Intel Matrix Storage Manager vs Linux Software RAID

Přehled

K dispozici jsou tři běžné typy RAID:

• Software RAID :To znamená, že váš BIOS a další operační systémy si myslí, že máte skutečně dva samostatné disky, ale čistě na softwarové úrovni váš operační systém používá pro RAID určitý formát na disku specifický pro operační systém (zrcadlení, prokládání, paritní bity, cokoliv) . Veškeré zpracování je prováděno CPU bez hardwarové podpory.

• BIOS RAID :Také známý jako "Fake RAID" nebo "Host RAID", to znamená, že firmware vaší základní desky (konkrétněji váš řadič SATA/SAS) má explicitní podporu pro rozpoznávání zařízení RAID. Na úrovni logického zařízení (lun ), vaše více pevných disků se operačnímu systému zobrazí jako jeden disk. Toto je v podstatě řadič SATA/SAS, který říká:"Opravdu mám jen jeden pevný disk. No, ve skutečnosti jsou dva, ale pšššt, je to jen jeden, věřte mi". Jinými slovy, operační systém to řekne že se jedná o nastavení RAID, ale operační systém *není odpovědný za formát parity/prokládání RAID na disku/atd. I v tomto režimu však CPU provádí všechny výpočty pro paritní bity a prokládání. Základní deska, BIOS a řadič SATA mají právě tolik logiky, aby fyzicky „zkombinovaly“ zařízení a definovaly formát na disku pro RAID. Chybí jim však vyhrazený procesor, který by prováděl výpočty, a závisí na softwaru v operačním systému, aby je řekl CPU, což je důvod, proč musíte Linuxu sdělit svůj BIOS RAID. (Intel Matrix / RST je typ BIOS RAID).

• Hardware RAID :Zde máte vyhrazený čip, jehož jediným účelem je zpracovávat data požadovaná pro RAID. Čip může být docela výkonný; některé hardwarové řadiče RAID ve skutečnosti mají na desce dvoujádrový čip podobný CPU, i když je speciálně optimalizován pro provoz vestavěného operačního systému, který je VELMI rychlý při provádění výpočtů RAID, jako jsou paritní bity pro RAID-5 nebo striping pro RAID -0. Pevné disky jsou fyzicky zapojeny do RAID karty, která poskytuje řadič SATA/SAS, obvykle mezipaměť pro čtení a zápis v DRAM nebo Flash, nativní řazení příkazů a centrální procesor na desce, který provádí matematickější výpočty. Tyto hardwarové čipy se pohybují od 150 USD na základní úrovni až po mnoho tisíc pro backplane RAID průmyslových datových center.

Kompatibilita

Obecně platí, že každý typ pole RAID je "svázán" s určitým konkrétním aspektem, který, když se tento aspekt změní, narazíte na problémy s kompatibilitou.

• Softwarový RAID je vázán na operační systém, který definoval formát RAID. Někdy mezi dvěma různými verzemi stejného operačního systému dojde k porušení formátu RAID, což vede k nekompatibilitě. Ačkoli je koncepčně možné, aby jakýkoli softwarový formát RAID byl podporován jakýmkoli jiným operačním systémem, protože jde jen o software V praxi většina operačních systémů představuje nekompatibilní formáty RAID, které dokáže rozpoznat pouze tento operační systém. Nejznámější kompatibilitou jsou však formáty RAID, které nativně používá linuxové jádro (md jak diskutujete v OP), který také dokáže rozpoznat softwarový RAID systému Windows, nazývaný dynamické disky.

• BIOS RAID je vázán na základní desku, kterou vlastníte. Je možné, že bude možné přesunout disky naformátované v určitém formátu BIOS RAID na jinou základní desku s podobným řešením BIOS RAID; například Intel RST do jiného systému s RST. Ale budete to muset pečlivě prozkoumat, než uděláte krok, abyste se ujistili, že to bude kompatibilní, pokud vám záleží na tom, aby to bylo kompatibilní.

• Hardwarový RAID je svázán s konkrétním hardwarovým řadičem nebo řadou hardwarových řadičů, které jsou výrobcem výslovně uvedeny jako kompatibilní. Někteří prodejci udržují velmi konzistentní hardwarový formát disku RAID, který je podporován mnoha generacemi řadičů; jiní mění formát častěji. Opět to budete muset prozkoumat případ od případu.

Výkon

Výkon do značné míry závisí na tom, jak nakonfigurujete základní parametry pole RAID a méně na konkrétním řešení. Obecně platí, že hardwarové řadiče RAID mají nejvyšší „strop“ pro maximální výkon; také nezatěžují váš procesor zdaleka tolik jako ostatní řešení. Pokud však pro svou pracovní zátěž zvolíte nesprávný typ pole RAID, nesprávnou velikost pruhu nebo nesprávný přístup k ukládání do mezipaměti, může být hardwarový řadič RAID také extrémně pomalý, pomalejší než jeden z disků běžících v režimu bez RAID. Totéž platí pro ostatní řešení, která mohou být také extrémně pomalá.

• Softwarový RAID je nejvhodnější pro konfiguraci RAID-1, protože zrcadlení je jednoduchá kopie stejných dat na dva disky a nejsou zde žádné paritní bity k výpočtu. RAID-5 na softwaru RAID je hrozný.

• Výkon BIOS RAID je obecně srovnatelný se softwarovým RAID, ale je známo, že některé řadiče BIOS RAID a formáty disků jsou chybné nebo špatně fungují. Obecně platí, že pokud si musíte vybrat mezi softwarovým RAID a BIOS RAID, první z nich je z hlediska výkonu o něco slibnější, zejména pokud používáte nedávnou distribuci Linuxu.

• Hardwarový výkon RAID může být šíleně rychlý díky optimalizovanému výpočetnímu výkonu procesoru řadiče RAID, který, jak jsem řekl, je navržen pro vysokou propustnost a může ve skutečnosti přijít jako vícejádrový čip – takže to je nějaké vážné železo. Hlavní nevýhodou je, že ztrácíte flexibilitu – nemůžete jen zasunout disky do jiného počítače bez hardwarového řadiče RAID – a náklady. Hardwarový RAID je nejlepší úrovní pro použití RAID-5 nebo RAID-6, zvláště pokud máte hodně disků (4 nebo více).

Celkově

Přestože BIOS RAID je podporován od Linuxu, nemohu vám doporučit, abyste jej používali.

Nyní přímo odpovědět na vaše otázky, poté, co jsem vám dal sáhodlouhou odpověď:

Co mi dává RSTe ve srovnání s běžným softwarovým RAID pro Linux?

Viz výše uvedená srovnání mezi softwarovým RAID a BIOS RAID. "RSTe" je instancí BIOS RAID; Linux md RAID bez -e imsm je instancí softwarového pole RAID.

V režimu RSTe je skutečná I/O cesta RAID (tj. zrcadlení a prokládání) zpracovávána Linuxem MD nebo BIOSem.

Pokud máte na mysli datovou cestu, je vždy zpracovávána CPU (a tedy operačním systémem), pokud nemáte vyhrazenou hardwarovou RAID kartu. Nemyslím jsou k dispozici na všech základních deskách, i když některé špičkové serverové čipové sady by mě mohly překvapit...

Zejména když používám "maticový RAID" (tj. RAID pokrývá spíše konkrétní oddíly než celé disky), musím ručně nainstalovat grub na oba MBR?

Ne. Ve skutečnosti nikdy nemusíte instalovat GRUB na oba MBR. Vezměme to případ od případu:

• Softwarový RAID:Stačí si libovolně vybrat jeden disk, na který chcete GRUB nainstalovat, a nastavit jej v pořadí BIOSu tak, aby se spouštěl jako první. Pamatujte, že pokud chcete, můžete zrcadlit jednotlivé oddíly, takže disky nemusí být v softwarovém RAID bit po bit identické. Jeden může mít MBR s bootloaderem a jeden nemůže mít nic v MBR.

• BIOS RAID:BIOS vám řekne, že je to jeden „disk“ (ve skutečnosti mu bude říkat, jak to je, pole RAID), takže si nemusíte vybírat, kam nainstalovat GRUB. Když na toto nainstalujete Linux, MBR (včetně bootloaderu) a všechny ostatní sektory obou disků se zkopírují mezi dva disky. Na rozdíl od softwarového RAID tedy BIOS RAID vynucuje, že oba disky musí být blok po bloku identické, protože je nemůžete oddělit jako dvě logická zařízení; řadič disku říká jsou JEDNO logické zařízení, ne dvě. Nemůžete tedy jen říct „chci zapsat nějaká data na disk 0, ale ne na disk 1“. Nemožné. Ale je to zcela možné se softwarovým RAID.

• Hardwarový RAID:BIOS vám řekne, že je to jeden „disk“, a pokud jde o BIOS, ani si nijak zvlášť neuvědomuje, že máte co do činění s více disky. Řadič RAID zcela abstrahuje všechny podrobnosti o RAID od operačního systému a BIOSu, kromě případů, kdy můžete nakonfigurovat některé hardwarové řadiče RAID pomocí nějakého vlastního protokolu v rámci operačního systému. Ale zařízení jsou zcela neoddělitelná od softwarové vrstvy, podobně jako BIOS RAID.

Upravit: Aktualizace pro další odpovědi na otázky

Stále nechápu pár věcí. Za prvé, o BIOS RAID:Mohu ho sestavit pomocí mdadm, takže Linux přede mnou vlastně neskrývá podkladové disky.

Je to zvláštní a těžko se to vysvětluje. V zásadě se disky zobrazují jako jeden v určitých vrstvách a jako dva v jiných vrstvách. Ale vsadím se, že u BIOS RAID nebude mít každý disk svůj samostatný uzel zařízení, např. /dev/sda a /dev/sdb . Pokud ano, váš BIOS RAID se liší od toho, co jsem viděl.

o grub a MBR:pokud RAID pokrývá spíše oddíly než disky, pak stále vidím základní disky. MBR není pod RAID a proto je potřeba nainstalovat bootloader dvakrát, aby bylo možné zavést systém v případě selhání disku. Je to správné?

Nebolí to nainstalovat další kopii, ale v případě selhání disku bude bootování tou nejmenší starostí. Stručně řečeno, pokračujte a udělejte to, pokud chcete, ale to není to nejdůležitější. Instalace grub z živého CD na HDD je snadná.

Disky v RAID (zejména pokud jsou stejné značky a modelu, vyrobené ve stejné továrně a v provozu těsně vedle sebe při stejné teplotě) pravděpodobně selžou v rychlém sledu, jeden za druhým. Pokud tedy disk selhal, pravděpodobně není v pořádku jen pokrčit rameny, vložit nový disk a zahájit přestavbu:existuje velká šance, že během přestavby selže poslední disk obsahující konzistentní kopii dat. Právě v tuto chvíli, když se dostanete na poslední zbývající disk, bych doporučil nechat odborníka (nebo to udělat sami, pokud jste dobří v hardwaru) vyjmout plotny z původního disku, koupit nový disk stejné značky/modelu , vložte tam plotny a načtěte data pomocí nového disku. Je to drahé a časově náročné, ale je to nejodolnější způsob uchování vašich dat.

Takže to je pět otázek, na které jsem vám odpověděl; pokud jste v těchto informacích našli nějakou hodnotu, označte prosím odpověď vhodně. Děkuji.

Allquixoticova odpověď je příliš dlouhá:

1. Co mi dává RSTe ve srovnání s běžným softwarovým polem RAID pro Linux?

Podpora spouštění a trochu jiná sada funkcí. Jádrem je datový formát. - Mohli byste ji dokonce použít bez ROM RST Option od Intelu (pak nemáte žádnou speciální podporu spouštění). Co znamená formát, je zapsáno v mdadm manuálová stránka.

2. V režimu RSTe je skutečná I/O cesta RAID (tj. zrcadlení a prokládání) zpracována systémem Linux MD nebo BIOSem.

Od Linuxu md (tj. celého jádra).

To ponechává jednu otázku otevřenou:Proč je Intel RST omezen pouze na některé čipové sady? Vůbec se neúčastní RAID. V nejlepším případě ukládají bit, což říká Option ROM, aby odmítla spuštění na nepodporovaných čipových sadách.