-controler, nu mai mult de cinci, și anume necesitatea de a utiliza două coșuri au fost cauzate de faptul că toate unitățile dintr-un singur coș poate fi conectat doar la un RAID-controler de un singur canal. Astfel, atunci când testarea dublă RAID-controllere utilizate de un coș pentru fiecare canal.
Adăugați o fotografie de coș pentru discurile de instalare.
Măsurătorile au fost efectuate pentru fiecare dintre controlorii atunci când conectează două, trei, patru, cinci SCSI-drive IBM DDYS-T09170. Pentru a investiga efectul numărului de unități conectate utilizate în modul RAID0 de performanță. O excepție a fost făcută doar pentru numărul de hard disk-uri, egal cu cinci. Această configurație, de asemenea, stabilită în modul RAID5 pentru a compara rata de schimb, urmată de o deconectare fizică a unei unități, în scopul de a verifica viteza de operare în modul de control de recuperare de date. Pentru a testa controlorii duale folosesc al doilea coș, în care unitățile instalate în ambele coșuri conform cu Schemele 1 + 1, 1 + 2, 2 + 2 + 2 + 3.
Principalele HDD-uri Caracteristici
Atunci când se testează discurile sunt grupate în RAID-matrice, au sistemul de fișiere NTFS, și o dimensiune bandă pentru RAID-controlerul setează implicit pentru toate controlerele este de 64 kB.
criterii de calitate
O comparație a RAID-controler este necesar să se aleagă între parametrii de bază legate în principal de mare viteză de performanță de matrice, format din tipuri diferite de controlere și același set de discuri. Din aceste cifre, am ales rata de tranzacție (numărul de operații I / O pe secundă), timpul de acces (tranzacție timpul de funcționare), încărcarea procesorului și liniară a citi disc de viteză. Primii trei parametri au fost măsurate folosind IOmeter utilitate ultimul parametru - cu utilitate Winbench 99. Pentru indicatorii de calitate a fiecărui parametru utilizat metoda de cântărire, în care rata de transfer și alți parametri derivate pentru o serie de i-discuri, înmulțit cu numărul de unități în matrice și apoi însumate.
Necesitatea de a folosi un astfel de algoritm complicat cauzat de o analiză simplă. Fiecare RAID-controller a fost testat cu doi, trei, patru și cinci hard disk-uri. În acest caz, se poate presupune că influența RAID-controler pentru performanța discului este mai pronunțată atunci când un număr mare de discuri. Numai în cazul performanței discului de două unitate depinde în primul rând de caracteristicile discurilor propriu-zise. Aceasta este ceea ce ne-a confirmat în timpul testării: atunci când două unități instalate toate RAID-controlerele au arătat aproximativ aceeași performanță. Astfel, ar fi logic să crească „semnificația“ a rezultat ca numărul de discuri instalate. În acest caz, rezultatul creșteri în proporții geometrice. Adică, numărul de tranzacții (I / O) pe secundă, timp de cinci discuri de până la cinci ori mai mare decât pentru un singur disc. De aceea, pentru a determina rezultatul mediu ponderat al parametrilor obținuți pentru o serie de i-drive, înmulțit cu numărul de unități în matrice.
Pentru matrice RAID-5 din procedura de cântărire prealabilă nu este efectuat cinci discuri.
În continuare, acești parametri sunt normalizate la unitatea prin împărțirea acestora de rezultatul maxim. În continuare, Defectul metoda indicatorilor fiecare atribuit un factor de ponderare care variază de la (o importanță minimă) zero la unu (semnificație maximă). După aceea, indicatorii de calitate sunt multiplicate cu greutatea lor și a avut loc suma algebrică a produselor. Rețineți că caracteristicile cum ar fi timpul de acces și utilizarea procesorului, luate în considerare suma cu semnul minus, deoarece valoarea mai mare a acestor parametri corespunde cel mai slab rezultat. Rezultatele finale ale testului sunt prezentate în tabelul. 3.
În plus față de identificarea celei mai productive RAID-controler, pentru a identifica cele mai bune pentru a cumpăra un controler. Pentru indicatorul de calitate integrală rezultat a fost împărțit de către controlorul prețul mediu de vânzare cu amănuntul. Performanța mai mare a controlerului și scade prețul, cu atât mai mare raportul calitate / preț și, controlorul de cumpărare, prin urmare, cu atât mai avantajoasă este reprezentată.